TW201300340A - 顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種藉由化學強化而具有所期望之耐衝擊性能之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法。顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法包括:由顯示器裝置用玻璃之原板加工成特定形狀之玻璃板之形狀加工步驟(S1);清洗玻璃板之清洗步驟(S2);對清洗後之玻璃板進行化學強化之化學強化步驟(S3)。清洗步驟(S2)係以上述玻璃板之主表面不與毛刷接觸之方式使用液體而進行上述玻璃板之清洗。
Description
本發明係關於一種覆蓋圖像顯示部分之整面之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法。
先前以來,於顯示器裝置中,以成為比圖像顯示部分更廣區域之方式將板狀覆蓋玻璃配置於顯示器裝置之前面(例如,專利文獻1)。
該顯示器裝置用覆蓋玻璃係以如下方式而構成:經過切斷原板後去角玻璃端部從而加工成特定形狀之玻璃板之形狀加工步驟;清洗加工成特定形狀之玻璃板之清洗步驟;將清洗之玻璃板進行化學強化之化學強化步驟,從而具有所期望之耐衝擊性能。
先前,玻璃板之清洗步驟中,為了排除附著於經過加工之玻璃板上的有機物及無機物等污垢或細小之玻璃片或灰塵等異物,而使輥式毛刷或碟式毛刷等物理性接觸於玻璃板之主表面而進行清洗。
[專利文獻1]日本專利特開2010-169788號公報
然而,近年來,該顯示器裝置用覆蓋玻璃有更加薄板化之傾向,即有玻璃強度下降之傾向,於先前之製造方法中發現如下問題:即便進行化學強化處理亦無法獲得所期望之耐衝擊性。
本發明者等人進行努力研究,結果得出如下見解:玻璃板之化學強化後之耐衝擊性能受到化學強化前之玻璃板之操作,特別是清洗步驟中之清洗方法之影響。
本發明係基於此見解而完成者,其目的在於提供一種藉由化學強化而具有所期望之耐衝擊性能之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法。
本發明係提供以下之態樣者。
(1)一種顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其特徵在於包括:由顯示器裝置用玻璃之原板加工成特定形狀之玻璃板之形狀加工步驟;清洗上述玻璃板之清洗步驟;對上述清洗後之玻璃板進行化學強化之化學強化步驟;且上述清洗步驟係以上述玻璃板之至少一個主表面不與毛刷接觸之方式使用液體而進行上述玻璃板之清洗。
(2)如(1)之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其中上述清洗步驟係於將上述玻璃板浸漬於清洗液中之狀態下施加超音波。
(3)如(1)之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其中上述清洗步驟係將上述玻璃板暴露於高壓清洗液中。
(4)如(1)之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其中上述清洗步驟係將上述玻璃板暴露於包含氣泡之清洗液中。
