CN103130407B - 用于移除玻璃板的周界部的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于移除诸如玻璃板的珠缘区域的周界部的方法和对应的设备，该方法包括使用诸如推杆的推动机构来在周界部内推动玻璃板的步骤。由于使用推动机构，如果使用吸盘的话，则用于吸盘的配合完成时间大幅减少。不使用吸盘的方法的产出加大。对于加工具有高柔性的玻璃板，增大的工艺稳定性和加大的工艺窗是特别有利的。

Description

用于移除玻璃板的周界部的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请根据35 USC §120要求2011年11月30日提交的美国申请第13/307,478号的优先权权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及用于玻璃板周界精加工的方法和设备。特别是，本发明涉及用于移除玻璃板的周界部的方法和设备。本发明例如用于移除由下拉工艺制成的玻璃板的珠缘区域，以用作显示器的玻璃基板。

背景技术

已发现薄玻璃板用于许多光学、电子或光电子装置内，诸如是液晶显示器（LCD）、有机发光二极管（OLED）显示器、太阳能电池，作为半导体装置基板、滤色基板、盖板等。厚度从几微米到几毫米的薄玻璃板可通过许多方法来制成，这些方法诸如是浮动工艺、熔融下拉工艺（由美国纽约州康宁市的康宁股份有限公司引领的方法）、槽下拉工艺等。

在薄玻璃板的许多应用中，尤为希望玻璃板具有(i)基本上无划痕、颗粒及其它缺陷的初始表面质量；(ii)较高的厚度均匀性；(iii)较小的表面粗糙度和表面波度。为此，在用于制成玻璃板的成型工艺中，通常避免如此成型的玻璃板的主表面的中心区域与固体表面直接接触。而是，仅玻璃板的周界区域会与诸如边缘辊、拉辊、边缘引导辊等之类的固体表面直接接触。由此，直接由成型装置获得的如此成型的玻璃板的两侧的周界部，诸如在熔融下拉或槽下拉工艺的拉制底部区域内，往往具有比主表面的中心区域低的表面质量，该周界部有时被称为“珠缘”。此外，根据所采用的具体成型装置，周界部往往具有与中心区域不同的厚度和明显较大的厚度变化。

先前采用或建议有不同的产出、产出一致性和工艺成本和设备成本的各种玻璃板珠缘移除技术。

显示器市场已示出对具有高柔性的玻璃板、即那些具有较大板宽度和/或长度和/或非常小的厚度的玻璃板有越来越大的需求。发明人已发现对于具有高柔性的玻璃板，珠缘移除会是一种巨大的挑战，并且在玻璃板制造工艺中是总产出瓶颈。因此，用于柔性相对较小的玻璃板的可接受的珠缘移除工艺对于具有柔性高得多的玻璃板来说是不可接受的。

因此，非常需要稳固的玻璃板珠缘移除工艺，该工艺具有对柔性较高和/或较低的玻璃板的可接受的能力。本发明满足了此需要和其它需要。

发明内容

在此公开了本发明的几个方面。应理解到这些方面可彼此交叠或不交叠。因此，一个方面的一部分可落入另一方面的范围内，反之亦然。

每个方面通过多个实施例来说明，其又可包括一个或多个具体实施例。应理解到这些实施例可以彼此交叠或可以彼此不交叠。因此，一个实施例的一部分或其具体实施例可落入或不落入另一实施例或其具体实施例的范围之内，反之亦然。

因此，本发明的第一方面是一种用于移除玻璃板的第一周界部的方法，该方法包括如下步骤：

(I)提供玻璃板，该玻璃板具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、具有中心厚度Th(C)的中心区域、上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面以及位于第一侧边缘表面附近的第一周界部，各边缘表面连接第一主表面和第二主表面；

(II)通过在上边缘表面附近将第一和第二主表面固定到悬置装置来将玻璃板放置于预定位置；

(III)在步骤(II)之后，在第一侧边缘表面附近将第一和第二主表面约束在离第一侧边缘表面的端部距离D1处，该第一侧边缘表面从上边缘表面延伸到下边缘表面；

(IV)在步骤(III)之后，在第一主表面上、于离第一侧边缘表面的端部距离D2处形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的刻划线，其中，D2<D1；

(V)采用第一对夹具在第一侧边缘附近将第一和第二主表面夹持在离第一侧边缘表面的端部距离D3处；

(VI)使第二主表面与和刻划线相对的突缘条接触；

(VII)在步骤(V)和(VI)之后，通过第一对夹具使第二主表面沿远离第一主表面的方向运动，因而，玻璃板的位于第一侧边缘附近的第一周界部抵靠突缘条弯曲，并沿刻划线与玻璃板的中心区域分离。

在本发明的第一方面的某些实施例中，在所有步骤(II)到(VII)中，保持玻璃板大致垂直。

在本发明的第一方面的某些实施例中，步骤(III)在步骤(V)之前。

在本发明的第一方面的某些实施例中，步骤(III)和(V)基本上同时实施。

在本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(V)中，第一对夹具大致垂直，即，大致平行于重力加速度向量。

在本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(I)中，当玻璃板在室温下具有大致均匀温度且不受到外力时，如此提供的玻璃板的第一周界部沿从上边缘表面到下边缘表面的方向翘曲。

