TWI652237B - 切割和去角強化玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本案揭露了一種切割和去角強化玻璃的方法,包括:藉由以具有1ps到20ps的脈衝寬度和4W到75W的輸出的紅外線雷射束照射所述強化玻璃以切割所述強化玻璃;以及藉由將具有退火點或以上但小於所述強化玻璃的蒸發點的溫度的一熱源以0.001到2.5mm2的面積接觸一切割平面,然後以5到300mm/sec的速度移動所述熱源,以去角所述強化玻璃的所述切割平面,從而能夠快速地切割所述強化玻璃而沒有缺陷,並且去角所述切割平面,以便具有均勻的表面和優異的強度。
Description
本發明涉及切割和去角強化玻璃的方法,更具體的是,切割在觸控螢幕面板中使用的強化玻璃而不將其損壞同時具有高強度以及去角強化玻璃的切割平面的方法。
玻璃產品被視為在廣泛範圍的技術和產業中的整合部件,例如諸如監視器、攝像機、VTR、行動電話或類似的視頻和光學設備,諸如汽車、各種餐具、建築設施或類似的運輸設備。因此,具有各種性質的玻璃是根據各個工業領域的特性來製造且於目前使用。
在這些中,觸控螢幕是作為視頻設備的關鍵部件而最大地吸引公眾注意。觸控螢幕是提供在用於終端的監視器中的顯示和輸入裝置的組合,其中,當使用者通過用使用者的手指或諸如觸摸或觸控筆、寫字或繪圖或類似物的輔助輸入裝置方式簡單地觸控來輸入各種數據,觸控螢幕識別作為接觸點的座標值來執行配備有觸控螢幕的電子裝置的控制。這樣的觸控螢幕是用於通過單向或雙向通訊發送或交換信息之各種數位裝置的關鍵部件,其中數位裝置例如諸如智慧手機、電腦、照相機、認證發行機、工業設備或類似之移動通訊裝置,並且觸控螢幕的重要程度逐漸增加,以及觸控螢幕的使用範圍已在各種領域迅速擴大。
在包含在觸控螢幕中的部件之中,用使用者的手指直接接觸的上部透明保護膜主要由如聚酯、丙烯酸或類似物的塑料有機材料製成。因為這種塑料有機材料具有低的耐熱性和機械強度,由這些材料製成的觸控螢幕可能由於連續和重複使用和接觸而變形、劃傷、破碎或類似,從而,存在對觸控螢幕的耐久性限制。因此,用於觸控螢幕的上部透明保護膜的現有的透明塑料正在逐步由具有優異耐熱性、機械強度和硬度之薄的強化玻璃取代。此外,由於薄的強化玻璃比起觸控螢幕的作用更扮演起LCD或OLED監視器的透明保護窗口的作用,所以它的使用領域正在逐漸擴大。
當切割強化玻璃時,損害可能以無法控制的碎片的形式發生,因為較大的壓縮應力存在於強化玻璃的表面中,而不是在預定形狀的切口中,或者即使強化玻璃被切成期望的形狀,對應於切割線周圍的約20mm左右範圍的寬面積的壓縮應力被降低,從而強度可能降低。因此,一旦強化玻璃回火,很難不管玻璃的組成而以期望的尺寸或形狀切割它。
在這方面,與切割玻璃的常規方法相比,在切割強化玻璃的方法中需要更精確和嚴格的條件。如下介紹了作為切割強化玻璃的這種方法。
首先,有一種機械切割方法,該方法包括:通過在橫越強化玻璃的表面上繪製金剛石或碳化物雕刻輪以在玻璃板上機械地雕刻檢查線;並且通過沿雕刻檢查線彎曲玻璃板以形成強化玻璃的切割邊緣來切割。常見的是,在上述機械切割方法中,可以在玻璃板中形成具有約100至150μm的深度的橫向裂縫,其中從雕刻輪的切割線產生了裂縫。由於橫向裂縫減小窗口基板的強度,窗口基板的切割部分應該藉由拋光而除去。
然而,上述機械切割方法有一個缺點,那就是昂貴的切割輪需要隨著時間的推移更換,這會導致成本增加,並且這是不容易做到精確切割。
接著,有了使用雷射束的非接觸式切割方法,包括:由沿著在玻璃表面上的預定路徑移動穿過刻在窗口基板的邊緣上的檢查線之雷射束來擴大強化玻璃的表面;藉由緊跟在雷射束後面的冷卻器延伸玻璃表面;並且熱傳播沿著雷射束的前行路徑產生的裂縫以切割窗口基板。
