技术领域
[0001] 本发明属于超薄柔性玻璃技术领域,具体为一种超薄柔性可折叠盖板玻璃及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 近几年,随着可折叠显示设备的问世,促进了超薄、柔性玻璃的研发和生产,以及由极超薄玻璃和聚酰亚胺(CPI)薄膜组成的叠层材料的研发与运用。尽管CPI盖板的可折叠特性优异,但防护功能仍存在明显劣势且整个显示屏模组的耐用性差。由于CPI材料的防刮擦能力差,容易出现划痕,同时抗冲击保护能力弱,受到外力冲击时不能起到保护的作用,所以柔性玻璃的概念被提出,不仅兼具了玻璃的优点,同时可弯曲的特性使它应用于可折叠设备的和柔性显示设备成为可能。厚度小于100μm的电子玻璃表现出可弯曲性和柔性性,且随着厚度越小,柔韧性越好。柔性超薄玻璃经化学强化提高玻璃强度、可弯折次数和耐磨性,弥补柔性屏面临的不足。
[0003] 柔性屏在使用中需要反复折弯和触控操作,超薄柔性电子玻璃在使用中出现折弯过程中破裂和不慎坠落造成玻璃破碎成为常见问题,影响超薄柔性电子玻璃推广应用。此外,柔性屏在折叠状态下盖板玻璃接触异物的几率减少,玻璃表面的抗划伤能力需求降低。通过提高玻璃柔韧性和抗跌落性能能有效改善柔性电子玻璃的耐用性,如何提高超薄柔性电子玻璃的柔韧性和抗跌落性能是目前亟需解决的技术问题。目前可折叠式现实设备还存在折叠缝隙、屏幕寿命、折叠程度及折痕等问题,还需进一步研究改进。
[0004] 在现有技术中,小尺寸的超薄柔性玻璃一般是由大尺寸玻璃先经过减薄后切割的工艺获得的。例如采用激光切割方式,激光切割所产生的温度导致的热胀冷缩亦会导致切割得到的小尺寸平板玻璃的边缘产生微小裂纹。因此,无论是采用机械切割还是激光切割,在切割时玻璃极易在玻璃的切割边缘产生裂纹,而在切割边缘处的裂纹会大大降低玻璃的强度、并致使玻璃无法折弯,进一步,带有边缘裂纹的玻璃在进行化学强化的过程中,在应力的作用下裂纹会迅速扩展导致破裂破碎。鉴于此,同时急需改善小尺寸的超薄柔性玻璃的制备工艺。
具体实施方式
[0032] 下面,对本发明的超薄柔性可折叠盖板玻璃的实施方式进行详细说明,但本发明不限于下述的实施方式,在本发明目的范围内可进行适当的变更来加以实施。此外,关于重复说明部分,虽然有适当的省略说明的情况,但不会因此而限制发明的主旨,在以下内容中,本发明超薄柔性可折叠盖板玻璃有时候简称为玻璃。
[0033] 对玻璃样品的物理性质和性能测试方法进行说明:
[0034] (1)软化点温度(107.6P),依据GB/T28195‑2011《玻璃软化点测试方法》测试;(2)退火点温度(1013P),采用膨胀仪通过膨胀曲线测量;(3)应变点温度(1014.5P),采用膨胀仪通过膨胀曲线测量;(4)热膨胀系数,采用GB/T16920‑2015《玻璃平均线热膨胀系数的测定》测试;(5)维氏硬度,通过使用显微维氏硬度计参照标准GB/T16534‑2009测得,加载力为200g,加载时间为10s测试;(6)弹性模量,采用JC/T687‑1997(2007)《玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法》测试;(7)热膨胀系数,采用GB/T16920‑2015《玻璃平均线热膨胀系数的测定》测试;(8)表面压缩应力值(CS)和压缩应力层深度(DOL)通过使用表面应力仪(FSM‑6000LE)参照标准GB/T18144‑2008所述方法测得;(9)静态极限弯折曲率半径:按照GB/T38686‑2020《超m,薄玻璃柔韧性试验方法两点弯曲法》测试极限折弯曲率半径R;(10)错动弯折测试:使用弯折U形测试机测试,测试方法为下压高度3mm,半径R为1.5mm,左右移动10‑15mm,移动速度5‑10mm/min,两面贴PET膜(20μmPSA+50μmPET);(11)落笔冲击高度:使用落笔试验机测试,测试方法为将12g签字笔(珠芯直径0.5mm)自由落体作用于玻璃(UTG+
20μmPSA+50μmPET),查看落笔穿透能力。
[0035] 本申请中未注明的具体条件,按照常规条件或者制造商建议的条件进行,所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0036] 下面对本发明超薄柔性可折叠盖板玻璃的各组分(成分)范围进行说明。在本说明书中,如果没有特殊说明,各组分的含量全部采用相对于换算成氧化物的组成的玻璃物质总量的重量百分比(wt%)表示。在这里,所述“换算成氧化物的组成”是指,作为本发明的超薄柔性可折叠盖板玻璃组成成分的原料而使用的氧化物、复合盐及氢氧化物等熔融时分解并转变为氧化物的情况下,将该氧化物的物质总量作为100%。