如之前所述般,先前於玻璃板之清洗步驟中,一般認為,為了排除附著於經過加工之玻璃板上的有機物及無機物等污垢或細小之玻璃片或灰塵等異物,而必須使輥式毛刷或碟式毛刷等物理性接觸於玻璃板之主表面而進行清洗,且實際上以此種方式進行。相對於此,於經過化學強化步驟之玻璃板之情形時,由於附著於經過加工之玻璃板上的有機物及無機物等污垢在暴露於高溫狀態之KNO3等之化學強化液中時發生化學性分解或溶解於化學強化液中,並且,細小之玻璃片或灰塵等異物在暴露於高溫狀態之KNO3等之化學強化液中時發生游離,因此即便不使輥式毛刷或碟式毛刷等物理性接觸於玻璃板之主表面而進行清洗,亦可排除有機物及無機物等污垢或細小之玻璃片或灰塵等異物,本發明者注意到上述情況,從而完成了本發明。
進而,本發明係基於如下假設而完成者:於先前進行之使輥式毛刷或碟式毛刷等物理性接觸於玻璃板之表面之清洗方法中,即便於清洗後進行化學強化亦無法獲得所期望之耐衝擊性能,且化學強化後之玻璃板之耐衝擊性能受到化學強化前之清洗方法的影響。
根據本發明之(1)之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,化學強化步驟前之清洗步驟中,可藉由不進行使輥式毛刷或碟式毛刷等清洗構件接觸於玻璃板之至少一個主表面之物理性清洗而使用液體進行清洗,從而以具有所期望之耐衝擊性能之方式構成化學強化後之玻璃板。
根據本發明之(2)~(4)之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,可使清洗作用提高。
以下,對本發明之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法進行說明。圖1係本發明之一實施形態之配置有顯示器裝置用覆蓋玻璃之顯示器裝置的剖面圖。
首先,參照圖1對使用本發明之顯示器裝置用覆蓋玻璃(以下,簡稱為覆蓋玻璃)之顯示器裝置之一實施形態進行說明。再者,於以下之說明中,前後左右係以圖中之箭頭之方向為標準。
顯示器裝置10係如圖1所示,大體上包括:設置於殼體15內之顯示面板20;覆蓋顯示面板20之整面並配置於殼體15之前方之覆蓋玻璃30。
覆蓋玻璃30主要係為了提高顯示器裝置10之美觀或強度,防止衝擊破損等而設置者,例如係具有0.5~2.0 mm之板厚之一片板狀玻璃。覆蓋玻璃30如圖1所示,可以自顯示面板20之顯示側(前側)隔開之方式(以具有空氣層之方式)而設置,亦可介由具有透光性之接著膜(未圖示)而黏於顯示面板20之顯示側上。
於覆蓋玻璃30中,於將來自顯示面板20之光出射之前面設置功能膜41,於來自顯示面板20之光入射之背面,於與顯示面板20對應之位置上設置功能膜42。再者,雖功能膜41、42於圖1中設置於兩面,但並不限定於此,亦可設置於前面或背面,亦可省略。
功能膜41、42例如具有防止周圍光之反射、防止衝擊破損、阻斷電磁波、阻斷近紅外線、修正色調、及/或提高耐劃傷性等功能,厚度及形狀等視用途而適當選擇。功能膜41、42例如藉由將樹脂製之膜黏於覆蓋玻璃30上而形成,或亦可藉由蒸鍍法、濺鍍法、CVD(chemical vapor deposition,化學氣相沈積)法等薄膜形成法而形成。
又,於覆蓋玻璃30之背面中比顯示面板20更外側之區域中,黑色層44於整周大致被設置成框狀。黑色層44係例如將含有顏料粒子之油墨塗佈於覆蓋玻璃30上,對其照射紫外線,或進行加熱煅燒後,進行冷卻,藉此而形成之覆膜,並且自殼體15之外側看不到顯示面板20等,從而使外觀之審美性提高。
作為該顯示器裝置用覆蓋玻璃30,例如可使用以下組成之玻璃。
(i)以莫耳%表示之組成中含有50~80%之SiO2、2~25%之Al2O3、0~10%之Li2O、0~18%之Na2O、0~10%之K2O、0~15%之MgO、0~5%之CaO及0~5%之ZrO2之玻璃
