TW201223895A - Method of strengthening edge of glass article - Google Patents
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Description
201223895 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本揭示是關於強化玻璃物件邊緣的方法。尤其,本揭示是 關於藉由減少物件邊緣上裂隙的數量和大小,以強化玻璃 物件邊緣的方法。更進一步,本揭示是關於保護玻璃物件 主表面,一方面強化邊緣的方法。 [先前技術] [0002] 酸餘刻或強化已被廣為用來修正表面裂隙的形狀和大小 〇 &增加玻璃表面的強度,—般施加在玻璃物件的所有表面 ’尤其是未經別種方法強化的那些物件。在酸姓刻處理這 些表面之後,可能引起會導致強度減少的裂隙。由於不均 勻的蚀刻,以及姓刻處理過程移除材料時造成的部分厚产 改變,關平坦玻璃物件的所有玻璃表面有可能導致光^ 扭曲。
Luuuaj 〇 在平薄的玻璃物件中可觀察到的光學扭曲,可能源自农 分厚度變動。這種扭曲可能起因於不均句擴散b的有# 邊,或玻璃本身或姓刻劑中不均勾的雜質。餘刻處㈣ 的表面粗糙也可能降低平坦表面的光學清晰度這以湛 度或擴散散射來表示。很多應用必須嚴謹要求部分厚 。然而,整個部分的酸蝕刻會減少 刀‘ _ β 、 刀厚度,必須在蝕 後進行厚度補償,以符合所需的容限要求。 【發明内容】 [0004]本揭示是關於強化玻璃物件邊緣的方法 β 此方法強化邊緣的玻璃物件。此方法維持提供具有 的光學清晰度,和/或保護沉積在表面上的層或表 10012879#單編號 Α0101 第3頁/共47頁 1013019392-0 201223895 加含有聚合物或聚合物樹脂的保護塗層或膜到玻璃物件 的至少一個表面。表面可以是融化衍生的或拋光的,除此 之外,也可以是化學或熱強化的。邊緣以蝕刻劑蝕刻,以 減少邊緣上裂隙的大小和數量,因而強化邊緣。 [0005] 據此,本揭示之第一特點是提供強化玻璃物件邊緣的方法 。此方法的步驟包括:提供具有表面的玻璃物件;保護表 面的至少一部分;減少鄰近玻璃物件保護表面邊緣上,每 個裂隙的維度,鄰近表面的邊緣包括承受壓縮應力的第一 部分和未承受壓縮應力的第二部分,減少裂隙的維度,強 化邊緣。 [0006] 本揭示之第二特點是提供玻璃物件。玻璃物件的表面承 受壓縮應力,而鄰近表面的邊緣至少一部分未承受壓縮應 力。邊緣具有既定的輪廓,並且加以餘刻。姓刻邊緣的邊 緣強度至少250 MPa。 [0007] 這些和其他特徵 '優點和顯著特性,可從以下的詳細說明 、附圖和申請專利範圍,變得更加清晰。 【實施方式】 [0008] 在以下的敘述中,相同的參考符號代表顯示的所有圖中相 同或對應的部分。也應該要了解,除非特別註明,譬如「 頂部」、「底部」、「向外」、「向内」等類似的字都 是為了方便說明起見,不要理解成是用來加以限制的詞。 此外,當描述一個群組是包括一組元素或其組合的至少一 個時,要了解的是,此群組可包含,或是由任何個數的這 些元素所組成,是個別地或互相的組合。同樣地,當一個 群組是被描述成由一組元素或其組合的至少一個所組成 10012879^^'^^ A〇101 第4頁/共47頁 1013019392-0 201223895 [0009] Ο [0010] [0011]
時,要了解的是,此群組可由任何個數的這些元素所組成, 是個別地或互相的組合。除非特別註明,值的範圍是包括 範圍的上限和下限。除非特別註明,如這裡使用的,不定 冠詞“ a” ,“ an” 和對應的定冠詞“the” 都是指 「至少一個」或「一個或以上」。 請大致參考附圖,尤其是圖1,要了解的是,這些圖示是為 了要描述特定的實施範例,並不是想要加以限制本揭示或 申請專利範圍。圖並沒有按照比例縮放,圖的某些特徵和 視野可能在比例上或配置上顯的有些誇大,那是為了要清 楚說明起見。 本揭示提供強化玻璃物件邊緣的方法。此方法包括提 供具有表面的玻璃物件,保護表面的至少一部分,以及藉 著減少邊緣上每個裂隙的維度以強化邊緣。雖然這裡可 能只描述一個表面,但要了解的是,除非特別註明,這裡描 述的方法也可應用在一個或以上的表面。 此方法的一個實施範例圖示於圖la。在方法100的第一步 驟中,首先提供具有表面205的玻璃物件200。在平面的玻 璃片中,玻璃物件200相對的主表面205彼此相等,包括物 件所有表面的最大表面積,包括邊緣。在某實施範例,表 面205是融化衍生的表面。這種融化衍生的表面本質上( 即大部分、大多數,或相當程度)是沒有裂隙的,可藉由向 下抽拉的技術形成,譬如此項技術中已知的槽孔抽拉和熔 融抽拉處理。或者,表面205可藉由浮置處理或類似的處 理加以形成。 1001287#單編號應01 第5頁/共47頁 1013019392-0 201223895 [0012] 向下抽拉處理產生的融化衍生表面205是相當原始的。由 於玻璃表面的強度是由表面裂隙的數量和大小來控制,原 始的表面和外部元件有最少的接觸,因此有較高的起始強 度。向下抽拉的玻璃町以抽杈至小於約2 ram的厚度。此 外,向下抽拉的玻璃#常平垣,可以在最後的應用上使用 平滑的表面,而不需耗費地去研磨和抛光》 [0013] 熔融抽拉處理使用的抽拉槽有一個通道,用來接收融態玻 璃原始材料。通道頂部疋開放的,在通道兩側沿著通道的 長度有堰狀物。當通道填滿融態材料時,融態玻璃會溢流 出堰狀物。由於重力作用,融態玻璃會從抽拉槽的外表面 向下流。這些外表面朝下向内延伸,使其在抽拉槽下方的 邊緣連結在一起。兩個流動的破璃表面在這個邊緣連結 在-起,熔融形成-個流動的破璃片。炼融抽拉方法的優 點是,由於兩片玻璃薄膜流過通道熔融在一起,因此產生 纟璃片的外表面不會接觸到設傷的任何部分。因此,玻璃 片的表面性質不會受到這種接觸的影響。 [_槽孔抽拉方式㈣融抽拉方式,。在這裡提供抽拉槽 融態原始材料玻璃》抽拉槽底部開放的槽孔有噴嘴延伸 槽孔的長度。融態玻璃流經槽孔/噴嘴向下抽拉成連續 的玻璃片直到退火區。和熔融抽扱處理比起來槽孔抽拉 處理可提供較薄的玻璃片,僅從槽孔抽拉出一片破璃片, 而不疋像炼融抽拉處理,是兩片炫融在一起。 [_然而,在其他實施範例,表面2G5是拋光的表面,表層的慶 縮應力至少20〇MPa,裂隙平均大小小於1〇/zm。在這裡表 。®2G5在以譬如離子交換的化學方式或以熱回火方式強化 10012879#單編號A0101 第6頁/共47頁 1013019392-0 201223895 之前先拋光。 [0016] 在有些實施範例,玻璃物件200是,或包含驗石灰玻璃、驗 鋁矽酸鹽玻璃,或鹼鋁硼矽酸鹽玻璃。在某實施範例,鹼 銘石夕酸鹽玻璃包含氧化铭,至少一種驗金屬,而在有些實 施範例,至少50 mol%Si〇2,在其他實施範例,至少58 mol%Si〇2,又在其他實施範例,至少6〇 moUSiO,這裡 2 的比例(Al2〇3(moU) + Β2〇3(ηι〇ΐ%))/Σ 改質劑 (mol%) > 1,改質劑是鹼金屬氧化物。在特定實施範例, 〇 這種玻璃包含,或由下列組成:58-72 raol% Si〇2; 9-17 raol% Al2〇3; 2-12 mol% B2〇3; 8-16 mol%
