TWI624436B - Manufacturing method of glass plate with curved shape, glass plate with curved shape and manufacturing device of glass plate with curved shape - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能以簡易之步驟且較高之表面精度製造具曲面形狀之玻璃板之方法、由該方法製造而成之具曲面形狀之玻璃板及具曲面形狀之玻璃板之製造裝置。

本發明之特徵在於：其係製造具曲面形狀之玻璃板(1)之方法，且包括如下步驟：準備玻璃原板(10)；使玻璃原板(10)彈性變形；及對處於經彈性變形之狀態之玻璃原板(10)進行加熱，使其塑性變形而賦予曲面形狀。

Description

具曲面形狀之玻璃板之製造方法、具曲面形狀之玻璃板及具曲面形狀之玻璃板之製造裝置

本發明係關於一種具曲面形狀、尤其為柱面之玻璃板之製造方法、以及由該製造方法獲得之具曲面形狀之玻璃板及具曲面形狀之玻璃板之製造裝置。

近年來，行動電話、智慧型手機、筆記型個人電腦、平板個人電腦等具備顯示器之行動機器逐漸被廣泛應用。又，汽車導航系統等車載用機器中亦使用有顯示器。

用於上述行動機器或車載用機器之顯示器多數情況下使用覆蓋玻璃。作為此種覆蓋玻璃，通常使用平板狀之玻璃板。然而，就操作性或美觀性等觀點而言，有期望使用具曲面形狀之玻璃板作為覆蓋玻璃之情形。

先前，具曲面形狀之玻璃板如專利文獻1所記載般以如下方式製造，即，將平板狀之玻璃板載置於具彎曲形狀之成形模具上，將玻璃板加熱至軟化點以上之溫度使玻璃板軟化，因玻璃板之自重而使玻璃板按照成形模具之形狀變形。

於專利文獻2中揭示有如下方法，即，於已升溫至軟化點之玻璃板之一面形成塗膜，利用已形成之塗膜之熱縮力，將玻璃板彎曲成形為所需之彎曲形狀。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特公昭35-16443號公報

[專利文獻2]日本專利特開平9-100130號公報

專利文獻1所記載之先前之方法係將成形模具之表面形狀轉印於玻璃板，因此玻璃板之表面精度降低。因此，於用作顯示器等之覆蓋玻璃之情形時，有必須研磨玻璃板之表面之問題。又，專利文獻2所記載之先前之方法中必需形成塗膜之步驟，而有製造步驟變得繁雜之問題。又，有無法製造無塗膜之玻璃板之問題。

本發明之目的在於提供一種能以簡易之步驟且較高之表面精度製造具曲面形狀之玻璃板之方法、由該方法製造而成之具曲面形狀之玻璃板及具曲面形狀之玻璃板之製造裝置。

本發明之特徵在於：其係製造具曲面形狀之玻璃板之方法，且包括如下步驟：準備玻璃原板；使玻璃原板彈性變形；及加熱處於經彈性變形之狀態之玻璃原板，使其塑性變形而賦予曲面形狀。

