用于制造窗的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2019年5月3日提交的第10-2019-0052456号的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
在本文中，本公开总体上涉及用于制造窗的方法，并且更具体地涉及能够减少加工时间的、用于制造具有弯曲边缘的窗的方法，以及用于制造显示设备的方法。
背景技术
诸如平板计算机和移动电话的许多移动电子设备包括用于显示图像的显示设备。显示设备可以包括显示面板和覆盖显示面板以保护显示面板不受损坏的窗。
具有弯曲边缘的显示设备允许图像显示在相对于正常显示视角倾斜的侧表面上。用于制造具有弯曲边缘的显示设备的工艺需要额外的步骤来形成弯曲表面。
显示设备的制造工艺的时间和成本的大部分可能用在形成弯曲边缘中。因此，有待于改善具有弯曲边缘的显示设备的制造时间和工艺效率。
发明内容
本公开提供了用于制造窗的方法和用于制造显示设备的方法，其中，该用于制造窗的方法能够减少加工时间以改善工艺效率。
本公开还提供了用于制造包括具有基本上相同高度的四个侧边缘的窗的方法以及用于制造显示设备的方法。
在本发明构思的实施方式中，用于制造窗的方法可以包括：通过将第一激光照射到限定在透明构件的底表面上的第一区域的边缘来形成凹槽；以及通过将第二激光照射到第一区域来去除透明构件的部分，从而形成覆盖窗，其中，第二激光与第一激光不同，并且具有被调整在透明构件的凹槽的深度处的焦点。
在实施方式中，第一激光可以具有红外波长。在实施方式中，第二激光可以具有紫外波长。在实施方式中，第一激光可以由激光生成器发射，并且激光生成器可以具有恒定的移动速度，并且可以以恒定的强度将第一激光照射到透明构件的第一区域的边缘。
在实施方式中，当在平面图中观察时，第一区域可以具有方形形状或矩形形状。在实施方式中，第一激光的光斑尺寸可以与第二激光的光斑尺寸不同。
在实施方式中，第一激光的光斑尺寸的范围可以为20μm至30μm。在实施方式中，第二激光的光斑尺寸的范围可以为5μm至15μm。在实施方式中，由第一激光形成的凹槽的深度的范围可以为0.3mm至0.7mm。
在实施方式中，透明构件的通过照射第二激光而去除的部分可以通过这样的平面进行限定：该平面沿着凹槽的内表面经过凹槽的深度，并且与透明构件的一个表面平行。
附图说明
包括附图以提供对本发明构思的进一步的理解，并且将附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明构思的示例性实施方式，并且连同说明书一起用于阐明本发明构思的原理。在附图中：
图1是示出根据本发明构思的实施方式的显示设备的前表面和一些侧表面的立体图；
图2是沿着图1的线I-I'截取的剖视图；
图3是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的流程图；
图4是示出根据本发明构思的实施方式的透明构件的立体图；
图5A至图5C是示出图3中的用于制造窗的方法的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图；
图6是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的流程图；
图7是示出图6中的步骤S10的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图；
图8是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的流程图；
图9A是示出图8中的步骤S40的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图；以及
图9B是示出图8中的步骤S50的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考在其中示出各种实施方式的附图来更充分地描述本发明构思。然而，本发明构思可以以多种不同的形式实施，并且不应被解释为受限于本文中阐述的实施方式。更确切地，提供这些实施方式以使得本公开将是透彻且完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明构思的范围。在全文中，相同的附图标记表示相同的元件。
