TWI490112B - 基板的熱成形設備及熱形成方法 - Google Patents

Description

基板的熱成形設備及熱形成方法

本發明是有關於一種基板的熱成形設備及熱成形方法，且特別是有關於一種提供熱遮罩之熱成形設備及熱成形方法。

傳統熱成形基板係在加熱下對基板施加外力以塑形基板而製成。然而，由於基板形變的因素，使塑形後之基板厚度差異大，導致塑形後之基板的品質下降且良率降低。

本發明係有關於一種基板的熱成形設備及熱成形方法，可改善基板厚度變異度大的問題。

根據本發明之一實施例，提出一種基板的熱成形設備。基板的熱成形設備包括一固定器、一加熱器、一熱遮罩及一模具。固定器用以固定一基板。熱遮罩，設於該加熱器與該基板之間，該熱遮罩包括一熱阻隔部，該熱阻隔部減少該加熱器之熱量通過該熱阻隔部到達該基板的比例。模具塑形基板。

根據本發明之另一實施例，提出一種基板的熱成形方法。熱成形方法包括以下步驟。一基板於一固定器中，以讓該固定器固定該基板；設置一熱遮罩於一加熱器與基板之間，其中熱遮罩包括一熱阻隔部，熱阻隔部用以減少加 熱器之熱量通過熱阻隔部到達基板的比例；加熱器透過熱遮罩加熱基板；以及，一模具塑形基板。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例之基板的熱成形設備的剖視圖。熱成形設備100包括固定器110、加熱器120、熱遮罩130、殼體140、模具150及驅動元件160。

固定器110固定基板S的邊緣，以固定基板S，避免後續熱成形時基板S與固定器110脫離。固定器110具有環狀凹陷部121，以承載熱遮罩130。本例中，熱遮罩130單純放置於環狀凹陷部121內，然亦可透過組合、卡合或螺絲等暫時性結合方式固設於環狀凹陷部121內。本例中，固定器110為機械式夾頭，然亦可為其它挾持方式的夾頭。

加熱器120用以加熱基板S，以增加基板S的可塑性，使基板S容易塑形。

熱遮罩130設於加熱器120與基板S之間，使加熱器120透過熱遮罩130加熱基板S。本例中，熱遮罩130與基板S隔離，例如，熱遮罩130與基板S相距約15毫米至25毫米的距離。當此距離越遠，則基板S上的溫度分布與熱遮罩130上熱阻隔部131的溫度分布之間的差異越大；反之則差異越小。另一例中，熱遮罩130可與基板S直接 或間接接觸。熱遮罩130具有熱阻隔部131，其可減少加熱器120通過熱阻隔部131的熱量，使基板S的厚度均勻化。基板S定義至少一轉折部S1，此轉折部S1於基板S熱成形製程後形成轉折輪廓。由於本實施例熱遮罩130的設計，使通過熱遮罩130往基板S的熱量不均勻地分布於基板S上。詳細而言，由於熱遮罩130之熱阻隔部131的區域對應基板S之轉折部S1，使到達基板S之轉折部S1的熱量相對較少(相較於到達轉折部S1以外部分的熱量而言)，而減少基板S之轉折部S1的可塑性。當基板S之轉折部S1的可塑性降低，轉折部S1的厚度縮減量降低，使轉折部S1之厚度與轉折部S1之外部分的厚度差異縮小，進而使基板S的整體厚度均勻化。

熱阻隔部131的區域不限於只對應到基板S之轉折部S1。另一例中，基板S定義轉折部S1與非轉折部(例如是轉折部S1以外的部分)，熱阻隔部131的區域可同時對應基板S之轉折部S1與非轉折部。

請參照第2圖，其繪示第1圖之熱遮罩的俯視圖。熱遮罩130包括熱通過部132。本例中，熱通過部132為網狀結構，熱阻隔部131形成於熱通過部132之相對二面中至少一面上。熱阻隔部131可以是熱輻射(如紅外線)吸收材料或熱輻射反射材料，其中熱輻射吸收材料例如是有機材料、金屬及/或高分子材料，其中金屬例如是銀膠及/或二氧化鈦，而高分子材料例如是聚亞醯胺(Polyimide,PI)；而熱輻射反射材料例如顏料、填充料及/或長螺距膽固醇液晶，其中填充料例如是陶瓷微球。熱阻隔部131可 採用例如是塗佈方法或貼附方法形成於熱通過部132上。

