TWI640484B - 處理玻璃基板之切割部分的方法 - Google Patents

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Abstract

本文揭示一種處理玻璃基板之切割部分的方法。該方法包括主要邊緣修整製程及次要垂直表面修整製程。主要邊緣修整製程包括：將玻璃基板固定在玻璃基板支撐件上；將加熱構件加熱至高於玻璃基板之Tg溫度的溫度；以及使經加熱之加熱構件接觸到切割部分之相對邊緣，從而使得以所述方式修整每一邊緣，以形成條帶。次要垂直表面修整製程包括：使經加熱之加熱構件接觸到切割部分之殘餘垂直表面，從而使得以所述方式修整切割部分之垂直表面，以形成條帶。主要邊緣修整製程滿足由方程式1表示的主要切口體積，且次要垂直表面修整製程滿足由方程式2表示的殘餘主要切口體積。
[方程式1]玻璃厚度(μm)x0.285<主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.429
[方程式2]玻璃厚度(μm)x0.042<殘餘主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.143

Description

處理玻璃基板之切割部分的方法
本發明係關於一種處理玻璃基板之切割部分的方法。
處理用於平板顯示器或類似物之玻璃基板一般包括：將玻璃基板切割成所需形態；以及研磨及/或拋光切割玻璃基板之邊緣以移除該切割玻璃基板之尖銳部分。
在上述典型處理方法中，因為在處理玻璃基板之邊緣時所產生的顆粒污染玻璃基板之表面，所以需要清潔及乾燥該玻璃基板之操作。據此，生產玻璃基板之成本增加。此外，在處理時收集在帶材與玻璃基板之間的顆粒及碎片會顯著損壞玻璃基板之表面，據此可能需要中斷一系列處理操作來對此進行處理。
為了避免上述問題，在已完成研磨及/或拋光玻璃基板之後，使用氫氟酸、強化劑或類似物來進行強化操作以移除或減少留在玻璃基板上的微裂紋或碎片。然而，此種強 化操作增加用於玻璃基板的處理步驟之數量，因此增加生產成本。
在韓國專利申請案第2012-0002573號中揭示一種藉助於將加熱構件接觸到冷卻玻璃基板及將加熱構件沿玻璃基板之邊緣移動而將玻璃基板之邊緣修整為條帶形態之方法，如圖1所示。此習知方法可根本上防止玻璃粉出現在處理玻璃基板之邊緣時並可因此有效用於此領域。
然而，如圖2所示，在第2012-0002573號之方法中，僅修整玻璃基板之切割部分的邊緣，而不處理切割部分之垂直表面。因此，在切割玻璃基板時所產生的碎片及裂紋留在切割部分之垂直表面上。因此，無法完全解決由碎片或裂紋所產生之問題。玻璃基板會在處理期間因裂紋而受損。即使玻璃基板不在處理期間受損，微裂紋仍逐漸增大，因此增加使玻璃基板受損之可能性。
[先前技術文件]
[專利文件]
韓國專利申請案第2012-0002573號
為了克服使用習知技術所產生問題而作出努力的結果，本發明之發明者發現，在處理玻璃基板之切割部分的邊緣之同時，取決於條帶切口體積，條帶可能在處理期間卡住、可能在已處理表面上形成波形圖案，從而使得已處理表面變得不均勻、或可能在特定區域中出現無數微裂紋。因此，本發明之發明者發現上述問題之解決方案並完成本發明。
因此，本發明已牢記出現在先前技術中的上述問題，且本發明之一目的在於提供一種處理玻璃基板之切割部分的方法，該方法可自切割部分之表面的整體容易地栘除產生於切割玻璃基板時的碎片或裂紋，並因此可低成本提供具有改良耐久性之玻璃基板，且該方法簡化處理切割部分之邊緣的操作並顯著加強玻璃基板之耐久性。
