CN103229130A - 触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法，本发明由强化玻璃形成的触控面板用强化玻璃板制造方法包括下列步骤：第一步骤，把包含多个触控面板用单格玻璃的原板玻璃予以强化；第二步骤，以原板玻璃为单位进行包含透明电极成型工序在内的基板成型工序；及第三步骤，把基板成型工序及半蚀刻完毕的上述原板玻璃以单格玻璃为单位加以切割，并且在切割后研磨切割面。

Description

触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法
技术领域
本发明涉及一种触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法，更具体地说，本发明触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法对触控面板用强化玻璃板的边缘区进行化学蚀刻而形成半(half)蚀刻状态，然后以原板玻璃进行基板成型工序并且以单格(Cell)玻璃为单位进行切割后使用。
背景技术
最近，强化玻璃与透明电极一体化的触控屏面板(Touch Screen Panel:TSP)问世促使触控屏市场的竞争结构日趋激烈。
触控屏面板(TSP)是一种在电子手册、液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal DisplayDevice)、PDP(Plasma Display Panel)及EL(Electroluminescense)之类的平板显示装置上添加了触摸功能的面板，也是一种让使用者通过显示装置选择所需信息的工具。触控屏面板主要分为1)电阻膜方式(Resistive Type)、2)静电容量方式(Capacitive Type)、3)电阻膜-多点触摸方式(Resistive-Multi Type)等。
1)电阻膜方式(Resistive Type)是在玻璃或塑料板涂上电阻成分的物质后，在其上面覆盖聚乙烯膜的形态，让两个面互不相接地按照一定间距安装绝缘棒。其工作原理为，在电阻膜的两端让一定电流流动时，电阻膜的作用如同具有电阻成分的电阻体，因此两端会产生电压。用手指触摸时，上部表面的聚乙烯膜会弯曲而使得两个面连接。因此两个面的电阻成分会形成电阻并联连接的形态，电阻值发生变化。此时，两端流动的电流使得电压发生变化，掌握该电压变化程度就能得知所接触的手指位置。电阻膜方式基于表面压力，其分辨率高而响应速度快，但只能同时侦测一个触摸位置并且破损危险较大。
2)静电容量方式(Capacitive Type)是在经过热处理的玻璃的两面涂上透明的特殊导电金属(TAO)制成的。在屏幕的四个角落施加电压时就会让高频发散到传感器整体面，如果手指在此时触摸屏幕就会改变电子流动并且侦测该变化而得到坐标。静电容量方式可以同时按压多点地实行，其分辨率高而耐久性良好，但反应速度较慢并且安装不易。
3)电阻膜-多点触摸方式(Resistive-Multi-Touch Type)改善了电阻膜方式只能实行单一点的最大缺点，能够如同静电容量方式一样地实行。
而且，触控屏面板(TSP)不仅考虑信号放大问题、分辨率差异、设计及加工技术的难易度，还考虑到各触控屏面板的独特光学特性、电气特性、机械特性、耐环境特性、输入特性、耐久性及经济性等因素后适用于个别电子产品。尤其是电子手册、PDA、便携式PC及移动电话(手机)等产品广泛地使用电阻膜方式(Resistive Type)与静电容量方式(Capacitive Type)。
触控屏制作技术的往后趋势为，即使减少现有的复杂工序也能确保足够耐久性地把触控屏面板厚度制成更薄的厚度。其理由为，即使提高透射性而降低显示亮度也能实现等同于现有产品的性能，这样就能减少耗电量并延长电池使用时间。
为了满足上述需求而开发了使用厚度1.8mm以下的玻璃基板的触控屏面板，使用该薄玻璃的触控屏面板会在使用者放进裤子后面的口袋等处后坐下时出现破损，因此需要使用强化玻璃。
