CN104364207B - 具有弯曲部的玻璃板的制造方法及具有弯曲部的玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可制造其平板部的平坦性及平滑性高，且具有弯曲部的玻璃板的方法。在由第一及第二绝热件(31、32)夹持玻璃平板(20)的第一部分(21)的状态下将玻璃平板(20)辐射加热。之后，使玻璃平板(20)的未由第一及第二绝热件(31、32)夹持的第二部分(22a、22b)弯曲。

Description

具有弯曲部的玻璃板的制造方法及具有弯曲部的玻璃板
技术领域
本发明涉及具有弯曲部的玻璃板的制造方法及具有弯曲部的玻璃板。
背景技术
近年来，智能手机及平板电脑(tablet PC)等面板形移动显示装置快速普及。通常，面板形移动显示装置的前面使用玻璃板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-30859号公报
发明内容
发明所要解决的课题
出于提高面板形移动显示装置的美观性的目的等，也有要求例如希望用一片玻璃板覆盖面板形移动显示装置的前面及侧面。该情况下，需要至少具有一个平板部和弯曲部的玻璃板。
作为具有弯曲部的玻璃板的制造方法，考虑例如如专利文献1中所记载的那样将玻璃平板加压成形的方法。然而，在进行加压成形的情况下，将玻璃平板整体加热到软化点以上，使用成形模型对整体加压，因此所得的玻璃板的平板部的平坦性及平滑性容易降低。
本发明的主要目的在于，提供一种可制造其平板部的平坦性及平滑性高，且具有弯曲部的玻璃板的方法。
用于解决课题的技术方案
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法涉及具有平板部和连接于平板部的弯曲部的玻璃板的制造方法。在本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，在由第一及第二绝热件夹持玻璃平板的第一部分的状态下将玻璃平板辐射加热。之后，使玻璃平板的未由第一及第二绝热件夹持的第二部分弯曲。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选以第一部分的温度不超过玻璃平板的软化点的方式将玻璃平板加热。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选以第二部分的温度高于第一部分的温度的方式将玻璃平板加热。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选将第二部分的所有区域加热。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选使用30℃～380℃时的线热膨胀系数为120×10－7/℃以下的玻璃平板作为玻璃平板。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选绝热件具有贯通孔，一边向贯通孔送入冷却介质，一边进行加热和弯曲。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选绝热件的热导率比玻璃平板的热导率低。
本发明的具有弯曲部的玻璃板的制造方法中，优选绝热件由陶瓷构成。
优选在由第一及第二绝热件压着玻璃平板的状态下使第二部分弯曲。
本发明的具有弯曲部的玻璃板具备实质上为平板状的平板部、连接于平板部的宽度方向上的端部的弯曲部。在沿着厚度方向的剖面中，在与平板部的背面的宽度方向上的中央部相切的假想直线、和平板部的宽度方向上的端部之间未形成间隙。
优选平板部的表面和背面为未研磨面。
优选平板部的宽度方向上的端部的表面与平板部的宽度方向上的中央部的表面在同一平面。
平板部的宽度方向上的端部也可以设置为相对于平板部的宽度方向上的中央部的延伸的方向沿着向弯曲部弯曲的一侧倾斜的方向延伸。
