真空輔助玻璃成型及其使用方法
【專利摘要】在彎曲成型制程中藉由施加吸力而提升一種玻璃彎曲成型的方法，以及一種被設(shè)計為該方法使用的真空模具。該方法與裝置可用以制造用于觸控顯示器、太陽能電池保護玻璃以及安全玻璃的曲面玻璃。
【專利說明】
真空輔助玻璃成型及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種使用真空成型裝置的玻璃彎曲成型方法，以及關(guān)于一種被設(shè)計成使用于彎曲成型的真空成型裝置。所述真空成型裝置可應(yīng)用于制造曲面玻璃與具有彎曲部分的平面玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002]觸控玻璃、大型屏幕以及它們的應(yīng)用已經(jīng)達到了廣大市場涵蓋率。因此，對于曲面形成玻璃存在有逐漸增加的需求。曲面玻璃的形成是由所談?wù)撝胁ＡУ牟ＡмD(zhuǎn)換溫度(Tg)與軟化溫度(Ts)所大幅控制。一般而言，Tg低于545°C，而T s低于765°C。
[0003]用來形成曲面玻璃的最普遍技術(shù)中的一種是彎曲成型。一般在彎曲成型期間，藉由加熱使玻璃對象的待彎曲部分軟化，然后施力以改變玻璃對象的形狀。當(dāng)玻璃冷卻時，即形成彎曲成型物件。
[0004]然而，與彎曲成型有關(guān)的其中一個問題是難以形成具有精確角度與厚度的曲面玻璃部分。這個問題常導(dǎo)致低質(zhì)量的曲面玻璃，能將玻璃彎曲成型為高質(zhì)量曲面玻璃有其必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，本發(fā)明提供了一種玻璃對象彎曲成型方法。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該玻璃對象彎曲成型方法包含:加熱一玻璃對象至一操作溫度，以提供一被加熱玻璃對象；使被加熱玻璃對象與一真空成型裝置的一成形表面接觸，其中所述成形表面包含至少一個吸引孔；藉由通過所述至少一個吸引孔施加吸力，使被加熱玻璃對象成型，以提供一成型玻璃對象；以及冷卻成型玻璃對象至低于操作溫度的一溫度，同時維持成型玻璃對象與真空成型裝置的成形表面之間的接觸。
[0006]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該方法進一步包含:自該真空成型裝置移除該成型玻璃對象。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該方法進一步包含:在成型期間，從位于該成形表面上的至少一個熱源對被加熱玻璃物件施加熱量。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該方法進一步包含:在成型期間，從一外部熱源對被加熱玻璃對象施加熱量。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，至少一個壓紋圖案是位于真空成型裝置的成形表面上。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，吸力是通過連接至一真空栗的吸引孔而施加。如根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，成型玻璃對象具有至少一個2.5D或3D成型表面。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象包含至少一個2D表面。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，所述方法進一步包含:在使被加熱玻璃對象與該真空成型裝置的該成形表面接觸之前，彎曲被加熱玻璃對象以配合該真空成型裝置。
[0007]在數(shù)個例示具體實施例中，本發(fā)明提供了一種真空成型裝置。在數(shù)個例示具體實施例中，模具包含至少一個成形表面以及在該至少一個成形表面上的至少一個吸引孔，其中該至少一個吸引孔是連接至一真空栗，以從該真空栗對該至少一個吸引孔施加吸力。在數(shù)個例示具體實施例中，該模具進一步包含位于該至少一個成形表面上的至少一個熱源。在數(shù)個例示具體實施例中，該真空成型裝置是連接至一外部熱源。在數(shù)個例示具體實施例中，該模具進一步包含位于該至少一個成形表面上的至少一個壓紋圖案。
【附圖說明】
[0008]圖1包含在成型步驟的一具體實施例中真空成型裝置的一具體實施例之示意繪圖。
[0009]圖2包含對成型步驟的一具體實施例施加重力與真空之一真空成型裝置的示意繪圖。
【具體實施方式】
[0010]用語「操作溫度」是指被加熱玻璃對象可安全地彎曲與成型的溫度。除非另外指明，操作溫度是介于被成型玻璃的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)與軟化溫度(Ts)之間。
