玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法與設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種玻璃處理技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法與設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于觸控電子產(chǎn)品的興起，對于觸控屏幕的硬度與耐磨性的要求也日益嚴(yán)苛。為了提升觸控屏幕的硬度與耐磨性，目前有些觸控產(chǎn)品甚至采用藍(lán)寶石(sapphire)來取代玻璃作為觸控屏幕的保護(hù)蓋板。
[0003]以藍(lán)寶石來作為觸控屏幕的保護(hù)蓋板雖可有效提高觸控屏幕的硬度與耐磨性，但是藍(lán)寶石基材本身的價格高，會導(dǎo)致觸控屏幕的成本提高。再加上藍(lán)寶石基材的表面較為惰性，如此會增加后續(xù)例如印刷與鍍膜等制程的困難度，而導(dǎo)致制程成本的增加。因此，以藍(lán)寶石基材來作為觸控屏幕的保護(hù)蓋板會使得成本大幅提高，且因制程難度高，也會造成制程合格率不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的一目的就是在提供一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法與設(shè)備，其是在玻璃基材的表面上涂布陶瓷膜前驅(qū)物，再對此層陶瓷膜前驅(qū)物進(jìn)行激光回火(laserannealing),以使此層陶瓷膜前驅(qū)物結(jié)晶而形成陶瓷膜,如此一來,可有效提高玻璃結(jié)構(gòu)的表面硬度。
[0005]本發(fā)明的另一目的是在提供一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法與設(shè)備，其可先以等離子清潔玻璃基材的表面，再涂布陶瓷膜前驅(qū)物玻璃基材的表面上，如此可使陶瓷膜前驅(qū)物輕易滲入玻璃基材的表面的毛細(xì)孔中，借此可增加由陶瓷膜前驅(qū)物所結(jié)晶而成的陶瓷膜與玻璃基材表面之間的接合面積，進(jìn)而可增強(qiáng)陶瓷膜對玻璃表面的附著力，因此可進(jìn)一步提升玻璃結(jié)構(gòu)的表面強(qiáng)度。
[0006]本發(fā)明的再一目的是在提供一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法與設(shè)備，其可有效提高玻璃結(jié)構(gòu)的表面強(qiáng)度，故此玻璃結(jié)構(gòu)可用來作為觸控屏幕的保護(hù)蓋板，借此可大幅降低觸控屏幕的制程難度，并可提升制程合格率，且可降低基材與制程成本。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法，其包含下列步驟。提供玻璃基材。形成陶瓷前驅(qū)物層覆蓋在玻璃基材的表面上。對陶瓷前驅(qū)物層進(jìn)行激光回火處理，以將陶瓷前驅(qū)物層結(jié)晶化成陶瓷膜。
[0008]依據(jù)本發(fā)明的一實施例，于進(jìn)行激光回火處理的步驟前，上述玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法還包含對玻璃基材的表面進(jìn)行等離子處理，以清潔玻璃基材的此表面的毛細(xì)孔。
[0009]依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述形成陶瓷前驅(qū)物層的步驟包含使陶瓷前驅(qū)物層滲入毛細(xì)孔中。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的又一實施例，上述形成陶瓷前驅(qū)物層的步驟包含利用噴涂(spraycoating)方式、浸潤涂布(dip coating)方式、或噴墨涂布(inkjet printing)方式。[0011 ] 依據(jù)本發(fā)明的再一實施例，上述的陶瓷前驅(qū)物層的材料包含金屬、金屬氧化物、金屬碳氧化物、金屬碳化物、及/或其混合物。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的再一實施例，上述的陶瓷前驅(qū)物層的材料包含主成分與副成分，主成分包含氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、及/或氧化鎂，且副成分包含鐵、鈦、錳、鉛或稀土元素。
