CN104854044B - 除去玻璃片周围部分的方法和设备 - Google Patents

Abstract

开发了用于从玻璃片中除去周围部分如厚边区域的方法，该方法包括使用推动机构如推杆在周围部分中推动玻璃片的步骤，还开发了相应的设备。使用推动机构的结果是，明显缩短了吸盘啮合完成时间(如果使用吸盘的话)。开发了不使用吸盘的产率提高的方法。对于具有高宽厚比的玻璃片加工而言，工艺稳定性提高并且工艺窗口扩大是特别有利的。

Description

除去玻璃片周围部分的方法和设备

相关申请交叉参考

本申请根据35U.S.C.§120要求2011年11月30日提交的美国申请序列第13/307503号的优先权，其全部内容通过参考结合于此。

发明领域

本发明涉及修整玻璃片周边的方法和设备。具体来说，本发明涉及除去玻璃片周围部分的方法和设备。本发明适合用于例如除去因下拉工艺而在玻璃片中形成的厚边区域，以便用作显示器的玻璃基板。

技术背景

玻璃薄片已用于许多光学、电子或光电装置中，例如液晶显示器(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、滤色器基板、盖片等。厚度为几微米至几毫米的玻璃薄片可通过许多方法制造，例如浮法、熔合下拉法(美国纽约州康宁市的康宁公司(Corning Incorporated，Corning，New York，U.S.A.)首先提出的方法)、狭缝下拉法等。

在玻璃薄片的许多应用中，非常希望玻璃片具有以下特性：(i)纯净的表面质量，基本没有擦痕、颗粒和其他缺陷；(ii)高的厚度均匀性；(iii)低的表面粗糙度和波纹度。为了达到这个目的，在制造玻璃片的成形工艺中，通常避免使刚形成的玻璃片主表面的中心区域与固体表面直接接触，而是仅使玻璃片的周围区域与固体表面如边缘辊、牵拉辊、边缘引导辊等直接接触。因此，从成形装置直接得到的刚形成的玻璃片的两个面的周围部分，例如在熔合下拉或狭缝下拉工艺的拉制底部区域的周围部分(有时候被称为“厚边”)，倾向于具有低于主表面中心区域的表面质量。而且，取决于所用的具体成形装置，与中心区域相比，周围部分倾向于具有不同的厚度和明显更高的厚度变化。

之前已采用或提出各种玻璃片厚边去除技术，这些技术具有不同的产率、产率一致性和工艺设备成本。

显示器市场已表现出对高宽厚比(flexibility)玻璃片的持续增加的需求，即具有大的片宽度和/或长度和/或非常小的厚度的玻璃片。本发明的发明人已经发现，对于具有高宽厚比的玻璃片，厚边去除是一项重大挑战，并且是玻璃片制造工艺中的总产率瓶颈。因此，对于具有明显更高宽厚比的玻璃片而言，用于宽厚比较低的玻璃片的可接受的厚边去除工艺并不适合。

因此，确实需要适合用于具有高宽厚比和/或低宽厚比的玻璃片的可靠的玻璃片厚边去除工艺。本发明满足了这种和其他需求。

发明概述

本文揭示了本发明的几个方面。应理解，这些方面可互相重叠，或者可不互相重叠。因此，某方面的一部分可能落入另一方面的范围之内，反之亦然。

通过一些实施方式来说明每个方面，因此可包括一种或多种具体的实施方式。应理解，这些实施方式可互相重叠，或者可不互相重叠。因此，某实施方式的一部分或其具体实施方式可能落入另一种实施方式或其具体实施方式的范围之内，反之亦然。

因此，本发明第一方面是从玻璃片中除去第一周围部分的方法，该方法包括以下步骤：

(I)提供玻璃片，其包括第一主表面、与该第一主表面相对的第二主表面、具有中心厚度Th(C)和平均中心温度T(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(每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连)、位于第一边缘表面附近的具有平均厚度Th(B)(其中Th(B)＞1.1Th(C))的第一周围部分；在一些实施方式中Th(B)＞1.5Th(C)；在另一些实施方式中Th(C)＞1.8Th(C)；在另一些实施方式中Th(B)＞2.0Th(C)；

(II)通过在上边缘表面附近将第一和第二主表面固定到悬挂装置上，将玻璃片设置在预定位置；

(III)步骤(II)之后，将第一侧边缘附近的第一和第二主表面限制在与从上边缘表面至下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置处；

(IV)步骤(II)之后，使用第一机械限制器至少将第一侧边缘表面附近的第二主表面限制在与第一边缘表面末端相距距离D3处，其中D3＜D1；

(V)加热玻璃片的第一周围部分的至少一部分，使得处于与第一边缘表面末端相距距离D3位置处的第一周围部分的平均温度达到温度T(B)，其中T(B)-T(C)≥40℃；

(VI)步骤(V)之后，在第一主表面上形成从上边缘表面附近延伸到下表面表面附近的与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D3＜D2＜D1；

(VII)使第二主表面与突起条(nosing strip)接触，该突起条与划线相对；以及

(VIII)步骤(V)和(VI)之后，通过第一机械限制器沿着远离第一主表面的方向移动第二主表面，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分抵靠突起条弯曲，并沿着划线从玻璃片的中心区域分离。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(V)中，T(B)-T(C)≥50℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥60℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥70℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥80℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥90℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥100℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥110℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥120℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥130℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥140℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥150℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤200℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤190℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤180℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤170℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥160℃。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(I)中，玻璃片的中心厚度Th(C)最多为400微米，在一些实施方式中最多为300微米，在另一些实施方式中最多为200微米，在另一些实施方式中最多为100微米。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(I)中，玻璃片的高度至少为1000厘米，在一些实施方式中至少为1200厘米，在另一些实施方式中至少为1500厘米，在另一些实施方式中至少为1800厘米，在另一些实施方式中至少为2000厘米，在另一些实施方式中至少为2500厘米，在另一些实施方式中至少为3000厘米。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(I)中，玻璃片的宽度至少为1000厘米，在一些实施方式中至少为1200厘米，在另一些实施方式中至少为1500厘米，在另一些实施方式中至少为1800厘米，在另一些实施方式中至少为2000厘米，在另一些实施方式中至少为2500厘米，在另一些实施方式中至少为3000厘米。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(I)中，当所提供的玻璃片在室温下具有基本均匀的温度并且没有受到外力时，该玻璃片的第一周围部分沿着从上边缘表面到下边缘表面的方向翘曲。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(I)中，所提供的玻璃片的第一周围部分包括第一区段和第二区段，第一区段具有至少位于第二主表面侧的隆起表面，第二区段与第一区段相邻，第二区段具有位于第二主表面侧的平滑表面。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(IV)中，第一机械限制器包括多个吸盘和一个垂直推杆，所述吸盘适合与第二主表面以距离D3接触并啮合，所述推杆适合接触第一主表面并将其推向吸盘，而且步骤(IV)包括：