将理解的是，当诸如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”时，该元件可以直接在该另一元件上，或者可以存在介于中间的元件。相反，术语“直接”表示不存在介于中间的元件。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关所列项目中的一项或多项的任何和所有组合。
本文中使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，并且不旨在进行限制。如本文中所使用的，除非上下文另有明确指示，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式(包括“至少一个”)。“或”表示“和/或”。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包含有”或者“包括”和/或“包括有”指定所阐述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
出于描述的便利，诸如“下面(beneath)”、“下方(below)”、“下(lower)”、“上方(above)”、“上(upper)”等的空间相对术语可以在本文中用于描述如附图中所示的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。应理解的是，除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语旨在包括设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果将附图中的设备翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将取向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。设备可以以其它方式取向(旋转90度或处于其它取向)并且本文中所使用的空间相对描述词被相应地解释。
应理解的是，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
如在本文中使用的“约”或“近似”包括所述值以及如本领域普通技术人员考虑所讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的限制)所确定的特定值的可接受偏差范围内的平均值。
本文中参照作为理想化示例性图示的剖视图和/或平面图来对示例性实施方式描述。在附图中，为了清楚，层和区域的厚度被夸大。相应地，将预期到由例如制造技术和/或容差而导致的图示形状的偏差。因此，示例性实施方式不应理解为受限于本文中所示区域的形状，而是应理解为包括由例如制造导致的形状上的偏差。例如，示出为矩形的蚀刻区域具有圆形或曲线特征。因此，示出在附图中的区域本质上为示意性的，并且其形状并不旨在示出设备的区域的实际形状，并且不旨在限制示例性实施方式的范围。
在下文中，将参考附图详细描述本发明构思的示例性实施方式。
图1是示出根据本发明构思的实施方式的显示设备的前表面和一些侧表面的立体图。
显示设备EA可以通过电信号在前表面SF1上以及连接到前表面SF1的第一侧表面SF3、第二侧表面SF4、第三侧表面SF5和第四侧表面SF6中的至少一个上显示图像IM1和图像IM2，并且可以感测外部输入。本实施方式示出了显示在显示设备EA的前表面SF1上的图像IM1和显示在显示设备EA的第三侧表面SF5上的图像IM2。
外部输入可以包括诸如用户身体的一部分(例如，手指)、光、热和压力的多种外部输入中的至少一种。此外，外部输入可以包括接触式触摸或接近式触摸。在本实施方式中，示出了智能电话作为显示设备EA的示例。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。在特定实施方式中，显示设备EA可以应用于包括显示设备的其它多种产品，诸如电视机、监视器、平板、游戏机和智能手表。此外，外部输入可以包括力(或压力)或触摸。
显示设备EA的前表面SF1可以与由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面平行。在本发明构思的实施方式中，当在平面图中观察时，显示设备EA可以具有在第一方向DR1上延伸的长边和在第二方向DR2上延伸的短边。显示设备EA的前表面SF1的法线方向(即，显示设备EA的厚度方向)可以限定为第三方向DR3。然而，第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3可以是相对概念，并且可以变为其它方向。