為了實現以上目的，本發明提供一種處理玻璃基板之切割部分的方法，該方法包括主要邊緣修整製程(primary edge trimming process)及次要垂直表面修整製程(secondary vertical surface trimming process)。主要邊緣修整製程包括：將玻璃基板固定在玻璃基板支撐件上；將加熱構件加熱至高於玻璃基板之Tg溫度的溫度；以及使經加熱之加熱構件依序接觸到處於冷卻狀態的玻璃基板之切割部分的相對邊緣，從而使得以所述方式修整該等邊緣中之每一者，以形成條帶。次要垂直表面修整製程包括：在 已完成主要邊緣修整製程之後，使加熱至高於玻璃基板之Tg溫度的溫度之加熱構件依序接觸到處於冷卻狀態的玻璃基板之切割部分的殘餘垂直表面，從而使得以所述方式修整切割部分之垂直表面，以形成條帶。主要邊緣修整製程滿足由以下方程式1表示的主要切口體積，且次要垂直表面修整製程滿足由以下方程式2表示的殘餘主要切口體積。
[方程式1]玻璃厚度(μm)x0.285<主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.429
[方程式2]玻璃厚度(μm)x0.042<殘餘主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.143
主要切口體積係關於自玻璃基板之水平表面與修整表面之間的邊界線至切割部分之殘餘垂直表面的水平距離，該水平表面與該修整表面於已完成主要邊緣修整製程之後形成。殘餘主要切口體積係關於自玻璃基板之水平表面與修整表面之間的邊界線至切割部分之垂直表面的水平距離，該玻璃基板與該修整表面於已完成主要邊緣修整製程 之後形成，且該垂直表面於已完成次要垂直修整製程之後形成。
本發明之以上及其他目的、特徵及優點將自以下結合隨附圖式之詳細描述得以更清晰地理解。
圖1例示一種根據習知技術的用於修整玻璃基板之邊緣的方法。
圖2為例示使用根據習知技術的修整方法所產生問題之視圖。
圖3為顯示波狀表面現象之照片，該波狀表面現象產生於在修整玻璃基板之邊緣時所產生的切口體積相當大時。
圖4為顯示梳齒形狀表面現象之照片，該梳齒形狀表面現象產生於在修整玻璃基板之邊緣時所產生的切口體積處於正常範圍之內時。
圖5為例示根據本發明之處理玻璃基板之切割部分的方法之視圖。
圖6為顯示由根據本發明的示範性實施例1處理的玻璃基板之已處理表面之照片。
圖7為顯示由根據本發明的比較實施例1處理的玻璃基板之已處理表面之照片。
圖8為顯示用於根據本發明之處理方法的處理玻璃基板之切割部分的設備之示範性實施例的視圖。
下文將參考隨附圖式對本發明進行詳細描述。在以下描述中，將省略可不必要地使得本發明之主旨不清楚的已知功能及元件之冗餘描述及詳細描述。
以下描述及圖式例示出本發明之示範性實施例以允許本領域一般技藝人士容易實施將描述之設備及方法。其他實施例可包括其他結構或邏輯修改。除非以其他方式界定，每一部件之組態及功能與具有本領域一般技藝者所通常瞭解的相同。處理順序可改變，且若干實施例之部件或特徵可包括在其他實施例中或由其他實施例所替代。
根據本發明之示範性實施例的一種處理玻璃基板之切割部分的方法包括主要邊緣修整製程及次要垂直表面修整製程。
主要邊緣修整製程包括：將玻璃基板固定在玻璃基板支撐件上；將加熱構件加熱至高於玻璃基板之Tg溫度的溫度；以及使經加熱之加熱構件依序接觸到處於冷卻狀態的玻璃基板之切割部分的相對邊緣，從而使得以所述方式修整該等邊緣中之每一者，以形成條帶。
次要垂直表面修整製程包括：在已完成主要邊緣修整製程之後，使加熱至高於玻璃基板之Tg溫度的溫度之加熱構件依序接觸到玻璃基板之切割部分的殘餘垂直表面，從而使得以所述方式修整切割部分之垂直表面，以形成條帶。
主要邊緣修整製程滿足由以下方程式1表示的主要切口體積。次要垂直表面修整製程滿足由以下方程式2表示的殘餘主要切口體積。
[方程式1]玻璃厚度(μm)x0.285<主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.429
