一种3d玻璃盖板及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种3D玻璃盖板及其制作方法，制作方法的主要步骤为：在玻璃上涂光刻胶；曝光显影出目标图案，其中，目标图案包括有光刻胶覆盖的保护区域以及无光刻胶覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触摸显示模块的显示区域；化学蚀刻将显示区域加工形成凹槽；利用脱膜剂去除玻璃表面的光刻胶；外形加工及扫光，利用数控机床加工出盖板外轮廓以及上表面的2.5D边缘，然后对2.5D边缘和凹槽进行扫光；将玻璃进行化学钢化得到成品。该方法不仅降低了触摸屏整体厚度，而且能够使边缘外观达到2.5D和3D的效果，可满足盖板进一步轻薄化的要求，同时，化学蚀刻加工工艺精细，可确保产品的强度、精度、生产效率及高度自动化。
【专利说明】
一种3D玻璃盖板及其制作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及玻璃盖板加工技术领域，尤其涉及一种3D玻璃盖板及其制作方法。【背景技术】
[0002]玻璃盖板也称视窗防护玻璃，是手机、平板电脑、数码相机或笔记本电脑等的重要组成部件。目前，玻璃盖板多采用触摸屏设计，其设置于液晶屏之上，用于接受用户的按压， 从而实现对触摸屏的控制。
[0003]随着曲面屏幕电子设备的发展，人们对触摸屏的外观、轻薄化和使用舒适度等要求也越来越高，传统的平面玻璃盖板逐渐向2.?、3D等异形弧面玻璃盖板转变升级。2.5D玻璃盖板是指盖板的棱边有圆滑过渡，3D玻璃盖板是指整体为异形弧面，即盖板整体表面为曲面。圆滑的边缘比直角边缘的防撞能力更强，安全性更高，使产品更耐用，同时也更加符合消费者的审美体验。
[0004]目前，市场上的2.5D、3D玻璃盖板主要由热压成型或CNC机械加工研磨的方式制作，然而，现有的加工方式不能满足玻璃盖板进一步的轻薄化或强度、精度等要求。[〇〇〇5]因此，如何满足3D玻璃盖板的进一步轻薄化或强度、精度等要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种3D玻璃盖板的制作方法，该制作方法可以方便地加工出3D盖板的曲面结构，进一步提高盖板的轻薄化，且能保证盖板的强度和精度。本发明的第二个目的是提供一种3D玻璃盖板。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0008]—种3D玻璃盖板的制作方法，包括以下步骤:
[0009]涂光刻胶，在玻璃上均匀地涂布光刻胶；
[0010]曝光显影，将涂布有光刻胶的玻璃放置在曝光机中，利用光罩在玻璃上曝光出目标图案，然后通过显影将目标图案显现出来，目标图案包括有光刻胶覆盖的保护区域以及无光刻胶覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触摸显示模块的显示区域；[〇〇11]化学蚀刻，利用蚀刻液对玻璃的蚀刻区域进行化学蚀刻，在显示区域蚀刻出用于贴合触摸显示模块的凹槽；
[0012]脱膜，利用脱膜剂去除玻璃表面的光刻胶；
[0013]外形加工及扫光，利用数控机床加工出3D玻璃盖板的外轮廓以及上表面的2.ro边缘，然后使用扫光设备对2.?边缘和凹槽进行扫光；[〇〇14]化学钢化，将玻璃进行化学钢化，得到3D玻璃盖板成品。
[0015]优选地，在上述制作方法中，涂光刻胶步骤中使用的玻璃可切割成多个单粒玻璃， 每个单粒玻璃可制作成一个3D玻璃盖板成品，在曝光显影步骤中使用的光罩可曝光显影出对应多个产品的目标图案，在曝光显影步骤和化学蚀刻步骤之间还有切割步骤，切割步骤为将玻璃切割成多个单粒玻璃。
[0016]优选地，在上述制作方法中，在涂光刻胶步骤之前还有制作定位标记步骤，制作定位标记步骤为在玻璃表面制作多个供后续加工参考的定位标记，定位标记包括供曝光机定位用的曝光定位标记以及供切割设备定位用的切割定位标记。
