加工防护玻璃的方法和包括该防护玻璃的显示设备的制作方法
【专利摘要】一种加工防护玻璃的方法和包括该防护玻璃的显示设备。该方法包括：在用于显示器的原始玻璃基板的相对的表面上形成掩膜层；将原始玻璃基板切割为各自包括开口的多个单元玻璃基板；仅通过将单元玻璃基板浸入刻蚀溶液中，对被暴露的加工表面进行化学刻蚀；以及通过将单元玻璃基板浸入清洗液中来去除掩膜层。
【专利说明】加工防护玻璃的方法和包括该防护玻璃的显示设备相关专利申请的交叉引用
[0001]本申请要求2012年6月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2012-0062861的权益，通过引用将其全部内容合并于此。
【技术领域】
[0002]当前实施例涉及加工防护玻璃的方法和包括该防护玻璃的显示设备。
【背景技术】
[0003]随着近来对移动电话(所谓的触摸屏电话)的需求增加，对移动电话的组件的需求也随之增加。在触摸屏式移动电话中，宽屏幕上没有按钮，并且用户通过按压屏幕来操控移动电话。触摸屏式移动电话包括位于显示单元的外层上的窗口，以便防止显示单元上的划伤，或保护显示单元免受外部撞击。
【发明内容】
[0004]当前实施例提供一种加工防护玻璃的方法和包括该防护玻璃的显示设备，该方法提高了用于显示器的防护玻璃的强度。
[0005]根据当前实施例的一个方面，提供一种加工防护玻璃的方法，该方法包括:在用于显示器的原始玻璃基板的相对的表面上形成掩膜层；将所述原始玻璃基板切割为各自包括开口的多个单元玻璃基板；仅通过将单元玻璃基板浸入刻蚀溶液，对被暴露的加工表面进行化学刻蚀；以及通过将单元玻璃基板浸入清洗液中来去除所述掩膜层。
[0006]根据当前实施例的 另一方面，提供一种加工防护玻璃的方法，该方法包括:在用于显示器的原始玻璃基板的相对的表面上形成掩膜层；将所述原始玻璃基板切割为各自包括开口的多个单元玻璃基板；堆叠所述多个单元玻璃基板；通过将堆叠的单元玻璃基板浸入刻蚀溶液中，仅对所述堆叠的单元玻璃基板的被暴露的加工表面进行化学刻蚀；以及通过将所述堆叠的单元玻璃基板浸入清洗液中来去除所述掩膜层。
[0007]切割所述原始玻璃基板可包括在所述单元玻璃基板中的每个单元玻璃基板中加工开口。
[0008]形成掩膜层可包括通过利用油墨在所述原始玻璃基板的相对的表面上执行印刷。所述油墨可以是紫外(UV)油墨，所述紫外(UV)油墨包括聚氨酯树脂或者包括包含聚氨酯树脂的化合物。
[0009]形成掩膜层可以包括在所述原始玻璃基板的相对的表面上附着保护膜。所述保护膜可包括丙烯酸树脂和丙烯酸聚氨酯树脂。
[0010]所述刻蚀溶液可包括氢氟酸(HF)或者HF和无机酸的混合溶液。所述无机酸可以是从盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)和硫酸(H2SO4)所组成的组中选择的一种或多种。
[0011]切割所述原始玻璃基板可包括通过利用物理加工来切割所述原始玻璃基板。
[0012]根据当前实施例的另一方面，提供一种包括通过上述方法制造的防护玻璃的显示设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]通过参照附图详细描述本发明的示例实施例，当前实施例的以上和其它特征和优点将变得更加明显，在附图中:
[0014]图1是示意性地示出根据实施例的触摸显示装置的联接结构的分解透视图；
[0015]图2至图8是图示根据实施例的制造防护玻璃的过程的示意图；
[0016]图9至图13是图示根据另一实施例的制造防护玻璃的过程的示意图；以及
[0017]图14A和图14B是示出根据实施例在化学刻蚀工艺之前和之后的加工表面的照片。
【具体实施方式】
[0018]由于当前实施例考虑到各种改变和大量实施例，因此，在附图中图示并且在书面描述中详细描述特定实施例。然而，这不意欲将当前实施例限于具体的实践模式，而应当理解，不背离当前实施例的精神和技术范围的所有改变、等同以及替代均包含在当前实施例中。在当前实施例的描述中，当认为相关技术的某些详细说明可能不必要地使实施例的要旨模糊时，将其省略。
