TWI606983B - 刻劃薄玻璃之方法及裝置，及經刻劃之薄玻璃 - Google Patents

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Description

刻劃薄玻璃之方法及裝置，及經刻劃之薄玻璃
本發明係關於一種沿預定刻劃線刻劃薄玻璃以進行刻劃及斷裂分離之方法及裝置，且亦關於藉由該方法製備得之經刻劃的薄玻璃。此處，薄玻璃實質上係指具有在1.2毫米與3微米間之範圍內之壁厚的平板玻璃，其可經製成為玻璃帶或玻璃膜且可經盤捲。然而，經刻劃之薄玻璃亦應以晶圓形式製成為經預刻劃之板。於沿刻劃線斷裂後，應獲得小的薄玻璃板，其經進一步加工為電氣工程、電子元件、或電池中之組件的一部分。
薄玻璃被使用在許多技術領域中，例如在顯示器中、在光電組件之窗口中、在組件之封裝中、及在電絕緣層中。對於此等應用，需要小的薄玻璃板。然而，薄玻璃主要係以玻璃帶或玻璃膜製得，且近來需要低於350微米之厚度。當欲將此一薄玻璃帶或此一薄玻璃膜加工為較小的薄玻璃板時，會遭遇到處理問題。
薄玻璃之加工者通常不欲傳送小的經切割薄玻璃板來進行進一步加工，而係傳送經製備用來分離成小的薄玻璃板之經捲成捲筒的薄玻璃。然而，在經預刻劃之薄玻璃的情況中，此成為問題。換言之，當薄玻璃在盤捲時經彎曲時，會有沿刻劃線過早斷裂的風險。單一的斷裂即會干擾進一步的加工過程，其將由於斷裂 位置而必需在薄玻璃的展開期間中斷。
本發明之目的係基於以容許可靠地進一步加工經預刻劃之薄玻璃之方式製備經預刻劃之薄玻璃。
為解決沿刻劃線過早斷裂的風險，製備得的刻劃線必需具有預定品質。刻劃線必需具有儘可能均勻的深度，即刻劃工具必需沿預定刻劃線且以儘可能恆定的刻劃接觸壓力準確地引導。在介於1.2毫米與350微米間之厚度範圍內，此由於待設定用來刻劃之相對大的刻劃接觸壓力而係可能的。然而，若欲刻劃超薄玻璃(UTG)且施加至薄玻璃之刻劃接觸壓力必需採用小的值(不大於2牛頓)，則會有刻劃工具暫時滑過待刻劃玻璃之表面(此稱為滯著滑動(stick-slip)現象且已在先前技術切割頭中觀察到)的增加風險。
根據本發明之第一態樣，提供一種用於刻劃薄玻璃之裝置，其藉由大程度地避免摩擦力而容許沿預定刻劃線之刻劃接觸壓力充分準確地維持恆定。為此，使刻劃工具通過包括兩個或更多個彈簧板之平行搖桿壓於薄玻璃上，且藉由CNC機器工具沿預定刻劃線驅動。使用基於平行搖桿自其中性位置之偏轉有利地測定刻劃接觸壓力的測量裝置來以受控方式調整刻劃工具的刻劃接觸壓力。
在本發明之範疇中，切割工具係刻劃工具之同義詞。同樣地，術語切割頭及刻劃頭係同義地使用。玻璃(例如薄玻璃)之切割應理解為刻劃及隨後分離。因此，刻劃係切割過程的一部分。在本發明之範疇中，刻劃玻璃應理解為任何表面區域的弱化，例如經由產生連續或不連續的切口。
為避免在刻劃工具支架中在刻劃頭處之進一步的滯著滑動現象，藉由耳軸將刻劃工具之刻劃元件安裝在刻劃工具外殼中，該耳軸係位在具有於耳軸之軸向中之阻尼支撐組件及具有用來樞轉移動刻劃工具之徑向引導的氣體靜壓軸承中。可將刻劃工具置於待以實質上恆定的力刻劃的薄玻璃上，且可沿預定刻劃線拉動。如預定刻劃線包括曲線，則氣體靜壓軸承提供低摩擦的安裝，而沒有當使用迄今為止一般用來支撐具有先前技術之切割頭之切割工具之耳軸的滾珠軸承時的滯著滑動現象。此外，所提出之刻劃頭相較於先前技術之先前習知的切割頭呈現較小的慣性力矩，且可具有輕量設計。
本發明之第二態樣係關於在刻劃薄玻璃期間的程序控制及加工。當欲保持恆定的預定刻劃深度時，測定自刻劃深度得到的量係有用的。刻劃深度係與拉動刻劃工具時之平行搖桿的偏轉程度相關且可由測得的偏轉計算得。萬一在薄玻璃中發生刻劃阻力的不規則，則可藉由控制迴路使干擾維持較小且可維持在刻劃深度的公差範圍內。再者，刻劃裝置中之控制構件容許驅動不同的刻劃深度，例如以相較於薄玻璃之更中心區域在靠近薄玻璃之周邊邊緣處補償不同的刻劃及斷裂行為。在其之二維縱向或橫向上具不同厚度之薄玻璃亦同。