由于厚度为1.8mm以下的玻璃基板的强化方法无法使用热处理，因此使用化学强化方式。化学强化方式会清除玻璃所含Na+离子而注入K+物质替代以强化玻璃。
为了方便说明，把大尺寸玻璃基板称为“原板玻璃”，把原板玻璃切割为触控面板用小尺寸面板玻璃的玻璃称为“单格(cell)玻璃”。
现有使用厚度1.8mm以下的强化玻璃基板的触控面板所用单格玻璃是按照下列工序制成的。
下面利用图1简单说明使用厚度1.8mm以下的强化玻璃基板的现有触控面板用面板的制造工序。首先，把包含多个单格的大尺寸原板玻璃切割成单格玻璃(ST100)。利用化学强化方式强化被切割的单格玻璃(ST110)。然后针对切割的单格玻璃进行透明电极层成型等触控面板成型工序(ST120)。
然而，使用厚度1.8mm以下的强化玻璃基板的现有触控面板用面板的制造工序把原板玻璃切割成单格玻璃后需要在单格玻璃进行基板成型工序(透明电极层成型等)，因此其工序良率低于以原板为单位进行的工序。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法，其虽然使用厚度1.8mm以下的强化玻璃基板，但能够以原板玻璃为单位进行基板成型工序。
而且，本发明的另一个目的是提供一种触控面板用强化玻璃板制造方法，其以原板玻璃为单位处理强化玻璃及加工基板后，即使切割成触控面板大小的单格玻璃单位也能对切割面进行一定程度的强化处理。
本发明的上述目的所提供的由强化玻璃形成的触控面板用强化玻璃板制造方法，可以由包括下列步骤的触控面板用强化玻璃板制造方法实现：第一步骤，把包含多个触控面板用单格玻璃的原板玻璃予以强化；第二步骤，以原板玻璃为单位进行包含透明电极成型工序在内的基板成型工序；及第三步骤，把基板成型工序及半蚀刻完毕的上述原板玻璃以单格玻璃为单位加以切割，并且在切割后研磨(Grinding)切割面。
本发明的另一个目的可以由下列触控面板用强化玻璃板实现。以强化玻璃的厚度中心线为基准从上部面及下部面的表面沿着上述厚度中心线方向朝外部形成凹曲面形状，上述厚度中心线区则连着上述凹曲面形状朝外部形成凸曲面形状。
使用本发明的触控面板用强化玻璃板及利用它的触控面板用强化玻璃板制造方法时，能以大尺寸的原板玻璃为单位进行基板成型工序，因此基板成型工序简单并提高生产良率。
而且，本发明所揭示的触控面板用强化玻璃板制造方法，其在厚度为1.8mm以下并经过强化的原板玻璃状态下进行基板成型工序后再对没有进行强化处理的区域进行切割并研磨，因此所发生的碎屑(chip)少于现有技术。
附图说明
图1是使用强化玻璃基板的现有触控面板用玻璃板制造工序流程图。
图2是使用强化玻璃基板的本发明一实施例的触控面板用玻璃板制造工序流程图。
图3是本发明一实施例并图示了在原板玻璃进行半蚀刻的边缘部的斜视图。
图4是图3所示a-a'方向的切割面的放大图。
图5是使用强化玻璃基板的本发明再一个实施例的触控面板用玻璃板制造工序流程图。
图6是执行了本发明变形例的ST500及ST510步骤后的原板玻璃的斜视图。
图7是图6所示b-b'方向的切割面图。
图8是在图7所示工序以后执行了(ST520)步骤强化工序的状态的b-b'方向切割面图。
图9是使用强化玻璃基板的本发明再一个实施例的触控面板用玻璃板制造工序流程图。
图10是通过本发明生产的单格玻璃的切割面放大图。
图11是通过本发明生产的再一个实施例的单格玻璃切割面放大图。
图12是通过本发明生产的再一个实施例的单格玻璃切割面放大图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的较佳实施例、优点及特征。
利用图2简单说明本发明一实施例使用厚度1.8mm以下的触控面板的强化玻璃板制造工序。针对多个原板玻璃进行强化处理(ST200)。本发明所使用的玻璃基板具有1.8mm以下的厚度，因此适用化学强化方式较佳。如同在背景技术所说明的，化学强化方式清除玻璃所含Na+离子而注入K+物质替代以强化玻璃。