[0019]这里所使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不意欲对这些实施例进行限制。应当进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书时，指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
[0020]在附图中，为了清楚起见，层的厚度和区域被放大。应当理解，当一元件或层被提及为位于另一元件或层“上”时，该元件或层可直接位于另一元件或层或者中间元件或层上。相反，当一个元件被提及为“直接”位于另一个元件或层“上”时，则不存在中间元件或层。诸如“…中的至少一个”的表述在位于要素清单之后时修饰整个要素清单，而不修饰该
清单中的单个要素。
[0021 ] 在下文中，将参照附图详细描述当前实施例的结构和操作。
[0022]图1是示意性地示出根据实施例的触摸显示装置I的联接结构的分解透视图。
[0023]参照图1，触摸显示装置I包括外壳10、容纳在外壳10中的面板20以及联接至面板20上部的窗口 30。
[0024]外壳10容纳面板20和窗口 30。
[0025]面板20可包括诸如液晶显示器(IXD)或有机电致发光(EL)显示器的显示装置以便根据用户操控而显示内容、其上安装有印刷电路板和各种电子组件的显示面板以及附到显示面板的外表面的触摸屏面板。面板20被布置在外壳10的内侧。
[0026]触摸屏面板是通过利用手指或物体触摸显示在屏幕上的内容来输入用户命令的输入装置。为此，触摸屏面板被布置在显示装置的前面，以将人的手指或物体所接触到的接触位置转换为电信号。因此，在接触位置处选择的内容作为输入信号被输入。触摸屏面板可代替诸如键盘或鼠标的附加输入装置。触摸屏面板可被实现为电阻膜式面板、光学传感式面板以及电容式面板。当人的手指和物体接触触摸屏面板时，电容触摸屏面板检测导电传感图案与另一相邻导电传感图案或与地电极之间的电容变化，从而将接触位置转换为电信号。窗口 30被另外布置在触摸屏面板的上表面上，以便提高机械强度。
[0027]尽管图1未示出，但面板20可以以本领域众所周知的各种方式固定在外壳10中。
[0028]窗口 30防止对触摸显示装置I的诸如划伤之类的损伤，防止杂质渗入到触摸显示装置I内，并保护触摸显示装置I免受外部撞击。另外，窗口 30可包括经过回火的透明玻璃基板。在这里，粘合剂(未示出)可应用在面板20和窗口 30之间，以使面板20和窗口 30彼此粘合。窗口 30根据触摸显示装置I的外部形状可具有各种外观。为此，有必要执行诸如原始玻璃基板的切割之类的加工操作。
[0029]在下文中，将描述覆盖诸如移动电话、便携式多媒体播放器(PMP)和上网本之类的终端的屏幕的窗口 30或布置在终端后表面上的强化玻璃的制作过程。在下文中，窗口和强化玻璃被称为“防护玻璃”。
[0030]图2至图8是图示根据实施例的制造防护玻璃的过程的示意图。
[0031]参照图2,在用于显不器的原始玻璃基板300的相对表面上形成掩膜层400。可以以各种途径，例如丝网印刷方法、层压膜方法以及抗蚀剂涂覆光刻方法来形成掩膜层400。然而，实施例并不限于此，可以使用用于在原始玻璃基板300上形成预定尺寸的掩膜层400的各种印刷方法。
[0032]掩膜层400可包括在稍后执行的刻蚀工艺中不被刻蚀剂溶解的材料。例如，掩膜层400可以是包括丙烯酸树脂和丙烯酸聚氨酯树脂的膜，并且可附到原始玻璃基板300的相对的表面上。或者，掩膜层400可通过将UV油墨印刷在原始玻璃基板300的相对的表面上、然后使UV油墨干燥来形成。此时，油墨可包括聚氨酯树脂或者包括包含聚氨酯树脂的化合物，并且可通过将硬化剂、颜`料、添加剂以及溶剂混合在UV油墨树脂中来制备。通过丝网印刷方法将UV油墨涂覆至大约60 ii m至70 ii m的厚度，然后通过UV光将其固化。UV光的强度可在2500±500mj/cm2范围内，以加工和保护玻璃。
