专利摘要:
邊緣保護產物與加工方法。產物包含第一網狀物和第二網狀物,網狀物間斷接合至待保護之片材料主要表面的周圍區域。接合的網狀物提供周圍區域和片材料的邊緣表面預定保護程度。間斷接合容許乾淨又方便地分離片材料和網狀物,此係連續接合的網狀物無法提供的。利用雷射切割分離保護產物時,具間斷接合區域的邊緣保護產物可在不雷射輻照網狀材料的情況下進行分離,故不會因雷射加熱造成網狀材料氧化、熔化及/或分解而產生有毒霧氣或炭化。本發明特別有利於保護薄玻璃片,特別係線軸形式者。
公开号:TW201300335A
申请号:TW101116369
申请日:2012-05-08
公开日:2013-01-01
发明作者:Xinghua Li
申请人:Corning Inc;
IPC主号:B65D85-00
专利说明:
邊緣保護之產物與加工方法
本申請案根據專利法法規主張西元2011年5月27日申請的美國臨時專利申請案第13/117564號的優先權權益,本申請案依賴該申請案全文內容且該申請案全文內容以引用方式併入本文中。
本發明係關於包含片材料和邊緣保護網狀物的邊緣保護產物和加工方法。特別地,本發明係關於包含玻璃片和邊緣保護網狀物的邊緣保護薄玻璃片產物和加工方法,邊緣保護網狀物以間斷方式接合主要表面的邊緣區域。本發明有益於如製造及加工用於顯示裝置的超薄玻璃片產物。
諸如玻璃板、玻璃陶瓷板、陶瓷板和結晶晶圓等薄片材料泛用於許多製程和裝置。各塊片材料通常包含由邊緣表面結合的至少兩個主要相對表面。製造、搬運、運送及使用片材料期間,片材料會接觸其他片材料、設備、工具,因而片材料會受到各種外力撞擊。片材料的機械最弱部分常常係邊緣表面和主要表面的周圍區域。若未保護該等弱區域,則外力超過一定限度時,片材料易破損,例如剝落、破裂、甚至斷裂。
此對玻璃片材料尤其如是,特別係對厚度小於1毫米的薄玻璃片,在一些實施例中為至多500微米,在一些實施例中為至多300微米,此類玻璃片泛用於製造顯示裝置,例如用於液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器基板、顯示器覆蓋片等的薄膜電晶體(TFT)和彩色濾光片基板。該等玻璃材料傾向有高表面品質,特別係以溢流下拉製程製造者,溢流下拉製程係位於美國紐約之康寧(Corning)公司開創的技術。然因該等玻璃片需經切割及邊緣加工製程,故無法完全避免邊緣表面和主要表面的周圍區域出現機械缺陷。利用較軟材料包覆來保護邊緣特別有利於減少產物破裂和薄玻璃片產物的其他破損。
一種特別有趣的超薄玻璃片產物為線軸形式,其中長薄玻璃帶(例如厚度為100微米或甚至更薄者)纏繞於心軸而形成捲軸。玻璃帶捲軸可展開成平面形狀及經表面處理,例如塗層沉積、半導體裝置形成等,然後玻璃帶捲軸可重新纏繞成捲軸。捲繞式製程特別有利於製造各種光電裝置,例如電子墨水基顯示器、光伏打裝置等。然在玻璃片捲軸中,玻璃帶一側受到壓縮應力作用,玻璃帶另一側受到拉伸應力作用。任何邊緣缺陷或邊緣撞擊很容易造成剝落/或破裂。故對玻璃線軸而言,邊緣保護尤其重要。
美國專利申請公開案第2011/0023548A1號揭示邊緣保護玻璃片產物,其中邊緣表面和玻璃片主要表面的周圍區域由諸如聚亞醯胺等連續網狀材料保護,連續網狀材料接合至周圍區域。此文獻尚揭示邊緣保護網狀物可用於保護線軸式玻璃帶的邊緣。雖然連續網狀材料提供對玻璃片的適當保護,但當把玻璃片或帶切割成多塊及移除網狀材料時,將為後續加工步驟帶來技術挑戰。茲發現機械切割網狀材料很難對準玻璃片的分離線。利用二氧化碳(CO2)雷射光束進行雷射切割時(此有利於切割薄玻璃片),空氣中的有機網狀材料曝照雷射光束會導致燃燒、有毒霧氣形成及玻璃表面炭化。
因此,仍需沒有上述問題的邊緣保護產物。
本發明滿足上述和其他需求。
本文揭示本發明的數個態樣。應理解該等態樣可以或可不互相重疊。故某一態樣的一部分可落在另一態樣的範圍內,反之亦然。
每一態樣以一些實施例說明,進而可包括一或更多特定實施例。應理解實施例可以或可不互相重疊。故某一實施例或該某一實施例之特定實施例的一部分可以或可不落在另一實施例或該另一實施例之特定實施例的範圍內,反之亦然。
故本發明的第一態樣係關於邊緣保護產物,包含:(A)片材料,片材料具有:(A1)第一主要表面,第一主要表面包含第一周圍區域和第二周圍區域;(A2)第二主要表面,該第二主要表面相對第一主要表面,第二主要表面包含第三周圍區域和第四周圍區域,其中第一與第三周圍區域呈相對關係,第二與第四周圍區域呈相對關係;(A3)第一邊緣表面,第一邊緣表面連接第一與第三周圍區域;(A4)第二邊緣表面,第二邊緣表面連接第三與第四周圍區域;(B)第一網狀物,第一網狀物保護第一邊緣表面,第一邊緣表面從複數個第一間斷接合位置接合至第一與第三周圍區域的至少一者;以及(C)第二網狀物,第二網狀物保護第二邊緣表面,第二邊緣表面從複數個第二間斷接合位置接合至第二與第四周圍區域的至少一者。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,片材料實質為平面或彎曲。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,片材料為彎曲,且產物為線軸形式,其中第一周圍區域因存在第一網狀物而避免直接接觸第三周圍區域,且第二周圍區域因存在第二網狀物而避免直接接觸第四周圍區域。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,片材料係玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或結晶材料。