CN105121367A - 具有曲面形状的玻璃板的制造方法和具有曲面形状的玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在成型后即使不研磨表面也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板的方法和由该方法制造的具有曲面形状的玻璃板。一种具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于,包括:准备原玻璃板、具有对应于曲面形状的凹部(11)的成型模具(10)、和用于按压原玻璃板(2)的成型具(20)的工序;在成型模具(10)的凹部(11)之上载置原玻璃板(2)的工序;加热原玻璃板(2)和成型模具(10)的工序;将成型模具的凹部(11)的表面的温度维持在比原玻璃板(2)的温度低的温度的工序;和通过用成型具(20)按压加热后的原玻璃板(2),使原玻璃板(2)与凹部(11)的表面接触而变形,由此对原玻璃板(2)赋予曲面形状的工序。
Description
技术领域
本发明涉及具有曲面形状的玻璃板的制造方法和由该制造方法得到的具有曲面形状的玻璃板。
背景技术
近年来,便携电话机、智能电话、笔记本型个人计算机、平板型个人计算机等具备显示器的移动机器被广泛使用。另外,汽车导航系统等车载用机器也使用显示器。
在上述的移动机器、车载用机器所使用的显示器中,大多数情况下使用保护玻璃。作为这样的保护玻璃,一般使用平板状的玻璃板。但是,从操作性、美观性等的观点出发,作为保护玻璃,有时期望具有曲面形状的玻璃板。
以往,具有曲面形状的玻璃板如专利文献1等所记载的那样,在具有弯曲形状的成型模具之上载置平板状的玻璃板,将玻璃板加热到软化点以上的温度而使玻璃板软化,利用玻璃板的自重使玻璃板沿着成型模具的形状变形来制造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭35-16443号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1等所记载的现有方法中,由于成型模具的表面形状转印到玻璃板,所以玻璃板的表面精度降低。因此,作为显示器等的保护玻璃使用时,存在需要对玻璃板的表面进行研磨的问题。
本发明的目的在于提供一种在成型后即使不研磨表面也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板的方法和由该方法制造的具有曲面形状的玻璃板。
用于解决课题的方法
本发明是具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于,包括:准备原玻璃板、具有对应于曲面形状的凹部的成型模具、和用于按压原玻璃板的成型具的工序;在成型模具的凹部之上载置原玻璃板的工序;加热原玻璃板和成型模具的工序;将成型模具的凹部的表面的温度维持在比原玻璃板的温度低的温度的工序;和通过用成型具按压加热后的原玻璃板,使原玻璃板与凹部的表面接触而变形,由此对原玻璃板赋予曲面形状的工序。
优选原玻璃板的加热温度为构成原玻璃板的玻璃的玻璃化转变温度以上、玻璃的软化点以下。
优选凹部的表面的温度维持在构成原玻璃板的玻璃的应变点以上的温度且玻璃的玻璃化转变温度以下的温度。
在本发明的第一实施方式中,成型具具有对应于曲面形状的凸部,能够用凸部按压加热后的原玻璃板,对原玻璃板赋予曲面形状。此时,能够用凸部按压原玻璃板的次数为1次。
在本发明的第二实施方式中,成型具具备曲率半径比曲面形状的曲率半径小的凸部,能够用凸部按压加热后的原玻璃板,对原玻璃板赋予曲面形状。此时,优选用凸部按压原玻璃板的中央部使其变形后,使成型具倾斜地旋转(转动),用凸部的曲面按压原玻璃板,使原玻璃板的比中央部靠外侧的部分变形。
在本发明的第三实施方式中,成型具为棒状的成型具,能够边使相对于原玻璃板的位置移动,边用成型具按压原玻璃板,对玻璃板赋予曲面形状。此时,优选在相同位置数次按压原玻璃板,使玻璃板变形。
本发明中,优选在成型模具中导入用于冷却成型模具的冷却剂。由此,能够容易地将凹部的表面的温度维持在比原玻璃板的加热温度低的温度。其结果,凹部的表面形状不易转印到原玻璃板,能够提高玻璃板的表面精度。