平板部的背面也可以由曲率半径为1000mm以上的弯曲面构成。
本发明的具有弯曲部的玻璃板还可以具备凸缘部，其连接于所述弯曲部的与所述平板部相反的一侧的端部，实质上为平板状。该情况下，也可以使凸缘部的背面的延伸方向与平板部的宽度方向上的端部的背面的延伸方向所成的角度的大小大于90°。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种可制造其平板部的平坦性及平滑性高且具有弯曲部的玻璃板的方法。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式中所制造的具有弯曲部的玻璃板的概略立体图；
图2是用于说明本发明一个实施方式中的具有弯曲部的玻璃板的制造工序的概略剖视图；
图3是用于说明本发明一个实施方式中的具有弯曲部的玻璃板的制造工序的概略剖视图；
图4是用于说明参考例中的具有弯曲部的玻璃板的制造工序的概略剖视图；
图5是在参考例中所制造的具有弯曲部的玻璃板的概略剖视图；
图6是本发明一个实施方式中所制造的具有弯曲部的玻璃板的一部分的概略剖视图；
图7是第一变形例中的具有弯曲部的玻璃板的概略剖视图；
图8是第二变形例中的具有弯曲部的玻璃板的概略剖视图；
图9是第三变形例中的具有弯曲部的玻璃板的概略剖视图；
图10是用于说明第四变形例中的具有弯曲部的玻璃板的制造工序的概略剖视图。
具体实施方式
下面，对实施本发明的优选的方式的一例进行说明。但是，下述的实施方式仅为例示而已，本发明不受下述实施方式的任何限定。
另外，在实施方式等中参照的各附图中，实质上具有相同的功能的部件由相同的符号进行参照。另外，在实施方式等中参照的附图是示意性记载的图。有时附图中所绘制的物体的尺寸的比率等不同于实际的物体的尺寸的比率等。在附图相互间也存在物体的尺寸比率等不同的情况。具体的物体的尺寸比率等应参考下面的说明而判断。
本实施方式涉及图1所示的玻璃板1的制造方法。玻璃板1具有第一～第三平板部11～13和第一及第二弯曲部14、15。第一平板部11的宽度方向上的一侧的端缘部和第二平板部12通过第一弯曲部14连接。第一平板部11的宽度方向上的另一侧的端缘部和第三平板部13通过第二弯曲部15连接。第一及第二弯曲部14、15例如也可以是横剖面圆弧状、横剖面椭圆弧状等。另外，优选第一及第二弯曲部14、15的厚度与第一～第三平板部11～13的厚度实质上相同。
玻璃板1的用途没有特别限定。玻璃板1可以作为例如智能手机及平板电脑(tablet PC)等面板形移动显示装置的壳体使用。用于这种用途的情况时，优选玻璃板1的壁厚为例如0.2mm～2mm左右，可以采用0.3mm～1.8mm左右。
另外，在玻璃板1是用于移动显示器的移动显示器用覆盖玻璃的情况下，优选位于移动显示器主体的侧方的弯曲部14、15及平板部12、13的外表面中至少一部分的表面粗糙度(Ra)比位于显示部之上的第一平板部11的外表面的表面粗糙度(Ra)大。该情况下，可以改善移动显示器的握持性。出于进一步改善移动显示器的握持性的观点，优选弯曲部14、15及平板部12、13的外表面中至少一部分的表面粗糙度(Ra)为第一平板部11的外表面的表面粗糙度(Ra)的100倍以上，更优选是200倍以上。具体而言，优选弯曲部14、15及平板部12、13的外表面中至少一部分的表面粗糙度(Ra)为0.5μm以上，更优选是0.8μm以上。另外，优选第一平板部11的表面粗糙度(Ra)为0.01μm以下，更优选为0.008μm以下。另外，在本发明中，表面粗糙度(Ra)是指由JIS B0601-2001规定的算术平均粗糙度(Ra)。
另外，在弯曲部14、15及平板部12、13的外表面中至少一部分设置凹凸，也可以改善移动显示器的握持性。该情况下，优选在平板部12、13的垂线方向，凹凸的顶部和底部之间的距离为50μm以上，更优选为70μm以上。另外，凹凸的顶部和底部之间的距离优选为平板部12、13的平均厚度的1/2以下。这样，可以在抑制平板部12、13的刚性降低的同时改善握持性。