(IV-1)将第一主表面推向第二主表面；以及

(IV-2)使吸盘与第二主表面啮合。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(IV-2)中，多个吸盘与第一周围部分的第二主表面的啮合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中在最多1秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.5秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.4秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.3秒以内完成。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(IV)中，第一机械限制器包括适合与第一主表面和第二主表面以距离D3接触并啮合的第一对夹具，并且步骤(IV)包括：(IV-1)使第一对夹具与第一和第二主表面啮合。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(IV)中，第一对夹具与第一周围部分的第一主表面和第二主表面的啮合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中在最多1秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.5秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.4秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.3秒以内完成。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(II)中，通过使用夹具将位于上边缘表面附近的第一和第二主表面固定到悬挂装置。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(III)中，通过第二对夹具将位于第一侧边缘附近的第一和第二主表面固定到与第一边缘表面末端相距距离D1的位置。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，第二对夹具从上边缘表面延伸到下边缘表面。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(VII)位于步骤(VI)之前，并且在步骤(VI)中，使用机械划线轮抵靠第一主表面进行按压并形成划线。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，玻璃片通过下拉法制成。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(IV)中，划线通过使用激光束形成。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，5厘米≤D1≤50厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤40厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤30厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤20厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤15厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤10厘米。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，4厘米≤D2≤40厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤35厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤30厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤20厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤15厘米，在另一些实施方式中4厘米≤D2≤10厘米。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，0.5厘米≤D3≤20厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤15厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤10厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤8厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤5厘米，在另一些实施方式中0.5厘米≤D3≤3厘米。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(V)中，第一对夹具从上边缘表面延伸到下边缘表面。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(V)包括：

(V-1)测量第一周围部分的应力曲线；

(V-2)确定第一周围部分中具有最高平均残余应力的区域；

(V-3)从加热器提供热辐射；并且

(V-4)将热辐射的最高热能引导到第一周围部分中具有最高平均残余应力的区域中。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(II)中的悬挂装置是玻璃传送装置的一部分。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(IV)位于步骤(VI)之前。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(VI)位于步骤(IV)之前。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(VI)中，突起条的硬度不低于玻璃片的硬度。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(VI)中，将突起条装配到刚性足够大的支架上，使得在步骤(IV)的过程中，当划线轮抵靠突起条按压玻璃的第一主表面时，突起条能基本保持线形。

本发明第二方面涉及用于从玻璃片中除去第一周围部分的设备，所述玻璃片包括第一主表面、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(每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连)以及位于第一边缘表面附近的第一周围部分，所述设备包括以下部件：

(A)玻璃悬挂装置，其适合于通过在上边缘表面的附近固定第一和第二主表面，将玻璃片设置在预定位置；

(B)位于第一主表面侧的包括第一边缘限制夹条的第一边缘限制塔，以及位于第二主表面侧的包括第二边缘限制夹条的第二边缘限制塔，第一边缘限制夹条和第二边缘限制夹条之间的距离可调节并适合于将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与从上边缘表面到下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置；

(C)安装在第一边缘限制塔上的机械划线轮，其适合于在与第一主表面接触的条件下进行垂直运动，从而在第一主表面上形成从上边缘表面附近延伸到下表面表面并与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D2＜D1；

(D)第一垂直边缘夹具，其适合于在与第一边缘表面末端相距距离D3处啮合并夹住第一周围部分的第一和第二主表面，其中D3＜D2；

(E)与划线相对的突起条，其适合于接触第二主表面；

(F)垂直加热元件，其适合于对玻璃片的第一周围部分的至少一部分进行优先加热；以及

(G)作用力施加器，其适合于通过第一对夹具使第二主表面沿着远离第一主表面的方向移动，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分朝向突起条弯曲，并沿着划线与玻璃片的中心区域分离。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，突起条的硬度不低于玻璃片的硬度。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，通过具有足够刚性的基座支撑突起条，使得当划线轮抵靠突起条按压玻璃的第一主表面时，突起条能基本保持线形。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，突起条包含选自铝、钢、铜及其合金以及聚酰亚胺的材料。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件从上边缘表面延伸到下边缘表面。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件包括位于第一周围部分一侧的线性红外辐射发射装置以及位于相对侧的反射镜。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件选自：Pt绕组、SiC棒、钨丝和MoS₂棒。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件的宽度为25-100毫米，在一些实施方式中为40-80毫米，在另一些实施方式中为50-80毫米。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，各垂直加热元件的加热功率为1-20千瓦，在一些实施方式中为2-15千瓦，在另一些实施方式中为3-10千瓦，在另一些实施方式中为4-8千瓦。

在根据本发明第二方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件的加热功率具有从顶部到底部不均匀的输出功率。

本发明第三方面涉及用于从玻璃片中除去第一周围部分的设备，所述玻璃片包括第一主表面、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(每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连)以及位于第一边缘表面附近的第一周围部分，所述设备包括以下部件：

(A)玻璃悬挂装置，其适合于通过在上边缘表面附近固定第一和第二主表面，将玻璃片设置在预定位置；

(B)位于第一主表面侧的包括第一边缘限制夹条的第一边缘限制塔，以及位于第二主表面侧的包括第二边缘限制夹条的第二边缘限制塔，第一边缘限制夹条和第二边缘限制夹条之间的距离可调节，并且适合于将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与从上边缘表面到下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置；

(C)安装在第一边缘限制塔上的机械划线轮，其适合于在与第一主表面接触的条件下进行垂直移动，从而在第一主表面上形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面并与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D2＜D1；

(D)竖向直棒，其适合于将第一主表面推向第二主表面；

(E)垂直加热元件，其适合于对玻璃片的第一周围部分的至少一部分进行优先加热；

(F)与划线相对的突起条，其适合于接触第二主表面；以及

(G)作用力施加器，其适合于通过第一对夹具使第二主表面沿着远离第一主表面的方向移动，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分朝向突起条弯曲，并沿着划线与玻璃片的中心区域分离。

在根据本发明第三方面的设备的一些实施方式中，突起条的硬度不低于玻璃片的硬度。

在根据本发明第三方面的设备的一些实施方式中，通过具有足够刚性的基座支撑突起条，使得在划线轮抵靠突起条按压玻璃的第一主表面时，突起条基本保持线形。

在根据本发明第三方面的设备的一些实施方式中，突起条包含选自铝、钢、铜及其合金以及聚酰亚胺的材料。

在根据本发明第三方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件从上边缘表面延伸到下边缘表面。

在根据本发明第三方面的设备的一些实施方式中，垂直加热元件包括位于第一周围部分一侧的线性红外辐射发射装置以及位于相对侧的反射镜。

本发明的一种或多种实施方式和/或方面具有以下优点。首先，通过使用加热元件来对具有厚边区域的周围部分进行优先加热，能明显缓解周围区域中的玻璃片内的应力，从而能更容易地进行表面划线，得到更均匀的划线，划线时发生的表面打滑减少，并且在划线步骤中得到更高的产率。对于Th(C)最多为500微米的薄玻璃片而言，厚边加热对划线的影响特别明显，更优选用于Th(C)最多为400微米的薄玻璃片，更优选用于Th(C)最多为300微米的薄玻璃片，更优选用于Th(C)最多为200微米的薄玻璃片。此外，对厚边区域进行优先加热，通过缓解残余应力，使得整个玻璃片的翘曲减少，从而便于使带表面与限制装置(尤其是吸盘)啮合。对于Th(C)最多为500微米的薄玻璃片而言，优先加热厚边对划线和片翘曲的影响特别明显，更优选用于Th(C)最多为400微米的薄玻璃片，更优选用于Th(C)最多为300微米的薄玻璃片，更优选用于Th(C)最多为200微米的薄玻璃片。玻璃越薄，则残余应力对片形状的影响越明显。

