TW201630830A - 真空輔助玻璃成型及其使用方法 - Google Patents

Abstract

在彎曲成型製程中藉由施加吸力而提升一種玻璃彎曲成型的方法，以及一種被設計為該方法使用的真空模具。該方法與裝置可用以製造用於觸控顯示器、太陽能電池保護玻璃以及安全玻璃的曲面玻璃。

Description

真空輔助玻璃成型及其使用方法

本發明是關於一種使用真空成型裝置的玻璃彎曲成型方法，以及關於一種被設計成使用於彎曲成型的真空成型裝置。該真空成型裝置可應用於製造曲面玻璃與具有彎曲部分的平面玻璃。

觸控玻璃、大型螢幕以及它們的應用已經達到了廣大市場涵蓋率。因此，對於曲面形成玻璃存在有逐漸增加的需求。曲面玻璃的形成是由所談論中玻璃的玻璃轉換溫度（T_g ）與軟化溫度（T_s ）所大幅控制。一般而言，T_g 低於545°C，而 T_s 低於765°C。

用來形成曲面玻璃的最普遍技術中的一種是彎曲成型。一般在彎曲成型期間，藉由加熱使玻璃物件的待彎曲部分軟化，然後施力以改變玻璃物件的形狀。當玻璃冷卻時，即形成彎曲成型物件。

然而，與彎曲成型有關的其中一個問題是難以形成具有精確角度與厚度的曲面玻璃部分。這個問題常導致低品質的曲面玻璃，能將玻璃彎曲成型為高品質曲面玻璃有其必要。

根據數個例示具體實施例，本發明提供了一種玻璃物件彎曲成型方法。根據數個例示具體實施例，該玻璃物件彎曲成型方法包含：加熱一玻璃物件至一操作溫度，以提供一被加熱玻璃物件；使被加熱玻璃物件與一真空成型裝置的一成形表面接觸，其中該成形表面包含至少一個吸引孔；藉由通過該至少一個吸引孔施加吸力，使被加熱玻璃物件成型，以提供一成型玻璃物件；以及冷卻成型玻璃物件至低於操作溫度的一溫度，同時維持成型玻璃物件與真空成型裝置的成形表面之間的接觸。

根據數個例示具體實施例，該方法進一步包含：自該真空成型裝置移除該成型玻璃物件。根據數個例示具體實施例，該方法進一步包含：在成型期間，從位於該成形表面上的至少一個熱源對被加熱玻璃物件施加熱量。根據數個例示具體實施例，該方法進一步包含：在成型期間，從一外部熱源對被加熱玻璃物件施加熱量。根據數個例示具體實施例，至少一個壓紋圖案是位於真空成型裝置的成形表面上。根據數個例示具體實施例，吸力是通過連接至一真空泵的吸引孔而施加。如根據數個例示具體實施例，成型玻璃物件具有至少一個2.5D或3D成型表面。根據數個例示具體實施例，玻璃物件包含至少一個2D表面。根據數個例示具體實施例，該方法進一步包含：在使被加熱玻璃物件與該真空成型裝置的該成形表面接觸之前，彎曲被加熱玻璃物件以配合該真空成型裝置。

在數個例示具體實施例中，本發明提供了一種真空成型裝置。在數個例示具體實施例中，模具包含至少一個成形表面以及在該至少一個成形表面上的至少一個吸引孔，其中該至少一個吸引孔是連接至一真空泵，以從該真空泵對該至少一個吸引孔施加吸力。在數個例示具體實施例中，該模具進一步包含位於該至少一個成形表面上的至少一個熱源。在數個例示具體實施例中，該真空成型裝置是連接至一外部熱源。在數個例示具體實施例中，該模具進一步包含位於該至少一個成形表面上的至少一個壓紋圖案。