[0013]依據(jù)本發(fā)明的再一實施例，上述形成陶瓷前驅(qū)物層的步驟包含數(shù)個形成致密陶瓷前驅(qū)物薄膜的步驟，每一形成致密陶瓷前驅(qū)物薄膜的步驟包含形成陶瓷前驅(qū)物薄膜、以及對陶瓷前驅(qū)物薄膜進(jìn)行預(yù)烘烤步驟，以形成致密陶瓷前驅(qū)物薄膜。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的上述目的，更提出一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備。此玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備包含傳送機(jī)構(gòu)、涂布裝置以及激光回火裝置。傳送機(jī)構(gòu)適用以傳送玻璃基材。涂布裝置設(shè)于傳送機(jī)構(gòu)的上方，且適用以形成陶瓷前驅(qū)物層于玻璃基材的表面上。激光回火裝置設(shè)于傳送機(jī)構(gòu)的上方，且適用以對玻璃基材的表面上的陶瓷前驅(qū)物層進(jìn)行激光回火處理。
[0015]依據(jù)本發(fā)明的一實施例，上述玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備還包含等離子裝置。此等離子裝置設(shè)于傳送機(jī)構(gòu)的上方，且適用以在陶瓷前驅(qū)物層涂布于玻璃基材的表面上之前，對玻璃基材的表面進(jìn)行等離子處理。
[0016]依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述的涂布裝置包含涂布單元以及烘烤單元。涂布單元適用以涂布陶瓷前驅(qū)物薄膜于玻璃基材的表面上。烘烤單元適用以對陶瓷前驅(qū)物薄膜進(jìn)行預(yù)烘烤處理。
【附圖說明】
[0017]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下:
[0018]圖1是繪示依照本發(fā)明的一實施方式的一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備的裝置示意圖；
[0019]圖2A至圖2D是繪示依照本發(fā)明的一實施方式的一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法的流程剖面圖；
[0020]圖3A至圖3G是繪示依照本發(fā)明的另一實施方式的一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法的流程剖面圖。
【具體實施方式】
[0021]有鑒于一般玻璃的表面的硬度與耐磨性已無法滿足現(xiàn)今觸控屏幕的要求，而藍(lán)寶石基材的采用又會增加觸控屏幕制作的困難度與成本大幅增加。因此，本案的實施方式提出玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法與方法，可在兼顧制程實施與成本的情況下，制作出硬度與耐磨性均滿足觸控屏幕要求的玻璃結(jié)構(gòu)。
[0022]請參照圖1，其是繪示依照本發(fā)明的一實施方式的一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備的裝置示意圖。在本實施方式中，玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備100主要包含傳送機(jī)構(gòu)102、涂布裝置114以及激光回火裝置120。傳送機(jī)構(gòu)102適用以傳送一或多個用來制作玻璃結(jié)構(gòu)的玻璃基材108，以使玻璃基材108沿著方向122移動。傳送機(jī)構(gòu)102可由一輸送帶106與數(shù)個滾輪104所組成。在另一些例子中，傳送機(jī)構(gòu)102可僅包含一輸送帶106而無滾輪104的設(shè)計。在又一些例子中，傳送機(jī)構(gòu)102可僅包含數(shù)個滾輪104而無輸送帶106的設(shè)計。此外，傳送機(jī)構(gòu)102可為連續(xù)式傳動機(jī)構(gòu)或寸動式傳動機(jī)構(gòu)。
[0023]涂布裝置114設(shè)置在傳送機(jī)構(gòu)102的上方。當(dāng)傳送機(jī)構(gòu)102將玻璃基材108傳送至涂布裝置114下方時，可利用涂布裝置114在玻璃基材108的表面110上形成陶瓷前驅(qū)物層128 (請先參照圖2C所示)。當(dāng)傳送機(jī)構(gòu)102采用寸動式傳動機(jī)構(gòu)時，由于傳送機(jī)構(gòu)102是以固定的步進(jìn)距離前進(jìn)后，停頓一預(yù)設(shè)時間再繼續(xù)步進(jìn)，因此可減少涂布裝置114所使用的陶瓷前驅(qū)物的量。在一些例子中，如圖1所示，涂布裝置114包含一涂布單元116與一烘烤單元118。涂布單元116可用以在玻璃基材108的表面110上涂布陶瓷前驅(qū)物薄膜。烘烤單元118設(shè)置在涂布單元116之后，以對玻璃基材108的表面110上所涂布的陶瓷前驅(qū)物薄膜進(jìn)行預(yù)烘烤處理，來致密化此陶瓷前驅(qū)物薄膜。在另一些例子中，涂布裝置114可包含多個涂布單元116與多個烘烤單元118，這些涂布單元116與烘烤單元118順著方向122交替排列，以在玻璃基材108的表面110上依序進(jìn)行多次的陶瓷前驅(qū)物薄膜涂布與預(yù)烘烤處理。