本發明之第三態樣係關於製造經預刻劃之薄玻璃作為將可有效應用於不同消費者電子器件領域中之新穎的小的薄玻璃板之半成品。此種於刻劃及斷裂分離後獲得的小的薄玻璃板適合作為顯示器裝置、觸控面板、太陽能電池、半導體模組、或LED光源的蓋玻璃。然而，小的薄玻璃板亦可用作電容器、薄膜電池、 可撓性電路板、可撓性OLED、可撓性光伏打模組、或電子紙(e-papers)的一部分。可根據預期應用領域明確地選擇薄玻璃之類型以滿足耐化學劑性、耐熱衝擊性、耐熱性、氣密性、高電絕緣、匹配的膨脹係數、可撓性、高光學品質、及光透射、與高表面品質的相關需求。薄玻璃於薄玻璃之兩面上具有火焰磨光(fire-polished)表面且因此呈現極低粗糙度。
具有如所述之需求分佈之薄玻璃具有在350至650範圍內之努氏(Knoop)硬度HK。就本發明目的而言，在550與650間之努氏硬度範圍為較佳，但努氏硬度亦可呈現高於650之值。在較高努氏硬度之情況中，較低刻劃深度將足以沿刻劃線斷裂，此有利於防止在經盤捲薄玻璃材料之情況中沿刻劃線過早斷裂。實際上，刻劃深度可係薄玻璃之厚度的1/20至4/5，較佳1/20至1/5，具有延伸至形成刻劃深度之薄玻璃材料中的裂紋。
為本文提出之刻劃方法的成效，薄玻璃之玻璃組成亦係重要的。已發現以下類型之玻璃尤其適當：鋁矽酸鋰玻璃、鈉鈣玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、及鋁矽酸鹽玻璃。
1‧‧‧刻劃工具
2‧‧‧刻劃驅動機制
3‧‧‧可驅動進給滑件
4‧‧‧平行搖桿
5‧‧‧測量裝置
6‧‧‧工作台
7‧‧‧實際值/目標值控制器
8‧‧‧精密驅動器
9‧‧‧薄玻璃
10‧‧‧刻劃工具外殼
11‧‧‧氣體靜壓軸承
12‧‧‧氣體靜壓軸承
13‧‧‧刻劃工具支架
14‧‧‧刻劃元件
15‧‧‧耳軸
16‧‧‧活塞
40‧‧‧彈簧板
41‧‧‧夾持組件
42‧‧‧夾持組件
現將參照圖式經由裝置之例示性具體例說明本發明。圖1示意性地顯示穿過CNC機器工具之刻劃頭的縱向截面圖。
CNC機器工具之刻劃頭的主要部分包括刻劃工具1、刻劃驅動機制2、可驅動進給滑件3、平行搖桿4及測量裝置5。刻劃頭連同刻劃工具1可於機器工具之工作台6上沿水平x及y方向移動。可驅動進給滑件3負責在z方向上調整刻劃工具1，且可 包括未顯示的進給驅動器及精密驅動器8。進給驅動器用來將刻劃工具1置於工件(即薄玻璃9)上，較佳未對薄玻璃9施力。精密驅動器8向薄玻璃9提供刻劃工具之刻劃接觸壓力。為以受控方式完成此工作，提供實際值/目標值控制器7。
刻劃工具1包括其中容納有氣體靜壓軸承11及12的刻劃工具外殼10、及刻劃工具支架13、及刻劃元件14。一般而言，不受限於文中說明之實例，軸承可經組態為磁性、氣體靜壓及/或機械軸承，同時必需考慮適當措施來降低摩擦力。刻劃元件可經形成為燒結鑽石切割輪，但硬金屬切割輪及切割鑽石亦有用。刻劃工具支架13包括安裝於徑向軸承12中之耳軸15、及支撐於軸向軸承11上之活塞16。氣體靜壓軸承11、12經透過壓縮空氣管道供應壓縮空氣來通過於壓縮空氣室中產生之氣墊達成所需引導及移動自由度。刻劃元件14以其軸偏離耳軸15之軸地附接至刻劃工具支架13，使得刻劃元件14可如於移動方向中所見沿著跟在耳軸15之軸之後的預定刻劃線於薄玻璃9之上拉動。刻劃工具外殼10係透過平行搖桿4附接至可驅動進給滑件3，以於z方向上追蹤其移動，直至刻劃元件14置於薄玻璃9上為止。平行搖桿4係包括兩個或兩個以上之彈簧板40及夾住彈簧板40之末端之夾持組件41及42的平行四邊形。夾持組件41係固定至刻劃工具外殼10，及夾持組件42係固定至可驅動進給滑件3。
為避免當刻劃元件14於薄玻璃9之表面上拉動時激發刻劃工具1及平行搖桿4之系統的共振振動，可有利地選擇複數個具有用於平行搖桿4之構形之不同陡峭特徵的彈簧板40。若一個彈簧板發生共振振盪，則其會被其他的彈簧板減弱且抑制。
除了彈簧板數目的變化外，平行搖桿之構形亦可改變其厚度、寬度、長度、及材料。適當的材料包括金屬、塑膠、碳、克維拉(Kevlar)、石墨烯等等。
為進行刻劃，將具有刻劃元件14的刻劃工具1儘可能無接觸壓力地置於薄玻璃9之頂部。為此，可藉由提供一對平行止停件，其中第一伴體具有與刻劃元件之下部邊緣之水平平面對齊的止停表面且第二伴體具有與待刻劃之薄玻璃之上表面之水平平面對齊的止停表面，來實施「取代著陸」。隨後，使該對平行止停件停止作用，且在第二步驟中，使薄玻璃9受到刻劃接觸壓力。此係藉由精密驅動器8來達成。當自刻劃工具1之著陸位置起始時，可驅動進給滑件3由精密驅動器8引起在z方向中進行向下移動，且刻劃元件14穿透至薄玻璃9中，彈簧板40偏向直至達到所需之刻劃接觸壓力，而未在力產生系統中涉及任何摩擦力，且因此沒有在薄玻璃上產生刻劃接觸壓力的滯著滑動現象。即使係在薄玻璃、工作台、或機器工具之驅動在x-y方向上之表面形態些微改變的情況中，亦不會發生此情況。即使當利用可變的刻劃接觸壓力進行驅動時，亦將不會影響在調整各別刻劃接觸壓力時的摩擦力。
