CN102452789A - 强化玻璃切割方法、薄膜制程、切割预置结构及切割件 - Google Patents

Abstract

一种强化玻璃切割件，其是由一经离子强化处理的玻璃基材切割而成且包含彼此相对的一顶面及一底面、一切割面。切割面连接于顶面及底面间，且一离子交换层形成于顶面及底面且实质上未形成于切割面。

Description

强化玻璃切割方法、薄膜制程、切割预置结构及切割件

技术领域

本发明关于一种强化玻璃切割方法及强化玻璃薄膜制程，以及用于该强化玻璃切割方法的强化玻璃切割预置结构及切割后产生的强化玻璃切割件。

背景技术

公知的玻璃强化方式主要有两种，一种是热强化方式，另一种是化学离子强化方式。举例而言，于一化学离子强化过程中，待强化的玻璃基材例如可置入熔融的钾盐中，使钾离子与玻璃表层的钠离子进行离子交换，而使玻璃基材表层形成一层很薄的压应力层。如图1A及图1B所示，对应压应力层DOL，强化玻璃100内部会衍生出适当的张应力TS使整体达到力平衡。比较图1A及图1B可知，当压应力层DOL越厚(图1B的压力层厚度大于图1A的压力层厚度)，强化玻璃100的强度就越强，但其内部的张应力TS就越大。因此，当张应力TS过大时，会使强化玻璃100在切割时容易不规则地裂开，导致一极低的切割良率。

当欲使用这种离子强化玻璃来制作产品时，为避免上述低切割良率的问题，通常的制作流程为先将一中片原始玻璃进行切割，产生具有成品尺寸与外型的半成品，再对半成品进行化学离子强化后进行其它必须的制程。换言之，该制作方式需于切割后再对每个切割单元逐一进行离子强化及产品制程，如此不仅耗费工序、工时且提高制造成本。

因此，若能先对一中片原始玻璃进行离子强化及必须的产品制程后再进行切割，即可于切割后直接形成一个个具膜层堆叠结构的产品单元。此一制程即为可节省工序及工时的“中片玻璃制程”，但对于离子强化后的中片玻璃无法实施中片玻璃制程，因为离子强化后的中片玻璃在切割时容易碎裂而导致极低的良率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可大幅提高切割良率的强化玻璃切割方法及强化玻璃切割预置结构。

本发明的另一目的是提供一种可有效节省工序、工时及制造成本的强化玻璃薄膜制程。

为了达到上述实施目的，本发明提出了一种强化玻璃切割方法包含如下步骤：于一玻璃基材上一预定切割路径会行经的局部表面形成一屏蔽层；对玻璃基材进行离子强化处理，其中被屏蔽层覆盖的局部表面实质上不产生离子交换；及沿预定切割路径切割玻璃基材。

本发明还提出了一种强化玻璃切割预置结构，包含一经离子强化处理的玻璃基材以及至少一屏蔽层。屏蔽层形成于玻璃基材的局部表面上并实质上重合一预定切割走道，且被屏蔽层覆盖的局部表面实质上不产生离子交换。

本发明还提出了一种强化玻璃薄膜制程包含如下步骤：于一玻璃基材的预定切割走道上形成一屏蔽层；对玻璃基材进行离子强化处理；于经离子强化处理后的玻璃基材上进行一中片制程；及沿预定切割走道切割玻璃基材。

如上所述的强化玻璃薄膜制程，其中，屏蔽层形成步骤包含于玻璃基材的至少一表面上整面分布一无机材料膜；于无机材料膜上设定切割走道；及移除玻璃基材的表面上位于切割走道外的无机材料膜。

如上所述的强化玻璃薄膜制程，其中，中片制程可包含一黄光制程或一网印制程。当强化玻璃为一触控面板的基板或覆盖板(cover glass)时，中片制程例如包含如下步骤：利用一第一黄光制程形成金属走线；利用一第二黄光制程形成绝缘层；利用一第三黄光制程形成透明X轴线迹及透明Y轴线迹；及利用一网印制程形成装饰层。

如上所述的强化玻璃薄膜制程，其中，强化玻璃为一显示面板的一透明基板。

如上所述的强化玻璃薄膜制程，其中，强化玻璃薄膜制程更包含对切割后的玻璃基材的边缘进行边缘强化或外观修饰处理的步骤。边缘强化处理例如为利用一蚀刻媒介蚀刻经切割处理后的玻璃基材的边缘。