在本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(VI)中，将第一对夹具配合到第一周界部的第一和第二主表面在至多1.5秒内完成，在某些实施例中在至多1秒内完成，在某些其它实施例中在至多0.5秒内完成，在某些另外的实施例中在至多0.4秒内完成，在某些其它实施例中在至多0.3秒内完成。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(II)中，在上边缘表面附近，第一和第二主表面通过采用夹具而固定于悬置装置。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(III)中，在第一侧边缘附近，第一和第二主表面通过第二对垂直夹具而固定在离第一侧边缘表面的端部距离D1处。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，第二对垂直夹具从上边缘表面延伸到下边缘表面。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，步骤(VI)在步骤(IV)之前，并且在步骤(IV)中，机械刻划轮用于压抵第一主表面，并形成刻划线。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(I)中，玻璃板的中心厚度Th(C)至多500μm、在某些实施例中至多400μm，在某些实施例中至多300μm，在某些其它实施例中至多200μm，在某些另外的实施例中至多100μm。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(I)中，玻璃板的高度至少1000cm，在某些实施例中至少1200cm，在某些其它实施例中至少1500cm，在某些另外的实施例中至少1800cm，在某些其它实施例中至少2000cm，在某些另外的实施例中至少2500cm，在某些其它实施例中至少3000cm。如文中所用，玻璃板的厚度定义为从上边缘表面到下边缘表面的最短距离。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(I)中，玻璃板的宽度至少1000cm，在某些实施例中至少1200cm，在某些其它实施例中至少1500cm，在某些另外的实施例中至少1800cm，在某些其它实施例中至少2000cm，在某些另外的实施例中至少2500cm，在某些其它实施例中至少3000cm。如文中所用，玻璃板的宽度定义为从第一侧边缘表面的端部到第二侧边缘表面的端部的最短距离。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，玻璃板通过诸如熔融下拉工艺、槽下拉工艺或再拉下拉工艺之类的下拉工艺制成。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(IV)中，通过采用激光束来形成刻划线。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，5cm≤D1≤50cm，在某些实施例中，5cm≤D 1≤40cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤30cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤20cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤15cm，在某些实施例中，5≤D1≤10cm。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，4cm≤D2≤40cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤40cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤30cm，在某些实施例中，4cm≤D1≤20cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤15cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤10cm。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，0.5cm≤D3≤20cm，在某些实施例中，.0.5cm≤D3≤15cm，在某些实施例中，0.5cm≤D3≤10cm，在某些实施例中，0.5cm≤D3≤8cm，在某些实施例中，0.5cm≤D3≤5cm，在某些实施例中，0.5≤D3≤3cm。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤（V）中，第一对夹具从上边缘表面延伸到下边缘表面。

在根据本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤（V）中，第一对夹具向玻璃板的第一和第二主表面施加范围从200到2000帕斯卡，在某些实施例中从300到1500帕斯卡，在某些其它实施例中从400到1000帕斯卡，在某些另外的实施例中从500到1000帕斯卡的压力。例如，对于具有约1900毫米的高度的玻璃板，当第一对夹具的夹持带具有约2毫米的宽度时，由夹具施加到第一和第二主表面的期望力可从2磅力（4.45牛顿）到约20磅力（44.5牛顿）变化。

在本发明的第一方面的某些实施例中，步骤(II)中的悬置装置是玻璃传送装置的一部分。

在本发明的第一方面的某些实施例中，步骤(IV)在步骤(VI)之前。

在本发明的第一方面的某些实施例中，步骤(VI)在步骤(IV)之前。

在本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(VI)中，突缘条的硬度不低于玻璃板的硬度。在某些实施例中，突缘条的肖氏A硬度为至少40，在某些实施例中为至少50，在某些其它实施例中为至少60。

在本发明的第一方面的某些实施例中，在步骤(VI)中，突缘条安装在支承件上，该支承件足够刚性，以使在步骤(IV)过程中，当刻划轮使玻璃板的第一主表面压抵突缘条时，突缘条保持基本上呈直线形。

本发明的第二方面涉及一种用于移除玻璃板的第一周界部的设备，该玻璃板具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、具有中心厚度Th(C)的中心区域、上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面以及位于第一侧边缘表面附近的第一周界部，各边缘表面连接第一主表面和第二主表面，该设备包括如下部件：

(A)玻璃悬置装置，该玻璃悬置装置适于通过在上边缘表面附近固定第一和第二主表面来将玻璃板放置于垂直位置；

(B)第一边缘约束架和第二边缘约束架，包括第一边缘约束夹持带的第一边缘约束架位于第一主表面侧，包括第二边缘约束夹持带的第二边缘约束架位于第二主表面侧，第一边缘约束夹持带和第二边缘约束夹持带之间的距离可调，并适于在第一侧边缘附近将第一和第二主表面约束在离第一侧边缘表面的端部距离为D1处，该第一侧边缘从上边缘表面延伸到下边缘表面；

(C)机械刻划轮，该机械刻划轮安装在第一边缘约束架上，并适于垂直运动以与第一主表面接触，以在第一主表面上形成刻划线，该刻划线从上边缘表面附近延伸到下边缘表面、并位于离第一侧边缘表面的端部距离D2处，其中，D2<D1；

(D)第一对边缘夹具，该第一对边缘夹具适于在离第一侧边缘表面的端部距离D3处与第一周界部的第一和第二主表面接触，并夹持这两个主表面，其中，D3<D2；

(E)突缘条，该突缘条与刻划线相对，并适于与第二主表面接触；以及

(F)力施加器，该力施加器适于通过第一对夹具使第二主表面沿远离第一主表面的方向运动，以使玻璃板的位于第一侧边缘附近的第一周界部抵靠突缘条弯曲，并沿刻划线与玻璃板的中心区域分离。

在本发明的第二方面的某些实施例中，突缘条的硬度不低于玻璃板的硬度。

在本发明的第二方面的某些实施例中，突缘条由承座来支承，该承座足够刚性以使突缘条在刻划轮将玻璃板的第一主表面压抵突缘条时保持基本上呈直线形。

在本发明的第二方面的某些实施例中，突缘条包括选自铝、钢、铜及其合金和聚酰亚胺的材料。

在本发明的第二方面的某些其它实施例中，

本发明的一个或多个实施例和/或方面具有如下优点。首先，通过在形成刻划线之前、采用第一对夹具来在第一侧边缘附近将第一和第二主表面约束在离第一侧边缘表面的端部距离为D3处，在刻划期间，玻璃板的第一周界部的运动明显减少，由此对于厚度Th(C)为至多500μm、特别是对于厚度Th(c)至多300μm以及更有利地对于厚度Th(c)至多200μm的薄玻璃板增大形成刻划线的可靠性及刻划线的质量。由此，周界移除方法的总产出明显提高。其次，由此由第一对夹具提供的附加约束，方法和设备对从上边缘表面到下边缘表面的玻璃板翘曲较不敏感，由此能够处理具有高柔性和相对较大板翘曲的玻璃板，诸如厚度至多500μm、至多400μm、至多300μm或甚至至多200μm的那些玻璃板。