[0017]优选地，在上述制作方法中，所述定位标记还包括供数控机床定位用的加工定位标记，加工定位标记位于目标图案对应单粒玻璃的角点位置。
[0018]优选地，在上述制作方法中，切割步骤中使用激光或者玻璃切割刀轮将玻璃切割成多个单粒玻璃。
[0019]优选地，在上述制作方法中，脱膜步骤与外形加工及扫光步骤之间还包括在玻璃表面丝印保护胶的步骤。
[0020]优选地，在上述制作方法中，在曝光显影步骤中显示区域的轮廓线位于化学蚀刻步骤中凹槽的轮廓线的内侧。[0021 ]优选地，在上述制作方法中，在外形加工及扫光步骤与化学钢化步骤之间还包括将玻璃清洗的步骤。[〇〇22]优选地，在上述制作方法中，涂光刻胶步骤中使用的光刻胶为负性光刻胶。[〇〇23] 一种3D玻璃盖板，包括盖板主体，所述盖板主体的上表面棱边为2.ro边缘，所述盖板主体的下表面设有用于贴合触摸显示模块的凹槽，且所述3D玻璃盖板通过如上任一项所述的制作方法制作而成。[〇〇24]本发明提供的3D玻璃盖板的制作方法，其主要步骤为:在玻璃上涂光刻胶;曝光显影出目标图案，其中，目标图案包括有光刻胶覆盖的保护区域以及无光刻胶覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触摸显示模块的显示区域;化学蚀刻将显示区域加工形成凹槽;利用脱膜剂去除玻璃表面的光刻胶;外形加工及扫光，利用数控机床加工出盖板外轮廓以及上表面的2.5D边缘，然后对2.f5D边缘和凹槽进行扫光;将玻璃进行化学钢化得到成品。该方法制作的3D玻璃盖板的凹槽可使触摸显示模块嵌入贴合，不仅降低了触摸屏整体厚度，而且能够使边缘外观达到2.5D和3D的效果，可满足盖板进一步轻薄化的要求，同时， 化学蚀刻加工工艺精细，可确保产品的强度、精度、生产效率及高度自动化。[〇〇25]本发明还提供了一种通过上述制作方法制作而成的3D玻璃盖板，包括盖板主体， 所述盖板主体的上表面棱边为2.5D边缘，所述盖板主体的下表面设有用于贴合触摸显示模块的凹槽。该3D玻璃盖板整体轻薄、美观，且强度和精度较高。【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[〇〇27]图1为本发明具体实施例中的3D玻璃盖板的制作方法流程框图；[〇〇28]图2为本发明具体实施例中的3D玻璃盖板的制作工艺示意图；
[0029]图3为本发明具体实施例中的定位标记的示意图；
[0030]图4为本发明具体实施例中的3D玻璃盖板的结构示意图；
[0031]图5为本发明具体实施例中的化学蚀刻凹槽的原理示意图。
[0032]图2至图5中:[〇〇33]1-玻璃、2-定位标记、3-光刻胶、4-显示区域、5-保护区域、6-切割设备、7-单粒玻璃、8-化学蚀刻设备、9-脱膜设备、10-带保护胶的单粒玻璃、11-扫光后的单粒玻璃、12-清洗后的单粒玻璃、13-化学钢化设备、14-盖板主体、15-2.5D边缘、16-凹槽、17-触摸显示模块。【具体实施方式】[〇〇34]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[〇〇35]请参照图1至图5,图1为本发明具体实施例中的3D玻璃盖板的制作方法流程框图， 图2为本发明具体实施例中的3D玻璃盖板的制作工艺示意图，图3为本发明具体实施例中的定位标记的示意图，图4为本发明具体实施例中的3D玻璃盖板的结构示意图，图5为本发明具体实施例中的化学蚀刻凹槽的原理示意图。[〇〇36]本发明提供了一种3D玻璃盖板的制作方法，该制作方法包括以下步骤:[〇〇37] 涂光刻胶，在玻璃1上均匀地涂布光刻胶3;[〇〇38] 曝光显影，将涂布有光刻胶3的玻璃1放置在曝光机中，利用光罩在玻璃1上曝光出目标图案，然后通过显影将目标图案显现出来，目标图案包括有光刻胶3覆盖的保护区域5 以及无光刻胶3覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触摸显示模块17的显示区域 4；