本发明另提供一种强化玻璃切割件，其是由一经离子强化处理的玻璃基材切割而成且包含彼此相对的一顶面及一底面、一切割面及一离子交换层。切割面连接于顶面及底面间，离子交换层形成于顶面及底面且实质上未形成于切割面。

如上所述的强化玻璃切割件，其中，强化玻璃切割件更包含一屏蔽层，且屏蔽层形成于顶面及底面上的邻接切割面位置处。

如上所述的强化玻璃切割件，其中，强化玻璃切割件更包含一屏蔽层，且屏蔽层实质上重合玻璃基材的一预定切割走道。

如上所述的强化玻璃切割件，其中，强化玻璃切割件更包含一装饰层，且装饰层形成于顶面及底面的至少其中之一上。装饰层例如可由类钻、陶瓷、油墨及光阻材料的至少其中之一所构成。

借由上述各个实施例的设计，因为屏蔽层覆盖的玻璃表层不会产生离子交换，因此屏蔽层覆盖的玻璃表层无离子交换衍生的压应力，相对地使屏蔽层下方的玻璃基材内部的张应力大幅降低，如此切割时即可形成切口平整且符合所需尺寸的强化玻璃块件，大幅提高切割良率。另一方面，因未被屏蔽层覆盖的玻璃表层仍会进行离子交换，故玻璃基材整体仍保有原先的强化效果。再者，因上述实施例可大幅提高离子强化后的中片玻璃的切割良率，因此可采用中片玻璃制程制造产品，有效节省工序、工时及制造成本。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1A及图1B为一公知的化学离子强化玻璃的示意图。

图2为说明强化玻璃切割问题的示意图。

图3及图4为本发明一实施例的强化玻璃切割方法的示意图。

图5为本发明一实施例的强化玻璃薄膜制程的示意图。

图6为本发明一实施例的一强化玻璃切割件与公知的强化玻璃切割件的对照图。

图7为本发明另一实施例的一强化玻璃切割件与公知的强化玻璃切割件的对照图。

附图标记说明：

10    强化玻璃

12    玻璃基材

12a   玻璃基材顶面

12b   玻璃基材底面

14    屏蔽层

16    切割走道

18    强化玻璃单元

20、30    强化玻璃切割件

20a、30a  玻璃切割件顶面

20b、30b    玻璃切割件底面

20c、30c    切割面

22    无机材料膜层

24    离子交换层

100   强化玻璃

200、300    强化玻璃切割件

200a、300a  玻璃切割件顶面

200b、300b  玻璃切割件底面

200c、300c  切割面

CS    压应力

TS    张应力

DOL   压应力层

TOL   张应力层

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

如图2所示，发明一实施例的强化玻璃10是先经由强化处理强化一玻璃基材12。举例而言，该强化处理可为一化学离子强化处理。于化学离子强化处理过程中，可将待强化的玻璃基材12置入熔融的钾盐中，使钾离子与玻璃基材12表层的钠离子进行离子交换，如此可使玻璃基材12表层形成一层压应力层DOL，并使玻璃基材12内部衍生出适当的张应力TS以使整体达到力平衡。换言之，经由上述的强化处理过程，玻璃基材12可由其表面往内部依序形成对应的一压应力层DOL及一张应力层TOL。当压应力层DOL越厚，强化玻璃10表现出来的强度越强，但其内部的张应力TS就越大。当对强化玻璃10进行切割时，适当的切割深度一定会超过压应力层DOL，亦即切割裂痕的尖端将深入到玻璃基材12内部的张应力层TOL。当张应力TS过大时，会使切割裂痕的尖端处，如图2所示，因张应力TS的拉扯直接裂开，该裂开方式通常为不规则，导致无法切割出所需的尺寸。由于强化玻璃10内部的张应力TS，是因压应力层DOL所衍生，所以如图3及图4所示，可将一例如无机材料构成的屏蔽层14形成于预定切割路径会行经的玻璃局部表面上。借由屏蔽层14的阻挡，屏蔽层14覆盖的玻璃表层不会产生例如钾、钠离子间的离子交换，因此屏蔽层14覆盖的玻璃表层无离子交换衍生的压应力CS，相对地使屏蔽层14下方的玻璃基材12内部的张应力TS大幅降低，如此切割时即可形成切口平整且符合所需尺寸的强化玻璃块件，大幅提高切割良率。另一方面，因未被屏蔽层14覆盖的玻璃表层仍会进行离子交换，故玻璃基材12整体仍保有原先的强化效果。上述的无机材料例如可包含氧化铝、硅化物、氮化物、金属氧化物、金属等等而不限定。当然，上述的无机材料仅为例示，屏蔽层14仅需能提供阻挡玻璃表层产生离子交换的效果即可，其材料完全不限定。另外，前述钾离子置换钠离子的离子交换行为仅为例示而不限定，其它的离子交换行为仅需能产生提高强度的效果，均能应用于本发明的各个实施例。