[0011]用語「成形表面」是指至少部分為曲面或非平面的真空成型裝置的表面區(qū)域。用語「在成形表面上」是指在成形表面所定義的區(qū)域內(nèi)以及在成形表面的表面上的位置，使得該真空成型裝置的部件可與被彎曲成型的玻璃互相作用。
[0012]用語「2D」涉及平面的表面。
[0013]用語「2.5DJ涉及主要是平面的表面。、但含有至少一個曲面部分的表面。
[0014]用語「3D」涉及主要為曲面的表面。
[0015]用語「2D」、「2.5DJ與「3D」可應(yīng)用至玻璃片材，其中這些用語分別是指平面玻璃、主要為平面的玻璃以及主要為曲面的玻璃。
[0016]現(xiàn)參閱圖式，圖1繪示了一種真空成型裝置101。如圖1所示，真空成型裝置101包含模具，模具具有成形表面107與設(shè)置于成形表面107中的吸引孔104。吸引孔104是通過吸引線路102連接至真空栗103。同時，如圖1所示，真空成型裝置101包含位于成形表面107上的熱源105。此外，如圖1所示，真空成型裝置101包含位于成形表面107上的壓紋圖案106。
[0017]根據(jù)玻璃對象彎曲成型方法的數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象(例如平板玻璃)可被加熱至操作溫度，以形成被加熱玻璃對象100。如圖1所示，對被加熱玻璃對象100施力來彎曲玻璃對象，以配合真空成型裝置101的成形表面107。被加熱玻璃對象100是置于與真空成型裝置101的成形表面107接觸，使得該被加熱玻璃對象100部分地配合真空成型裝置101。在將該被加熱玻璃對象100放置于真空成型裝置的成形表面107上之前，被加熱玻璃對象100在關(guān)于精確性上還沒有達到最終產(chǎn)品規(guī)格。
[0018]接著啟動真空栗103，以經(jīng)由吸引線路102通過吸引孔104而于被加熱玻璃對象100上產(chǎn)生吸力。通過吸引孔104而作用于被加熱玻璃對象100上的吸力會迫使該被加熱玻璃物件100與真空成型裝置101的成形表面107的輪廓相符。藉由對該被加熱玻璃對象100施加吸力，即可產(chǎn)生比未施加吸力者具有更精確角度與厚度的成型玻璃對象。
[0019]另外，根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置101包括對該被加熱玻璃對象100施加熱量的熱源105，以維持該被加熱玻璃對象100的操作溫度，并使加熱與冷卻差異達最小。
[0020]在被加熱玻璃對象100達到最終產(chǎn)品規(guī)格之后，被加熱玻璃對象100被冷卻。在冷卻之后，即形成具有曲面(2.f5D或3D)的成型玻璃物件。為使附著力減至最低，可在稍微低于操作溫度的溫度下將成型玻璃對象移出真空成型裝置101?？赏ㄟ^一般冷卻程序形成曲面玻璃。此外，真空成型裝置101可被設(shè)計為具有壓紋圖案106，可于成型期間將圖案壓入被加熱玻璃對象100。
[0021]參照圖2，該圖說明了包含模具的一種真空成型裝置201，其中模具具有成形表面207，成形表面207帶有設(shè)置于成形表面207中的吸引孔204。吸引孔204是通過吸引線路202而連接至真空栗203。同時，如圖2所示，真空成型裝置201包含位于成形表面207上的熱源205。此外，如圖2所示，真空成型裝置201包含位于成形表面207上的壓紋圖案206。
[0022]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，彎曲玻璃的方法可定向真空成型裝置，使得重力會施加一個可輔助使該被加熱玻璃對象彎曲以配合真空成型裝置的成形表面的力。如圖2所示，真空成型裝置201包含成形表面207，成形表面207是相對于地球的重力拉力而向上定向。根據(jù)該方法的具體實施例，玻璃對象(例如平板玻璃)可被加熱至操作溫度以形成被加熱玻璃對象200。然后，可使該被加熱玻璃對象200接觸真空成型裝置201的成形表面207，使得重力可輔助彎曲該被加熱玻璃對象200，以使被加熱玻璃對象200配合成形表面207。在將被加熱玻璃對象200放置在真空成型裝置的成形表面207上之前，該被加熱玻璃對象200在精確性上還沒有達到最終產(chǎn)品規(guī)格。
[0023]真空栗203可通過吸引線路202將吸力傳至吸引孔204。由真空栗203通過吸引孔204而作用于被加熱玻璃對象200上的吸力會迫使被加熱玻璃物件200與真空成型裝置201的成形表面207的輪廓相符。藉由對被加熱玻璃對象200施加吸力，可產(chǎn)生比未施加真空者具有更精確角度與厚度的成型玻璃對象。
[0024]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置包含對被加熱玻璃對象200施加熱量的熱源205，以使被加熱玻璃對象200維持在操作溫度，并使加熱與冷卻差異達最小。
