TWI673240B - 具有弧面結構之玻璃及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種具有弧面結構之玻璃製備一玻璃基材，係在一玻璃基材的第一表面及第二表面分別形成一第一強化層及一第二強化層。該第一強化層與該第二強化層，在該第一強化層與該玻璃基材之間形成一第一預應力，而在該第二強化層與該玻璃基材之間形成一第二預應力。其中，該第二強化層在蝕刻移除後，由該玻璃基材與該第一強化層間的該第一預應力使該玻璃基材形成一凹弧面。

Description

具有弧面結構之玻璃及其製造方法

本發明係關係於一種玻璃的製造技術，特別是一種具有弧面結構之玻璃及其製造方法。

查在建築、電腦、交通、或生活用具等各個領域，都會使用到玻璃。特別是在目前行動通訊、可攜式電子設備中，已普遍使用玻璃面板或觸控面板作為人機操作界面，以提供較為簡便且直覺式的操作模式。一般的玻璃很容易碎裂，於是業者乃研發出各種強化玻璃的材料。

再者，隨著消費市場上對於可攜式電子裝置的外觀亦有要求造型時尚、顯示幕曲度造型、重量更輕、厚度更薄之各項需求。例如以目前正流行使用的手戴式電子裝置而言，其玻璃鏡面或觸控面板最好能因應使用者手腕的曲度，以提昇產品價值及便於操作。

如何製作出具有曲度造型或弧面結構的顯示幕或玻璃產品，雖然已有先前技術，但這些技術仍存在許多缺點及受到製程技術方面的很大限制。

例如，傳統製程技術中由於是採用加熱、壓模的製程，故製作出的具有弧面結構之玻璃，會受到壓模治具的限制，而無法製造出具有精確弧面曲度、容易調控厚度的玻璃產品。再者，傳統製製作具有弧面結構之玻璃時，一般都須將大片玻璃預先切割出符合最終產品需求的複數小片玻璃，再針對每一個小片玻璃進行強化處理，故在製程尺寸方面受到很大的限制，而無法提昇產製效能。

因此，如何製作出具有曲度造型或弧面結構的顯示幕或玻璃產品，仍是從事此行業相關業者所亟欲研發改進之課題。

鑑於習知技術的需求，本發明的目的即是提供一種具有弧面結構之玻璃，期能利用可簡易精確調控的製程製作出具有弧面結構之玻璃。

本發明所採用之技術手段係在一含硼玻璃基材的表面加熱及降溫處理後，在該玻璃基材的該第一表面及第二表面分別形成一第一強化層及一第二強化層，而在該第一強化層與該玻璃基材之間形成一第一預應力，而在該第二強化層與該玻璃基材之間形成一第二預應力。之後，在該玻璃基材的該第一表面貼附一抗蝕層，而對第二表面進行蝕刻，以釋放該玻璃基材與該第二強化層間的第二預應力，而保留該玻璃基材與該第一強化層間的第一預應力。藉由該玻璃基材與該第一強化層間的第一預應力，而使該玻璃基材形成一凹弧面。

本發明另一實施例中，係在一含有鈉離子的鈉鹼玻璃基材或矽酸鹽玻璃之玻璃基材的表面加熱及降溫處理後，在該玻璃基材的該第一表面及第二表面分別形成一第一強化層及一第二強化層，而在該第一強化層與該玻璃基材之間形成一第一預應力，而在該第二強化層與該玻璃基材之間形成一第二預應力。之後，在該玻璃基材的該第一表面貼附一抗蝕層，而對第二表面進行蝕刻，以釋放該玻璃基材與該第二強化層間的第二預應力，而保留該玻璃基材與該第一強化層間的第一預應力。藉由該玻璃基材與該第一強化層間的第一預應力，而使該玻璃基材形成一凹弧面。

在效果方面，經由本發明製程技術所製作出的具有弧面結構之玻璃，可不受傳統壓模治具精度的限制，故可製造出具有精確弧面曲度的玻璃產品。本發明的具有弧面結構之玻璃，其厚度可很容易經由溫度控制製程中的玻璃表面強化時間、蝕刻時間受到控制。再者，本發明在製作具有弧面曲度的玻璃時可直接以大片玻璃進行強化處理，再切割出符合最終產品需求的複數小片玻璃，故可有效提昇產製效能

