本发明涉及手机显示屏玻璃的抛光，特别是一种手机显示屏玻璃的激光抛光方法
背景技术：
在手机显示屏中许多特性如分辨率、透光率等都与玻璃基板有关，玻璃基板是手机显示屏中重要部件。智能手机设备的快速发展，对手机显示屏玻璃有着大量的需求，如每片led显示屏中需要两片玻璃基板，oled显示屏中需要一片玻璃基板，2015年，一年生产了2.57片oled，预测到2020年oled的年生产量将达7亿片。手机显示屏玻璃密度较低、弹性模量较大、导热系数小是典型难加工的材料。目前常用的手机显示屏玻璃加工抛光技术为化学机械抛光，利用抛光液中的化学物质与工件表面发生反应再通过磨粒磨削生成薄膜，并不断重复，直到表面质量满足需求。化学机械抛光方法虽能获得满足要求的玻璃基板，但其仍存在许多的问题，如抛光玻璃表面存在机械划伤及来料凹凸点，良率难以提高；抛光液成本高，利用率消耗大，而且抛光液对环境会造成污染；抛光耗时成，效率低等。
激光抛光是一种新型的抛光技术，激光抛光手机显示屏玻璃是基于co2激光熔融抛光的物理机理，是一种非接触式抛光方法。该方法采用连续co2激光束高速扫描玻璃基板表面，控制表面温度高于软化温度而低于气化温度，材料粘度下降，主要在表面张力的作用平滑表面，整个过程无材料的去除。非接触式的抛光方式，不但不会对表面造成损伤，同时还能平滑初始元件表面的划痕、缺陷，实现高精度无损伤光滑抛光。激光抛光还具有抛光成本低，无需抛光液，安全无污染，易于操控、灵活性高，抛光效率高等优点。手机显示屏玻璃为薄片玻璃，激光能量分布更均匀更有利于对手机显示屏玻璃的抛光，相比于高斯分布的激光束，平顶光束分布具有光束平坦、能量分布均匀的特点。手机显示屏玻璃材料的热膨胀系数较大，co2激光直接作用会导致玻璃碎裂，而预热平台的应用可以降低抛光时手机显示屏玻璃的温度梯度，预热可以防止手机显示屏玻璃在抛光过程由于热作用而发生碎裂现象，同时预热可以一定程度减小热应力。
技术实现要素：
本发明提供一种手机显示屏玻璃的激光抛光方法，利用co2激光抛光手机显示屏玻璃，并结合激光光束整形、预热、温度实时监控与反馈等步骤，实现无损高质量高效的手机显示屏玻璃激光抛光新方法。
本发明技术解决方案如下：
一种手机显示屏玻璃的激光抛光方法，包括以下步骤：
1)抛光光源设置：选用co2激光光源，并利用光束整形系统将高斯光束整形为平顶光束；
2)手机显示屏玻璃预热：将洁净的待抛光的手机显示屏玻璃放置在一个均匀受热预热平台上预热，预热平台按抛光需求设置预热温度；
3)抛光路径规划及其他参数的设定：根据实验需求选择抛光路径，扫描速度根据激光光学能量、光斑尺寸及所抛光材料设定为1m/s至10m/s不等，扫描间距设定小于四分之一激光直径(1/e2)；
4)实时温度检测与反馈：采用高温计或红外热像仪实时监测抛光光学元件温度，当待抛光区域温度高于材料气化温度或预设定温度时，降低光源激光能量；当待抛光区域温度低于预设定温度时，提高光源的激光能量，使抛光手机屏幕玻璃过程温度均匀；
5)降温冷却：激光抛光结束后手机屏幕放置在预热平台上随预热平台逐渐降温冷却，或平移至洁净保温炉随炉冷却，避免操作不当造成手机屏幕玻璃碎裂；
选用连续或脉冲co2激光器，并利用非球面透镜组及空间滤波器组合而成的光束整形系统，将高斯光束整形为光束平坦、能量分布均匀的平顶光束；
预热平台的预热温度根据材料特性设置，接近并低于材料的应变温度，确保抛光过程手机显示屏玻璃不会碎裂同时不会造成热畸变；
扫描路径包括s型扫描路径、单向作用往返扫描路径、伪随机扫描路径或其他扫描路径。
本发明的手机显示屏玻璃的抛光方式采用的是激光抛光，是一种非接触式的抛光方法，与目前其他抛光方法相比不会对表面造成划痕等损伤，极大的提高抛光步骤的良率，有更好的表面粗糙度。co2激光抛光的方法所需的设备价格相比传统数控抛光方法成本更低；激光束抛光的方式采用激光快速扫描手机屏幕玻璃速度可高达m/s，抛光一片样品的时间比传统抛光方式可以缩短数倍甚至几十倍，极大提高抛光效率和缩短生产周期。
具体实施方式
下面结合实例本发明做进一步说明。
实施例1
一种手机显示屏玻璃的激光抛光方法，包括以下步骤：
1)抛光光源设置：选用连续co2激光光源，并利用光束整形系统将高斯光束整形为光束平坦、能量分布均匀的平顶光束；
2)手机显示屏玻璃预热：将洁净的待抛光的手机显示屏玻璃放置在一个均匀受热预热平台上预热，抛光的手机屏幕玻璃为corninggorrilla玻璃，该玻璃的应变点为571℃，退火温度为623℃，预热平台按抛光需求设置预热温度为500℃；
3)抛光路径规划及其他参数的设定：抛光的手机屏幕玻璃为平面选择单向作用往返扫描的抛光路径，根据所用co2激光器能量为100w、所在位置光斑直径为3mm及设定抛光速度为275mm/s，扫描间距设定为50μm；
4)实时温度检测与反馈：采用高温计监测抛光光学元件温度，当待抛光区域温度高于材料气化温度或预设定温度时，降低光源激光能量；当待抛光区域温度低于预设定温度时，提高光源的激光能量，使抛光手机屏幕玻璃过程温度均匀；
5)降温冷却：激光抛光结束后手机屏幕放置在预热平台上随预热平台逐渐降温冷却；
经测试，上述激光抛光手机显示屏玻璃，初始粗糙度rms由424.991nm，降低至36.089nm，并且激光抛光后手机屏幕玻璃无划痕，粗糙度检测设备为白光干涉仪(newview7300),检测范围1×1mm2。
实施例2至实施例10的抛光参数如表1所示。
实施例2～10主要考察不同初始粗糙度corninggorrilla材料的手机显示屏玻璃激光抛光过程中，扫描速度、扫描方式、预热温度对手机显示屏玻璃激表面的影响。具体的实施过程同实施例1，区别在于改变扫描速度、扫描方式和预热温度。由实验结果得出，实验采用100w，光斑直径3mm激光器，最优的抛光参数为：预热500℃，单向作用往返扫描方式，扫描间距0.05mm，初始粗糙度rms为424.991nm的手机屏幕显示玻璃在扫描速度为275mm/s时，表面粗糙度rms至36.089nm，初始粗糙度rms为270.279nm的手机屏幕显示玻璃在扫描速度为325mm/s时，表面粗糙度rms至25.185nm，且激光抛光后表面几乎无划痕。
表1为本发明实施例的抛光条件：