相對於熱通過部132，熱量通過熱阻隔部131的比例較少，使熱量透過熱遮罩130於基板S上造成不均勻的熱分布。一例中，當網目密度愈小(開口率愈大)時，熱成形製程所需時間愈短，但熱阻隔部131不容易形成於熱通過部132上；反之，當網目密度愈大(開口率愈小)時，熱成形製程所需時間愈長，但熱阻隔部131比較容易形成於熱通過部132上。一例中，熱通過部132的網目密度約介於20至40(網目數/英吋)之間，使熱成形製程所需時間係可接受，且熱阻隔部131可形成於熱通過部132上。就網目密度為20的熱通過部132規格來說，其網線徑約為0.25毫米，而開孔率約為65%；就網目密度為40的熱通過部132規格來說，其網線徑約為0.2毫米，而開孔率約為47%。

另一實施例中，熱通過部132可以是網狀結構以外的結構，此將於第5圖說明。

熱遮罩130更包括邊框133，其連接熱通過部132，邊框133可強化整個熱遮罩130的結構強度。

請參照第3圖，其繪示本實施例之預吹氣製程的示意圖。殼體140具有吹氣通道141，其連接氣壓源145。氣壓源145之氣體通過吹氣通道141進入殼體140內，以對基板S進行預吹氣製程，使基板S預成形。預吹氣製程可縮小基板S之轉折部以外部位的厚度差異度。此外，在對基板S進行預吹氣製程之前，可移除熱遮罩130，以騰出讓基板S受吹氣而膨脹的空間。

請參照第4圖，其繪示本實施例之基板成形製程的示意圖。模具150設於殼體140內且設於驅動元件160上，且具有至少一貫孔151。驅動元件160包括承座161及推桿162。推桿162可推動模具150往基板S方向D1行進，直到模具150接近或接觸基板S。承座161具有空腔1611，而推桿162具有吸氣道1621，其中模具150之貫孔151及承座161之吸氣道1621連通空腔1611，且吸氣道1621連接於抽氣裝置165。當模具150接近或接觸基板S，使抽氣裝置165透過吸氣道1621、空腔1611及貫孔151抽出殼體140內之氣體，基板S受到真空吸力作用而順應模具150的立體輪廓形變，而形成對應於模具150輪廓的外形，如第4圖所示。此外，在以模具150塑形基板S之前，可移除熱遮罩130，以騰出讓模具150通過的空間。

由於上述熱遮罩130之熱阻隔部131的區域對應基板S之轉折部S1，使通過熱遮罩130到達基板S之轉折部S1的熱量相對較少，在此設計下，可減少塑形後基板S之轉折部S1之厚度與周圍厚度的差異，進而使基板S的整體厚度均勻化。

依據實驗數據，由於熱遮罩130的設計，使基板S的膜厚變異度降低44%至50%，其中膜厚變異度定義如下式(1)。

此外，塑形後之基板S可作為立體(3D)廣告面板及 /或顯示面板。

請參照第5A及5B圖，第5A圖繪示本發明另一實施例之熱遮罩的俯視圖，而第5B圖繪示第5A圖中沿方向5B-5B’的剖視圖。熱遮罩230包括熱阻隔部231及熱通過部232，其中熱阻隔部231的厚度T1比熱通過部232的厚度T2還厚，厚度T1的區域對應基板S之轉折部S1，而厚度T2的區域對應基板S之轉折部S1其它的區域。本例中，熱阻隔部231往熱通過部232的相對二面突出，然另一例中，熱阻隔部231亦可僅往熱通過部232的單面突出。此外，熱阻隔部221與熱通過部232例如是一體成形結構，其可採用機械加工或板金工法成形。熱阻隔部221與熱通過部232的材料相同，然亦可相異。熱阻隔部221及熱通過部232的材料可以是金屬或其它可讓熱量通過的材料。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。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‧‧‧熱成形設備

