TWI457309B - 玻璃強化結構及其製程 - Google Patents

Description

玻璃強化結構及其製程

本發明係有關於玻璃板的強化技術，且特別係有關於一種玻璃強化結構及製程。

玻璃面板已廣泛應用於各種消費電子產品中，相較其它透明材料如塑膠之下，取其化學惰性、耐熱、抗刮、高透明度，但卻因此犧牲消費電子產品極需之耐衝擊性。玻璃較塑膠硬度高而抗刮，但同時因此易碎不耐摔。更甚者，玻璃易於製作過程中產生內應力，如熱處理、切割、研磨等，因而削弱其結構強度。因此如何提升玻璃面板之耐衝擊性為一重要課題。

目前玻璃的加工製程中，其中較能減少或相對產生較少微裂痕(micro-crack)之製程有雷射、濕蝕刻、研磨等方法。雷射藉由控制波長及聚焦透鏡系統，即可有效而準確地以非物理性接觸的方式切割玻璃，以避免切割製程中刀具造成之微裂痕及機械應力。但應用上，易於雷射點上產生微裂痕，雷射點邊緣亦會產生突起，更有熱應力殘留的問題，導致其品質不良。濕蝕刻雖可消除微裂痕但可能導致厚度變薄及不均而出現光學扭曲的現象，並更有可能導致新生微裂痕。研磨製程主要用於表面處理，使其平整。玻璃之薄片，也可以採用研磨加工製作，但即使再細的研磨器具如磨砂紙，研磨過程中仍會使結構新生微裂痕。

玻璃板經過前述之加工製程後，其側壁仍無法避免新生成微裂痕，將降低玻璃板之耐衝擊性，使得玻璃板易產 生龜裂甚至碎裂，成為不良品。因此業界亟須一種可減少應力集中且抑制已存的微裂痕繼續延展之玻璃加工製程。

本發明提供一種玻璃強化結構，其中包括：一玻璃板，其具有位於角落之至少一個圓凹角；以及一彈性聚合物塗層，其包覆於此玻璃板之側壁，並填入前述至少一個圓凹角。

本發明亦提供一種玻璃強化製程，此製程的步驟包括：提供一玻璃板，其中此玻璃板之角落具有至少一圓凹角；以及形成一彈性聚合物塗層包覆此玻璃板之側壁，且填入前述至少一個圓凹角。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明接下來將會提供許多不同的實施例以實施本發明中不同的特徵。各特定實施例中的組成及配置將會在以下作描述以簡化本發明。這些為實施例並非用於限定本發明。此外，一第一元件形成於一第二元件“上方”、“之上”、“下方”或“之下”可包含實施例中的該第一元件與第二元件直接接觸，或也可包含該第一元件與第二元件之間更有其他額外元件使該第一元件與第二元件無直接接觸。各種元件可能以任意不同比例顯示以使圖示清晰簡潔。

請參見第1a圖，本發明實施例中，玻璃強化結構100包括一玻璃板110，其係為多邊形，此多邊形可包括但不 限於圖中所示之矩形，其他如菱形、平行四邊形、四邊形、六邊形、八邊形、及/或其他多邊形。此玻璃板110具有至少一個圓凹角114。本發明之圓凹角114特徵係針對角落之邊角效應所提出之一對應策略。邊角效應係於一般強化玻璃製程中急速冷卻步驟所導致應力集中於角落產生龜裂、破裂的現象。此圓凹角114可分散玻璃板110在形成及使用過程中所生之靜態應力、動態應力、及/或疲勞應力，且可因此增加結構強度。藉此圓凹角114以減少使用時因震動所產生之龜裂、破裂等。應注意的是，第1a圖所示玻璃板110之圓凹角114是形成於所有角落，但於其他實施例中亦可為形成於其中特定角落，例如可包括位於四邊形中對角線兩端之角落、六邊形中平均分佈之三角落、八邊形中平均分佈之四角落及/或其他合適之角落分佈方式。一較佳實施例中，前述至少一個圓凹角114是以模塑成型的方式直接形成於該玻璃板110之角落。透過一體成形的方式可減少多餘的切割及研磨等可能導致更多微裂痕及內應力生成之步驟。在其它實施例中，亦可先形成多邊形的玻璃板後，再進行圓凹角114的切割步驟，此法亦能達到消除角落應力集中之效果。

形成具有圓凹角114的玻璃板110後，提供一彈性聚合物塗層(Elastomer)120，第1b圖為第1a圖強化玻璃結構的部分側壁x放大示意圖，由圖中可知彈性聚合物塗層120具有一厚度d落在0.1mm~0.8 mm之間，並包覆於此玻璃板110之側壁112；第1c圖為第1a圖中玻璃強化結構之一角落y的放大示意圖，由圖中可知，彈性聚合物塗層120 除包覆玻璃板110之外，更填入玻璃板110之圓凹角114結構中。請參見第2a圖及第2b圖，此玻璃板110具有一第一表面(上)110a及一第二表面(下)110b，其中第一表面110a及第二表面110b存在側壁112，並由至少一側壁112連接兩表面，其厚度D落在0.55 mm~1.20 mm之間。在第2a圖的實施例中，前述彈性聚合物塗層120僅包覆玻璃板110的側壁112。在另一實施例中如第2b圖所示，彈性聚合物塗層120a更可延伸覆蓋至玻璃板110之部分第一表面110a。

