基材真空成形模具和方法与流程

技术背景

本公开涉及用于模制基材的真空成形模具和方法。更具体地，本公开涉及用于模制基材的真空成形模具和方法，其能够形成多种混合曲率，而不在基材的表面上留下真空孔痕迹。

现有技术说明

通常采用真空、加压、压制或者辊制等，将基材(例如玻璃基材)制造成为三维(3d)形状。

图1和图2示意性显示现有技术的用于基材的真空成形方法。

如图1所示，在模具100的腔体107的底表面103提供真空孔101。根据基材s的3d形状，可以在底表面103中提供狭缝来取代真空孔101。腔体107(用于形成显示器区域的区段)可以垂直地凹陷至低于具有预定厚度的基材s。腔体107实现了通过所述多个真空孔101向基材s施加真空压力，从而可以将基材s成形为目标3d形状。

对于模制方法，将基材s放在模具100的顶部上。之后，通过将基材s加热至合适温度，使得基材s软化。这之后，采用真空装备的真空线，从模具100的底表面103向基材s的底表面s1垂直地施加真空压力。采用孔101的尺寸、长度和数量，以及孔101的分布，通过垂直于基材s经由孔101吸取空气，来控制真空的压力和流量。当将真空施加到腔体107中的时候，由于真空，使软化基材s的底表面s1变得与腔体107的底表面103接触。

但是，在现有技术的真空成形方法中，基材s的底表面s1上无法避免由于孔形状转移造成的痕迹。基材s与腔体107的底表面103发生接触的部分是非常重要的质量区域，因为当基材组装成为最终产品时，其形成显示区域。孔痕迹必然降低了产品售价因为它们是可见的。需要额外的加工(即抛光)从而去除孔痕迹或狭缝痕迹。但是，该过程不但增加了制造成本，还导致对产率造成明显负面影响。因此，迫切需要该问题的解决方案。

作为现有技术方法的另一个问题，是无法为基材提供多种混合曲率。

此外，虽然通过各种工艺形成了在至少一个边缘上具有曲率或者弯曲的3d覆盖玻璃，但是尚未克服在成形工艺之后的外部外观和形状的质量问题。

现有技术仅能形成具有简单形状的产品，而无法获得具有大曲率的形状或者无法精确地重复生产产品的尺寸。该问题无法满足设计多样化的趋势。

此外，可能无法完美地形成基材s将会形成有效区域的部分，这取决于真空孔101的尺寸或者数量等是怎么样的，从而导致基材s具有不均匀部分的问题。当3d覆盖玻璃具有未成形或者不均匀部分时，3d覆盖玻璃无法组装成显示器装置。即使将该3d覆盖玻璃组装成显示器装置，其导致光折射率和亮度的局部化差异。因此，这降低了显示器装置的性能，从而导致降低市场竞争力的问题。

背景技术：
部分所揭示的信息仅仅是出于更好地理解背景而提供的，并应该认为承认或者任意形式暗示该信息形成了已经为本领域技术人员已知的现有技术。

技术实现要素：

本公开的各种方面提供了用于基材的真空成形模具，其在形成产品的区域中没有真空孔。

还提供了用于基材的真空成形模具，其能够去除孔痕迹，否则的话(在热成形期间)会在基材上产生所述孔痕迹。

还提供了用于基材的真空成形模具，其能够毫无困难地形成曲率或者多种混合曲率形状。

还提供了用于基材的真空成形模具，其能够为基材提供均匀的表面状态。

根据一个方面，用于基材的真空成形模具包括：腔体，以及与腔体连通的真空吸取开口。在腔体的侧壁表面中提供真空吸取开口，从而当将基材放置在腔体中的时候，在腔体内位于基材下方的空气可以通过侧壁表面被吸取出去。

根据另一个方面，用于基材的真空成形方法包括：将基材置于真空成形模具上，其中，真空成形模具包括腔体和与腔体连通的真空吸取开口，真空吸取开口提供在腔体的侧壁表面中；以及通过真空吸取开口将腔体内位于基材下面的空气吸取出去，从而使得经由侧壁表面将空气吸取去除。

如上文所述，采用如下模具，在真空成形过程中为基材赋予三维(3d)形状，所述模具具有相对于基材位置呈水平方向的真空吸取开口，而不是现有技术模具中真空孔相对于基材呈垂直方向。因此，模具在形成产品的区域中没有真空孔。