[0033]参照图3，根据需制造的防护玻璃的尺寸和形状，通过以旋涂方法印刷耐化学腐蚀的油墨，在原始玻璃基板300表面上的掩膜层400上形成多个防护玻璃图案500。用于安装按钮、扬声器、麦克风和摄像机的开口以各种形状形成在包括窗口 30和强化玻璃的防护玻璃中。因此，在防护玻璃图案500中印刷开口图案600。或者，可通过利用平板切割方法或激光切割方法在掩膜层400中标记出防护玻璃图案500和开口图案600。
[0034]在图3的实施例中示出了六个防护玻璃图案500以及每个防护玻璃图案500中的一个开口图案600，不过，实施例并不限于此。可形成六个或更多个防护玻璃图案500，并且可在每个防护玻璃图案500的预定位置处印刷或标记出具有各种尺寸和形状的开口图案600。
[0035]参照图4，沿印刷的切割线或标记切割其上形成有掩膜层400的原始玻璃基板300，以形成单位单元的多个单元玻璃基板图案30A。可通过利用诸如喷水切割方法、激光切割方法或使用玻璃切割刀的划线切割方法之类的物理加工方法，将原始玻璃基板300划分为单元玻璃基板图案30A。在这里，可同时在防护玻璃图案500中切割和加工开口图案600。
[0036]图5是沿图4的线A-A’截取的单元玻璃基板图案30A的剖视图。参照图5，单元玻璃基板图案30A包括例如是原始玻璃基板300的一部分的单元玻璃基板300A、以及是掩膜层400的部分且布置在单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A。开口 600A通过形成开口图案而形成为通过单元玻璃基板300A和单元掩膜层400A。单元玻璃基板图案30A的加工表面30c和30d由于物理加工而被损伤并且不平坦，因此，在加工表面30c和30d中可能出现微裂缝。
[0037]参照图6，将单元玻璃基板图案30A浸入刻蚀设备50中的刻蚀溶液60中，以对加工表面30c和30d进行化学刻蚀。刻蚀溶液60可以是氢氟酸(HF)或者HF与无机酸的混合物。在这里，无机酸可以是从盐酸(HC1)、硝酸(HN03)和硫酸(H2SO4)所组成的组中选择的一种或多种。可以通过利用1%至10%的HF将单元玻璃基板图案30A刻蚀小于30分钟。如果HF溶液的浓度太高，则掩膜层400熔化，从而不能保护玻璃，而如果HF溶液的浓度太低，则不易去除加工表面上的应力。可以根据掩膜层400的种类和厚度，事先计算出刻蚀溶液60的浓度和刻蚀时间的最佳值，以便提高玻璃的强度。
[0038]由刻蚀溶液60进行的化学刻蚀使物理加工所损伤的加工表面示例均匀，并且刻蚀溶液60中的离子渗入到玻璃基板内来强化玻璃，从而防止产生细裂缝。热强化方法在高温下加工玻璃基板，从而使玻璃基板弯曲。另外，由于防护玻璃中的开口非常小，因此诸如抛光之类的物理加工不适合。因此，化学刻蚀适于提高开口和加工表面的强度，并且使表面均匀，而没有诸如单元玻璃基板300A的弯曲之类的变形。
[0039]按照惯例，在单位单元的切割玻璃基板上不形成附加掩膜层的情况下，对整个玻璃基板进行化学刻蚀，因此，玻璃基板变薄。在这种情况下，玻璃基板的整个表面被刻蚀，因此出现表面不平坦。另外，诸如开口的被加工部分由于整个玻璃基板的刻蚀而被严重弱化。此外，考虑到通过切割工艺加工的表面的强度，在通过刻蚀整个玻璃基板来使玻璃基板变薄方面具有限制。
[0040]根据该实施例， 如图7所示，将单元玻璃基板图案30A浸入刻蚀溶液60中，因此刻蚀溶液60的分子60’覆到单元玻璃基板图案30A的被暴露表面上。在这里，由于形成在单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A，分子60’只覆到单元玻璃基板300A的被暴露的加工表面30c和30d上，然后对单元玻璃基板图案30A进行选择性化学刻蚀。因此，可使加工表面30c和30d均匀，并且可提高开口 600A的加工表面30c和外加工表面30d的强度。另外，由单元掩膜层400A保护单元玻璃基板300A的表面30a和30b免受刻蚀溶液60的影响，因此单元玻璃基板300A的表面30a和30b未被刻蚀，并且可防止表面不平坦。另外，可通过利用期望厚度的原始玻璃基板300执行切割和刻蚀工艺，而不执行通过化学刻蚀和抛光使整个玻璃基板变薄的过程。