之后，作为切割成单格玻璃大小之前的预先步骤，在原板玻璃的上部面及下部面上沿着厚度方向针对形成单格玻璃的边缘部进行化学蚀刻(ST210)。此时，所进行化学蚀刻不会把原板玻璃以单格玻璃为单位完全切割而是以厚度方向为基准保留其中心的一部分的方式进行，因此本发明称其为“半蚀刻”。通过半蚀刻在原板玻璃的上部面及下部面以厚度为基准朝中心方向进行化学蚀刻，中央部则存在着没有进行蚀刻的区域。
图3是本发明一实施例并图示了在原板玻璃上进行半蚀刻的边缘部，图4是图3所示a-a'方向的切割面放大图。图3图示了由一个原板玻璃形成9个单格玻璃的情形，是针对以单格玻璃为单位切割的边缘部(20)进行化学半蚀刻的状态的斜视图。图4是C1单格玻璃与C2单格玻璃之间进行的半蚀刻截面的放大剖视图。图3揭示了一枚原板玻璃包含9个单格玻璃，但其仅为例示，实际上可以由一枚原板玻璃形成更多的单格玻璃或更少的单格玻璃。
如图4所示，在原板玻璃的上部面与下部面的边缘部(20)进行化学蚀刻。原板玻璃在ST200步骤进行了强化处理，这样的强化处理结果是从上部面及下部面的表面各自形成TD深度的化学强化区(10)。目前广受市场欢迎的iPhone所用Gorilla玻璃的该化学强化深度(DOL，Depth of Layer)被认为是50～60um左右。本发明的后续切割及研磨工序需要在强化区以外的区域进行，因此ST210步骤所执行的半蚀刻的深度至少需要超过强化深度(DOL)地形成，通常会利用均质化学蚀刻进行。例如，假设图4所示原板玻璃的厚度(T)为1.8mm而强化深度(TD)为60um，半蚀刻的深度应该大于强化深度(TD)而小于原板玻璃的一半厚度(T)。为了以后顺利地进行切割工序及研磨工序而需要让没有经过强化处理的区充分暴露地进行半蚀刻。较佳地，半蚀刻后在厚度方向留下的残留区的厚度(TR)应该至少大于5um。残留区的厚度(TR)形成为5um以下时，可能会在之后进行的基板成型工序发生半蚀刻部分被切割的问题。
而且，半蚀刻后位于相邻的单格玻璃之间的没有进行强化处理的水平距离(L)则根据后续工序所执行的切割工序的技法及单格玻璃尺寸而设定为不同值。例如，利用喷砂(Sand blaster)工艺进行切割工序时的水平距离(L)应该大于利用激光进行切割工序时的水平距离(L)。
接着，以半蚀刻状态的原板玻璃状态进行基板成型工序(ST220)。基板成型工序根据需要形成的基板结构而以各种形态进行。例如，进行下列工序：每个单格玻璃以黑墨形成窗口(window)边缘与制造厂商标志的装饰区成型工序、形成透明电极的超涂层(Over Coat Layer)或中介涂层(Anchor Coat Layer)成型工序、在超涂层或中介涂层的上部形成透明电极的透明电极成型工序。
在图2所示制造工序的说明中，按照针对经过强化处理的原板玻璃以单格玻璃为单位进行半蚀刻后(ST210步骤)进行基板成型工序(ST220步骤)的顺序进行了说明。本发明的要旨在于以原板玻璃为单位进行基板成型工序，因此T210步骤及ST220步骤即使改变顺序后进行也能实现本发明的目的。
之后，把完成了基板成型工序的原板玻璃以单格玻璃为单位进行切割后研磨(ST230)。此时，切割工序及研磨工序是在凭借半蚀刻而让强化处理被暴露的区域(L)进行的。因此，在强化处理过的部分进行切割工序及研磨工序时会由于表面应力而发生碎屑(chip)或龟裂。但，由于本发明的切割工序及研磨工序在没有进行强化处理的部分进行，亦即，在应力不集中的区域进行，因此能够减少碎屑的发生。
较佳地，凭借利用激光的切割、钻石轮切割、水射流切割(water jet cutting)、喷砂(Sand Blaster)之类的物理切割方法进行切割，当然也可以凭借基于氟的化学切割。
此时，由于切割的面是没有进行强化处理的区，因此对于外部冲击较弱。本发明在切割后没有进行强化处理的侧面涂敷含有氢氟酸的糊状物(paste)后清洗而能够一定程度地进行强化处理。
第一变形例