由于在制造模具时不需要机械加工出多个孔或狭缝，可以降低制造成本。

此外，可以去除孔痕迹，否则的话在真空成形过程中，在产品的表面上会产生所述孔痕迹。由于经由模具的侧壁表面将空气吸取出去，真空成形工艺不在基材的表面上留下孔痕迹或狭缝痕迹。由于在基材的表面上没有留下痕迹(例如，孔痕迹或狭缝痕迹)，可以去除后加工步骤(例如，抛光)，从而降低制造成本。

此外，可以实现不导致显示器变形的热真空成形。

本公开的方法和设备具有其他特征和优点，它们将在并入本文的附图中以及在下面的详细描述中更加明显或者更详细地阐述，所述附图共同用于解释本公开的某些原理。

附图说明

图1和图2示意性显示现有技术的用于基材的真空成形方法；

图3至图5示意性显示根据第一个示例性实施方式，用于基材的真空成形模具；

图6示意性显示根据第二个示例性实施方式，用于基材的真空成形模具；以及

图7和图8对比显示采用现有技术的真空成形模具所形成的基材的质量(图7和图8的(a)部分)以及采用本公开的真空成形模具所形成的基材的质量(图7和图8的(b)部分)。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的实施方式，其例子在附图中示出并在下面进行描述，从而使得本公开所涉及的本领域技术人员可以容易地实施本公开。

在该文件全文中，应该参照附图，其中，相同的附图标记和记号会用于不同附图来表示相同或相似组件。在以下描述中，会省略本文所结合的已知功能和组件的详细描述，以防止导致本公开的主题不清楚。

图3至图5示意性显示根据第一个示例性实施方式，用于基材的真空成形方法200。

本实施方式的模具200用于对基材s进行真空成形。基材s通常是玻璃基材。但是，这并不旨在作为限制，并且可以使用任意基材，只要基材可以进行真空成形即可。根据本实施方式的玻璃基材可以是用于(特别是)具有柔性显示器的可穿戴装置或手持式装置的显示器面板的覆盖玻璃。

通过将模具200和基材s加热至预定温度，使得基材s软化。之后，当采用真空装备的真空线向腔体207施加真空压力时，使得软化基材s与腔体207的底表面203紧密接触，从而将腔体207的底表面203的形状转移到基材s。

如果需要的话，可以向基材s的顶表面su施加气动压力，从而辅助基材s的成形。必须在基材s的整个顶表面su上均匀地施加气动压力。如下情况是不优选的：在基材s的正上方布置多个空气孔(未示出)，以向基材s的顶表面su对应空气孔的局部部分施加气动压力。

显示根据本公开实施方式的模具200具有2个分体，即模具底座200a和外壳200b。但是，这并不旨在作为限制，模具200可以具有分成更多个部分的多分体结构，或者模具200可以仅具有单体结构。

模具200包括腔体207和真空吸取开口201。

腔体207被侧壁表面205和底表面203所限定。此处，侧壁表面205指的是在成形过程期间(具体来说，在完成成形过程的时刻)会与或者可能与基材s的侧表面ss发生接触的表面。应理解的是，侧壁表面205不一定是垂直表面。也就是说，侧壁表面205可能是垂直表面或者可能不是垂直表面。类似地，底表面203指的是在成形过程期间(具体来说，在完成成形过程的时刻)会与或者可能与基材s的底表面s1发生接触的表面。不应该将底表面s1理解为必然是水平表面。也就是说，底表面可以是水平表面或者可以不是水平表面。

这里，出于解释的目的，涉及方向的术语，例如上部件、下部件、顶表面su、底表面s1、侧表面ss、底表面203、侧壁表面205、水平和垂直，用于表示相对方向。不应将这些术语理解为表示绝对方向。

真空吸取开口201构造成与腔体207连通。至少在一个侧壁表面205中提供真空吸取开口201。但是，不应理解为真空路径202从真空吸取开口201水平延伸。虽然真空路径202可以水平延伸，但是也可以是各种其他实施方式。也就是说，真空路径202可以以向下倾斜或者向上倾斜延伸。即使是在这种情况下，真空吸取开口201(其作为真空路径202的末端)必须在对应的侧壁表面205是打开的。通过真空吸取开口201，将腔体207内位于基材s下方的空气吸取出来。因此，通过侧壁表面205而不是底表面203将腔体207内的空气吸取出来，从而在与底表面203发生接触或者可能与底表面203发生接触的基材s的底表面s1上没有留下真空孔痕迹。由此，可以清楚地理解本公开与通过底表面203吸取空气的现有技术是明显不同的。