图2是沿着图1的线I-I'截取的剖视图。
显示设备EA可以包括显示面板DP、窗构件WM、印刷电路板FPC和壳体HS。显示面板DP可以显示图像并且可以是柔性的。在本实施方式中，显示面板DP可以是有机发光显示面板。
显示面板DP可以弯曲以与显示设备EA的前表面SF1以及第一侧表面SF3、第二侧表面SF4、第三侧表面SF5和第四侧表面SF6重叠，并且可以通过第一侧表面SF3、第二侧表面SF4、第三侧表面SF5和第四侧表面SF6中的至少一个以及前表面SF1显示图像。
印刷电路板FPC可以粘附到显示面板DP。印刷电路板FPC可以向显示面板DP提供外部信号，并且可以向外部传输从显示面板DP接收的信号。印刷电路板FPC可以包括驱动电路芯片IC。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。在另一实施方式中，驱动电路芯片IC可以安装在显示面板DP上。
窗构件WM可以设置在显示面板DP上。窗构件WM可以覆盖显示面板DP，并且可以具有与显示面板DP的形状相似的形状。窗构件WM可以形成显示设备EA的前表面SF1、以及第一侧表面SF3、第二侧表面SF4、第三侧表面SF5和第四侧表面SF6的至少一部分。
壳体HS和窗构件WM可以形成显示设备EA的外观。在本实施方式中，壳体HS形成显示设备EA的后表面以及显示设备EA的第一侧表面SF3、第二侧表面SF4、第三侧表面SF5和第四侧表面SF6之间的区域。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。在另一实施方式中，当显示面板DP和窗构件WM覆盖显示设备EA的整个外观时，可以省略壳体HS。
图3是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的流程图，并且图4是示出根据本发明构思的实施方式的透明构件的立体图。
参考图3，根据实施方式的用于制造窗的方法可以包括形成凹槽以及去除透明构件的一部分。形成凹槽可以通过将第一激光照射到透明构件的第一区域的边缘来执行(S20)。去除透明构件的一部分可以通过照射具有被调整在凹槽的深度处的焦点的第二激光来执行(S30)。
在各种实施方式中，凹槽可以使用照射激光之外的技术来形成。例如，可以通过研磨、切割或熔化透明构件来形成凹槽。在一些情况下，透明构件不是对于每个波长的光都透明，但是透明构件对具有第二激光的波长的光至少部分透明。这允许第二激光穿过透明构件的至少一部分，使得第二激光仅在期望的深度(即，凹槽的深度)处去除透明构件的材料。
根据本发明的实施方式，系统和方法能够：在固体物体(例如，透明构件)中形成凹槽，其中，该凹槽在第一方向上延伸到比该固体物体的厚度小的深度；利用激光(例如，第二激光)照射固体物体以在固体物体中形成内部切口，其中，该固体物体对该激光的波长至少部分透明，并且激光会聚到凹槽的深度处的焦点；以及基于凹槽和内部切口去除固体物体的一部分以在该固体物体中形成空腔。
参考图3和图4，首先，可以准备透明构件10。透明构件10可以包括第一表面103和与第一表面103相对的第二表面101。在第二表面101中可以限定有第一区域AR1和第二区域AR2。第一区域AR1可以被第二区域AR2围绕。当在平面图中观察时，第一区域AR1可以具有矩形形状或方形形状。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。
透明构件10可以由诸如玻璃的透明材料形成，也可以由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透明的聚合材料形成。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。
图5A至图5C是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图。
参考图3和图5A，在步骤S20中，第一激光生成器200可以在从透明构件10的第二表面101朝向第一表面103的方向上(即，在与垂直于透明构件10的第二表面101的方向对应的第三方向DR3上)发射第一激光LZ1。如图5B中所示，可以从透明构件10的第二表面101形成在第三方向DR3上具有深度h1的凹槽11。