另外，凹凸的形状没有特别限定。凹凸既可以线状设置，也可以棱锥状、圆锥状、截棱锥状、棱柱状或圆柱状设置。
另外，在弯曲部14、15及平板部12、13的外表面中至少一部分设置凹凸的情况下，不一定需要弯曲部14、15及平板部12、13的外表面中至少一部分的表面粗糙度(Ra)比位于显示部之上的第一平板部11的外表面的表面粗糙度(Ra)大。
构成玻璃板1的玻璃组成没有特别限定，可以根据玻璃板1所要求的特性适当选择。玻璃板1可以由例如硅酸盐系玻璃及硼硅酸盐系玻璃构成。更具体而言，可以使用以质量％计，具有SiO2 50～80％、Al2O3 5～25％、B2O3 0～15％、Li2O 0～3.5％、Na2O 1～20％、K2O 0～10％、Li2O+Na2O+K2O 5～25％、MgO 0～12％、CaO 0～10％、SrO 0～5％、BaO 0～5％、ZnO 0～6％、ZrO2 0～10％、P2O5 0～10％、As2O3 +Sb2O3+SnO2+F+Cl+SO3 0～3％的组成玻璃板1。
接着，一边主要参照图2及图3一边对本实施方式的玻璃板1的制造方法进行说明。
首先，准备图2所示的玻璃平板20。玻璃平板20是用于构成玻璃板1的玻璃板。玻璃平板20的厚度与玻璃板1的厚度实质上相等。
本实施方式中，在由第一及第二绝热件31、32夹持该玻璃平板20的第一部分21的状态下将玻璃平板20辐射加热。之后，通过使用加压工具51、52按压，使玻璃平板20的未由第一及第二绝热件31、32夹持的第二部分22a、22b弯曲。由此，可以得到具有由第二部分22a、22b的至少一部分构成的弯曲部14、15和由第一部分21构成的第一平板部11的玻璃板1。
下面，对玻璃板1的制造方法更详细地进行说明。首先，对用于玻璃板1的制造的成形装置30进行说明。
成形装置30具有成形室33。成形室33内设置有加热器41。该加热器41放射热线。因此，在成形装置30中，可对配置于成形室33内的物体辐射加热。
在成形室33内配置有第一及第二绝热件31、32。第一及第二绝热件31、32是用于抑制辐射热传入玻璃平板20的第一部分21的部件。为了抑制辐射热传入玻璃平板20的第一部分21，优选第一及第二绝热件31、32的热导率比玻璃平板20的热导率低。另外，优选第一及第二绝热件31、32是遮挡从加热器41放出的热线的部件。第一及第二绝热件31、32可以由例如氧化铝、碳化硅、硅藻土等为主成分的陶瓷构成。
在绝热件31、32上分别设置有至少一个贯通孔31a、32a。在加热时及成形时向这些贯通孔31a、32a送入例如空气等冷却介质。由此，可以调节绝热件31、32的温度。例如，可以抑制绝热件31、32的不希望的温度上升。
另外，本实施方式中，对在两个绝热件双方中设置送入冷却介质的贯通孔的例子进行了说明。但本发明不限定于该构成。既可以仅在两个绝热件的一方中设置贯通孔，也可以在两个绝热件双方中不设置贯通孔。
在玻璃平板20的成形时，首先，在第一绝热件31和第二绝热件32之间配置玻璃平板20，由第一绝热件31和第二绝热件32夹持玻璃平板20的第一部分21。玻璃平板20的第一部分21以外的未由第一及第二绝热件31、32夹持的部分构成第二部分22a、22b。
在由第一绝热件31和第二绝热件32夹持玻璃平板20的第一部分21的状态下，驱动加热器41，将玻璃平板20辐射加热(加热工序)。
之后，如图3所示，使用设置于第一及第二绝热件31、32的两侧的加压工具51、52按压第二部分22a、22b，使第二部分22a、22b弯曲(成形工序)。由此，可以得到图1所示的玻璃板1。
另外，加压工具51、52只要是可以合适地按压玻璃平板20的工具，无特别限定。加压工具51、52也可以由例如棒状体构成。
另外，不使用加压工具51、52，例如，利用第二部分22a、22b的自重也可以使第二部分22a、22b弯曲。