[0025]在被加熱玻璃對象200達到最終產(chǎn)品規(guī)格之后，被加熱玻璃對象200被冷卻。在冷卻之后，即形成具有曲面表面(2.f5D或3D)的成型玻璃物件。為使附著力降至最低，可在稍微低于操作溫度的溫度下，自真空成型裝置201移除成型玻璃對象。彎曲玻璃可通過一般冷卻程序而形成。此外，真空成型裝置201是被設(shè)計為具有壓紋圖案206?？稍诔尚推陂g將圖案壓入被加熱玻璃對象200。
[0026]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，本發(fā)明提供了一種玻璃對象的彎曲成型方法。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，所述玻璃對象的彎曲成型方法包括加熱一玻璃對象至一操作溫度，以提供一被加熱玻璃對象。根據(jù)數(shù)個例;^具體實施例，玻璃對象可為一玻璃片或具有可彎曲成型比例的任何玻璃材料。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的材料可為任何玻璃。合適的玻璃實例包括:鋁硅酸鹽玻璃、硼磷硅酸鹽玻璃、氟磷酸鹽玻璃、氟硅酸鹽玻璃、石英，磷酸鹽玻璃、磷硅酸鹽玻璃、堿石灰玻璃、硅酸鈉及其類似者。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的操作溫度是根據(jù)所談?wù)摰牟ＡФ?。根?jù)數(shù)個例示具體實施例，操作溫度的合適溫度范圍包括從約550°C至約750°C的范圍，包括從約600°C至約700°C、從約650°C至約700°C、以及從約600°C至約650°C的范圍。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，操作溫度可介于約為玻璃對象的Tg至約為玻璃對象的T s之間的范圍。
[0027]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，一種玻璃對象的彎曲成型方法包含彎曲被加熱玻璃對象，使得它具有配合于或可與真空成型裝置的成形表面接觸的形狀或曲面。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，是在玻璃對象被加熱至操作溫度之后、以及在被加熱玻璃對象與真空成型裝置的成形表面接觸之前，彎曲被加熱玻璃對象。
[0028]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包含使被加熱玻璃對象與一真空成型裝置的成形表面接觸。被加熱玻璃對象可藉由使被加熱玻璃對象接觸真空玻璃裝置的任何方法而與成形表面接觸。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，被加熱玻璃物件是被壓而與該真空成型裝置接觸，因此壓力增進了被加熱玻璃對象與真空成型裝置之間的直接接觸。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，被加熱玻璃物件被帶至與真空成型裝置的成形表面接觸，使得重力施力以彎曲玻璃并且增進與真空成型裝置的成形表面的接觸。
[0029]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該玻璃對象彎曲成型方法包含了具有位于成形表面上的至少一個吸引孔的真空成型裝置。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，所述至少一個吸引孔可為位于真空成型裝置的表面上的復(fù)數(shù)個吸引孔。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該至少一個吸引孔以增進被加熱玻璃對象與真空成型裝置的成形表面之間接觸的方式，能夠?qū)Ρ患訜岵Ａο笫┘游Α?br>[0030]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包括具有在成形表面上的至少一個吸引孔之真空成型裝置，使得被加熱玻璃對象可藉由從該至少一個吸引孔施加吸力而成型，以提供成型玻璃對象。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，在成型步驟期間，吸力的強度需要足以增進并維持被加熱玻璃對象的接觸。真空成型裝置的好處是吸力可增進被加熱玻璃對象與真空成型裝置的成形表面之間的接觸，這可提供成型玻璃對象精確的形狀與厚度。
[0031]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包括使成型玻璃對象冷卻至低于操作溫度的溫度，同時維持成型玻璃對象與真空成型裝置的成形表面之間的接觸。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，「冷卻」是被動的，因此成型玻璃對象可被允許冷卻至室溫。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，藉由傳導(dǎo)或?qū)α骼鋮s，「冷卻」可以是主動的。