[0041]参照图8，将例如经化学刻蚀的单元玻璃基板图案30A浸入清洗设备(未示出)的清洗液中，以进行清洗。在清洗工艺期间去除单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A。将去除单元掩膜层400A的单元玻璃基板300A用作防护玻璃。成为产品的防护玻璃的厚度为1mm或更薄。
[0042]清洗液可通过将NaOH或KOH水溶液稀释在水或净化水中来制备。有效去除单元掩膜层400A的NaOH水溶液的浓度是大约3%至5%。清洗工艺的温度为大约40° C至80° C。例如，使超声波照射到例如浸入温度为大约40° C至80° C的清洗液中的单元玻璃基板图案30A上，并且在此之后，通过利用水或净化水冲洗玻璃基板图案30A，以去除单元掩膜层400A。[0043]在图8的实施例中，单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A被隔离，然而，单元掩膜层400A可被清洗液溶解，以被去除或隔离。
[0044]图9至图13是示出根据另一实施例的制造防护玻璃的过程的示意图。在当前实施例中，在图9至图13所示的过程之前，先执行图2至图4所示的形成掩膜层的过程、防护玻璃图案遮蔽的过程以及切割过程。
[0045]如图2至图4所示，在用于显示器的原始玻璃基板300的相对表面上形成掩膜层400。可以通过各种印刷方法，例如丝网印刷方法、层压膜方法、抗蚀剂涂覆光刻工艺以及可以在原始玻璃基板300上形成预定尺寸的掩膜层的其它印刷方法，来形成掩膜层400。掩膜层400可包括在稍后执行的刻蚀工艺中不被刻蚀溶液溶解的材料。例如，掩膜层400可以是包括丙烯酸树脂和丙烯酸聚氨酯树脂的膜，并且可附到原始玻璃基板300的相对表面上。或者，掩膜层400可通过将UV油墨印刷在原始玻璃基板300的相对表面上、然后使UV油墨干燥来形成。在这里，油墨可包括聚氨酯树脂或者包括包含聚氨酯树脂的化合物，并且可通过将硬化剂、颜料、添加剂以及溶剂混合在UV油墨树脂中来制备。通过丝网印刷方法将UV油墨涂覆至大约60 ii m至70 ii m的厚度，然后通过UV光将其固化。UV光的强度可在2500±500mj/cm2范围内，以加工和保护玻璃。
[0046]随后，根据需制造的防护玻璃的尺寸和形状，通过以旋涂方法印刷耐化学腐蚀的油墨，在原始玻璃基板300表面上的掩膜层400上形成多个防护玻璃图案500。另外，在防护玻璃图案500中印刷开口图案600。或者，可通过利用平板切割方法或激光切割方法在掩膜层400中标记出防护玻璃图案500和开口图案600。
[0047]随后，沿印刷的切割线或标记切割其上形成有掩膜层400的原始玻璃基板300，以形成单位单元的多个单元玻璃基板图案30A。可通过利用诸如喷水切割方法、激光切割方法或使用玻璃切割刀的划线切割方法之类的物理加工方法，将原始玻璃基板300划分为单元玻璃基板图案30A。在这里，可同时在防护玻璃图案500中切割和加工开口图案600。
[0048]参照图9，将多个单元玻璃基板图案30A堆叠，以形成堆叠玻璃基板图案30B。每个单元玻璃基板图案30A包括是原始玻璃基板300的一部分的单元玻璃基板300A、以及是掩膜层400的部分且布置在单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A，并且开口600A通过形成开口图案600而形成为通过单元玻璃基板300A和单元掩膜层400A。