图5是使用强化玻璃基板的本发明再一个实施例的触控面板用玻璃板制造工序流程图。在含有多个单格玻璃的原板玻璃的上部面及下部面针对将以单格玻璃为单位切割的边缘区进行半蚀刻(ST500)。之后，在半蚀刻过的区域的一部分涂敷防止强化处理的强化处理阻碍用物质(ST510)。强化处理阻碍用物质的一例为由二氧化硅(SiO2)与氧化铝(Al2O3)所构成的化合物。之后，对原板玻璃进行强化处理(ST520)。然后，以原板玻璃为单位进行基板成型工序(ST530)，基板成型工序完毕后把涂敷了强化处理阻碍用物质的半蚀刻区加以切割后研磨切割面(ST540)。ST520步骤的强化处理完毕后强化处理阻碍用物质依然残留在边缘区，残留的强化处理阻碍用物质则在ST540步骤所执行的切割工序及研磨工序中进行去角而清除。此时，去角面是没有进行强化处理的区域，因此可能对外部冲击较弱。本发明在切割后针对没有进行强化处理的去角面涂敷含有氢氟酸的糊状物再清洗，就能得到一定程度的强化处理。
图6是本发明变形例中进行了ST500及ST510步骤后的原板玻璃的斜视图，图7是图6所示b-b'方向的切割面放大图。如图7所示地在没有进行强化处理的原板玻璃的边缘区(20)进行半蚀刻，可以确认在半蚀刻过的区域的一部分涂敷了强化处理阻碍用物质(30)。在图7所示状态下完成了强化处理后，如图8所示截面形状一样地，在原板玻璃上部面及下部面的表面中没有涂敷强化处理阻碍用物质(30)的区域形成一定深度的强化处理区(10)。在图7及图8中，“L”表示相邻的单格玻璃之间的边缘区中没有发生强化处理的水平距离。
ST500所执行的半蚀刻的深度与图2的实施例所揭示的深度相同。
第二变形例
图9是使用强化玻璃基板的本发明再一个实施例的触控面板用玻璃基板制造工序流程图。对原板玻璃进行强化处理(ST900)，以原板玻璃为单位进行基板成型工序(ST910)。以原板玻璃为单位进行基板成型工序是为了说明下列工序处理流程而使用的术语，其有别于以单格玻璃为单位切割后再以切割后的单格玻璃为单位各自进行基板成型工序的工序，其以含有多个单格玻璃的原板玻璃为单位进行透明电极成型之类的基板成型工序。因此，与以单格玻璃为单位进行基板成型工序时相比，可以同时对多个单格玻璃适用同一工序，因此能够缩短生产时间并且使得工序简单化。基板成型工序完毕后，为了以单格玻璃为单位进行切割而适用掩模，进行氟蚀刻而以单格玻璃为单位切割原板玻璃(ST920)。之后，对切割面进行研磨处理就能完成触控面板用玻璃板的制作。
第二变形例所揭示的工序在透明电极成型工序等工序完毕后进行基于氟(F)的化学蚀刻，因此蚀刻液可能会对已进行的基板成型工序所积层的结构物造成污染，因此需要为此开发出适合的掩模。
图10是按照图2所示工序生产的单格玻璃的切割面放大图。单格玻璃切割区(20)所具有的特殊形状如下，由于半蚀刻而以玻璃厚度中心线为基准从上部面及下部面的表面沿着中心线方向朝外部形成凹曲面形状，中心线区则连着由于半蚀刻而发生的凹曲面形状进行研磨处理而朝外部形成凸曲面形状。
图10所例示的玻璃切割面如下，由于均质半蚀刻而以玻璃厚度中心线为基准从上部面及下部面的表面沿着中心线方向朝外部形成凹陷的单一R曲面形状，中心线区则由于研磨处理而朝外部形成凸出的单一r曲面形状。
亦即，通过本发明生产的触控面板用强化玻璃上板的切割面以玻璃厚度中心线为基准从上部面及下部面的表面沿着中心线方向朝外部形成凹曲面形状，中心线区则连着凹曲面形状形成并且由于研磨处理而朝外部形成凸曲面形状。
图11是按照图2所示工序生产的单格玻璃的另一个切割形态的切割面放大图。图11的实施例先对单格玻璃切割区(20)的中间部分进行了去角加工。单格玻璃切割区(20)所具有的特殊形状如下，由于半蚀刻而以玻璃厚度中心线为基准从上部面及下部面的表面沿着中心线方向朝外部形成凹曲面形状，中心线区则呈去角形态。
图12是按照图2所示工序生产的单格玻璃的再一个切割形态的切割面放大图。图12的实施例在图11所示曲面形状与垂直去角部位之间另外进行了45°度的去角处理。
前文虽然使用特定术语说明及图示了本发明的较佳实施例，但其仅为了明确说明本发明而采用的术语，须知，在没有脱离下列权利要求书的技术思想及范畴的情形下本发明的实施例可以实现各种变形及变化。

Claims (14)

1.一种触控面板用强化玻璃板制造方法，触控面板由强化玻璃形成，其特征在于，