以下详述中列出了本发明的其他特性和优点，其中的部分对于阅读了本说明书的本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可通过如说明书及其权利要求以及附图所述实施本发明而了解。

应理解，以上简述和以下详述仅仅是本发明的示例，意在提供理解本发明要求权利的性质和特性的概观或框架。

包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图结合在本说明书中并构成说明书的一部分。

附图简要描述

在附图中：

图1A和1B是根据本发明可除去周围区域的玻璃片的横截面示意图和前视图，该玻璃片包括中心区域和两个厚边区域。

图2是根据本发明一种实施方式在除去厚边之前使用厚边加热器的设备的示意图。

图3是根据本发明另一种实施方式在除去厚边之前使用厚边加热器的设备的示意图。

图4是根据本发明另一种实施方式在除去厚边之前使用厚边加热器的设备的示意图。

图5是显示具有厚边区域的玻璃片中在对厚边进行优先加热之前的残余应力分布的图。

发明详述

如上所述，本发明的方法和设备特别有利于除去玻璃片的厚边区域，因此下面将结合厚边区域的去除进行说明。但是，本领域技术人员应该理解，通过阅读本申请的说明书并利用其中的内容，可采用本发明的方法和设备除去任何玻璃片的周围部分，所述周围部分可以是包含厚边的区域，或者可以不是包含厚边的区域。例如，可采用本文揭示的方法和设备对不存在厚边区域的玻璃片的大小进行调节。

为了便于进行说明，玻璃片是具有两个主表面(即第一主表面和第二主表面)的一片玻璃材料，其具有宽度、长度和厚度，其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边处通过上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面和第二侧边缘表面相连。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是基本平坦的或弯曲的。若边缘表面是弯曲的，则其可沿着从边缘表面末端到玻璃片中心线的方向延伸最多1厘米的距离，然后与第一和/或第二主表面相连。

为了便于进行说明，将根据本发明各方面和实施方式的方法的各步骤编号为(I)、(II)、…(VIII)等。应理解，除非有另外具体的或相反的指示，否则，可以按任意顺序、同时或依次地进行各步骤。

图1A示出通过熔合下拉法在拉制底部形成的玻璃片101的截面图，用基本垂直于第一和第二主表面的平面截取该玻璃片。可优选采用本发明的设备和方法对玻璃片101进行修整。玻璃片101包括：第一主表面103；第二主表面105；弯曲的第一侧边缘表面104，其末端至第一主表面的中心线具有最大距离；弯曲的第二侧边缘表面110，其末端至第一主表面的中心线具有最大距离；每个侧边缘表面都分别与第一主表面103和第二主表面105相连。玻璃片101包括具有基本均匀厚度Th(C)的中心区域(CR)，对应于第一侧边缘表面104并与其相邻的第一厚边区域BD1，其具有位于该玻璃片每侧的弯曲的第一厚边表面107和弯曲的第二厚边表面109，以及对应于第二侧边缘表面110并与其相邻的第二厚边区域BD2，其具有弯曲的第三厚边表面111和弯曲的第四厚边表面113。第一厚边区域BD1的最大厚度为Th(B1)，其定义为，用垂直于中心区域中拉平的第一主表面103和/或第二主表面105的虚拟平面截取时的最大厚度。第二厚边区域BD2具有最大厚度Th(B2)，其可与Th(B1)基本相同，或者不同。类似地，第一厚边区域BD1和第二厚边区域BD2可具有相同或不同的宽度。图1B示出相同玻璃片在从第一主表面103到第二主表面105的方向观察时的前视图。

具有高的纯净表面品质的玻璃片中心区域CR有时候被称为品质区域。通常在制造基于玻璃基板的电子/光学装置的工艺中，只在除去了第一和第二厚边区域之后才在玻璃片的主表面上形成功能装置，例如半导体装置、其他电子装置和光学装置等。除去两个边缘部分之后，可以对玻璃片进行边缘修整，例如研磨和抛光，接着进行清洁和干燥，然后在第一和/或第二主表面的品质区域CR上沉积功能装置，例如晶体管等。

如本文所用，玻璃片的第一周围部分是玻璃片中对应于第一侧边缘表面并处于其附近的要与玻璃片的剩余部分相分离的部分。玻璃片的中心区域通常是玻璃片中要保留并用于随后应用的部分。参考图1A和1B，玻璃片101的第一周围部分优选对应于第一厚边区域BD1。以下仅就第一周围部分来描述和说明本发明。但是，本领域技术人员通过阅读本说明书并利用其内容，应容易理解，在实际的玻璃片周围部分修整过程中，可根据本发明方法的各方面和实施方式，使用根据本发明各方面和实施方式的设备对第一周围部分和/或第二周围部分进行加工。事实上，还可以在将玻璃片旋转90°之后，按照与第一周围部分基本相同的方式，对玻璃片中与上边缘表面和下边缘表面相邻的周围部分进行加工。这种对玻璃片中的多个周围部分进行的加工可依次或同时进行。在一些特别优选的实施方式中，可按照基本同步和对称的方式，基本同时地对同一玻璃片的第一和第二周围部分进行加工。

在步骤(II)中，将玻璃片101置于预定位置，例如基本水平的位置，该位置的重力加速度矢量基本垂直于拉平的第一主表面103，或者置于基本垂直的位置，该位置的重力加速度矢量基本平行于玻璃片101的第一主表面103。在全部步骤(II)至(VIII)过程中，非常希望玻璃片的位置基本稳定，即，重力加速度矢量和第一主表面之间的夹角变化不会超过10°，在一些实施方式中不会超过8°，在另一些实施方式中不会超过6°，在另一些实施方式中不会超过5°，在另一些实施方式中不会超过4°，在一些实施方式中不会超过3°，在另一些实施方式中不会超过2°。优选将上边缘表面附近的第一和第二主表面限制到悬挂装置上，从而将玻璃片设置在预定位置。在一种特别优选的实施方式中，将玻璃片设置在基本垂直的位置，即玻璃片的第一和/或第二主表面以相对于重力加速度矢量最多为10°的夹角取向，在一些实施方式中最多为8°，在另一些实施方式中最多为6°，在另一些实施方式中最多为4°，在另一些实施方式中最多为2°，在另一些实施方式中最多为1°。