[0049]图10是沿图9的线B-B’截取的堆叠玻璃基板图案30B的剖视图。参照图10，堆叠玻璃基板图案30B包括被堆叠的单元玻璃基板图案30A。因此，沿竖直方向相邻的单元玻璃基板图案30A的单元掩膜层400A彼此接触。在这里，彼此接触的单元掩膜层400A可通过湿气而不利用附加的粘合剂来彼此附着，因此，易于将单元玻璃基板300A堆叠。或者，可在单元掩膜层400A上涂覆具有短暂粘合力的粘合剂，以堆叠单元玻璃基板图案30A。通过物理加工，堆叠玻璃基板图案30B具有开口 600B以及加工表面30c和30d。
[0050]参照图11，将堆叠玻璃基板图案30B浸入刻蚀设备50的刻蚀溶液60中，以利用刻蚀溶液60对加工表面30c和30d进行化学刻蚀。刻蚀设备50包括用于支撑堆叠玻璃基板图案30B的最高表面和最低表面的支撑部件(未示出)，以在化学刻蚀工艺期间将堆叠玻璃基板图案30B固定在刻蚀设备50中。刻蚀溶液60可以是HF溶液或者HF和无机酸的混合溶液。无机酸可以是从盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)和硫酸(H2SO4)所组成的组中选择的一种或多种。可以通过利用1%至10%的HF将堆叠玻璃基板图案30B刻蚀小于30分钟。如果HF溶液的浓度太高，则掩膜层400熔化，从而不能保护玻璃，而如果HF溶液的浓度太低，则不易去除加工表面上的应力。可以根据掩膜层400的种类和厚度，事先计算出刻蚀溶液60的浓度和刻蚀时间的最佳值，以便提高玻璃的强度。
[0051]如图12所示，根据该实施例，刻蚀溶液60的分子60’覆到堆叠玻璃基板图案30B的被暴露的表面上。在这里，由于形成在单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A，分子60’只覆到单元玻璃基板300A的被暴露的加工表面30c和30d上，然后对堆叠玻璃基板图案30B进行选择性化学刻蚀。因此，对开口 600B的加工表面30c和外加工表面30d进行选择性化学刻蚀，从而提高强度。
[0052]根据该实施例，由于将堆叠玻璃基板图案30B浸入刻蚀溶液60中，因此与将单元玻璃基板图案30A浸入刻蚀溶液60中的情况相比，单元玻璃基板300A的接触刻蚀溶液60的分子60’的表面可减小，由此，可易于对堆叠玻璃基板图案30B进行清洗。另外，由于可通过一个化学刻蚀工艺对多个单元玻璃基板图案30A进行化学刻蚀，因此提高了工作效率。另外，可减少在刻蚀单个薄玻璃基板的过程中可能产生的缺陷，因此可提高产量。
[0053]参照图13，将经过化学刻蚀的堆叠玻璃基板图案30B浸入清洗设备(未示出)的清洗液中，以进行清洗。在清洗工艺期间，去除了单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A。将去除了单元掩膜层400A的单元玻璃基板300A用作防护玻璃。成为产品的防护玻璃的厚度为1mm或更薄。
[0054]清洗液可通过将NaOH或KOH水溶液稀释在水或净化水中来制备。有效去除单元掩膜层400A的NaOH水溶液的浓度是大约3%至5%。清洗工艺的温度为大约40° C至80° C。例如，使超声波照射到被浸入温度为大约40° C至80° C的清洗液中的堆叠玻璃基板图案30B上，并且在此之后，通过利用水或净化水冲洗堆叠玻璃基板图案30B，以去除单元掩膜层 400A。
`[0055]在图13的实施例中，单元玻璃基板300A的相对表面上的单元掩膜层400A被隔离，然而，单元掩膜层400A可被清洗液溶解，以被去除或隔离。
[0056]图14A和图14B是示出根据实施例的在化学刻蚀工艺之前和之后的加工表面的照片。当通过利用物理加工方法执行原始玻璃基板300的切割工艺时，加工表面被损伤，如图14A所示。在此之后，对加工表面执行化学刻蚀，使得图14A所示的被损伤的加工表面均匀，并被强化，如图14B所示。
[0057]下面的表1示出防护玻璃的根据是否执行化学刻蚀的跌落试验结果。
[0058]表1