第一激光LZ1可以沿着第一区域AR1(参见图4)的边缘照射。在第一激光LZ1沿着第一区域AR1的边缘照射期间，第一激光LZ1的强度和第一激光生成器200的移动速度可以保持恒定。因此，凹槽11的深度h1可以沿着第一区域AR1的边缘恒定形成。
根据实施方式，由第一激光LZ1形成的凹槽11的深度h1的范围为0.3mm至0.7mm。第一激光LZ1可以具有红外波段中的波长。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。在特定实施方式中，第一激光生成器200可以使用诸如二氧化碳激光器、半导体激光器或准分子激光器的其它多种激光器。
可以使用具有约10-9秒的脉冲照射时间的纳秒激光作为第一激光LZ1。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。在特定实施方式中，可以使用具有约10-12秒的脉冲照射时间的皮秒激光或具有约10-15秒的脉冲照射时间的飞秒激光作为第一激光LZ1。
当使用飞秒激光作为第一激光LZ1时，入射脉冲时间可以比将热量传递到透明构件10的时间短。因此，在对透明构件10切割时可以使热扩散最小化。因此，能够使在透明构件10的照射有第一激光LZ1的部分中的热影响区(HAZ)的产生最小化。第一激光LZ1的光斑尺寸的范围可以为20μm至30μm。
参考图3和图5B，在步骤S30中，可以在从透明构件20的第二表面101朝向第一表面103的方向上(即，在与垂直于透明构件20的第二表面101的方向对应的第三方向DR3上)照射第二激光LZ2。
参考图5B，激光光学装置40可以包括第二激光生成器400、反射镜500、聚光透镜600和焦点控制器(未示出)。
第二激光生成器400可以向反射镜500发射第二激光LZ2。反射镜500可以接收从第二激光生成器400发射的第二激光LZ2。反射镜500可以将第二激光LZ2的行进方向改变为与在其中形成有凹槽11的透明构件20的第二表面101垂直的方向对应的第三方向DR3。
聚光透镜600可以设置在反射镜500与具有凹槽11的透明构件20之间。聚光透镜600可以将从反射镜500反射的第二激光LZ2会聚或聚集在预定焦点F处。透射穿过聚光透镜600的第二激光LZ2的焦点F可以位于透明构件20内。聚光透镜600可以是用于使由反射镜500反射的第二激光LZ2聚集的透镜。
焦点控制器(未示出)可以设置在聚光透镜600与具有凹槽11的透明构件20之间。透射穿过聚光透镜600的第二激光LZ2可以在焦点控制器(未示出)中被折射，并且因此可以增加第二激光LZ2的光程长度。
焦点控制器(未示出)可以改变第二激光LZ2的光程长度，以改变第二激光LZ2的焦点F。因此，透射穿过聚光透镜600的第二激光LZ2的焦点F的深度可以调整成使得焦点F的深度与凹槽11的深度h1相等。
可以通过使用由第二激光LZ2产生的热量来去除具有凹槽11的透明构件20的一部分。凹槽11与第二激光LZ2的焦点F对应。
激光光学装置40可以移动第二激光LZ2的照射位置，使得将第二激光LZ2提供到与具有凹槽11的透明构件20的一个表面平行的平面上。可选地，在第二激光LZ2的照射期间，可以通过在第一方向DR1或第二方向DR2上移动透明构件20所位于的台来移动第二激光LZ2的照射位置。
激光光学装置40可以在使第二激光LZ2的焦点F的位置固定的同时扫描第一区域AR1，从而去除透明构件20的一部分。透明构件20的、通过第二激光LZ2的照射而去除的部分可以通过这样的平面进行限定：该平面沿着凹槽11的内表面经过凹槽11的深度h1，并与透明构件20的一个表面平行。
第二激光LZ2可以穿过透明构件20，并且可以具有紫外波段中的波长。第二激光LZ2的光斑尺寸的范围可以为5μm至15μm。然而，本发明构思的实施方式不限制于此。在特定实施方式中，第二激光生成器400可以使用诸如二氧化碳激光器、半导体激光器或准分子激光器的其它多种激光器。
参考图5C，可以在步骤S20和步骤S30之后形成在其中将透明构件10的一部分去除的覆盖窗30。此后，显示面板DP与覆盖窗30可以彼此结合来制造显示设备EA。
在使用对透明构件10的表面进行物理刮削或抛光的工艺来制造覆盖窗30的方法中，应对待在透明构件10中去除的部分的全部进行刮削或抛光。此外，当待去除的部分具有预定的厚度时，应从透明构件10的表面开始抛光工艺，并且因此可能增加加工时间。
然而，在根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法中，可以使用第一激光LZ1和第二激光LZ2来切割和去除透明构件10的部分，并且因此与物理刮削或抛光工艺的加工时间相比，可以减少加工时间。因此，可以改善工艺效率。