較佳為，玻璃原板之加熱溫度為構成玻璃原板之玻璃之應變點以上且玻璃之軟化點以下。

於本發明之較佳之實施形態中，較佳為保持玻璃原板之兩端部，使兩端部間之距離變窄，而使玻璃原板彈性變形。

又，曲面形狀較佳為柱面。

又，於本發明中，較佳為，以不使玻璃原板與模具接觸的方式塑性變形。

由本發明之方法製造之具曲面形狀之玻璃板為例如用於顯示器用覆蓋玻璃之玻璃板、或用於行動機器用背面覆蓋玻璃之玻璃板。

本發明之具曲面形狀之玻璃板係由上述本發明之方法製造而成之玻璃板。

本發明之具曲面形狀之玻璃板之製造裝置包括：彈性變形機構，其使玻璃原板彈性變形；及加熱機構，其加熱處於經彈性變形之狀態之上述玻璃原板，使其塑性變形而賦予曲面形狀。

又，較佳為，彈性變形機構包括保持部，該保持部保持玻璃原板之兩端部，使兩端部間之距離變窄，而使玻璃原板彈性變形。

又，較佳為包括冷卻機構，該冷卻機構冷卻經塑性變形之玻璃原板。

根據本發明，能夠以簡易之步驟且較高之表面精度製造具曲面形狀之玻璃板。

1‧‧‧具曲面形狀之玻璃板

10‧‧‧玻璃原板

10a‧‧‧表面

11‧‧‧一端部

12‧‧‧另一端部

20‧‧‧夾具

21‧‧‧載置台

22、23‧‧‧保持部

24、25‧‧‧螺釘部

26、27‧‧‧固定部

28、29‧‧‧冷卻劑導入用管

30‧‧‧電爐

31‧‧‧加熱器

32、33‧‧‧保持具

34、35‧‧‧保持槽

36、37‧‧‧冷卻劑導入用管

40‧‧‧模具

41‧‧‧凹部

42‧‧‧冷卻劑導入用管

A‧‧‧箭頭

B‧‧‧箭頭

C‧‧‧箭頭

圖1係表示本發明之具曲面形狀之玻璃板之一例的立體圖。

圖2係表示於本發明之第1實施形態中使玻璃原板彈性變形前之狀態之前視圖。

圖3係表示於本發明之第1實施形態中用以保持玻璃原板並使其彈性變形之夾具之立體圖。

圖4係表示於本發明之第1實施形態中已使玻璃原板彈性變形之狀態之前視圖。

圖5係表示於本發明之第1實施形態中將處於經彈性變形之狀態之玻璃原板配置於電爐內進行加熱時之狀態的模式性剖面圖。

圖6係表示於本發明之第2實施形態中已使玻璃原板彈性變形之狀態之前視圖。

圖7係表示於本發明之第2實施形態中使藉由在經彈性變形之狀態下進行加熱而塑性變形之玻璃原板接觸於模具之凹部之表面進行冷 卻時之狀態的前視圖。

以下，對本發明之較佳之實施形態進行說明。但是，以下之實施形態僅為例示，本發明並不限定於以下之實施形態。又，有於各圖式中，具有實質相同功能之構件參照相同符號之情形。

圖1係表示本發明之具曲面形狀之玻璃板之一例的立體圖。圖1所示之具曲面形狀之玻璃板1具有僅於一方向具有曲率之曲面即所謂之柱面(cylindrical surface)，尤其具有一方向之剖面為單一之曲率半徑之圓柱面。本發明之製造方法可應用於製造如圖1所示之具有柱面之玻璃板1。然而，本發明並不限定於製造此種玻璃板，除此以外，亦可應用於製造具有橢圓柱面、雙曲線柱面、抛物線柱面等之玻璃板、或對一部分賦予有柱面之玻璃板、或賦予有複數個柱面之玻璃板之情形。

圖2係表示於本發明之第1實施形態中使玻璃原板彈性變形前之狀態之前視圖。

如圖2所示，首先，準備平板狀之玻璃原板10，將該玻璃原板10載置於夾具20之載置台21上。玻璃原板10載置於保持部22與保持部23之間。夾具20以如下方式構成。

圖3係表示夾具20之立體圖。於載置台21上設置有用以保持玻璃原板10之一端部11之保持部22、及用以保持另一端部12之保持部23。保持部22經由2個螺釘部24而安裝於固定部26。同樣地，保持部23經由2個螺釘部25而安裝於固定部27。固定部26及27被固定於載置台21。藉由使螺釘部24向特定方向旋轉而使保持部22靠近或遠離對向之保持部23，以此方式可使保持部22於載置台21上移動。同樣地，亦藉由使螺釘部25向特定方向旋轉而使保持部23靠近或遠離對向之保持部22，以此方式可使保持部23於載置台21上移動。

玻璃原板10所接觸之載置台21之表面、以及保持部22及23之表面由玻璃布、陶瓷布、碳素纖維布等可於厚度方向上彈性變形之布被覆。於保持部22及23之內部分別插通有冷卻劑導入用管28及29。藉由在冷卻劑導入用管28及29內流動冷卻劑，可冷卻保持部22及23之表面。作為冷卻劑，較佳為使用空氣等氣體。