将在以下详细说明书中阐述本发明的其它特征和优点，对于本领域的技术人员来说，其部分可从说明书中容易地理解到或通过本文所述的本发明的实践而认识到，说明书包括详细说明、权利要求书以及附图。

可以理解的是，以上的总体描述和以下的详细描述都只是本发明的示例，是为了提供对本发明的本质和特征的总体或构架的理解。

包括附图以提供本发明的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。

附图说明

在附图中：

图1A和1B是玻璃板的剖视图和正视图的示意图，该玻璃板包括中心区域和两个珠缘区域，根据本发明，这两个珠缘区域会经受周界部移除。

图2是根据本发明的一个实施例的设备的示意图，该设备采用用于移除玻璃板的第一周界部的第一对夹具。

图3是在比较示例中的设备的示意图，该比较示例采用杆推连同吸盘来移除玻璃板的周界部。

图4是另一比较示例中的设备的示意图，该比较示例仅采用吸盘来移除玻璃板的周界部。

图5是示出在优选珠缘加热之前、具有珠缘区域的玻璃板内的残余应力分布的图示。

具体实施方式

如上所述，本发明的方法和设备对于移除玻璃板的珠缘区域特别有利，并且这样后文将在珠缘区域移除的情况下进行说明。然而，在阅读本申请的说明书和文中所教授的内容后，本领域的普通技术人员会容易理解到本发明的方法和设备可用于移除任何玻璃板的周界部，该周界部可以或可以不是包括珠缘的区域。例如，文中所公开的方法和设备可用于重新设定不带有珠缘区域的玻璃板的大小。

为了便于说明，玻璃板是具有两个主表面、即第一主表面和第二主表面的玻璃材料，该玻璃板具有宽度、长度和厚度，该厚度定义为从第一主表面到第二主表面的距离。第一和第二主表面在四侧处通过上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面而连接。上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面可以大致平坦或弯曲。在边缘表面弯曲的情况下，在边缘表面与第一和/或第二主表面连接之前，它将沿从边缘表面的端部到玻璃板的中心线的方向延伸至多1厘米的距离。

为了便于说明，根据本发明的各方面和实施例的方法的各种步骤编号为(I)、(II)、…(VIII)等。应理解到除非另外专门指定或状况有相反指示，否则步骤可以任何次序来实施。

图1A示意地示出玻璃板101的剖视图，该玻璃板通过熔融下拉工艺在拉制底部形成，并由大致垂直于第一和第二主表面的平面截取。有利地可采用本发明的设备和方法来对此玻璃板101进行精加工。该玻璃板101具有：第一主表面103；第二主表面105；弯曲的第一侧边缘表面104，该第一侧边缘表具有离第一主表面的中心线距离最大的端部；以及弯曲的第二侧边缘表面110，该第二侧边缘表面具有离第一主表面的中心线距离最大的端部，各边缘表面分别使第一主表面103与第二主表面105连接。玻璃板101包括具有大致均匀厚度Th(C)的中心区域（CR）、对应于第一侧边缘表面104并与其相邻的第一珠缘区域BD1以及对应于第二侧边缘表面110并与其相邻的第二珠缘区域BD2，第一珠缘区域具有位于玻璃板各侧的弯曲的第一珠缘表面107和弯曲的第二珠缘表面109，第二珠缘区域具有弯曲的第三珠缘表面111和弯曲的第四珠缘表面113。第一珠缘区域BD1的最大厚度是Th(B1)，该最大厚度定义为在被虚拟平面截取时的第一珠缘区域的最大厚度，这些虚拟平面垂直于中心区域内的平坦的第一主表面103和/或第二主表面105。第二珠缘区域BD2具有可以与Th(B1)基本上相等或不同的最大厚度Th(B2)。类似地，第一珠缘区域BD1和第二珠缘区域BD2可具有相等或不同的宽度。图1B示意地示出当沿从第一主表面103到第二主表面105的方向观察时同一玻璃板的正视图。

玻璃板的具有较高的初始表面质量的中心区域CR有时被称为质量区域。通常，在基于玻璃基板制造电子/光学装置的过程中，在移除第一和第二珠缘区域之后，诸如半导体器件的功能装置、其它电子装置和光学装置等形成于玻璃板的主表面上。在移除两个边缘部之后，玻璃板然后可经受诸如磨削和抛光的边缘精加工，随后，在诸如晶体管等的功能装置放置于第一和第二主表面中的一个或两个的质量区域CR上之前，进行清洁和干燥。

如文中所用，玻璃板的第一周界部是玻璃板的对应于计划从玻璃板的其余部分移除的第一侧边缘表面并在该第一侧边缘表面附近的部分。玻璃板的中心区域通常是玻璃板的为了后续应用而计划保持和使用的部分。参照图1A和1B，玻璃板101的第一周界部有利地对应于第一珠缘区域BD1。下面，仅参照第一周界部来描述和说明本发明。然而，在阅读本发明之后从本发明获益之后，本领域技术人员应容易理解到，在实际玻璃板周界部精加工过程中，第一周界部和第二周界部中的任一个或两个可根据本发明的方法的各方面和实施例、采用根据本发明的各方面和实施例的设备来进行加工。实际上，当将玻璃板转过90°时，玻璃板的与上边缘表面和下边缘表面相邻的周界部也可以与第一周界部大致相同的方式来加工。玻璃板的多个周界部的这种加工可顺序或同时实施。在某些特别有利的实施例中，同一玻璃板的第一和第二周界部可以基本上同步和对称的方式、基本上同时进行加工。