Na2〇;和 0-4 mol % K2〇,這裡的比例(Al 〇 (m〇i%) + Β2〇3(ιηοΓ/〇)/Σ改質劑(mol%) > 1,改質劑是鹼金屬氧 化物。在有些特定實施範例,改質劑進一步包括驗土氧化 物。在另一實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃包含,或由下列組 成:6卜75 mol% Si〇2; 7-15 mol% A1 0 ; 0-12 2 3 mol% B2〇3; 9-21 mol% Na2〇; 0-4 mol% K 0; 0-7 ◎ mol% MgO;和0-3 mol% CaO。又在另一實施範例,鹼鋁 梦酸鹽玻璃基板包含,或由下列組成:60-70 mol%
Si〇2; 6-14 mol% A1 0 ; 0-15 mol% Bo0 ; 0-15 mol% Li2〇; 0-20 mol% Na 0; 0-10 mol% K 0; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO · 0-1 2, mol% Sn〇2; 0 —1 mol% Ce〇2;小於50 ppm的As2〇3•,小 於50 ppm的Sb2〇3;這裡 12 mol% Li9〇 + Na 0 + K2〇 20 mol%,而且0 mol% MgO + CaO 10 mol%。 [0017] 在有些實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃本質上不含鋰,而在其 10012879#單編號 A〇101 第7頁/共47頁 1013019392-0 201223895 諦,和鋇的 的液相線黏 他實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃本質上不含件、 至乂 種°在有些實施範例,驗銘石夕酸鹽破續 性至少135千泊。 [0018] [0019] 在有些實施範例,玻璃物件200的表面205是化學或熱強化 的。這種化學強化可藉由離子交換來達成。在這種處理匕 中,玻璃表面層的離子會被玻璃内呈現的同價或相同氧化 狀態的較大型離子取代或交換。玻璃表面層的離子和較 大型離子通常是單價的金屬陽離子,譬如,但不限定是 Li + ’ Na+,Κ+,Rb+’ Cs+,Ag+,T1 +,Cu+等等。 金屬陽離子的交換一般是在融態鹽池中執行,池中較大型 離子取代玻璃内較小型的陽離子。限制離子交換的區域 從玻璃物件200的表面2〇5延伸到表面205以下的某個深 度(深度層)。舉例而言含鹼金屬玻璃的離子交換可藉著 將玻璃浸没在至少—種融態鹽池中而達成,所包含的鹽嬖 如,但不限定是硝酸鹽、硫酸鹽,以及較大型鹼金屬離子 的氣化物。這種融態鹽池的溫度一般從約380QC到約450 eC的範圍,浸没時間範圍可高達16小時。然而,也可以使 用和這裡描述不同的溫度和浸没時間。以較大型離子取 代或交換玻璃内較小型的離子,會在從玻璃物件2〇〇的表 面205延伸到深度層的區域,產生壓縮應力。靠近表面205 的壓縮應力會提升玻璃物件200内部或中央區域的中央拉 伸力,以平衡玻璃内的力。在那些玻璃是鹼石灰玻璃的實 施*範例,壓縮應力至少500MPa,深度層至少約13//m。在 那些坡螭是鹼鋁矽酸鹽玻璃或鹼鋁硼矽酸鹽玻璃的實施 &例,壓縮應力至少600MPa,深度層至少約20/zm,而在有 10012879#單編號 A0101 第8頁/共47頁 1013019392-0 201223895 些實施範例,範圍從約20 到約35 em。 剛在有些實施範例,玻璃物件2〇〇進-步包括放在表面205上 的至v層電活性層。這種電活性層包括那些包含電介 質或導電材料(譬如銦錫氧化物、錫氧化物等)的層,使用 在觸控螢幕、面板,或顯示器的製造上。
L隱J Ο 牡乃沄的下一個步驟120,可藉著施加保護性塗層22〇 到母個表面205的至少一部份,以保護玻璃物件2〇〇的表面 了以在形成表面2 〇 5之後直接施加保護性塗層2 2 〇 s如在以這裡描述向下抽拉方法形成融化衍生的表面之 後,保護表面205(以及放置於其間的任何電活性層25〇), 使其f處理期間免於受到傷害。在其他實施範例,在強化 或者疋處理表面2〇5之後,施加保護性塗層22〇。例如在 施加保護性塗層220之前,先拋光接著強化表面2〇5。或者 ,在施加保護性塗層220之前,先在表面施加電活性層 25〇,接著以保護性塗層22〇覆蓋。 [0022] ❹ 在有些實施範例,保護性塗層22〇是聚合物塗層,可利用此 Z術已知的方式施加,包括,但不限定是噴帽、浸 矣責塗層,和旋轉塗層。這些塗層可包括施加聚合物先質到 在沉積後接著固化或供乾。在其他實施範例,施 加到表面205的保護性塗層22()是自由獨 二聚合物薄膜包括放置在薄膜-個表面上的黏著材: 聚==藉著使黏著材料和表㈣5的_部份接觸施加 膜到玻璃物件200表面邮的-部份。這種背膠 剝除的,可以從表面205移除,而不會傷 -一r或放在表 1013019392-0 201223895 。這種薄膜非限定的例子包括可從業界取得的背膠低密 度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)薄膜, 厚度範圍從約5 0 /z m到約1 0 〇以m。 [0023] 用來保遵玻璃物件表面的材料選擇是根據切割和加工(可 包括研磨、研光,和拋光的至少一種)期間保護性塗層的 勁度,保護性塗層220對於強酸的化學耐久性,以及移除保 護性塗層的容易度。可用來作為保護性塗層22〇的抗酸聚 合物塗料的非限定範例包括聚四氟乙烯(PTFE, polytetrafluoroethylene,譬如TEFLON™)、聚甲基 丙稀酸 S 旨(PMMA,polymethylmethacrylate)、高密度 聚乙稀(HDPE,high density polyethylene)、低密 度聚乙烤(L D P E,1 o w d e n s i t y ρ ο 1 y e t h y 1 e n e)、聚 氣乙烯(PVC,polyvinyl chloride)、聚曱基戊稀 (PMP,polymethyl pentene)等等。也可使用其他種 只稍微和酸反應的聚合物,而仍然保留一些功能性。這種 聚合物材料包括丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯(ABS, acrylonitrile/ butadiene/styrenes)、聚複酸酯 (PC,polycarbonates)、聚丙烯(PP, polypropylenes)、聚笨乙稀(PS,polystyrenes) 等等。