CN103159411A - 强化玻璃、触摸板以及强化玻璃的制造方法 - Google Patents

强化玻璃、触摸板以及强化玻璃的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种强化玻璃，该强化玻璃可在防止由微裂纹等引起龟裂等的破损的同时，缩短用于维持强度的处理时间并提高生产效率，并且可使强化玻璃的边缘面形成为任意形状。在玻璃板(1)的两面形成强化层(2)，在除切割部分4以外的区域形成保护膜(3)。接着，在未被保护膜(3)覆盖的玻璃板(1)的切割部分(4)对基板两面进行浸蚀处理而形成被腐蚀的凹陷部分(7)。然后，使用切割机器(8)沿凹陷部分(7)切割玻璃板(1)并形成单片化的强化玻璃(10)，形成由通过对玻璃板(1)的周边部分进行浸蚀处理而被腐蚀的内侧面(12)和通过机械加工而被切割的外侧面(13)组成的断面凸出的阶梯部分(11)。此外，通过机械加工，可将阶梯部分(11)的边缘部分加工成任意形状。

Description

强化玻璃、触摸板以及强化玻璃的制造方法
技术领域
本发明是关于在玻璃板的两面设置有强化层的强化玻璃，并且涉及可防止由于在切割玻璃板时产生的微裂纹或碎纹(chipping)而形成的龟裂等的破损，并可确保针对应力的强度的强化玻璃，以及使用该强化玻璃的触摸板和强化玻璃的制造方法。
背景技术
近年来，在诸如智能电话、平板型终端、汽车导航装置等的电子设备中，出售大量装载有触摸板的产品。通常，触摸板是通过粘合遮盖玻璃和静电传感器来构成的，所述遮盖玻璃的特征为：追求尽可能薄型，并且针对应力的强度高。
作为这种高强度的玻璃而被公知的有强化玻璃。强化玻璃是指在玻璃板的两面设置压缩应力层(强化层)，由此与普通的玻璃相比提高了强度，并且不容易产生裂纹等的破损的玻璃。并且，在利用该强化玻璃来大量制造遮盖玻璃等的部件的情况下，准备在两面设置有强化层的大型玻璃板，通过轮刀(wheel cutter)或激光等切割该玻璃板，制造多片进行了单片化的强化玻璃。
然而，如果依靠前述的方法，由于在进行了单片化的强化玻璃的切割面上产生无数个细小裂纹(所谓的微裂纹或碎纹，在下文称为“微裂纹等”)，因此如果应力集中在该微裂纹等处，则关系到龟裂等的破损，成为降低强化玻璃的强度的重要原因。因此，以往为了维持强化玻璃的强度，在强化玻璃的切割面使用药液实施浸蚀处理，通过使微裂纹等腐蚀而进行去除操作。
然而，必须对进行了单片化的强化玻璃的整个切割面(除玻璃板的表面和背面以外的四个侧面)进行该浸蚀处理，此外，由于所使用的药液的浓度低，因此在完成浸蚀处理而去除微裂纹等为止需要很长的时间。此外，虽然为了缩短处理时间而可以考虑提高药液的浓度，但是这样做不仅会伴有危险，而且会发生强腐蚀反应，在实施浸蚀处理的切割面上会产生大的凹凸。如此，通过传统的强化玻璃的制造方法存在这样的问题：在切割玻璃板之后，用于维持强化玻璃的强度的处理需要花费较长时间，生产效率大大降低。
此外，作为防止由于强化玻璃的应力而产生的破损的方法，以下的专利文献1中记载了在对大型玻璃基板进行浸蚀处理之后切割大型玻璃的方法。但是，根据这种方法，在切割大型玻璃基板之后，研磨基板的边缘部分来去除余留在基板边缘部分的突起部分，再对基板的边缘面实施浸蚀处理，由于需要进行去除工序以及多次浸蚀处理，因此会延长处理时间，降低生产效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-164508号公报
发明内容
技术问题
为了解决上述问题做出本发明，本发明的目的在于：在可靠地防止在切割玻璃板时产生的微裂纹等引起的龟裂等的破损的同时，缩短用于维持强化玻璃的强度的处理时间，由此提高生产效率。
技术方案
为了达到所述目的，本发明的强化玻璃，该强化玻璃在玻璃板的两面设有强化层，其特征在于：在所述玻璃板的周边部分形成断面凸出的阶梯部分，所述阶梯部分具有通过浸蚀处理被腐蚀的内侧面和通过机械加工被切割的外侧面。
对于本发明的强化玻璃而言，所述阶梯部分的外侧面可以采用由弯曲状、轻倒角或者直边形成的结构。此外，通过使用本发明的强化玻璃，可制造在所述玻璃板上设置有导电膜以及绝缘膜的触摸板。