壓力線性驅動器適合作為精密驅動器8。可使用在其中一個彈簧板40上之應變計作為測量裝置5之感測器，來測定於刻劃工具1著陸於薄玻璃9上之後平行搖桿4在z方向上的偏轉。由於知曉平行搖桿4之彈簧板40的彈性常數，因而可基於平行搖桿4之偏轉測量及顯示垂直刻劃力分量。如所提及，可在沒有摩擦力分量的情況下將垂直刻劃力分量調整至期望值，且可使用實際值/目標值控制器7來維持。
因此，提供用於程序控制的控制迴路，其包括測量裝置5、實際值/目標值控制器7、及進給滑件3之精密驅動器8。實際值/目標值控制器7包括用來輸入及儲存沿預定刻劃線之垂直刻劃力分量之目標值的目標值記憶體，及用來偵測垂直刻劃力分量之實際測量值與儲存目標值間之偏差的比較電路。當產生差值(即所謂的誤差信號)時，在減小誤差信號的方向上驅動進給滑件3之精密驅動器8。藉由此測量，可在任何指定時刻確保所需刻劃力的量值。如目標值記憶體係經調適來儲存變化的目標值，則可將可調整的刻劃力特徵程式化。此有用於製程最佳化。
為使刻劃工具1沿薄玻璃9上之預定刻劃線行進，提供刻劃驅動機制2，向其安裝可驅動進給滑件3以隨同刻劃工具1追蹤刻劃驅動機制2之移動。如遭遇到薄玻璃表面的特定波動，則可藉由控制迴路來補償其對刻劃深度的影響。再者，藉由使用具有軸向氣墊的氣體靜壓軸向軸承11，在z方向上的移動受到阻尼，其減低在薄玻璃表面上發生波動時刻劃力分量的變化速率。此外，藉由使用氣體靜壓徑向軸承12(替代用於安裝耳軸15之滾珠軸承)及藉由使用平行搖桿4(替代用於使切割工具相對於工件偏向的螺桿驅動器)，避免在刻劃工具上的實質慣性質量，其會影響當垂直刻劃力分量經調整時維持其期望量值的準確度。由於目標尤其係要預刻劃厚度低於350微米之超薄玻璃(UTG)，以致其可在儲存條件下保持而不會沿刻劃線發生錯誤的過早斷裂(此就維持適當的刻劃深度而言係相當精細的工作)，因而此尤其係為關鍵。本發明之裝置及方法容許調整極小量值的垂直刻劃力分量，以致可預刻劃甚至極薄的玻璃材料來隨後供給至進一步加工。此尤其係歸因於可以此方 式獲致尤其良好之邊緣強度的事實。
如用於刻劃薄玻璃之裝置係經構造成沒有測量及控制構件且沒有刻劃元件的氣體靜壓安裝，則具有彈性平行搖桿之機器工具之刻劃頭的操作亦係有利的。
根據本發明之刻劃頭之操作容許尤其以2牛頓及更低，在使用切割輪之情況中較佳以低於1.2牛頓，及在使用鑽石尖端之情況中以低於0.5牛頓之極均勻施力刻劃薄玻璃，而不會引起所謂的滯著滑動現象。
藉由根據本發明之刻劃頭，本發明人已成功地利用極為恆定的刻劃力來刻劃薄玻璃。均勻度係在標稱接觸力之±0.05牛頓、較佳±0.03牛頓之範圍內。此提供實質上無裂紋的邊緣品質與相關的高邊緣強度。相對地，利用先前技術之刻劃頭，僅可以不均勻的刻劃力及以尤其經所產生之滯著滑動現象放大之峰值力進行刻劃，其與本發明相比產生具有大量裂紋的邊緣品質，且因此所得邊緣強度低。
在本發明之再一具體例中，刻劃係於受控環境中進行，特定言之係於特定地經一流體相調理的環境中。該流體相較佳包括醇，更佳為絕對醇，最佳為絕對乙醇。其他流體包括去離子水、Lockstedter(45%青草液)及揭示於歐洲專利EP 1 726 635 B1中之液體。在此，刻劃工具係至少部分地及較佳完全地經流體相封閉。
在本申請案之情形中，薄玻璃係指具有<1.2毫米、或<1.0毫米、或<0.8毫米、或<0.6毫米、或<350微米、或<250微米、或<100微米、或<50微米之壁厚的板狀或帶狀或膜狀玻璃，然而，觀察到3微米、或10微米、或15微米的最小厚度。
此種薄玻璃通常係以捲筒形式儲存。然而，若欲將經預刻劃之薄玻璃以盤捲形式儲存而不發生過早斷裂，則將需要特殊措施來避免過早斷裂。盤捲絕不可以會使刻劃受到拉力或甚至出現在捲筒料之外圍上的方式進行。其意謂刻劃開口必須面向捲繞核心。再者，經彎曲形成捲筒料之薄玻璃的側向邊緣不應被弱化，由於經驗顯示即使係在未經預刻劃之薄玻璃中，亦會於此等側向邊緣處開始斷裂。藉由本發明，可使刻劃不延伸至薄玻璃之邊緣。在薄玻璃之中心區域中刻劃即足以達成稍後沿刻劃線的斷裂。