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,片材料的厚度為至多300微米。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一和第二網狀物分別從第一與第二邊緣表面延伸至少1毫米的距離。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一和第二網狀物為相同或不同且第一和第二網狀物個別包含帶、塗層或膜。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一和第二網狀物為相同或不同且第一和第二網狀物個別包含塑料、金屬箔、纖維或紙材。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一和第二網狀物由黏著材料接合至周圍區域。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一和第二網狀物為聚亞醯胺帶。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,其中第一網狀物連續包覆第一邊緣表面。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第二網狀物連續包覆第二邊緣表面。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一網狀物間斷包覆第一邊緣表面。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第二網狀物間斷包覆第二邊緣表面。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一間斷接合位置和第二間斷接合位置相對片材料的中心線呈實質對稱。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一間斷接合位置形成於第一與第三周圍區域,第二間斷接合位置形成於第二與第四周圍區域。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一與第三周圍區域上的第一間斷接合位置相對第一與第三周圍區域間的中線面呈實質對稱,且第二與第四周圍區域上的第二間斷接合位置相對第二與第四周圍區域間的中線面呈實質對稱。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一網狀物包含定位標記,定位標記指示第一間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰第一間斷接合位置間的部分網狀物。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第二網狀物包含定位標記,定位標記指示第二間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰第二間斷接合位置間的部分第二網狀物。
在根據第一態樣的一些產物實施例中,第一及/或第二周圍區域包含定位標記,定位標記指示第二間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰第二間斷接合位置間的部分第二網狀物。
本發明的第二態樣係關於加工邊緣保護產物的方法,方法包含下列步驟:(I)提供邊緣保護產物,邊緣保護產物包含:(A)片材料,片材料具有:(A1)第一主要表面,第一主要表面包含第一周圍區域和第二周圍區域;(A2)第二主要表面,該第二主要表面相對第一主要表面,第二主要表面包含第三周圍區域和第四周圍區域,其中第一與第三周圍區域呈相對關係,且第二與第四周圍區域呈相對關係;(A3)第一邊緣表面,第一邊緣表面連接第一與第三周圍區域;(A4)第二邊緣表面,第二邊緣表面連接第三與第四周圍區域;(B)第一網狀物,第一網狀物保護第一邊緣表面,第一邊緣表面從複數個第一間斷接合位置接合至第一與第三周圍區域的至少一者;以及(C)第二網狀物,第二網狀物保護第二邊緣表面,第二邊緣表面從複數個第二間斷接合位置接合至第二與第四周圍區域的至少一者;以及(II)沿著第一主要表面上的分離線,分離片材料,分離線從位於第一周圍區域的第一分離點延伸到位於第二周圍區域的第二分離點,其中第一和第二分離點分別不接合至第一和第二網狀物;以及(III)切割鄰近分離線的第一和第二網狀物;藉以將邊緣保護產物切成兩個分散產物。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,步驟(II)係在步驟(III)之前。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,步驟(III)係在步驟(II)之前。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,步驟(II)和步驟(III)係實質同時進行。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(II)中,分離線實質橫切第一邊緣表面及/或第二邊緣表面。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(II)中,分離線為實質線性。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(II)中,鄰近分離線的第一主要表面朝垂直分離線的方向彎曲。