CN102372448B - 玻璃强化方法及应用其的玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种玻璃强化方法及应用其的玻璃。该玻璃强化方法包括以下步骤。首先，提供玻璃基板，玻璃基板具有相对应之第一面与第二面。接着，形成阻隔膜于第一面与第二面中至少一者。然后，将形成有阻隔膜的玻璃基板浸入强化溶液内。其中，强化溶液包括第一离子，阻隔膜限制第一离子通过阻隔膜进入玻璃基板内的数量。

Description

玻璃强化方法及应用其的玻璃

技术领域

本发明是有关于一种玻璃强化方法及应用其的玻璃，且特别是有关于一种可控制玻璃翘曲量的玻璃强化方法及应用其的玻璃。

背景技术

目前玻璃基板有多种制法，其中一种例如是浮法制法。在浮法制法中，将呈熔融状态的玻璃溶液置于锡溶液上，玻璃溶液的一面与锡溶液接触，玻璃溶液的另一面暴露在空气中，呈熔融状态在冷却凝固后形成固态的玻璃基板。玻璃基板制作完成后多会进行强化制作工艺。以离子交换的强化方式来说，是将玻璃基板浸于硝酸钾溶液中，玻璃基板内的钠离子与硝酸钾溶液中钾离子进行扩散反应，尺寸较大的钾离子进入玻璃内取代尺寸较小的钠离子的位置，使玻璃基板的晶格组织改变而达到强化效果。

然而，请参照图1(现有技术)，其绘示传统玻璃基板强化后的剖视图。玻璃基板12的第一面16为与锡溶液接触的表面，因此第一面106所聚集的锡粒子的数量较多。在进行玻璃基板强化的过程中，由于第一面16具有较多锡粒子的阻碍，使硝酸钾溶液内的钾离子进入到第一面16的数量较少，导致进入玻璃基板12的第一面16的钾离子的数量与进入玻璃基板12的第二面18的钾离子的数量相差过大，使得玻璃基板12的第一面16与第二面18的内应力不一，因此导致玻璃基板12弯曲，如图1所示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃强化方法及应用其的玻璃，通过设置一阻隔膜于玻璃基板，可限制溶液内的离子进入玻璃基板的数量，用以控制玻璃基板的弯曲程度。

根据本发明的一方面，提出一种玻璃强化方法。玻璃强化方法包括以下步骤。提供一玻璃基板，玻璃基板具有相对应的一第一面与一第二面；形成一阻隔膜于第一面与第二面中至少一者；以及，将玻璃基板与阻隔膜浸入一强化溶液，强化溶液包括第一离子。其中，玻璃基板与阻隔膜浸入于强化溶液内时，阻隔膜限制第一离子通过阻隔膜进入玻璃基板内的数量。

根据本发明的另一方面，提出一种玻璃，其浸入一强化溶液强化而成，强化溶液包括第一离子。玻璃包括一玻璃基板及一阻隔膜。玻璃基板具有相对应之一第一面与一第二面。阻隔膜设于第一面与第二面中至少一者，阻隔膜用以限制第一离子通过阻隔膜进入玻璃基板内的数量。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1(现有技术)为现有玻璃基板强化后的剖视图；

图2为本发明第一实施例的玻璃强化方法的流程图；

图3A至图3B为本发明第一实施例的玻璃强化的制造示意图；

图4为图3B中往方向V1观看到的玻璃的上视图；

图5为本发明其它实施例的玻璃的上视图；

图6为本发明另一实施例的玻璃的上视图；

图7为本发明第二实施例的玻璃的剖视图。

主要元件符号说明

100、200：玻璃

12、102、202：玻璃基板

16、106、206：第一面

18、108、208：第二面

104、110、112、204：阻隔膜

S102-S106：步骤

V1：方向

具体实施方式

第一实施例

请同时参照图2及图3A至图3B，图2绘示本发明第一实施例的玻璃强化方法的流程图，图3A至图3B绘示本发明第一实施例的玻璃强化的制造示意图。

在步骤S102中，如图3A所示，提供玻璃基板102。玻璃基板102可以是浮法玻璃(float glass)，其应用浮法制作工艺制作而成。然此非用以限制本发明，玻璃基板102也可应用其它玻璃制法制成。

玻璃基板102具有相对应的第一面106与第二面108。第一面106为浮法制作工艺中与溶液接触的表面，此处的溶液例如是锡溶液，而第二面108为与空气接触的表面。玻璃基板102经由浮法制作工艺制作完成后，第一面106所聚集的锡粒子的数量较多。

接着，在步骤S104中，如图3B所示，形成阻隔膜104于玻璃基板102的整个第二面108以形成玻璃100。然此非用以限制本发明，阻隔膜104也可形成于玻璃基板102的第一面106。阻隔膜104形成于玻璃基板102的方式可以采用贴附、涂布、电镀或其它方式。