[0032]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，吸引孔適合直接連接至真空栗、或是連接至將吸引孔連接至真空栗的吸引線路。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，吸引孔連接至真空栗，以對被加熱玻璃對象提供吸力。
[0033]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包含自真空成型裝置中移除成型玻璃對象。
[0034]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包含:在成型步驟期間，從位于真空成型裝置的表面上的至少一個熱源施加熱量。在成型步驟期間對被加熱玻璃對象施加熱量的好處是，被加熱玻璃對象的溫度可在成型區(qū)域被局部加熱，以使不均勻的加熱或冷卻達最低。
[0035]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包括從外部熱源施加熱量，該外部熱源是在玻璃對象與真空成型裝置外部的來源。從外部來源施加熱量的好處一般是較低的成本、以及對于玻璃對象不直接接觸真空成型裝置的部分加熱之能力。
[0036]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象的彎曲成型方法包括對玻璃對象施加至少一個壓紋圖案。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該至少一個壓紋圖案是真空成型裝置的成形表面的一部分，它是以圖案的形式而形成高起的及/或低下的表面。對玻璃對象施用該至少一個壓紋圖案好處是，可在彎曲成型方法中將這些圖案壓紋至玻璃對象上，不會產(chǎn)生額外壓紋程序的成本。
[0037]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，玻璃對象包括至少一個是2D的表面。成型用玻璃對象的實例包括觸控屏幕與平板玻璃。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，本發(fā)明方法可用以使至少一個2D表面成型為具有至少一個2.5D或3D表面的成型玻璃對象。舉例而言，本發(fā)明方法可產(chǎn)生曲面顯示器用的曲面玻璃。
[0038]在本文中揭露了一種真空成型裝置。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置包括模具，模具具有至少一個成形表面、以及在該至少一個成形表面上的至少一個吸引孔。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，該至少一個成形表面是真空成型裝置的表面。真空成型裝置與該至少一個成形表面一般是由固態(tài)的、且可抵擋高達800°C而裝置不劣化或玻璃不污染的任何材料或材料組合所制成。合適的材料可包括鋼、鋁、鈦及它們的合金、以及陶瓷。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置的該至少一個成形表面可包括涂層，以使成形表面與成型玻璃對象之間的附著力減至最低。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置的該至少一個成形表面將成形表面的材料置于與玻璃對象直接接觸。
[0039]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，吸引孔是配置以連接至真空栗，并從真空栗對吸引孔施加吸力。根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，吸引孔是通過設(shè)置在真空成型裝置中的一個或多個通道中的吸引線路而連接至真空栗。吸引孔的好處是吸引孔可直接連接、或通過吸引線路而連接至真空栗。
[0040]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置包括位于該至少一個成形表面上的至少一個熱源。根據(jù)數(shù)個例不具體實施例，熱源可為任何可對玻璃施加熱量的機構(gòu)。合適的熱源可包括加熱燈絲。
[0041]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置可連接至外部加熱源。合適的外部加熱源包括雷射、加熱爐與開放的火焰。
[0042]根據(jù)數(shù)個例示具體實施例，真空成型裝置的至少一個成形表面包含至少一個壓紋圖案。
