TW202000616A

TW202000616A - 曲面強化玻璃及其製備方法

Info

Publication number: TW202000616A
Application number: TW107120038A
Authority: TW
Inventors: 鍾志明; 廖峻偉; 林幸樵
Original assignee: 正達國際光電股份有限公司
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2020-01-01

Abstract

本發明公開一種曲面強化玻璃的製備方法，其包括：提供具有緩衝層的平面玻璃基材；以及將平面玻璃基材進行化學強化處理而進行離子交換，通過緩衝層的遮擋，使得所述平面玻璃基材表面的離子交換深度不同，讓平面玻璃基材在緩衝層的位置形成彎折部，以得到曲面強化玻璃。另外，本發明還提供一種曲面強化玻璃。

Description

曲面強化玻璃及其製備方法

本發明涉及一種玻璃的成型方法，特別是涉及一種曲面強化玻璃及其製備方法。

近年來電子裝置的顯示面板漸由平面面板轉趨為曲面面板，因此曲面玻璃用於曲面面板之需求量增加。

而在現有技術通常使用模具加壓方式，將加熱的玻璃板置於具有內凹狀的成型模具上，再施以壓力加壓使玻璃板依據成型模具成形。

另一種現有技術產生曲面的方式為抽氣成型法，抽氣成型法的成型模具具有上模、下模以及介於兩者之間的模仁；模仁具有複數孔洞與下模開的導流槽相連通，藉由下模的導流槽對模仁抽氣，進而將倒入模仁中玻璃可塑態的玻璃板坯料朝下往模仁變形彎曲，再經冷卻脫模後得到曲面玻璃。

此外，有關玻璃的強化處理，通常使用化學強化法。化學強化是一種利用一價陽離子(如鉀離子)取代玻璃表面所含有的鹼金屬離子(如鈉離子)，藉以在玻璃表面形成具一壓縮應力層，進而提升玻璃強度的技術。

然而，以上現有技術皆會受到成型模具的大小而有所限制，於模具成型時與模具相接觸亦容易造成曲面玻璃的表面粗糙度大。再者，當欲製作具曲面的強化玻璃時，由於強化玻璃硬度較強，因此以加壓方式製作曲面的難度增加；抑或將曲面玻璃欲進行化學強化時亦有曲面玻璃發生再度變形彎曲的問題；故上述製程過程繁雜且良率低而成本高。

有鑑於現有技術的缺失，本發明的目的在於提供一種可簡化生產製程以及降低成本與產品不良率的曲面強化玻璃的製備方法，以及應用此製備方法所製成的曲面強化玻璃。

為了達到上述的目的，本發明所採用的技術方法是，提供一種曲面強化玻璃的製備方法，其包括：提供一平面玻璃基材，其包括一緩衝層；以及將所述平面玻璃基材進行化學強化處理，所述平面玻璃基材通過化學強化處理而進行離子交換，以得到一曲面強化玻璃；其中，所述平面玻璃基材於化學強化處理中，通過所述緩衝層的遮擋，使得所述平面玻璃基材表面的離子交換深度不同，以讓所述平面玻璃基材在所述緩衝層的位置形成一彎折部。

優選地，所述平面玻璃基材包括一光學膜層，所述光學膜層形成於所述平面玻璃基材表面上，所述緩衝層形成於所述平面玻璃基材的表面。

優選地，所述平面玻璃基材包括至少一緩衝區域，至少一所述緩衝區域位於所述平面玻璃基材靠近長邊的表面，所述緩衝層形成於至少一所述緩衝區域上，以使得所述平面玻璃基材中被至少一所述緩衝層所遮擋的表面與未被至少一所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。

更優選地，所述平面玻璃基材包括另外一緩衝區域，兩個所述緩衝區域分別位於所述平面玻璃基材的兩相對應長邊的表面上，所述緩衝層形成於兩個所述緩衝區上，以使得所述平面玻璃基材中被兩個所述緩衝層所遮擋的表面與未被兩個所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。