本发明中,优选边在成型具导入冷却剂,边用成型具按压玻璃板,使其变形。由此,成型具的表面形状难以转印到原玻璃板。
用本发明的方法制造的具有曲面形状的玻璃板,例如,为用于显示器用保护玻璃的玻璃板、用于移动机器用背面保护玻璃的玻璃板。
本发明的具有曲面形状的玻璃板为使用上述本发明的方法制造的具有曲面形状的玻璃板。
发明的效果
根据本发明,在成型后即使不研磨表面也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板。
附图说明
[图1]图1是表示本发明的第一实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图2]图2是表示本发明的具有曲面形状的玻璃板的一例的立体图。
[图3]图3是表示本发明的成型前的平板状的原玻璃板和成型后的具有曲面形状的玻璃板的一例的侧面图。
[图4]图4表示本发明的第一~第三实施方式的制造工序,是表示在成型模具之上载置平板状的原玻璃板的状态的示意剖面图。
[图5]图5是表示本发明的第一~第三实施方式中使用的成型模具的示意俯视图。
[图6]图6表示本发明的第一~第三实施方式的制造工序,是表示在电炉内将平板状的原玻璃板载置于成型模具之上的状态的示意剖面图。
[图7]图7是表示本发明的第一实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图8]图8是表示本发明的第二实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图9]图9是表示本发明的第二实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图10]图10是表示本发明的第二实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图11]图11是表示本发明的第二实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图12]图12是表示本发明的第三实施方式的制造工序的示意剖面图。
[图13]图13是表示本发明的第三实施方式的制造工序的示意剖面图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选实施方式进行说明。但是,以下的实施方式仅为例示,本发明不限定于以下的实施方式。另外,各附图中,实质上具有相同功能的部件有时参照相同符号。
图2是表示本发明的具有曲面形状的玻璃板的一例的立体图。图2所示的具有曲面形状的玻璃板1是对玻璃板1整体赋予单一的曲面形状。本发明的制造方法能够用于制造图2所示的对玻璃板1整体赋予单一的曲面形状的玻璃板。但是,本发明不限定于这样的玻璃板的制造,也能够用于制造对玻璃板的一部分赋予曲面形状的玻璃板、对一个玻璃板赋予多个曲面形状的玻璃板、对一个玻璃板赋予三维曲面形状的玻璃板的情况。
图3是表示本发明的成型前的平板状的原玻璃板2和成型后的具有曲面形状的玻璃板1的一例的侧面图。如图3所示,通过对平板状的原玻璃板2进行弯曲加工,能够制造具有曲面形状的玻璃板1。
(第一实施方式)
图4表示本发明的第一实施方式的制造工序,是表示在成型模具之上载置平板状的玻璃板的状态的示意剖面图。
如图4所示,成型模具10具有凹部11。凹部11具有对原玻璃板2赋予的曲面形状所对应的曲面形状。即,凹部11具有与成型加工后的玻璃板1所具有的曲面形状的曲率半径相同的曲率半径的曲面形状。在成型模具10的内部,通过有多根冷却剂导入用管12。
图5是表示本发明的第一实施方式中使用的成型模具的示意俯视图。如图5所示,冷却剂导入用管12从成型模具10的一侧导入成型模具10的内部,从成型模具10的另一侧导出。在冷却剂导入用管12内流通冷却剂,由此能够冷却成型模具10的凹部11的表面。作为冷却剂,优选使用空气等气体。
在本实施方式中,将成型模具10的凹部11的表面用玻璃丝网、陶瓷丝网、碳纤维丝网等能够在厚度方向弹性变形的耐热性的丝网包覆。