[方程式2] 玻璃厚度(μm)x0.042<殘餘主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.143
主要切口體積係關於自玻璃基板之水平表面與修整表面之間的邊界線至切割部分之殘餘垂直表面的水平距離，該水平表面與該修整表面於已完成主要邊緣修整製程之後形成。
殘餘主要切口體積係關於自玻璃基板之水平表面與修整表面之間的邊界線至切割部分之垂直表面的水平距離，該水平表面與該修整表面於已完成主要邊緣修整製程之後形成，且該垂直表面於已完成次要垂直修整製程之後形成。
為了克服使用習知技術所產生問題而作出努力的結果，本發明之發明者發現，在當切口體積不足時處理玻璃基板之切割部分的邊緣之同時，造成條帶在處理期間卡住之問題；當切口體積過大時，如圖3所示，修整表面呈波形變得不均勻；以及特別地，即使當切口體積於正常範圍之內時，如圖4所示，仍在特定區域中出現無數微裂紋。因此，進行研究以解決此類問題之本發明之發明者發現上述的解決方案並將本申請案提交用於取得專利權。
詳言之，以所述方式修整玻璃基板之邊緣以使得形成條帶之顯著製程條件包括溫度、速度、壓力等。可藉由改 變此類製程條件來調整條帶切口體積。例如，可藉由在加熱構件接觸玻璃基板時控制傳遞至玻璃基板之切割部分的目標部分之熱量來調整切口體積。此處，基於具有700μm之厚度的玻璃基板，若將玻璃基板之水平表面與垂直表面之間的接面之玻璃基板之邊緣修整為具有200μm或更小的切口體積，則條帶在處理期間會容易卡住，這是因為條帶很薄且保持條帶之力不足。另一方面，若將玻璃基板之邊緣修整為具有300μm或更大的切口體積，如圖3所示，則在修整表面上形成波形之輪廓，因此修整表面變得不均勻。此外，即使當切口體積於自200μm至300μm之範圍內時，如圖4所示，於自約50μm至約100μm之範圍內的區域之外側的水平表面上仍會出現無數微梳齒形狀裂紋，因此劣化玻璃基板之品質。
然而，根據本發明之製程方法可克服上述問題之全部並提供具有顯著加強耐久性之玻璃基板。
上文定義的方程式1及方程式2更佳解釋如下。
[方程式1]玻璃厚度(μm)x0.300<主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.410
[方程式2]玻璃厚度(μm)x0.050<殘餘主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.140
在處理玻璃基板之切割部分的方法所使用之原理中，當加熱構件接觸到玻璃基板之目標部分時，以所述方式處理該目標部分，使藉由玻璃基板中之溫度差從該加熱構件與該目標部分之間的接觸部分形成條帶。
取決於玻璃之種類，玻璃之Tg自750℃至1300℃變化。在此示範性實施例中，為了令人滿意地修整待處理玻璃基板之切割部分，加熱構件之溫度保持在高於玻璃之Tg50℃或更高，較佳高出100℃或更高，且更佳高出約200℃至約500℃。
在上述處理操作中，因為加熱構件被加熱至玻璃之Tg的溫度或更高，所以可以所述方式修整玻璃基板之切割部分，使得即使當玻璃基板之溫度於自0℃至50℃之範圍內時，仍可藉由玻璃基板中之溫度差形成條帶。
然而，可以所述方式進行冷卻玻璃基板以增強修整玻璃基板之切割部分的效果，以形成條帶。術語「冷卻」係指將玻璃基板之溫度強制降低至低於該玻璃基板之周圍環 境的溫度。
相對於冷卻操作，冷卻玻璃基板之整體是可能的，且選擇性僅冷卻玻璃基板之目標部分仍為可能的。然而，為了確保穩定控制，較佳在於冷卻玻璃基板之整體。
可藉由將玻璃基板在保持在低溫條件下之工作環境中放置一預定時間來實施冷卻玻璃基板。替代地，可藉由將玻璃基板接觸到保持在低溫條件下之冷卻板來實施冷卻玻璃基板。較佳的，當進行處理操作之同時，玻璃基板固定於保持在預定溫度之冷卻板上，從而使得可在處理操作期間防止玻璃基板之溫度升高。
