通过激光损坏和蚀刻制造玻璃制品的方法技术

批露了形成玻璃制品的方法。在一种实施方式中,形成玻璃制品的方法包括在玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成在玻璃板基材的第一表面和第二表面之间的激光损坏区域。所述方法还包括把蚀刻剂溶液施加到玻璃板基材以去除绕着激光损坏区域的部分玻璃板基材。所述方法还可包括通过离子交换强化工艺强化玻璃板基材，和使用耐酸涂层涂覆玻璃板基材。还批露了方法，其中激光损坏区域具有初始几何形状，在玻璃板基材再成形之后，该初始几何形状变化成所需几何形状，从而激光损坏区域的初始几何形状补偿玻璃板基材的弯曲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2012年11月29日提交的美国临时申请第61/731,013号的优先权。该临时申请的全部内容通过引用纳入本文。
技术介绍

本专利技术总体涉及制造玻璃制品的方法，具体来说,涉及通过构建激光损坏区域和优先蚀刻激光损坏区域来制造玻璃制品的方法。
技术介绍
玻璃制品用于各种工业，包括将玻璃用于覆盖显示器设备的电子工业。此类显示设备的例子包括液晶显示器和发光二极管显示器，例如，计算机显示屏、电视机和手持式装置。因为三维玻璃制品具有上佳的外观和触感，它们的应用与日俱增。但是,满足低尺寸容差特别是对于成形玻璃而言，仍然极具挑战，因为玻璃在再成形、退火和化学强化之时发生尺寸形变。此外,用于形成穿透式特征例如孔的传统计算机数字控制(“CNC”)加工方法，如果于再成形之前实施，将导致在玻璃再成形时的非均匀加热，这可导致玻璃制品的表面起伏和不利的变形。概述根据各种实施方式，批露了形成玻璃制品的方法。所述方法包括：提供玻璃板基材(glasssubstratesheet),在玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成从玻璃板基材的第一表面延伸到玻璃板基材的第二表面的激光损坏区域,将包含约1M-约3M氢氟酸和盐酸的蚀刻剂溶液施加于玻璃板基材,通过离子交换强化过程强化玻璃板基材,和使用耐酸涂层涂覆玻璃板基材。脉冲激光束的波长在紫外光谱中，且功率为约0.1W-约2.0W。激光损坏区域可包括多个缺陷线。如果氢氟酸浓度大于约2M则盐酸浓度小于约1M,以及如果氢氟酸浓度小于约2M则盐酸浓度为约1M-约3M。在一些实施方式中,通过以下方式来再成形玻璃板基材：把玻璃板基材预热到预热温度,随后把玻璃板基材的局部区域加热到高于预热温度的局部温度,由此在该局部区域处弯曲玻璃板基材。所述预热温度和局部温度低于玻璃板基材的软化点。操作脉冲激光束，从而施加到玻璃板基材的能量大于或等于玻璃板基材的损坏阈值。在一些实施方式中,脉冲激光束的波长在紫外光谱区,且脉冲激光束的功率为约0.1W-约2.0W。在一些实施方式中,激光损坏区域不接触玻璃板基材的边缘。在一些实施方式中,以多次通过的方式(pass)在玻璃板基材上平移脉冲激光束且在每次通过时调整脉冲激光束的聚焦，从而激光损坏区域由在玻璃板基材本体之内从第一表面延伸到第二表面的多个激光损坏线限定。多个激光损坏线中邻近的激光损坏线可相对于彼此偏移(offset)。在一些实施方式中,在每次通过时调节脉冲激光束相对于玻璃板基材的位置，从而多个激光损坏线限定在玻璃板基材本体之内从玻璃板基材的第一表面到玻璃板基材的第二表面的曲线。在一些实施方式中,向玻璃板基材施加蚀刻剂溶液的操作包括向玻璃板基材喷洒蚀刻剂溶液。在其它实施方式中,向玻璃板基材施加蚀刻剂溶液的操作包括把玻璃板基材浸没于蚀刻剂溶液中。在一些实施方式中，可向蚀刻剂溶液施加超声搅拌。用于喷洒蚀刻剂的喷嘴可以约0振动/分钟-约40振动/分钟的速度振动。来自喷嘴的压力可为约1.0巴-约1.25巴。在一些实施方式中,蚀刻剂溶液包含约1M-约3M氢氟酸和无机酸,其中如果氢氟酸浓度大于约2M则无机酸浓度小于约1M，如果氢氟酸浓度小于约2M，则无机酸浓度为约1M-约3M。在一些实施方式中，无机酸可为盐酸、硫酸、硝酸或其组合。在一些实施方式中，蚀刻剂溶液的温度低于约30℃。根据其它实施方式，形成玻璃制品的方法包括提供玻璃板基材,在玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成从玻璃板基材的第一表面延伸到玻璃板基材的第二表面的激光损坏区域,该激光损坏区域具有初始几何形状。脉冲激光束的波长在紫外光谱区，且功率为约0.1W-约2.0W,以及激光损坏区域由多个缺陷线限定。所述方法还包括把玻璃板基材预热到预热温度,把玻璃板基材的局部区域加热到高于预热温度的局部温度,由此在局部区域处弯曲玻璃板基材。至少部分激光损坏区域在局部区域之内，且在把局部区域加热到局部温度之后激光损坏区域的几何形状从初始几何形状变化到所需的几何形状，从而初始几何形状补偿玻璃板基材的弯曲。所述方法还包括把玻璃板基材浸没于蚀刻剂溶液的浴中，从而去除绕着激光损坏区域的部分玻璃板基材。蚀刻剂溶液包含约1M-约3M氢氟酸和无机酸。如果氢氟酸浓度大于约2M则无机酸浓度小于约1M,以及如果氢氟酸浓度小于约2M则无机酸浓度为约1M-约3M。所述方法还包括在超声搅拌频率下搅拌蚀刻剂溶液的浴直到基本上去除部分的玻璃板基材,由此形成玻璃制品。在一些实施方式中，超声搅拌频率为约40kHz，蚀刻剂溶液的浴的温度低于约20℃。还根据其它实施方式，形成玻璃制品的方法包括提供玻璃板基材,在玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成从玻璃板基材的第一表面延伸到玻璃板基材的第二表面的激光损坏区域。脉冲激光束的波长在紫外光谱中，且功率为约0.5W-约2.0W。所述激光损坏区域由多个缺陷线限定并具有初始几何形状。所述方法还包括把玻璃板基材浸没于约1M-约3M氢氟酸和盐酸的蚀刻剂溶液的浴中。如果盐酸浓度大于约2M则盐酸浓度小于约1M,以及如果盐酸浓度小于约2M则盐酸浓度为约1M-约3M。