TW201341325A - 玻璃基材的切割方法及由該切割方法製得的玻璃基板 - Google Patents

Abstract

本發明主要是提供一種玻璃基材的切割方法，先用刀輪在玻璃基材上切割出多數切割道後，將玻璃基材沿切割道分裂成至少一塊待加工玻璃基板，接著在待加工玻璃基板的劈裂面和頂面上定義出二分別與頂面和劈裂面垂直距離是待加工玻璃基板厚度0.08~0.45倍的加工標記線，最後拋光移除通過該二加工標記線的假想平面和頂面、熱紋面、劈裂面所界定出來的待加工玻璃基板結構而形成由至少一斜面構成的導角結構，而將待加工玻璃基板加工成玻璃基板。

Description

玻璃基材的切割方法及由該切割方法製得的玻璃基板

本發明是有關於一種基板的製造方法，特別是指一種製作玻璃基板的玻璃基材的切割方法。

平面顯示器可以說是應用最廣的電子零組件之一，從個人電腦、行動電話，甚至是智慧型家用電器，如冰箱、洗衣機等等，隨處可見其影蹤；其中又以玻璃基板為組裝成平面顯示器的元件裡最重要的基礎材料之一。因此，對於如何改善現有玻璃基板的品質、價格、乃至於成形、加工過程等，是業界主要的研究對象之一。

因為玻璃是脆性材料而無法承受較大的拉應力，所以玻璃基板在承受彎曲應力時會從有缺陷處發生應力集中而最先被破壞-此缺陷處一般稱為起裂點，通常是玻璃基板被裁切成形的切割處-進而從微小缺陷擴大而使整塊玻璃破裂；特別是當前，玻璃基板不斷的大型化、薄壁化發展，此一問題在玻璃基板在搬運中被提昇或位移時經常發生，而造成產線上的損失，甚至危及工作人員的安全。

一般，是藉由熱處理改善玻璃基板拉應力與壓縮應力混雜殘留，避免上述問題的發生。但是，熱處理方式對應不同組成、厚度的玻璃基板而須進行不同的熱處理過程，同時，也需另外購置相關設備進行相關熱處理；所以通常是由玻璃基板供應業者進行，一般例如應用玻璃基板再加工的產線並無法、也無能力負擔。

另外，也有文獻指出對切割後的玻璃基板的頂、底面與側周面研磨形成倒角，較佳的是形成倒角的端面與頂、底面形成直角，如此有助於減少起裂點而可以進一步改善玻璃基板破裂的發生。

但根據例如日本專利特開平9-278466號專利案、9-278467號專利案等技術文獻的揭示，形成90度倒角的玻璃基板，還會因為研磨後表面最大凹凸參數的面性狀而無法確切地對應玻璃基板的拉應力分佈而導致玻璃基板的破損，所以光是形成導角並無法適切地解決玻璃基板被裁切成形後自起裂點破裂的問題。

根據發明人研究，玻璃基板在承受正彎矩時，其實是由玻璃基板的上緣(即頂面周緣)承受壓應力，下緣(即底面周緣)承受拉應力；而，現有的形成導角的技術由於研磨成型的倒角並非針對拉應力承受處建立，因此並無法有效降低玻璃基板的破片率。此外，切割的過程也與後續形成倒角而減少起裂點的過程相關，並非可自單獨形成直角狀的倒角，或是妥善控制研磨後表面最大凹凸參數的面性狀即可改善移動玻璃基板時所發生的破片率問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以有效提升製得的玻璃基板的抗彎矩強度的玻璃基材的切割方法。

此外，本發明之另一目的，即在提供一種具有高玻璃抗彎矩強度的玻璃基板。

於是，本發明玻璃基材的切割方法包含以下三個步驟。

首先是用刀輪在一玻璃基材上切出多數切割道後，將該玻璃基材沿該等切割道分裂成至少一塊待加工玻璃基板，其中，該待加工玻璃基板分別具有一對應於該玻璃基材之上表面的頂面、一自該頂面向下且由刀輪切割形成的熱紋面、一自該熱紋面向下延伸且由玻璃分裂形成的劈裂面，及一對應於該玻璃基材之下表面且與該劈裂面連接的底面。