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(II)中,片材料置於彎曲空氣棒上。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,步驟(II)包含:(IIa)在第一主要表面上形成初始缺陷;以及(IIb)使第一主要表面受到雷射光束輻照,以沿著分離線擴大初始缺陷。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,步驟(IIb)造成劃痕線形成,劃痕線係至少部分分離線,且方法進一步包含:(IIc)使片材料遭受裂斷力,致使片材料沿著分離線分離成兩個部分。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(IIb)中,係沿著分離線全體切割。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(IIa)中,初始缺陷形成於第一周圍區域未接合至第一網狀物的位置。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,其中在步驟(IIa)中,初始缺陷係利用機械刻劃或雷射剝除形成。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(IIb)中,第一和第二網狀物不經雷射輻照。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(III)中,在存有惰性大氣的環境下,以雷射光束切割第一網狀物或第二網狀物。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在完成步驟(II)和步驟(III)後,方法進一步包含下列步驟(IV):(IV)移除第一周圍區域及/或第二周圍區域,藉以獲得無第一網狀物或第二網狀物的已加工片材料。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(IV)中,採行雷射切割,且在雷射切割期間,刻劃雷射光束不輻照第一網狀物或第二網狀物。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,片材料實質為平面或彎曲。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,片材料為彎曲,且產物為線軸形式,其中第一周圍區域因存在第一網狀物而避免直接接觸第三周圍區域,且第二周圍區域因存在第二網狀物而避免直接接觸第四周圍區域。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,步驟(II)進一步包含:(IId)展開線軸,以從線軸釋放預定長度的片材料而露出分離線的預定位置。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,片材料係玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或結晶材料。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,片材料的厚度為至多300微米。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一和第二網狀物分別從第一與第二邊緣表面延伸至少1毫米的距離。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一和第二網狀物為相同或不同且第一和第二網狀物個別包含帶、塗層或膜。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一和第二網狀物為相同或不同且第一和第二網狀物個別包含塑料、金屬箔、纖維、塗層或紙材。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一和第二網狀物由黏著材料接合至周圍區域。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一和第二網狀物為聚亞醯胺帶。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一網狀物連續包覆第一邊緣表面。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第二網狀物連續包覆第二邊緣表面。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一網狀物間斷包覆第一邊緣表面。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第二網狀物間斷包覆第二邊緣表面。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一間斷接合位置和第二間斷接合位置相對片材料的中心線呈實質對稱。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一間斷接合位置形成於第一與第三周圍區域,且第二間斷接合位置形成於第二與第四周圍區域。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一與第三周圍區域上的第一間斷接合位置相對第一與第三周圍區域間的中線面呈實質對稱,且第二與第四周圍區域上的第二間斷接合位置相對第二與第四周圍區域間的中線面呈實質對稱。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一網狀物包含定位標記,定位標記指示第一間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰第一間斷接合位置間的部分網狀物。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第二網狀物包含定位標記,定位標記指示第二間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰第二間斷接合位置間的部分第二網狀物。