保護性塗層220的厚度足以保護玻璃物件的表面 205,使其免於受到譬如酸性蝕刻劑的傷害。在有些實施 範例,保護性塗層220的厚度範圍從約5# m到約250 //m。 [0024] 在下一個步驟(圖la的130),在塗層玻璃物件210上形成 一個邊緣215。在某實施範例,塗層玻璃物件210可利用此 項技術已知的方法加以控制分割成幾個玻璃片211,212, 10012879^^^ A〇101 第10頁/共47頁 1013019392-0 201223895 譬如劃線並切割、機械切割、雷射切割等等。例如,塗層 玻璃物件210可分割成幾個玻璃片211,212,先以機械方 式或以C〇2雷射劃分,接著控制分割(即切割玻璃成所需的 形狀和大小)塗層玻璃物件210成幾個玻璃片211,212。 將塗層的玻璃物件210分割成幾個玻璃片211,212會產生 邊緣215。在有些實施範例,可使用研磨、研光,和拋光的 技術,譬如使用金屬黏合研磨輪或各種粗粒大小的黏膠, 切割或加工邊緣215,以得到具有所需邊緣形狀或輪廓的 加工邊緣217(步驟140)。邊緣輪廓的範例顯示於圖2,包 括去角的輪廓217a、圓角的(即牛鼻的)輪廓217b,和原 始形成(即劃線和切割)的輪廓217c。這種加工的邊緣 217包含切割和加工處理導致的各種形狀、大小和維度的 表面裂隙(譬如裂縫、裂痕等)。這些表面裂隙會減少加 工邊緣21 7的強度,可能導致裂縫產生。 [〇〇25]在施加保護性聚合物塗層220之後,形成的邊緣可能導致 弄髒、阻塞或搞亂加工工具的粒度。因此在有些實施範 Ο 例,在形成邊緣以產生鄰近邊緣215未塗層區域,從表面的 部分,修整或移除保護性塗層220是很有用的。 [0026]可藉著改變出現在邊緣215的裂隙形狀或減少其大小或維 度,以增加邊緣的強度。按照裂缝尖端半徑和裂縫長度的 比例,傳播裂隙或裂鏠需要能量。在下一個步驟(步驟 150),可藉著減少加工邊緣217上裂隙的維度和數目來增 加的加工邊緣217強度。在某實施範例,可藉著以餘刻劑 餘刻加工邊緣217,減少裂隙的數目。在有些實施範例,餘 刻劑包括至少一種酸《酸蝕刻微裂隙,會磨出較大的裂隙 10012879#單編號A0101 第11頁/共47頁 1013019392-0 201223895 ,因而增加起始和/或傳播裂痕所需的能量。在其他實施 範例,可使用其他已知的技術蝕刻加工邊緣217,譬如以 反應性氣體或電漿蝕刻。 [〇〇27]為了提供所需程度的邊緣強度,在特定的條件(譬如時間 餘刻劑強度、溫度)下兹刻邊緣,足以減少邊緣内出現 的裂隙數目和大小。移除這種裂隙的程度反映在蝕刻處 理期間,邊緣上形成的蝕刻斑個數和大小。在門檻濃度和 大小以下的情況,蝕刻斑個數太少也太小,由於移除、 改變不足個數的裂隙,無法產生所需的邊緣強度。相反地 ,假使蝕刻斑個數(或每單位表面積的姓刻斑密度)和大小 達到門檻值,就足以減少邊緣上裂隙個數和/或大小, 以達到所需的邊緣強度。在某實施範例蝕刻邊緣包括多 個餘刻斑。每個钱刻斑的直徑或最大橫截面維度d至少 約5 em,這裡蝕刻邊緣至少有約1〇%的蝕刻斑直徑大 於約10 //m。在有些實施範例,蝕刻邊緣在每1〇〇〇 " ra2表面積有至少5個蝕刻斑。 [0028] 圖1 la-e顯示的是邊緣形狀的姓刻處理效果,未蝕刻 邊緣放大1 000X倍的掃描電子顯微(SEM, scanning electron microscope)影像(圖lla),以及使用包含5 vol% HF + 5 voU HC1的蝕刻溶液,蝕刻時間範圍從 1分鐘到32分鐘(圖11 b-e)的邊緣影像。表格1摘要了邊 緣強度(10%Weibull)、蝕刻時間、SEM影像(88 /zra X 110 jam)中呈現的蝕刻斑個數,和蝕刻斑的平均直徑/ 最大維度。 [0029]表格 1 1013019392-0 10012879!^"卓編號A0101 第12頁/共47頁 201223895 樣本 蝕刻時間 (分鐘) 邊緣強度 (MPa) 影像中的 姓刻斑 直径(《m) 钱刻斑 /lOOO^m2 平玲 a1 0 140 _».!·_ 1 r .¾ V.: J 1丨 III a'2 0 180 V W :u 1. » - b 1 〜140 名:凝, c 8 >250 210 23 〜5 卜mi· 〜10¾ d 16 >350 140 15 〜7 e 32 >450 56 6 Γ-75%
Uoo拋光粒度 23000拋光粒度 [0030] Ο 圖11a是執行400粒度拋光邊緣的粗糙和破裂表面的SEM 影像。圖11a顯示的邊緣有多個碎片和溝槽邊緣強度是 140 MPa。由於最壞的裂隙會被磨掉,較平滑(3〇〇〇粒度; 表格1的樣本a )抛光的邊緣有較大的邊緣強度(約 MPa)。雖然是要開始蝕刻和打開裂隙,形成蝕刻斑(即蝕 刻動作/處理所形成的凹痕),但是蝕刻1分鐘(表格1的樣 本b,顯示於圖lib)對邊緣強度沒有效果。 [0031] Ο 在蝕刻8分鐘後(表格1的樣本c,顯示於圖lie),姓刻表面 包含多個14刻斑。每個餘刻斑的最大橫戴面維度d(等於 蝕刻斑的直徑)約5 /zm ±2 wm,約10%的姓刻斑直徑大 於约10 /zm。在88 //m X llO/zm的影像範圍算起來 有210個钱刻斑,密度是每1000 "m2約有23個姓刻斑 。測得的邊緣強度大於約250 MPa,大幅改善4〇〇粒度抛 光的未蝕刻邊緣強度。 [0032] 隨著蚀刻時間的增加,姓刻斑的大小會增加(對應的钮刻 斑密度會減少),而且邊緣強度也會増加。在姓刻16分 鐘後(表格1的樣本d,顯示於圖1 Id),在SEM影像中觀察到 1001287#單編號 A0101 第13頁/共47頁 1013019392-0 201223895 約140個蝕刻斑(或約15個蝕刻斑/ 1 000 /zm2),測得的邊 緣強度大於約35 0 MPa。餘刻斑的平均直徑約7 # ra,約 25%的蚀刻斑直徑大於約10 /zm。假使邊緣一開始是以 30 00粒度研磨和拋光,蝕刻16分鐘後的邊緣強度會大於 約450 MPa 。 [0033] 接下來蝕刻32分鐘後(表格1的樣本e,顯示於圖lie),邊 緣強度大於約450 MPa。在SEM影像t觀察到約56個蝕刻 斑(或約6個蝕刻斑/1 000 #m2)。約25%的蝕刻斑直徑大 於约1 0 # m。