優選地，所述平面玻璃基材包括多個緩衝區域，每一個所述緩衝區域分別位於所述平面玻璃基材的表面預定會形成彎折部的位置上，所述緩衝層形成每一個所述緩衝區域上，以使得所述平面玻璃基材中被每一個所述緩衝層所遮擋的表面與未被每一個所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。

優選地，所述緩衝層的厚度範圍為1奈米至100微米。

優選地，所述緩衝層的材料為無機化合物或有機化合物。

更優選地，所述緩衝層的材料是選自由二氧化矽、氮化矽、氧化銦錫、氧化鈦、氧化鈮以及其組合組成的群組。

優選地，所述緩衝層為一鍍膜層或一塗料層。

優選地，在將所述平面玻璃基材進行化學強化處理的步驟中，所述平面玻璃基材是浸置於一化學強化熔融鹽中進行化學強化處理。

更優選地，所述化學強化熔融鹽包括，但不限於，硝酸鉀熔融鹽或硝酸鈉熔融鹽。

優選地，所述離子交換深度是介於5微米至150微米之間並包含5微米及150微米。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種曲面強化玻璃，其包括至少一彎折部以及至少一緩衝層，所述緩衝層形成於所述彎折部的表面上，所述曲面強化玻璃中被至少一所述緩衝層所遮擋的表面與未被至少一所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。

優選地，所述的曲面強化玻璃，還進一步包括：另外一彎折部，兩個所述彎折部相對形成於所述曲面強化玻璃的兩相對長邊。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的曲面強化玻璃的製備方法，其能通過“緩衝層的遮擋使得所述平面玻璃基材表面離子交換深度不同”的技術方案，以達到讓所述平面玻璃基材在所述緩衝層的位置形成彎折部並同時讓所述平面玻璃基材成為所述曲面強化玻璃，可簡化現有技術之製程步驟即得到曲面強化玻璃。本發明的製備方法不僅簡化製程步驟，更降低製作成本及產品不良率；此外，本發明的製備方法不同於現有技術需要成型模具製作，因此不受限於玻璃的尺寸大小，使得在應用上更為廣泛。

本發明的另一有益效果在於，由本發明的製備方法所製備而得的曲面強化玻璃可應用於電子裝置面板及電子攜帶裝置的保護殼中。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1‧‧‧平面玻璃基材

11‧‧‧緩衝區域

2‧‧‧緩衝層

3‧‧‧曲面強化玻璃

31‧‧‧彎折部

4‧‧‧光學膜

6‧‧‧化學強化熔融鹽

圖1為本發明第一實施例的曲面強化玻璃的製備方法的流程圖。

圖2為本發明第一實施例的平面玻璃基材的立體示意圖。

圖3為本發明第一實施例的平面玻璃基材的剖面側視示意圖。

圖4為本發明第一實施例的曲面強化玻璃的製備方法的S200的示意圖。

圖5為為本發明第一實施例的曲面強化玻璃的製備方法的S200的另一示意圖。

圖6為本發明第一實施例的曲面強化玻璃的立體示意圖。

圖7為本發明第一實施例的曲面強化玻璃的剖面側視示意圖。

圖8為本發明第二實施例的平面玻璃基材的剖面側視示意圖。

圖9為圖8的平面玻璃基材以本發明的製備方法所得到的取面強化玻璃的剖面側視示意圖。

圖10為本發明第二實施例的平面玻璃基材的另一態樣剖面側視示意圖。

圖11為圖10的平面玻璃基材以本發明的製備方法所得到的取面強化玻璃的剖面側視示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“曲面強化玻璃及其製備方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

[第一實施例]