然而,當觸控圖案電極和類似物預先形成在對應於單元窗口基板的區域上,然後藉由雷射束進行切割處理,如果具有圖案部分形成在其上的表面以雷射束照射,所述圖案部分的圖案可能藉由緊密接近圖案照射的熱雷射束損壞,然而如果與圖案相對的一側以雷射束照射,雷射束被折射同時通過圖案,使得該圖案部分可能類似地損壞。
因此,難以切割受過加強處理的玻璃。因此,在進行加強處理前,具有大尺寸的玻璃被切割以獲得單元玻璃製品,然後將所需的觸控電極等圖案化在單元玻璃製品上。在這種情況下,由於大量的時間被消耗在用於形成圖案電極,可能降低了可加工性效率。
同時,由於強化玻璃的切割平面具有尖銳和不均勻的切割平面,其是易受外部衝擊,所以去角加工應在其上執行。
去角處理一般藉由通過為了研磨,即,去角切割部分之旋轉拋光輪來研磨切割平面來進行。當進行去角處理,該切割部分的光滑度得到改進,從而提高強度到一定程度。然而,這是難以用常規去角處理來提供具有優良強度的窗口基板。
同時,韓國專利登記第0895830號揭露了一種用磨輪切割平面顯示玻璃基板的邊緣的方法。然而,使用該磨輪的方法是機械去角方法,並且需要針對希望的平面狀態重複執行處理,這將導致延長的處理時間和成本的增加。
另外,使用雷射束的去角方法最近已經引入,然而,由於雷射方法使用在精細尺寸中的切下該去角平面,該去角面也是參差不齊,所以用於聚焦雷射束到切割平面的處理是必須的。
因此,本發明的目的是提供一種切割和去角強化玻璃的方法,其能夠迅速地切割強化玻璃而沒有缺陷,並有效地在切割平面上除去精細裂縫部分,從而實現了高強度。
本發明的另一個目的是提供一種切割和去角強化玻璃的方法,其能夠精確地切割強化玻璃及去角強化玻璃的切割平面。
另外,本發明的另一個目的是提供一種切割和去角強化玻璃的方法,其能夠有效地增強該切割強化玻璃的切割平面,從而實現了高強度。
本發明的上述目的將通過以下特徵來實現:
(1)一種切割和去角一強化玻璃的方法,包括:藉由以具有1ps到20ps的脈衝寬度和4W到75W的輸出的紅外線雷射束照射所述強化玻璃以切割所述強化玻璃;以及藉由將具有退火點或以上但小於所述強化玻璃的蒸發點的溫度的一熱源以0.001到2.5mm2的面積接觸到一切割平面,然後以5到300mm/sec的速度
移動所述熱源,以去角所述強化玻璃的所述切割平面。
(2)根據上述(1)的方法,所述熱源進入與所述強化玻璃的所述切割平面以0.001到1mm2的接觸面積之點接觸或線接觸。
(3)根據上述(1)的方法,所述熱源進入與所述強化玻璃的所述切割平面以0.01到2.5mm2的接觸面積之面接觸。
(4)根據上述(1)的方法,所述熱源的溫度是在軟化點或以上但小於所述強化玻璃的蒸發點之範圍內。
(5)根據上述(1)的方法,所述雷射束具有800至1100奈米的波長。
(6)根據上述(1)的方法,一保護樹脂膜是在所述切割處理之前形成在所述強化玻璃的至少一個表面上。
(7)根據上述(1)的方法,所述強化玻璃具有600至700kgf/mm2的維氏硬度。
(8)根據上述(1)的方法,在室溫下進行所述去角。
(9)根據上述(1)的方法,所述去角是藉由通過在所述切割平面中產生的熱應力而將來自接觸所述熱源的一部分之所述切割平面的邊緣部分切下到預定的深度來進行。
(10)根據上述(1)的方法,所述切割平面的上和下邊緣部分藉由接觸所述熱源而傾斜地處理。
(11)根據上述(10)的方法,所述處理是藉由將所述熱源接觸到所述切割平面的所述上和下邊緣部分來進行。
(12)根據上述(10)的方法,所述處理是藉由將所述熱源接觸到所述切割平面的所述上和下邊緣部分以及然後將所述熱源在與所述切割平面平
行的方向上接觸到所述切割平面來進行。
(13)根據上述(1)的方法,進一步包括在接觸所述熱源後,藉由將一旋轉拋光輪接觸於所述切割平面來研磨所述切割平面。