再者，玻璃基材12进行强化处理的区域并不限定。举例而言，如图4所示，因为玻璃基材12的顶面12a及底面12b都进行强化处理，所以顶面12a及底面12b都形成一屏蔽层14。当然，屏蔽层14的范围、厚度并不限定，仅须为对应切割路径所需的一适当范围即可。另外，玻璃基材12的材质并不限定，例如钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃等材质均可。再者，虽然上述以化学离子交换处理为例说明强化处理过程，但其并不限定，任何可于玻璃基材12内部对应产生压应力与张应力的强化处理过程，均适用于本发明的各个实施例。

图5为本发明一实施例的强化玻璃薄膜制程的示意图。依本发明一实施例的设计，于一玻璃基材12的预定切割走道16上形成一屏蔽层14，使屏蔽层14覆盖的切割走道16不会产生离子交换。如图5所示，举例而言，可先在玻璃基材12双面的至少一面整面镀上一无机材料膜22，接着设定出玻璃表面的切割走道16，并移除切割走道16外的无机材料膜22，即可于玻璃基材12的预定切割走道16上形成一屏蔽层14。无机材料膜22的分布方式并不限定，例如原子层沉积(ALD)、溅镀等镀膜方式均可。

再者，屏蔽层14的形成方式并不限定，例如也可使用屏蔽遮蔽切割走道16外的其它区域，再将无机材料直接沉积到玻璃表面的切割走道16上也可。接着，对已形成屏蔽层14的玻璃进行离子交换强化处理，再对强化完成的玻璃进行中片制程。于此中片制程是指强化玻璃于切割前的中片尺寸下进行产品所需的其它制程。举例而言，若强化玻璃用于一触控面板作为基板或覆盖板(cover glass)之用，则中片制程例如可包含利用一第一黄光制程形成金属走线，利用一第二黄光制程形成绝缘层，利用一第三黄光制程形成透明X轴线迹及透明Y轴线迹，及利用一网印制程形成装饰层。或者，若强化玻璃是作为一显示面板的透明基板之用，中片制程例如可包含于一已强化的中片玻璃上进行的金属及绝缘材料的沉积及黄光蚀刻等薄膜制程。前述的装饰层例如可由类钻、陶瓷、油墨、光阻材料的至少其中之一所构成，且可形成于触控面板、显示面板或其它电子产品的一覆盖板或一玻璃基板上。于中片制程完成后再对中片玻璃进行切割处理，形成一个个具膜层堆叠结构的强化玻璃单元18。再者，对切割出的强化玻璃单元18可另进行磨边、导角、边缘蚀刻、涂料涂布、镀膜等边缘强化或修饰外观的后处理制程。举例而言，因为玻璃经过切削后边缘容易产生许多微小的碎裂(crack)，使玻璃的强度下降，所以于一实施例中，可利用例如氢氟酸(HF)的蚀刻媒介将切割、磨边、导角等切削工序造成的边缘碎裂(crack)蚀刻去除，如此可有效提升切削后的玻璃的强度。

借由上述实施例的设计，可大幅提高离子强化后的中片玻璃的切割良率，因此可采用中片玻璃制程制造产品，有效节省工序、工时及制造成本。

图6为本发明一实施例的一强化玻璃切割件与公知的强化玻璃切割件的对照图。如图6的左侧所示，因公知的强化玻璃切割件200是先切割后再进行离子强化处理，所以强化玻璃切割件200的顶面200a、底面200b、及连接于顶面200a与底面200b间的一切割面200c的表层均形成一离子交换层24。相反地，本发明的实施例是先对整个中片玻璃进行离子强化处理后，再切割出一强化玻璃切割件20，因此如图6的右侧所示，强化玻璃切割件20的顶面20a及底面20b上因为有屏蔽层14的存在，屏蔽层14可阻挡对应切割走道位置的玻璃表层产生离子交换，所以强化玻璃切割件20的切割面20c表层实质上不会形成离子交换层24，亦即强化玻璃切割件20的切割边缘无法明显测得化学交换离子的存在，离子交换层24仅形成于强化玻璃切割件20的顶面20a及底面20b以提供强化效果。