[0039]化学蚀刻，利用蚀刻液对玻璃的蚀刻区域进行化学蚀刻，在显示区域4蚀刻出用于贴合触摸显示模块17的凹槽16;
[0040]脱膜，利用脱膜剂去除玻璃表面的光刻胶3;[〇〇411外形加工及扫光，利用数控机床加工出3D玻璃盖板的外轮廓以及上表面的2.?边缘15，然后使用扫光设备对2.?边缘15和凹槽16进行扫光；[〇〇42]化学钢化，将玻璃进行化学钢化，得到3D玻璃盖板成品。[〇〇43]该方法制作的3D玻璃盖板的凹槽16可使触摸显示模块17嵌入贴合，不仅降低了触摸屏整体厚度，而且能够使边缘外观达到2.5D和3D的效果，可满足盖板进一步轻薄化的要求，同时，化学蚀刻加工工艺精细，可确保产品的强度、精度、生产效率及高度自动化。[〇〇44]需要说明的是，该制作方法在涂光刻胶步骤之前还有备料的步骤，备料的玻璃1可以为对应制作单个产品的单粒玻璃，也可以为大片的可以对应制作多个产品的玻璃。为了提高生产效率，优选地，本方案中备料步骤中选用大片玻璃，即涂光刻胶步骤中使用的玻璃可切割成多个单粒玻璃7，每个单粒玻璃7可制作成一个3D玻璃盖板成品，相应地，在曝光显影步骤中使用的光罩可曝光显影出对应多个产品的目标图案，如图2所示。为了便于后续化学蚀刻等工艺的进行，在曝光显影步骤和化学蚀刻步骤之间还有切割步骤，切割步骤就是将玻璃1切割成多个单粒玻璃7。切割步骤中可使用玻璃切割刀轮、激光或者其他切割设备6 或方法将大版玻璃按照预先设计的目标图案和尺寸切割成多个单粒玻璃7,本方案中优选采用激光进行切割。
[0045]需要说明的是，为了便于曝光机和切割设备6的定位操作，优选地，本方案在涂光刻胶步骤之前还有制作定位标记的步骤，也就是在玻璃1表面制作多个供后续加工参考的定位标记2,定位标记2包括供曝光机定位用的曝光定位标记以及供切割设备6定位用的切割定位标记。
[0046]具体的，本方案中的定位标记2(也常称为MARK标)一般是采用黄光工艺在玻璃1表面制作一层高精度的油墨标记，当然，本领域还可以利用其它现有方法制作定位标记2,本方案不再赘述。其中，定位标记2的形状可以为矩形、折线型、十字交叉形或其他形状等，图3 展示了本方案中优选的十字交叉形的定位标记2,在曝光机或切割设备6工作时，其定位部件会自动捕捉并参考玻璃1上的定位标记2进行定位，从而可以使曝光显影以及切割的尺寸更加精确。
[0047]需要说明的是，由于本制作方法中包括外形加工及扫光这一步骤，需要利用数控机床加工出3D玻璃盖板的外轮廓以及上表面的2.?边缘15，然后使用扫光设备对2.?边缘 15和凹槽16进行扫光，因此，为了便于数控机床在加工前进行定位，优选地，上述定位标记2 还包括供数控机床定位用的加工定位标记，加工定位标记位于目标图案对应单粒玻璃7的角点位置。例如，本方案中单粒玻璃7的形状为矩形，那么，加工定位标记则位于该矩形单粒玻璃7的四个角点处。当数控机床进行加工时，自动捕捉定位到该加工定位标记，进行外形加工，加工完毕后，该加工定位标记也被去除。[〇〇48]下面结合图1和图2,通过优选实施例方案来介绍该3D玻璃盖板的制作方法的详细工艺流程。
[0049]第一步，备料玻璃1，所选玻璃1为大片白玻璃，可一次制作多个产品。
[0050]第二步，制作定位标记2,在玻璃1上制作一些高精度的定位标记2,为后续的曝光显影、切割和外形加工等步骤提供精准的定位标示。[0051 ]第三步，涂光刻胶，在玻璃1上均匀地涂布光刻胶3,其中，光刻胶3具体为选为可曝光的抗酸油墨，抗酸油墨是指一种可以抵抗酸液腐蚀的油墨，目前通常使用丝印或辊涂等方法将抗酸油墨涂布在玻璃1上。[〇〇52] 第四步，曝光显影，将涂布有光刻胶3的玻璃1放置在曝光机中，曝光机按照曝光定位标记将光罩定位，利用光罩在光刻胶3上曝光出目标图案，然后，利用显影液将目标图案显现出来，目标图案由保护区域5和蚀刻区域组成，保护区域5覆盖的玻璃被抗酸油墨所保护，不会在后续的化学蚀刻步骤中被蚀刻掉，而蚀刻区域的玻璃则外露出来。本方案中图2 示出了保护区域5的中部为显示区域4,显示区域用于对应贴合触摸显示模块17。