[0034] 有些實施範例,蝕刻劑是包含氫氟酸(HF ,hydrofluoric acid)的水狀溶液,HF濃度範圍從約 1%到約50%的容積百分比,有些實施範例,是從5 vol%到50 vol%。在有些實施範例,蝕刻劑進一步包含 50%容積的礦物酸,譬如硫酸(H2S〇4),氣化氫酸(HC1), 硝酸(hn〇3),磷酸(h3p〇4)等等。在有些實施範例,钮刻 劑是水狀溶液,包含從約5 vol %到約50 ν〇ι%的頌酸。 在某非限定的實施範例,姓刻劑包含5 vol% HF和5 vol% H2S〇4。或者,蝕刻劑也可包含有機酸譬如但不 限定是乙酸、曱酸、檸檬酸等等。 [0035] 在其他實施範例,姑刻劑是包含礦物驗的水狀溶液孽 如驗金屬氫氧化物,或像是EDTA的甜合劑等等。 [0036] 蝕刻劑可進一步包括至少一種無機氟化鹽。在有些實施 範例,無機氟化鹽是無機二氟化物,譬如,但不限定是二 氟化録、二氟化鈉、二氟化鉀及其組合等。在其他實施 10012879^^'^^ A0101 第14頁/共47頁 1013019392-0 201223895 [0037] 0 [0038] [0039] Ο [0040] 犯例’無機氟化鹽是—種氟化铵、氟化納、氟化卸及其 ’且0等此外,钱刻劑也可包括一種可溶於水的滿劑,如 技術已知的,包括乙二醇(譬如丙二醇)、三酸甘油酯 、乙酵(譬如異丙醇)、乙酸等等,以及此項技術已知的界 面活性劑。 可乂在至*(20-25。〇下施加蝕刻劑到邊緣。或者,可 、在蚀刻步驟將Μ刻劑加熱到大於室溫的溫度。在某實 施範例,餘刻劑可以加熱到從約3(rc到約6〇<>c的溫产 範圍。 又 可猎者將邊緣浸潰在含有蚀刻劑的池,以則劑噴賤邊緣 〆、項技術已知的其他方式,施加蝕刻劑到玻璃物件 =邊緣。在所有實施_,玻璃物件的表面2G5是以包含 』述那些材料的保護性塗層220保護著。 】加工邊緣217,即暴露邊緣到㈣劑__段足夠的時間 以減少或改變裂隙的大小或形狀到所需的水準或大小和 /或達到所需的邊緣強度。例如,可以將加玉邊緣217暴露 !钱到劑&足狗的時間,以移除在光顯微鏡既定的放大 倍數(例如5H00X)下看得見所有表面的裂痕/裂隙或 ^ 1至^ 250 MPa的平均邊緣強度在有些實施範例,至 夕300 MPa,根據四點平行彎曲測試㈣。祕刻時間社 束時,通常會以水清洗㈣和強化的邊緣218,以移除任何 殘逢或剩餘的粒子物質,然後加以供乾。 在浸溃池邊㈣刻的例子中,触刻步驟150可包括池子的 攪動。藉由減少沉殿物(譬如含約或納沉殿物)的沉澱,授 10012879^^'^ A0101 第15頁/ 共47頁 1013019392-0 201223895 動可產生較均勻的蝕刻。這種沉澱物藉著降低蝕刻速率 保護著邊緣的部分免於蝕刻,通常會造成蝕刻表面218上 粗糙的區域。在靜態池中,物質移動會抑制新鮮的蝕刻劑 傳輸到邊緣,尤其是保護膜突出在接收最大負載部分的邊 緣區域。攪動也可以幫助循環和均勻蝕刻池,因而允許 改善的邊緣蝕刻。 [0041] 在上述的方法1 00中,邊緣暴露的部分限制在被加工的地 方,或在有些實施範例,限制在緊鄰邊緣21 5的邊上,亦即 在邊緣形成之前,保護性塗層220被修整或移除的玻璃物 件表面部分。如前所述,修整保護性塗層可避免弄髒、阻 塞,或搞亂用來加工邊緣的工具。當加工或蝕刻邊緣時, 所有其他表面維持著以保護性塗層或膜覆蓋著。在施加 保護性塗層或膜之前形成邊緣可能造成暴露平坦表面的 一部分。因此蝕刻表面暴露部分和沉積其上的任何層,會 遭受光學扭曲或損害。在施加保護性塗層220之前形成邊 緣也可能導致邊緣的一部分受到保護性塗層220覆蓋。邊 緣上呈現的保護性塗層會避免蝕刻劑減少覆蓋部***隙 的維度和個數,因而是減少最後的部份強度。依據上述 的方法100,在產生邊緣215之前先施加保護性塗層220, 可保留表面205的原始性質,也可以完整定義保護性塗層 和邊緣21 5之間的介面。 [0042] 如上所述,可能由於蝕刻後表面的粗糙而減少平坦表面 205的光學清晰度。這種粗糙可藉著增加混濁度或擴散散 射,或玻璃物件厚度的小改變而達到。藉由在形成邊緣 21 5之前,提供保護性塗層22 0到玻璃200的表面205,可以 10012879#單編號 A〇101 第16頁/共47頁 1013019392-0 201223895 [0043] [0044] ❹ [0045]
[0046] 保留這些表面的光學清晰度,最小化光學扭曲。在有些實 施範例,在蝕刻邊緣後測得的表面205混濁度,和施加保 護性塗層220之前測得的起始混濁度值變化小於10%。 在那些實施範例,玻璃物件200包括至少一層電活性層 250,保護性塗層220保護電活性層250,使其在邊緣加工 和蝕刻強化期間免於受到傷害。 接著蝕刻步驟150和形成蝕刻和強化邊緣218之後,可藉著 此項技術已知的方法,從表面205(步驟160)移除保護性 塗層或膜220,譬如,但不限定是以溶劑溶化膜或塗層、熔 化,或以機械方式將保護性塗層從表面205剝離。具有蝕 刻和強化邊緣218的玻璃物件230就可以準備用在所需的 應用上了。 如圖lb所示,此方法的另一實施範例是在施加保護性塗層 或膜220之前,在玻璃物件200上形成邊緣215。方法400 包括提供具有表面205(步驟410)玻璃物件200的步驟,這 和先前所述的方法100步驟110相同。在有些實施範例,玻 璃物件200是鹼石灰玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃,或鹼鋁硼矽 酸鹽玻璃,例如以上所描述的。在有些實施範例,玻璃物 件200的表面205以離子交換的化學方式或以熱回火方式 強化,如以上所描述的。如上所述,表面205可以是融化衍 生的表面或拋光的表面。玻璃物件200可以進一步包括至 少一層放在表面205上的電活性層250,如以上所描述的。 下一個步驟(圖lb的420)是形成邊緣215。在圖lb所示的 實施範例,可藉著先前描述此項技術已知的方法,控制將 1001287#單編號 A0101 第17頁/共47頁 1013019392-0 201223895 玻璃物件分割成幾個玻璃片201,202。在形成邊緣21 5之 後,藉著施加保護性塗層220到每個表面205選定的部分 (方法400的步驟430),保護玻璃物件表面205的至少一部 分。如以上所描述的,保護性塗層220可包括聚合物先質, 施加到表面205,在沉積後接著固化或烘乾,或是背膠的自 由獨立的聚合物薄膜。在有些實施範例,緊鄰邊緣21 5的 表面205—部分205a並沒有塗上保護性塗層220,以避免 弄髒、阻塞或搞亂用來加工邊緣215工具的粒度,以及避 免保護性塗層的一部分突出邊緣215,因而保護蝕刻/強化 處理時出現在邊緣21 5的裂隙。 [0047] 在有些實施範例,利用上述此項技術已知的研磨、研光, 和拋光方式,切割或加工塗層玻璃物件2 3 0,以得到具有所 需邊緣形狀或輪廓加工的邊緣217(步驟440)。在下一個 步驟(步驟450),可藉著減少加工邊緣21 7上裂隙的維度 和個數,增加加工邊緣217的強度。在某些實施範例,可以 餘刻劑或使用上述此項技術已知的方式敍刻加工邊緣 21 7,來減少裂隙的個數。蝕刻劑的成分、蝕刻條件,以及 施加蝕刻劑的方法和這裡先前描述的相同。 [0048] 接著蝕刻步驟450和形成蝕刻和強化邊緣21 8後,可藉著此 項技術已知的方法,從表面205 (步驟460)移除保護性塗 層或膜220,譬如,但不限定是以溶劑溶化膜或塗層、熔化 ,或以機械方式將保護性塗層從表面205剝離。具有蝕刻 和強化邊緣218的玻璃物件230就可以準備用在所需的應 用上了。 [0049] 如上所述,可以保留表205的光學清晰度,最小化光學扭曲 10012879^^'^^ A〇101 第18頁/共47頁 1013019392-0 201223895 [0050]
