具有曲面形状的玻璃板的制造方法、具有曲面形状的玻璃板以及具有曲面形状的玻璃板的制造装置

摘要

本发明提供一种能够用简易的工序且以高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板的方法、由该方法制造的具有曲面形状的玻璃板以及具有曲面形状的玻璃板的制造装置。一种制造具有曲面形状的玻璃板(1)的方法，其特征在于，包括：准备母材玻璃板(10)的工序；使母材玻璃板(10)弹性变形的工序；将呈弹性变形的状态的母材玻璃板(10)加热，使其塑性变形并赋予曲面形状的工序。

说明书

技术领域

本发明涉及具有曲面形状、尤其是具有柱面的玻璃板的制造方法、 通过该制造方法得到的具有曲面形状的玻璃板以及具有曲面形状的玻 璃板的制造装置。

背景技术

近年来，便携电话、智能手机、笔记本型个人电脑、平板电脑等 具备显示器的便携机器越来越被广泛使用。另外，在汽车导航等车载 用设备中也使用显示器。

作为上述的便携机器或车载用设备使用的显示器，大多情况下使 用盖板玻璃。作为这样的盖板玻璃，一般使用平板状的玻璃板。但是， 从操作性或美观性等观点出发，作为盖板玻璃，有时希望为具有曲面 形状的玻璃板。

目前，如专利文献1所记载的那样，将平板状的玻璃板放置在具 有弯曲形状的成型模上，将玻璃板加热至软化点以上的温度，使玻璃 板软化，使玻璃板由于自重而沿成型模的形状变形，制造具有曲面形 状的玻璃板。

专利文献2中公开了一种方法，在升温至软化点的玻璃板的一个 面形成涂敷膜，利用所形成的涂敷膜的热收缩力，将玻璃板弯曲成型 为希望的弯曲形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特公昭35－16443号公报

专利文献2：(日本)特开平9－100130号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1记载的现有方法中，由于成型模的表面形状被转印 到玻璃板，因此，玻璃板的表面精度降低。因此，作为显示器等的盖 板玻璃使用时，存在必须将玻璃板的表面进行抛光这样的问题。另外， 在专利文献2记载的现有方法中，需要形成涂敷膜的工序，存在制造 工序繁杂这样的问题。另外，存在不能制造无涂敷膜的玻璃板这样的 问题。

本发明的目的在于，提供一种能够用简易的工序且以高的表面精 度制造具有曲面形状的玻璃板的方法、通过该方法制造的具有曲面形 状的玻璃板以及具有曲面形状的玻璃板的制造装置。

用于解决课题的技术方案

本发明提供一种制造具有曲面形状的玻璃板的方法，其特征在于， 包括：准备母材玻璃板的工序；使母材玻璃板弹性变形的工序；将呈 弹性变形的状态的母材玻璃板加热，使其塑性变形并赋予曲面形状的 工序。

优选母材玻璃板的加热温度在构成母材玻璃板的玻璃的应变点以 上、且玻璃的软化点以下。

在本发明优选的实施方式中，优选保持母材玻璃板的两端部，缩 短两端部间的距离，使母材玻璃板弹性变形。

另外，优选曲面形状为柱面。

另外，在本发明中，优选使母材玻璃板以不与模具接触的方式进 行塑性变形。

通过本发明的方法制造的具有曲面形状的玻璃板，例如是作为显 示器用盖板玻璃使用的玻璃板、或作为便携机器用背面盖板玻璃使用 的玻璃板。

本发明的具有曲面形状的玻璃板是通过上述本发明的方法制得的 玻璃板。

本发明的具有曲面形状的玻璃板的制造装置，具备：使母材玻璃 板弹性变形的弹性变形单元、和将呈弹性变形的状态的上述母材玻璃 板加热、使其塑性变形并赋予曲面形状的加热单元。

另外，优选弹性变形单元具备保持部，该保持部保持母材玻璃板 的两端部，缩短两端部间的距离，使母材玻璃板弹性变形。

另外，优选具备将已塑性变形的母材玻璃板冷却的冷却单元。

发明效果

根据本发明，能够用简易的工序且以高的表面精度制造具有曲面 形状的玻璃板。

附图说明

图1是表示本发明的具有曲面形状的玻璃板的一例的立体图。

图2是表示在本发明的第一实施方式中弹性变形前的状态的主视 图。

图3是表示在本发明的第一实施方式中用于保持母材玻璃板、使 其弹性变形的夹具的立体图。

图4是表示在本发明的第一实施方式中使母材玻璃板弹性变形的 状态的主视图。

图5是表示在本发明的第一实施方式中将呈弹性变形的状态的母 材玻璃板配置在电炉内进行加热时的状态的示意性剖视图。

图6是表示在本发明的第二实施方式中使母材玻璃板弹性变形的 状态的主视图。

图7是表示在本发明的第二实施方式中在呈弹性变形的状态下， 使通过加热而塑性变形的母材玻璃板与模具的凹部的表面接触而进行 冷却时的状态的主视图。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行说明。但是，以下的实施方 式仅用于例示，本发明不限定于以下的实施方式。另外，在各附图中， 实质上具有相同的功能的部件有时用相同的符号进行参照。