如上述的说明，本实施方式中，在由第一及第二绝热件31、32夹持玻璃平板20的第一部分21的状态下将玻璃平板20辐射加热。因此，可以抑制第一部分21的温度上升。通过这样，可以一边容易地抑制第一部分21的温度上升，一边使未由第一及第二绝热件31、32夹持的第二部分22a、22b的温度上升。另外，即使达到第二部分22a、22b可变形的温度时，也可以将第一部分21的温度保持在表面状态未变化的低温。因此，可以制造第一平板部11的平坦性及平滑性高的玻璃板1。另外，由于第一平板部11的平坦性及平滑性高且可以将第一平板部11的表面和背面采用未研磨面，因此可以制造机械强度高的玻璃板1。
另外，出于减小玻璃平板20的变形的观点，优选以玻璃平板20的第一部分21的温度为玻璃平板20的变形点以上的方式将玻璃平板20加热。另外，出于进一步提高第一平板部11的平坦性及平滑性的观点，优选以第一部分21的温度不超过玻璃平板20的软化点的方式将玻璃平板20加热，更优选以变为玻璃平板20的玻璃化转变温度+100℃以下的温度的方式将玻璃平板20加热。
另外，出于易使第二部分22a、22b弯曲的观点，优选以第二部分22a、22b的温度高于第一部分21的温度高的方式将玻璃平板20加热。
另外，优选将第二部分22a、22b的所有区域加热。通过这样，在玻璃平板20的可变形的温度域，可在较低的温度使用加压工具51、52使第二部分22a、22b弯曲，因此可以防止在第二部分22a、22b附着加压工具51、52的压痕。
另外，第二部分22a、22b达到可变形的温度的时间比第一部分21的温度达到玻璃平板20的变形点以上的时间短，因此，需要继续加热直至第一部分21的温度达到玻璃平板20的变形点以上。
另外，优选向贯通孔31a、32a送入冷却介质，抑制第一及第二绝热件31、32的温度上升。由此，易于以第一部分21的温度不超过玻璃平板20的软化点的方式将玻璃平板20加热，更易于提高第一平板部11的平坦性及平滑性。
如本实施方式，在第一部分21和第二部分22a、22b产生温度差的情况下，第一部分21的热膨胀量和第二部分22a、22b的热膨胀量不同。具体而言，第一部分21的热膨胀量比第二部分22a、22b的热膨胀量小。存在该热膨胀量差导致在玻璃平板20上产生翘曲、波纹等变形的情况。因此，出于抑制玻璃平板20的变形，得到高形状精度的玻璃板1的观点，优选玻璃平板20的热膨胀系数小。具体而言，优选玻璃平板20在30℃～380℃时的线热膨胀系数为120×10－7/℃以下，更优选105×10－7/℃以下，进一步优选100×10－7/℃以下，更进一步优选90×10－7/℃以下，特别优选85×10－7/℃以下，最优选80×10－7/℃以下。
也考虑例如如图4所示那样在不使用第一绝热件31而将玻璃平板20载置于第二绝热件32之上的状态下，使用加压工具51、52使玻璃平板20弯曲。然而，该情况下，因玻璃平板20的刚性，玻璃平板20不会成为完全沿第二绝热件32的形状。具体而言，如图5所示，第一平板部111的弯曲部114、115侧的端部为从第二绝热件32隆起的形状。如果第一平板部111的弯曲部114、115侧的端部成为从第二绝热件32隆起的形状，则在将玻璃板100用于显示器的情况下，如果第一平板部111的端部位于显示区域，则显示器的显示品位劣化。在使第一平板部111的端部位于显示区域外的情况下，显示区域相对于显示器所占的面积比率变低。