在根據第二態樣的一些方法實施例中,第一及/或第二網狀物上,及/或第一及/或第二周圍區域上的定位標記引導步驟(II)及/或步驟(III)的初始化。
本發明各種態樣的一或更多實施例具有下列一或更多優點。第一,相較於先前技術中沿著邊緣連續接合,網狀物不以連續方式接合至片材料主要表面的周圍區域,可在不需精確對準片材料的分離線和網狀材料的切割線的情況下,方便分離片材料與網狀材料,藉以降低加工邊緣保護產物的複雜度。第二,網狀物即使不連續接合至片材料主要表面的周圍區域,也可充分保護周圍區域和邊緣表面,進而避免直接、大力撞擊邊緣表面和周圍區域。故此邊緣保護產物和加工製程對線軸形式的捲起薄玻璃片產物特別有利。
本發明的附加特徵和優點將詳述於後,熟諳此技術者在參閱或實行實施方式說明、申請專利範圍和附圖後,本發明的附加特徵和優點在某種程度上將變得更清楚易懂。
應理解以上概要說明和下述詳細說明僅為舉例之用,及意欲提供概觀或架構以對本發明所欲主張的本質和特性有所瞭解。
所含附圖提供對本發明的進一步瞭解,故所含附圖當併入及構成說明書的一部分。
以下詳細說明提及揭示特定細節的示例性實施例,以對本發明有更徹底的瞭解,但本發明不以此為限。然一般技術人士將明白,利用本發明的優勢,本發明當可以脫離本文所揭示特定細節的其他實施例實行。再者,在此將省略已知裝置、方法和材料的敘述,以免本發明變得晦澀難懂。最後,在說明書各處中,相同的元件符號代表相同的元件。
故本發明的第一態樣係針對邊緣保護產物,包含:(A)片材料,片材料具有:(A1)第一主要表面,第一主要表面包含第一周圍區域和第二周圍區域;(A2)第二主要表面,該第二主要表面相對第一主要表面,第二主要表面包含第三周圍區域和第四周圍區域,其中第一與第三周圍區域呈相對關係,且第二與第四周圍區域呈相對關係;(A3)第一邊緣表面,第一邊緣表面連接第一與第三周圍區域;(A4)第二邊緣表面,第二邊緣表面連接第三與第四周圍區域;(B)第一網狀物,第一網狀物保護第一邊緣表面,第一邊緣表面從複數個第一間斷接合位置接合至第一與第三周圍區域的至少一者;以及(C)第二網狀物,第二網狀物保護第二邊緣表面,第二邊緣表面從複數個第二間斷接合位置接合至第二與第四周圍區域的至少一者。
第1圖為根據本發明第一態樣之一實施例,邊緣保護片產物101的截面圖。產物包含:片材料,片材料具有:第一主要表面103,第一主要表面103的一側包含第一周圍區域107且第一主要表面103的另一側包含第二周圍區域109;第二主要表面105,第二主要表面105的一側包含第三周圍區域111且第二主要表面105的另一側包含第四周圍區域113;第一邊緣表面115,第一邊緣表面115連接第一周圍區域107與第三周圍區域111;以及第二邊緣表面117,第二邊緣表面117連接第二周圍區域109與第四周圍區域113;第一網狀物127,第一網狀物127包含接合第一周圍區域107的上榫結構119、接合第三周圍區域111的下榫結構123和延伸超出第一邊緣表面的翼片結構;以及第二網狀物129,第二網狀物129包含接合第二周圍區域109的上榫結構121、接合第四周圍區域113的下榫結構125和延伸超出第二邊緣表面的翼片結構。
在此實施例中,第一和第二網狀物包覆至少接合位置、周圍區域和第一與第二邊緣表面的附近。
故根據本發明第一態樣的邊緣保護產物包含待保護之片材料和兩個網狀物,網狀物保護兩個邊緣表面與第一與第二主要表面的相鄰周圍區域。片材料可實質為平面或彎曲。當片材料為彎曲時,片材料可具各種形狀,例如圓錐外表面或部分圓錐外表面、圓柱外表面或部分圓柱外表面、二主要表面隔開一大距離的鬆散捲軸,或二主要表面隔開一小距離的緊密捲軸。在特別有利的實施例中,邊緣保護產物為線軸形式,線軸本質上係緊密捲軸產物,其中玻璃帶纏繞於中心心軸而構成多層。線軸內,第一周圍區域因存在第一網狀物而避免直接接觸第三周圍區域,且第二周圍區域因存在第二網狀物而避免直接接觸第四周圍區域。線軸內的第一與第二主要表面之間有附加插入材料,插入材料由紙、塑膠、纖維、金屬箔或其他材料組成,插入材料進一步隔開二主要表面,以免二主要表面彼此直接接觸。特別係在片材料從第一邊緣表面到第二邊緣表面的整體寬度較小的實施例中,由於存在第一和第二網狀物,故絲毫不需插入材料,即可避免第一與第二主要表面直接接觸。
第2圖為根據本發明第一態樣之一些實施例,線軸式邊緣保護產物的截面圖。在此圖中,一長條片材料203繞著心軸209纏繞成捲軸。片材料之二主要表面的周圍區域分別間斷接合至第一網狀物205和第二網狀物206。在第一與第二主要表面間插入插入材料207。邊緣保護網狀物205、206防止邊緣表面和周圍區域直接接觸搬運工具和設備,進而降低剝落、破裂及斷裂的可能性。可展開、拉直及弄平被捲起之產物,以容許對片材料之表面進行處理以形成表面塗層、半導體材料沉積及裝置製造,然後捲成另一捲軸。