包括下列步骤：
第一步骤，把包含多个触控面板用单格玻璃的原板玻璃予以强化；
第二步骤，以原板玻璃为单位进行包含透明电极成型工序在内的基板成型工序；及
第三步骤，把上述基板成型工序完毕的上述原板玻璃以单格玻璃为单位进行切割并且在切割后研磨切割面。
2.根据权利要求1所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
在上述第一步骤与上述第三步骤之间还具备第四步骤，其针对上述原板玻璃的表面上以单格玻璃尺寸为单位加以划分的边缘区进行半蚀刻。
3.根据权利要求2所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
上述第四步骤所执行的半蚀刻的深度大于从原板玻璃的上部面与下部面的表面各自凭借上述第一步骤所执行的强化处理所形成的强化深度，并且低于原板玻璃的总厚度(T)的1/2。
4.根据权利要求3所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
上述第四步骤所执行的半蚀刻让残留区的厚度(TR)大于50um。
5.根据权利要求1或2所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
上述第三步骤所执行的切割工序及研磨工序是在半蚀刻过的区域中没有进行强化处理的区域执行的。
6.根据权利要求3所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
在上述第四步骤后还进行第五步骤，其在上述切割面涂敷含有氢氟酸的糊状物溶液后清洗。
7.一种触控面板用强化玻璃板制造方法，触控面板由强化玻璃形成，其特征在于，
第一步骤，在包含多个触控面板用单格玻璃的原板玻璃的表面上以单格玻璃尺寸为单位对边缘区进行半蚀刻；
第二步骤，在上述第一步骤所进行的半蚀刻区域的一部分涂敷防止强化的强化处理阻碍用物质；
第三步骤，针对涂敷了强化处理阻碍用物质的原板玻璃进行强化处理；
第四步骤，以上述第三步骤中进行半蚀刻并经过强化处理的原板玻璃为单位进行包括透明电极成型工序的基板成型工序；及
第五步骤，把完成了上述第四步骤的基板成型工序的原板玻璃切割成触控面板大小的单格玻璃，切割后研磨切割面。
8.根据权利要求7所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
上述第一步骤所执行的半蚀刻的深度大于从原板玻璃的上部面与下部面的表面各自凭借上述第三步骤所执行的强化处理所形成的强化深度，并且低于原板玻璃的总厚度(T)的1/2。
9.根据权利要求8所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
上述第一步骤所执行的半蚀刻让残留区的厚度(TR)大于50um。
10.根据权利要求7或8所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
上述第五步骤所执行的切割工序及研磨工序是在涂敷了强化处理阻碍用物质的区域执行的。
11.根据权利要求7或8所述的触控面板用强化玻璃板制造方法，其特征在于，
在上述第五步骤后还进行第六步骤，其在上述切割面涂敷含有氢氟酸的糊状物溶液后清洗。
12.一种触控面板用强化玻璃板，适用于触控面板并且由强化玻璃形成，其特征在于，
以强化玻璃的厚度中心线为基准从上部面及下部面的表面沿着上述厚度中心线方向朝外部形成凹曲面形状，上述厚度中心线区则连着上述凹曲面形状朝外部形成凸曲面形状。
13.根据权利要求12所述的触控面板用强化玻璃板，其特征在于，
上述凹曲面形状区的一部分及上述凸曲面形状的整个区是没有进行强化处理的区。
14.根据权利要求12或13所述的触控面板用强化玻璃板，其特征在于，
上述凹曲面形状区与上述凸曲面形状区的境界面深度大于强化上述原板玻璃时形成的强化深度。
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