本实施方式中,成型模具10的凹部11的表面的温度为构成原玻璃板2的璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更优选设定为玻璃的应变点~玻璃化转变温度-30℃。如上所述,通过将冷却剂导入成型模具10,可以容易地将凹部11的表面的温度维持在这样的温度。
图6是表示本发明的第一实施方式的制造工序的示意剖面图。如图6所示,在成型模具10的凹部11之上载置的平板状的原玻璃板2配置于电炉50内。在电炉50内设置有加热器51。在凹部11之上载置的原玻璃板2通过加热器51被加热。在本实施方式中,原玻璃板2的温度为构成原玻璃板2的玻璃的玻璃化转变温度以上、软化点以下。更优选为低于软化点的温度。通过将原玻璃板2的温度设定为这样的温度,能够使原玻璃板2的粘度为发生弹性变形和塑性变形二者的粘度。
如上所述进行操作,对载置于成型模具10的凹部11之上的平板状的原玻璃板2进行加热。
另外,在本实施方式中,能够使用原玻璃板2的壁厚为0.2mm~1.5mm的原玻璃板。更优选为0.3mm~1.0mm。通过使原玻璃板2为这样的壁厚,在用后述的成型具20、30和40按压原玻璃板2时,能够以低的荷重使原玻璃板2变形。因此,能够抑制与成型模具10、成型具20、30和40的接触引起的原玻璃板2的表面损伤的发生,在成型后即使不研磨玻璃板的表面也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板1。
参照图4~图6说明的本实施方式的构成,与以下说明的第二实施方式和第三实施方式共通。
图1是表示第一实施方式的制造工序的示意剖面图。如图1所示,在加热后的原玻璃板2的上方,配置本实施方式的成型具20。成型具20,如图1所示,具备具有与成型模具10的凹部11的曲面形状对应的曲面形状的凸部21。因此,凸部21的曲面形状与成型加工后的具有曲面形状的玻璃板1所具有的曲面形状对应。即,成型具20的凸部21具有与成型加工后的玻璃板1所具有的曲面形状的曲率半径相同的曲率半径的曲面形状。
在成型具20的内部,与成型模具10同样,通过有多根冷却剂导入用管22。通过在冷却剂导入用管22内流通冷却剂,与成型模具10的情况相同,能够冷却成型具20的凸部21的表面。成型具20的凸部21的表面与成型模具10的凹部11的表面同样,用能够在厚度方向弹性变形的耐热性的丝网包覆。
将配置于成型模具10的上方的成型具20沿箭头A所示的方向、即下方移动时,如图1所示,成型具20的凸部21首先与原玻璃板2的中央部2a抵接。将成型具20进一步向下方按压时,加热后的原玻璃板2沿着成型具20的凸部21的曲面变形,并且接近成型模具10的凹部11的表面。本发明中,成型模具10的凹部11的表面的温度维持在比原玻璃板2的温度低的温度。优选如本实施方式所示,成型模具10的凹部11的表面的温度为构成原玻璃板2的玻璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更优选设定为玻璃应变点~玻璃化转变温度-30℃。因此,原玻璃板2的与成型模具10的凹部11的表面接触的部分中,边降低原玻璃板2的表面温度,边实施弯曲加工。由于原玻璃板2的表面温度降低,所以原玻璃板2的表面不易发生塑性变形。因此,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面。另外,在本实施方式中,冷却凹部11的表面,因此,能够抑制原玻璃板2的表面与凹部11的表面粘着。
图7是表示本发明的第一实施方式的制造工序的示意剖面图。图7所示的状态中,成型具20进一步向下方移动,原玻璃板2夹于成型具20的凸部21和成型模具10的凹部11之间,由此成型具有曲面形状的玻璃板1。本实施方式中,如上所述,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面而对原玻璃板2赋予曲面形状。因此,在成型后不需要对具有曲面形状的玻璃板1的表面进行研磨。因此,根据本发明,即使在成型后不研磨表面,也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板1。另外,将成型具20与玻璃板2抵接而向下方按压时,直至原玻璃板2的温度降低到成型具20的凸部21的表面温度之前,在成型具20的凸部21和成型模具10的凹部11之间夹着原玻璃板2来实施弯曲加工。