110‧‧‧固定器

120‧‧‧加熱器

121‧‧‧環狀凹陷部

130‧‧‧熱遮罩

131‧‧‧熱阻隔部

132‧‧‧熱通過部

133‧‧‧邊框

140‧‧‧殼體

141‧‧‧吹氣通道

145‧‧‧氣壓源

150‧‧‧模具

151‧‧‧貫孔

160‧‧‧驅動元件

162‧‧‧推桿

161‧‧‧承座

1611‧‧‧空腔

1621‧‧‧吸氣道

165‧‧‧抽氣裝置

D1‧‧‧方向

S‧‧‧基板

S1‧‧‧轉折部

T1、T2‧‧‧厚度

第1圖繪示依照本發明一實施例之基板的熱成形設備的剖視圖。

第2圖繪示第1圖之熱遮罩的俯視圖。

第3圖繪示本實施例之預吹氣製程的示意圖。

第4圖繪示本實施例之基板成形製程的示意圖。

第5A圖繪示本發明另一實施例之熱遮罩的俯視圖。

第5B圖繪示第5A圖中沿方向5B-5B’的剖視圖。

100‧‧‧熱成形設備

110‧‧‧固定器

120‧‧‧加熱器

121‧‧‧環狀凹陷部

130‧‧‧熱遮罩

131‧‧‧熱阻隔部

140‧‧‧殼體

141‧‧‧吹氣通道

145‧‧‧氣壓源

150‧‧‧模具

160‧‧‧驅動元件

162‧‧‧推桿

161‧‧‧承座

1611‧‧‧空腔

1621‧‧‧吸氣道

165‧‧‧抽氣裝置

S‧‧‧基板

S1‧‧‧轉折部

Claims (10)

1. 一種基板的熱成形設備，包括：一固定器，用以固定一基板；一加熱器；一熱遮罩，設於該加熱器與該基板之間，該熱遮罩包括一熱阻隔部，其中該熱阻隔部係減少該加熱器之熱量通過該熱阻隔部到達該基板的比例；以及一模具，塑形該基板；其中，該基板定義一轉折部，該熱阻隔部的區域對應該基板之該轉折部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱成形設備，更包括：一殼體，具有一吹氣通道，該吹氣通道連接一氣壓源，該氣壓源之氣體通過該吹氣通道進入該殼體內，以對該基板進行一預吹氣製程。
3. 如申請專利範圍第2項所述之熱成形設備，更包括一驅動元件，其中，該模具位於該殼體內且設於該驅動元件上，且該驅動元件用以帶動該模具往該基板的方向行進。
4. 如申請專利範圍第3項所述之熱成形設備，其中該驅動元件具有一吸氣通道，該吸氣通道連接一抽氣裝置，該抽氣裝置透過該吸氣通道抽出該殼體內之氣體，以塑形該基板。
5. 如申請專利範圍第3項所述之熱成形設備，其中該驅動元件包括一推桿，該推桿推動該模具往該基板的方向行進。
6. 如申請專利範圍第1項所述之熱成形設備，其中該熱阻隔部係一銀膠，而該熱遮罩包括一熱通過部，該銀膠形成於該熱通過部上。
7. 如申請專利範圍第5項所述之熱成形設備，其中該熱通過部係網狀結構，該熱通過部的網目密度介於20至40之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之熱成形設備，其中該熱遮罩包括一熱通過部，該熱阻隔部的厚度大於該熱通過部的厚度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之熱成形設備，其中該基板定義一非轉折部，該熱阻隔部的區域同時對應該基板之該轉折部與該非轉折部。
10. 一種基板的熱成形方法，包括：設置一基板於一固定器中，並讓該固定器固定該基 板；設置一熱遮罩於一加熱器與該基板之間，其中該熱遮罩包括一熱阻隔部，其中該熱阻隔部係減少該加熱器之熱量通過該熱阻隔部到達該基板的比例，其中該基板定義一轉折部，該熱阻隔部的區域對應該基板之該轉折部；該加熱器透過該熱遮罩加熱該基板；以及一模具塑形該基板。