前述之彈性聚合物塗層120及120a可透過塗佈形成，可包括但不限於刮刀塗佈、噴灑塗佈、浸漬塗佈、注筒塗佈、或前述之組合。此彈性聚合物塗層120/120a之較佳實施例可包括：丁苯橡膠(styrene-butadiene rubber,SBR)、乙丙烯橡膠(Ethylene propylene rubber,EPR)、天然橡膠、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、或前述之組合。亦可使用其他材料以製造本發明所述之塗層，只要其具有彈性、並能貼覆於玻璃板110之側壁112，且可於塗佈過程中，透過毛細現象滲入玻璃板110之側壁112以形成如第1b圖所示之複數個微裂痕130間。本發明除了以圓凹角避免邊角效應外，更藉由彈性聚合物(Elastomer)包覆側壁112以減少甚至消除由微裂痕130作為起點造成之應力集中。彈性聚合物塗層120及120a更可有效吸收使用時外力產生的震動並降低衝擊度。

此外，本發明所述之玻璃強化結構100及製造該等玻璃強化之製程可應用於任何玻璃種類或類似材質如透明玻 璃陶瓷。玻璃可為二氧化矽玻璃、熔融二氧化矽玻璃、矽鈦玻璃、硫系玻璃、鹼石灰玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鹼硼矽酸鹽玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃，或其他已習知之玻璃材質。並且，所述之玻璃板表面可經強化處理，如化學或物理強化。例如可將玻璃浸入熔鹽池中進行離子交換，如前述之部份玻璃種類，離子交換施用之鹽類可包括，但不限為較大型鹼金屬離子之氯化物、硝酸鹽、及/或硫酸鹽。經此強化處理後的玻璃表面層之離子一般可包括，但不限於鋰離子、鈉離子、鉀離子、銣離子、銫離子、銀離子、鈦離子、銅離子，及/或前述之組合。亦如，可以使玻璃板經過如風冷強化此類物理強化，提昇該玻璃板之耐內壓強度。

本發明之玻璃強化結構可應用於各種消費電子產品，特別是手持式電子裝置之內，可包括但不限於通訊裝置；娛樂裝置，如音樂播放器、遊戲機等；攝錄影裝置；及/或資訊終端裝置(IT)，如膝上型電腦等等，作為覆蓋玻璃、顯示螢幕、或觸控螢幕之玻璃。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧玻璃強化結構

110‧‧‧玻璃板

110a‧‧‧第一表面

110b‧‧‧第二表面

112‧‧‧側壁

114‧‧‧圓凹角

120‧‧‧彈性聚合物塗層

120a‧‧‧彈性聚合物塗層

130‧‧‧微裂痕

第1a圖為一實施例之玻璃強化結構立體圖。

第1b圖為一實施例之玻璃強化結構邊緣放大示意圖。

第1c圖為一實施例之玻璃強化結構角落放大示意圖。

第2a圖為一實施例之玻璃強化結構截面圖。

第2b圖為另一實施例之玻璃強化結構截面圖。

100‧‧‧玻璃強化結構

110‧‧‧玻璃板

112‧‧‧側壁

114‧‧‧圓凹角

120‧‧‧彈性聚合物塗層

Claims (15)

1. 一種玻璃強化製程，包括：提供一玻璃板，其中該玻璃板之角落具有至少一圓凹角；以及形成一彈性聚合物塗層包覆該玻璃板之側壁，且填入該至少一個圓凹角。
2. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃強化製程，其中該玻璃板的圓凹角係以模塑成型直接形成於該玻璃板之角落。
3. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃強化製程，其中該玻璃板係多邊形。
4. 如申請專利範圍第3項所述之玻璃強化製程，其中該多邊形包括矩形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃強化製程，其中該玻璃板具有四個圓凹角。
6. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃強化製程，其中該彈性聚合物塗層更延伸覆蓋至該玻璃板之部分上表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃強化製程，其中該彈性聚合物塗層包括：丁苯橡膠、乙丙烯橡膠、天然橡膠、熱塑性聚酯彈性體、或前述之組合。
8. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃強化製程，其中該彈性聚合物塗層係透過塗佈形成。
9. 如申請專利範圍第8項所述之玻璃強化製程，其中該塗佈包括刮刀塗佈、噴灑塗佈、浸漬塗佈、注筒塗佈、或前述之組合。
10. 一種玻璃強化結構，包括：一玻璃板，其具有位於角落之至少一個圓凹角；以及一彈性聚合物塗層，其包覆於該玻璃板之側壁，並填入該至少一個圓凹角。
11. 如申請專利範圍第10項所述之玻璃強化結構，其中該玻璃板係多邊形。
12. 如申請專利範圍第11項所述之玻璃強化結構，其中該多邊形包括矩形。
13. 如申請專利範圍第10項所述之玻璃強化結構，其中該玻璃板具有四個圓凹角。
14. 如申請專利範圍第10項所述之玻璃強化結構，其中該彈性聚合物塗層更延伸覆蓋至該玻璃板之部分上表面。
15. 如申請專利範圍第10項所述之玻璃強化結構，其中該彈性聚合物塗層包括：丁苯橡膠、乙丙烯橡膠、天然橡膠、熱塑性聚酯彈性體、或前述之組合。