[0051] ❹ 。在有些實施範例,在蝕刻邊緣和移除保護性塗層220( 步驟160,460)後測得的表面205混濁度,和施加保護性 塗層220之前測得的起始混濁度值變化小於10% 。在那 些實施範例,玻璃物件200包括至少一層電活性層250,保 護性塗層220保護電活性層250,使其在邊緣加工(步驟 140,440)和蝕刻/邊緣強化(步驟150,450)期間免於 受到傷害。 在有些實施範例,強化邊緣218的平均邊緣強度至少是250 MPa,根據四點平行彎曲測試而定。在有些實施範例,蝕 刻和強化邊緣218的一部分有部份承受壓縮應力。此部分 從邊緣218的表面延伸至深度15 μιη。在有些實施範例, 壓縮應力至少是200 MPa。在某實施範例,壓縮應力在 200 MPa和800 MPa之間。 這裡也提供具有蝕刻和強化邊緣的玻璃物件。玻璃物件 的橫截面顯示於圖3。厚度為t的玻璃物件300有至少一個 表面305承受壓縮應力。壓縮應力層307從表面305延伸 到表面305下方的深度層d。在有些實施範例,壓縮應力層 307的壓縮應力至少是200 MPa而深度層d至少約15 、 。在某實施範例,壓縮應力的範圍從約200 MPa到約800 MPa,深度層d的範圍從約15 到約60 gm。在玻璃是 鹼石灰玻璃的實施範例,壓縮應力至少是500 MPa,而深 度層至少約15 "m。在玻璃是鹼鋁矽酸鹽玻璃或鹼鋁硼 矽酸鹽玻璃的實施範例,壓縮應力至少是600 MPa而深度 層至少約20/z m,而在有些實施範例,範圍從約20 到 約 3 5 // m。 _287#單編號 A〇101 第19頁/共47頁 1013019392-0 201223895 剛玻璃物件300有至少一個強化邊緣3i〇鄰接表面。先藉著 使用前述的方法加工邊緣,以得到預定的邊緣輪廓(亦即 在加工前選定的輪廓),以形成強化邊緣31〇。圖3顯示的 邊,輪廓是圓形或「牛鼻形」邊緣(圖2中的mb)。接著 藉著減少邊緣内出現的裂隙維度強化加工的邊緣。這種 裂隙-般是在形成或加工邊緣的期間引起的。如先前所 描述的,可藉著施加姓刻劑到加工的邊緣以減少這種裂 隙的維度。 x [0053] 由於在形成或加工邊緣的期間,壓縮應力的暴露強化邊 緣310的部分31 5沒有承受壓縮應力,而部分317則承受壓 縮應力。在有些實施範例,部分317的壓縮應力至少是2〇〇 MPa。在某實施範例,部分317壓縮應力的範圍是約2〇〇 MPa到約800 MPa。在有些實施範例,強化邊緣31〇的平均 邊緣強度是250 MPa,而在有些實施範例,至少是3〇〇 MPa,根據四點平行彎曲測試而定。 [0054] 在有些實施範例,如先前所描述的,玻璃物件3〇〇是驗石灰 玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃,或驗鋁硼矽酸鹽玻璃。在某實施 範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃包含氧化鋁,至少一種鹼金屬,而在 有些實施範例,至少50 mol%Si〇2,在其他實施範例,至少 58 mol%SiO,又在其他實施範例,至少60 moUSiO。,這 c 2 裡的比例(人12〇3(111〇1%) + 62〇3(111〇1%))/2改質劑 (mol%) > 1,改質劑是鹼金屬氧化物。在特定實施範例, 這種玻璃包含,或是由下列組成:58-72 mol% Si〇2; 9-17 mol% Al2〇3; 2-12 mol% B2〇3; 8-16 mol%
Na2〇;和 0-4 mol % K90,這裡的比例(A1 〇 (m〇l°/e) +
L Cd O 10012879# 氧編號1 A0101 第20頁/共47頁 1013019392-0 201223895 Β2〇3(πιο1%))/Σ改質劑(mol%) > 1,改質劑是驗金屬氧 化物。在另一實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃包含,或是由下 列組成:61-75 mol% SiO ; 7-15 mol% A1 〇 . L 2 3, 0-12 mol% B2〇3; 9-21 mol% Na2〇; 0-4 mol% κ 0; 0-7 mol% MgO;和0-3 mol% CaO。又在另一實施範例 ,鹼鋁矽酸鹽玻璃基板包含,或是由下列組成:60-70 mol% Si〇2; 6-14 mol% Al2〇3; 0-15 mol% B 0 ; 0-15 mol% Li 0; 0-20 mol% Na 0; 0-10 m〇i% K2〇; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% Zr〇2; 0-1 mol% Sn〇2; 0-1 raol% Ce〇2;小於5〇 ppm 的As2〇3;小於50 ppm的Sb2〇3;這裡 12 mol% $ Li 0 + Na2〇 + K2〇 S 20 mol%,而且0 mol% $ MgO + CaO $ l〇 m〇l%。 [0055] 在有些實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃本質上不含鋰,而在其 他實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃本質上不含砷、鎊,和鋇的 至少一種。在有些實施範例,鹼鋁矽酸鹽玻璃的液相線黏 Q 性至少135千泊。 [0056] 在有些實施範例,如先前所描述的,玻璃物件3〇〇的表面 305是化學或熱強化的。這種化學強化可藉由離子交換來 達成。在這種處理中,玻璃表面層的離子會被玻璃内呈現 的同價或相同氧化狀態的較大型離子取代或交換。玻璃 表面層的離子和較大型的離子通常是單價的金屬陽離子, 譬如,但不限定是Li +,Na+,K +,Rb+,Cs+,Ag+, T1 +,Cu+等等。 1013019392-0 [0057] 在有些實施範例,如先前所描述的,玻璃物件300是向下抽 10012879#單編號A0101 第21頁/共47頁 201223895 拉的(譬如槽孔抽拉或熔融抽拉)。在有些實施範例,如先 前所描述的,壓縮應力層307是藉著玻璃物件300的離子交 換而形成的。 [0058] 玻璃物件300進一步包括在至少一個表面305上的電活性 層,譬如包含使用在觸控螢幕、面板,或顯示器製造上的 電介質或導電材料。玻璃物件300也可以用作為觸控螢幕 、觸控面板、顯示面板、視窗、顯示螢幕、覆蓋面板、 護罩,或電子通訊和譬如遊戲機、手機、音樂、DVD播放 器等娛樂裝置的外殼,以及譬如膝上型電腦的資訊終端機 裝置等等。 [0059] 範例 [0060] 以下的例子是用來說明這裡描述方法和物件的特徵和優 點,並不是想要限制本項說明或申請專利範圍。 [0061] 除非特別另外註明,以下例子描述的玻璃樣本是鹼鋁矽酸 鹽玻璃,其主要成分是66 mol% Si〇9; 10 mol% Al9〇q; 0.6 raol% BO; 14 mol% Na 0; 2.5 mol% K 0;