在步骤(II)中，玻璃板101放置于预定位置，该预定位置诸如是重力加速度向量大致垂直于平坦的第一主表面103的大致水平位置，或者是重力加速度向量大致平行于玻璃板101的第一主表面103的大致垂直位置。非常希望在所有步骤(II)到(VII)的过程中，玻璃板的位置基本上是稳定的，即，重力加速度向量与第一主表面之间的角度不会变化超过10°，在某些实施例中不超过8°，在某些其它实施例中不超过6°，在某些另外的实施例中不超过5°，在某些其它实施例中不超过4°，在某些实施例中不超过3°，在某些另外的实施例中不超过2°。通过在上边缘表面附近将第一和第二主表面约束到悬置装置来有利地实现将玻璃板放置于预定位置。在特别有利的实施例中，玻璃板放置在大致垂直位置，即，玻璃板的第一和/或第二主表面以相对于重力加速度向量至多10°的角度来定向，在某些实施例中至多8°，在某些其它实施例中至多6°，在某些另外的实施例中至多4°，在某些其它实施例中至多2°，在某些另外的实施例中至多1°。

如果玻璃板在无重力环境下具有室温左右的大致均匀温度，由于存在分布于玻璃板内的各种水平的内应力，在诸如熔融下拉工艺、浮动工艺或槽下拉工艺之类的实际玻璃板制造工艺中制成的、具有相对较小厚度的相对较大玻璃板将呈现自然弯曲，有时被称为“翘曲”，其中，内应力是由于玻璃板所经历的独特的机械和/或热历史造成的。例如，在典型的熔融下拉工艺中，玻璃板通过如下方式形成，将在被称为隔离管的成型装置的根部处的粘性玻璃带拉成期望的宽度和厚度，同时将其冷却到粘弹性状态并最终冷却到弹性状态。在玻璃带被下拉时，机械辊子与被称为珠缘的周界部接触。然后，从连续的玻璃带切出分离的玻璃板，通常，珠缘保留在位，并最终冷却到室温左右。玻璃板内的玻璃材料从一侧到另一侧并从顶部到底部受到略不同的热历史。例如，玻璃带的珠缘区域通常具有较大的厚度，并因此在相同的冷却环境下与较薄的中心区域相比通常将以较慢的速率冷却下来。当玻璃板处于室温左右的大致均匀的温度下时，差异化的热历史会造成玻璃板内的残余内应力。

图5是示出由熔融下拉工艺制成的示例性玻璃板的一部分的应力分布曲线。在水平轴上示出的是离玻璃板中心线的距离，并且在垂直轴上示出的是离玻璃板的上边缘的距离。包括珠缘的最右侧周界部具有达3225磅/平方英寸的最高应力，而中心区域具有基本上为零的应力。如上所述，此残余应力分布曲线可向玻璃板赋予弯曲，有时被称为翘曲。翘曲从性质上说是三维的：该翘曲将从上边缘表面垂直地出现，并从第一侧边缘表面到第二侧边缘表面水平地出现。

当玻璃板在无重力环境下呈现自然翘曲时，如果玻璃板在重力场中从上边缘悬置下，如果不施加其它外部约束来抵消内应力，则玻璃板通常将呈现自然翘曲。当悬置在垂直位置时，玻璃板内的残余应力和玻璃板的自然弯曲的存在使移除诸如珠缘区域的周界部较为困难。本发明的方法和设备对于移除以下这种玻璃板的周界部特别有利，即，该玻璃板在处于室温附近的基本上均匀温度下呈现无重力翘曲，其原因将在后文作更为详细地阐释。

如上所述，在熔融下拉成型工艺的情况下，在涉及粘性状态下的玻璃材料的拉伸操作的任何玻璃成型工艺中，通常，玻璃在边缘区域处由例如夹紧周界部的两侧的一对辊子来约束。在较高温度和较小玻璃粘性的情况下，玻璃和辊子之间的直接接触会造成在珠缘区域内形成滚花表面。通常，珠缘区域往往具有变化的厚度型面。例如，图1A示出具有最大厚度Th(B1)和Th(B2)的珠缘区域BD1和BD2，这些最大厚度明显大于中心区域的厚度Th(C)。通常，在具有滚花表面的区域和具有大致均匀厚度Th(C)的质量中心区域之间存在中间区域，该中间区域由于不与边缘辊子直接接触而具有基本上光滑的表面，但变化的厚度型面并不如中心区域那样均匀。具有弯曲边缘表面104的区域、具有滚花表面的区域和具有大致光滑表面和变化厚度型面的区域的组合构成第一周界部，该第一周界部通过使用根据本发明的方法和设备来移除。过去，在珠缘区域移除过程中，吸盘与第二部段、即具有光滑表面的部段直接配合，而并不与第一部段、即具有滚花表面的部段直接配合，以确保无泄漏和稳固的接触，并减少用于吸盘的配合完成时间。