(14)根據上述(1)的方法,進一步包括在接觸所述熱源後,藉由施加包括氟酸(HF)的蝕刻劑組合物於所述切割平面來蝕刻所述切割平面。
根據本發明,切割和去角強化玻璃的方法使用了一種在特定的條件下執行的雷射方法以進行切割強化玻璃,由此能夠迅速地切割強化玻璃而沒有缺陷,並且以具有比傳統的方法還低的成本之更精確的方式切割強化玻璃。
此外,根據本發明,該去角是藉由在特定的條件下將熱源接觸到該切割強化玻璃的切割平面,從而可以有效地除去形成在切割平面的精細裂縫部分同時實現高強度。
此外,根據本發明,切割平面是通過氟酸(HF)或由拋光輪研磨切割平面來加強,由此強化玻璃可以具有比未經加強處理的情況更多改良的強度。
本發明的上述和其它目的、特徵和其它優點將從與附圖結合的以下詳細描述而被更清楚地理解,其中:圖1是根據本發明的經去角的切割平面的概要圖,其中(a)是橫截面視圖,(b)是俯視圖;圖2是根據本發明的經去角的切割平面的概要性橫截面視圖;
圖3是根據本發明的經去角的切割平面的概要性橫截面視圖;圖4是根據本發明的經去角的切割平面的概要性橫截面視圖;圖5是示出取決於強化玻璃的加熱溫度的相和體積變化的曲線圖;圖6是根據本發明的經去角的切割平面的照片;圖7是當由於在去角強化玻璃的切割平面期間的低體積變化而產生形狀變形時之切割平面的概要性橫截面視圖;以及圖8是當由於在去角強化玻璃的切割平面期間的低體積變化而產生形狀變形時之切割平面的照片。
本發明揭露了一種切割和去角強化玻璃的方法,包括:藉由以具有1ps到20ps的脈衝寬度和4W到75W的輸出的紅外線雷射束照射所述強化玻璃以切割所述強化玻璃;以及藉由將具有退火點以上但小於所述強化玻璃的蒸發點的溫度的一熱源以0.001到2.5mm2的面積接觸一切割平面,然後以5到300mm/sec的速度移動所述熱源,以去角所述強化玻璃的所述切割平面,從而能夠快速地切割所述強化玻璃而沒有缺陷,並且去角所述切割平面,以便具有均勻的表面和優異的強度。
以下,本發明的示例實施例將參照附圖來進行詳細描述。
在本發明的切割和去角強化玻璃的方法中,切割步驟是藉由具有1ps到20ps的脈衝寬度和4W到75W的輸出的紅外線雷射束照射它來執
行。
雷射方法是一種已被廣泛用於切割不是強化玻璃的常規玻璃之方法,並且被稱為是一種具有經濟和準確地切割玻璃的方法。
然而,很難找到能夠有效地切割所述強化玻璃的條件,所述強化玻璃是難以不破損地切割。考慮到這種情況,本發明人已發現一種能夠切割強化玻璃的雷射方法的特定條件,並且已完成了可以精確地切割強化玻璃的本發明的方法。
可以適用本發明的切割方法的所述強化玻璃並沒有特別的限制,但可包括具有在一優選實施例中10μm至200μm的強化層深度的強化玻璃,另一個實施例中40μm至200μm的強化層深度的強化玻璃和又一個實施例中120μm至200μm的強化層深度的強化玻璃。
在另一個本發明的實施例中,可以適用本發明的切割方法的強化玻璃可以具有600至700kgf/mm2的維氏硬度(Vickers hardness),優選為650至690kgf/mm2的維氏硬度。
在另一個本發明的實施例中,可以適用本發明的切割方法的強化玻璃可以具有60至90Gpa的楊氏模量(Young's modulus),優選為65至85Gpa的楊氏模量。
在本發明中,紅外線雷射束被用於切割強化玻璃。
紅外線雷射束沒有特別的限制,只要它是使用於相關技術中,但可包括,例如,具有800至1100奈米的波長的紅外線雷射束。當紅外線雷射束的波長為800奈米或更低時,可能有例如增加了切割強化玻璃的時間之問題,而增加了強化玻璃被切下的部分的尺寸,並導致在強化玻璃中
的破裂。如果紅外線雷射束的波長大於1100奈米,當在切割前將用於觸控面板的電極層疊係形成在強化玻璃上時,由於切割期間所產生的高溫熱能,圖案可能破裂,並且進一步需要額外的冷卻裝置和冷卻處理,使得加工性效率可能會降低。