U O Ld L 5.7 mol% MgO;和0.2 mol% Sn〇9。如在各種例子所 L· 標示的,這些樣本可以在融態鹽池離子交換進行化學強化 ,或不執行任何強化動作。 [0062] 樣本是經由機械劃線或使用C〇2雷射劃線,然後切割成適 合測試的大小。例如,將樣本切割成44 mm X 6 0 ram試片 ,進行破裂模數(MOR,modulus of rupture)四點水平 彎曲測量® [0063] 除非特別另外註明,在劃線和切割後,將保護性背膠低密 10012879^^'^^ A〇101 第22頁/共47頁 1013019392-0 201223895 Ο [0064] [0065]
度聚乙烯(LDPE)薄膜施加到每個樣本的表面。使用四種 LDPE背膠薄膜:剝離強度250 g的型態A;剝離強度350 g 的型態B;剝離強度3 5 0 g的型態C ;和剝離強度5 5 0 g的型 態D。如這裡使用的,「剝離強度」是指分開薄膜和玻 璃樣本表面時每單位寬度所需的平均負載。除非特別另 外註明,在施加保護性薄膜後,機械研磨樣本邊緣並將 輪廓晝成牛鼻形或切角•除非特別另外註明,接著在包含 5 vol% HF和5 vol% HC1的溶液中餘刻每個樣本研磨 過並畫好輪廓的邊緣,時間範圍從1分鐘到128分鐘,如各 種範例中所描述的。 使用四點水平彎曲測量在邊緣切割處測量所有樣本的邊 緣強度,利用Weibull圖表畫出數據,以破裂的機率百分 比作為強度的函數。 1.離子交換效應 評估進行離子交換強化樣本表面的邊緣強度,以判 斷邊緣上離子交換的效果。壓縮應力 (CS,Compressive stress)和壓縮層深度(D0L或 depth of layer)是用來測量表面應力的尺度。 在第一組(a組)中,樣本是大約625 MPa的「低」 CS,其D0L約36 /zm。在第二組(b組)中,樣本是大 約750 MPa的「標準」壓縮應力,其D0L约30 /zm 。進行離子交換之後,強化的表面塗上型態A保護性 聚合物層。然後加工(即研磨)樣本邊緣,產生所需 的邊緣輪廓或形狀,接著在包含5 vol% HF和5 vol% HC1的溶液中蝕刻32分鐘。 10012879^^'^ A〇101 第23頁/共47頁 1013019392-0 201223895 圖4是a組和b組樣本,以及塗層、未餘刻的控制樣本(c組) 的Weibul 1邊緣強度分佈圖。圖中顯示整個邊緣強度分佈 的移位,即使進行最弱酸蝕刻的邊緣也比未蝕刻的邊緣強 。此外,圖4顯示的資料指出a組和b組之間CS和D0L的差 異,對於邊緣強度的效能並沒有造成什麼差別。 [0066] 薄膜效應 研究在樣本邊緣酸蝕刻期間,保護玻璃表面的效應。施加 先前描述的A,B, C和D四種LDPE背膠薄膜到經過離子交 換的玻璃樣本表面。樣本群組的標示對應施加到各組的 薄膜型態(譬如A型薄膜施加到A組樣本)。接著在包含5 vol% HF和5 vol% HC1的溶液中蝕刻樣本的邊緣32分鐘 。雖然B和C型薄膜的報告顯示具有相同的剝離強度,但C 型薄膜顯得比B型薄膜黏得更緊。圖5所畫的是樣本A-D和 未塗層的控制樣本(e)的Weibull邊緣強度分佈圖。樣本 塗以不同的LDPE保護性薄膜(圖5的A, B,C和D)所得到的 邊緣強度效能,隨著薄膜剝離強度的增加而改善,即D組 >(^組>8組>八組° [0067] 邊緣效應 邊緣加工或處理邊緣是造成裂隙的最大來源。因而我們 評估邊緣處理的數種特徵。首先探討施加保護性薄膜和 執行邊緣處理步驟順序的效應。在邊緣加工後施加保護 性薄膜到樣本上可能會有額外處理樣本的風險,或在塗 層處理期間造成邊緣傷害,然而在施加薄膜後再邊緣處理 玻璃樣本可能會讓薄膜材料弄髒或搞亂邊緣加工設備。 在施加薄膜處理過程,可藉由修整接近邊緣的保護性薄 10012879产單編號 A〇101 第24頁/共47頁 1013019392-0 201223895 Ο [0068] 犋,最小化邊緣加工設備的髒污效應。藉由修整接近邊 緣的保護性薄膜,經由邊緣處理本身引起的大多數邊緣 裂隙可在之後以姓刻處理來移除。將所有樣本的邊緣加 工/邊緣處理成圓形或(牛鼻形)輪廓(譬如圖2的217a), 接著在包含5 voU HF和5 voU HC1的溶液中蝕刻32分 鐘。可在(a)加工邊緣前或(b)加工邊緣後施加A型LDPE 薄媒。圖6是在(a)加工邊緣前或(b)加工邊緣後以A型 保護性LDPE薄膜塗層,以及未蝕刻、未塗層控制樣本 (0)的Wei bull邊緣強度分佈圖。圖6所示的邊緣強度分 佈圖顯示在加工邊緣前,而不是在加工邊緣後施加保護 性薄膜,可以有改善的邊緣強度。 我們也探討不同加工邊緣技術的特徵。在邊緣加工前,將 所有樣本表面塗上A型或B型的保護性LPDE背膠薄膜。 Ο 將第一組玻璃樣本塗上B型LPDE薄膜,然後使用270/320 粒度金屬黏合輪,以4500 rpm的轉速,每分鐘15英对 (ipro,inches per minute)的進料速率,切割深度 0. 003英吋,加工邊緣成r原態的」牛鼻形輪廓。接著將 第二組玻璃樣本塗上B型LPDE薄膜,然後使用4〇〇粒度金 屬黏合輪,以4500 rpm的轉速,每分鐘15英吋的進料速率 ,切割深度0.003英吋,加工邊緣成「標準的」牛鼻形輪廓 。接著將第三組玻璃樣本塗薄膜,然後使用 400粒度金屬黏合輪,以45〇〇 rpm的轉速,每分鐘丨5英对 的進料速率,切割深度0. 003英吋,加工邊緣成r標準的」 牛鼻形輪廓。以包含5 vol% HF和5 vol% HC1的钱刻 溶液蝕刻樣本的邊緣32分鐘。然後使用四點水平彎曲測 10012879#單編號 A0101 第25頁/共47頁 1013019392-0 201223895 試測得#刻邊緣的邊緣強度。圖7顯示的wei bull邊緣強 度分佈圖是:1)邊緣加工成「原態的」牛鼻形輪廓,並 以B型LPDE薄膜塗層的樣本;2)邊緣加工成「標準的」 牛鼻形輪廓,並以B型[^卯薄膜塗層的樣本;3)邊緣加 工成「標準的」牛鼻形輪廓,並以A型LPDE薄膜塗層的樣 本;和4)邊緣加工成「標準的」牛鼻形輪廓但未塗層 、未蝕刻的控制樣本。蝕刻樣本的Weibull斜率反映出因 不同邊緣加工處理造成的原始粗糙和細緻裂痕,並支持 著邊緣原始的裂隙越細緻,蝕刻後邊緣強度越強的論點 [0069] 蝕刻效應 接著我們探討蝕刻時間和蝕刻池攪動的效應。玻璃樣本 經由離子交換產生的表面層具有「低」壓縮應力(大約 625 MPa和約36 //in DOL)或「標準」壓縮應力(大約 750 MPa和約30 /zm D0L)。每個離子交換樣本以A型 LPDE保護性薄膜塗層,然後使用4〇〇粒度金屬黏合輪以 4500 rpm的轉速,每分鐘15英吋的進料速率切割深度 0.003英吋,加工邊緣成「標準的」牛鼻形輪廓。接著在 包含5 v〇U HF和5 v〇l% HC1的蚀刻溶液中蚀刻邊緣加 工的樣本,時間範圍從〇分鐘到128分鐘。 剛使用四點水平彎曲測試測得邊緣強度^圖8顯示邊緣的