对于在诸如熔合下拉法、浮法或狭缝下拉法之类的真实玻璃片制造方法中制造的具有较薄厚度的较大玻璃片，若其在无重力环境中具有大约为室温的基本均匀的温度，由于玻璃片中存在其经历独特的机械和/或热历程而导致的不同水平的内部应力分布，所以该玻璃片将表现出天然的曲率，有时候被称为“翘曲”。例如在典型的熔合下拉法中，在被称为溢流槽的成形装置根部将粘稠的玻璃带拉制成所需的宽度和厚度，同时将其冷却到粘弹性状态和最终的弹性状态，从而形成玻璃片。在对玻璃带进行下拉的同时，机械辊接触被称为厚边的周围区域。然后从连续玻璃带中切割出独立的玻璃片，通常保留有厚边，并最终冷却到大约室温。对于玻璃片中的玻璃材料而言，从一侧至另一侧，以及从顶部至底部，材料经历的热历程存在略微的差异。例如，在相同的冷却环境中，与较薄的中心区域相比，玻璃带的厚边区域通常具有较大的厚度，因此通常以较慢的速率冷却。当玻璃片处于大约为室温的基本均匀的温度下时，存在差异的热历程导致玻璃片中产生内部残余应力。图5是显示由熔合下拉法制成的示例玻璃片的一部分的应力分布曲线的图。x轴所示为与玻璃片中心线的距离，y轴所示为与玻璃片上边缘的距离，z轴所示为应力。最右边的包含厚边的周围部分表现出高达3225psi的最高应力，而中心区域基本为零应力。这种残余应力分布会使玻璃片产生一定的曲率，有时候被称为翘曲，如上所述。所述翘曲在本质上是三维的：其呈现为从上边缘表面开始是垂直的，并且从第一侧边缘表面到第二侧边缘表面是水平的。

当玻璃片在无重力环境中表现出自然翘曲时，若将其从上边缘悬挂在重力场中，不施加外部限制以抵消内部应力，则通常将表现出自然翘曲。出于如下几个原因，以垂直位置悬挂时，玻璃片内存在的残余应力以及该玻璃片的自然翘曲会使得难以除去周围部分如厚边区域。首先，翘曲使周围部分限制装置如吸盘与玻璃表面的啮合变得困难。其次，翘曲会导致划线轮在一些区域中发生打滑，以及划线轮在另一些区域中向玻璃表面施加的法向力太大，导致划线品质不令人满意，并可能在划线过程中导致玻璃片破裂。第三，周围部分中存在的应力使玻璃片材料的韧性增大，使得机械划线操作的有效性减小。第四，周围区域中存在的应力会导致玻璃片在划线过程中发生不希望的断裂。厚度减小的玻璃片会使所有这些困难加剧，例如Th(C)最多为300微米、200微米或100微米的玻璃片。

本发明的方法和设备特别适合于从通常在处于大约室温的基本均匀的温度下表现出无重力翘曲的玻璃片中除去周围部分，以下更详细且深入地解释原因。这些优点是通过以下方式实现的，其中，对玻璃片的厚边区域进行优先加热以建立从玻璃片的厚边区域到中心区域(CR)的温度梯度，该温度梯度能至少部分地缓解厚边区域及其相邻区域中存在的残余应力，从而减小玻璃片的翘曲、出现低品质划线的概率以及在划线过程中发生不希望的玻璃片开裂的可能性。

如以上结合熔合下拉成形法所述，在任何涉及对粘稠状态的玻璃材料进行拉制操作的玻璃成形方法中，通常要在边缘区域处对玻璃进行限制，例如用夹住周围区域两侧的一对辊。玻璃和辊之间在较高温度和低玻璃粘度条件下的直接接触会导致在厚边区域中形成隆起表面。通常，厚边区域倾向于具有变化的厚度区域。例如，图1A显示厚边区域BD1和BD2具有明显大于中心区域厚度Th(C)的最大厚度Th(B1)和Th(B2)。通常，在具有隆起表面的区域和具有基本均匀的厚度Th(C)的中心品质区域之间，存在因为没有与边缘辊发生直接接触而具有基本平滑的表面、但具有不如中心区域均匀的变化的厚度分布的中间区域。具有弯曲的边缘表面104的区域、具有隆起表面的区域以及具有基本平滑的表面和变化的厚度分布的区域的组合，构成了通过采用根据本发明的方法和设备要除去的第一周围区域的至少一部分。过去通常在大约室温下进行周围区域的去除，包括周围区域和中心区域在内的玻璃片处于基本均匀的温度。

在根据本发明第一方面的方法中，在划线步骤(VI)之前先进行步骤(V)，该步骤(V)包括对玻璃片的第一周围部分的至少一部分进行加热，使得位于与第一边缘表面末端相距距离D3处的第一周围部分的平均温度达到温度T(B)，该温度T(B)高于中心区域的平均温度T(C)，其中T(B)-T(C)≥40℃。在一些实施方式中T(B)-T(C)≥50℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥60℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥70℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥80℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥90℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥100℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥110℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥120℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥130℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥140℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥150℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤200℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤190℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤180℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≤170℃，在一些实施方式中T(B)-T(C)≥160℃。若T(B)-T(C)＜40℃，则热应力缓解的益处通常不够充分。另一方面，可能难以在制造设备中在短时间内实现T(B)-T(C)＞200℃，这会对除去周围区域的设备中所用其他部件的材料提出技术上的挑战，相对于T(B)-T(C)＝200℃的情况，使周围区域中达到这种高温所带来的额外益处并不非常明显，因此没有理由这样做。

在根据本发明的方法和设备中使用的加热元件有利地包括直线形状的加热装置，其以与玻璃片中的周围区域(尤其是可能存在的任何厚边区域)相同的方向延伸。这种直线形状的加热装置可以是以下的一种或多种：电阻式加热绕组，例如Pt绕组、镍合金绕组；SiC加热棒；MoS₂加热棒；钨丝；红外灯等。希望玻璃片材料对加热元件发射的辐射波长具有高吸收性。在加热过程中可使用辐射罩、反射镜、折射透镜或其组合将辐射基本只引导到玻璃片的周围部分中。希望能相对于周围部分移动加热元件，以调节周围部分和加热元件之间的距离，从而实现最有利的加热功率和加热效果。在一些实施方式中，使用单个加热元件来从上边缘表面附近到下边缘表面附近对整个周围区域进行加热。在另一些实施方式中，使用互相串联和/或并联排列的多个加热元件来对从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的整个周围区域进行加热。希望对沿着从顶面附近到底面附近的整个高度的周围区域进行加热。在一些实施方式中，只在玻璃片的一侧设置加热元件。在另一些实施方式中，只在一侧设置加热元件，并在相对侧设置反射镜，将传输通过玻璃片的所有辐射都反射回玻璃片，从而实现高加热效率。在另一些实施方式中，在玻璃片的两侧都设置加热元件，同时对周围部分的两侧进行加热。在一些实施方式中，根据玻璃片中存在的应力分布，希望优先从顶部到底部对周围区域进行加热。例如，对于通过典型的下拉法制得的玻璃片，希望使用比第一周围部分的中间区段低的加热功率对靠近上边缘表面和下边缘表面的周围区域进行加热，因为通常靠近上边缘表面和下边缘表面的周围区域中的残余应力低于中间区域中的残余应力，如图5的应力曲线中所示。如以上讨论的，在划线步骤之前进行优先加热的目的是缓解周围部分中存在的残余应力。因此，应努力使加热不至于向玻璃片中引入额外的不需要的应力。