根據本發明第一態樣之邊緣保護產物保護的片材料可為玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或結晶材料或其他材料。在特別有利的實施例中,片材料實質由玻璃組成。片材料可包含單層實質均質材料或多層不同材料。例如,在一實施例中,片材料由單層玻璃組成。在另一實施例中,片材料包含玻璃核心層和二玻璃披覆層,披覆層的組成與熱膨脹係數(CTE)不同於核心層。在又一實施例中,片材料包含塗覆不同材料薄層的玻璃基板,該材料例如金屬、無定形半導體或多晶半導體。在再一實施例中,片材料係單晶材料的薄晶圓,例如矽。
雖然根據本發明第一態樣之邊緣保護產物可包含任何厚度的片材料,但最好係厚度至多300微米的薄片材料。如前所述,薄玻璃片(特別係捲軸形式者)的邊緣保護尤其有用。
為賦予邊緣表面和第一與第二主要表面的周圍區域適當保護,第一和第二網狀物最好從邊緣表面延伸適當距離,例如至少1毫米。第一和第二網狀物可覆蓋周圍區域50毫米寬或更寬。
第一和第二網狀物可由相同或不同的材料製成,且第一和第二網狀物可具實質相同或不同的幾何形狀和尺寸。在一些實施例中,第一和第二網狀物個別包含帶、塗層、膜、纖維等。網狀材料期柔軟又有彈性,藉以吸收或緩和該網狀材料上之撞擊而不會傳遞到保護之邊緣表面和周圍區域造成一定比例的破壞。第一和第二網狀材料可為有機塑膠、金屬箔(例如鋁箔)、纖維(例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET))等。第一和第二網狀物例如由黏著劑接合至周圍區域。特別有利的第一和第二網狀物實例為聚亞醯胺帶,聚亞醯胺帶包含接合周圍區域的壓克力黏著層。在一些有利的實施例中,第一和第二網狀物亦分別間斷接合至第一和第二邊緣表面。在另一實施例中,第一和第二網狀物不接合至第一和第二邊緣表面。
根據本發明第一態樣,第一和第二網狀物只以間斷方式接合至相關周圍區域。反之,如前所述,美國專利申請公開案第2011/0023548A1號揭示的保護網狀物係與周圍區域實質連續接合,此為加工步驟的切割帶來許多挑戰。藉由提供第一和第二網狀物與周圍區域間的間斷接合,根據本發明第一態樣之邊緣保護片產物能輕易切割網狀物,進而解決此問題。
第3圖及第4圖為根據本發明第一態樣之一些實施例,邊緣保護產物301、401的正視圖。在第3圖中,邊緣保護產物301包含片材料,片材料具有包含第一周圍區域304a與第二周圍區域304b的第一主要表面303、第一邊緣表面306a與第二邊緣表面306b、包含一連串突榫結構309的第一網狀物305,榫結構309從複數個第一接合位置接合至第一周圍區域304a,和包含一連串突榫結構311的第二網狀物307,榫結構311從複數個第二接合位置接合至第二周圍區域304b。由於第一網狀物305和第二網狀物307上的相鄰榫結構309、311彼此隔開一距離,故第一網狀物與第一周圍區域間的第一接合位置係間斷、不連續的,且第二網狀物與第二周圍區域間的第二接合位置亦然。在加工步驟中,其中邊緣保護產物被切割成多塊,可沿著分離線315a、315b、315c、315d、315e、315f等進行刻劃及斷裂或雷射分離操作,以分離片材料303,並可利用剪刀、刀子或雷射光束輻照來剪切而切割鄰近分離線且不接合至片材料主要表面之周圍區域的第一和第二網狀材料。一旦沿著分離線分離片材料,即切斷靠近分離線的相鄰接合位置間的第一和第二網狀物,以將邊緣保護產物分離成兩個分散的邊緣保護塊。在隨後步驟中,刻劃及斷裂或雷射刻劃或其他切割法可用於從個別邊緣保護塊取出如沿著第3圖虛線周圍317a、317b、317c、317d、317e所示無邊緣保護的片材料塊。在第3圖中,接合至第一與第二周圍區域的突榫結構實質呈矩形。然榫也可具其他形狀,例如第4圖所示鋸齒狀409、411、半圓形、橢圓形等。
第一間斷接合位置可只位於片材料的第一與第二主要表面的其中之一,或者第一間斷接合位置可位於二主要表面。在後一種情況下,期第一網狀物提供對第一邊緣表面的間斷包埋。利用具有兩個榫的第一網狀物,可達成此間斷包埋,兩個榫對應第一邊緣表面的相同位置,各榫分別接合至第一和第三周圍區域。
同樣地,第二間斷接合位置可只位於片材料的第一與第二主要表面的其中之一,或者第二間斷接合位置可位於二主要表面。在後一種情況下,期第二網狀物提供對第二邊緣表面的間斷包埋。利用具有兩個榫的第二網狀物,可達成此間斷包埋,兩個榫對應第二邊緣表面的相同位置,各榫分別接合至第二和第四周圍區域。
在一些實施例中,第一及/或第二網狀物分別連續包覆第一邊緣表面及/或第二邊緣表面旁的第一周圍區域帶。如前所述,類似第3圖實施例,第5圖圖示此實施例的實例,其中第一網狀物505和第二網狀物507包含複數個榫結構509、511,榫結構509、511接合片材料之第一主要表面503的第一和第二周圍區域。此外,第一網狀物505和第二網狀物507進一步包含一部分,該部分實質連續覆蓋部分第一和第二周圍區域。第6圖圖示第5圖中之虛線區域AA的放大視圖。故如第6圖所示,第二網狀物包含榫511,榫511直接構成第二間斷接合位置接合第二周圍區域504b、覆蓋連續第二邊緣表面旁之第二周圍區域窄帶的實質連續部507a,和延伸超出第二邊緣表面的外部507b。在一些實施例中,第一和第二網狀物連續包覆第一邊緣表面旁的第一與第三周圍區域帶和第二邊緣表面旁的第二與第四周圍區域帶,以致完全包覆第一和第二邊緣表面。應注意覆蓋邊緣表面旁之周圍帶的第一及/或第二網狀物連續部並不接合至相鄰榫間之主要表面的周圍區域。然此完整邊緣表面包覆設計仍可避免邊緣表面彼此直接接觸或可避免邊緣表面接觸工具和設備,而提供邊緣表面和主要表面的相鄰周圍區域特別強健的保護,此保護和美國專利申請公開案第2011/0023548A1號揭示之完整接合網狀物設計的保護程度實質相同,又無前述缺點。