為確定用來預刻劃薄玻璃的正確刻劃深度，程序係實驗性的。刻劃線係以使得在薄玻璃之最終加工中獲得期望的小的薄玻璃板之深度且以對其施加的刻劃接觸壓力產生。然後確定是否可儲存經預刻劃的薄玻璃而不會沿刻劃線過早斷裂(例如以捲筒料形式)。若情況並非如此，則必需就刻劃深度改變刻劃線的幾何形態。因此，必需再確定關於沿刻劃線最終斷裂的需求，以在最終製造小的薄玻璃板時應用。薄玻璃愈脆，則沿刻劃線斷裂將愈容易成功。可將努氏硬度HK視為薄玻璃之脆度的量度。因此，若欲經加工為小的薄玻璃板，則薄玻璃呈現高的努氏硬度值將係有利的。經發現介於材料厚度之1/20與4/5之間，較佳介於1/20與1/5之間之範圍內的刻劃深度成功地促進產生可儲存的經預刻劃之薄玻璃。
以下將提出適用於具有在介於550與650之間及以上之範圍內之努氏硬度HK之薄玻璃，儘可能可取得且特定言之用於待根據本發明方法加工之<350微米之超薄玻璃UTG的玻璃組成。
實施例1：鋁矽酸鋰玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例2：鋁矽酸鋰玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例3：鋁矽酸鋰玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如 Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例4：鈉鈣玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例5：鈉鈣玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例6：鈉鈣玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例7：硼矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例8：硼矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能， 可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例9：硼矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例10：鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例11：鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例12：鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例13：鋁矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例14：鋁矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
實施例15：鋁矽酸鹽玻璃
視情況，可將著色氧化物添加至薄玻璃，其諸如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3。另外，可添加0至2重量%之As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、 及/或CeO2作為精製劑。為賦予薄玻璃磁性、光子或光學功能，可添加0至5重量%之量的稀土氧化物。全體組成物之總量為100重量%。
例示性具體例16：
玻璃之組成由以下組成(以重量%計)例示說明：
例示性具體例17：
玻璃之組成進一步由以下組成(以重量%計)例示說明：
其中，此外，MgO、CaO、及BaO之含量總和具有特徵在於在8至18重量%範圍內。
例示性具體例18：
玻璃之組成進一步由以下組成(以重量%計)例示說明：
例示性具體例19：
此外，一種可能的玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例20：