可根据具体玻璃修整操作的需要对各加热元件的加热功率进行选择，具体取决于例如以下因素：玻璃组成、厚边厚度、中心厚度、需要将厚边加热到的温度等。一般来说，希望在15秒以内将周围部分加热到目标温度，在一些实施方式中为10秒以内，在另一些实施方式中为5秒以内，在另一些实施方式中为3秒以内。在一种示例性的设备中，使用标称功率为5千瓦的SiC灼热棒来加热玻璃片中Th(C)约为300微米的厚边区域。

在本发明中，要除去的周围部分中需要通过步骤(V)加热的区域对于成功除去周围部分而言非常重要。希望将周围部分中具有最高残余应力的区域具体加热到相对于玻璃片的中心区域为最高的温度，这将尽可能多地起到缓解应力的作用。为了达到这个目的，可使用应力仪如偏光计来测定玻璃片的周围部分中的残余应力，从而确定具有最高残余应力的区域，并指定该区域接受较高的辐射。可使用诸如透镜、反射器、偏转器、吸光器等光学元件将来自加热器的辐射聚焦到具有最高应力的指定区域，使该区域接受最高的加热功率。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，第一机械限制器包括多个吸盘和一个垂直推杆，所述吸盘适合于以距离D3与第二主表面接触并啮合，所述推杆适合于接触第一主表面并将其推向所述吸盘，并且步骤(IV)包括：(IV-1)将第一主表面推向第二主表面；并且(IV-2)使吸盘与第二主表面啮合。

在一些具体的实施方式中，在步骤(IV-2)中，多个吸盘与第一周围部分的第二主表面的啮合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中在最多1秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.5秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.4秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.3秒以内完成。

在根据本发明第一方面的方法的另一些实施方式中，在步骤(IV)中，第一机械限制器包括第一对夹具，所述夹具适合于以距离D3与第一主表面和第二主表面接触并啮合，并且步骤(IV)包括：(IV-1)使第一对夹具与第一和第二主表面啮合。

在一些具体的实施方式中，在步骤(IV-1)中，第一对夹具与第一周围部分的第一主表面和第二主表面的啮合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中在最多1秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.5秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.4秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.3秒以内完成。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，第一机械限制器包括多个吸盘和一个垂直推杆，所述吸盘适合于以距离D3与第二主表面接触并啮合，所述推杆适合于接触第一主表面并将其推向所述吸盘，并且步骤(IV)包括：(IV-1)将第一主表面推向第二主表面；以及(IV-2)使吸盘与第二主表面啮合。

在一些具体的实施方式中，在步骤(IV-2)中，多个吸盘与第一周围部分的第二主表面的啮合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中在最多1秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.5秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0.4秒以内完成。

对于步骤(IV)，也就是将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与第一侧边缘表面相距距离D3的位置的步骤，其中D3＜D2，将步骤(IV)包括在本发明方法中的结果是，与只使用吸盘限制玻璃片的方法相比，本发明方法大大方便了第一机械限制器与玻璃片的第一和/或第二主表面的啮合。与只使用吸盘的方法相比，本发明方法的一些实施方式中使用第一对夹具或者吸盘与垂直推杆的组合，从而使啮合完成时间缩短至少1/4，在一些实施方式中缩短至少1/3，在另一些实施方式中缩短至少1/2。使用吸盘来限制玻璃片时，吸盘与玻璃片表面的啮合通常包括使吸盘与玻璃片表面接触的步骤，然后向吸盘的内腔施加真空，如同工业吸盘中的常见情况，从而在吸盘和玻璃片表面之间形成紧密稳固的啮合。吸盘和玻璃片表面的紧密稳固啮合使得能经由玻璃片对玻璃片进行张力调整。如本文所用，吸盘啮合完成时间定义为第一个吸盘触碰到第二主表面的时刻和所有吸盘都牢固地与第二主表面啮合的时刻之间的时间段，例如，所有吸盘内的空气内压都已经降低至最多60千帕时，在一些实施方式中为最多50千帕，在另一些实施方式中为最多40千帕。如本文所用，第一对夹具的啮合完成时间定义为首先启动第一对夹具以进行啮合的时刻到夹具与第一和第二主表面紧密接触的时刻之间的时间段。

对于具有高宽厚比的玻璃片，即玻璃片的FXTY＝LD/Th≥1000，其中FXTY是宽厚比，LD是玻璃片的宽度和高度这两个维度中的较大者(以毫米为单位)，所述宽度从第一侧边缘表面末端到第二侧边缘表面末端进行测量，所述高度从上边缘表面到下边缘表面进行测量，Th是玻璃片品质区域的厚度(以毫米为单位)，玻璃片与吸盘和/或第一对夹具的啮合是工艺稳定性的重要工艺参数，对于吸盘，如果不辅以垂直推杆217，则啮合时间可能相当长。通常，玻璃片的宽厚比越大，则玻璃片沿着平面发生翘曲的可能性越大，如果不辅以推杆，使玻璃片与吸盘啮合所需的时间越长。因此，在使用第一对夹具或者吸盘与推杆组合的本发明方法中，特别优选对FXTY≥1000的玻璃片进行厚边去除，甚至更优选FXTY≥2000，甚至更优选FXTY≥3000，甚至更优选FXTY≥4000，甚至更优选FXTY≥5000，甚至更优选FXTY≥6000，甚至更优选FXTY≥7000，甚至更优选FXTY≥8000，甚至更优选FXTY≥9000，甚至更优选FXTY≥10000。而且，部分地由于在本发明方法中包括并实施了步骤(IV)，使用第一对夹具或者吸盘和推杆组合的本发明方法使得各次操作之间的第一机械限制器啮合完成时间的可变性减小，并且使得具有不同FXTY的不同玻璃片的啮合完成时间的可变性减小。因此，可利用这些实施方式中的方法来制造具有大工艺窗口的多种不同的玻璃片产品。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤(II)中，通过使用夹具将上边缘表面附近的第一和第二主表面固定到悬挂装置中。可将所述夹具附连到架空的玻璃片传送装置上。可将夹具与玻璃片啮合，之后将玻璃片移动到本发明的用于除去周围部分的设备中，然后将玻璃片转移到用于周围部分修整的设备中。在将玻璃片与第一对夹具啮合之前，固定玻璃片上部的夹具将基本上提供作用力以抵消玻璃片的重力，并将玻璃片悬挂在垂直位置中。或者，可使用吸盘代替夹具固定玻璃片的上部。用夹具、吸盘等固定的上边缘表面附近的位置与第一侧边缘表面相距最小距离D0。

