CN105645753B - 用于分离薄玻璃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将薄玻璃分离成小的薄玻璃板或用于修整玻璃片、玻璃板、玻璃带或玻璃膜的边缘的方法，包括如下步骤：(a)提供具有平坦表面的片、板、带或膜形式的薄玻璃(1)；(b)使用机械刻划工具(20)来刻划薄玻璃(1)的平坦表面，以相对于彼此为薄玻璃板(4)定界或者修整玻璃膜、玻璃带、玻璃板或玻璃片的边缘；(c)施加爆裂液体(6)以在薄玻璃(1)上形成湿膜，从而润湿在步骤(b)中制备的刻痕(3)；(d)加热湿膜直至其至少部分地蒸发，从而割开刻痕并在由此分割的薄玻璃板(4)上形成新断裂边缘(41)。本发明还涉及具备通过这样的方法制造的结构的薄玻璃板。

Description

用于分离薄玻璃的方法
技术领域
本发明涉及用于将薄玻璃分离成小的薄玻璃板或用于修整玻璃膜、玻璃带、玻璃板或玻璃片的边界或边缘的方法，并且还涉及具备通过这样的方法制造的结构的薄玻璃板。
背景技术
术语“结构”是指已经施加到单个的较小薄玻璃板的任何结构。这包括微技术中已知的沉积、刻蚀、涂覆、粗糙化和其他加工措施，并且还包括安装组件以供装配芯片。
在本申请的上下文中，薄玻璃是指具有<1.2mm、或<1.0mm、或<0.8mm、或<0.6mm、或<350μm、或<250μm、或<100μm、或<50μm的壁厚的板形或带形或膜状玻璃；然而，还观察到3μm、或10μm、或15μm的最小厚度。超薄玻璃(ultrathin glass，UTG)具有小于350μm的壁厚。
薄玻璃用于许多技术领域，例如，用于显示器、光电组件的窗口、部件的封装以及电绝缘层。小的薄玻璃板还适合作为显示设备、触摸面板、太阳能电池、半导体模块或LED光源的盖玻璃，并且还可以用作电容器、薄膜电池(例如，薄膜存储元件)、柔性电路板、柔性OLED、柔性光伏模块或电子纸的组成部分。
然而，薄玻璃主要被生产为具有比小的薄玻璃板更大的表面尺寸的玻璃带或玻璃膜。因此，必须将大面积的薄玻璃分割或分离成较小的薄玻璃板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于将薄玻璃分离成小的薄玻璃板的方法。
根据本发明，提供具有平坦表面的带或膜形式的薄玻璃；使用机械刻划工具来刻划薄玻璃的平坦表面，以便相对于彼此为薄玻璃板定界；在薄玻璃上施加爆裂液体作为湿膜，以便润湿所产生的刻痕；以及当需要单个的薄玻璃板用于进一步处理时，加热湿膜直至其至少部分地蒸发，其结果是割开刻痕并在以这种方式分割的薄玻璃板上形成新断裂边缘。
当要沿着刻痕割开薄玻璃时，不仅刻痕深度是重要的，而且“刻痕质量”也是重要的。此“刻痕质量”是指导致边缘的对应强度的切边缘的质量，其在机械刻划情况下比其他诸如蚀刻或用激光辐射处理更重要。当使用钻石切割刃作为机械刻划工具时，本发明的方法产生最佳结果。
为了致使刻痕被割开，只需在刻痕内加热湿膜。因此，仅沿着所产生的刻痕局部地加热湿膜是有利的。这是以通过保持低于玻璃的转变温度Tg而避免材料应力的方式来进行的。
对于加热刻痕，可以采用精细火焰；然而，还可以将电磁辐射引导至所产生的刻痕。
由于仅在刻痕中需要爆裂液体，因此可以通过在刻划工具内延伸或位于刻划工具的产生刻痕的那一侧的正后方延伸的通道来将爆裂液体馈送至相应的刻痕。
对于小的薄玻璃板的一些应用，一旦产生断裂边缘，应当对其予以保护。本发明的方法提供了用上浆混合物保护膜来涂覆薄玻璃板的新断裂边缘的可能性。这样的上浆混合物可以包含醇物质和蜡物质。
还可以通过火焰热解来产生一种涂层，并与使用上浆相似地保护新断裂边缘。
可以使用纯水作为爆裂液体。非常合适的爆裂液体是包含有机离子化合物的水液体。该化合物可以由具有带正电荷的氮原子的阳离子和作为阴离子的羟基离子组成。合适的爆裂液体例如在欧洲专利EP 1 726 635 B1中公开。
然而，还存在这样的应用：其中使用薄玻璃作为像岛那样位于预期的小的薄玻璃板上并且必须防水的结构的衬底。作为示例，可以提及电池中的锂聚合物层，其不能暴露于水。因此，当用锂层覆盖薄玻璃并且要将薄玻璃分割成小的薄玻璃板时，必须选择这样的非反应性爆裂液体：其具有润湿薄玻璃并在被加热时蒸发从而爆裂薄玻璃板的性质。
根据本发明的又一实施例，薄玻璃具有火抛光表面并且另外优选呈现小于24μm、优选小于5μm范围中的厚度变化。
附图说明
将要参考示意性的附图来解释本发明，其中：
图1示出了在产生刻痕时的一片薄玻璃；
图2示出了向刻划的薄玻璃上施加湿膜；
图3示出了对施加于薄玻璃上的液膜的加热和爆裂成小的薄玻璃板；
图4是穿过薄玻璃片的一部分的剖视图，该薄玻璃片具有在刻痕的割开过程中在制备的小薄玻璃板上的结构；以及
图5示出了具有刻划工具和爆裂液体馈送的刻划头。
具体实施方式
参考图1，图中示意性地示出薄玻璃片1以及具有产生刻痕3的刻划工具20的刻划头2。在现实中，具有刻划工具20的刻划头2当然将会垂直放置在薄玻璃片1上。刻痕3旨在形成限定用于将薄玻璃片1分割成单个薄玻璃板4的标记的网格。一旦已经产生刻痕，薄玻璃1被制备用于分离成小的薄玻璃板4。
图2示意性地图示了施加爆裂液体6以形成湿膜。为此目的而提供喷头5，其可沿着刻痕3移位并且向刻痕上喷射爆裂液体6。爆裂液体6具有润湿玻璃的性质，并且因此将会由于毛细作用而被吸入刻痕3中。
图3示意性地图示了小的薄玻璃板4的分离处理。燃烧头7喷射精细火焰8，该精细火焰8的尖端被沿着刻痕3引导，以在其位置上局部地加热薄玻璃1并导致爆裂液体6蒸发。这里，加热始终以此方式进行，使得在加热区域中，玻璃的温度保持在玻璃的转变温度Tg之下。此外，由于热膨胀，在刻痕3的区域中引起局部内应力和变形。由此产生的刻痕3中的破裂力将薄玻璃片1分割成单个的较小薄玻璃板4，所述薄玻璃板4在图的下半部分中图示。
所述方法还可以适用于切断玻璃膜、玻璃带、玻璃板或玻璃片的边界或修整其边缘。
图4图示了在单个薄玻璃板4上有敏感结构40的情况下对薄玻璃1的分离。薄玻璃1至少在刻痕3的区域中已用爆裂液体6润湿，该爆裂液体不与结构40反应。现在，当爆裂液体通过来自火焰8的热量的影响而在刻痕3内蒸发时，将会造成破裂作用，并且将会在薄玻璃1中产生沿着相应的刻痕3传播的裂缝9，而裂缝9将会延伸穿过薄玻璃1和导致分离成单个的薄玻璃板4。因此，在薄玻璃上产生新断裂边缘41。
图5示意性地示出如何在薄玻璃1中产生刻痕3。刻划头2包括机械刻划工具20，该刻划工具20的形式为具有前弓形切割刃21、下底切割刃22和后部23的切割钻石。通道25延伸至后部23并将爆裂液体馈送到刻痕3中，该刻痕3从而由爆裂液体润湿。
虽然示意图指示出单一刻划头和单一燃烧头，但在实践中将会提供多个组装件来同时产生和割开多个刻痕。
如图3中所示，当薄玻璃1被分离时，产生出以新断裂边缘41为边界的单个薄玻璃板4。结合本发明，有可能保护这些新断裂边缘41，这意味着用上浆(sizing)混合物保护膜来涂覆所述边缘。合适的上浆混合物是已知的，并且例如包括醇和蜡。
此外，利用醇类物质和蜡物质，可以产生亦可充当爆裂液体的上浆混合物。因此，如果喷射沉积上浆混合物作为爆裂液体6，如图2中所示，则醇类物质将会表现为润湿剂并且在根据图3或图4在加热时表现为破裂力发生剂。由于热量的影响，蜡物质将会熔化并以蜡保护层涂覆薄玻璃板4的新断裂边缘41。
作为对使用精细火焰加热湿膜的替代，还可以将电磁辐射引导至限定网格图案的刻痕3，以分离装配的薄玻璃板。
如果结构40不与水反应并且具有抗性，则还可以使用水或具有上述有机离子化合物的水溶液作为爆裂液体，尤其是由于后者特别容易渗入薄玻璃1中的刻痕3内并产生较大的破裂作用。