在根据本发明的第一方面的过程中，由于包括步骤(V)、即采用第一对夹具在第一侧边缘附近将第一和第二主表面夹持于离第一侧边缘表面的端部距离为D3处的步骤，其中D3<D2，与用吸盘来约束玻璃板的工艺相比，夹具与玻璃板的第一和第二主表面的配合大为方便。与采用吸盘来代替第一对夹具的工艺相比，本发明在某些实施例中的工艺减少配合完成时间至少1/4、在某些实施例中至少1/3、在某些其它实施例中至少1/2。过去，吸盘用于代替第一对夹具来约束玻璃板，吸盘与玻璃板表面的配合包括如下步骤，即，使吸盘与玻璃板的表面接触，随后如在工业吸盘中常见的那样，将真空施加于吸盘的内腔，以实现吸盘与玻璃板的表面之间牢固和稳固的配合。吸盘稳固和牢固地配合到玻璃板的表面允许经由玻璃板来拉紧玻璃板。如文中所用，吸盘配合完成时间定义为当第一吸盘碰到第二主表面时的时刻和当所有吸盘与第二主表面牢固地配合时、例如当所有吸盘内腔内的内部空气压力减小到至多60kPa、在某些实施例中为至多50kPa、在某些其它实施例中为至多40kPa时的时刻之间的时间间隔。如文中所用，第一对夹具的配合完成时间定义为第一对夹具为了配合而先被致动的时刻与夹具与第一和第二主表面牢固接触的时刻之间的时间间隔。对于具有高柔性的玻璃板，即，具有FXTY=LD/Th≥1000的玻璃板，其中，FXTY是柔性，LD是从第一侧边缘表面的端部到第二侧边缘表面的端部所测量的玻璃板宽度（毫米）和从上边缘表面到下边缘表面所测量的玻璃板高度（毫米）的较大尺寸，而Th是玻璃板的质量区域的厚度（毫米），玻璃板与吸盘和/或第一对夹具的配合对于工艺稳定性来说是重要的工艺参数，并对于吸盘来说，配合会相当久。通常，玻璃板的柔性越大，玻璃板越有可能在整个平面上翘曲，并且越有可能使玻璃板与吸盘配合更久。由此，本发明的方法对于FXTY≥1000的玻璃板的珠缘移除特别有利、更有利的是对于FXTY≥2000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥3000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥4000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥5000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥6000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥7000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥8000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥9000的玻璃板、更有利的是对于FXTY≥10000的玻璃板。此外，部分地由于包括和实施步骤(V)，本发明的方法减小第一对夹具配合完成时间在各操作之间的可变性以及第一对夹具配合完成时间在具有不同FXTY的不同玻璃板之间的可变性。由此，本发明的方法可用于制成具有较大的工艺窗的多种玻璃板产品。

在根据本发明的第一方面的方法的某些实施例中，在步骤(II)中，在上边缘表面附近，第一和第二主表面通过采用夹具而固定于悬置装置。夹具可固定到顶上的玻璃板传送装置。在玻璃板运动到本发明的设备内以移除周界部之前，夹具可与玻璃板配合，然后，将玻璃板传递到用于周界部精加工的设备内。在玻璃板与第一对夹具配合之前，固定玻璃板的上部的夹具基本上提供力来抵消玻璃板的重力，并使玻璃板悬置在垂直位置。替代地，吸盘可代替夹具用于固定玻璃板的上部。由夹具、吸盘等固定的上边缘表面附近的位置具有离第一侧边缘表面的端部的最小距离D0。

在某些实施例中，在步骤(III)中，在第一侧边缘表面附近，第一和第二主表面由夹具（或吸盘或其它固定装置）固定在离第一侧边缘表面的端部距离D1处，该第一侧边缘表面从上边缘表面延伸到下边缘表面。在某些实施例中，5cm≤D1≤50cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤40cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤30cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤20cm，在某些实施例中，5cm≤D1≤15cm，在某些实施例中，5≤D1≤10cm。通常，D1≤D0。

在根据本发明的第一方面的方法的某些实施例中，步骤(VI)在步骤(IV)之前，并且在步骤(IV)中，机械刻划轮用于压抵第一主表面，并形成刻划线。通常，在机械刻划轮用于在玻璃板表面上形成刻划线的情况下，需要在玻璃板的相对侧上的诸如突缘条的支承装置来使刻划轮以足够的接触力压抵玻璃板表面，并在玻璃板的第一主表面上形成一致的、连续的刻划线。当刻划具有高FXTY的玻璃板时，存在突缘条特别有益。替代地，刻划线可通过激光工艺来形成，例如通过用CO₂激光器扫描，随后采用冷却喷嘴，以形成孔隙。在采用激光刻划的情况下，在刻划线成形工艺中可无需支承突缘，于是，步骤(VII)不一定在步骤(IV)之前。

尽管根据本发明的第一和第二方面的方法和设备对于如上所述对具有高柔性FXTY的玻璃板进行精加工特别有利，对于具有至多500μm、在某些实施例中至多400μm，在某些实施例中至多300μm，在某些实施例中至多200μm，在某些实施例中至多150μm，在某些实施例中至多100μm的中心厚度Th(C)的玻璃板进行精加工特别有利。这是因为当玻璃板Th(C)如此小时，玻璃板沿第一和第二周界部的翘曲可大到使得与吸盘的配合变得非常困难，从而使采用吸盘来与周界部配合以及约束周界部不实际，而用夹具的两臂进行配合则不应造成技术挑战。

如上所述，由于存在涉及用第一对夹具来约束第一周界部的步骤(V)，根据本发明的第一和第二方面的方法和设备的优点在于能对具有高柔性的较大玻璃板进行精加工的较大工艺窗。这对于具有较大垂直高度HT的玻璃板来说特别有利，沿此垂直高度方向，玻璃板会呈现相当大的翘曲，并且如果采用吸盘则难以与第二主表面配合。由此，该方法和设备对于具有至少1000毫米、在某些实施例中至少1200毫米、在某些其它实施例中至少1500毫米、在某些另外的实施例中至少1800毫米、在某些其它的实施例中至少2000毫米、在某些另外的实施例中至少2500毫米、在某些其它实施例中至少3000毫米的高度的玻璃板特别有利。

相似地，方法和设备对于具有较大宽度WD的玻璃板特别有利，该宽度是从第一侧边缘表面的端部到第二侧边缘表面的端部测量的。由此，方法和设备对于具有至少1000毫米、在某些实施例中至少1200毫米、在某些其它实施例中至少1500毫米、在某些另外的实施例中至少1800毫米、在某些其它的实施例中至少2000毫米、在某些另外的实施例中至少2500毫米、在某些其它实施例中至少3000毫米的宽度的玻璃板进行精加工特别有利。

