CN103626401A

CN103626401A - 一种触摸屏玻璃化学二次强化方法

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Publication number: CN103626401A
Application number: CN201310636317.XA
Authority: CN
Inventors: 张歆; 吴永俊; 沈奕; 余荣; 朱世健; 林钢; 曾素花; 蒋坤
Original assignee: SHANTOU GOWORLD DISPLAY (PLANT II) CO Ltd; Shantou University
Current assignee: SHANTOU GOWORLD DISPLAY (PLANT II) CO Ltd; Shantou University
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-03-12

Abstract

本发明涉及一种触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征在于：将经过切割后的触摸屏的玻璃基板双面贴上耐酸膜，并浸泡于以氟化氢铵为主剂的药液中，蚀去玻璃基板边缘的微裂纹。通过以氟化氢铵为主剂的化学药液在一定温度、搅拌速率和浸泡时间下对触摸屏玻璃进行化学浸泡，消除玻璃边缘微裂纹，提高触摸屏的机械抗压强度。药液以氟化氢铵为主剂，具有毒性小，不挥发的特点。强化工艺为将切割后的触摸屏浸泡于药液中，控制溶液的温度、浸泡时间，强化后的触摸屏抗压强度提高5～6倍，是一种环保、高效的新型工艺。

Description

一种触摸屏玻璃化学二次强化方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏边缘处理方法，尤其涉及一种触摸屏玻璃化学二次强化方法。

背景技术

触摸屏技术目前都遇到切割后机械抗压强度严重下降的问题，主要原因是玻璃切割后玻璃边缘产生了微裂纹。现在各厂家主要通过高精密磨具物理抛光和氢氟酸化学浸泡消除微裂纹，来达到二次增强的效果。

但是高精密磨具物理抛光，效率低，产能有限，大批量生产性较差，且需要大量人力操作与机台设备，成本高额。目前，主要倾向于化学浸泡。

虽然氢氟酸化学浸泡效率高，产能大，制程时间短，但是氢氟酸化学浸泡还有一些致命的缺点：

1. 生产过程中特别是配置时危险性高，如果辅以加热则危险性更高；

2. 生产过程中氢氟酸容易挥发，由于氢氟酸剧毒，危险性极高，需额外增加设备解决此问题，增加了生产成本。

3. 强化效果不够显著，不能满足消费者对触摸屏坚固化越来越高的要求。

所以开发一种安全、高效、稳定的化学药液，成为触摸屏玻璃边缘化学强化的紧迫任务。

此外，化学浸泡温度，浸泡时间，搅拌速率这些强化工艺也至关重要，需要满足环保、高效的强化要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种触摸屏玻璃化学二次强化方法，这种触摸屏玻璃化学二次强化方法消除玻璃边缘微裂纹，提高触摸屏的机械抗压强度。采用的技术方案如下：

一种触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征在于：将经过切割后的触摸屏的玻璃基板双面贴上耐酸膜，并浸泡于以氟化氢铵为主剂的药液中，蚀去玻璃基板边缘的微裂纹。

上述触摸屏可以是智能手机、平板电脑、超极本等电子器件的触摸屏（包括OGS、In-cell、On-Cell、G/G、G/F、G/F/F）。

通过以氟化氢铵为主剂的化学药液在一定温度、搅拌速率和浸泡时间下对触摸屏玻璃进行化学浸泡，消除玻璃边缘微裂纹，提高触摸屏的机械抗压强度。药液以氟化氢铵为主剂，具有毒性小，不挥发的特点。强化工艺为将切割后的触摸屏浸泡于药液中，控制溶液的温度、浸泡时间，强化后的触摸屏抗压强度提高5～6倍，是一种环保、高效的新型工艺。

作为本发明的优选方案，所述以氟化氢铵为主剂的药液的主要成分和含量（以重量计）分别为：氟化氢铵 2～9份、强酸 15～19、纯水 71～82份、表面活性剂 0.01～0.05份。采用酸式氟化氢铵以及强酸的混合液，通常可以达到去掉了玻璃的微裂纹表层的目的，而且污染性更小。其中，强酸可以是浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸中的任一种，或者由其中的任二种组成，也可以是由三种组成。强酸采用硫酸与盐酸的混合物，其中，硫酸、盐酸成分可以分别与所生成氟硅酸盐、难溶性氟化物反应形成可溶性物质，从而使得夹缝中的沉淀物清除效果更好，以进一步提高抛光表面的光滑度。

作为本发明进一步的优选方案，所述以氟化氢铵为主剂的药液还包含表面活性剂0.01～0.05份。引入表面活性剂，使得即使在耐酸膜的亲水性不足的情况下，也可以降低药液渗入两层耐酸膜之间的夹缝的难度，且能够有效地消除夹缝间的气泡，避免气泡影响到玻璃基板边缘的抛光。优选表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。十二烷基苯磺酸钠具有良好的表面活性效果，且为工业上常用的表面活性剂材料，具有较高的经济性。通过将这种表面活性剂的比例设定为(0.01～0.05)%，不仅具有充分的表面活性效果，且不会对其他组分的化学性质造成影响。