图6是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的流程图，并且图7是示出图6中的步骤S10的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图。
在参考图6和图7描述的用于制造窗的方法中，步骤S20和步骤S30可以与参考图1至图5C描述的步骤S20和步骤S30基本上相同，并且因此将省略对其的详细描述。
参考图6和图7，在本发明构思的实施方式中，可以在步骤S20之前执行对透明构件10的第一表面103进行加工的步骤S10。
步骤S10可以包括抛光工艺，并且可以通过计算机数控(CNC)过程来执行。在抛光工艺中，可以使用抛光构件700对透明构件10的第一表面103的全部进行抛光。透明构件10的第一表面103的全部可以通过在使抛光构件700在与第一表面103基本上平行的方向上移动的同时使抛光构件700绕垂直轴线AX旋转的方法而被抛光。
透明构件10的第一表面103可以被抛光以减少裂纹，并且因此可以改善覆盖窗30的机械强度。例如，步骤S10可以包括用于消除在覆盖窗30的表面(例如，外表面310(参见图5C))处出现的裂纹或缺陷的抛光工艺。
图8是示出根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法的流程图。图9A是示出图8中的步骤S40的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图，并且图9B是示出图8中的步骤S50的、沿着图4的线II-II'截取的剖视图。
在参考图8、图9A和图9B描述的用于制造窗的方法中，步骤S20和步骤S30可以与参考图1至图5C描述的步骤S20和步骤S30基本上相同，并且因此将省略对其的详细描述。
参考图8，在本发明构思的实施方式中，用于制造窗的方法可以在步骤S30之后包括对覆盖窗30的内表面300(参见图5C)进行加工(S40)和对覆盖窗30的外表面310(参见图5C)进行加工(S50)。
步骤S40可以在步骤S50之前执行，或者可以在步骤S50之后执行。步骤S40可以包括对覆盖窗30的内表面300进行抛光的工艺，并且可以通过计算机数控(CNC)过程来执行。覆盖窗30的内表面300可以包括底表面301和从底表面301延伸的内侧表面303。
在抛光工艺中，可以使用抛光构件对覆盖窗30的内表面300进行充分抛光。可以通过在旋转抛光构件的同时在与内表面300基本上平行的方向上移动抛光构件，而对覆盖窗30的内表面300进行充分抛光。由于覆盖窗30的内表面300被抛光，所以可以改善覆盖窗30的强度，并且可以消除在内表面300处出现的缺陷。
参考图9A，底表面301与内侧表面303的连接部分可以通过步骤S40被倒角或切成圆角，并且因此连接部分可以具有曲率。
步骤S50可以包括对覆盖窗30的外表面310(参见图5C)进行抛光的工艺，并且可以通过计算机数控(CNC)过程来执行。覆盖窗30的外表面310可以包括顶表面311和从顶表面311延伸的外侧表面313。
在抛光工艺中，可以使用抛光构件对覆盖窗30的外表面310进行充分抛光。可以通过在旋转抛光构件的同时在与外表面310基本上平行的方向上移动抛光构件，而对覆盖窗30的外表面310进行充分抛光。由于覆盖窗30的外表面310被抛光，所以可以改善覆盖窗30的强度，并且可以消除在外表面310处出现的缺陷。
参考图9B，顶表面311与外侧表面313的连接部分可以通过步骤S50而被倒角或切成圆角，并且因此连接部分可以具有曲率。
由于通过抛光工艺对覆盖窗30的内表面300和外表面310进行加工，所以能够使在照射有第一激光LZ1和第二激光LZ2的部分中产生的热影响区(HAZ)最小化。
在根据本发明构思的实施方式的用于制造窗的方法中，透明构件的部分可以由第一激光和第二激光切割和去除，并且因此可以减少加工时间。因此，可以改善工艺效率。
虽然已经参考示例性实施方式对本发明构思进行了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明构思的精神和范围的情况下可以做出多种改变和修改。因此，应理解的是，以上实施方式不是限制性的，而是说明性的。因此，本发明构思的范围将由所附权利要求及其等同物的最宽泛的可允许的解释来确定，且不应由前述描述来限定或限制。