100、200‧‧‧被加熱玻璃物件

101、201‧‧‧真空成型裝置

102、202‧‧‧吸引線路

103、203‧‧‧真空泵

104、204‧‧‧吸引孔

105、205‧‧‧熱源

106、206‧‧‧壓紋圖案

107、207‧‧‧成形表面

第1圖包含在成型步驟的一具體實施例中真空成型裝置的一具體實施例之示意繪圖。

第2圖包含對成型步驟的一具體實施例施加重力與真空之一真空成型裝置的示意繪圖。

用語「操作溫度」是指被加熱玻璃物件可安全地彎曲與成型的溫度。除非另外指明，操作溫度是介於被成型玻璃的玻璃轉換溫度（T_g ）與軟化溫度（T_s ）之間。

用語「成形表面」是指至少部分為曲面或非平面的真空成型裝置的表面區域。用語「在成形表面上」是指在成形表面所定義的區域內以及在成形表面的表面上的位置，使得該真空成型裝置的部件可與被彎曲成型的玻璃互相作用。

用語「2D」涉及平面的表面。

用語「2.5D」涉及主要是平面的表面。、但含有至少一個曲面部分的表面。

用語「3D」涉及主要為曲面的表面。

用語「2D」、「2.5D」與「3D」可應用至玻璃片材，其中這些用語分別是指平面玻璃、主要為平面的玻璃以及主要為曲面的玻璃。

現參閱圖式，第1圖繪示了一種真空成型裝置101。如第1圖所示，真空成型裝置101包含模具，模具具有成形表面107與設置於成形表面107中的吸引孔104。吸引孔104是通過吸引線路102連接至真空泵103。同時，如第1圖所示，真空成型裝置101包含位於成形表面107上的熱源105。此外，如第1圖所示，真空成型裝置101包含位於成形表面107上的壓紋圖案106。

根據玻璃物件彎曲成型方法的數個例示具體實施例，玻璃物件（例如平板玻璃）可被加熱至操作溫度，以形成被加熱玻璃物件100。如第1圖所示，對被加熱玻璃物件100施力來彎曲玻璃物件，以配合真空成型裝置101的成形表面107。被加熱玻璃物件100是置於與真空成型裝置101的成形表面107接觸，使得該被加熱玻璃物件100部分地配合真空成型裝置101。在將該被加熱玻璃物件100放置於真空成型裝置的成形表面107上之前，被加熱玻璃物件100在關於精確性上還沒有達到最終產品規格。

接著啟動真空泵103，以經由吸引線路102通過吸引孔104而於被加熱玻璃物件100上產生吸力。通過吸引孔104而作用於被加熱玻璃物件100上的吸力會迫使該被加熱玻璃物件100與真空成型裝置101的成形表面107的輪廓相符。藉由對該被加熱玻璃物件100施加吸力，即可產生比未施加吸力者具有更精確角度與厚度的成型玻璃物件。

另外，根據數個例示具體實施例，真空成型裝置101包括對該被加熱玻璃物件100施加熱量的熱源105，以維持該被加熱玻璃物件100的操作溫度，並使加熱與冷卻差異達最小。

在被加熱玻璃物件100達到最終產品規格之後，被加熱玻璃物件100被冷卻。在冷卻之後，即形成具有曲面（2.5D或3D）的成型玻璃物件。為使附著力減至最低，可在稍微低於操作溫度的溫度下將成型玻璃物件移出真空成型裝置101。可通過一般冷卻程序形成曲面玻璃。此外，真空成型裝置101可被設計為具有壓紋圖案106，可于成型期間將圖案壓入被加熱玻璃物件100。

參照第2圖，該圖說明了包含模具的一種真空成型裝置201，其中模具具有成形表面207，成形表面207帶有設置於成形表面207中的吸引孔204。吸引孔204是通過吸引線路202而連接至真空泵203。同時，如第2圖所示，真空成型裝置201包含位於成形表面207上的熱源205。此外，如第2圖所示，真空成型裝置201包含位於成形表面207上的壓紋圖案206。