另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例21：
另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例22：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例23：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
As2O3 0.7
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例24：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例25：
另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例26：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵： α(20-300) 8.3‧10-6/K
例示性具體例27：
另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例28：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
玻璃的其他成分可包括：0至1重量%：P2O5、SrO、BaO；及0至1重量%之精製劑SnO2、CeO2、或As2O3、或其他精製劑。
例示性具體例29：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
例示性具體例30：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例31：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例32：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：SiO2 58.8
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例33：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例34：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
例示性具體例35：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
例示性具體例36：
又另一玻璃由以下組成(以重量%計)例示說明：
藉由此組成，獲得如下的玻璃特徵：
除非已列出，否則所有以上具體例16至36可視情況包括0至1重量%之精製劑，例如SnO2、CeO2、As2O3、Cl-、F-、硫酸鹽。
所列舉實施例之玻璃尤其適用於製造厚度範圍介於350微米與3微米間的超薄可撓性玻璃帶及玻璃膜。較佳玻璃厚度為5微米、10微米、15微米、25微米、30微米、35微米、50微米、55微米、70微米、80微米、100微米、130微米、145微米、160微米、190微米、210微米、及280微米。
此等玻璃帶及玻璃膜係利用作為對薄玻璃之垂直刻劃力分量的經調整刻劃接觸壓力加工，而提供為用來進一步加工成薄玻璃板之經預刻劃的薄玻璃。此首次容許製得努氏硬度HK介於350與650之間且刻劃深度在介於材料厚度之1/20與4/5之間，較佳介於1/20與1/5之間之範圍內之經預刻劃的超薄玻璃。
1‧‧‧刻劃工具
2‧‧‧刻劃驅動機制
3‧‧‧可驅動進給滑件
4‧‧‧平行搖桿
5‧‧‧測量裝置
6‧‧‧工作台
7‧‧‧實際值/目標值控制器
8‧‧‧精密驅動器
9‧‧‧薄玻璃
10‧‧‧刻劃工具外殼
11‧‧‧氣體靜壓軸承
12‧‧‧氣體靜壓軸承
13‧‧‧刻劃工具支架
14‧‧‧刻劃元件
15‧‧‧耳軸
16‧‧‧活塞
40‧‧‧彈簧板
41‧‧‧夾持組件
42‧‧‧夾持組件

Claims (19)