紅外線雷射束具有1ps到20ps(皮秒)的脈衝寬度。當紅外線雷射束的脈衝寬度為1ps或更小,所述強化玻璃的切割是不可能的,而其之脈衝寬度超過20ps,可能有例如增加了強化玻璃被切下的部分的尺寸和強化玻璃中的破裂之問題。
此外,紅外線雷射束以4W至75W的輸出照射。當紅外線雷射束的輸出為4W或更小時,所述強化玻璃的切割是不可能的,而其之輸出超過75W,可能有例如增加了強化玻璃被切下的部分的尺寸和強化玻璃中的破裂之問題。
必要時,在執行本發明的切割處理之前,保護樹脂膜可以形成在強化玻璃的至少一個表面上。通過形成保護樹脂膜,所以能夠防止由於切割處理期間產生的碎片等導致在玻璃表面上的損壞。
在這個態樣中,在本發明中用於切割的強化玻璃可以具有預先形成在強化玻璃的一個表面上的用於觸控面板的電極層疊。在生產率加倍的觀點出發,優選的是,在切割到單元窗口覆蓋基板之前,將用於觸控面板的複數個電極層疊係預先形成在作為強化玻璃基板上的單元窗口覆蓋基板的待切割位置處,然後執行了切割處理,而不是在單元窗口覆蓋基板上單獨地形成用於觸控面板的電極層疊。因此,如果用於觸控面板的電極層疊預先形成在將進行切割的強化玻璃基板上,最好是將保護樹脂膜形成
在強化玻璃上,以防止在切割前對電極的損壞。
保護樹脂膜可以使用任何常規的樹脂膜,以用於保護在相關技術上的電極,而不特別限制。例如,添加劑可被施加到聚合物膜的一個表面上,然後附著在強化玻璃,或一種可固化樹脂組合物可被施加到強化玻璃的一個表面上,然後再固化。
當將保護樹脂膜附著到強化玻璃時,定位在待切割的部分(切割線)處的所述保護樹脂膜可以在切割處理之前被去除,或者可以在不去除保護樹脂膜下執行切割處理。
必要時,形成保護樹脂膜和除去保護樹脂膜的處理可以在切割處理之後進行。例如,形成保護樹脂膜和除去保護樹脂膜的處理可以在熱去角處理之後進行。
如上所述,由於受過切割處理的強化玻璃具有顯著降低的強度,以及精細裂縫存在於具有勻稱切割邊緣之切割平面上,所以需要去角處理。
因此,本發明提供了去角強化玻璃的方法,其能夠依循本發明的切割方法接續地進行。
本發明的去角方法可以通過具有預定溫度的熱源接觸到強化玻璃的切割平面來進行。
所述強化玻璃可以具有按照切割處理的特定條件的切割平面的狀態或強化玻璃的特性的顯著差異。考慮到這種情況,本發明人已經發現通過特定的條件下將熱源接觸於切割平面的一種去角方法,以便恢復藉由切割處理所降低的該強化玻璃的強度,去除精細裂縫,並且在本發明
的上述切割方法後有效地去角切割平面,並且已完成了本發明。
熱源可以具有退火點或以上但小於所述強化玻璃的蒸發點的溫度。
如圖5所示,如果強化玻璃被加熱到退火點或以上的溫度,該結構的相被改變成液體或液相。在一般情況下,由於強化玻璃的導熱係數低,則在外部和內部之間的溫度差係在加熱期間顯著產生。因此,如果強化玻璃在加熱到退火點或以上後被冷卻,由於溫度差將產生體積差,使得內部應力產生,並且具有退火點或以上的溫度的區域係以條帶形狀剝離至預定深度。同時,當所述熱源具有蒸發點或以上的溫度時,這是不可能進展強化玻璃去角處理。
退火點和蒸發點取決於強化玻璃而為多種多樣的,並且它們可以被控制,以滿足強化玻璃的物理性質而沒有特別的限制。具體而言,熱源可以具有700℃至1700℃的溫度,但並不限於此。
優選地,所述熱源具有軟化點或以上但小於蒸發點的溫度。當強化玻璃以加熱到軟化點或以上而被冷卻,具有軟化點或以上的溫度的區域和冷卻部之間的體積差為顯著地大的。由此,內部應力大大地產生,並且具有軟化點或以上的溫度的區域係以條帶形狀容易地剝離到預定深度。軟化點和蒸發點取決於強化玻璃而是多種多樣的,並且它們可以被控制,以滿足強化玻璃的物理性質而沒有特別的限制。具體而言,熱源可以具有850℃至1700℃的溫度,但並不限於此。當熱源的溫度超過1700℃時,該熱源可以藉由氧化反應而損壞。因此,優選的是,熱源具有1700℃或更小的上限。