在一些实施方式中，在步骤(III)中，通过夹具(或吸盘或其他固定装置)以与从上边缘表面到下边缘表面的第一侧边缘表面末端相距距离D1的方式对第一侧边缘表面附近的第一和第二主表面进行固定。在一些实施方式中，5厘米≤D1≤50厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤40厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤30厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤20厘米，在一些实施方式中5厘米≤D1≤15厘米，在另一些实施方式中5厘米≤D1≤10厘米。通常D1≤D0。

在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(VII)位于步骤(VI)之前，并且在步骤(VI)中，使用机械划线轮抵靠第一主表面进行按压以形成划线。通常，使用机械划线轮在玻璃片表面上形成划线时，需要在玻璃片的相对侧设置支撑装置如突起条，使得划线轮和玻璃片表面之间产生足够的接触力并在玻璃片的第一主表面上形成连续一致的划线。在对具有高FXTY的玻璃片进行划线时，存在突起条是特别有益的。或者，可通过激光法形成划线，例如通过用CO₂激光器进行扫描然后施加冷却射流以形成缺口。采用激光划线时，划线形成过程中可能不需要背衬突起，因此不一定要求步骤(VII)位于步骤(IV)之前。

虽然如以上讨论的，根据本发明各方面的方法和设备能特别有利地对具有高宽厚比FXTY的玻璃片进行修整，但是所述方法和设备还能特别有利地对中心厚度Th(C)最多为500微米的玻璃片进行修整，在一些实施方式中为最多400微米，在一些实施方式中为最多300微米，在一些实施方式中为最多200微米，在一些实施方式中为最多150微米，在一些实施方式中为最多100微米。这是因为，当玻璃片的Th(C)如此小时，玻璃片中由周围部分中的残余应力沿着第一和第二周围部分引起的翘曲可能非常大，使得难以与划线轮发生啮合。而且，所述翘曲会导致无法使用吸盘来啮合并限制周围部分。

如以上讨论的，由于存在涉及对周围部分进行优先加热的步骤(V)以及使用第一机械限制器对第一周围部分进行限制的步骤(IV)，根据本发明各方面的方法和设备具有能对高宽厚比的大玻璃片进行修整的大工艺窗口的优点。这对于具有大垂直高度HT的玻璃片而言是特别有利的，在这种高度方向中，玻璃片会表现出明显的翘曲，并且在使用吸盘时，难以与第二主表面进行啮合。因此，所述方法和设备能特别有利地用于高度至少为1000毫米的玻璃片，在一些实施方式中为至少1200毫米，在另一些实施方式中为至少1500毫米，在另一些实施方式中为至少1800毫米，在另一些实施方式中为至少2000毫米，在另一些实施方式中为至少2500毫米，在另一些实施方式中为至少3000毫米。

类似地，所述方法和设备能特别有利地用于具有大宽度WD的玻璃片，所述宽度从第一侧边缘表面末端到第二侧边缘表面末端进行测量。因此，根据本发明各方面的方法和设备能特别有利地用于修整宽度至少为1000毫米的玻璃片，在一些实施方式中为至少1200毫米，在另一些实施方式中为至少1500毫米，在另一些实施方式中为至少1800毫米，在另一些实施方式中为至少2000毫米，在另一些实施方式中为至少2500毫米，在另一些实施方式中为至少3000毫米。

本发明的方法和设备能特别有利地用于修整通过熔合下拉法(由纽约州康宁市的康宁公司首先提出)制成的玻璃片。这是因为，在熔合下拉法中，位于成形装置(如溢流槽和狭缝)下方的玻璃带倾向于经历温度梯度分布，导致所生产的玻璃片中存在明显的热残余应力，导致在周围部分中出现翘曲，在之后的修整步骤中难以将其除去。

在根据本发明第一和第二方面的方法和设备的一些实施方式中，优选从划线到第一侧边缘表面末端的距离为D2，其中4厘米≤D2≤40厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤40厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤30厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤20厘米，在一些实施方式中4厘米≤D2≤15厘米，在另一些实施方式中4厘米≤D2≤10厘米。一般来说，希望在玻璃片厚度与玻璃片品质区域厚度基本相同的位置处形成划线，从而使得在该工艺结束时刚切割得到的玻璃片在各边缘处具有基本均匀的厚度。

在步骤(V)中，第一对夹具与玻璃片的第一和第二主表面啮合。第一对夹具的接触位置应位于划线和第一侧边缘表面末端之间，即，D3＜D2。在一些实施方式中，0.5厘米≤D3≤20厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤15厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤10厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤8厘米，在一些实施方式中0.5厘米≤D3≤5厘米，在另一些实施方式中0.5厘米≤D3≤3厘米。

在本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤(III)位于步骤(IV)之前；在另一些实施方式中，步骤(III)和(IV)基本上同时进行。此外，对于具有高FXTY的玻璃片，尤其是中心厚度Th(C)为最多300微米的玻璃片，非常希望步骤(IV)在步骤(III)和(V)完成之后进行。在这些希望的实施方式中，对玻璃片的周围部分进行牢固的限制，并在对玻璃片进行划线时加热到所需的温度，显著减少划线轮打滑或者划线轮向玻璃片施加的额外的高按压力，并显著改善划线步骤和整体工艺的产率。事实上，在步骤(IV)过程中，第一机械限制器和步骤(III)中实施的限制机构可一起向玻璃片施加张力，使得位于第一机械限制器和步骤(III)中实施的限制机构之间的玻璃片能基本保持平整，从而便于成功地形成连贯的划线。如上所述，在对玻璃片进行划线时，使用支撑相对表面的突起条是非常有利的。希望该材料与具有足够刚性的第一和第二主表面直接接触，使得在对玻璃片进行修整时，该玻璃片不会发生明显的形状改变。因此，突起条的材料以及夹具上直接接触第一和/或第二主表面的部分的材料可选自金属(如铝、不锈钢等)或硬质耐用的塑料或橡胶材料(如硬质硅橡胶材料)。

在根据本发明第二和/或第三方面的设备的一些优选实施方式中，突起条具有不低于玻璃片的肖氏A硬度。突起条的高硬度能防止在用机械划线轮按压玻璃片时使该玻璃片发生过多的局部变形，从而能连贯地形成具有均一缺口深度的划线，而划线轮与玻璃片表面不会失去接触以致失去缺口。对于在步骤(VII)中分离周围部分而不形成尖锐的边缘、过多的玻璃碎屑、不平直的边缘和其他不利特性而言，形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的具有基本均匀的缺口深度的连续划线是有益的。为了达到这个目的，直接接触玻璃片第一主表面的突起条材料可选自金属(如铝及其合金、不锈钢)以及具有所需温度性能和硬度的硬质塑料和橡胶材料。此外，希望用具有足够刚性的基座来支撑突起条，使得在划线轮抵靠突起条按压玻璃第一主表面时，突起条能基本保持线形。