  1. 一種沿預定刻劃線刻劃薄玻璃以進行刻劃及斷裂分離的方法，其包括以下步驟：a)在設有可驅動進給滑件(3)及緊固於其上且安裝於外殼中之刻劃工具(1)及刻劃驅動機制(2)之機器工具之工作台(6)上提供薄玻璃(9)；b)使刻劃工具(1)接近薄玻璃(9)且將刻劃工具(1)垂直置於薄玻璃(9)上；c)使呈平行四面體形式設置的彈簧板(40)偏向以形成平行搖桿(4)，且使彈簧板末端的一端夾於可驅動進給滑件(3)之第一組件處，且另一端夾於刻劃工具(1)之外殼所緊固的第二組件處；其中當平行搖桿(4)藉由進給滑件(3)相對於刻劃工具(1)之軸的平行移動而偏轉時，可調整垂直於薄玻璃的垂直刻劃力分量，其中，該垂直刻劃力分量係藉由在拉動刻劃工具(1)期間平行搖桿(4)的偏轉程度來測量；d)於薄玻璃(9)上沿預定刻劃線以經調整的垂直刻劃力分量拉動刻劃工具(1)。
  2. 如請求項1之方法，其中，該機器工具包括控制迴路，其包含進給滑件(3)之目標值記憶體，從該記憶體取得沿預定刻劃線之垂直刻劃力分量之目標值，並在比較電路中與垂直刻劃力分量的實際測量值作比較，而在偏差的情況中獲得各別控制信號，來驅動進給滑件(3)而補償該偏差。
  3. 如請求項1之方法，其中，該刻劃係藉由施加2牛頓及更低的均勻力來實現。
  4. 如請求項1之方法，其中，該刻劃係利用具有在標稱接觸壓力之±0.05牛頓範圍內之均勻度的恆定刻劃力來實現。
  5. 如請求項1之方法，其中，該刻劃係於受控環境中進行，特定言之係於特定地經一流體相調理的環境中，該流體相包括醇，且其中刻劃工具係至少部分地經該流體相封閉。
  6. 一種沿預定刻劃線刻劃薄玻璃以進行刻劃及斷裂分離的裝置，其包括：機器工具，包括用於容納薄玻璃(9)的工作台(6)；可驅動進給滑件(3)；及包括安裝於緊固至進給滑件(3)之刻劃工具外殼(10)中之刻劃元件(14)的刻劃工具(1)；用於沿預定刻劃線拉動刻劃工具(1)的刻劃驅動機制(2)；及用於測量作為垂直刻劃力分量之刻劃工具(1)在薄玻璃(9)上之刻劃接觸壓力的測量裝置(5)；其中該刻劃工具(1)係透過由兩個或更多個彈簧板(40)組成之平行搖桿(4)而與進給滑件(3)相連，該等彈簧板末端的一端夾於連接至進給滑件(3)之第一組件處，且另一端夾於連接至刻劃工具外殼(10)的第二組件處；及其中該測量裝置(5)係偶合至該平行搖桿(4)，用來測定其自中性位置之偏轉。
  7. 如請求項6之裝置，其中，該刻劃工具(1)之刻劃元件(14)係藉由軸承(11、12)中之耳軸(15)而安裝於刻劃工具外殼(10)中，在耳軸之軸向中具有阻尼支撐組件，且具有用於樞轉移動刻劃工具(1)之刻 劃元件(14)的徑向引導。
  8. 一種經刻劃的薄玻璃，其係由請求項1之方法或請求項6之裝置刻劃，具有如下特徵：材料厚度係在介於350微米與3微米間之範圍內；刻劃深度係材料厚度的1/20至4/5；薄玻璃之努氏(Knoop)硬度HK係在350至650之範圍內。
  9. 如請求項8之薄玻璃，其中，努氏硬度HK係在介於550與650間之範圍內。
  10. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  11. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  12. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  13. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  14. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  15. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  16. 如請來項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  17. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  18. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
  19. 如請求項9之薄玻璃，其具有如下的玻璃組成：
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