在加熱部分從切割平面以條帶形狀剝離之後,成為具有如圖2和3所示的均勻的橫截面形狀,在實際應用中,切割平面將具有於圖6所示的照片之橫截面。然而,當發生小的體積變化時,由於所產生的內部應力不超過材料之間的能量耦合,會發生形狀變形但沒有裂縫發生,並且形狀根據黏度的增加而硬化。在這種情況下,得到了具有圖7所示的形狀的平面,而不是均勻的表面。
如果將具有根據本發明的溫度範圍的溫度的熱源接觸到強化玻璃的切割平面,由於具有低傳熱係數的強化玻璃的特性,熱應力在切割平面部分中產生,並且切割平面的一部分從接觸熱源的部分剝離至預定深度。根據本發明的去角方法,藉由切割處理顯著降低之強化玻璃的伸長率是可以大大提高到0.4%或以上。此外,有可能獲得比現有專利中所描述的上述機械去角或雷射方法更均勻的橫截面,並且顯著降低去角時間。
熱源接觸以0.001至2.5mm2的面積接觸強化玻璃的切割平面。
當接觸面積小於0.001mm2時,所述去角表面可以是粗糙的,使得該去角形狀可以是不均勻的,如果接觸面積超過2.5mm2時,形態變化可能由於強化玻璃的過度熔化而發生。
根據本發明的實施例,熱源可進入與強化玻璃的切割平面點接觸或者線接觸。
在本揭露內容中,點接觸或線接觸包括兩個物體以一個點或一條線相遇的情況,以及兩個物體基本上彼此點接觸或線接觸的情況。例如,可以看出的是,當錐形熱源按幾何圖形地接觸到強化玻璃的切割平面的邊緣部,熱源和邊緣部在一個點上相遇,而當平面形熱源按幾何圖形地
接觸於切割平面的邊緣部,熱源和邊緣部在一個線上相遇。按幾何圖形,點或線沒有面積。然而,在處理的情況下,實際上,熱源進入與在預定區域中的切割平面接觸,並因此,點接觸或線接觸是指在本揭露內容中的這種情況。
當熱源進入與強化玻璃的切割平面的邊緣部點接觸或線接觸時,接觸面積可以是0.001至1mm2。如果接觸面積小於0.001mm2,所述去角表面可以是粗糙的,使得該去角形狀可以是不均勻的,如果接觸面積超過1mm2,形態變化可能是由於強化玻璃的過度熔化而發生。
此外,該熱源可以進入與強化玻璃的切割平面面接觸。在本揭露內容中,面接觸是指當按幾何圖形分析兩個物體彼此面接觸的情況。
除了切割平面的邊緣部,例如,當在平行於切割平面的方向上執行去角時,如圖4中的③所示,熱源可與強化玻璃的切割平面面接觸。
當熱源進入與強化玻璃的切割平面面接觸時,接觸區域可以是為0.01至2.5mm2的範圍。如果接觸面積小於0.01mm2時,該去角表面可以是粗糙的,使得該去角形狀可以是不均勻的,如果接觸面積超過2.5mm2時,形態變化可能是由於強化玻璃的過度熔化而發生。
根據本發明,優選地,強化玻璃在接觸熱源之後淬火(quench)。
參照圖5,當強化玻璃以退火點或以上的溫度進行退火,體積變化比淬火的情況大。然而,當退火該強化玻璃時,由於耦合能量(coupling energy)被充分地施加到強化玻璃的組成之間,熱應力不會超過耦合能量。另一方面,當淬火強化玻璃時,體積變化小,但是由於在藉由淬火產生熱應
力期間的體積變化,因為耦合能量不能充分地施加到強化玻璃的組成之間,被加熱的部分可以條帶形狀容易地剝離。
淬火可以通過在室溫(例如,15到30℃)下進行去角步驟來進行。當熱源接觸強化玻璃的切割平面的邊緣部,相應的部分被加熱。然而,如果熱源是在相應的部分的外側並且移動時,被加熱部分可在室溫下暴露以便被淬火。
接觸所述切割平面的所述熱源可以沿著待去角的部分以5至300mm/sec的移動速度移動。如果移動速度小於5mm/sec時,保護層可能會被損壞並且切割量可能增加,使得形態變化可能由於過度的熔化而發生,而當移動速度超過300mm/sec時,去角平面可以是粗糙的,並且該去角形狀可以是不均勻的。