在本实施方式中,在冷却剂导入用管22内流通冷却剂,冷却成型具20的凸部21的表面,将凸部21的表面的温度设定为比原玻璃板2的温度低的温度,优选设定为构成原玻璃板2的玻璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更优选设定为玻璃的应变点~玻璃化转变温度-30℃。由此,能够抑制成型具20的凸部21的表面形状转印到原玻璃板2的表面。另外,由于冷却凸部21的表面,因此,能够抑制原玻璃板2表面与成型具20的凸部11的表面粘着。
(第二实施方式)
图8是表示本发明的第二实施方式的制造工序的示意剖面图。在本实施方式中,使用图8所示的成型具30。成型具30具备曲率半径小于成型模具10的凹部11的曲面形状的曲率半径的凸部31。因此,凸部31具有比成型加工后的玻璃板1所具有的曲面形状的曲率半径小的曲率半径。
在成型具30的内部,与第一实施方式的成型具20同样,通过多根冷却剂导入用管32。通过在冷却剂导入用管32内流通冷却剂,与第一实施方式的成型具20同样,能够冷却成型具30的凸部31的表面。成型具30的凸部31的表面与第一实施方式的成型具20同样,使用能够在厚度方向弹性变形的耐热性的丝网包覆。
将配置于成型模具10的上方的成型具30沿箭头B所示的方向、即下方移动时,如图8所示,成型具30的凸部31首先与原玻璃板2的中央部2a抵接。将成型具30进一步向下方按压时,如图9所示,加热后的原玻璃板2的中央部2a边变形,接近成型模具10的凹部11的表面而与凹部11的表面接触。在本实施方式中,成型模具10的凹部11的表面的温度设定为比原玻璃板2的温度低的温度,优选设定为构成原玻璃板2的玻璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更优选设定为玻璃的应变点~玻璃化转变温度-30℃。因此,原玻璃板2的与成型模具10的凹部11的表面接触的中央部2a中,原玻璃板2的温度降低,原玻璃板2不易塑性变形。
接着,沿图9所示的箭头C方向使成型具30倾斜地旋转(转动)。由此,如图10所示,以凸部31的曲面31a按压原玻璃板2的比中央部2a靠外侧的一侧区域2b,使其与凹部11的表面接触。由此,使原玻璃板2的一侧区域2b沿凹部11的表面的曲面形状变形,并且,使与凹部11的表面接触的原玻璃板2的温度降低,使原玻璃板2的一侧区域2b不易塑性变形。
接着,沿图10所示的箭头D方向使成型具30倾斜地旋转(转动)。由此,如图11所示,以凸部31的曲面31a按压原玻璃板2的比中央2a靠外侧的另一侧区域2c,使其与凹部11的表面接触。由此,使原玻璃板2的另一侧区域2c沿凹部11的表面的曲面形状变形,并且,使与凹部11的表面接触的原玻璃板2的温度降低,使原玻璃板2的另一侧区域2c不易塑性变形。另外,使成型具30与原玻璃板2抵接而向下方按压时,直至原玻璃板2的温度降低到成型具30的凸部31的表面温度之前,使玻璃板2与成型模具10的凹部11的表面接触,使成型具30旋转(转动),实施弯曲加工。
如上所述操作,在本实施方式中,以成型具30的凸部31的曲面31a按压原玻璃板2,使其与成型模具10的凹部11的表面接触,由此能够使原玻璃板2变形,赋予曲面形状。如上所述,与凹部11的表面接触的原玻璃板2由于其温度降低,所以不易塑性变形。因此,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面。另外,在本实施方式中,也在成型模具10中导入冷却剂而冷却凹部11的表面,因此能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面。另外,能够抑制原玻璃板2与凹部11的表面粘着。
在本实施方式中,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面而对原玻璃板2赋予曲面形状。因此,在成型后即使不研磨表面,也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板1。