WeibuU邊緣強度分佈圖:a)具有「標準」壓縮應力蚀 刻〇分鐘;b)具有「標準」壓縮應力蝕刻8分鐘;具 有「標準」壓縮應,姓刻32分鐘;d)具有「低」壓縮應力 ,蚀刻32分鐘;e)具有「低」壓縮應力,_64分鐘^ 10012879^1單編號A0101 第26頁/共47頁 1013019392-0 201223895 f)具有「標準」壓縮應力蝕刻128分鐘。 _]圖8晝出的結果指出在㈣ 妒階抽人 曼,並不是所有的大型 除尤& , …而,足夠多的裂隙會被消 ”或減 >、大小,增加近四倍的 約9 十0強度,從約250 MPa到 MPa»大多數蝕刻32分鐘的槎士 太、 樣本(圖8的c和d組樣 承)邊緣強度大於250 U蝕刻64或128分鐘,以 θ加目標邊緣強度以上的樣本。
門也探討在靜態池域動域刻麵樣本的效應。授 可幫助酸钱刻池的循環和均句化,因而可改善邊緣的餘 …在靜態池中,質量傳輸可抑制新鮮_劑傳送到邊緣 ’尤其是細財平彎❹輯賴在接收 敢大負載邊緣部份的區域。 將坡璃樣本塗上B型LPDE薄膜保護性,使用4〇〇粒度金 屬黏合輪,以4500 rpni的轉速,每分鐘15英对的進料迷率 ,切割深度0.G03英对,加工邊緣成「標準的」牛 〇 。在靜態池或攪動池中,以包含5 V0l%肿和5 v〇1% HC1的蝕刻溶液蝕刻樣本邊緣32分鐘或128分鐘。 ° [0074]圖9和圖1 〇是分別蝕刻邊緣3 2分鐘或丨2 8分鐘的
Weibull邊緣強度分佈圖:a)在靜態池蝕刻樣本沁)在 攪動池蝕刻樣本;和c)未蝕刻的控制樣本。根據圖9和圖 10顯示的結果,蝕刻劑池的攪動並不會改善邊緣強户。 [〇〇75]雖然這裡提出的典型實施範例是為了說明的目的’先前的 說明並不應被視為是要限制本項說明或申請專利範圍的 範疇。據此,熟悉此項技術的人只要不背離本項說明或申 10012879#單編號A01〇l 第27頁/共47頁 1013019392-0 201223895 修改, 請專利範圍的精神和範疇,也可以進行各種修正、 和變化。 【圖式簡單說明】 [〇〇76] 圖1 a為強化玻璃物件邊緣第一種方法的示意圖; [0077] 圖lb為強化玻璃物件邊緣第二種方法的示意圖; [0078] 圖2為包括切角、圓形(牛鼻形),和原始形成輪廓的邊緣 橫截面圖; [°°79] 圖3為具有強化邊緣的玻璃物件橫截面圖; [0080] 圖4為使用不同的離子交換條件來強化表面的玻璃樣本 ,Weibull邊緣強度分佈圖; [0081] 圖5為使用不同的背膠LDPE薄膜型態保護表面的玻璃樣本 ,Weibul 1邊緣強度分佈圖; [°〇82] 圖6為邊緣處理前後,以背膠LDPE薄膜保護的玻璃樣本 ,Weibul 1邊緣強度分佈圖; [0083] 圖7為使用不同的邊緣處理技術來強化邊緣的玻璃樣本 ,Wei bull邊緣強度分佈圖; [〇〇84] 圖8為以不同的蝕刻時間蝕刻邊緣的玻璃樣本,Weibul 1 邊緣強度分佈圖; [〇〇85] 圖9為使用靜態蝕刻池或攪動的蝕刻池蝕刻邊緣32分鐘的 玻璃樣本,Weibul 1邊緣強度分佈圖; [0086] 圖10為使用靜態蝕刻池或攪動的蝕刻池蝕刻邊緣128分鐘 的玻璃樣本,Wei bull邊緣強度分佈圖; 10012879^單編號 A0101 第28頁/共47頁 1013019392-0 201223895 [0087] 圖11 a為玻璃樣本研磨和拋光邊緣的掃描電子顯微(SEM scanning electron microscopy)影像.
[0088] 圖lib為独刻1分鐘的玻璃樣本的研磨和撤光邊緣 像; [0089] 圖lie為钱刻8分鐘的玻璃樣本的研磨和拋光邊緣 像; [0090] 圖lid為钱刻16分鐘的玻璃樣本的研磨和拋光邊緣sem 影像; 〇 [0091] 圖11 e為钱刻3 2分鐘的玻璃樣本的研磨和拋光邊緣$ e μ 影像; 【主要元件符號說明】 、 [0092]方法1〇〇;提供具有表面玻璃物件的步驟110,410;形成 邊緣的步驟120, 420;施加保護性塗層的步驟13〇, 430; 邊緣加工的步驟140,440;餘刻的步驟1 50,450;移除 保護性塗層的步驟160,460;玻璃物件2〇〇;玻璃片 ◎ 201,202;表面205;玻璃片211,212;邊緣215;加工 邊緣217;邊緣輪廓217a,b,c;蝕刻和強化的邊緣218; 保護性塗廣2 2 0 ;具有钱刻強化邊緣的玻璃物件2 3 0 ;電活 性層250;玻璃物件300 ;表面305;壓縮應力層307; 強化邊緣310;未承受壓縮應力的部分315;方法400。 10012879^^^ A〇101 第29頁/共47頁 1013019392-0
Claims (1)
- 201223895 七、申請專利範圍: 1 . -種強化玻璃物件邊緣的方法此方法包括的步驟具有: 提供玻璃物件,此玻璃物件包括表面; 保護表面的至少一部分;以及 減少玻璃物件邊緣上,每個裂隙的維度,邊緣鄰近表面,邊 緣包括纟叉壓縮應力的第一部分和未承受壓縮應力的第 二部分,減少裂隙的維度,強化邊緣。 2 ·依據申請專利範圍第工項之方法其中保護表面至少—部分 的步驟包括施加聚合物塗層到表面的一部分。 3 .依據申請專利範圍第2項之方法,其中施加聚合物塗層到表 面至少-部分的步驟包括藉由喷滅塗層、旋轉塗層,和浸 潰塗層的至少一種方式施加聚合物先質到表面的至少 一部分。 4·依據申請專利範圍第2項之方法其中的聚合物塗層包括 聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸醋、高密度聚乙稀、低密度聚 乙烯、聚氯乙烯、聚甲基戊稀、丙烯腈/丁二烯,苯乙烯、 聚碳酸酯、聚丙烯,和聚苯乙烯。 5 ·依據中請專利範圍第2項之方法其中聚合物塗層是聚合物 薄膜,&括放置在表面上的黏著劑在這裡藉著使玻璃 物件表面的至少-部份和黏著劑接觸,施加聚合物薄膜到 玻璃物件表面的至少一部份。 6 .依據申明專利範圍第}至5項之—的方法,其中減少每個裂 隙維度的步驟包括以蝕刻劑蝕刻邊緣。 7·依據中請專利範圍第6項之方法,其中刻劑包括 卜50vol%氫氟酸,以及至少一種礦物酸和有機酸。 !00】2879^單編號仙!〇】 第30頁/共47頁 1013019392-0 201223895 8.依據申請專利範圍6項之方法其中蝕刻包括形成多個蝕刻 斑,其中每個蝕刻斑最大橫截面維度d至少約5#m,這裡 至少約ίο%的蝕刻斑最大橫截面維度d大於約1〇em。 9 ·依據申請專利範圍第8項之方法,其中形成多個蝕刻斑包 括在母1000 em2邊緣表面積形成至少5個飯刻斑。 