在本發明的去角方法中,可以作為熱源使用的材料並沒有特別限制,只要它可以在上述溫度範圍內傳遞熱而不變形強化玻璃。例如,陶瓷材料等也可以使用,但它不限於此。
另外,本發明的去角方法還可以包括用於實現穩定的去角品質的控制該熱源的壓力或強化玻璃或熱源的位置之額外裝置。
根據本發明的去角方法是傾斜地去角切割平面的上邊緣部和下邊緣部的方法。圖1概要性示出了根據本發明的方法去角切割平面,其中(a)是橫截面視圖,(b)是俯視圖。
在傾斜地去角切割平面的上邊緣部和下邊緣部的方法中,如圖1中所示,接觸熱源的特定序列或數量或其之傾斜角沒有特別的限制,只要上和下邊緣部的最終形狀是傾斜地形成。
更具體而言,例如,在本發明的一個實施例中,切割平面的去角可以通過將熱源接觸到切割平面的上和下邊緣部來進行。如圖2概要性說明,傾斜平面可通過將熱源接觸到切割平面的上邊緣部①和下邊緣部②來形成。
在本發明的另一個實施例中,處理可以由將熱源接觸到切割平面的上和下邊緣部,並隨後在與切割平面平行的方向上將熱源接觸切割平面來執行。本實施例可以在當將藉由去角方法去除的強化玻璃的比例是大時有效地使用。圖2概要性描述了根據本實施例的去角方法。參照圖2,第一熱源接觸切割平面的上邊緣部以傾斜地形成傾斜平面到預定部分①。接著,熱源接觸切割平面的下邊緣部以傾斜地形成傾斜平面到預定部分②。然後,熱源以平行切割平面的方向接觸所述切割平面,以除去強化玻璃到所要求的部分③,從而可獲得最終橫截面形狀。
此外,在本發明的本實施例中,去角的順序可以改變,即,去角可以由不同於圖2中所示的順序的序列來執行。例如,該去角可以②、①和③的順序,或③、②和①的順序執行,但它不限於此。
如果藉由熱源的切割平面的傾斜平面的處理如上述那樣完成後,該切割平面的表面的加強處理可以進一步進行,如果需要的話。雖然切割平面的表面可以由本發明的雷射切割方法來均勻地形成,當額外地執行上述加強處理時,因此能夠提供在具有比沒有加強處理的改良強度之切割平面的更均勻的表面。
加強處理可以包括通過研磨輪研磨切割平面,或通過包含氟酸(HF)的蝕刻劑組合物來蝕刻切割平面。
首先,通過拋光輪研磨所述切割平面的方法是以如下的方式執行,該方式為在藉由熱源完成傾斜平面的成形後,旋轉拋光輪接觸切割平面,以更均勻地研磨所述切割平面。從而,存在於切割平面的表面上的精細裂縫被研磨,以加強切割平面。
拋光輪可以使用例如氧化鈰磨料顆粒製成的輪。優選的是,所述磨料顆粒具有以充分表達該橫截面的加強效果方面的5μm或更小的尺寸。由於在磨料顆粒的尺寸的減小導致增加研磨拋光精度,越小越好。因此,儘管尺寸的下限沒有特別的限制,但考慮處理時間可以使用具有約0.01μm的尺寸的磨料顆粒。
拋光輪的旋轉速度並沒有特別限定,可以適當地選擇以充分研磨切割平面,以便獲得所需的強度水平,並且例如,可以是在1000至10000rpm的範圍中。
接著,利用包括氟酸的蝕刻劑蝕刻切割平面的方法可以以下方式執行,該方式是包括氟酸的該蝕刻劑被施加到切割平面以蝕刻切割平面的表面部分。如果切割平面由包括氟酸的蝕刻劑組合物蝕刻,壓花圖案通過蝕刻形成在切割平面的表面上以加強切割平面。
包括氟酸的該蝕刻劑是氟酸溶液,並且還可以包括,例如,除了所述的氟酸之外的一需要酸成分,例如,諸如鹽酸、硝酸或硫酸等,這是作為玻璃蝕刻組合物之相關技術中所公知的。
用於由包括氟酸的蝕刻劑蝕刻切割平面的時間並沒有特別的限制,但該蝕刻可以在提高強化玻璃的強度而不會過度蝕刻切割平面的條件下的例如30秒至10分鐘的範圍內進行。
蝕刻期間的包括氟酸的該蝕刻劑的溫度並沒有特別的限制,但蝕刻優選地在例如20至50℃範圍內進行。當蝕刻溫度低於20℃時,處理時間可能會增加,並且未滿蝕刻(under etch)可能發生,而蝕刻溫度超過50℃時,處理時間被降低,但蝕刻是不均勻地進展。