蚀刻剂溶液的浴的温度低于约30℃。所述方法还包括在约40kHz的超声搅拌频率下搅拌蚀刻剂溶液的浴直到基本上去除绕着激光损坏区域的部分玻璃板基材,由此形成玻璃制品。在一些实施方式中,玻璃制品可为具有三维形状的成形玻璃制品。在这种实施方式中，激光损坏和蚀刻过程可结合为一体用来形成成形玻璃制品的三维特征。但是在其他实施方式中，可通过任意合适的方法例如模塑、吹塑模塑等来形成成形玻璃制品，且可在玻璃制品中形成三维特征之后实施激光损坏和蚀刻过程。还在其他实施方式中，玻璃制品可为平坦的玻璃板。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图简要说明图1示意性地显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的激光系统，用于在平坦的玻璃板基材之内产生激光损坏区域；图2示意性地显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的平坦的玻璃板基材和聚焦、脉冲激光束的俯视透射图；图3示意性地显示根据本文所示和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成玻璃制品的方法，该方法包括：提供玻璃板基材；在所述玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成从所述玻璃板基材的第一表面延伸到所述玻璃板基材的第二表面的激光损坏区域，其中：所述脉冲激光束的波长在紫外光谱中，且功率为约0.1W‑约2.0W；和所述激光损坏区域包括多个缺陷线；将包含约1M‑约3M的氢氟酸和盐酸的蚀刻剂溶液施加至所述玻璃板基材，其中：如果氢氟酸浓度大于约2M，则盐酸浓度小于约1M；和如果氢氟酸浓度小于约2M，则盐酸浓度为约1M‑约3M；通过离子交换强化过程强化所述玻璃板基材；和使用耐酸涂层涂覆玻璃板基材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.29 US 61/731,0131.一种形成玻璃制品的方法，该方法包括：
提供玻璃板基材；
在所述玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成从所述玻璃板基材的第
一表面延伸到所述玻璃板基材的第二表面的激光损坏区域，其中：
所述脉冲激光束的波长在紫外光谱中，且功率为约0.1W-约2.0W；和
所述激光损坏区域包括多个缺陷线；
将包含约1M-约3M的氢氟酸和盐酸的蚀刻剂溶液施加至所述玻璃板
基材，其中：
如果氢氟酸浓度大于约2M，则盐酸浓度小于约1M；和
如果氢氟酸浓度小于约2M，则盐酸浓度为约1M-约3M；
通过离子交换强化过程强化所述玻璃板基材；和
使用耐酸涂层涂覆玻璃板基材。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述玻璃板基材上平移
脉冲激光束之前,强化所述玻璃板基材,其中所述脉冲激光的功率为约
0.1W-约0.4W。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述玻璃板基材上平移
脉冲激光束之后,强化所述玻璃板基材,其中所述脉冲激光的功率为约
0.4W-约0.6W。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述玻璃板基材上平移
脉冲激光束之前,施涂所述耐酸涂层，其中在把玻璃板基材施加到玻璃板基
材之后,从所述玻璃板基材去除耐酸涂层。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐酸涂层包含乙烯丙
烯酸、蜡质聚合物和水。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐酸涂层的厚度为约
1微米-约15微米。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃板基材包含约5
摩尔％-约14摩尔％的碱土金属氧化物。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光损坏区域不接触
所述玻璃板基材的边缘。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述玻璃板基材施加所
述蚀刻剂溶液的操作包括向所述玻璃板基材喷洒所述蚀刻剂溶液。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述玻璃板基材施加
所述蚀刻剂溶液的操作包括把所述玻璃板基材浸没于蚀刻剂溶液的浴中，
其中
所述蚀刻剂溶液的浴的温度低于约30℃；和
在约40kHz的超声搅拌频率下搅拌所述蚀刻剂溶液的浴直到基本上
去除绕着所述激光损坏区域的一部分玻璃板基材,由此形成成形玻璃制品。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述脉冲激光束以多次通过的方式在所述玻璃板基材上平移；和
在每次通过的时候，调整所述脉冲激光束的聚焦，从而激光损坏区域
由在该玻璃板基材本体之内从第一表面延伸到第二表面的多个激光损坏线
限定。
12.一种形成形成玻璃制品的方法，该方法包括：
提供玻璃板基材；
在所述玻璃板基材上平移脉冲激光束以形成在该玻璃板基材的第一
表面和第二表面之间的激光损坏区域,该激光损坏区域包括初始几何形状；
再成形所...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·巴泽莫，J·A·德克尔，冯江蔚，D·K·吉尔福伊勒，D·R·哈维，金宇辉，L·茹鲍德，X·拉福斯，A·M·斯特列利佐夫，L·尤克雷辛克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US