[發明專利]具有光滑和無微裂紋的棱邊表面的玻璃膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201280049425.0
• 申請日: 2012-10-05
• 公開（公告）號: CN103857635A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 于爾根·沃特;托馬斯·維格爾;霍爾格·維格納;烏爾里希·內烏霍伊斯勒;安格里卡·烏爾曼
• 申請（專利權）人: 肖特公開股份有限公司
• 主分類號: C03B29/02
• 分類號: C03B29/02;C03C17/04;C03C17/23
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李楠;安翔

技術領域

本發明涉及一種帶有特殊地構造出的棱邊的玻璃膜，其由具有非常平滑的且無微裂紋的表面的玻璃制成。特別優選的是，玻璃膜具有在5μm到350μm范圍中的厚度。

背景技術

薄玻璃被越來越多地被用于多種多樣的應用，譬如，在消費性電子產品領域中例如用作用于半導體模塊的、用于有機LED光源的或用于薄的或者彎的顯示設備的覆蓋玻璃，或者在可再生能源或能源技術領域中例如用于太陽能電池的覆蓋玻璃。針對于此的示例為觸摸面板、電容器、薄膜電池、柔性電路板、柔性OLED、柔性光伏模塊或電子紙。對于許多應用，薄玻璃逐漸地成為焦點，這是基于它的突出的特性，例如耐化學品性、耐溫度變化性和耐熱性、氣密性、高電絕緣性能、可調整的膨脹系數、曲撓性（Biegsamkeit）、高的光學質量和透光性以及基于兩個薄玻璃側的火拋光的表面的帶有非常低的表面粗糙度的高表面質量。在此，薄玻璃理解為具有小于約1.2mm的厚度直至15μm以及更小厚度的玻璃膜。基于薄玻璃的曲撓性，作為玻璃膜的薄玻璃越來越多地在制造之后被卷繞，并且作為玻璃卷存放或者被輸送去修整（Konfektionierung）或進一步加工。在卷至卷（Roll-to-Roll）過程中，玻璃膜還可以在中間處理（例如表面覆層或修整）之后再次被卷繞并且被提供給進一步的應用。相對于存放或者輸送平著伸展的材料，玻璃的卷包含有在進一步加工中成本低廉地緊湊地存放、輸送及操作的優點。

在進一步加工中，由玻璃卷以及由平著存放或者輸送的材料分割出小的、與需求相應的玻璃膜區段。在一些應用中，這些玻璃膜區段還再次作為彎的或卷起的玻璃使用。

在所有卓越的特性的情況下，作為脆性材料的玻璃擁有非常小的斷裂強度，這是因為玻璃相對拉伸應力是低耐抗性的。在玻璃彎曲時，在彎的玻璃的外表面上出現拉伸應力。首先，為了無斷裂地存放并且為了無斷裂地輸送這種玻璃卷，或者為了無裂紋且無斷裂地使用較小的玻璃膜區段，棱邊的質量和完好性是重要的，以便避免在卷繞的或者彎的玻璃膜中生成裂紋或斷裂。在棱邊上已經產生的損壞，譬如很小的裂紋（例如微裂紋）可以成為在玻璃膜中的更大的裂紋的原因和生成點。此外，由于在卷起的或彎的玻璃膜的頂側上的拉伸應力，表面相對于劃痕、凹痕或其他表面缺陷保持完好和豁免（Freiheit）是重要的，以便避免在卷繞的或者彎的玻璃膜中生成裂紋或斷裂。第三，在玻璃中由制造引起的內部應力應當是盡可能小的或者是不存在的，以便避免在卷繞的或者彎的玻璃膜中生成裂紋或斷裂。特別地，玻璃膜棱邊的性質是在玻璃膜的裂紋生成或裂紋擴展直至斷裂方面有著特別重要的意義的。

根據現有技術，薄玻璃或者說玻璃膜通過特殊地研磨的金剛石或者由特種鋼或碳化鎢制成的小輪來劃刻和斷裂。在此，通過劃刻表面，在玻璃中有針對性地產生應力。沿著如此產生的裂縫，玻璃經由壓、拉或彎曲受控制地斷裂。

由此生成具有高粗糙度、大量微裂紋以及在棱邊邊沿上的凸邊或貝殼狀凸起的棱邊。

通常為了提高棱邊強度，這些棱邊隨后被整邊、倒角或研磨和拋光。在特別是在小于200μm厚度范圍的玻璃膜的情況下，不再能夠實現機械的棱邊加工而不出現針對玻璃的額外的裂紋或斷裂危險。

為了獲得改進的棱邊質量，根據現有技術在進一步開發中使用了激光劃刻方法，以便借助熱學生出的機械應力來斷裂玻璃基材。兩種方法的組合也是在現有技術中所公知并被推廣的。在激光劃刻方法的情況下，通過聚集的激光輻射（通常為CO₂激光輻射）把玻璃沿著精確限定的線加熱并且通過緊隨其后的冷卻流體（例如壓縮空氣或空氣-液體混合物）的冷射流來在玻璃中產生如此大的熱應力，以使得該玻璃可沿著預設的棱邊斷裂。例如，DE69304194T2、EP0872303B1和US6,407,360描述了這種激光劃刻方法。

但是該技術還是產生帶有相應的粗糙度和微裂紋的斷裂的棱邊。由在棱邊結構中的凹痕和微裂紋出發，特別是在厚度小于200μm的范圍中薄的玻璃膜彎曲或者卷起時，裂紋可能會在玻璃中形成并且擴展，這些裂紋隨后導致玻璃斷裂。