在本实施方式中,也能够通过在成型具30中导入冷却剂而冷却凸部31的表面。由此,能够将成型具30的凸部31的表面的温度设定为比原玻璃板2的温度低的温度,优选设定为构成原玻璃板2的玻璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更优选设定为玻璃的应变点~玻璃化转变温度-30℃,能够抑制成型具30的凸部31的表面形状转印到原玻璃板2的表面。
(第三实施方式)
图12是表示本发明的第三实施方式的制造工序的示意剖面图。在本实施方式中,使用图12所示的成型具40。成型具40为棒状的成型具,在其内部形成冷却剂导入用贯通孔41。因此,成型具40,例如,能够由耐热性的管等形成。作为这样的耐热性的管,能够列举金属制或陶瓷制的管。
通过在冷却剂导入用贯通孔41内流通冷却剂,能够与第一实施方式的成型具20同样,冷却成型具40的表面。成型具40的表面与第一实施方式的成型具20同样,使用能够在厚度方向弹性变形的耐热性的丝网包覆。
如图12所示,在载置于成型模具10的凹部11上的原玻璃板2的上方,配置成型具40。接着,使成型具40向下方移动,按压原玻璃板2的中央部2a,使原玻璃板2变形。接着,沿图13所示的箭头E方向、即上方移动后,再沿箭头E′方向、即下方移动,按压原玻璃板2,使原玻璃板2变形。这样,对于成型具40,通过重复进行数次箭头E方向的移动和箭头E′方向的移动,使原玻璃板2渐渐变形,最终使原玻璃板2与凹部11的表面接触。在本实施方式中,成型模具10的凹部11的表面的温度优选设定为比原玻璃板2的温度低的温度,更优选设定为构成原玻璃板2的玻璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更加优选设定为玻璃的应变点~玻璃化转变温度-30℃。因此,在原玻璃板2与成型模具10的凹部11的表面接触的中央部2a中,玻璃板2的温度降低,原玻璃板2不易塑性变形。
接着,对于成型具40,重复进行数次图13所示的箭头F方向的移动和箭头F′方向的移动。由此,使用成型具40按压的原玻璃板2的部分渐渐变形,最终使原玻璃板2的该部分与凹部11的表面接触。与凹部11的表面接触的原玻璃板2的该部分,原玻璃板2的温度降低,原玻璃板2的该部分不易塑性变形。接着,同样操作,对于成型具40,重复进行数次图13所示的箭头G方向的移动和箭头G′方向的移动,此后,重复进行数次箭头H方向的移动和箭头H′方向的移动,此后,重复进行数次箭头I方向的移动和箭头I′方向的移动。另外,使成型具40与原玻璃板2抵接而在各方向按压时,直至原玻璃板2的温度达到成型具40的表面温度之前,使原玻璃板2与成型模具10的凹部11的表面接触,实施弯曲加工。
如上所述操作,通过用成型具40按压原玻璃板2的规定的部分而使其变形,能够对原玻璃板2赋予曲面形状,制造具有曲面形状的玻璃板1。原玻璃板2的与凹部11的表面接触的部分由于其温度降低,所以不易塑性变形。因此,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面。另外,在本实施方式中,也在成型模具10中导入冷却剂,冷却凹部11的表面,因此,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面。另外,能够抑制原玻璃板2与凹部11的表面粘着。
在本实施方式中,能够抑制凹部11的表面形状转印到原玻璃板2的表面而对原玻璃板2赋予曲面形状。因此,在成型后即使不研磨表面,也能够以很高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板。
在本实施方式中,也能够通过在成型具40导入冷却剂来冷却成型具40的表面。由此,能够将成型具40的表面的温度设定为比原玻璃板2的温度低的温度,优选设定为构成原玻璃板2的玻璃的应变点以上、玻璃化转变温度以下的温度,更优选设定为玻璃的应变点~玻璃化转变温度-30℃,能够抑制成型具40的表面形状转印到原玻璃板2的表面。
本发明的具有曲面形状的玻璃板1,例如,能够作为便携电话机、智能电话、笔记本型个人计算机、平板型个人计算机等移动机器和汽车导航系统等车载用机器等中所使用的显示器用保护玻璃、移动机器等所使用的背面用保护玻璃使用。作为显示器用保护玻璃使用时,能够将曲面作为显示器显示部。