根據數個例示具體實施例，彎曲玻璃的方法可定向真空成型裝置，使得重力會施加一個可輔助使該被加熱玻璃物件彎曲以配合真空成型裝置的成形表面的力。如第2圖所示，真空成型裝置201包含成形表面207，成形表面207是相對於地球的重力拉力而向上定向。根據該方法的具體實施例，玻璃物件（例如平板玻璃）可被加熱至操作溫度以形成被加熱玻璃物件200。然後，可使該被加熱玻璃物件200接觸真空成型裝置201的成形表面207，使得重力可輔助彎曲該被加熱玻璃物件200，以使被加熱玻璃物件200配合成形表面207。在將被加熱玻璃物件200放置在真空成型裝置的成形表面207上之前，該被加熱玻璃物件200在精確性上還沒有達到最終產品規格。

真空泵203可通過吸引線路202將吸力傳至吸引孔204。由真空泵203通過吸引孔204而作用於被加熱玻璃物件200上的吸力會迫使被加熱玻璃物件200與真空成型裝置201的成形表面207的輪廓相符。藉由對被加熱玻璃物件200施加吸力，可產生比未施加真空者具有更精確角度與厚度的成型玻璃物件。

根據數個例示具體實施例，真空成型裝置包含對被加熱玻璃物件200施加熱量的熱源205，以使被加熱玻璃物件200維持在操作溫度，並使加熱與冷卻差異達最小。

在被加熱玻璃物件200達到最終產品規格之後，被加熱玻璃物件200被冷卻。在冷卻之後，即形成具有曲面表面（2.5D或3D）的成型玻璃物件。為使附著力降至最低，可在稍微低於操作溫度的溫度下，自真空成型裝置201移除成型玻璃物件。彎曲玻璃可通過一般冷卻程序而形成。此外，真空成型裝置201是被設計為具有壓紋圖案206。可在成型期間將圖案壓入被加熱玻璃物件200。

根據數個例示具體實施例，本發明提供了一種玻璃物件的彎曲成型方法。根據數個例示具體實施例，該玻璃物件的彎曲成型方法包括加熱一玻璃物件至一操作溫度，以提供一被加熱玻璃物件。根據數個例示具體實施例，玻璃物件可為一玻璃片或具有可彎曲成型比例的任何玻璃材料。根據數個例示具體實施例，玻璃物件的材料可為任何玻璃。合適的玻璃實例包括：鋁矽酸鹽玻璃、硼磷矽酸鹽玻璃、氟磷酸鹽玻璃、氟矽酸鹽玻璃、石英，磷酸鹽玻璃、磷矽酸鹽玻璃、鹼石灰玻璃、矽酸鈉及其類似者。根據數個例示具體實施例，玻璃物件的操作溫度是根據所談論的玻璃而定。根據數個例示具體實施例，操作溫度的合適溫度範圍包括從約550ºC至約750ºC的範圍，包括從約600ºC至約 700ºC、從約 650ºC至約700ºC、以及從約 600ºC至約650ºC的範圍。根據數個例示具體實施例，操作溫度可介於約為玻璃物件的T_g 至約為玻璃物件的T_s 之間的範圍。

根據數個例示具體實施例，一種玻璃物件的彎曲成型方法包含彎曲被加熱玻璃物件，使得它具有配合於或可與真空成型裝置的成形表面接觸的形狀或曲面。根據數個例示具體實施例，是在玻璃物件被加熱至操作溫度之後、以及在被加熱玻璃物件與真空成型裝置的成形表面接觸之前，彎曲被加熱玻璃物件。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包含使被加熱玻璃物件與一真空成型裝置的成形表面接觸。被加熱玻璃物件可藉由使被加熱玻璃物件接觸真空玻璃裝置的任何方法而與成形表面接觸。根據數個例示具體實施例，被加熱玻璃物件是被壓而與該真空成型裝置接觸，因此壓力增進了被加熱玻璃物件與真空成型裝置之間的直接接觸。根據數個例示具體實施例，被加熱玻璃物件被帶至與真空成型裝置的成形表面接觸，使得重力施力以彎曲玻璃並且增進與真空成型裝置的成形表面的接觸。