通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。

实施例

实施例1

图2示出根据本发明第一和第二方面的一些实施方式进行操作的玻璃片厚边去除设备200的一端的横截面视图。另一端基本与所示端对称，没有显示。图1中所示的玻璃片通过与悬挂装置(未显示)附连的夹具的两个夹臂201、203固定，所述悬挂装置是例如垂直玻璃片悬挂传送器。通常，玻璃片首先与周围部分去除设备200外边的夹臂201和203啮合，然后通过传送器移动到设备200中。在周围部分去除设备200内，包括第一侧边缘限制夹条204的第一侧边缘限制塔205位于玻璃片第一主表面103一侧，包括第二侧边缘限制夹条206的第二侧边缘限制塔207位于玻璃片第二主表面105一侧。因此，在操作过程中，将玻璃片设置在设备200内之后，第一和第二侧边缘限制夹条204和206就互相接近地移动，与玻璃片啮合，对接近厚边区域的玻璃片部分进行限制，并固定玻璃片以便进行后续步骤。然后启动第一对夹具231和233，从而在与第一侧边缘表面末端相距距离D3的位置与玻璃片的第二和第一主表面啮合。可以在非常短的时间段内完成夹塔205和207以及第一对夹具231和233的啮合。通过限制塔205和207以及第一对夹具231和233夹住玻璃片之后，启动表面104附近的直线形状的加热棒235。从加热棒235发射的红外辐射投射到玻璃片的周围部分上并被其吸收。相对于加热棒235位于玻璃片相对侧的反射镜237将未吸收的红外辐射反射回到周围部分，得到高加热效率。在另一种实施方式中，先将周围部分加热到所需温度，然后再使第一对夹具与玻璃片啮合，从而使得夹具不会阻挡周围部分中要加热的区域。

将周围区域加热到预定的所需温度之后，关闭加热棒，安装在第一侧边缘限制塔205上的划线轮209在上边缘表面附近的位置接触玻璃片的第一主表面103，但不直接接触上边缘表面的边缘线。以安装在第二侧边缘限制塔207上并从上边缘表面延伸到下边缘表面的突起条211作为背衬，划线轮沿着周围部分从顶部到底部或从底部到顶部移动，从而形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的划线。划线完成之后，从第一主表面收回划线轮。然后启动处于啮合状态的第一对夹具，在使玻璃片保持在第二主表面的突起条上的情况下，沿着从第一主表面到第二主表面的方向推动玻璃片的第一周围部分。所产生的应力增大到阈值水平，该应力会导致周围部分沿着划线断裂。然后，可以使第一对夹具231和233从分离的玻璃片上释放，使分离的周围部分落到地板上或者位于设备下方的收集器上。或者，可以驱动第一对夹具231和233，将断裂的周围部分转移到其他位置，松开夹具并安全地释放断裂的周围部分。然后使限制塔的第一和第二限制夹条204和206互相离开，释放剩余的品质区域的两个侧边部分。然后使用悬挂传送器将玻璃片的品质部分移出周围部分去除设备200，移到下一工艺步骤中，例如边缘修整、洗涤、清洁等。

实施例2

图3示出根据另一个实施例进行操作的玻璃片厚边去除设备200的一端的横截面视图。另一端与所示端基本对称，没有显示。在这个实施例中，图1中所示的玻璃片通过与悬挂装置(未显示)附连的夹具的两个夹臂201、203固定，所述悬挂装置是例如垂直玻璃片悬挂传送器。通常，首先使玻璃片与周围部分去除设备200外边的夹臂201和203啮合，然后通过传送器移动到设备200中。在周围部分去除设备200中，包括第一侧边缘限制夹条204的第一侧边缘限制塔205位于玻璃片第一主表面103一侧，包括第二侧边缘限制夹条206的第二侧边缘限制塔207位于玻璃片第二主表面105一侧。将直线形状的加热棒235设置在垂直推杆217相对侧的周围部分附近。因此，在操作过程中，将玻璃片设置在设备200中之后，第一和第二侧边缘限制夹条204和206就互相接近地移动，与玻璃片啮合，对靠近厚边区域的玻璃片部分进行限制，并固定玻璃片以进行随后的步骤。通过限制塔(该图中只显示一侧)在两侧夹住玻璃片之后，开启加热棒235，将周围区域优先加热到预定的所需温度。随后，使安装在第一侧边缘限制塔205上的划线轮209在上边缘表面附近的位置接触玻璃片的第一主表面103，但不直接接触上边缘表面的边缘线。以安装在第二侧边缘限制塔207上并从上边缘表面延伸到下边缘表面的突起条211作为背衬，划线轮从玻璃片的顶部到底部进行划线，形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的划线。划线完成之后，从第一主表面收回划线轮。然后平直推杆217按照朝向玻璃片第一主表面的方向219前进，接触玻璃片的周围部分，并将周围部分的第一主表面推向玻璃片的第二主表面。当推到阈值水平时，包括厚边区域的周围部分沿着划线分离。然后限制塔的第一和第二限制夹条204和206彼此移开，释放剩余的品质区域的两侧部分。然后通过悬挂传送器从周围部分去除设备200中移出玻璃片的品质部分，移到下一个工艺步骤，例如边缘修整、洗涤、清洁等。

实施例3

图4示出处于操作中的玻璃片周围部分去除设备400的一端的横截面视图。另一侧是对称的，没有显示。由图可知，与图3的设备300相比，设备400包括吸盘215，但没有推杆217。在操作过程中，将玻璃片设置在设备200中之后，第一和第二侧边缘限制夹条204和206互相接近地移动，与玻璃片啮合，对玻璃片中靠近厚边区域的部分进行限制，并固定玻璃片，以进行后续步骤。通过限制塔(该图中只显示了一侧)夹住玻璃片的两侧之后，启动加热棒235，将周围部分优先加热到预定的所需温度。随后，安装在第一侧边缘限制塔205上的划线轮209在上边缘表面附近的位置处接触玻璃片的第一主表面103，但不直接接触上边缘表面的边缘线。以安装在第二侧边缘限制塔207上并从上边缘表面延伸到下边缘表面的突起条211为背衬，划线轮从玻璃片的顶部到底部进行划线，形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近的划线。划线完成之后，从第一主表面收回划线轮。然后使一系列吸盘213(只显示了一个)按照朝向玻璃片第一主表面的方向前进，接触玻璃片的周围部分，并以远离第一主表面的方向牵拉周围部分的第二主表面。当牵拉达到阈值水平时，包括厚边区域的周围部分沿着划线分离。然后限制塔的第一和第二限制夹条204和206彼此移开，释放剩余的品质区域的两侧部分。然后通过悬挂传送器将玻璃片的品质部分移出周围部分去除设备200，移到下一个工艺步骤，例如边缘修整、洗涤、清洁等。

实施例4

在本实施例中，对于宽度约为50英寸(127厘米)的玻璃片，在对包括厚边的周围部分进行厚边加热之前和之后，取得应力曲线，并对这两种曲线进行比较。数据在下表I中提供。在表I中，数据X是与第一侧边缘表面末端的距离，应力是沿着图1A中所示的横截面计算的应力。从这些数据中容易看出，对两个周围部分进行加热之后，玻璃片中的整体应力明显减小。两个周围部分中的应力峰值急剧减小。这显示了厚边加热对缓解玻璃片中残余应力的有效性。