然后，在步骤S106中，可应用例如是离子交换的方式，将含有阻隔膜104的玻璃100浸入一强化溶液(未绘示)中，以强化玻璃100。强化溶液具有数个第一离子，若强化溶液以硝酸钾为例，则第一离子为钾离子。玻璃基板102内具有第二离子，例如是钠离子。玻璃100与强化溶液间将通过扩散产生离子置换反应，尺寸较大的钾离子进入玻璃基板102内取代尺寸较小的钠离子的位置而达到强化玻璃基板的效果。此处的尺寸是指离子半径或原子半径。

此外，若应用其它玻璃制法或以其它玻璃原料制成的玻璃基板，玻璃基板内的第二离子及强化溶液内的第一离子可以是其它种类的离子。例如，当玻璃基板包括锂离子时，所搭配的强化溶液中的第一离子可以是尺寸大于锂离子的钠离子。

通过阻隔膜104的形成，可限制该强化溶液内的钾离子通过阻隔膜104进入玻璃基板102内的数量，使进入第二面108的钾离子的数目与进入第一面106的钾离子的数目的差异不会太大。进一步地说，通过平衡第一面106与第二面108的离子交换速率，玻璃基板102的第一面106与第二面108所聚集的钾离子的数量接近，使第一面106与第二面108的内应力相近。如此一来，玻璃100产生弯曲量甚小，甚至不会产生弯曲。亦即，本实施例中玻璃100的平面度甚佳，可使玻璃100成为平板强化玻璃。

应用本实施例的玻璃强化方法可大幅改善薄型玻璃的弯曲问题。此处的薄型玻璃例如是厚度介于约0.1毫米(mm)至0.55mm之间的玻璃基板。薄型玻璃在强化过程中相当容易因厚度甚薄而发生严重的弯曲。然而，应用本实施例的强化方法可大幅降低薄型玻璃的弯曲量，提高薄型玻璃的平面度。当然，本技术领域的通常知识者应当了解，本实施例的玻璃强化方法并不受限玻璃基板的厚度。

上述的阻隔膜104的材质可以是金属膜、二氧化硅(S_iO₂)膜、二氧化钛(T_iO₂)膜、五氧化二钽(Ta₂O₅)膜或五氧化二铌(Nb₂O₅)膜等。

此外，阻隔膜104的折射率可以高于玻璃基板102的折射率。举例来说，可采用折射率高于玻璃基板102的二氧化钛膜、五氧化二钽膜或五氧化二铌膜来作为阻隔膜104的材质，由此可提高玻璃基板102的反射率，然此非用以限制本发明。在一实施态样中，阻隔膜104的折射率也可低于玻璃基板102。例如，可采用折射率低于玻璃基板102的二氧化硅膜来作为阻隔膜104的材质，由此可提高玻璃基板102的穿透率。

阻隔膜104的膜厚大致上介于1纳米(nm)至100nm之间。由于阻隔膜104的膜厚甚薄，故影响玻璃基板102的光学特性系有限，甚至是不会影响玻璃基板102的光学特性。

此外，阻隔膜104的耐热温度需较高于强化制作工艺中的操作温度。进一步地说，阻隔膜104的耐热温度例如是400℃，其高于该强化溶液的温度，可避免阻隔膜104因承受过高的温度而破坏。然而上述的温度值并非用以限制本发明，只要阻隔膜104在强化过程中不会破坏即可，本实施例对阻隔膜104的耐热温度并不作任何限制。

阻隔膜104的材质可以是透明材质或不透明材质。例如，当玻璃100应用于显示装置时，阻隔膜104的材质可以是透明材质。在实务应用上，对阻隔膜104透光性的选用可视玻璃100的用途而定，本实施例并不作任何限制。

此外，请参照图4，其绘示图3B中往方向V1观看到的玻璃的上视图。本实施例的阻隔膜104布满整个第二面108。然此非用以限制本发明，在其它实施态样中，请参照图5，其绘示本发明其它实施例的玻璃的上视图，阻隔膜110呈矩形，其形成于玻璃基板102的第二面108的中央区域；或者，阻隔膜110也可呈任意形状而形成于第二面108的任意区域。在另一实施态样中，请参照图6，其绘示本发明另一实施例的玻璃的上视图，数片阻隔膜112可分离地形成于第二面108的任意区域。

在其它实施态样中，阻隔膜也可同时形成于玻璃基板102的第一面106与第二面108上。形成在玻璃基板102的第一面106上的阻隔膜相似于形成在第二面108上的阻隔膜104，在此不再重复赘述。

综上所述，本实施例的阻隔膜在外形、数目及形成位置上具有多种型态，也就是说，本实施例对形成于玻璃基板102的第二面108上或同时形成于玻璃基板102的第一面106与第二面108上的阻隔膜的外形、数目及形成位置并不作任何限制。