本发明的方法和设备对于由下拉工艺制成的玻璃板进行精加工特别有利，该下拉工艺诸如是由纽约州康宁市的康宁股份有限公司引领的熔融下拉工艺。这是因为在下拉工艺中，诸如隔离管和槽之类的成型装置下方的玻璃带往往经历温度梯度分布，该温度梯度分布导致生产的玻璃板内的相当大的热残余应力，从而造成周界部内的翘曲，这种翘曲使在最后精加工步骤中移除周界部变得不可能。

在根据本发明的第一和第二方面的方法和设备的某些实施例中，有利的是从刻划线到第一侧边缘表面的端部的距离是D2，其中，4cm≤D2≤40cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤35cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤30cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤20cm，在某些实施例中，4cm≤D2≤15cm，在某些其它实施例中，4cm≤D2≤10cm。一般来说，希望的是刻划线形成于玻璃板的厚度基本上等于玻璃板的质量区域的厚度之处，由此在工艺的结尾时产生如此切出的玻璃板，该玻璃板具有从边缘到边缘的大致均匀厚度。

在步骤(V)中，第一对夹具与玻璃板的第一和第二主表面配合。第一对夹具的接触位置应在刻划线和第一侧边缘表面的端部之间，即，D3<D2。在某些实施例中，0.5cm≤D3≤20cm，在某些实施例中，.0.5cm≤D3≤15cm，在某些实施例中，0.5cm≤D3≤10cm，在某些实施例中，0.5cm≤D3≤8cm，在某些实施例中，0.5cm≤D3≤5cm，在某些实施例中，0.5≤D3≤3cm。通过采用气缸或液压臂、直线式伺服马达等来执行夹具的致动。在一个实施例中，第一对夹具的两侧可附连于由单个气缸或液压臂来致动的共同铰链。在另一实施例中，第一对夹具的两侧分别附连于单独的直线式伺服马达，该伺服马达可控制成同时或单独致动，以推动夹持带与玻璃板的第一和第二主表面配合。

已发现在某些实施例中，通过第一对夹具施加于第一和第二主表面的压力对于成功地移除周界部是重要的。具体来说，如果压力太低，夹具将不能将玻璃板变平到允许一致和成功地刻划玻璃板并分离玻璃板的程度。另一方面，如果压力太高，夹具将机械应力赋予玻璃板到达对于刻划和分离操作来说不利的程度。控制夹具对玻璃板的压力对于具有至多300μm、更有利地至多200μm、还更有利地至多150μm的厚度的玻璃板来说特别重要。对于具有至多300μm的厚度的玻璃板来说，由夹具施加的期望压力范围是从200到2000帕斯卡，在某些实施例中从300到1500帕斯卡，在某些其它实施例中从400到1000帕斯卡，在某些另外的实施例中从500到1000帕斯卡。例如，对于具有约1900毫米的高度的玻璃板，当第一对夹具的夹持带具有约2毫米的宽度时，由夹具施加到第一和第二主表面的期望力可从2磅力（4.45牛顿）到约20磅力（44.5牛顿）变化。

已发现在某些实施例中，通过第一对夹具施加于玻璃板的第一和第二主表面的压力的一致性对于成功地移除周界部是重要的。为了使压力能一致，施加于第一对夹具的两侧的力期望是一致的，且两侧例如通过共同铰链所经历的阻力应期望是一致的且较低的。共同铰链可包括允许两侧的相对运动的轴承。为了实现铰链内一致的阻力，轴承应期望地总是润滑良好。轴承及其润滑的常规定期检查有助于一致地移除周界部。在第一对夹具暴露于相对高温的情况下，这种常规维护更重要。

在本发明的第一方面的方法的某些实施例中，步骤(III)在步骤(V)之前；而在其它实施例中，步骤(III)和(V)基本上同时实施。此外，对于具有高FXTY的玻璃板，特别是对于至多300μm的中心厚度Th(C)，极为期望步骤(IV)在完成步骤(III)和(V)之后才实施。在这些期望的实施例中，当玻璃板被刻划时，玻璃板的周界部被稳固地约束，从而基本上减少刻划轮打滑或由刻划轮向玻璃板施加的极大按压力，并明显提高刻划步骤和整个工艺的产出。实际上，在步骤(IV)过程中，第一对夹具和在步骤(III)中实施的约束手段可一起将拉紧力施加于玻璃板，因而，玻璃板在两者之间保持大致平坦，由此便于成功地形成一致的刻划线。如上所述，当玻璃板被刻划时，支承相对表面的突缘条是非常希望的。期望的是，与第一和第二主表面直接接触的材料具有足够的刚度以使玻璃板在精加工时不经历明显的形状变化。因此，突缘条和夹具的与第一和第二主表面直接接触的部分的材料可选自诸如铝、不锈钢等之类的金属、或者硬质耐久塑料或诸如硬质硅橡胶材料之类的橡胶材料。

本发明的第二方面是用于实施根据本发明的第一方面的方法的某些实施例的设备。该设备有利地包括：

(A)玻璃悬置装置，该玻璃悬置装置适于通过在上边缘表面附近固定第一和第二主表面来将玻璃板放置于垂直位置；

(B)第一边缘约束架和第二边缘约束架，包括第一边缘约束夹持带的第一边缘约束架位于第一主表面侧，而包括第二边缘约束夹持带的第二边缘约束架位于第二主表面侧，第一边缘约束夹持带和第二边缘约束夹持带之间的距离可调，并适于在第一侧边缘附近将第一和第二主表面约束于离第一侧边缘表面的端部的距离为D1处，该第一侧边缘表面从上边缘表面延伸到下边缘表面；

(C)机械刻划轮，该机械刻划轮安装在第一边缘约束架上，并适于垂直运动以与第一主表面接触，进而在第一主表面上形成刻划线，该刻划线从上边缘表面附近延伸到下边缘表面、并位于离第一侧边缘表面的端部距离D2处，其中，D2<D1；