在一些實施例中,期第一間斷接合位置和第二間斷接合位置相對片材料的中心線呈實質對稱。第一和第二間斷接合位置呈對稱分佈有助於沿著分離線切斷片材料和第一與第二網狀物,如第3圖所示,分離線實質橫切第一及/或第二邊緣表面,此橫切特別有利於在加工步驟中從產物取出矩形片材料。
在一些實施例中,期第一間斷接合位置存在於第一與第三周圍區域,且第一間斷接合位置相對第一與第三周圍區域間的中線面呈實質對稱分佈。此實施例提供前述對第一邊緣表面的間斷包覆。同樣地,在一些實施例中,期第二間斷接合位置存在於第二與第四周圍區域,且第二間斷接合位置相對第二與第四周圍區域間的中線面呈實質對稱分佈。此實施例提供前述對第二邊緣表面的間斷包覆。在一些實施例中,期第一和第二間斷接合位置提供對第一和第二邊緣表面的間斷包覆。
在一些實施例中,在第一及/或第二網狀物及/或片材料的第一、第二、第三及/或第四周圍區域上提供定位標記及/或基準標記係有利的。此類定位標記可為具各種幾何形狀及/或尺寸的機械穿孔、壓痕或印記。例如,第3圖、第4圖及第5圖圖示穿孔式定位標記313、413、513位於第一與第二網狀物上。該等穿孔可提供額外功能,例如嚙合具表面突起的傳送輥,以提供生產線上移動產物所需的驅動力。
可以各種手段把第一網狀物和第二網狀物接合及固定至擬定周圍區域。例如,在一實施例中,可將流體前驅物塗料塗抹於主要表面一側或兩側的擬定周圍區域且延伸超出邊緣表面,並且流體前驅物塗料經加熱或曝照UV輻射而固化成柔軟的固體網狀物。在另一實例中,可把感壓膠預先塗抹於一側的預成型帶切成如第3圖及第4圖所示的第一和第二網狀物幾何形狀,接著將突榫結構壓合於各自的第一和第二間斷接合位置上,使預成型帶鋪設在第一和第二周圍區域,其中感壓膠提供與周圍區域的預定接合程度。在又一實例中,切割一側包含感壓膠的單片帶兩邊而形成突榫結構、沿著中線對摺而得Y形結構,然後固定該單片帶於第1圖所示之二相對主要表面的相對周圍區域。
本發明的第二態樣係加工根據本發明第一態樣之邊緣保護產物的方法,方法包含下列步驟:(I)提供根據前述本發明第一態樣的邊緣保護產物;(II)沿著第一主要表面上的分離線,分離片材料,分離線從位於第一周圍區域的第一分離點延伸到位於第二周圍區域的第二分離點,其中第一和第二分離點分別不接合至第一和第二網狀物;以及(III)切割鄰近分離線的第一和第二網狀物;藉以將邊緣保護產物切成兩個分散產物。
根據本發明第二態樣的方法可在邊緣保護產物已經各種如表面塗層沉積、表面裝置建構、洗滌、乾燥等先前處理後進行。在此方法中,在一些實施例中,步驟(II)係在步驟(III)之前,在一些其他實施例中,步驟(III)係在步驟(II)之前,在一些其他實施例中,步驟(II)和步驟(III)係實質同時或步驟(II)和步驟(III)係以部分重疊的方式進行。分離線最好橫切第一及/或第二邊緣表面。分離線可為實質線性或彎曲,以適應後續步驟或使用切割產物的不同需求。
在根據本發明第二態樣的一些方法實施例中,在步驟(II)中,片材料的第一主要表面可朝垂直鄰近第一主要表面之分離線的方向彎曲。片材料的曲率可在期沿著分離線成功切割及分離片材料的分離線方向上提供剛性。為在垂直分離線的方向上達成此預定曲率,可把片材料放到彎曲空氣棒上,當切割及分離片材料時,片材料懸掛於空氣棒。
根據本發明第二態樣之方法的步驟(II)可包含機械刻劃及斷裂步驟,其中機械刻劃輪先沿著分離線刻劃第一主要表面而形成劃痕線,接著使片材料遭受能沿著分離線完全分離片材料的分離力,致使片材料沿著劃痕線斷裂。或者,可採行雷射切割。在此,「雷射切割」大致包括刻劃及斷裂製程,其中雷射光束用於產生劃痕線,該製程例如西元2010年11月30日申請、名稱為「分離易碎材料片的方法(METHODS FOR SEPARATING A SHEET OF BRITTLE MATERIAL)」的美國臨時專利申請案第61/417998號所述製程,該申請案相關內容以引用方式全部併入本文中,及包括只利用雷射輻照而不需彎折的全體切割製程,例如西元2011年2月18日申請、名稱為「雷射切割方法(LASER CUTTING METHOD)」的美國專利申請案第13/030605號所述製程,或西元2011年3月30日申請、名稱為「製造玻璃帶的方法(METHODS OF FABRICATING A GLASS RIBBON)」的美國臨時專利申請案第61/469321號所述製程,該等申請案相關內容以引用方式全部併入本文中。有利地,雷射製程可包含:(IIa)在第一主要表面上形成初始缺陷;(IIb)使第一主要表面受到雷射光束輻照,以沿著分離線擴大初始缺陷。
在雷射刻劃製程中,通常先利用刻劃輪、具鑽石尖端的刮劃工具或雷射剝除等,於分離線附近機械刻劃形成初始缺陷。接著,讓雷射光束輻照鄰近初始缺陷的劃痕線。隨後利用噴氣器、噴水器冷卻,或利用周遭空氣自然冷卻曝照區域而沿著劃痕線產生拉伸應力,此拉伸應力將造成初始缺陷沿著劃痕線擴大形成裂口,裂口延伸穿過分離線的整個寬度或部分寬度。隨後,進行步驟(IIc):(IIc)使片材料遭受裂斷力,致使片材料沿著分離線分離成兩個部分。
裂斷力可為沿著分離線施予彎曲力矩至片材料的力量,此力量將造成劃痕線的裂口延伸穿過片材料厚度,致使片材料分離。
對很薄的片材料而言,以完全雷射切割來沿著分離線分離片材料係有效又有利的。全體雷射切割製程通常亦始於在鄰近分離線的第一主要表面上形成初始缺陷。應注意初始缺陷的擴大方向可和分離線方向一樣或不同。在一些實施例中,藉由掃描使片材料表面沿著分離線曝照雷射光束,然後利用噴水器、噴氣器主動或被動冷卻,或利用周遭空氣自然冷卻等,可造成初始缺陷延伸穿過片材料的深度和寬度,以沿著分離線全體切割片。