根據數個例示具體實施例，該玻璃物件彎曲成型方法包含了具有位於成形表面上的至少一個吸引孔的真空成型裝置。根據數個例示具體實施例，該至少一個吸引孔可為位於真空成型裝置的表面上的複數個吸引孔。根據數個例示具體實施例，該至少一個吸引孔以增進被加熱玻璃物件與真空成型裝置的成形表面之間接觸的方式，能夠對被加熱玻璃物件施加吸力。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包括具有在成形表面上的至少一個吸引孔之真空成型裝置，使得被加熱玻璃物件可藉由從該至少一個吸引孔施加吸力而成型，以提供成型玻璃物件。根據數個例示具體實施例，在成型步驟期間，吸力的強度需要足以增進並維持被加熱玻璃物件的接觸。真空成型裝置的好處是吸力可增進被加熱玻璃物件與真空成型裝置的成形表面之間的接觸，這可提供成型玻璃物件精確的形狀與厚度。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包括使成型玻璃物件冷卻至低於操作溫度的溫度，同時維持成型玻璃物件與真空成型裝置的成形表面之間的接觸。根據數個例示具體實施例，「冷卻」是被動的，因此成型玻璃物件可被允許冷卻至室溫。根據數個例示具體實施例，藉由傳導或對流冷卻，「冷卻」可以是主動的。

根據數個例示具體實施例，吸引孔適合直接連接至真空泵、或是連接至將吸引孔連接至真空泵的吸引線路。根據數個例示具體實施例，吸引孔連接至真空泵，以對被加熱玻璃物件提供吸力。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包含自真空成型裝置中移除成型玻璃物件。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包含：在成型步驟期間，從位於真空成型裝置的表面上的至少一個熱源施加熱量。在成型步驟期間對被加熱玻璃物件施加熱量的好處是，被加熱玻璃物件的溫度可在成型區域被局部加熱，以使不均勻的加熱或冷卻達最低。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包括從外部熱源施加熱量，該外部熱源是在玻璃物件與真空成型裝置外部的來源。從外部來源施加熱量的好處一般是較低的成本、以及對於玻璃物件不直接接觸真空成型裝置的部分加熱之能力。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件的彎曲成型方法包括對玻璃物件施加至少一個壓紋圖案。根據數個例示具體實施例，該至少一個壓紋圖案是真空成型裝置的成形表面的一部分，它是以圖案的形式而形成高起的及/或低下的表面。對玻璃物件施用該至少一個壓紋圖案好處是，可在彎曲成型方法中將這些圖案壓紋至玻璃物件上，不會產生額外壓紋程序的成本。

根據數個例示具體實施例，玻璃物件包括至少一個是2D的表面。成型用玻璃物件的實例包括觸控螢幕與平板玻璃。根據數個例示具體實施例，本發明方法可用以使至少一個2D表面成型為具有至少一個2.5D或3D表面的成型玻璃物件。舉例而言，本發明方法可產生曲面顯示器用的曲面玻璃。

在本文中揭露了一種真空成型裝置。根據數個例示具體實施例，真空成型裝置包括模具，模具具有至少一個成形表面、以及在該至少一個成形表面上的至少一個吸引孔。根據數個例示具體實施例，該至少一個成形表面是真空成型裝置的表面。真空成型裝置與該至少一個成形表面一般是由固態的、且可抵擋高達800ºC而裝置不劣化或玻璃不污染的任何材料或材料組合所製成。合適的材料可包括鋼、鋁、鈦及它們的合金、以及陶瓷。根據數個例示具體實施例，真空成型裝置的該至少一個成形表面可包括塗層，以使成形表面與成型玻璃物件之間的附著力減至最低。根據數個例示具體實施例，真空成型裝置的該至少一個成形表面將成形表面的材料置於與玻璃物件直接接觸。

根據數個例示具體實施例，吸引孔是配置以連接至真空泵，並從真空泵對吸引孔施加吸力。根據數個例示具體實施例，吸引孔是通過設置在真空成型裝置中的一個或多個通道中的吸引線路而連接至真空泵。吸引孔的好處是吸引孔可直接連接、或通過吸引線路而連接至真空泵。

根據數個例示具體實施例，真空成型裝置包括位於該至少一個成形表面上的至少一個熱源。根據數個例示具體實施例，熱源可為任何可對玻璃施加熱量的機構。合適的熱源可包括加熱燈絲。