本發明所採用的具體技術，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

1‧‧‧玻璃基材

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

21‧‧‧第一強化層

22‧‧‧第二強化層

3‧‧‧抗蝕層

4‧‧‧凹弧面

5‧‧‧玻璃基材

51‧‧‧第一表面

52‧‧‧第二表面

6‧‧‧離子孔洞

71‧‧‧第一強化層

72‧‧‧第二強化層

8‧‧‧抗蝕層

9‧‧‧凹弧面

W‧‧‧硝酸鉀溶液

Na+‧‧‧鈉離子

K+‧‧‧鉀離子

圖1顯示本發明第一實施例的製造流程圖。

圖2A~2E顯示配合圖1所示第一實施例製造步驟的結構示意圖。

圖3顯示本發明第二實施例的製造流程圖。

圖4A~4H顯示配合圖3所示第二實施例製造步驟的結構示意圖。

同時參閱圖1及圖2A~2E所示，其中圖1顯示本發明第一實施例的製造流程圖，而圖2A~2E顯示配合圖1所示第一實施例製造步驟的結構示意圖。首先，步驟101中，係製備一玻璃基材1，該玻璃基材1具有一第一表面11及一第二表面12。本實施例中的玻璃基材1係一含硼玻璃基材。

步驟102中，在玻璃基材1的第一表面11及第二表面12進行熱處理加熱至攝氏600-700度。

步驟103中，將玻璃基材1降溫，使玻璃基材1的第一表面11及第二表面12因降溫而分別形成一第一強化層21及一第二強化層22(如圖2B所示)。該第一強化層11及該第二強化層12的厚度係分別介於3-50μm之間，該厚度可由熱處理的溫度及時間而予以控制。此時，第一強化層21與玻璃基材1之間形成一第一預應力，而在第二強化層22與玻璃基材1之間形成一第二預應力。

步驟104中，在玻璃基材1的第一表面11貼附一抗蝕層3(如圖2C所示)，而曝露出玻璃基材1的第二表面12。

步驟105中，對玻璃基材1的第二表面12進行蝕刻，以釋放玻璃基材1與第二強化層22間的第二預應力，而保留玻璃基材1與第一強化層21間的第一預應力。

步驟106中，藉由玻璃基材1與第一強化層21間的第一預應力，而使玻璃基材1形成一凹弧面4(如圖2D所示)。

步驟107中，將抗蝕層3由該玻璃基材1的該第一表面11予以移除(如圖2E所示)。

由以上的製造步驟所製成的玻璃結構，係在玻璃基材1的第一表面11形成一第一強化層21，而在玻璃基材1的第二表面12形成一第二強化層22。其中，該第一強化層21與該第二強化層22之形成係將該玻璃基材1以熱處理加熱至攝氏600-700度後予以降溫，在該第一強化層21與該玻璃基材1之間形成一第一預應力，而在該第二強化層22與該玻璃基材1之間形成一第二預應力。其中，該第二強化層22在蝕刻移除後，由該玻璃基材1與該第一強化層21間的該第一預應力使該玻璃基材1形成一凹弧面4(如圖2E所示)。

同時參閱圖3及圖4A~4H所示，其中圖3顯示本發明第二實施例的製造流程圖，而圖4A~4H顯示配合圖3所示第二實施例製造步驟的結構示意圖。首先，步驟201中，係製備一玻璃基材5，該玻璃基材5具有一第一表面51及一第二表面52。本實施例中的玻璃基材5係一含有鈉離子Na+的鈉鹼玻璃基材或矽酸鹽玻璃之一。

步驟202中，製備一玻璃基材5，具有一第一表面51及一第二表面52，其中玻璃基材5係一含有鈉離子Na+的鈉鹼玻璃基材或矽酸鹽玻璃之一(如圖4A所示)。

步驟202中，在玻璃基材5的第一表面51及第二表面52以含有鉀離子K+的硝酸鉀溶液W進行浸置處理(如圖4B所示)。

步驟203中，同時對玻璃基材5的第一表面51及第二表面52進行熱處理加熱至攝氏400-500度，使玻璃基材5的第一表面51及第二表面52的鈉離子Na+脫離而留下複數個離子孔洞6(如圖4C所示)，並由硝酸鉀溶液W中的鉀離子K+取代填補至離子孔洞6中(如圖4D所示)。

步驟204中，將玻璃基材5降溫，使玻璃基材5的第一表面51及第二表面52因降溫而分別形成一第一強化層71及一第二強化層72(如圖4E所示)，而在第一強化層71與玻璃基材5之間形成一第一預應力，而在第二強化層72與玻璃基材5之間形成一第二預應力。