[0043]本發(fā)明提供了一種方法與裝置以形成具有高質(zhì)量表面的曲面玻璃，這可用于汽車系統(tǒng)、或可攜式行動裝置?？膳c黏著的PET (聚對苯二甲酸乙二酯)復(fù)合物薄膜使用作為可調(diào)整光與顯示效果的曲面玻璃。因此所形成的曲面玻璃是高質(zhì)量的3D或2.5D玻璃。
[0044]雖然已經(jīng)針對某些具體實施例來說明本發(fā)明，但具有發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域通常技藝者將可理解，亦可在如附權(quán)利要求書的精神與范圍內(nèi)進行修改而實施本發(fā)明。
[0045]任何空間上的表示，舉例而言，例如「上」、「下」、「在上方」、「在下方」、「在之間」、「底部」、「垂直」、「水平」、「傾斜」、「向上」、「向下」、「并排」、「由左至右」、「左」、「右」、「由右至左」、「由上至下」、「由下至上」、「頂部」、「底部」、「由下而上」、「由上而下」等，都僅為說明目的，并不限制上述結(jié)構(gòu)的特定方向或位置。
[0046]本發(fā)明已經(jīng)相對于某些具體實施例而進行說明。具有發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域通常技藝者在研讀本發(fā)明說明書之后即可顯然理解的改良或修飾也是被視為在本發(fā)明的精神與范疇內(nèi)。應(yīng)理解，一些修飾、變化與替代皆是于前述揭露內(nèi)容之預(yù)期中，且在某些實例中，將可在無其他特征的對應(yīng)使用下應(yīng)用本發(fā)明的某些特征。因此，如附權(quán)利要求書請求項被廣義地及以與本發(fā)明的范圍一致的方式建構(gòu)是適當(dāng)?shù)摹?br>[0047]組件符號
[0048]100、200被加熱玻璃物件
[0049]101、201真空成型裝置
[0050]102吸引線路
[0051]103、203真空栗
[0052]104、204吸引孔
[0053]105、205熱源
[0054]106、206壓紋圖案
[0055]107、207成形表面。
【主權(quán)項】
1.一種玻璃對象彎曲成型的方法，包含: 加熱一玻璃對象至一操作溫度，以提供一被加熱玻璃對象； 使被該加熱玻璃對象與一真空成型裝置的一成形表面接觸，其中該成形表面包含至少一個吸引孔； 藉由通過該至少一個吸引孔施加吸力，使該被加熱玻璃對象成型，以提供一成型玻璃對象；以及 冷卻該成型玻璃對象至低于該操作溫度的一溫度，同時維持該成型玻璃對象與該真空成型裝置的該成形表面之間的接觸。2.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包含:自該真空成型裝置移除該成型玻璃對象。3.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包含:在成型期間，從位于該成形表面上的至少一個熱源對該被加熱玻璃物件施加熱量。4.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包含:在成型期間，從一外部熱源對該被加熱玻璃對象施加熱量。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一個壓紋圖案是位于該真空成型裝置的該成形表面上。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中吸力是通過連接至一真空栗的吸引孔而施加。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該成型玻璃對象具有至少一個2.K)或3D成型表面。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該玻璃對象包含至少一個2D表面。9.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包含:在使該被加熱玻璃對象與該真空成型裝置的該成形表面接觸之前，彎曲該被加熱玻璃對象以配合該真空成型裝置。10.一種真空成型裝置，包含: 一模具，包含至少一個成形表面以及在該至少一個成形表面上的至少一個吸引孔， 其中該至少一個吸引孔是連接至一真空栗，以從該真空栗對該至少一個吸引孔施加吸力。11.如權(quán)利要求10所述的真空成型裝置，進一步包含位于該至少一個成形表面上的至少一個熱源。12.如權(quán)利要求10所述的真空成型裝置，其中該真空成型裝置是連接至一外部熱源。13.如權(quán)利要求10所述的真空成型裝置，進一步包含位于該至少一個成形表面上的至少一個壓紋圖案。
【文檔編號】C03B23/023GK105985008SQ201510087130
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月25日
【發(fā)明人】丁原杰, 詹益淇, 洪立昕
【申請人】科立視材料科技有限公司