10 ·依據申請專利範圍第1-5項之一的方法,其中玻璃物件包 括鹼石灰玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃和鹼鋁硼矽酸鹽玻璃。 11 .依據申凊專利範圍第1 〇項之方法其中驗链爛石夕酸鹽玻璃 包括:58-72 mol% Si〇9; 9-17 mol% A1 0 . 2-12 C) L 2 3, mol% B2〇3; 8-16 mol% Na2〇;和 0-4 mol % K2〇,這裡 的比例(Al 203(m〇l%) + Β203(βι〇1%))/Σ 改質劑(mol%) > 1,改質劑是鹼金屬氧化物。 12 .依據申請專利範圍第1〇項之方法,其中鹼鋁矽酸鹽玻璃包 括:61-75 mol% Si〇· 7-15 mol% A1 0 . 〇-12 L tv mol% B2〇3; 9-21 mol% Na2〇; 0-4 mol% K 0; 0-7 mol% MgO;和0-3 mol% CaO。 Q 13 .依據申請專利範圍第10項之方法,其中鹼鋁矽酸鹽玻璃包 括:60-70 mol% SiO; 6-14 mol% A1 0 ; 0-15 mol% B2〇; 0-15 mol% Li 0; 0-20 mol% Na 0; 0-10 mol% K2〇; 0-8 mol°/〇 MgO; 0-10 m〇l% CaO; 0-5 mol% ZrO ; 0-1 mol% SnO.; 0-1 m〇l% CeO ; ώ z 2 小於50 ppm的As2〇3;小於50 ppm的Sb2〇3;這裡 12 mol% SLi2〇 + Na2〇 + K2〇S20 mol%,而且0 moUSMgO + CaOSlO mol%。 14 ·依據申請專利範圍第i-5項之一的方法,其中表面有壓縮 1013019392-0 應力層,延伸到表面以下某深度。 1〇〇12879#單編號A0101 第31頁/共47頁 201223895 15 依據申請專利翻第卜5項之—的方法,其中提供玻璃物 件的步驟包括熔融抽拉玻璃物件。 16 依據申請專利範圍第1-4項之一 衍生的表面。 的方法,其中表面是融化 17 ·依據申請專利範圍第卜5項之一的方法其中表面是抛光 的表面,拋光表面承受的壓縮應力至少是2〇〇 Mpa,裂隙平 均小於約10 的大小。 18 .依據申請專利範圍第卜5項之一的方法進一步包括形成 邊緣。 19 .依據申請專利範圍第18項的方法其中形成邊緣的步驟是 在保護表面的步驟之前。 20 .依據申請專利範圍第18項的方法,其中形成邊緣的步驟接 下來是保護表面的步驟。 21 .依據申請專利範圍第18項的方法其中形成邊緣的步驟 包括劃線表面和分割玻璃物件以形成邊緣。 22 .依據申請專利範圍第18項的方法其中形成邊緣的步驟 包括切割玻璃物件,以形成邊緣。 23 ·依據申請專利範圍第18項的方法其中形成邊緣的步驟 包括:選擇邊緣的形狀;以及 切割邊緣以得到邊緣形狀其中切割邊緣包括研磨、研光 和拋光邊緣的至少一種。 24 .依據申請專利範圍第22項的方法,其中邊緣形狀是牛鼻形 和切角邊緣。 25 ·依據申請專利範圍第1-5項之一的方法,其十強化邊緣的 平均邊緣強度至少是25〇MPa。 26 .依據申請專利範圍第1_5項之一的方法其中提供破璃物 10012879# 單編號 A0101 $ s? ¥ / 47 w 1013019392-0 201223895 件的步驟包括提供具有表面的玻璃物件,此表面的壓縮 應力層從表面延伸到表面以下的某個深度。 27 .依據申請專利範圍第26項的方法,其令壓縮應力層是藉著 離子交換而形成,壓縮應力至少是5〇〇MPa。 28 .依據申請專利範圍第卜5項之一的方法,其中表面在減少 每個裂隙維度的步驟前有第一混濁度值而在減少每個裂 隙維度的步驟後有第二混濁度值其中第二混濁度值和第 一混濁度值的變化小於1〇% 。 29 〇 依據申請專利範圍第丨_5項之一的方法,其中玻璃物件包 括強化的邊緣,可用在觸控螢幕、觸控面板、顯示面板、 視窗、顯示螢幕、覆蓋面板、護罩,和電子通訊裝置、電 子娛樂裝置和資訊終端機裝置的外殼。 30 一種提供玻璃物件,此玻璃物件包括承受壓縮應力的 表面,以及鄰近表面的邊緣,其中邊緣被切割,並且有預定 的形狀,邊緣包括承受壓縮應力的第一部份,以及未承 受壓縮應力的第二部份,其中邊緣包括多個蝕刻斑,而 且平均邊緣強度至少是250MPa。 31 .依據申請專利範圍第30項的玻璃物件,其中玻璃物件包括 鹼石灰玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃和鹼鋁硼矽酸鹽玻璃。 32 ·依據申請專利範圍第31項的玻璃物件,其中鹼鋁研矽酸鹽 玻璃包括:58-72 mol% Si〇9; 9-17 mol% A1 0 ; 2-12 mol% BgOg; 8-16 mol% Na^O;和0-4 mol % K2〇,這裡的比例(A1203(mol%) + Β2〇3(ιηο1°/〇)/Σ 改質 劑(mol%) > 1,改質劑是鹼金屬氧化物。 33 .依據申請專利範圍第31項的玻璃物件,其中鹼鋁矽酸鹽玻 璃包括:61-75 mol% Si〇2; 7-15 mol% Al2〇3; 1013019392-0 1〇〇12879产單編號A0101 第33頁/共47頁 201223895 0-12 mol% B2〇3; 9-21 mol°/〇 Na2〇; 0-4 mol% K 〇. 0-7 mol% MgO;和0-3 mol% CaO。 34 .依據申請專利範圍第3丨項的玻璃物件,其中鹼鋁矽酸鹽玻 璃包括:60-70 mol% SiO。; 6-14 mol% A1 〇 . 2 2 3, 0-15 mol% B2〇3; 0-15 mol% Li2〇; 0-20 mol% Na2〇; 0-10 m〇i% K2〇; 0-8 mol% MgO; 0-10 m〇1% CaO; 0-5 mol% Zr〇2; 0-1 mol% Sn〇2; 0-1 m〇i% Ce〇2;小於50 ppm的As2〇3;小於50 ppm的Sb2〇3;這裡i2 mol%SLi2〇 + Na2〇 + K2〇S20 mol%,而且〇 mol%$ MgO + CaOS 10 mol%。 35 .依據申請專利範圍第項之一的玻璃物件其中玻璃 物件可用在觸控螢幕、觸控面板、顯示面板、視窗、顯示 螢幕、覆蓋面板、護罩,和電子通訊裝置、電子娛樂裝置 和資訊終端機裝置的外殼。 36 ‘依據申請專利範圍第3〇_34項之一的玻璃物件,其中邊緣 包括多個蝕刻斑。 37 .依據申請專利範圍第36項的玻璃物件,其中每個钮刻斑 最大橫截面維度d至少約5/zm,這裡至少10%的蝕刻斑最 大橫截面維度d大於約1〇 #m。 38 .依據申請專利範圍第%項的玻璃物件,其中邊緣在每 1 〇〇〇 2邊緣表面積有至少5個姓刻斑。 10012879^單編號 A0101 第34頁/共47頁 1013019392-0
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