[0053]第五步，使用切割设备6按照切割定位标记将玻璃1定位，然后，将玻璃1切割成多个单粒玻璃7。本方案中的产品为矩形的玻璃盖板，切割完毕的单粒玻璃为矩形玻璃。
[0054]第六步，化学蚀刻，将多个单粒玻璃7放入化学蚀刻设备8中，利用蚀刻液将玻璃1 上未受光刻胶3保护的蚀刻区域蚀刻掉，在显示区域4蚀刻出用于贴合触摸显示模块17的凹槽16,蚀刻深度和形状可以按照蚀刻时间长短以及目标图案的形状去控制。其中，蚀刻液可选用本领域常用的酸液(如氢氟酸)或其他蚀刻液等，本方案不再赘述。
[0055]第七步，脱膜、清洗，将化学蚀刻后的多个单粒玻璃7放入脱膜设备9中，利用脱膜剂去除玻璃表面的光刻胶3，然后清洗干净。其中，脱膜剂可选用有机碱、Na0H、Na2C03等。
[0056]第八步，丝印保护胶，在玻璃表面丝印保护胶可保护产品在后续的外形加工过程中免受数控机床对玻璃板面显示部分的损坏。图2中的标号10表示带保护胶的单粒玻璃。
[0057]第九步，外形加工及扫光，利用数控机床加工出产品的外轮廓以及产品上表面的 2.5D边缘15，然后使用扫光设备对2.5D边缘和化学蚀刻出的凹槽16进行扫光，扫光后这些地方会变得光滑透亮，提升加工精度和用户的触感舒适度。图2中的标号11表示扫光后的单粒玻璃，此时，玻璃盖板的四个圆角轮廓已经显现出来。
[0058]第十步，将扫光后的单粒玻璃11清洗，图2中的标号12代表清洗后的单粒玻璃。 [〇〇59]第十一步，将清洗后的单粒玻璃12放入化学钢化设备13中进行化学钢化处理，得到3D玻璃盖板成品。化学钢化处理可在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强了玻璃自身抗风压性、寒暑性以及抗冲击性等，进而满足触摸屏的使用要求。
[0060]需要说明的是，光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶两类，正性光刻胶被光照射的部分可以被显影液去除掉，而未曝光的部分则不会被显影液去除；负性光刻胶则相反，被光照射的部分不会被显影液去除，而其余不被光所照射的区域将会被显影液去除掉。本具体实施例方案中的涂光刻胶步骤中使用的是负性光刻胶，相应地，曝光显影步骤中使用的光罩则不会使显示区域曝光。当然，本领域技术人员也可以选用正性光刻胶，光罩则应相应变化。
[0061]需要注意的是，玻璃是一种同方蚀刻材料，所以，在做化学蚀刻时，横向的蚀刻速率VI和纵向的蚀刻速率V2几乎是相等的，因此，在显示区域4蚀刻出的凹槽16则具有圆弧形的槽边，槽边的宽度和凹槽16的深度大约相等。为了避免横向蚀刻的尺寸过大，即避免凹槽 16的整体宽度过大，优选地，本方案在曝光显影步骤中，将显示区域4的轮廓线设计为位于凹槽16的轮廓线的内侧。进一步地，显示区域4的轮廓线偏离凹槽16的轮廓线的距离等于凹槽16的预设深度，即保护区域5覆盖住凹槽16的槽边处，且覆盖的宽度等于凹槽16的预设深度。如此设置，在化学蚀刻过程中，就会将盖板主体14蚀刻到凹槽16预设的宽度和深度，从而进一步保证了加工精度，圆弧的槽边可以进一步避免局部应力，从而提高强度，也能保证后续与触摸显示模块17的装配效果。[〇〇62]本发明还提供了一种通过如上制作方法制作而成的3D玻璃盖板，包括盖板主体 14,盖板主体14的上表面棱边为2.5D边缘15,盖板主体14的下表面设有用于贴合触摸显示模块17的凹槽16。该3D玻璃盖板可应用于有触摸功能的显示器屏幕或显示屏的保护盖，如手机盖板、平板电脑盖板等。此3D玻璃盖板的下部凹槽可以将in cell或者on cell等液晶显示屏(即触摸显示模块17)放入其中贴合，该盖板降低了个触摸屏的厚度，且能够使边缘外观达到2.f5D或3D的效果，同时使盖板进一步满足轻薄化的要求。
