用于显示器的覆盖玻璃元件的制造方法及覆盖玻璃的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及覆盖玻璃、尤其用于所述设备的显示器的覆盖玻璃。特别地，本发明涉及设置有功能涂层的覆盖玻璃。
【背景技术】
[0002]在移动电子设备、如所谓的智能电话和平板PC的覆盖玻璃方面提出对强度和耐久性的高要求，因此在更长的使用持续时间之后显示器也不断裂和划出划痕。特别地，在所述覆盖玻璃的变形方面也对制造商方面提出非常高的要求。根据显示器的实施方式，在6英寸(约150mm)的长度(对角线)上存在最大50-100 μ m弯曲。因此，付出许多努力制造尽可能平的玻璃衬底，其在化学的预应力之后并且在可能应用的一侧或者两侧的打磨步骤之后也如此平坦，使得能够实现产品的加工。大多由硅酸铝玻璃构成的平的化学预应力的覆盖玻璃是已知的并且是现有技术。然而，常规的玻璃的缺陷是其具有相对高的反射率。但是，恰巧在移动的使用时在显示器上造成的反射是非常干扰的。因此，移动电子设备通常在空旷的非常明亮的周围环境中操作。反射是相应强烈的，从而显示器可能几乎不能或者完全不再能读取。
[0003]在此，补救措施可以尤其生成抗反射涂层。涂层也可用于保护覆盖玻璃免于快速的划出划痕。
[0004]然而，例如通过溅射方法涂覆的涂层通常具有内应力，所述内应力导致衬底的变形。变形的强度取决于多种因素、例如处理参数(温度、功率密度、压力、处理气体等)、衬底材料(CTE、厚度等)和涂层材料(CTE、层厚度)。
[0005]熟练的处理控制也许可以导致变形的减小，然而处理参数的选择不总是自由可行的或者低成本的，因为特殊光学设计所确定的层厚度或者其他的层特性、如高的机械稳定性是必须的。
[0006]典型地，在高的内应力下存在机械耐久的层、所谓的硬质材料层或者耐磨层，其性能恰好通过高的内应力给定，并且如此选择所述涂层参数，使得达到层的高的内应力。
[0007]因此，不能轻而易举地涂覆具有硬质材料层或者机械耐久的抗反射系统的薄平的玻璃衬底、如其在智能电话或者平板PC中所使用的那样，因为这些层在具有高的机械性能时不可避免地导致玻璃的强烈变形并且在涂覆之后不能进行进一步的加工。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的任务是，防止或者至少如此最小化通过涂覆(例如硬质材料层或者化学稳定的抗反射系统)导致的(可能化学预应力的)玻璃衬底的变形，使得能够实现进一步加工成产品。
[0009]本发明的任务通过独立权利要求的主题来解决。在相应的从属权利要求中说明本发明的有利设计。
[0010]因此，本发明提供一种用于制造用于光学显示器、尤其用于移动电子设备的光学显示器的覆盖玻璃元件的方法，其中
[0011]-提供平坦的化学预应力的玻璃衬底，所述玻璃衬底在两侧上具有在压应力下存在的交换层(11、12)，其中
[0012]-在玻璃衬底的一个侧面上沉积包括至少一个硬质材料层并且具有内应力的无机涂层，其方式是，使得通过所述内应力在所述玻璃衬底上施加弯曲力矩，
[0013]-其中给具有所述玻璃衬底的覆盖玻璃元件施加负向的弯曲力矩，抵消无机涂层的内应力所造成的玻璃衬底的翘曲，其中负向的弯曲力矩是所述覆盖玻璃元件的固有弯曲力矩或者降低在涂覆之后的内应力，使得在沿着所述玻璃衬底的表面的150毫米距离上所测量的剩余变形小于300 μ m、优选小于200 μ m、特别优选小于100 μ m。