包括氟酸的該蝕刻劑可以通過現有技術中已知的任何方法施加於切割平面,該方法如注入蝕刻劑到切割平面、將切割平面浸沒於蝕刻劑中或類似。
此後,提出了優選的實施例來更具體地描述本發明。但是,下列範例僅用於說明本發明,並且本領域的技術人士將顯然理解在本發明的範疇和精神內的各種變化和修改是可能的。這些變化和修改都適當地包括在所附的申請專利範圍書中。
範例1~5和比較範例1~4
保護樹脂膜形成在強化玻璃(加強層深度:20至25μm,維氏硬度:649kgf/mm2,楊氏模量:71.5GPA)的表面上,然後強化玻璃藉由下面的表1中示出的條件的雷射束照射之而切割。然後,觀察到強化玻璃是否被切割和其結果示於下表1。
參照上述表1,可以看出在處理是根據本發明的切割方法的條件進行之實施例1~5中,強化玻璃的切割是可能的,同時顯示碎屑尺寸(chipping size)為50微米或更小。
然而,在本發明的條件外的比較範例中,強化玻璃的切割是不可能的或強化玻璃在切割過程中破碎。此外,即使切割是可能的,碎屑尺寸是大大地增加。
範例6~11和比較範例5~12
保護樹脂膜形成在強化玻璃(加強層深度:20至25μm,維氏硬度:649kgf/mm2,楊氏模量:71.5GPa,退火點:613℃,軟化點:852℃,蒸發點:超過1700℃)的表面上,然後強化玻璃藉由下面的表2中示出的條件的雷射束照射之而切割。接著,傾斜平面是藉由在下述表2中所示的條件下在常溫將圓錐形熱源在平行於切割平面的方向上接觸到強化玻璃的切割平面的邊緣部而形成。是否去角是可以或不可以並且伸長率進行測量,其結果示於表2中。伸長率是以50個強化玻璃或以上的平均值來決定。
伸長率是能夠評估強化玻璃的強度的指標,並且是以下方式測量,該方式是兩個分離的支撐跨度(span)配置在從強化玻璃窗口基板下方的中心的兩相反側處,同時一負載藉由位於基板的中心上部分上的上跨度而被施加到一窗口基板的上部分,在上跨度接觸窗口基板之一點和窗口基板破裂之一點(十字位移)之間的距離被測量,以便根據下面的公式1來計算伸長率。
[公式1]
伸長率(%)=(6T δ)/s2
(式中,T表示窗口基板的厚度(mm),δ表示十字位移(mm),並且s表示支撐跨度(mm)之間的距離。
參照上述表2,可以看出,根據本發明的去角方法的條件來進行之範例6到10的所有的強化玻璃是表示0.4%以上的高伸長率。
參照圖6,其示出了實施例6的切割平面,可以看出,該去角是均勻地進行在切割平面上。
在實施例11的情況下,由於該去角是由具有退火點或以上但小於軟化點的溫度的熱源進行,切割平面的部分以條帶形狀來剝離,以及它們的部分是以除了條帶形狀之外的形狀剝離,並由此形成如圖8中所示的
切割平面。
然而,傾斜平面未形成於比較範例中的強化玻璃上,比較範例是在本發明的條件外,並且其延伸率也低於0.4%。
範例12~16
保護樹脂膜形成在強化玻璃(加強層深度:20至25μm,維氏硬度:649kgf/mm2,楊氏模量:71.5GPa,退火點:613℃,軟化點:852℃,蒸發點:超過1700℃)的表面上,然後強化玻璃藉由下面的表3中示出的條件的雷射束照射之而切割。接著,傾斜平面是藉由在下述表3中所示的條件下在常溫將圓錐形熱源接觸到強化玻璃的切割平面的邊緣部而形成,所述切割平面通過研磨輪研磨以加強切割平面,然後測量伸長率。在藉由研磨加強之後的所述強化玻璃的測得的伸長率示於下表3中。此處,伸長率是以50個強化玻璃或以上的平均值來決定。
參照表3,可以看出,如果該切割平面是使用具有5μm或更小的尺寸的磨料顆粒所形成的研磨輪研磨,伸長率在範例中更增加。然而,
伸長率的增加在相對於其他實施例的超出本發明的優選範圍的實施例15和16中並不大。
範例17~24