參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種曲面強化玻璃的製備方法。如圖2及圖3所示，首先執行步驟S100，提供一平面玻璃基材1，所述平面玻璃基材1包括一緩衝層2。所述平面玻璃基材1為可進行離子強化用玻璃所構成，所述平面玻璃基材1的材料為通用的玻璃原料如二氧化矽、氧化鋁、碳酸鉀、碳酸鈣、鹼性碳酸鎂或碳酸鈉等所調製而成，於本實施例中，所述平面玻璃基材1為含有鈉離子的強化用玻璃，而所述緩衝層2為一鍍膜層或一塗料層，所述緩衝層2的材料可為與玻璃附著性佳的無機化合物或有機化合物。舉例而言，緩衝層2的材料較佳為選自由二氧化矽、氮化矽、氧化銦錫、氧化鈦、氧化鈮以及其組合組成的群組。此外，於本實施例中，所述平面玻璃基材1設有至少一緩衝區域11及另一緩衝區域11，兩所述緩衝區域11分別位於所述平面玻璃基材1的兩相對應長邊的表面上；其中所述緩衝層2形成於各所述緩衝區域11上。舉例來說，所述緩衝層2的厚度範圍為1奈米至100微米，可依據欲得到最終產物的曲率半徑大小而調整。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。

舉例而言，所述平面玻璃基材1可以設有多個緩衝區域11，每一個緩衝區域11分別位於所述平面玻璃基材1的表面預定會產生彎折的位置上。

所述平面玻璃基材1可先進行預熱處理，加熱至適當溫度，然後，如圖4所示執行步驟S200，將所述平面玻璃基材1進行化學強化處理。

於本實施例中，是將平面玻璃基材1浸置於特定溫度為350℃至480℃(較佳為410℃)的化學強化熔融鹽6中5分鐘至600分鐘(較佳約為90分鐘至410分鐘)。於本實施例中，化學強化熔融鹽6是硝酸鉀熔融鹽，使硝酸鉀熔融鹽中的鉀離子與所述平面玻璃基材1中的鈉離子進行離子交換，進而在所述平面玻璃基材1之表面上形成壓縮應力層。由於所述平面玻璃基材1在緩衝區域11的位置被緩衝層2所覆蓋而造成離子交換深度較淺，在緩衝區域11所形成的壓縮應力層較其他表面薄，進而受力而彎折。其中，所述離子交換深度是介於5微米至150微米之間並包含5微米及150微米。請參閱圖4及圖5所示，經化學強化處理後，所述平面基材1(如圖4所示)會成為一曲面強化玻璃3(如圖5所示)，其包含至少一彎折部31，於本實施例中，還進一步包括另外一彎折部31，且相對形成於所述曲面強化玻璃3的兩相對長邊；而所述緩衝層2於所述彎折部31的表面上，如圖6及圖7所示。經化學強化處理後的所述曲面強化玻璃3會進一步經過沖洗及緩冷之步驟處理。

另外，值得一提的是，平面玻璃基材可以為含有鋰離子的強化用玻璃，化學強化熔融鹽可以為硝酸鉀熔融鹽或硝酸鈉熔融鹽，使硝酸鉀熔融鹽中的鉀離子或硝酸鈉熔融鹽中的鈉離子與平面玻璃基材中的鋰離子進行離子交換，進而在平面玻璃基材之表面上形成壓縮應力層。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。

於本發明中，所述緩衝層2的厚度會影響離子交換率，進而影響最後所形成的曲面強化玻璃3的彎折部31之曲率半徑。換言之，緩衝層2越厚，所述彎折部31的曲率半徑越小；緩衝層2越薄，彎折部31的曲率半徑越大。

[第二實施例]

本發明第二實施例相似於本發明第一實施例，其差別在於第二實施例的所述平面玻璃基材1更包括一光學膜層4，所述光學膜4形成於所述平面玻璃基材1的至少一表面上。因此，舉例而言，第二實施例的平面玻璃基材1之其中一態樣如圖8所示，即所述光學膜4是形成於所述平面玻璃1及所述緩衝層2之間，其所得的到的所述曲面強化玻璃3如圖9所示；另一態樣如圖10所示，所述光學膜4是形成於平面玻璃1相對於所述緩衝層2之表面上，其所得的到的所述曲面強化玻璃3如圖11所示。