对于本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明范围和精神的条件下对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明意在覆盖落在所附权利要求及其等同项的范围之内的本发明修改和改变。

表I

Claims (24)

1.一种用于从玻璃片中除去第一周围部分的方法，该方法包括以下步骤：

(I)提供玻璃片，其包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、具有中心厚度Th(C)和平均中心温度T(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边缘表面附近的具有平均厚度Th(B)的第一周围部分，其中每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连，Th(B)＞1.1Th(C)；

(II)通过在上边缘表面附近将第一和第二主表面固定到悬挂装置上，将玻璃片设置在预定位置；

(III)步骤(II)之后，将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与从上边缘表面到下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置；

(IV)步骤(II)之后，使用第一机械限制器至少将第二主表面限制在第一侧边缘表面附近与第一边缘表面末端相距距离D3的位置，其中D3＜D1；

(V)对玻璃片第一周围部分的至少一部分进行加热，使得第一周围部分中与第一边缘表面末端相距距离D3的位置的平均温度达到温度T(B)，其中T(B)-T(C)≥40℃；

(VI)步骤(V)之后，在第一主表面上形成从上边缘表面附近延伸到下边缘表面附近并与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D3＜D2＜D1；

(VII)使第二主表面与突起条接触，该突起条与划线相对；以及

(VIII)在步骤(V)和(VI)之后，通过第一机械限制器使第二主表面朝向远离第一主表面的方向移动，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分朝向突起条弯曲，并沿着划线与玻璃片的中心区域分离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，玻璃片的中心厚度Th(C)为最多400微米。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，对于刚提供的玻璃片，当该玻璃片在室温下具有均匀的温度并且没有受到外力时，该玻璃片的第一周围部分会沿着从上边缘表面到下边缘表面的方向发生翘曲。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，对于刚提供的玻璃片，该玻璃片的第一周围部分包括第一区段和位于该第一区段附近的第二区段，所述第一区段至少在第二主表面侧具有隆起表面，所述第二区段在第二主表面侧具有平滑表面。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(IV)中，第一机械限制器包括第一对夹具，该夹具适合于以距离D3与第一主表面和第二主表面接触并啮合，并且步骤(IV)包括：

(IV-1)使第一对夹具与第一和第二主表面啮合。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(III)中，通过与第一边缘表面末端相距距离D1的第二对夹具，来固定位于第一侧边缘附近的第一和第二主表面。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二对夹具从上边缘表面延伸到下边缘表面。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(VII)位于步骤(VI)之前，并且在步骤(VI)中，使用机械划线轮抵靠第一主表面进行按压并形成划线。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，5厘米≤D1≤50厘米。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，4厘米≤D2≤40厘米。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，0.5厘米≤D3≤20厘米。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(V)中，第一对夹具从上边缘表面延伸到下边缘表面。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(V)包括：

(V-1)测量第一周围部分的应力曲线；

(V-2)确定第一周围部分中具有最高的平均残余应力的区域；

(V-3)从加热器提供加热辐射；并且

(V-4)将加热辐射的最高加热能引导到第一周围部分中具有最高的平均残余应力的区域中。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(VI)中，突起条的硬度不低于玻璃片的硬度。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤(VI)中，将突起条安装在具有足够刚性的支撑物上，使得在步骤(IV)过程中，当划线轮抵靠突起条按压玻璃片的第一主表面时，突起条保持线形。

16.一种用于从玻璃片中除去第一周围部分的设备，该玻璃片包括第一主表面、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边缘表面附近的第一周围部分，其中每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连，该设备包括以下部件：

(A)玻璃悬挂装置，该装置适合于通过在上边缘表面附近固定第一和第二主表面，将玻璃片设置在预定位置；

(B)位于第一主表面侧的包括第一边缘限制夹条的第一边缘限制塔，以及位于第二主表面侧的包括第二边缘限制夹条的第二边缘限制塔，第一边缘限制夹条和第二边缘限制夹条之间的距离可调节并适合于将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与从上边缘表面到下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置；

(C)安装在第一边缘限制塔上的机械划线轮，该划线轮适合于在接触第一主表面的条件下进行垂直运动，从而在第一主表面上形成从上边缘表面延伸到下边缘表面的与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D2＜D1；

(D)第一对夹具，该夹具适合于在与第一边缘表面末端相距距离D3处啮合并夹住第一周围部分的第一和第二主表面，其中D3＜D2；

(E)与划线相对的突起条，该突起条适合于接触第二主表面；

(F)垂直加热元件，该元件适合于对玻璃片的第一周围部分进行优先加热；和

(G)作用力施加器，其适合于通过第一对夹具使第二主表面沿着远离第一主表面的方向移动，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分朝向突起条弯曲，并沿着划线与玻璃片的中心区域分离。

17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述突起条的硬度不低于玻璃片的硬度。

18.如权利要求16所述的设备，其特征在于，用具有足够刚性的基座支撑所述突起条，使得在划线轮抵靠突起条按压玻璃的第一主表面时，突起条保持线形。

19.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述垂直加热元件从上边缘表面延伸到下边缘表面。

20.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述垂直加热元件包括位于第一周围部分一侧的线形红外辐射发射装置以及位于相对侧的反射镜。

21.一种用于从玻璃片中除去第一周围部分的设备，该玻璃片包括第一主表面、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边缘表面附近的第一周围部分，其中每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连，该设备包括以下部件：

(A)玻璃悬挂装置，该装置适合于通过在上边缘表面附近固定第一和第二主表面，将玻璃片设置在预定位置；

(B)位于第一主表面侧的包括第一边缘限制夹条的第一边缘限制塔，以及位于第二主表面侧的包括第二边缘限制夹条的第二边缘限制塔，第一边缘限制夹条和第二边缘限制夹条之间的距离可调节并适合于将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与从上边缘表面到下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置；

(C)安装在第一边缘限制塔上的机械划线轮，该划线轮适合于在接触第一主表面的条件下进行垂直运动，从而在第一主表面上形成从上边缘表面附近到下边缘表面的与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D2＜D1；

(D)竖向直棒，该棒适合于将第一主表面推向第二主表面；

(E)垂直加热元件，该元件适合于对玻璃片的第一周围部分进行优先加热；

(F)与划线相对的适合于接触第二主表面的突起条；以及

(G)作用力施加器，其适合于通过第一对夹具使第二主表面朝向远离第一主表面的方向移动，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分朝向突起条弯曲，并且沿着划线从玻璃片的中心区域分离。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述突起条的硬度不低于玻璃片的硬度。

23.如权利要求21所述的设备，其特征在于，用具有足够刚性的基座支撑所述突起条，使得在划线轮抵靠突起条按压玻璃的第一主表面时，突起条保持线形。

24.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述垂直加热元件包括位于第一周围部分一侧的线形红外辐射发射装置以及位于相对侧的反射镜。