(D)第一对边缘夹具，该第一对边缘夹具适于在离第一侧边缘表面的端部距离D3处与第一周界部的第一和第二主表面接触，并夹持这两个表面，其中，D3<D2；

(E)突缘条，该突缘条与刻划线相对，并适于与第二主表面接触；以及

(F)力施加器，该力施加器适于通过第一对垂直夹具来沿远离第一主表面的方向拉动第二主表面，以使第一侧边缘附近的玻璃板的第一周界部抵靠突缘条弯曲，并沿刻划线与玻璃板的中心区域分离。

在根据本发明的第二方面的设备的某些有利实施例中，突缘条的肖氏A硬度不低于玻璃板的肖氏A硬度。突缘条的高硬度防止玻璃板在被机械刻划轮按压时不会过度局部变形，由此能一致地形成刻划线，该刻划线具有一致的孔隙深度，且不会失去刻划轮与玻璃板表面的接触，并由此不会失去孔隙。从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的、具有大致均匀的孔隙深度的连续刻划线对于在步骤(VII)中分离周界部、而不产生尖锐边缘、过多玻璃碎屑、不平直的边缘和其它不期望的特征是有益的。为此，与玻璃板的第一主表面直接接触的突缘条材料可选自诸如铝及其合金、不锈钢的金属以及具有期望的耐高温性和硬度的硬塑料和橡胶材料。此外，期望的是突缘条由承座来支承，该承座足够刚性以使突缘条在刻划轮将玻璃板的第一主表面压抵突缘条时保持基本上呈直线形。

通过下述非限制性示例来进一步说明本发明。

示例

示例1（本发明）

图2示意地示出根据本发明的第一和第二方面的某些实施例操作的玻璃板珠缘移除设备200的一个端部的剖视图。基本上与所示端部对称的另一端部未示出。图1A和1B中所示的玻璃板通过固定到诸如垂直玻璃板悬置传送器之类的悬置装置（未示出）的夹具的两个夹紧臂201、203来固定。通常，玻璃板先在周界部移除设备200外与夹紧臂201和203配合，然后通过传送器运动到设备200内。在周界部移除设备200内，包括第一侧边缘约束夹持带204的第一侧边缘约束架205位于玻璃板的第一主表面103侧，而包括第二侧边缘约束夹持带206的第二侧边缘约束架207位于玻璃板的第二主表面105侧。因此，在操作期间，一旦玻璃板定位在设备200内，第一和第二侧边缘约束夹持带204和206朝向彼此运动，与玻璃板配合，约束玻璃板的靠近珠缘区域的部分，并固定玻璃板以能进行以下步骤。然后，致动第一对夹具231和233，以在离第一侧边缘表面的端部距离D3的位置处与玻璃板的第二和第一主表面配合。夹持架205和207以及第一对夹具231和233的配合可在非常短的时间内完成。一旦玻璃板被约束架205和207以及第一对夹具231和233夹持，安装在第一侧边缘约束架205上的刻划轮209在上边缘表面附近的位置处碰到玻璃板的第一主表面103，但不与上边缘表面的边缘线直接相碰。刻划轮由安装在第二侧边缘约束架207上、并从上边缘表面延伸到下边缘表面的突缘条211支承，该刻划轮通过从玻璃板顶部刻划到底部来形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的刻划线。一旦完成刻划，从第一主表面撤去刻划轮。此后，第一对夹具在被配合时被致动以沿从第一主表面到第二主表面的方向推动玻璃板的第一周界部，而玻璃板搁置在第二主表面上的突缘条上。当增大到阈值水平时所得的应力将引起周界部沿刻划线断开。此后，第一对夹具231和233可从分离的玻璃片释放，从而使分离的周界部掉落到设备下方的底板上或收集器。替代地，第一对夹具231和233可致动成使它们将断开的周界部传递到另一位置，在此，夹具脱开以安全地释放断开的周界部。

当处理具有300μm厚度的玻璃板以移除珠缘时，采用此设备200的试验实现至少85%的产出。

示例2（比较）

图3示意地示出根据比较示例操作的玻璃板珠缘移除设备200的一个端部的剖视图。基本上与所示端部对称的另一端部未示出。在此比较示例中，图1中所示的玻璃板通过固定到诸如垂直玻璃板悬置传送器之类的悬置装置（未示出）的夹具的两个夹紧臂201、203来固定。通常，玻璃板在周界部移除设备200外先与夹紧臂201和203配合，然后通过传送器运动到设备200内。在周界部移除设备200内，包括第一侧边缘约束夹持带204的第一侧边缘约束架205位于玻璃板的第一主表面103侧，而包括第二侧边缘约束夹持带206的第二侧边缘约束架207位于玻璃板的第二主表面105侧。因此，在操作期间，一旦玻璃板定位在设备200内，第一和第二侧边缘约束夹持带204和206朝向彼此运动，与玻璃板配合，约束玻璃板的靠近珠缘区域的部分，并固定玻璃板，以能进行下述步骤。一旦玻璃板被约束架（在此附图中仅示出一侧）在两侧被夹持，安装在第一侧边缘约束架205上的刻划轮209在上边缘表面附近的位置处碰到玻璃板的第一主表面103，但不与上边缘表面的边缘线直接相碰。刻划轮由安装在第二侧边缘约束架207上、并从上边缘表面延伸到下边缘表面的突缘条211支承，该刻划轮通过从玻璃板顶部刻划到底部来形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的刻划线。一旦完成刻划，从第一主表面撤去刻划轮。然后，平直推杆217沿向玻璃板的第一主表面的方向219前进，与玻璃板的周界部接触，并将周界部的第一主表面推向玻璃板的第二主表面。同时，一系列的吸盘213（仅示出一个）向第二主表面105前进，并与玻璃板的周界部的第二主表面配合。由于推杆217和吸盘213之间的协作，用于完成吸盘与玻璃板的第二主表面的配合时间与图4中所示并如下所述的比较示例中的实施例相比有所缩短。一旦吸盘牢固地配合到玻璃板的第二主表面，玻璃板的周界部然后沿从第一主表面到第二主表面的方向被吸盘拉动。推杆217可在完成吸盘配合到第二主表面之后不久撤回，而不进一步推动玻璃板，或者替代地，它可与吸盘一起继续推动玻璃板。当推动达到阈值水平时，包括珠缘区域的周界部沿刻划线分离。此后，吸盘与玻璃板的第二主表面脱开，从而将移除的周界部向下释放到位于下方的玻璃屑收集器。然后，约束架的第一和第二约束夹持带204和206远离彼此运动，从而释放其余质量区域的两侧部。然后，玻璃板的质量部分通过悬置传送器离开周界部移除设备200运动到下一个工艺步骤，诸如边缘精加工、冲洗、清洁等。