在侧壁表面205与腔体207的底表面203毗邻的部分中提供真空吸取开口201。优选地，在侧壁表面205的最下部分提供真空吸取开口201。

优选地，真空吸取开口201构造成使得当完成基材s的成形过程时，通过基材s的对应侧表面ss使得真空吸取开口201关闭。形成的基材s的侧表面ss可以经由与侧壁表面205围绕真空吸取开口201的部分接触，来关闭真空吸取开口201。为此，优选真空吸取开口201的间隙的垂直尺寸小于基材s的侧壁ss的厚度。除此之外，优选真空吸取开口201的长度小于基材s的侧表面ss的长度和/或成形后的基材s的侧表面ss的弯曲长度。

在图3至图5所示的模具中，腔体207的底表面203在第一方向(x轴方向)凹陷，并且在垂直于第一方向的第二方向(y轴方向)是线性的。侧壁表面205包括以所述第一方向延伸的第一侧壁表面205'和以所述第二方向延伸的第二侧壁表面205"。在第一侧壁表面205'与底表面203毗邻的部分上形成真空吸取开口201。真空吸取开口201可以分别形成在相对的两个第一侧表面205'上，或者可以仅形成在一个第一侧壁表面205'上。

可以提供单个真空吸取开口201或者多个真空吸取开口201。真空吸取开口201可以具有各种形状，例如，缝或者孔等。在图3至图5中，真空吸取开口201显示为缝形状。

基材s位于用于基材的真空成形模具200上，并且通过真空吸取开口201将腔体207内位于基材s下方的空气(即，位于由基材s、侧壁表面205和底表面203所限定的空间内的空气)吸取出来。因此，腔体207内位于基材s下方的空气经由对应的侧壁表面205被吸取出来，由此对基材s进行真空成形。

图6示意性显示根据第二个示例性实施方式，用于基材的真空成形方法200。

根据第一个实施方式形成的基材s在第一方向具有整体负曲率。根据第二个实施方式，基材s沿着x轴方向在以y轴方向延伸的边缘处具有负曲率，以及基材s在两个边缘之间的部分成形为平坦的。以这种方式，本公开能够使得基材s形成为各种形状。

图7和图8对比显示采用现有技术的真空成形方法所形成的基材的质量(图7和图8的(a)部分)以及采用本公开的真空成形方法所形成的基材的质量(图7和图8的(b)部分)。

图7和图8对比显示的形成的基材的尺寸质量都具有±0.02mm的轮廓。

图7显示表面质量。如图7的(a)部分所示，通过现有技术方法形成的基材s在其表面上具有从模具转移过来的真空孔痕迹。相反地，如图7的(b)部分所示，通过本公开方法形成的基材s在其表面上没有真空孔痕迹。

图8显示显示器变形。如图8的(a)部分所示，通过现有技术方法形成的基材s具有表面不规则性，这导致显示器变形。相反地，通过本公开方法形成的基材s没有导致显示器变形。

如同实验数据所证实，通过本公开方法形成的基材s具有完美的产品质量。例如，改善了表面质量，并且去除了显示器变形。此外，可以完美地重现尺寸。

本公开去除了劣化因素，例如模具200的表面中的孔，其对于产品质量具有坏的影响。通过模具底座200a形成了真空室，以及真空吸取开口201相对于产品位于水平方向而不是相对于基材s位于垂直方向。以这种方式提供的真空室和真空吸取开口201可以瞬间增加真空度。因此，这可以防止在产品的表面上产生痕迹。

为了防止真空泄漏，确定真空吸取开口201的间隙的垂直尺寸小于基材s的厚度。去除表面痕迹和优化真空压力不仅实现了更为精确的产品尺寸，并且还产生了不导致显示器变形的优异表面质量。根据本公开，根据产品所需的形状，真空吸取开口201可以具有各种形状。可以形成具有多种混合曲率的产品和具有大曲率的产品。

如上文所述，本公开适用于形成具有柔性显示器的可穿戴装置或手持式装置的具有3d形状的覆盖玻璃，并且其适用于基材的大规模生产。

前述描述根据附图呈现了本公开的具体示例性实施方式。它们并不旨在是穷举性的或者旨在将本公开限制到所揭示的精确形式，并且基于上文教导，本领域技术人员明显可以进行许多改进和变化。

因此，本公开的范围不限于前述实施方式，而是由所附权利要求及其等价形式限定。