在一些使用雷射的有利實施例中,在步驟(IIa)中,初始缺陷形成於周圍區域未接合至第一網狀物的位置。選擇此初始缺陷位置可確保分離線從未接合至第一網狀物的第一邊緣附近位置延伸到未接合至第二網狀物的第二邊緣表面附近位置。如前所述,本發明的主要優點在於沒有切刻連續接合至片材料表面周圍區域的網狀材料方面的技術困難,故可較便利地分離邊緣保護產物。
在一些實施例中,期在步驟(IIb)期間,第一和第二網狀物不經雷射輻照。如此可避免網狀材料因雷射輻照引起的高溫而熔化、分解、氧化及/或燃燒時,形成霧氣及炭化片材料表面。在步驟(III)中,為切割第一及/或第二網狀材料,可於步驟(II)之前、期間或之後,使用諸如剪刀或切片工具(例如刀子、刮刀)等剪切裝置。一旦施行步驟(II)和步驟(III),即可將單一產物切成兩個分散產物,該兩個分散產物由第一與第二網狀物保護邊緣。
在另一有利的實施例中,在步驟(III)中,在存有惰性大氣的環境下,例如二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)、水(H2O)、氬氣(Ar)和上述至少兩種大氣的混合物,以雷射光束切割第一及/或第二網狀物。在惰性大氣下,當第一及/或第二網狀物曝照雷射輻射時,網狀物將被加熱達高溫,此時網狀物會熔化及分解,但網狀物不會氧化及燃燒,故依此切割方式比在存有空氣的環境下施行雷射曝照切割的方式乾淨。
將邊緣保護產物切成兩個或兩個以上分散產物後,每一產物具有由網狀物保護的邊緣,仍期移除該等網狀物,以取出乾淨的片材料塊。此舉可以下列步驟(IV)達成:(IV)移除第一周圍區域及/或第二周圍區域,藉以獲得無第一網狀物或第二網狀物的已加工片材料。
可利用和上文詳述步驟(II)一樣或不同的技術來施行步驟(IV)。若步驟(IV)採用雷射輻照,則期雷射輻照不直接傳遞到第一及/或第二網狀材料。
根據本發明第二態樣的方法可用於加工前述本發明第一態樣相關的邊緣保護產物,該產物包含片材料,片材料實質為平面或彎曲。若為彎曲產物,則產物可具各種形狀,例如圓錐外表面或部分圓錐外表面、圓柱外表面或部分圓柱外表面、二主要表面隔開一大距離的鬆散捲軸,或二主要表面隔開一小距離的緊密捲軸。在特別有利的實施例中,邊緣保護產物為線軸形式,線軸本質上係緊密捲軸產物,其中玻璃帶纏繞於中心心軸而構成多層。線軸內,第一周圍區域因存在第一網狀物而避免直接接觸第三周圍區域,且第二周圍區域因存在第二網狀物而避免直接接觸第四周圍區域。線軸內的第一與第二主要表面之間有附加插入材料,插入材料由紙、塑膠、纖維、金屬箔或其他材料組成,插入材料進一步隔開二主要表面,以免二主要表面彼此直接接觸。特別係在片材料從第一邊緣表面到第二邊緣表面的整體寬度較小的實施例中,由於存在第一和第二網狀物,故絲毫不需插入材料,即可避免第一與第二主要表面直接接觸。利用根據本發明第二態樣的方法加工線軸式產物時,通常會先從線軸展開部分產物、拉直到預定長度和位置,以於預定位置形成延伸穿過整體寬度的線性分離線,接著進行步驟(II)及/或步驟(III)。可連續施行此加工製程,以獲得多個分散的較小塊片材料。當然,進行步驟(II)和步驟(III)前,如第2圖所示,在包含插入材料的線軸式產物中,極期部分移除線軸的插入材料,以露出預定分離線位置的區域,如此可在第一主要表面的表面上直接施行刻劃及/或切割。
邊緣保護玻璃產物的定位標記形成於第一及/或第二網狀物上,及/或第一及/或第二主要表面之周圍區域上,即使在連續製程中,定位標記亦可有利於精確定位片材料,以引導產品處理,例如表面塗層形成、結晶材料沉積、表面裝置製造等。藉由提供第一及/或第二間斷接合位置及/或未接合網狀材料的周圍區域位置,定位標記可有利於用於根據本發明第二態樣的加工方法。為此,定位標記可用於控制初始缺陷的形成時序和位置、刻劃及/或切割步驟的開始、刻劃輪的速度或雷射的掃描速度。
熟諳此技術者應明白,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可對本發明作各種更動與潤飾。因此本發明擬涵蓋本發明後附申請專利範圍所界定的變化、修改與均等物。
101‧‧‧邊緣保護產物
103、105‧‧‧主要表面
107、109、111、113‧‧‧周圍區域
115、117‧‧‧邊緣表面
119、121、123、125‧‧‧榫結構
127、129‧‧‧網狀物
203‧‧‧片材料
205、206‧‧‧網狀物
207‧‧‧插入材料
209‧‧‧心軸
301‧‧‧邊緣保護產物
303‧‧‧主要表面
304a、304b‧‧‧周圍區域
305、307‧‧‧網狀物
306a、306b‧‧‧邊緣表面
309、311‧‧‧榫結構
313‧‧‧定位標記
315a-f‧‧‧分離線
317a-e‧‧‧虛線周圍
401‧‧‧邊緣保護產物
409、411‧‧‧鋸齒狀
413‧‧‧定位標記
503‧‧‧主要表面
504b‧‧‧周圍區域
505、507‧‧‧網狀物
507a‧‧‧連續部
507b‧‧‧外部
509、511‧‧‧榫結構
513‧‧‧定位標記
在附圖中:第1圖為根據本發明第一態樣之一實施例,邊緣保護片產物的截面圖。
第2圖為根據本發明第一態樣之另一實施例,線軸式邊緣保護片產物的截面圖。
第3圖至第5圖為根據本發明第一態樣之不同實施例,邊緣保護片產物的上視圖。
第6圖為第5圖所示區域AA的放大示意圖。
301‧‧‧邊緣保護產物
303‧‧‧主要表面
304a、304b‧‧‧周圍區域
305、307‧‧‧網狀物
309、311‧‧‧榫結構
313‧‧‧定位標記
315a-f‧‧‧分離線
317a-e‧‧‧虛線周圍
权利要求:
Claims (15)