接著在該待加工玻璃基板的劈裂面和頂面上定義二分別與該頂面和劈裂面的垂直距離是該待加工玻璃基板厚度0.08~0.45倍的加工標記線。

最後拋光移除該待加工玻璃基板由通過該二加工標線的假想平面和該頂面、熱紋面、劈裂面所界定出來的結構而形成一由至少一斜面構成的導角結構，而將該待加工玻璃基板加工成一玻璃基板。

再者，本發明一種玻璃基板，由一玻璃基材沿多數切割道分裂後拋光製得，包含一頂面、一導角結構、一劈裂面，及一底面。

該導角結構自該頂面邊緣斜向下延伸並具有至少一由拋光形成且邊緣與該頂面和該導角結構連接的邊緣平行的斜面。

該劈裂面，自該導角結構最遠離該頂面的斜面向下延伸且由該玻璃基材沿該等切割道分裂時形成。

該底面和該頂面間隔且邊緣與該劈裂面遠離該導角結構的邊緣連接。

本發明的目的及解決其技術問題還可採用於下技術措施進一步實現。

較佳地，本發明玻璃基材的切割方法是用一具有一拋光環面的拋光輪進行拋光得到該導角結構，其中，該拋光環面以該拋光輪的一軸線繞轉，且該拋光輪相對該待加工玻璃基板作動而形成該導角結構時，該軸線平行於拋光時該拋光輪相對該待加工玻璃基板的作動方向。

較佳地，本發明玻璃基板的該導角結構每一斜面的平均粗糙度Ra=0.02~0.002μm。

較佳地，本發明玻璃基板的該頂面與該導角結構連接的邊緣至該劈裂面的垂直距離是該頂面至底面的距離的0.08~0.45倍。

較佳地，本發明玻璃基板的該劈裂面與該導角結構連接的邊緣至該頂面的垂直距離是該頂面至底面的距離的0.08~0.45倍。

較佳地，本發明玻璃基板的該導角結構具有一斜面，且該斜面與該頂面、劈裂面的夾角分別是135°。

較佳地，本發明玻璃基板的該導角結構具有二斜面，且該導角結構與該頂面連接的斜面和該頂面的夾角是41°~45°，且該導角結構與該劈裂面連接的斜面和該劈裂面的夾角是45°~49°。

本發明之功效在於：提供一種完整的玻璃基材的切割方法，藉由拋光移除該待加工玻璃基板由通過該二加工標線的假想平面和該頂面、熱紋面、劈裂面所界定出來的結構而形成包括至少一斜面構成的導角結構，消除玻璃基板的起裂點，而令製作出的玻璃基板具有高玻璃抗彎矩強度。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

本發明一種玻璃基材的切割方法的一較佳實施例，是可切割製作如圖6所示的玻璃基板3。

參閱圖1、圖2，首先用刀輪在玻璃基材1上切割出多數欲將該玻璃基材1分裂成多數待加工玻璃基板2的切割道13；在本例中是用130⁰有齒震動刀輪，自該玻璃基材1的上表面11向下表面12切割出切割道13。

參閱圖3，接著自該玻璃基材1的上表面11向下表面12方向沿該等切割道13將該玻璃基材1分裂成至少一塊待加工玻璃基板2，其中，每一待加工玻璃基板2分別具有一對應於該玻璃基材1之上表面11的頂面21、一自該頂面向下且由刀輪切割而成的熱紋面23、一自該熱紋面23向下且由玻璃劈裂形成的劈裂面24，及一對應於該玻璃基材1之下表面12並與該劈裂面24連接的底面22；在本例中，是用劈刀400沿該等切割道13施加應力而使該玻璃基材1分裂成至少一塊待加工玻璃基板2。