步驟205中，在玻璃基材5的第一表面51貼附一抗蝕層8，而曝露出玻璃基材5的第二表面52(如圖4F所示)。

步驟206中，對玻璃基材5的第二表面52進行蝕刻，以釋放玻璃基材5與第二強化層72間的第二預應力，而保留玻璃基材5與第一強化層71間的第一預應力。

步驟207中，藉由玻璃基材5與第一強化層71間的第一預應力，而使玻璃基材5形成一凹弧面9(如圖4G所示)。

步驟208中，將抗蝕層8由該玻璃基材5的該第一表面51予以移除(如圖4H所示)。

由以上的製造步驟所製成的玻璃結構，係在玻璃基材5的第一表面51形成一第一強化層71，而在玻璃基材5的第二表面52形成一第二強化層72。其中，該第一強化層71與該第二強化層72之形成係將該玻璃基材5以含有鉀離子K+的硝酸鉀溶液進行浸置處理並同時進行熱處理加熱至攝氏400-500度，使該玻璃基材5的該第一表面51及該第二表面52的該鈉離子Na+脫離而留下複數個離子孔洞6，並由該硝酸鉀溶液中的該鉀離子K+取代填補至該離子孔洞6中，之後再將該玻璃基材5降溫，使該玻璃基材5的該第一表面51及第二表面52因降溫而分別形成一第一強化層71及一第二強化層72，而在該第一強化層71與該玻璃基材5之間形成一第一預應力，而在該第二強化層72與該玻璃基材5之間形成一第二預應力。其中，該第二強化層72在蝕刻移除後，由該玻璃基材5與該第一強化層71間的該第一預應力使該玻璃基材5形成一凹弧面9。

以上所舉實施例僅係用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

Claims (5)

1. 一種具有弧面結構之玻璃，包括：一玻璃基材，具有一第一表面及一第二表面，其中該玻璃基材係一含有鈉離子的鈉鹼玻璃基材或矽酸鹽玻璃之一；一第一強化層，形成在該玻璃基材的該第一表面；一第二強化層，形成在該玻璃基材的該第二表面；其中，該第一強化層與該第二強化層之形成係將該玻璃基材以含有鉀離子的硝酸鉀溶液進行浸置處理並同時進行熱處理加熱至攝氏400-500度，使該玻璃基材的該第一表面及該第二表面的該鈉離子脫離而留下複數個離子孔洞，並由該硝酸鉀溶液中的該鉀離子取代填補至該離子孔洞中，之後再將該玻璃基材降溫，使該玻璃基材的該第一表面及第二表面因降溫而分別形成一第一強化層及一第二強化層，而在該第一強化層與該玻璃基材之間形成一第一預應力，而在該第二強化層與該玻璃基材之間形成一第二預應力；其中，該第二強化層在蝕刻移除後，由該玻璃基材與該第一強化層間的該第一預應力使該玻璃基材形成一凹弧面。
2. 如申請專利範圍第1項之具有弧面結構之玻璃，其中該第一強化層的厚度係介於3-50μm之間。
3. 一種具有弧面結構之玻璃之製造方法，包括下列步驟：(a)製備一玻璃基材，具有一第一表面及一第二表面，其中該玻璃基材係一含有鈉離子的鈉鹼玻璃基材或矽酸鹽玻璃之一；(b)在該玻璃基材的該第一表面及該第二表面以含有鉀離子的硝酸鉀溶液進行浸置處理；(c)同時對該玻璃基材的該第一表面及該第二表面進行熱處理加熱至攝氏400-500度，使該玻璃基材的該第一表面及該第二表面的該鈉離子脫離而 留下複數個離子孔洞，並由該硝酸鉀溶液中的該鉀離子取代填補至該離子孔洞中；(d)將該玻璃基材降溫，使該玻璃基材的該第一表面及第二表面因降溫而分別形成一第一強化層及一第二強化層，而在該第一強化層與該玻璃基材之間形成一第一預應力，而在該第二強化層與該玻璃基材之間形成一第二預應力；(e)在該玻璃基材的該第一表面貼附一抗蝕層，而曝露出該玻璃基材的該第二表面；(f)對該玻璃基材的該第二表面進行蝕刻，以釋放該玻璃基材與該第二強化層間的第二預應力，而保留該玻璃基材與該第一強化層間的第一預應力；(g)藉由該玻璃基材與該第一強化層間的第一預應力，而使該玻璃基材形成一凹弧面。
4. 如申請專利範圍第3項之具有弧面結構之玻璃之製造方法，其中步驟(f)之後，更包括將該抗蝕層由該玻璃基材的該第一表面予以移除的步驟。
5. 如申請專利範圍第3項之具有弧面結構之玻璃之製造方法，其中步驟(c)中，該第一強化層及該第二強化層的厚度係分別介於3-50μm之間。