图7为本发明另一实施例的一强化玻璃切割件与公知的强化玻璃切割件的对照图。如图7的左侧所示，公知的强化玻璃切割件300是先切割再经过例如磨边或导圆的后处理，之后再进行离子强化处理，所以强化玻璃切割件300的顶面300a、底面300b及切割面300c的表层均形成一离子交换层24。相反地，本发明一实施例是先对整个中片玻璃进行离子强化处理后，再切割出一强化玻璃切割件30，之后再进行例如磨边或导圆的后处理。如图7的右侧所示，因强化玻璃切割件30已经过例如磨边或导圆的后处理，所以屏蔽层14已从强化玻璃切割件30上移除，但强化玻璃切割件30的切割面30c表层仍因屏蔽层14阻挡而实质上不会形成离子交换层24，亦即强化玻璃切割件30的切割边缘无法明显测得化学交换离子的存在，离子交换层24仅形成于强化玻璃切割件30的顶面30a及底面30b以提供强化效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (16)

1.一种强化玻璃切割方法，其特征在于，所述化玻璃切割方法包含如下步骤：

于一玻璃基材上一预定切割路径会行经的局部表面形成一屏蔽层；

对该玻璃基材进行离子强化处理，其中被该屏蔽层覆盖的该局部表面实质上不产生离子交换；及

沿该预定切割路径切割该玻璃基材。

2.如权利要求1所述的强化玻璃切割方法，其特征在于，该屏蔽层为一无机材料层。

3.如权利要求2所述的强化玻璃切割方法，其特征在于，该无机材料层包含氧化铝、硅化物、氮化物、金属氧化物或金属。

4.一种强化玻璃薄膜制程，其特征在于，所述强化玻璃薄膜制程包含如下步骤：

于一玻璃基材的预定切割走道上形成一屏蔽层；

对该玻璃基材进行离子强化处理；

于经该离子强化处理后的该玻璃基材上进行一中片制程；及

沿该预定切割走道切割该玻璃基材。

5.如权利要求4所述的强化玻璃薄膜制程，其特征在于，该屏蔽层形成步骤包含：

于该玻璃基材的至少一表面上整面分布一无机材料膜；

于该无机材料膜上设定该预定切割走道；及

移除该玻璃基材位于该预定切割走道外的无机材料膜。

6.如权利要求4所述的强化玻璃薄膜制程，其特征在于，该中片制程包含一黄光制程或一网印制程。

7.如权利要求4所述的强化玻璃薄膜制程，其特征在于，该中片制程包含：

利用一第一黄光制程形成金属走线；

利用一第二黄光制程形成绝缘层；

利用一第三黄光制程形成透明X轴线迹及透明Y轴线迹；及

利用一网印制程形成装饰层。

8.如权利要求4所述的强化玻璃薄膜制程，其特征在于，该强化玻璃为一显示面板的一透明基板或一触控面板的基板或覆盖板。

9.如权利要求4所述的强化玻璃薄膜制程，其特征在于，所述强化玻璃薄膜制程更包含如下步骤：

对切割后的该玻璃基材的边缘进行边缘强化或外观修饰处理。

10.如权利要求9所述的强化玻璃薄膜制程，其特征在于，所述强化玻璃薄膜制程更包含：

利用一蚀刻媒介蚀刻经该切割处理后的该玻璃基材的边缘。

11.一种强化玻璃切割预置结构，其特征在于，所述强化玻璃切割预置结构包含：

一经离子强化处理的玻璃基材；及

至少一屏蔽层，形成于该玻璃基材的局部表面上并实质上重合一预定切割走道，且被该屏蔽层覆盖的该局部表面实质上不产生离子交换。

12.一种强化玻璃切割件，其特征在于，所述强化玻璃切割件是由一经离子强化处理的玻璃基材切割而成，该强化玻璃切割件包含：

彼此相对的一顶面及一底面；

一切割面，连接于该顶面及该底面间；及

一离子交换层，形成于该顶面及该底面且未形成于该切割面。

13.如权利要求12所述的强化玻璃切割件，其特征在于，所述的强化玻璃切割件更包含：

一屏蔽层，形成于该顶面及该底面上的邻接该切割面位置处。

14.如权利要求12所述的强化玻璃切割件，其特征在于，所述的强化玻璃切割件更包含：

一屏蔽层，形成于该顶面及该底面上且重合该玻璃基材的一预定切割走道。

15.如权利要求12所述的强化玻璃切割件，其特征在于，所述的强化玻璃切割件更包含：

一装饰层，形成于该顶面及该底面的至少其中之一上。

16.如权利要求15所述的强化玻璃切割件，其特征在于，该装饰层由类钻、陶瓷、油墨及光阻材料的至少其中之一所构成。

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