另一方面，本实施方式中，在由第一及第二绝热件31、32夹持玻璃平板20的第一部分21的状态下使第二部分22a、22b弯曲。因此，抑制第一部分21的温度上升。难以达到第一部分21易变形的温度。另外，第一部分21的变形受到第一及第二绝热件31、32的限制。因此，第一部分21一直保持沿着第二绝热件32的形状。因此，如图6所示，在沿着厚度方向的剖面内，在与第一平板部11的背面的宽度方向上的中央部相切的假想直线L和第一平板部11的宽度方向上的端部11a之间未形成间隙。第一平板部11的宽度方向上的中央部的背面和端部11a的背面大体在同一平面。另外，第一平板部11的宽度方向上的中央部的表面和端部11a的表面大体在同一平面。另外，第一平板部11具有高平坦性及平滑性，因此，第一平板部11的表面和背面可以采用未研磨面，可以形成具有高机械强度的玻璃板1。因此，在将玻璃板1用于显示器的情况下，可以得到下述显示器，即，其机械强度高，即使第一平板部11的端部11a位于显示区域，也难以使显示器的显示品位劣化，显示品位优异，且显示区域的面积比率高。
出于在假想直线L和第一平板部11的宽度方向上的端部11a之间更确实地不形成间隙的观点，优选第二绝热件32的形状与上述实施方式不同，例如，如图7所示，第一平板部11的宽度方向上的端部11a设置为相对于第一平板部11的宽度方向上的中央部的延伸的方向x，沿着弯曲部14、15弯曲的一侧(图7中向下侧倾斜的方向y)延伸。优选x方向和y方向的所成的角度的大小为178°～180°，更优选为179°～180°。如果x方向和y方向的所成的角度的大小过大，则难以得到在假想直线L和第一平板部11的宽度方向上的端部11a之间更确实地不形成间隙这种效果。如果x方向和y方向的所成的角度大小过小，则存在不适于显示器用途的情况。
另外，出于在假想直线L和第一平板部11的宽度方向上的端部11a之间更确实地不形成间隙的观点，优选第二绝热件32的形状与上述实施方式不同，如图8所示，第一平板部11的背面由在第二及第三平板部12、13的延伸的方向的相反的一侧为凸状的曲率半径为1000mm以上、更优选为5000mm以上的缓和的弯曲面构成。但是，如果第一平板部11的背面的曲率半径过大，则存在难以得到在假想直线L和第一平板部11的宽度方向上的端部11a之间更确实地不形成间隙的这种效果的情况。因此，优选第一平板部11的背面的曲率半径为10000mm以下，更优选为6000mm以下。
另外，本发明中，将曲率半径为800mm以上的面作为平面，将主面的曲率半径为800mm以上的板状的部分作为平板部。
另外，出于在假想直线L和第一平板部11的宽度方向上的端部11a之间更确实地不形成间隙的观点，优选第二绝热件32的形状与上述实施方式不同，如图9所示，将平板部12、13的背面的延伸方向与第一平板部11的宽度方向上的端部11a的背面的延伸方向所成的角度的大小(第二或第三平板部12、13的背面的切线Z与假想直线L所成的角度的大小)θ设置得比90°大，更优选设为90.1°以上。但是，如果平板部(凸缘部)12、13的背面的延伸方向与第一平板部11的宽度方向上的端部11a的背面的延伸方向所成的角度的大小过大，则存在不适于显示器用途的情况。因此，优选平板部12、13的背面的延伸方向与第一平板部11的宽度方向的端部11a的背面的延伸方向所成的角度的大小为95°以下，更优选为93°以下。
另外，出于假想直线L和第一平板部11的宽度方向的端部11a之间更确实地不形成间隙的观点，如图10所示，优选设有压力机构60，在由第一及第二绝热件31、32压着玻璃平板20的状态下，使第二部分22a、22b变形。
另外，出于提高第二及第三平板部12、13的平坦性及平滑性的观点，优选加压工具51、52由陶瓷材料等绝热材料构成。另外，出于防止热冲击导致的破损的观点，优选在按压前事先将加压工具51、52预热至与玻璃平板20的温度接近的温度。
弯曲部14、15的形状大致由第二绝热件32的角部的形状决定。因此，通过适当变更第二绝热件32的角部的形状，可以容易地变更弯曲部14、15的形状。
另外，本实施方式中，对在第一平板部11的两侧设置弯曲部14、15的例子进行了说明，但本发明不限定于此。通过本发明制造的玻璃板也可以仅具有一个弯曲部。
符号说明
1…玻璃板
11…第一平板部
11a…第一平板部的宽度方向上的端部
12…第二平板部
13…第三平板部
14…第一弯曲部
15…第二弯曲部