接著，如圖2所示，於以上述方式構成之夾具20之載置台21上載置玻璃原板10。將玻璃原板10配置於保持部22與保持部23之間，由保持部22保持玻璃原板10之一端部11，並且由保持部23保持玻璃板10之另一端部12。於此狀態下，使螺釘部24旋轉而使保持部22向箭頭A方向移動至所需位置，且使螺釘部25旋轉而使保持部23向箭頭B方向移動至所需位置，從而如圖4所示，使玻璃原板10彈性變形，於玻璃原板10形成與玻璃板1相同或與玻璃板1近似之柱面。更具體而言，夾持玻璃原板10之兩端面11及12，對玻璃原板10之兩端面11及12，朝向與彈性變形前之玻璃原板10之主面大致平行之方向施加外力，而使玻璃原板10彈性變形。再者，於該步驟中，可不進行加熱，但於進行加熱之情形時，較佳為將溫度抑制為不超過玻璃原板10之應變點。

玻璃原板10之厚度只要為能使玻璃原板10彈性變形之厚度即可，例如較佳為0.2~2mm之範圍內，進而較佳為0.3~1.8mm之範圍內。又，玻璃原板10並不限定為平板狀，例如亦可為具有曲面之玻璃板。接著，如上所述，於已使玻璃原板10彈性變形之狀態下加熱玻璃原板10，使其塑性變形。

圖5係表示將經彈性變形之玻璃原板配置於電爐內進行加熱時之狀態之模式性剖面圖。如圖5所示，將經彈性變形之玻璃原板10配置於電爐30內。於電爐30內預先設置加熱器31，藉由加熱器31可將電爐30內加熱至特定溫度。加熱玻璃原板10之溫度較佳為玻璃原板10開始產生塑性變形之溫度以上且未達因自重而開始產生軟化變形之溫度， 具體而言，為構成玻璃原板10之玻璃之應變點以上且軟化點以下。進而較佳為玻璃之轉移點以上且軟化點以下。加熱時間並無特別限定，只要為可使玻璃原板10之彈性變形轉變為塑性變形之時間即可。例如，通常為10分鐘~5小時之範圍內。

以上述方式進行加熱之後，冷卻玻璃原板10。藉由該加熱，經冷卻之玻璃原板10成為即便去掉所施加之外力亦維持為因彈性變形而形成之曲面形狀之狀態、即產生塑性變形而賦予有曲面形狀之(形成有柱面之)玻璃板1。

於本發明中，藉由對經彈性變形之玻璃原板進行加熱使其塑性變形而製造具曲面形狀之玻璃板。因此，能以簡易之步驟製造具曲面形狀之玻璃板。又，由於未如先前般使用成形模具，因此不存在將成形模具之表面形狀轉印於玻璃原板之表面之情形。於本實施形態中，加熱時使玻璃原板在其表面不接觸於成形模具之情況下塑性變形。因此，能以較高之表面精度製造具曲面形狀之玻璃板。

於本發明中，當使已加熱之玻璃原板10冷卻時，亦可使玻璃板接觸於模具進行冷卻。以下，將此種實施形態作為第2實施形態進行說明。

圖6係表示於本發明之第2實施形態中已使玻璃原板10彈性變形之狀態之前視圖。玻璃原板10之一端部11被保持具32保持，另一端部12被保持具33保持。於保持具32中預先形成保持槽34，將玻璃原板10之一端部11插入至該保持槽34。同樣地，於保持具33中預先形成保持槽35，將玻璃原板10之另一端部12插入至該保持槽35。與第1實施形態之保持部22及23同樣地，於保持具32及33中插通有冷卻劑導入用管36及37。又，與第1實施形態之保持部22及23同樣地，保持具32及33之表面由玻璃布、陶瓷布、碳素纖維布等可於厚度方向上彈性變形之布覆蓋。

於圖6所示之狀態下，藉由使保持具32與保持具33之間的距離靠近，而使玻璃原板10之兩端部11與12之間的距離變窄，對玻璃原板10之兩端部11、12施加外力，而使玻璃原板10彈性變形。於此情形時，亦可不對玻璃原板10施加外力，而使玻璃原板10因其自重而彈性變形。於該狀態下，與第1實施形態同樣地，將玻璃原板10放入電爐30內，對玻璃原板10進行加熱。