[0063]综上所述，本发明采用黄光工艺、化学蚀刻以及数控加工的方式来加工玻璃盖板， 使产品结构进一步轻薄化，制作方法及工艺精细，确保产品的强度及精度，生产效率及自动化程度高。
[0064]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种3D玻璃盖板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:涂光刻胶，在玻璃上均匀地涂布光刻胶；曝光显影，将涂布有光刻胶的玻璃放置在曝光机中，利用光罩在玻璃上曝光出目标图 案，然后通过显影将目标图案显现出来，目标图案包括有光刻胶覆盖的保护区域以及无光 刻胶覆盖的蚀刻区域，蚀刻区域包括用于对应贴合触摸显示模块的显示区域；化学蚀刻，利用蚀刻液对玻璃的蚀刻区域进行化学蚀刻，在显示区域蚀刻出用于贴合 触摸显示模块的凹槽；脱膜，利用脱膜剂去除玻璃表面的光刻胶；外形加工及扫光，利用数控机床加工出3D玻璃盖板的外轮廓以及上表面的2.5D边缘， 然后使用扫光设备对2.?边缘和凹槽进行扫光；化学钢化，将玻璃进行化学钢化，得到3D玻璃盖板成品。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，涂光刻胶步骤中使用的玻璃可切割成 多个单粒玻璃，每个单粒玻璃可制作成一个3D玻璃盖板成品，在曝光显影步骤中使用的光 罩可曝光显影出对应多个产品的目标图案，在曝光显影步骤和化学蚀刻步骤之间还有切割 步骤，切割步骤为将玻璃切割成多个单粒玻璃。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在涂光刻胶步骤之前还有制作定位标 记步骤，制作定位标记步骤为在玻璃表面制作多个供后续加工参考的定位标记，定位标记 包括供曝光机定位用的曝光定位标记以及供切割设备定位用的切割定位标记。4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述定位标记还包括供数控机床定位 用的加工定位标记，加工定位标记位于目标图案对应单粒玻璃的角点位置。5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，切割步骤中使用激光或者玻璃切割刀 轮将玻璃切割成多个单粒玻璃。6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，脱膜步骤与外形加工及扫光步骤之间 还包括在玻璃表面丝印保护胶的步骤。7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在曝光显影步骤中显示区域的轮廓线 位于化学蚀刻步骤中凹槽的轮廓线的内侧。8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在外形加工及扫光步骤与化学钢化步 骤之间还包括将玻璃清洗的步骤。9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，涂光刻胶步骤中使用的光刻胶为负性 光刻胶。10.—种3D玻璃盖板，其特征在于，包括盖板主体，所述盖板主体的上表面棱边为2.5D 边缘，所述盖板主体的下表面设有用于贴合触摸显示模块的凹槽，且所述3D玻璃盖板通过 如权利要求1至9中任一项所述的制作方法制作而成。
【文档编号】H04M1/02GK105948520SQ201610348346
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】蔡良照, 郑志智, 杨汉英, 谢康, 朱杰, 林智坚
【申请人】信利光电股份有限公司