詳細而言，在本發明的製備方法中，當化學強化溫度介於350℃至480℃之間，化學強化處理時間介於90分鐘至410分鐘，緩衝層厚度介於9奈米至70奈米的條件下，可以得到曲率半徑介於300釐米至8000釐米的曲面強化玻璃。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的曲面強化玻璃及其製備方法，能通過“緩衝層的遮擋使得所述平面玻璃基材表面離子交換深度不同”的技術方案，以達到讓所述平面玻璃基材在所述緩衝層的位置形成彎折部並同時讓所述平面玻璃基材成為所述曲面強化玻璃，可簡化現有技術之製程步驟得到曲面強化玻璃。本發明的製備方法不僅簡化製程步驟，更降低製作成本及產品不良率；此外，本發明的製備方法不同於現有技術需要成型模具製作，因此不受限於玻璃的尺寸大小，使得在應用上更為廣泛。以本發明的製備方法所得到的曲面強化玻璃亦可應用於作為電子裝置之玻璃面板或可攜式電子裝置之玻璃保護膜或背殼。

更進一步來說，本發明能利用緩衝層的厚度及化學強化處理時間的長度進一步調整得到理想曲率半徑的曲面強化玻璃。

此外，以本發明的製備方法所得到的曲面強化玻璃可視需求而進一步以化學處理除去緩衝層或進一步形成金屬鍍層。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

指定代表圖為流程圖，故無符號簡單說明。

Claims

一種曲面強化玻璃的製備方法，其包括：提供一平面玻璃基材，其包括一緩衝層；以及將所述平面玻璃基材進行化學強化處理，所述平面玻璃基材通過化學強化處理而進行離子交換，以得到一曲面強化玻璃；其中，所述平面玻璃基材於化學強化處理中，通過所述緩衝層的遮擋，使得所述平面玻璃基材表面的離子交換深度不同，以讓所述平面玻璃基材在所述緩衝層的位置形成一彎折部。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述平面玻璃基材包括一光學膜層，所述光學膜層形成於所述平面玻璃基材表面上，所述緩衝層形成於所述平面玻璃基材的表面。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述平面玻璃基材包括至少一緩衝區域，至少一所述緩衝區域位於所述平面玻璃基材靠近長邊的表面，所述緩衝層形成於至少一所述緩衝區域上，以使得所述平面玻璃基材中被至少一所述緩衝層所遮擋的表面與未被至少一所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。
如請求項3所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述平面玻璃基材包括另外一緩衝區域，兩個所述緩衝區域分別位於所述平面玻璃基材的兩相對應長邊的表面上，所述緩衝層形成於兩個所述緩衝區上，以使得所述平面玻璃基材中被兩個所述緩衝層所遮擋的表面與未被兩個所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述平面玻璃基材包括多個緩衝區域，每一個所述緩衝區域分別位於所述平面玻璃基材的兩相對應長邊的表面上，所述緩衝層形成每一個所述緩衝區域上，以使得所述平面玻璃基材中被每一個所述緩衝層所遮擋的表面與未被每一個所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述緩衝層的材料為無機化合物或有機化合物。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述緩衝層的材料選自於由二氧化矽、氮化矽、氧化銦錫、氧化鈦、氧化鈮以及其組合所組成的群組。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述緩衝層為一鍍膜層或一塗料層。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述緩衝層的厚度範圍為1奈米至100微米。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，在將所述平面玻璃基材進行化學強化處理的步驟中，所述平面玻璃基材是浸置於一化學強化熔融鹽中進行化學強化處理。
如請求項10所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述化學強化熔融鹽為硝酸鉀熔融鹽或硝酸鈉熔融鹽。
如請求項1所述的曲面強化玻璃的製備方法，其中，所述離子交換深度是介於5微米至150微米之間並包含5微米及150微米。
一種曲面強化玻璃，其包括至少一彎折部以及至少一緩衝層，所述緩衝層形成於所述彎折部的表面上，所述曲面強化玻璃中被至少一所述緩衝層所遮擋的表面與未被至少一所述緩衝層所遮擋的其餘表面的離子交換深度不同。
如請求項13所述的曲面強化玻璃，還進一步包括：另外一彎折部，兩個所述彎折部相對形成於所述曲面強化玻璃的兩相對長邊。
如請求項13所述的曲面強化玻璃，其中，所述離子交換深度是介於5微米至150微米之間並包含5微米及150微米。