Claims (12)

1.一种用于将薄玻璃分离成小的薄玻璃板或用于修整玻璃片、玻璃板、玻璃带或玻璃膜的边缘的方法，包括如下步骤：
(a)提供具有平坦表面的片、板、带或膜形式的薄玻璃(1)；
(b)使用机械刻划工具(20)来刻划所述薄玻璃(1)的所述平坦表面，以相对于彼此为薄玻璃板(4)定界或者修整玻璃膜、玻璃带、玻璃板或玻璃片的边缘；
(c)施加爆裂液体(6)以在所述薄玻璃(1)上形成湿膜，从而润湿在步骤(b)中制备的刻痕(3)；
(d)加热所述湿膜直至其至少部分地蒸发，从而割开所述刻痕并在由此分割的所述薄玻璃板(4)上形成新断裂边缘(41)。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述机械刻划工具(20)包括钻石切割刃(21，22)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中步骤(d)包括沿着在步骤(b)中产生的所述刻痕(3)而仅局部地加热所述湿膜。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中步骤(d)包括将精细火焰(8)引导至在步骤(b)中产生的所述刻痕(3)。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中步骤(d)包括将电磁辐射引导至在步骤(b)中产生的所述刻痕(3)。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中通过经由将爆裂液体(6)馈送到所述刻痕(3)中的通道(25)供应所述爆裂液体(6)。
7.如权利要求1或2所述的方法，包括用上浆混合物保护膜来涂覆所述薄玻璃板(4)上的所述新断裂边缘(41)，并且/或者，其中所述上浆混合物包括醇物质和/或蜡物质。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中所采用的所述爆裂液体(6)是润湿所述薄玻璃并且能够蒸发且不与施加于所述薄玻璃(1)上的结构(40)反应的物质。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中采用包括有机离子化合物的水性液体作为所述爆裂液体(6)。
10.一种薄玻璃板，其通过如权利要求1至9中任一项所述的方法制造而成，包含包括薄膜存储元件的结构(40)。
11.如权利要求10所述的薄玻璃板，包括具有火抛光的表面和在<24μm范围中的厚度变化的薄玻璃。
12.如权利要求11所述的薄玻璃板，其中厚度变化的范围为<5μm。
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