当处理具有300m厚度的玻璃板以移除珠缘时，采用此设备300的试验实现46%的产出。

示例3（比较）

图4示意地示出根据比较示例操作的玻璃板珠缘移除设备400的一个端部的剖视图。另一端部由于对称所以并未示出。如可见，与图3的设备300相比，设备400不包括推杆217。尽管此简化的设备400可用于移除具有至少500μm（诸如那些600m和700μm的厚度）的相对较大厚度Th(C)的玻璃板的周界部，但珠缘移除过程的循环时间比上述设备200和300所需的时间长，这是因为完成吸盘配合所需的时间较长。

当处理具有300μm厚度的玻璃板以移除珠缘时，采用此设备400的试验实现30%的产出。

对于本领域技术人员来说显然，可对本发明作出各种修改和改型，而不脱离本发明的范围和精神。因此，本发明旨在涵盖其任何改型和变型，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围内即可。

Claims (10)

1.一种用于移除玻璃板的第一周界部的方法，该方法包括如下步骤：

(I)提供玻璃板，所述玻璃板具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、具有中心厚度的中心区域、上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面以及位于所述第一侧边缘表面附近的第一周界部，各边缘表面连接所述第一主表面和所述第二主表面；

(II)通过在所述上边缘表面附近将所述第一和第二主表面固定到悬置装置来将玻璃板放置于预定位置；

(III)在步骤(II)之后，在所述第一侧边缘表面附近将第一和第二主表面约束在离所述第一侧边缘表面的端部距离D1处，所述第一侧边缘表面从所述上边缘表面延伸到所述下边缘表面；

(IV)在步骤(III)之后，在所述第一主表面上、于离所述第一侧边缘表面的端部距离D2处形成从所述上边缘表面附近延伸到所述下边缘表面附近的刻划线，其中，D2<D1；

(V)采用第一对夹具在所述第一侧边缘附近将所述第一和第二主表面夹持在离所述第一侧边缘表面的端部距离D3处；

(VI)使所述第二主表面与和所述刻划线相对的突缘条接触；

(VII)在步骤(V)和(VI)之后，通过所述第一对夹具使所述第二主表面沿远离所述第一主表面的方向运动，因而，所述玻璃板的位于所述第一侧边缘附近的第一周界部抵靠所述突缘条弯曲，并沿所述刻划线与所述玻璃板的所述中心区域分离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，当所述玻璃板在室温下具有大致均匀温度且不受到外力时，如此提供的玻璃板的所述第一周界部沿从所述上边缘表面到所述下边缘表面的方向翘曲。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(V)中，在至多1.5秒内完成将所述第一对夹具夹持到所述第一周界部的所述第一主表面和所述第二主表面。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(II)中，通过使用夹具在所述上边缘表面附近将所述第一和第二主表面固定到悬置装置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(III)中，通过第二对夹具在所述第一侧边缘表面附近将所述第一和第二主表面固定在离所述第一侧边缘表面的端部距离D1处。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二对夹具从所述上边缘表面延伸到所述下边缘表面。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(VI)在步骤(IV)之前，并且在步骤(IV)中，机械刻划轮用于压抵所述第一主表面，并形成所述刻划线。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(V)中，所述第一对夹具从所述上边缘表面延伸到所述下边缘表面。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(VI)中，所述突缘条安装在支承件上，所述支承件足够刚性，以使在步骤(IV)过程中，当所述刻划轮将所述玻璃板的所述第一主表面压抵所述突缘条时，所述突缘条保持基本上呈直线形。

10.一种用于移除玻璃板的第一周界部的设备，该玻璃板具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、具有中心厚度的中心区域、上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面以及位于第一侧边缘表面附近的第一周界部，各边缘表面连接第一主表面和第二主表面，该设备包括如下部件：

(A)玻璃悬置装置，所述玻璃悬置装置适于通过在所述上边缘表面附近固定所述第一和第二主表面来将所述玻璃板放置于垂直位置；

(B)第一边缘约束架和第二边缘约束架，包括第一边缘约束夹持带的第一边缘约束架位于第一主表面侧，包括第二边缘约束夹持带的第二边缘约束架位于第二主表面侧，所述第一边缘约束夹持带和所述第二边缘约束夹持带之间的距离可调，并适于在所述第一侧边缘附近将所述第一和第二主表面约束在离所述第一侧边缘表面的端部距离为D1处，所述第一侧边缘表面从所述上边缘表面延伸到所述下边缘表面；

(C)机械刻划轮，所述机械刻划轮安装在所述第一边缘约束架上，并适于垂直运动以与所述第一主表面接触，以在所述第一主表面上形成刻划线，所述刻划线从所述上边缘表面附近延伸到所述下边缘表面、并位于离所述第一侧边缘表面的端部距离D2处，其中，D2<D1；

(D)第一对边缘夹具，所述第一对边缘夹具适于在离所述第一侧边缘表面的端部距离D3处与所述第一周界部的所述第一和第二主表面接触，并夹持这两个主表面，其中，D3<D2；

(E)突缘条，所述突缘条与所述刻划线相对，并适于与所述第二主表面接触；以及

(F)力施加器，所述力施加器适于通过所述第一对夹具使所述第二主表面沿远离所述第一主表面的方向运动，以使所述玻璃板的位于所述第一侧边缘附近的所述第一周界部抵靠所述突缘条弯曲，并沿所述刻划线与所述玻璃板的所述中心区域分离。