參閱圖4，在該待加工玻璃基板2的頂面21和劈裂面24上定義二與該劈裂面24和頂面21的垂直距離是該待加工玻璃基板2厚度0.08~0.45倍的加工標記線201。

參閱圖5、圖6，最後沿著通過該第一、二加工線201、202之假想平面的法向量方向，拋光移除該待加工玻璃基板2由該頂面21、該熱紋面23和劈裂面24與通過該二加工標記線201之假想平面所界定出來的玻璃結構而形成一導角結構33，其中，該導角結構33具有一分別與該頂面21、劈裂面24的夾角是135°、且平均粗糙度Ra是0.02~0.002μm的斜面331，而將該待加工玻璃基板2可能存在有起裂點的區域結構，特別是鄰近承受拉應力之頂面21周遭的區域結構，完全以拋光方式移除而得到玻璃基板3；特別的是，在本例中，是用一具有一拋光環面501的拋光輪500進行，其中，該拋光環面501以該拋光輪500的一軸線502繞轉，且該拋光輪500相對該待加工玻璃基板2作動而形成該導角結構33時，該軸線502平行於拋光時該拋光輪500相對該待加工玻璃基板2的作動方向203。

參閱圖6，由上述本發明玻璃基材的切割方法的較佳實施例切割製作出的玻璃基板3包含一具有一頂邊311的頂面31、一具有一底邊321的底面32、一自該底面32的底邊321向上延伸並具有一相反於該底邊321之劈裂邊341的劈裂面34，及一連接該劈裂邊341和頂邊311的導角結構33，該導角結構具有一邊緣和該頂邊311、劈裂邊341連接的斜面331，且該頂面31頂邊311至該劈裂面34的垂直距離是該頂面31至底面32的距離(即玻璃基板的厚度)的0.08~0.45倍，該劈裂邊341至該頂面31的垂直距離是該頂面31至底面32的距離(即玻璃基板的厚度)的0.08~0.45倍。

由上述說明可知，本發明主要是配合刀輪切割出的切割道13深度而定義出加工標記線201，再配合拋光形成具有斜面331的導角結構33，而將切割時所可能產生的起裂點分佈的區域結構盡可能的消除，進而切割得到具有高玻璃抗彎矩強度的玻璃基板3；根據實際投片測試，抗彎矩強度可大於435MPa。

參閱圖7，由上述本發明玻璃基材的切割方法的較佳實施例，還可以切割製作出具有二斜面331的導角結構33的玻璃基板3，其中，該導角結構33與該頂面31連接的斜面311和該頂面31的夾角是41°~45°，且該導角結構33與該劈裂面34連接的斜面331和該劈裂面34的夾角是45°~49°，藉此，更有效消除切割時可能產生的起裂點分佈的區域結構，製得玻璃抗彎矩強度更高的玻璃基板3。

綜上所述，本發明主要是從玻璃的材料特性與實際受應力作用時的承受應力分佈分析，從而以刀輪切割開始，並配合後續劈裂、定義出加工標記線而拋光移除切割時可能產生的起裂點分佈結構而成倒角結構，最終切割製作出具有高抗彎與強度的玻璃基板，確實能自必須實施的切割玻璃基材得到玻璃基板的過程中，簡易且有效的改善目前玻璃基板不斷的大型化、薄壁化發展時遭遇到的破片問題，減少產線的損失，並提昇工作人員的安全，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．玻璃基材