20…玻璃平板
21…第一部分
22a、22b…第二部分
30…成形装置
31…第一绝热件
32…第二绝热件
31a、32a…贯通孔
33…成形室
41…加热器
51、52…加压工具
60…压力机构

Claims (13)

1.一种具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于，包括：
加热工序，在由第一及第二绝热件夹持玻璃平板的第一部分的状态下，将所述玻璃平板辐射加热，直至所述第一部分的温度达到所述玻璃平板的变形点以上且不超过所述玻璃平板的软化点；和
成形工序，其后，使所述玻璃平板的未由所述第一及第二绝热件夹持的第二部分弯曲，
在所述加热工序中，以所述第二部分的温度高于所述第一部分的温度的方式将所述玻璃平板加热，
所述玻璃板具有所述平板部，其实质上为平板状；和
所述弯曲部，其连接于所述平板部的宽度方向上的端部，
在沿着厚度方向的剖面中，在与所述平板部的背面的所述宽度方向上的中央部相切的假想直线和所述平板部的所述宽度方向上的端部之间未形成间隙。
2.如权利要求1所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于：
将所述第二部分的所有区域加热。
3.如权利要求1或2所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于：
使用30℃～380℃时的线热膨胀系数为120×10－7/以下的玻璃平板作为所述玻璃平板。
4.如权利要求1或2所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于：
所述绝热件具有贯通孔，一边向所述贯通孔送入冷却介质，一边进行所述加热和弯曲。
5.如权利要求1或2所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于：
所述绝热件的热导率比所述玻璃平板的热导率低。
6.如权利要求1或2所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于：
所述绝热件由陶瓷构成。
7.如权利要求1或2所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法，其特征在于：
在由所述第一及第二绝热件压着所述玻璃平板的状态下使所述第二部分弯曲。
8.一种具有弯曲部的玻璃板，其由权利要求1～7中任一项所述的具有弯曲部的玻璃板的制造方法所制造，该玻璃板的特征在于，具备：
平板部，其实质上为平板状；
弯曲部，其连接于所述平板部的宽度方向上的端部，
在沿着厚度方向的剖面中，在与所述平板部的背面的所述宽度方向上的中央部相切的假想直线和所述平板部的所述宽度方向上的端部之间未形成间隙。
9.如权利要求8所述的具有弯曲部的玻璃板，其特征在于：
所述平板部的表面和背面为未研磨面。
10.如权利要求8或9所述的具有弯曲部的玻璃板，其特征在于：所述平板部的所述宽度方向上的端部的表面与所述平板部的所述宽度方向上的中央部的表面在同一平面。
11.如权利要求8或9所述的具有弯曲部的玻璃板，其特征在于：所述平板部的所述宽度方向上的端部以相对于所述平板部的所述宽度方向上的中央部的延伸的方向沿着向所述弯曲部弯曲的一侧倾斜的方向延伸的方式设置。
12.如权利要求8或9所述的具有弯曲部的玻璃板，其特征在于：所述平板部的背面由曲率半径为1000mm以上的弯曲面构成。
13.如权利要求8或9所述的具有弯曲部的玻璃板，其特征在于：
还具备凸缘部，其连接于所述弯曲部的与所述平板部相反的一侧的端部，实质上为平板状，
所述凸缘部的背面的延伸方向与所述平板部的所述宽度方向上的端部的背面的延伸方向所成的角度的大小大于90°。
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