图1是表示本发明的具有曲面形状的玻璃板的一例的立体图。图1 所示的具有曲面形状的玻璃板1具有仅在一个方向具有曲率的曲面、 即所谓柱面(cylindricalsurface)，特别是一个方向的截面具有单一的 曲率半径的圆柱面。本发明的制造方法能够适用于制造具有图1所示 的柱面的玻璃板1。但是，本发明不限定于这样的玻璃板的制造，除此 之外，也能够适用于制造具有椭圆柱面、双曲线柱面、抛物线柱面等 的玻璃板、或一部分被赋予柱面的玻璃板、或被赋予多个柱面的玻璃 板。

图2是表示在本发明的第一实施方式中弹性变形前的状态的主视 图。

如图2所示，首先，准备平板状的母材玻璃板10，在夹具20的载 物台21之上放置该母材玻璃板10。母材玻璃板10载置于保持部22 与保持部23之间。夹具20如下所述构成。

图3是表示夹具20的立体图。在载物台21之上，设置有用于保 持母材玻璃板10的一个端部11的保持部22、和用于保持另一个端部 12的保持部23。保持部22经由两个螺栓部24安装于固定部26。同样， 保持部23经由两个螺栓部25安装于固定部27。固定部26和27固定 于载物台21。保持部22能够通过使螺栓部24向规定方向旋转，以接 近或远离对置的保持部23的方式在载物台21上移动。保持部23也同 样，能够通过使螺栓部25向规定方向旋转，以接近或远离对置的保持 部22的方式在载物台21上移动。

母材玻璃板10所接触的载物台21的表面、以及保持部22和23 的表面由玻璃布、陶瓷布、碳纤维布等能够在厚度方向弹性变形的织 物覆盖。在保持部22和23的内部，分别插通冷却剂导入用管28和29。 通过使冷却剂在冷却剂导入用管28和29内流动，能够将保持部22和 23的表面冷却。作为冷却剂，优选使用空气等气体。

接着，如图2所示，将母材玻璃板10放置在如上所述构成的夹具 20的载物台21上。将母材玻璃板10配置于保持部22与保持部23之 间，用保持部22保持母材玻璃板10的一个端部11，同时用保持部23 保持玻璃板10的另一个端部12。在该状态下，使螺栓部24旋转，使 保持部22向箭头A方向移动至希望的位置，另外，使螺栓部25旋转， 使保持部23向箭头B方向移动至希望的位置，如图4所示，使母材玻 璃板10弹性变形，在母材玻璃板10形成与玻璃板1相同或与玻璃板1 近似的柱面。更具体而言，夹持母材玻璃板10的两个端面11和12， 对母材玻璃板10的两个端面11和12在与弹性变形前的母材玻璃板10 的主面大致平行的方向施加外力，使母材玻璃板10弹性变形。另外， 在该工序中，也可以进行加热，在加热时，优选抑制为直至母材玻璃 板10的应变点的温度。

母材玻璃板10的厚度只要是能够使母材玻璃板10弹性变形的厚 度即可，例如，优选为0.2～2mm的范围内，更优选为0.3～1.8mm的 范围内。另外，母材玻璃板10不限于平板状，例如，也可以是具有曲 面的玻璃板。接着，如上所述，在使母材玻璃板10弹性变形的状态下， 加热母材玻璃板10，使其塑性变形。

图5是表示将已弹性变形的母材玻璃板配置在电炉内进行加热时 的状态的示意性剖视图。如图5所示，将已弹性变形的母材玻璃板10 配置在电炉30内。在电炉30内设置有加热器31，能够利用加热器31 将电炉30内加热至规定的温度。加热母材玻璃板10的温度优选在母 材玻璃板10开始产生塑性变形的温度以上、且低于由于自重开始产生 软化变形的温度，具体而言，优选在构成母材玻璃板10的玻璃的应变 点以上、软化点以下。进一步优选在玻璃的转变点以上、软化点以下。 加热时间没有特别限定，只要是母材玻璃板10的弹性变形能够变成塑 性变形的时间即可。例如，一般为10分钟～5小时的范围内。