第二实施例

请参照图7，其绘示依照本发明第二实施例的玻璃的剖视图。第二实施例与第一实施例不同之处在于，第二实施例的阻隔膜204可仅形成于玻璃基板202的第一面206。

玻璃200包括玻璃基板202及阻隔膜204。玻璃基板202具有相对应的第一面206与第二面208。玻璃基板202、第一面206及第二面208分别相似于第一实施例的玻璃基板102、第一面106及第二面108，在此不再重复赘述。

在本实施例中，阻隔膜204可形成于第一面206。由于第一面206本来就聚集较多的锡粒子，再加上阻隔膜204的阻隔，使进入第一面206的钾离子的数目大幅减少。如此一来，进入第二面208的钾离子的数目与进入第一面206的钾离子的数目的差异甚大，玻璃基板202的第一面206与第二面208的内应力的差异因此扩大，导致玻璃基板202产生幅度较大的弯曲量。

玻璃200在应用上可作为防护玻璃罩(Cover Glass)的玻璃基材。此处的防护玻璃罩指的是组装于液晶显示面板以作为保护液晶显示面板的元件。一般来说，防护玻璃罩与液晶显示面板相距一适当间距以避免防护玻璃罩接触到液晶显示面板。然而，由于防护玻璃罩上贴附有抗反射(Anti-Reflection)膜，其在吸附环境中的水气后会变形弯曲而强迫防护玻璃罩弯曲。弯曲的防护玻璃罩在接触到液晶显示面板后会因为光学干涉情形而产生牛顿环(Newton ring)，导致显示品质不佳。上述的抗反射膜例如是TAC抗反射膜。

不过，若以本实施例的玻璃200作为防护玻璃罩的玻璃基材，由于玻璃200本身的弯曲幅度(例如是往图7的上方的突出幅度)较大，可提供足够大的弯曲裕度。详细地说，当贴附于玻璃200上的TAC抗反射膜(未绘示)因膨胀而迫使玻璃200往图7的下方突出时，弯曲幅度较大的玻璃200正好提供足够的弯曲裕度，可避免玻璃200过分地往图7的下方突出而接触到液晶显示面板。

本发明上述实施例所揭露的玻璃强化方法及应用其的玻璃，通过设置阻隔膜于玻璃基板上，可限制强化溶液内的第一离子进入到玻璃基板内部的数量，亦即，通过控制离子交换的速率，来控制玻璃基板的平面度或弯曲幅度。

综上所述，虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种玻璃强化方法，依序包括：

提供一浮法制作的玻璃基板，该玻璃基板具有相对的第一面与第二面，该第一面为与锡溶液接触的表面，而该第二面为与空气接触的表面；

形成一阻隔膜于该第二面；以及

将形成有该阻隔膜之该玻璃基板浸入一强化溶液，其中，该强化溶液包括多个第一离子，该阻隔膜限制该些第一离子通过该阻隔膜进入该玻璃基板内的数量，使进入该第二面的该第一离子的数目与进入该第一面的该第一离子的数目相近，该玻璃基板的该第一面与该第二面所聚集的该第一离子的数量相近，以控制该玻璃基板的平面度或弯曲幅度。

2.如权利要求1所述的玻璃强化方法，其中该阻隔膜为金属膜、二氧化硅(S_iO₂)膜、二氧化钛(T_iO₂)膜、五氧化二钽(Ta₂O₅)膜或五氧化二铌(Nb₂O₅)膜。

3.如权利要求1所述的玻璃强化方法，其中该阻隔膜的膜厚介于1纳米(nm)至100纳米(nm)之间。

4.如权利要求1所述的玻璃强化方法，其中该玻璃基板的组成包括多个第二离子，各该些第一离子的大小大于各该些第二离子的大小。

5.一种由上述权利要求1-4其中之一所述方法而制成的玻璃，包括：

玻璃基板，具有相对应的第一面与第二面，其中第一面相较于第二面聚集有较多的锡粒子；以及

阻隔膜，设于该第二面，该阻隔膜用以限制该些第一离子通过该阻隔膜进入该玻璃基板内的数量。

6.如权利要求5所述的玻璃，其中该阻隔膜为金属膜、二氧化硅膜、二氧化钛膜、五氧化二钽膜或五氧化二铌膜。

7.如权利要求6所述的玻璃，其中该阻隔膜的膜厚介于1nm至100nm之间。

8.如权利要求5所述的玻璃，其中该阻隔膜的耐热温度高于该强化溶液的温度。

9.如权利要求5所述的玻璃，其中该玻璃基板的组成包括多个第二离子，各该些第一离子的大小大于各该些第二离子的大小。

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