此外，为了达到所述目的，制造本发明的强化玻璃的方法之一，针对大型的玻璃板进行单片化而制造多张强化玻璃，其特征在于包含：在所述玻璃板的两面形成强化层的工序；在除形成所述强化层的玻璃板的切割部分以外的区域形成保护膜的工序；在未被所述保护膜覆盖的玻璃板的切割部分形成通过对玻璃板的两面进行浸蚀处理而被腐蚀的凹陷部分的工序；以及通过机械加工将形成所述凹陷部分的玻璃板沿凹陷部分切割，并在切割的玻璃板的周边部分形成断面凸出的阶梯部分的工序。
此外，制造本发明的强化玻璃的另一方法，针对大型的玻璃板进行单片化而制造多张强化玻璃，其特征在于包含在所述玻璃板的两面形成强化层的工序，通过机械加工将形成所述强化层的玻璃板切割的工序，在除所述被切割的玻璃板的周边部分以外的区域形成保护膜的工序，以及在未被所述保护膜覆盖的玻璃板的周边部分形成通过对玻璃板的两面进行浸蚀处理而被腐蚀的断面凸出的阶梯部分的工序。
在此，在本发明的强化玻璃的制造方法中，在形成所述阶梯部分的工序之后，也可具有将阶梯部分的外侧面研磨成弯曲状、轻倒角或者直边的工序。
发明效果
根据本发明，在切割后的强化玻璃中，在玻璃板的周边部分形成断面凸出的阶梯部分，并设置通过浸蚀处理形成的内侧面和通过机械加工切割的外侧面的表面状态不同的两个侧面。由此，针对强化玻璃的应力作用于玻璃板两面的强化层并被强化层吸收，防止在与该强化层相邻的阶梯部分的内侧面产生微裂纹等，因此由微裂纹等引起的龟裂也不会发生。此外，即使在阶梯部分的外侧面产生了切割时的微裂纹等，但是由于作用于玻璃板两面的应力不会集中在与所述玻璃板两面分离的外侧面的微裂纹等处，因此可以认为不会对强度产生影响。因此，根据本发明方法制造的强化玻璃，具有可可靠防止由于微裂纹等引起的龟裂等的破损，并可确保针对应力的强度的效果。
此外，在传统方法中，对强化玻璃的整个切割面进行了浸蚀处理，但在本发明方法的情况下，阶梯部分的外侧面通过使用金刚石刀具等的切割设备进行切割而成，因此可短时间内成形。因此，具有如下效果：在切割玻璃板之后，用于维持强化玻璃的强度的处理时间被大幅缩短，提高了生产效率，而且由于阶梯部分的端面通过机械加工而成，因此可加工成任意形状。
附图说明
图1是示出用于制造关于本发明的强化玻璃的玻璃板的平面图。
图2是说明关于本发明的强化玻璃的制造工序的一个示例的截面图。
图3是放大示出关于本发明的强化玻璃的阶梯部分附近的截面立体图。
图4是说明关于本发明的强化玻璃的制造工序的其它示例的截面图。
符号说明
1...玻璃板
2...强化层
3...保护膜
4...切割部分
5...暴光孔
6...光罩
7...凹陷部分
8...切割机
9...旋转磨刀石
10...强化玻璃
11...阶梯部分
12...内侧面
13...外侧面
具体实施方式
下面，参照附图说明用于实施本发明的方式。
如图1中所示，在本发明中，使用薄型且大型的玻璃板1，对该一张玻璃板1进行单片化而制造多片强化玻璃10、10、...。下面按照工序顺序对其制造方法进行说明。此外，在以下说明参照的附图中，为了使结构清楚，与实际尺寸比例不同，相比其它部分将特征部分扩大地表示。
如图2(a)所示，首先准备好薄型且大型的玻璃板1。玻璃板1的板厚T虽然没有特别限定，但是考虑到薄型化的需要和加工特性等，优选为0.4～1.0mm。此外，如果玻璃板1的厚度为0.4mm，则玻璃板1的尺寸可使用500mm边长的方形，如果玻璃板1的厚度为0.7mm，则玻璃板1的尺寸可使用1m边长的方形，关于加工前的玻璃板1的尺寸，通过考虑操作性以及与板厚T之间的关系而适当地进行确定。
接着，如图2(b)所示，在玻璃板1上形成强化层2。强化层2的形成方法可采用离子交换法(通过将玻璃板浸渍在含有离子的水溶液中形成压缩应力层的方法)、风冷强化法(通过加热后吹送空气来急剧冷却而形成压缩应力层的方法)。在本实施方式中，通过在玻璃板1的表面和背面这两面形成强化层2，由此与普通的玻璃材料相比难以发生龟裂等的破损，并且提高了玻璃板1的强度。