根據數個例示具體實施例，真空成型裝置可連接至外部加熱源。合適的外部加熱源包括雷射、加熱爐與開放的火焰。

根據數個例示具體實施例，真空成型裝置的至少一個成形表面包含至少一個壓紋圖案。

本發明提供了一種方法與裝置以形成具有高品質表面的曲面玻璃，這可用於汽車系統、或可攜式行動裝置。可與黏著的PET（聚對苯二甲酸乙二酯）複合物薄膜使用作為可調整光與顯示效果的曲面玻璃。因此所形成的曲面玻璃是高品質的3D或2.5D玻璃。

雖然已經針對某些具體實施例來說明本發明，但具有發明所屬技術領域通常技藝者將可理解，亦可在如附申請專利範圍的精神與範圍內進行修改而實施本發明。

任何空間上的表示，舉例而言，例如「上」、「下」、「在上方」、「在下方」、「在之間」、「底部」、「垂直」、「水平」、「傾斜」、「向上」、「向下」、「並排」、「由左至右」、「左」、「右」、「由右至左」、「由上至下」、「由下至上」、「頂部」、「底部」、「由下而上」、「由上而下」等，都僅為說明目的，並不限制上述結構的特定方向或位置。

本發明已經相對於某些具體實施例而進行說明。具有發明所屬技術領域通常技藝者在研讀本發明說明書之後即可顯然理解的改良或修飾也是被視為在本發明的精神與範疇內。應理解，一些修飾、變化與替代皆是於前述揭露內容之預期中，且在某些實例中，將可在無其他特徵的對應使用下應用本發明的某些特徵。因此，如附申請專利範圍請求項被廣義地及以與本發明的範圍一致的方式建構是適當的。

 

100‧‧‧加熱玻璃物件

101‧‧‧真空成型裝置

102‧‧‧吸引線路

103‧‧‧真空泵

104‧‧‧吸引孔

105‧‧‧熱源

106‧‧‧壓紋圖案

107‧‧‧成形表面

Claims (1)

1. 1.一種玻璃物件彎曲成型的方法，包含：
   加熱一玻璃物件至一操作溫度，以提供一被加熱玻璃物件；
   使被該加熱玻璃物件與一真空成型裝置的一成形表面接觸，其中該成形表面包含至少一個吸引孔；
   藉由通過該至少一個吸引孔施加吸力，使該被加熱玻璃物件成型，以提供一成型玻璃物件；以及
   冷卻該成型玻璃物件至低於該操作溫度的一溫度，同時維持該成型玻璃物件與該真空成型裝置的該成形表面之間的接觸。
   2.如申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包含：自該真空成型裝置移除該成型玻璃物件。
   3.如申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包含：在成型期間，從位於該成形表面上的至少一個熱源對該被加熱玻璃物件施加熱量。
   4.如申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包含：在成型期間，從一外部熱源對該被加熱玻璃物件施加熱量。
   5.如申請專利範圍第1項所述的方法，其中至少一個壓紋圖案是位於該真空成型裝置的該成形表面上。
   6.如申請專利範圍第1項所述的方法，其中吸力是通過連接至一真空泵的吸引孔而施加。
   7.如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該成型玻璃物件具有至少一個2.5D或3D成型表面。
   8.如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該玻璃物件包含至少一個2D表面。
   9.如申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包含：在使該被加熱玻璃物件與該真空成型裝置的該成形表面接觸之前，彎曲該被加熱玻璃物件以配合該真空成型裝置。
   10.一種真空成型裝置，包含：
   一模具，包含至少一個成形表面以及在該至少一個成形表面上的至少一個吸引孔，
   其中該至少一個吸引孔是連接至一真空泵，以從該真空泵對該至少一個吸引孔施加吸力。
   11.如申請專利範圍第10項所述的真空成型裝置，進一步包含位於該至少一個成形表面上的至少一個熱源。
   12.如申請專利範圍第10項所述的真空成型裝置，其中該真空成型裝置是連接至一外部熱源。
   13.如申請專利範圍第10項所述的真空成型裝置，進一步包含位於該至少一個成形表面上的至少一個壓紋圖案。