圖7係表示於第2實施形態中使藉由在經彈性變形之狀態下進行加熱而塑性變形之玻璃原板10接觸於模具40之凹部41之表面進行冷卻之狀態的前視圖。如圖7所示，使模具40向箭頭C方向移動，而使模具40靠近玻璃原板10。模具40之凹部41之表面接觸於玻璃原板10之凸狀之表面10a，而使玻璃原板10冷卻。模具40之凹部41之表面與保持具32及33之表面同樣地被覆有布。又，於模具40之內部插通有複數個冷卻劑導入用管42。藉由在冷卻劑導入用管42內流動冷卻劑而將模具40冷卻，並且設定為藉由該冷卻使凹部41之表面達到特定溫度。凹部41之表面之溫度設定為經加熱而塑性變形之玻璃原板10以相對較短之時間與其接觸時不會塑性變形之溫度，具體為較玻璃原板10之溫度低之溫度，較佳為較玻璃原板10之溫度低之溫度且為玻璃之應變點以上、玻璃之轉移點-30℃以下。因此，凹部41之表面形狀不易轉印於玻璃原板10之凸狀之表面10a。

於第2實施形態中，當使已加熱之玻璃原板10冷卻時，使玻璃原板10接觸於模具40進行冷卻。因此，可縮短製造步驟所耗費之時間。於第2實施形態中使用具有凹部之模具，但亦可使用具有與玻璃原板10之曲面形狀對應之凸部之模具來冷卻玻璃原板10之與表面10a相反側之表面。

於本發明中，較佳為一面使玻璃原板10以於載置台21上保持為曲面之狀態在連續熱處理爐內移動一面進行加熱。藉此，能夠高效率 地加熱大量之玻璃原板10。

本發明之具曲面形狀之玻璃板例如可用作用於行動電話、智慧型手機、筆記型個人電腦、平板個人電腦等行動機器及汽車導航系統等車載用機器等之顯示器用覆蓋玻璃、或用於行動機器等之背面用覆蓋玻璃。於用作顯示器用覆蓋玻璃之情形時，可將曲面作為顯示器顯示部。

Claims (8)

1. 一種具曲面形狀之玻璃板之製造方法，其係製造具曲面形狀之玻璃板之方法，且包括如下步驟：準備玻璃原板；保持上述玻璃原板之兩端部，使兩端部間之距離變窄，而使上述玻璃原板彈性變形；及對處於經彈性變形之狀態之上述玻璃原板進行加熱，使其塑性變形而賦予上述曲面形狀。
2. 如請求項1之具曲面形狀之玻璃板之製造方法，其中上述玻璃原板之加熱溫度為構成上述玻璃原板之玻璃之應變點以上且上述玻璃之軟化點以下。
3. 如請求項1或2之具曲面形狀之玻璃板之製造方法，其中上述曲面形狀為柱面。
4. 如請求項1或2之具曲面形狀之玻璃板之製造方法，以不使上述玻璃原板與模具接觸的方式塑性變形。
5. 如請求項1或2之具曲面形狀之玻璃板之製造方法，其中具上述曲面形狀之玻璃板係用於顯示器用覆蓋玻璃之玻璃板。
6. 如請求項1或2之具曲面形狀之玻璃板之製造方法，其中具上述曲面形狀之玻璃板係用於行動機器用背面覆蓋玻璃之玻璃板。
7. 一種具曲面形狀之玻璃板之製造裝置，其包括：彈性變形機構，其包括保持部，該保持部保持玻璃原板之兩端部，使上述兩端部間之距離變窄，而使上述玻璃原板彈性變形；及加熱機構，其對處於經彈性變形之狀態之上述玻璃原板進行加熱，使其塑性變形而賦予上述曲面形狀。
8. 如請求項7之具曲面形狀之玻璃板之製造裝置，其包括冷卻機構，該冷卻機構冷卻經塑性變形之玻璃原板。