然后，如图2(c)所示，在形成强化层2的玻璃板1上形成保护膜3。保护膜3保护玻璃板1免受下述的浸蚀处理引起的腐蚀，并且保护膜3被限定形成在除了作为产品外形的切割部分4(宽度大概为0.05～1.0mm)以外的区域。作为其方法，与一般的光刻法(Photolithography)一样，首先在强化层2的表面均匀地涂布透明的光刻胶(感光性树脂)并使其干燥。之后，在除切割部分4之外的区域覆盖形成有暴光孔5的光掩膜6，通过照射UV光进行暴光来印出图案。然后，使用碱溶液使印出的图案显像，在强化层2上通过图案成形而形成保护膜3即可。保护膜3在玻璃板1的表面和背面这两面形成。在此，由于保护膜3在浸蚀处理后被剥离，因此作为使用光刻胶来形成图案的结构的替代，可采用粘贴可剥离的保护薄片的结构和印刷保护膜的结构等。
接着，如图2(d)所示，对未被保护膜3覆盖的玻璃板1的切割部分4实施浸蚀处理。在本实施方式中，浸蚀处理采用使氢氟酸等药液浸透而执行的湿浸蚀，由此使位于切割部分4的强化层2和玻璃板1腐蚀，形成特定深度的凹陷部分7。然后，在完成浸蚀处理之后，通过使用强碱来剥离不需要的保护膜3来去除保护膜3。在此，凹陷部分7在玻璃板1的表面和背面这两面上形成。此外，根据玻璃板1的板厚T和强化层2，凹陷部分7的深度D优选为5～50μm。
接着，如图2(e)所示，通过对在两面形成凹陷部分7的玻璃板1进行机械加工来切割玻璃板1。切割方法使用金刚石刀具、超硬合金制的轮刀、或激光或金刚石工具等的切割机器8，沿凹陷部分7的中心切割玻璃板1，对玻璃板进行单片化制造多张强化玻璃10、10、...。这样切割的强化玻璃10形成为在玻璃板1的周边部分具有断面凸出的阶梯部分11的形状。在此，阶梯部分11的宽度W太长，会使玻璃强度减弱，而太短，在切割时会损伤阶梯部分而无法确保强度，因此宽度W优选为50～500μm。
最后，如图2(f)所示，可以实施对强化玻璃10的阶梯部分11进行研磨的后期处理。在该后期处理中，优选将强化玻璃10固定，进给加工面弯曲的旋转磨刀石9(9A)的同时进行研磨，由此将阶梯部分11的端面形成为弯曲状。在此，所使用的旋转磨刀石9(9A)优选使用大约#800的细小粒度的磨刀石。并且，作为用于弯曲的旋转磨刀石9(9A)的替代，可使用用于轻倒角的旋转磨刀石9(9B)或用于直边的旋转磨刀石9(9C)来进行轻倒角加工和直边加工，可形成任意形状。
如上所述制造的强化玻璃10如图3所示，在玻璃板1的周边部分形成特定宽度的阶梯部分11。该阶梯部分11虽然具有内侧面12和外侧面13这两个侧面，但是如上所述，由于两侧面的形成方法不同，因此两侧面的表面状态不同。也就是说，内侧面12是通过浸蚀处理而形成的，由于是使用氢氟酸等药液对玻璃板1进行腐蚀而形成的表面，因此完全不会产生由于如微裂纹等的龟裂等原因而形成的缺陷。相对于此，外侧面13是通过金刚石刀具等的切割机器8形成的，由于是通过机械加工切割玻璃板1而形成的表面，因此可能产生微裂纹等的细小缺陷。
然而，由于针对强化玻璃10的应力将通过作用于玻璃板1的两面(形成有强化层2的面)而被吸收，因此只要在与该面相邻的阶梯部分11的内侧面12上不存在微裂纹等，则不会发生由微裂纹等引起的龟裂。此外，即使在阶梯部分11的外侧面13存在微裂纹等，只要其微裂纹等至少未到达内侧面12，则作用于玻璃板1的两面的应力不会在与内侧面12分离的外侧面13的微裂纹等处集中，可以认为不会对强度产生不良影响。因此，通过本发明方法制造的强化玻璃10，可可靠防止由于微裂纹等产生的龟裂等的破损，并可确保针对应力的强度。
此外，根据本发明的方法，在切割玻璃板1之后，具有可缩短用于维持强化玻璃10的强度的处理时间的效果。也就是说，在传统方法中对强化玻璃10的整个切割面(除玻璃板1的表面和背面以外的四个侧面)进行了浸蚀处理，但是在本发明方法的情况下，由于仅对作为切割部分4的凹陷部分7进行浸蚀处理即可，因此与传统方法相比，本发明方法的处理面积绝对地少。此外，关于阶梯部分11的外侧面13，通过使用金刚石刀具等的切割机器8进行切割，由此可以在短时间内形成外侧面13。因此，可大幅缩短用于维持强度的处理时间，并可提高生产效率。而且，由于阶梯部分11的外侧面13是通过机械加工形成的，因此可加工成图3(a)的弯曲形状、图3(b)的轻倒角形状、图3(c)的直边形状等的任意形状。