[0037] 下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0038] 实施例
[0039] 下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
[0040] 为了得到具有表1~表2所示的组成的超薄柔性可折叠盖板玻璃,使用表中氧化物作为原料,按氧化物配比称取各原料(各原料为:超纯砂、氧化铝、碳酸钠、氧化镁、氧化硼、氧化锡、元明粉)并混合均匀得混合原料;将混合原料装入(小型)混料机,在混料机内进行混匀后得到配合物混合料;将配合物混合料倒入铂铑坩埚中,在实验小型高温窑炉中下进行高温熔化、澄清和均化,得到熔融玻璃液,熔化制度为:在2.5h内升温至1550℃,在1500下保温1h,然后在0.5h内升温至1680℃,在1680℃下保温3.5h后出料;将熔融玻璃液通过(实验小型)锡槽进行摊平、抛光,再进入退火炉内进行精密退火冷却;最后将玻璃通过切割、研磨后制成厚度为0.3mm,尺寸为840×630mm的本体玻璃板,并对本体玻璃板的边缘进行抛光处理(抛光处理的方法包括化学抛光);在抛光处理后得到的本体玻璃板的正面,即空气面,贴附抗酸膜,避免其在蚀刻减薄过程中受到蚀刻液的影响;随后利用蚀刻液对该玻璃板的背面进行蚀刻减薄处理,得到厚度为≤100μm的原始超薄柔性玻璃;在减薄后,由于本体玻璃本身具有一定的折弯性能,使得该玻璃成为原始超薄柔性玻璃。继续对原始超薄柔性玻璃进行蚀刻切割,随后撕掉抗酸膜,得到目标玻璃;对目标玻璃进行化学强化,冷却后清洗得到超薄柔性可折叠盖板玻璃。
[0041] 蚀刻切割的具体步骤为:
[0042] 在原始超薄柔性玻璃的正面和背面均附上抗酸膜,贴附轮廓与目标小尺寸(120×90mm)玻璃一致的抗酸膜,随后在采用紫外光蚀刻在抗酸膜上刻画出形状与目标玻璃形状一致的轮廓线,并使轮廓线对应的玻璃部分暴露于抗酸膜外,再采用蚀刻液将轮廓线对应的玻璃部分蚀穿,得到与轮廓线形状一致的目标玻璃。
[0043] 化学强化的条件包括:强化温度420℃,强化时间为3h40min。最后将化学强化后的玻璃片置于温水中浸泡,清洗干燥后得到强化超薄柔性可折叠盖板玻璃。
[0044] 另外,通过上述所示的方法测定各玻璃的特性,并将测定结果表示在表1~表2中。
[0045] 表1:超薄柔性可折叠盖板玻璃实施例1‑8和对比例1‑4的成分及物理性质对比[0046]
[0047]
[0048] 从表1可知,本发明实施例制备的超薄柔性可折叠盖板玻璃的热膨胀系数为83.1‑‑7 3 286.1×10 /℃,密度为2.39‑2.44g/cm ,维氏硬度为607‑661Kgf/mm,弹性模量为86.97‑
87.21Gpa;本发明对比制备的超薄柔性可折叠盖板玻璃的热膨胀系数为90.07‑91.74×10‑7 3 2
/℃,密度为2.45‑2.46g/cm ,维氏硬度为517‑543Kgf/mm,弹性模量为70.51‑70.97Gpa;
并且以上列举的本发明实施例的四种物理性质参数均优于本发明对比例。
[0049] 表2超薄柔性可折叠盖板玻璃实施例1‑8和对比例1‑4的性能测试对比
[0050]
[0051] 从表2可知,本发明实施例制备的超薄柔性可折叠盖板玻璃的表面压缩应力值‑CS为663‑699Mpa,压缩应力层深度‑DOL为14.6‑16.8μm,弯曲临界曲率半径为1.2‑1.5mm,落笔冲击高度为80‑90mm,30万次静态极限弯折测试全部通过,错动弯折测试全部通过,落球测试高度为100‑110cm;本发明对比例制备的超薄柔性可折叠盖板玻璃的表面压缩应力值‑CS为511‑527Mpa,压缩应力层深度‑DOL为12.4‑13.3μm,弯曲临界曲率半径为6‑7mm,落笔冲击高度为50‑60mm,30万次静态极限弯折测试全部不通过,错动弯折测试全部不通过,落球测试高度为70‑80cm;并且以上列举的本发明实施例的七种性能测试项目均明显优于本发明对比例。
[0052] 以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。
[0053] 提供本背景技术部分是为了大体上呈现本发明的上下文,当前所署名的发明人的工作、在本背景技术部分中所描述的程度上的工作以及本部分描述在申请时尚不构成现有技术的方面,既非明示地也非暗示地被承认是本发明的现有技术。