[1] 一種邊緣保護產物,該產物包含:(A)一片材料,該片材料具有:(A1)一第一主要表面,該第一主要表面包含一第一周圍區域和一第二周圍區域;(A2)一第二主要表面,該第二主要表面相對該第一主要表面,該第二主要表面包含一第三周圍區域和一第四周圍區域,其中該第一周圍區域與該第三周圍區域呈相對關係,且該第二周圍區域與該第四周圍區域呈相對關係;(A3)一第一邊緣表面,該第一邊緣表面連接該第一周圍區域與該第三周圍區域;(A4)一第二邊緣表面,該第二邊緣表面連接該第三周圍區域與該第四周圍區域;(B)一第一網狀物,該第一網狀物保護該第一邊緣表面,該第一邊緣表面從複數個第一間斷接合位置接合至該第一周圍區域與該第三周圍區域的至少一者;以及(C)一第二網狀物,該第二網狀物保護該第二邊緣表面,該第二邊緣表面從複數個第二間斷接合位置接合至該第二周圍區域與該第四周圍區域的至少一者。
[2] 如請求項1所述之產物,其中該片材料為彎曲,且該產物係一線軸形式,其中該第一周圍區域因存在該第一網狀物而避免直接接觸該第三周圍區域,且該第二周圍區域因存在該第二網狀物而避免直接接觸該第四周圍區域。
[3] 如請求項1所述之產物,其中該片材料的一厚度為至多300微米。
[4] 如請求項1或請求項2所述之產物,其中該第一網狀物連續包覆該第一邊緣表面及/或該第二邊緣表面。
[5] 如請求項1或請求項2所述之產物,其中該第一網狀物間斷包覆該第一邊緣表面和該第二邊緣表面。
[6] 如請求項1或請求項2所述之產物,其中該等第一間斷接合位置形成於該第一周圍區域與該第三周圍區域,且該等第二間斷接合位置形成於該等第二周圍區域與該等第四周圍區域。
[7] 如請求項6所述之產物,其中該等第一周圍區域與該等第三周圍區域上的該等第一間斷接合位置相對該等第一周圍區域與該等第三周圍區域間的一中線面呈實質對稱,且該等第二周圍區域與該等第四周圍區域上的該等第二間斷接合位置相對該等第二周圍區域與該等第四周圍區域間的一中線面呈實質對稱。
[8] 如請求項1或請求項2所述之產物,其中該第一網狀物及/或該第二網狀物,及/或該第一周圍區域及/或該第二周圍區域包含多個定位標記,該等定位標記指示該等第一間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰該等第一間斷接合位置間的部分該網狀物。
[9] 一種加工一邊緣保護產物的方法,該方法包含下列步驟:(I)提供一邊緣保護產物,該邊緣保護產物包含:(A)一片材料,該片材料具有:(A1)一第一主要表面,該第一主要表面包含一第一周圍區域和一第二周圍區域;(A2)一第二主要表面,該第二主要表面相對該第一主要表面,該第二主要表面包含一第三周圍區域和一第四周圍區域,其中該第一周圍區域與該第三周圍區域呈相對關係,且該第二周圍區域與該第四周圍區域呈相對關係;(A3)一第一邊緣表面,該第一邊緣表面連接該第一周圍區域與該第三周圍區域;(A4)一第二邊緣表面,該第二邊緣表面連接該第三周圍區域與該第四周圍區域;(B)一第一網狀物,該第一網狀物保護該第一邊緣表面,該第一邊緣表面從複數個第一間斷接合位置接合至該第一周圍區域與該第三周圍區域的至少一者;以及(C)一第二網狀物,該第二網狀物保護該第二邊緣表面,該第二邊緣表面從複數個第二間斷接合位置接合至該等第二周圍區域與該等第四周圍區域的至少一者;以及(II)沿著該第一主要表面上的一分離線,分離該片材料,該分離線從位於該第一周圍區域的一第一分離點延伸到位於該第二周圍區域的一第二分離點,其中該第一分離點和該第二分離點分別不接合至該第一網狀物和該第二網狀物;以及(III)切割鄰近該分離線的該等第一網狀物和該等第二網狀物;藉以將該邊緣保護產物切成兩個分散產物。
[10] 如請求項9所述之方法,其中在該步驟(II)中,鄰近該分離線的該第一主要表面朝垂直該分離線的方向彎曲。
[11] 如請求項9或請求項10所述之方法,其中該步驟(II)包含以下步驟:(IIa)在該第一主要表面上形成一初始缺陷;以及(IIb)使該第一主要表面受到一雷射光束輻照,以沿著該分離線擴大該初始缺陷。
[12] 如請求項11所述之方法,其中該步驟(IIb)造成一劃痕線形成,該劃痕線係至少部分的該分離線,且該方法進一步包含以下步驟:(IIc)使該片材料遭受一裂斷力,致使該片材料沿著該分離線分離成兩個部分。
[13] 如請求項11所述之方法,其中在該步驟(IIb)中,該第一網狀物和該第二網狀物不經雷射輻照。
[14] 如請求項9或請求項10所述之方法,其中該片材料為彎曲,且該產物係一線軸形式,其中該第一周圍區域因存在該第一網狀物而避免直接接觸該第三周圍區域,且該第二周圍區域因存在該第二網狀物而避免直接接觸該第四周圍區域,且該步驟(II)進一步包含以下步驟:(IId)展開該線軸,以從該線軸釋放一預定長度的該片材料而露出該分離線的一預定位置。
[15] 如請求項9或請求項10所述之方法,其中該第一網狀物及/或該第二網狀物,及/或該第一周圍區域及/或該第二周圍區域包含多個定位標記,該等定位標記指示該等第一間斷接合位置的至少部分位置及/或相鄰該等第一間斷接合位置間的部分該網狀物,該等定位標記引導該步驟(II)中沿著該分離線進行分離。
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法律状态:
2019-02-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
US13/117,564|US9034458B2|2011-05-27|2011-05-27|Edge-protected product and finishing method|
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