在本發明中，玻璃基板係經冷卻至低於室溫(=25℃)之溫度，更佳地冷卻至低於室溫10℃之溫度，以使得可修整與加熱構件接觸的玻璃基板而不產生粉塵。在此示範性實施例中，玻璃基板之溫度為較佳低於10℃。更佳地，該玻璃基板之溫度於自0℃至10℃之範圍內以便防止用於冷卻的能量之過度消耗。
在玻璃基板之溫度升高時，自每單位長度玻璃基板之邊緣移除的玻璃量增加。在此情況下，變得難以精確修整玻璃基板之邊緣。若玻璃基板之溫度過度降低，則能量消耗過度增大，且變得難以控制處理操作。
在根據本發明之處理方法中，如圖5所示，可以所述方式處理玻璃基板之切割部分，以使得第一處理玻璃基板之切割部分的邊緣，之後處理玻璃基板之切割部分的垂直表面之其餘部分。
當處理玻璃基板之切割部分的邊緣時，所使用的為加熱構件，該加熱構件經組配以使得與玻璃基板之邊緣接觸的該加熱構件之一部分自加熱構件之圓周表面朝向該加熱構件之中心軸而具有錐度(參考圖5之操作1至操作3)。雖然自圓周表面至中心軸之具有錐度形狀不限於特定形狀，但該具有錐度形狀可具有例如圓錐形狀或類似形狀。當加熱構件具有錐度時，該加熱構件可有利用於接觸玻璃基板之邊緣及加熱構件之修角(cornering)。
儘管形成於具有錐度部分之上的加熱構件之部分不限於特定形狀，但該部分可具有例如圓柱形狀。
圓柱形加熱構件可用於處理玻璃基板之切割部分的垂直表面，該圓柱形加熱構件長於切割部分之垂直表面的厚度，如圖5之操作5所示，不過加熱構件之形狀不限於特定形狀。
加熱構件可藉由通常用於此技術之裝置而加熱。例 如，可使用電阻加熱方法、高頻感應加熱方法等。高頻感應加熱方法係指其中加熱構件安置於線圈之中心的方法，其中高頻電流藉由因電磁感應所導致之渦流及藉由因高頻電流之一部分的滯後所導致之熱損失而沿該線圈快速受熱。
高頻感應加熱方法可有效將能量通過線圈集中至加熱構件。因此，加熱構件之溫度可快速升高，且對於防止加熱構件因接觸冷卻構件而溫度降低而言特別有利。因此，在本發明中，較佳在於使用高頻感應加熱方法。
在本發明中，加熱構件與玻璃基板可相對於彼此移動。即是說，加熱構件可經組配為可移動式。替代地，玻璃基板可移動。作為其他替代形式，加熱構件與玻璃基板皆可經組配為可相對於彼此同時移動。可藉由加熱構件支撐件及玻璃基板支撐件之操作來分別實施加熱構件及玻璃基板之移動。
可慮及生產率、玻璃基板之切割部分經修整所至深度、溫度差及壓力差而調整加熱構件及/或玻璃基板移動之速度。
在本發明中，加熱構件支撐件及玻璃基板支撐件可經組配以使得加熱構件支撐件或玻璃基板支撐件固定就位， 且該加熱構件支撐件或該玻璃基板支撐件中之另一者可在加熱構件接觸玻璃基板之切割部分的目標部分之同時移動。較佳地，玻璃基板支撐件可在加熱構件支撐件固定就位之同時移動。此舉之原因係因為事實上，若加熱構件支撐件移動，則由該加熱構件支撐件之移動誘發對流電流，該對流電流導致加熱構件之溫度變化，因此難以將玻璃基板之切割部分均勻修整成條帶形態。
在本發明中，較佳的，當加熱構件接觸玻璃基板之切割部分時，施加至加熱構件之壓力於自約0.1Kgf/cm2至約3.0Kgf/cm2之範圍內，更佳地於自0.5Kgf/cm2至1.5Kgf/cm2之範圍內。
可使用除以上所述內容之外的任何熟知技術以用於根據本發明的處理設備之結構、元件等。
下文中，將參考示範性實施例對本發明進行更詳細描述。以下示範性實施例僅用於說明性目的來幫助具有本領域一般知識者更清楚地理解本發明，而不意欲在限制本發明之範疇。必須由隨附申請專利範圍之技術精神來定義本發明之範疇。
示範性實施例1
根據以下表1之處理條件來處理玻璃基板之具有700μm之厚度的切割部分(樣本：十個示範性實施例及十個比較實例)。對於示範性實施例及比較實例而言，如表1所述，在次要修整操作中所進行的測試利用相同處理條件但是具有不同主要切口體積，以使得在殘餘主要切口體積中存在差值。
藉由以下方法量測通過次要修整操作處理的玻璃基板之伸長率(%)。