如上所述进行了加热后，冷却母材玻璃板10。利用该加热，冷却 后的母材玻璃板10形成为即使解除所施加的外力也能够维持通过弹性 变形而形成的曲面形状的状态，即，形成为产生塑性变形且被赋予了 曲面形状的(形成柱面)玻璃板1。

本发明中，通过将已弹性变形的母材玻璃板加热，使其塑性变形， 制造具有曲面形状的玻璃板。因此，能够以简易的工序制造具有曲面 形状的玻璃板。另外，不必像现有技术那样使用成型模，因此不会发 生成型模的表面形状被转印到母材玻璃板的表面的情况。本实施方式 中，加热时，母材玻璃板的表面以不与成型模接触的方式进行塑性变 形。因此，能够以高的表面精度制造具有曲面形状的玻璃板。

在本发明中，使加热后的母材玻璃板10冷却时，也可以与模具接 触而冷却玻璃板。以下，将这样的实施方式作为第二实施方式进行说 明。

图6是表示在本发明的第二实施方式中使母材玻璃板10弹性变形 的状态的主视图。母材玻璃板10的一个端部11由保持件32保持，另 一个端部12由保持件33保持。在保持件32形成有保持槽34，在该保 持槽34内插入母材玻璃板10的一个端部11。同样，在保持件33形成 有保持槽35，在该保持槽35内插入母材玻璃板10的另一个端部12。 在保持件32和33，与第一实施方式的保持部22和23同样，插通有冷 却剂导入用管36和37。另外，与第一实施方式的保持部22和23同样， 保持件32和33的表面由玻璃布、陶瓷布、碳纤维布等能够在厚度方 向弹性变形的织物覆盖。

在图6所示的状态下，通过使保持件32与保持件33之间的距离 靠近，缩短母材玻璃板10的两端部11与12之间的距离，对母材玻璃 板10的两端部11、12施加外力，使母材玻璃板10弹性变形。该情况 下，也可以不对母材玻璃板10施加外力，利用母材玻璃板10的自重 使其弹性变形。该状态下，与第一实施方式同样，将母材玻璃板10放 入电炉30内，对母材玻璃板10进行加热。

图7是表示在第二实施方式中在呈弹性变形的状态下使通过加热 而塑性变形的母材玻璃板10与模具40的凹部41的表面接触而进行冷 却的状态的主视图。如图7所示，使模具40向箭头C方向移动，使模 具40靠近母材玻璃板10。使模具40的凹部41的表面与母材玻璃板 10的凸状的表面10a接触，冷却母材玻璃板10。模具40的凹部41的 表面与保持件32和33的表面同样，覆盖有布。另外，在模具40的内 部插通有多个冷却剂导入用管42。通过使冷却剂在冷却剂导入用管42 内流动，冷却模具40，通过该冷却，凹部41的表面设定为规定温度。 凹部41的表面的温度设定为通过加热而塑性变形的母材玻璃板10在 较短的时间内接触也不会塑性变形的温度，具体而言，设定为比母材 玻璃板10的温度低的温度，优选为比母材玻璃板10的温度低的温度， 且为玻璃的应变点以上、玻璃的转变点-30℃以下。因此，凹部41的 表面形状不易被转印到母材玻璃板10的凸状的表面10a。

在第二实施方式中，在使加热后的母材玻璃板10冷却时，使其与 模具40接触，冷却母材玻璃板10。因此，能够缩短制造工序需要的时 间。第二实施方式中使用具有凹部的模具，但也可以使用具有与母材 玻璃板10的曲面形状对应的凸部的模具，冷却母材玻璃板10的表面 10a的相反侧的表面。

本发明中，优选在载物台21上，使母材玻璃板10在保持为曲面 的状态下一边在连续热处理炉内移动，一边加热。由此，能够高效地 加热大量的母材玻璃板10。

本发明的具有曲面形状的玻璃板，例如，能够作为便携电话、智 能手机、笔记本型个人电脑、平板型电脑等便携机器或车载导航等车 载用设备等的显示器用盖板玻璃、及便携机器等所使用的背面用盖板 玻璃使用。作为显示器用盖板玻璃使用时，能够将曲面作为显示器的 显示部。

符号说明

1：具有曲面形状的玻璃板

10：母材玻璃板

10a：表面

11：一个端部

12：另一个端部

20：夹具

21：载物台

22、23：保持部

24、25：螺栓部

26、27：固定部

28、29：冷却剂导入用管

30：电炉

31：加热器

32、33：保持件

34、35：保持槽

36、37：冷却剂导入用管

40：模具

41：凹部

42：冷却剂导入用管