作为本发明更进一步的优选方案，所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸中的任意一种酸。浓硫酸是指浓度大于或等于70%的硫酸溶液，常用浓硫酸的浓度为98%，浓硫酸在浓度高时具有强氧化性，这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一，同时它还具有脱水性，强氧化性，难挥发性，酸性，稳定性，吸水性等。浓盐酸是质量分数超过37%的盐酸，市售浓盐酸的浓度为37%，实验用浓盐酸一般为37.5%，物质浓度：12mol/L。密度1.179g/cm3，是一种共沸混合物。浓硝酸质量分数约为65%，密度约为1.4g/cm3，沸点为83℃，易挥发，可以任意比例溶于水。

作为本发明更进一步的优选方案，所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸中的任意两种混合酸。浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸中的任意两种混合酸，其混合比例可以是任意。

作为本发明更进一步的优选方案，所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸三种混合酸。强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸的混合比例可以是任意。

作为本发明更进一步的优选方案，所述浸泡的时间为1～10分钟。

作为本发明更进一步的优选方案，所述浸泡温度为25℃～35℃。

本发明与氢氟酸化学浸泡相比，具有以下的优点和效果：

（1）、氟化氢铵为固体，无挥发性，在配置药液的过程中更安全；并且储存、运输也方便。

（2）、本药液无挥发性，降低了操作难度，节省了设备成本。

（3）、强化效果显著，提高OGS抗压强度5～6倍。

（4）、操作时间短，最佳浸泡时间为4分钟～6分钟。

综上所述，本发明的所提供的药液是一种比氢氟酸浸泡液更为先进的药液。本发明为触摸屏玻璃边缘强化提供了一种安全、高效、稳定的强化方法，同时显著地提高了触摸屏的抗压强度，满足了消费者对触摸屏高坚固化的要求。

附图说明

图1是本发明优选实施方式强化过程的流程图；

图2是三个实施例的OGS触摸屏4PB抗压强度weibull分布统计图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

将按重量称取的氟化氢铵4份，浓硫酸3份，浓盐酸13份，蒸馏水79.96份，十二烷基苯磺酸钠0.04份倒入容器中，搅拌均匀后即得浸泡药液。用此药液浸泡切割后OGS触摸屏10片，浸泡温度为25℃，浸泡时间为4分钟，适中的搅拌速率。

强化过程主要涉及以下反应机理：

Na₂O^.K₂O^.CaO^.Al₂O₃ ^.SiO₂+H⁺+F^～ → NaF+KF+CaF₂+AlF₃+SiF₄+H₂O

其中，SiF₄为气体，NaF、KF溶于水，水解为NaOH、KOH，CaF₂、AlF₃为沉淀，总反应是一个多相反应，其决速步骤为反应活性物质（氟离子与氢离子的络合物）吸附到玻璃上，打破了玻璃的硅氧烷结构，使玻璃被一层层剥下从而使玻璃的裂纹变钝乃至消失。

具体强化流程如图1所示，包括如下步骤：清洗触摸屏、贴附耐酸膜、化学药液浸泡、酸洗、水洗、碱洗、水洗和烘干。

SiF₄作为气体溶解在水溶液中，进一步参与反应，生成氟硅酸盐和原硅酸沉淀，其反应机理如下：

SiF₄+HF+H₂O →H₂SiF₆+H₂SiO₃

SiF₄+HF+NaOH→Na₂SiF₆+H₂O

SiF₄+HF+KOH→K₂SiF₆ + H₂O

以上反应生成的沉淀物会被硫酸和盐酸所修饰，生成可溶物，使沉淀物不附着在玻璃边缘表面，让反应更为均匀，得到均匀光滑的表面结构，其反应机理如下：

CaF₂+HCl→CaCl₂+HF

AlF₃+HCl→AlCl₃+HF

Na₂SiF₆+H₂SO₄→H₂SiF₆+Na₂SO₄

实施例二

将按重量称取的氟化氢铵5份，浓硫酸15份，蒸馏水79.96份，月桂基硫酸钠0.02份倒入容器中，搅拌均匀后即得浸泡药液。用此药液浸泡切割后OGS触摸屏10片，浸泡温度为30℃，浸泡时间为2分钟，适中的搅拌速率。

实施例三

将按重量称取的氟化氢铵6份，浓硫酸3份，浓盐酸8份，浓硝酸6份，蒸馏水76.97份，硬脂酸钠0.03份倒入容器中，搅拌均匀后即得浸泡药液。用此药液浸泡切割后OGS触摸屏10片，浸泡温度为27℃ ，浸泡时间为6分钟，适中的搅拌速率。

以上三个实施例共化学二次强化30片OGS触摸屏，强化后对其进行4PB抗压强度测试，其4PB抗压强度weibull分布统计图如图2所示，由图2可知，用本发明化学二次强化后OGS触摸屏4PB的B10值为728MPa，已超过消费者的要求。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征在于：将经过切割后的触摸屏的玻璃基板双面贴上耐酸膜，并浸泡于以氟化氢铵为主剂的药液中，蚀去玻璃基板边缘的微裂纹。

2.如权利要求1所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述以氟化氢铵为主剂的药液的主要成分和含量（以重量计）分别为：氟化氢铵2～9份、强酸15～19、纯水71～82份。

3.如权利要求2所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述以氟化氢铵为主剂的药液还包含表面活性剂0.01～0.05份。

4.如权利要求2或3所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸中的任意一种酸。

5.如权利要求2或3所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸中的任意两种混合酸。

6.如权利要求2或3所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸三种混合酸。

7.如权利要求2或3所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述浸泡的时间为1～10分钟。

8.如权利要求2或3所述的触摸屏玻璃化学二次强化方法，其特征是：所述浸泡温度为25℃～35℃。