【权利要求】
1.一种加工防护玻璃的方法，包括: 在原始玻璃基板的相对的表面上形成掩膜层； 将原始玻璃基板切割为各自包括开口的多个单元玻璃基板； 通过将单元玻璃基板浸入刻蚀溶液中，对单元玻璃基板的被暴露的加工表面进行化学刻蚀；以及 通过将单元玻璃基板浸入清洗液中来去除所述掩膜层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中切割原始玻璃基板包括在所述多个单元玻璃基板中的每个单元玻璃基板中加工开口。
3.根据权利要求1所述的方法，其中形成掩膜层包括通过利用油墨在所述原始玻璃基板的相对的表面上执行印刷。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述油墨是紫外油墨，所述紫外油墨包括聚氨酯树脂，或者包括包含聚氨酯树脂的化合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中形成掩膜层包括在所述原始玻璃基板的相对的表面上附着保护膜。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述保护膜包括丙烯酸树脂和丙烯酸聚氨酯树脂。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述刻蚀溶液包括氢氟酸，或者氢氟酸和无机酸的混合溶液。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述无机酸是从盐酸、硝酸和硫酸所组成的组中选择的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的方法，其中切割原始玻璃基板包括通过利用物理加工来切割原始玻璃基板。
10.一种加工防护玻璃的方法，包括: 在原始玻璃基板的相对的表面上形成掩膜层； 将原始玻璃基板切割为各自包括开口的多个单元玻璃基板； 堆叠所述多个单元玻璃基板； 通过将堆叠的单元玻璃基板浸入刻蚀溶液中，对所述堆叠的单元玻璃基板的被暴露的加工表面进行化学刻蚀；以及 通过将所述堆叠的单元玻璃基板浸入清洗液中来去除所述掩膜层。
11.根据权利要求10所述的方法，其中切割原始玻璃基板包括在所述多个单元玻璃基板中的每个单元玻璃基板中加工开口。
12.根据权利要求10所述的方法，其中形成掩膜层包括通过利用油墨在所述原始玻璃基板的相对的表面上执行印刷。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述油墨是紫外油墨，所述紫外油墨包括聚氨酯树脂或者包括包含聚氨酯树脂的化合物。
14.根据权利要求10所述的方法，其中形成掩膜层包括在所述原始玻璃基板的相对的表面上附着保护膜。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述保护膜包括丙烯酸树脂和丙烯酸聚氨酯树脂。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述刻蚀溶液包括氢氟酸，或者氢氟酸和无机酸的混合溶液。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述无机酸是从盐酸、硝酸和硫酸所组成的组中选择的一种或多种。
18.根据权利要求10所述的方法，其中切割原始玻璃基板包括通过利用物理加工来切割原始玻璃基板。
19.一种显示设备，包括通过根据权利要求1至18中任一项所述的方法而制造的防护玻璃。
【文档编号】C03C15/00GK103482877SQ201210508831
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年12月3日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】吴柱锡, 卢亨锡, 韩官荣 申请人:三星显示有限公司