(ii)以莫耳%表示之組成中含有50~74%之SiO2、1~10%之Al2O3、6~14%之Na2O、3~11%之K2O、2~15%之MgO、0~6%之CaO及0~5%之ZrO2,且SiO2及Al2O3之含量之合計為75%以下、Na2O及K2O之含量之合計為12~25%、MgO及CaO之含量之合計為7~15%之玻璃
(iii)以莫耳%表示之組成中含有68~80%之SiO2、4~10%之Al2O3、5~15%之Na2O、0~1%之K2O、4~15%之MgO及0~1%之ZrO2之玻璃
(iv)以莫耳%表示之組成中含有67~75%之SiO2、0~4%之Al2O3、7~15%之Na2O、1~9%之K2O、6~14%之MgO及0~1.5%之ZrO2,且SiO2及Al2O3之含量之合計為71~75%、Na2O及K2O之含量之合計為12~20%,且於含有CaO之情形時其含量未達1%之玻璃
繼而,對顯示器裝置用覆蓋玻璃30之製造方法進行說明。圖2係平板顯示器用覆蓋玻璃之製造方法之流程圖。
覆蓋玻璃30之製造方法係如圖2所示,大體上包含形狀加工步驟(S1)、清洗步驟(S2)、化學強化步驟(S3)、印刷步驟(S4)。
形狀加工步驟(S1)係將調合玻璃之原料並於金屬液槽中進行溶解而獲得之原板切出為特定形狀,典型為矩形狀之處理;清洗步驟(S2)係將切出成特定形狀之玻璃板(以下,將自原板切出成與覆蓋玻璃大致相同形狀之玻璃簡稱為玻璃板)進行清洗之處理,詳細內容於下文進行說明。化學強化步驟(S3)係將清洗後之玻璃板進行化學強化之處理;印刷步驟(S4)係形成功能膜41、42或黑色層44之處理。再者,形狀加工步驟(S1)、化學強化步驟(S3)及印刷步驟(S4)採用公知之方法,以下,對作為本發明之特徵之清洗步驟(S2)進行詳細地說明。
本發明之清洗步驟(S2)係不使輥式毛刷或碟式毛刷等物理性接觸於玻璃板之主表面而進行清洗,換言之,係特徵為不使用毛刷等清洗構件而進行清洗者,且利用將玻璃板浸漬於例如水或中性或鹼性或酸性之液體(以下,將浸漬玻璃板之液體簡稱為清洗液)中之方法進行。作為該方法,採用:將玻璃板浸漬於清洗液中之所謂浸漬清洗;或於將玻璃板浸漬於清洗液中之狀態下施加超音波之所謂超音波清洗;藉由將玻璃板暴露於高壓清洗液中而進行清洗之所謂高壓清洗;或藉由將玻璃板暴露於包含氣泡之清洗水中而進行清洗之所謂Bubble-Jet(註冊商標)清洗等。
此清洗步驟(S2)中,例如藉由將複數片玻璃板裝著於盒子中,並使每個盒子浸漬於清洗槽中而完成。具體而言,將10片玻璃板裝著於1個盒子中,並使其於大約20度(室溫)度之中性或鹼性或酸性之清洗液中浸漬3分鐘。繼而,使其於大約40度之溫水中浸漬3分鐘。繼而,使其於大約20度(室溫)之水中浸漬3分鐘。再者,溫水及水較佳為進行了離子交換處理之純水。藉此可一面避免對玻璃之主表面之清洗液以外之物理性接觸,一面排除附著於經過加工之玻璃板上之有機物及無機物等污垢或細小之玻璃片或灰塵等異物。作為上述以外之方法,亦可為不使用盒子,而一面連續地於平流狀態下進行輸送,一面進行清洗之清洗步驟。
以下,對本發明之實施例進行說明。
將以莫耳%含有64.5%之SiO2、6%之Al2O3、12%之Na2O、4%之K2O、11%之MgO及2.5%之ZrO2之組成的玻璃加工成945×585×1.1 mm之尺寸,從而製作試驗樣本。試驗樣本中,將施以浸漬清洗者作為實施例,將施以毛刷清洗(毛刷材質:66尼龍、線徑:0.3 mm、長度:30 mm、毛刷直徑100 mm、轉速:300 rpm、壓痕:1 mm、毛刷段數:2段、玻璃輸送速度:5 m/min)者作為比較例。