[0024]在一些實施例中，玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備100還包含等離子裝置112，此等離子裝置112設(shè)置在傳送機(jī)構(gòu)102的上方，且位于涂布裝置114之前。等離子裝置112可用以在涂布裝置114將陶瓷前驅(qū)物層128 (請先參照圖2C所示)涂布于玻璃基材108的表面110上之前，先對玻璃基材108的此一表面110進(jìn)行等離子處理，來清潔及/或活化玻璃基材108的表面110。在一些例子中，等離子裝置112對玻璃基材108的表面110所進(jìn)行的等離子處理可清潔表面110的毛細(xì)孔。此外，等離子裝置112所采用的反應(yīng)氣體可為空氣、氮氣、氬氣或氦氣，或者氮氣、氬氣或氦氣混合微量空氣、氧氣或氫氣。在一些示范例子中，等離子裝置112可例如為常壓等離子裝置，且可包含陣列噴射式等離子源、旋轉(zhuǎn)噴射式等離子源、絕緣障蔽式放電(dielectric barrier discharge,DBD)等離子源或高周波(rad1 frequency,RF)等離子源。
[0025]激光回火裝置120同樣設(shè)于傳送機(jī)構(gòu)102的上方，但位于涂布裝置114的后方。激光回火裝置120可用以對玻璃基材108的表面110上的陶瓷前驅(qū)物層128進(jìn)行激光回火處理，借以使陶瓷前驅(qū)物層128結(jié)晶而形成陶瓷膜130 (請先參照圖2D所示)。
[0026]在本發(fā)明的一實施方式中，玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法可在玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備100中實施。請一并參照圖1與圖2A至圖2D，其中圖2A至圖2D是繪示依照本發(fā)明的一實施方式的一種玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法的流程剖面圖。在本實施方式中，制造如圖2D所示的玻璃結(jié)構(gòu)131時，可先提供如圖2A所示的玻璃基材108，并將此玻璃基材108放置在載送裝置上，例如圖1所示的玻璃結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備100的傳送機(jī)構(gòu)102。傳送機(jī)構(gòu)102可順著方向122，將玻璃基材108往前載送。
[0027]在一些實施例中，傳送機(jī)構(gòu)102將玻璃基材108載送至涂布裝置114下方時，可直接利用涂布裝置114在玻璃基材108的表面110上形成陶瓷前驅(qū)物層128，如圖2C所示。在這些實施例中，請再次參照圖1，可利用涂布裝置114的涂布單元116以噴涂方式或噴墨涂布方式，先在玻璃基材108的表面110上涂布一層陶瓷前驅(qū)物薄膜，接著利用涂布裝置114的烘烤單元118來對此陶瓷前驅(qū)物薄膜進(jìn)行預(yù)烘烤，借以使此陶瓷前驅(qū)物薄膜致密化，而形成陶瓷前驅(qū)物層128。在另一些實施例中，可利用浸潤涂布方式，先在玻璃基材108的表面110上涂布一層陶瓷前驅(qū)物薄膜，而后同樣利用烘烤單元118來對此陶瓷前驅(qū)物薄膜進(jìn)行預(yù)烘烤，使此陶瓷前驅(qū)物薄膜致密化而形成陶瓷前驅(qū)物層128。在一些示范例子中，對陶瓷前驅(qū)物薄膜的預(yù)烘烤處理的溫度可例如控制在100°C至400°C。
[0028]陶瓷前驅(qū)物層128的材料可例如包含金屬、金屬氧化物、金屬碳氧化物、金屬碳化物、及/或其混合物。這些混合物可例如為液相混合物或溶液。在一些示范例子中，陶瓷前驅(qū)物層128的材料可包含主成分與副成分，即陶瓷前驅(qū)物層128的材料包含含量較多的主成分以及少量的副成分，其中主成分包含氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、及/或氧化鎂，且少量的副成分包含鐵、鈦、猛、鉛或稀土元素。
[0029]在另一些實施例中，如圖2B的放大部分124所示，玻璃基材108的表面110具有許多的毛細(xì)孔126。因此，可在玻璃基材108的表面110上涂布陶瓷前驅(qū)物層128之前，即以傳送機(jī)構(gòu)102將玻璃基材108載送至涂布裝置114前的等離子裝置112的下方時，先利用等離子裝置112對玻璃基材108的表面110進(jìn)行等離子處理，借以清潔及/或活化玻璃基材108的表面110。在等離子處理中，可清除玻璃基材108的表面110的毛細(xì)孔126中的污染物。此外，等離子處理也可以在玻璃基材108的表面110上形成特定的官能基，借此可活化玻璃基