兩個支撐橫跨件安裝於玻璃基板之下，位於玻璃基板之中心的相對側上，該兩個支撐橫跨件中之每一者自玻璃基板之中心間隔分開2cm。上部橫跨件將載荷施加至玻璃基板之上部表面的中心。
其後，量測上部橫跨件開始與玻璃基板接觸之點與玻璃基板受損所在之點之間的距離。經量測的距離用來獲得由方程式2表示的伸長率。結果顯示於以下表2中。
[方程式2]伸長率(%)=(6Tδ)/s2
T表示玻璃基板之厚度(cm)，δ表示十字頭之位移 (cm)，s表示支撐橫跨件之間的距離(cm)。
如表2所示，在示範性實施例中，主要切口體積及殘餘主要切口體積皆滿足方程式1及方程式2。然而，雖然比較實例1滿足方程式1，但該比較實例1不滿足方程式2。比較實例2及3不滿足方程式1或方程式2。因此，彼等示範性實施例之伸長率顯著高於彼等比較實例之伸長率。
圖6顯示以示範性實施例1之第1號進行處理的已處理表面之玻璃基板之照片。圖7顯示以比較實例1之第1號進行處理的已處理表面之玻璃基板之照片。
如上所述，根據本發明的處理玻璃基板之切割部分的方法可在即使不進行清潔、氫氟酸處理、增強劑處理等之情況下，自玻璃基板之切割部分的整體容易移除碎片及裂紋，因此有效提供具有改良耐久性之玻璃基板。
特別地，由科學方法詳細規定：在其之內處理玻璃基板的切割部分之邊緣的範圍；以及在其之內處理切割部分之垂直表面的範圍，據此可顯著簡化處理玻璃基板，且可大幅增強玻璃基板之耐久性。
儘管已出於說明性目的而揭示出本發明之較佳實施例，但熟習此項技術者將理解，在不脫離本發明之如在隨附申請專利範圍中揭示的範疇及精神之情況下，各種修改、添加及替換為可能的。

Claims (2)

  1. 一種處理玻璃基板之切割部分的方法，該方法包含以下步驟：一主要邊緣修整製程，其包括：將玻璃基板固定在一玻璃基板支撐件上；將一加熱構件加熱至高於該玻璃基板之一Tg溫度的一溫度；以及使經加熱之該加熱構件依序接觸到處於一冷卻狀態的該玻璃基板之切割部分的相對邊緣，從而以所述方式修整該等邊緣中之每一者，以形成一條帶；以及一次要垂直表面修整製程，其包括：在已完成該主要邊緣修整製程之後，使加熱至高於該玻璃基板之該Tg溫度的該溫度之該加熱構件依序接觸到處於一冷卻狀態的該玻璃基板之該切割部分的一殘餘垂直表面，從而使得以所述方式修整該切割部分之該垂直表面，以形成一條帶；該主要邊緣修整製程滿足由以下一方程式1表示的一主要切口體積，且該次要垂直表面修整製程滿足由以下一方程式2表示的一殘餘主要切口體積；[方程式1]玻璃厚度(μm)x0.285<主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.429 [方程式2]玻璃厚度(μm)x0.042<殘餘主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.143該主要切口體積係關於自該玻璃基板之一水平表面與一修整表面之間的一邊界線至該切割部分之一殘餘垂直表面的一水平距離，該水平表面與該修整表面於已完成該主要邊緣修整製程之後形成；該殘餘主要切口體積係關於自該玻璃基板之該水平表面與該修整表面之間的該邊界線至該切割部分之一垂直表面的一水平距離，該水平表面與該修整表面於已完成該主要邊緣修整製程之後形成，且該垂直表面於已完成該次要垂直修整製程之後形成。
  2. 如請求項1所記載之處理玻璃基板之切割部分的方法，其中將方程式1及方程式2定義如下：[方程式1]玻璃厚度(μm)x0.300<主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.429 [方程式2]玻璃厚度(μm)x0.050<殘餘主要切口體積(μm)<玻璃厚度(μm)x0.140。
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