在此，在上述制造方法中，虽然对玻璃板1实施浸蚀处理之后切割玻璃板1来进行单片化，但是作为这种方法的替代，可采用在切割玻璃板1之后实施浸蚀处理的方法。
基于图4说明所述方法，首先在如图4(a)所示的大型玻璃板1的两面形成如图4(b)示出的强化层2。其形成方法与上述方法一样，可采用离子交换法或风冷强化法。所述强化层2在玻璃板1的两面形成。
接着，如图4(c)所示，通过机械加工切割在两面形成强化层2的玻璃板1。切割方法使用金刚石刀具、超硬合金制的轮刀、或激光或金刚石工具等的切割机器8，沿将成为产品的外形的切割部分4进行切割，对玻璃板1进行单片化制造多张强化玻璃10、10、...。
接着，如图4(d)所示，在除被切割的玻璃板1的周边部分(宽度大约为50～500μm)以外的区域形成保护膜3。其形成方法与上述方法一样，可采用光蚀刻或保护薄片粘贴或保护膜印刷等，其中，前述光蚀刻技术如下所述：在涂布光刻胶并使其干燥之后，在除周边部分以外的区域覆盖形成有暴光孔5的光掩膜6，通过暴光、显像来形成图案。该保护膜3也形成在玻璃板1的两面。
然后，如图4(e)所示，对未被保护膜3覆盖的玻璃板1的周边部分实施浸蚀处理。浸蚀处理也与上述方法一样，通过使氢氟酸等药液浸透的湿浸蚀而执行。据此，在玻璃板1的周边部分强化层2和玻璃板1被腐蚀，通过对玻璃板1的两面实施所述处理来形成断面凸出的阶梯部分11。在此，阶梯部分11的内侧面12的深度D根据玻璃板1的板厚T和强化层2，优选设定为约5～50μm。
最后，如图4(f)所示，可实施将阶梯部分11的端面研磨成弯曲状或轻倒角或直边的后期处理。
通过以上方法制造的强化玻璃10也在玻璃板1的周边部分形成特定宽度的阶梯部分11。由于该阶梯部分11具备通过浸蚀处理而被腐蚀的内侧面12和通过机械加工而切割的外侧面13而构成，因此根据上述理由，可可靠防止由于微裂纹等而引起龟裂等的破损，并可确保针对应力的强度。
产业上的可利用性
根据本发明的强化玻璃可用作智能电话、平板型终端、汽车导航装置等的触摸板式的电子设备的部件。例如，可用作在强化玻璃的单面层叠透明导电膜和绝缘膜而形成的静电容量式触摸板，或可用作在强化玻璃的周边部分设置装饰层的遮盖玻璃等。

Claims (6)

1.一种强化玻璃，该强化玻璃在玻璃板的两面设有强化层，其特征在于：
在所述玻璃板的周边部分形成有断面凸出的阶梯部分，所述阶梯部分具有通过浸蚀处理被腐蚀的内侧面和通过机械加工被切割的外侧面。
2.如权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于：所述阶梯部分的外侧面形成为弯曲状、轻倒角或者直边。
3.一种触摸板，其特征在于：在如权利要求1或权利要求2中所述的强化玻璃的所述玻璃板上设置有导电膜和绝缘膜。
4.一种强化玻璃的制造方法，针对大型的玻璃板进行单片化而制造多张强化玻璃，其特征在于包含：
在所述玻璃板的两面形成强化层的工序，
在除形成有所述强化层的玻璃板的切割部分以外的区域形成保护膜的工序，
在未被所述保护膜覆盖的玻璃板的切割部分形成通过对玻璃板的两面进行浸蚀处理而被腐蚀的凹陷部分的工序，以及
通过机械加工将形成所述凹陷部分的玻璃板沿凹陷部分切割，并在切割的玻璃板的周边部分形成断面凸出的阶梯部分的工序。
5.一种强化玻璃的制造方法，针对大型的玻璃板进行单片化而制造多张强化玻璃，其特征在于包含：
在所述玻璃板的两面形成强化层的工序，
通过机械加工将形成有所述强化层的玻璃板切割的工序，
在除所述被切割的玻璃板的周边部分以外的区域形成保护膜的工序，以及
在未被所述保护膜覆盖的玻璃板的周边部分形成通过对玻璃板的两面进行浸蚀处理而被腐蚀的断面凸出的阶梯部分的工序。
6.如权利要求4或权利要求5所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于：在形成所述阶梯部分的工序之后，包含将阶梯部分的外侧面研磨成弯曲状、轻倒角或者直边的工序。
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