11．．．上表面

12．．．下表面

13．．．切割道

2．．．待加工玻璃基板

21．．．頂面

22．．．底面

23．．．熱紋面

24．．．劈裂面

201．．．加工標記線

203．．．作動方向

3．．．玻璃基板

31．．．頂面

311．．．頂邊

32．．．底面

321．．．底邊

33．．．導角結構

331．．．斜面

34．．．劈裂面

341．．．劈裂邊

400．．．劈刀

500．．．拋光輪

501．．．拋光環面

502．．．軸線

圖1是一俯視圖，說明實施本發明玻璃基材的切割方法的一較佳實施例時，於一待切割的玻璃基材上切割出切割道；

圖2是一側視示意圖，輔助說明圖1切割出切割道的玻璃基材；

圖3是一側視示意圖，說明實施本發明玻璃基材的切割方法的一較佳實施例時，於一切割有切割道的玻璃基材上進行劈裂而得到多數待加工玻璃基板；

圖4是一側視示意圖，說明實施本發明玻璃基材的切割方法的一較佳實施例時，於多數待加工玻璃基板定義加工標記線；

圖5是一示意圖，說明實施本發明玻璃基材的切割方法的一較佳實施例時，拋光移除待加工玻璃基板以加工標記線定義出的結構而形成導角結構；

圖6是一立體圖，說明實施本發明玻璃基材的切割方法的一較佳實施例時切割製作出的玻璃基板，其中，玻璃基板的導角結構具有一斜面；及

圖7是一立體圖，說明實施本發明玻璃基材的切割方法的一較佳實施例時切割製作出玻璃基板，其中，玻璃基板的導角結構具有二斜面。

2．．．待加工玻璃基板

21．．．頂面

22．．．底面

23．．．側周面

201．．．加工標記線

202．．．加工標記線

203．．．作動方向

33．．．導角結構

500．．．拋光輪

501．．．拋光環面

502．．．軸線

Claims (8)

1. 一種玻璃基材的切割方法，包含：(a)　用刀輪在一玻璃基材上切出多數切割道後，將該玻璃基材沿該等切割道分裂成至少一塊待加工玻璃基板，其中，該待加工玻璃基板分別具有一對應於該玻璃基材之上表面的頂面、一自該頂面向下且由刀輪切割形成的熱紋面、一自該熱紋面向下延伸且由玻璃分裂形成的劈裂面，及一對應於該玻璃基材之下表面且與該劈裂面連接的底面；(b)　在該待加工玻璃基板的劈裂面和頂面上定義二分別與該頂面和劈裂面的垂直距離是該待加工玻璃基板厚度0.08~0.45倍的加工標記線；及(c)　拋光移除該待加工玻璃基板由通過該二加工標線的假想平面和該頂面、熱紋面、劈裂面所界定出來的結構而形成一由至少一斜面構成的導角結構，而將該待加工玻璃基板加工成一玻璃基板。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之玻璃基材的切割方法，其中，該步驟(c)是用一具有一拋光環面的拋光輪進行，其中，該拋光環面以該拋光輪的一軸線繞轉，且該拋光輪相對該待加工玻璃基板作動而形成該導角結構時，該軸線平行於拋光時該拋光輪相對該待加工玻璃基板的作動方向。
3. 一種玻璃基板，由一玻璃基材沿多數切割道分裂後拋光製得，包含：一頂面；一導角結構，自該頂面邊緣斜向下延伸並具有至少一由拋光形成且邊緣與該頂面和該導角結構連接的邊緣平行的斜面；一劈裂面，自該導角結構最遠離該頂面的斜面向下延伸且由該玻璃基材沿該等切割道分裂時形成；及一底面，和該頂面間隔且邊緣與該劈裂面遠離該導角結構的邊緣連接。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之玻璃基板，其中，該導角結構每一斜面的平均粗糙度Ra=0.02~0.002μm。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之玻璃基板，其中，該頂面與該導角結構連接的邊緣至該劈裂面的垂直距離是該頂面至底面的距離的0.08~0.45倍。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之玻璃基板，其中，該劈裂面與該導角結構連接的邊緣至該頂面的垂直距離是該頂面至底面的距離的0.08~0.45倍。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之玻璃基板，其中，該導角結構具有一斜面，且該斜面與該頂面、劈裂面的夾角分別是135°。
8. 依據申請專利範圍第6項所述之玻璃基板，其中，該導角結構具有二斜面，且該導角結構與該頂面連接的斜面和該頂面的夾角是41°~45⁰，且該導角結構與該劈裂面連接的斜面和該劈裂面的夾角是45°~49⁰。