[0014]硬质材料层尤其可以通过氮化物、碳化物和/或硼化物以及通过一些硬质氧化物、如A1203或者氧化钨构成。根据本发明的一种特别优选的实施方式，玻璃衬底以包括至少一种含有氮化物的硬质材料层的无机涂层涂覆。氮化物不仅非常硬，而且也提供有利的光学特性。特别地，氮化硅是非常透明的并且因此适合作为光学的功能层。因此，含有氮化硅的硬质材料层是特别优选的。氮化铝也是适合的。尤其可以使用不仅包含氮化硅而且包含氮化铝的层。
[0015]在此，负向的弯曲力矩的施加可以在无机涂层的沉积之前、期间或者之后实现。
[0016]覆盖玻璃元件通过玻璃衬底和沉积在所述玻璃衬底上的一个或多个涂层构成。
[0017]固有弯曲力矩理解为包含在覆盖玻璃元件自身中并且由覆盖玻璃元件的一部分或者区段、尤其玻璃中的层或者涂层施加的弯曲力矩。因此，所述弯曲力矩不是从外部、例如通过压紧到底座上或者通过在保持装置中的张紧产生的。
[0018]因此，借助本发明能够实现，将在压应力或者拉应力下产生的涂层自身施加到薄的玻璃上并且保持具有所述涂层的覆盖玻璃元件仍然平坦。因此，本发明尤其在具有小于2毫米、优选小于1.5毫米、特别优选小于1.1毫米的厚度的薄的玻璃衬底中提供特别的优点。
[0019]以下还根据附图进一步阐述本发明。在此，在附图中相同的附图标记指示相同或者相应的部件。
【附图说明】
[0020]图1示出了包括设置有无机的、具有内应力的涂层的薄玻璃的覆盖玻璃元件，其中所述薄玻璃涂覆的一侧凸地翘曲；
[0021]图2示出了包括设置有无机的、具有内应力的涂层的薄玻璃的覆盖玻璃元件，其中所述薄玻璃经涂覆的一侧凹地翘曲；
[0022]图3示出了本发明的具有用于补偿翘曲的涂层的一种实施方式；
[0023]图4和图5示出了这样的实施方式，其中部分移除(abtragen)交换层；
[0024]图6至图9示出了根据本发明的另一种实施方式的方法步骤，其中在涂覆期间玻璃衬底处在机械张力下；
[0025]图10和图11示出了覆盖玻璃元件上的抗反射涂层；
[0026]图12示意性地示出了垂直于覆盖玻璃元件的表面的方向上的机械应力的分布。
【具体实施方式】
[0027]在图1中示出经涂覆的、平坦的玻璃衬底10。所述玻璃衬底10由适于离子交换的玻璃、即特别是包含碱金属氧化物作为玻璃组分的材料制成。通过更大的在两个侧面13、14上的同源表面交换层11、12中至少部分交换玻璃衬底10的碱金属离子，玻璃衬底是化学预应力的。由图1中的虚线表征通过交换深度限定的交换层的边界。玻璃衬底10通过化学预应力获得更大的强度，这使得玻璃衬底10尤其也适于移动电子媒体设备、如智能电话和平板PC的覆盖玻璃。
[0028]通常期望的是，给予玻璃一定的特性、如高的抗划痕性或者较低光反射。为此，以功能性的无机涂层20涂覆侧面13、14中的一个、在所示示例中的侧面13，所述无机涂层包括至少一个硬质材料层。根据本发明的一种实施方式，涂层20是抗反射涂层。在此，一个或多个硬质材料层尤其可以是多层抗反射涂层的组成部分。根据本发明的另一种实施方式，以无机涂层20涂覆玻璃衬底10，所述无机涂层包括至少一个硬质材料层。含氮化物或者基于氮化物的硬质材料层、如氮化物或者氮氧化物的特征在于高的透明度。由硅和/或铝组成的氮化物或者氮氧化物是特别适合的。
[0029]然而，多个无机涂层具有内应力。这导致，在涂层的沉积之后将弯曲力矩施加到衬底、在此玻璃衬底10上。所述弯曲力矩则导致平面玻璃衬底10的翘曲。在图1中示出的示例中，无机涂层20具有压内应力。玻璃衬底10、确切说具有涂层20的侧面13通过所述压内应力凸地翘曲。相应地，在拉内应力(Zug-Eigenspannung)的情况下出现经涂覆的侧面13的凹的翘曲。图2示出所述情形。
[0030]对于多种应用、尤其也作为用于移动电子设备的显示器的覆盖玻璃而言，所述翘曲是不利