清洗實施例與比較例之試驗樣本後,切割成50×50×1.1 mm之玻璃板,並於化學強化前進行破裂荷重之測定。破裂荷重之測定方法設為球對環(Ball on Ring)法。Ring為直徑30 mm之SUS304製,Ball為直徑10 mm之SUS304(材料)製,且皆進行鏡面研磨。又,荷重速度設為1 mm/min。以玻璃之一個主表面成為下側之方式將玻璃板置於Ring上,利用特定之荷重速度使Ball下降而對玻璃板施加荷重,從而測定玻璃板破裂時之荷重(F)。確認玻璃之破裂點於板玻璃之下側面,Ball之接觸點正下方之位置。
圖3係表示基於化學強化前之板玻璃之利用球對環(Ball on Ring)法的破裂荷重之測定結果的維伯概率軸上之圖(以下稱為「維伯圖(weibull plot)」)。縱軸以自然對數表示累積破裂概率,橫軸以自然對數表示破裂荷重(F)。維伯圖係經常應用於如玻璃般之破裂應力之不均較大之材料的強度評價者,並將破裂荷重之結果進行繪圖。於該圖中,圖越靠向右則表示破裂荷重越大,圖之傾斜越大,則表示強度之不均越小。
根據圖3可知,與進行毛刷清洗之比較例相比,進行浸漬清洗之實施例接近清洗前之原板之破裂荷重,且破裂強度較大。若以破裂荷重之平均值進行比較,則清洗前:1320 N、浸漬式清洗:1071 N、毛刷式清洗:661 N。毛刷清洗後之玻璃強度整體下降。其表示由於毛刷之物理性接觸而導致對玻璃表面造成整體上之微小的損傷,從而玻璃之強度下降。另一方面,進行浸漬清洗之實施例與進行毛刷清洗之比較例相比顯示更接近於原板之破裂強度之數值,故推定可抑制降低清洗中之破裂應力之因子之產生,並藉此可維持耐衝擊性較高之狀態。再者,與原板相比,於一部分之區域中,實施例之玻璃板之破裂應力變大,但推定其係由於不均或誤差而導致者。
繼而,將相同組成之玻璃加工成945×585×1.1 mm,從而製作試驗樣本。試驗樣本中,以同樣之方式將施以浸漬清洗者作為實施例,將施以毛刷清洗者作為比較例。耗費3小時將實施例與比較例之試驗樣本加熱至400度為止後,於450度之硝酸鉀100%溶液中浸漬2小時,從而進行化學強化,並耗費3小時進行緩慢冷卻,藉此進行表面壓縮應力800 MPa、化學強化層30 μm之化學強化。
繼而,於施以化學強化之實施例與比較例之試驗樣本中進行破裂能之測定。將破裂能之測定方法設為落球衝擊試驗。以玻璃之一個主表面成為下側之方式將試驗樣本置於矩形狀治具(SUS304製,外形945×585 mm,內形895×535 mm)上,於玻璃之短邊中央,朝向玻璃之中心距治具內側25 mm處一面改變高度一面使重量0.533 kg之鐵球下落。並且,根據玻璃破裂時之落球高度計算破裂能。破裂能(單位:J)係藉由以下之式而計算。
破裂能(J)=0.533(kg)×9.81(重力加速度:m/s2)×落球高度(m)
圖4係表示基於化學強化後之利用落球衝擊試驗之破裂能之測定結果的維伯圖。縱軸表示累積破裂概率,橫軸表示破裂能。根據圖4可知,與進行毛刷清洗之比較例相比,進行浸漬清洗之實施例之破裂應力較大,不均較小。若以破裂能之平均值進行比較,則化學強化後之浸漬式清洗:6 J,化學強化後之毛刷式清洗:4 J。根據圖3與圖4之圖可知,化學強化前進行浸漬清洗之實施例之玻璃板與化學強化前進行毛刷清洗之比較例之玻璃板相比,玻璃強度較高,且即便進行化學強化,其關係亦不改變。其表示如下之情況:藉由化學強化前之清洗步驟,對於玻璃強度之表面狀態之優劣於化學強化後亦會繼續維持,而保持較高的化學強化前之強度,藉此化學強化後亦獲得較高強度。
於JIS6065、音響、攝影機及類似之電子設備之安全要求事項、12項之機械性強度中,作為對設備之外殼之衝擊試驗,提到有落球衝擊能2 J之落球衝擊試驗作為強度之最低線。加工相同之玻璃板時,進行毛刷清洗之玻璃板之最低強度對於落球衝擊能2 J並不寬餘,但不進行物理性接觸而進行浸漬清洗之玻璃板的最低強度超過落球衝擊能2 J,而可獲得充分之安全性。