符号说明
1…具有曲面形状的玻璃板
2…原玻璃板
2a…中央部
2b…一侧区域
2c…另一侧区域
10…成型模具
11…凹部
12…冷却剂导入用管
20…成型具
21…凸部
22…冷却剂导入用管
30…成型具
31…凸部
31a…曲面
32…冷却剂导入用管
40…成型具
41…冷却剂导入用贯通孔
50…电炉
51…加热器
Claims (14)
1.一种具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于,包括:
准备原玻璃板、具有对应于所述曲面形状的凹部的成型模具、和用于按压所述原玻璃板的成型具的工序;
在所述成型模具的所述凹部之上载置所述原玻璃板的工序;
加热所述原玻璃板和所述成型模具的工序;
将所述成型模具的所述凹部的表面的温度维持在比所述原玻璃板的温度低的温度的工序;和
通过用所述成型具按压加热后的所述原玻璃板,使所述原玻璃板与所述凹部的表面接触而变形,由此对所述原玻璃板赋予所述曲面形状的工序。
2.如权利要求1所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
所述原玻璃板的加热温度为构成所述原玻璃板的玻璃的玻璃化转变温度以上、所述玻璃的软化点以下。
3.如权利要求1或2所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
所述凹部的表面的温度维持在构成所述原玻璃板的玻璃的应变点以上的温度且所述玻璃的玻璃化转变温度以下的温度。
4.如权利要求1~3中任一项所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
所述成型具具有对应于所述曲面形状的凸部,用所述凸部按压加热后的所述原玻璃板,对所述原玻璃板赋予所述曲面形状。
5.如权利要求4所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:用所述凸部按压所述原玻璃板的次数为1次。
6.如权利要求1~3中任一项所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
所述成型具具备曲率半径比所述曲面形状的曲率半径小的凸部,用所述凸部按压加热后的所述原玻璃板,对所述原玻璃板赋予所述曲面形状。
7.如权利要求6所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
用所述凸部按压所述原玻璃板的中央部使其变形之后,使所述成型具倾斜地旋转,用所述凸部的曲面按压所述原玻璃板,使所述原玻璃板的比所述中央部靠外侧的部分变形。
8.如权利要求1~3中任一项所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
所述成型具为棒状的成型具,边使相对于所述原玻璃板的位置移动,边用所述成型具按压所述原玻璃板,对所述原玻璃板赋予所述曲面形状。
9.如权利要求8所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:所述成型具在相同位置数次按压所述原玻璃板,使所述原玻璃板变形。
10.如权利要求1~9中任一项所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
在所述成型模具中导入用于冷却所述成型模具的冷却剂。
11.如权利要求1~11中任一项所述的具有曲面形状的玻璃板的制造方法,其特征在于:
边在所述成型具中导入冷却剂,边用所述成型具按压所述原玻璃板,使其变形。
12.如权利要求1~11中任一项所述的玻璃板的制造方法,其特征在于:所述具有曲面形状的玻璃板为用于显示器用保护玻璃的玻璃板。
13.如权利要求1~11中任一项所述的玻璃板的制造方法,其特征在于:所述具有曲面形状的玻璃板为用于移动机器用背面保护玻璃的玻璃板。
14.一种具有曲面形状的玻璃板,其特征在于:
用权利要求1~13中任一项所述的方法制造。
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