保護樹脂膜形成在強化玻璃(加強層深度:20至25μm,維氏硬度:649kgf/mm2,楊氏模量:71.5GPa,退火點:613℃,軟化點:852℃,蒸發點:超過1700℃)的表面上,然後強化玻璃藉由下面的表4中示出的條件的雷射束照射之而切割。接著,傾斜平面是藉由在下述表4中所示的條件下在常溫將圓錐形熱源接觸到強化玻璃的切割平面的邊緣部而形成,並且切割平面使用氟酸(HF)溶液進行蝕刻以加強切割平面。
在藉由蝕刻加強之後的所述強化玻璃的測得的伸長率示於下表4中。此處,伸長率是以50個強化玻璃或以上的平均值來決定。
參照表4,可以看出的是,當切割平面是通過使用包括氟酸的蝕刻劑蝕刻來加強時,延伸率在範例中更增加。但是,伸長率的增加在
相對於其他範例的超出蝕刻時間和蝕刻溫度的本發明的優選範圍的範例中並不大。作為參考,可以看出的是,當蝕刻時間為10分鐘或以上時,發展為過度蝕刻。
Claims (12)
- 一種切割和去角一強化玻璃的方法,包括:藉由以具有1ps到20ps的脈衝寬度和4W到75W的輸出的紅外線雷射束照射所述強化玻璃以切割所述強化玻璃,其中所述強化玻璃具有600至700kgf/mm2的維氏硬度;以及藉由將具有退火點或以上但小於所述強化玻璃的蒸發點的溫度的一熱源以0.001到2.5mm2的面積接觸一切割平面,然後以5到300mm/sec的速度移動所述熱源,以去角所述強化玻璃的所述切割平面,其中所述去角是藉由通過在所述切割平面中產生的熱應力而將來自接觸所述熱源的一部分之所述切割平面的邊緣部分切下到預定的深度來進行。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中所述熱源進入與所述強化玻璃的所述切割平面以0.001到1mm2的接觸面積之點接觸或線接觸。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中所述熱源進入與所述強化玻璃的所述切割平面以0.01到2.5mm2的接觸面積之面接觸。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中所述熱源的溫度是在軟化點或以上但小於所述強化玻璃的蒸發點之範圍內。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中所述雷射束具有800至1100奈米的波長。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中一保護樹脂膜是在所述切割處理之前形成在所述強化玻璃的至少一個表面上。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中在室溫下進行所述去角。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,其中所述切割平面的上和下邊緣部分是藉由接觸所述熱源而傾斜地處理。
- 根據申請專利範圍第8項的方法,其中所述處理是藉由將所述熱源接觸到所述切割平面的所述上和下邊緣部分來進行。
- 根據申請專利範圍第8項的方法,其中所述處理是藉由將所述熱源接觸到所述切割平面的所述上和下邊緣部分以及然後將所述熱源在與所述切割平面平行的方向上接觸到所述切割平面來進行。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,進一步包括在接觸所述熱源後,藉由將一旋轉拋光輪接觸於所述切割平面來研磨所述切割平面。
- 根據申請專利範圍第1項的方法,進一步包括在接觸所述熱源後,藉由施加包括氟酸(HF)的蝕刻劑組合物於所述切割平面來蝕刻所述切割平面。
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