如上所述,根據圖3及圖4之測定結果確認,化學強化後之玻璃板之耐衝擊性能受到化學強化前之清洗方法之影響的假設正確。即,先前進行之使輥式毛刷或碟式毛刷等物理性接觸於玻璃板之表面之清洗方法中,化學強化前之耐衝擊性能下降,從而即便清洗後進行化學強化,亦無法獲得所期望之耐衝擊性能,但藉由以不使毛刷接觸於玻璃板之主表面之方式使用清洗液而進行玻璃板之清洗,而達到抑制化學強化前之耐衝擊性能之下降,且其後進行化學強化之玻璃板滿足所期望之耐衝擊性能之效果。
如以上說明般,根據本實施形態,化學強化前之玻璃板之清洗步驟係可藉由以玻璃板之至少一個主表面不與毛刷等清洗構件進行物理性接觸之方式使用清洗液清洗玻璃板,而以具有所期望之耐衝擊性能之方式構成化學強化後之玻璃板。
上述實施形態中,以不使玻璃板之主表面之兩面與毛刷等清洗構件進行物理性接觸之方式使用清洗液而清洗玻璃板,但並不限定於此,以不使至少一個主表面與毛刷等清洗構件進行物理性接觸之方式使用清洗液而清洗玻璃板即可。該情形時,較佳為以將不與毛刷接觸之一個主表面與顯示面板20相對之方式進行配置。藉由將衝擊性能較高之一面作為背面,而可提高對破碎之耐衝擊性。
又,作為玻璃板之清洗方法,除浸漬清洗以外,可採用超音波清洗、高壓清洗、或Bubble-Jet(註冊商標)清洗等。藉此,可使清洗作用提高,且可排除附著於形狀加工步驟(S1)中所切出之玻璃板上的有機物及無機物等污垢或細小之玻璃片或灰塵等異物。
再者,本發明並不受上述實施形態任何限定,於不脫離其主旨之範圍內可以各種形態進行實施。
本申請案係基於2010年12月13日提出申請之日本專利申請案2010-276805者,其內容作為參照被引入至此文。
10...顯示器裝置
15...殼體
20...顯示面板
30...覆蓋玻璃
41、42...功能膜
44...黑色層
圖1係本發明之一實施形態之配置有顯示器裝置用覆蓋玻璃之顯示器裝置的剖面圖。
圖2係顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法之流程圖。
圖3係基於化學強化前之板玻璃之利用球對環(Ball on Ring)試驗法的破裂荷重之測定結果之維伯(Weibull plot)圖。
圖4係基於化學強化後之板玻璃之利用落球衝擊試驗的破裂能之測定結果之維伯圖。
(無元件符號說明)
Claims (4)
- 一種顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其特徵在於包括:由顯示器裝置用玻璃之原板加工成特定形狀之玻璃板之形狀加工步驟;清洗上述玻璃板之清洗步驟;對上述清洗後之玻璃板進行化學強化之化學強化步驟;且上述清洗步驟係以上述玻璃板之至少一個主表面不與毛刷接觸之方式使用液體而進行上述玻璃板之清洗。
- 如請求項1之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其中上述清洗步驟係於將上述玻璃板浸漬於清洗液中之狀態下施加超音波。
- 如請求項1之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其中上述清洗步驟係將上述玻璃板暴露於高壓清洗液中。
- 如請求項1之顯示器裝置用覆蓋玻璃之製造方法,其中上述清洗步驟係將上述玻璃板暴露於包含氣泡之清洗液中。
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