JP2014519465A - 板ガラスを再成形する方法および装置 - Google Patents

Abstract

板ガラス（１８０、１９０）を再成形するための変形装置が、中心部分（１１０）と、中心部分の第１端部に運動可能に結合され、かつ中心部分に向かう第１方向へと直線金型軸（１２０）に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第１エッジ金型（１３０ａ）とを備えている。この変形装置は、中心部分の第２端部に運動可能に結合され、かつ中心部分に向かう、第１方向とは反対の第２方向へと直線金型軸に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第２エッジ金型（１３０ｂ）をさらに備えている。再成形板ガラスを冷却するステップであって、このとき少なくとも第１エッジ金型の、変形装置の中心部分に向かう第１方向への動きによって、変形装置の収縮に対する再成形板ガラスのより大きな収縮に対応するステップを含む方法がさらに提供される。

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組み込まれる、２０１１年５月５日に出願された米国特許出願第１３／１０１，４６０号の優先権の利益を米国特許法第１２０条の下で主張するものである。

本開示は、一般に板ガラスを再成形する方法および装置に関し、特に、例えばディスプレイなどの機器で使用するために板ガラスを再成形する方法および装置に関する。

板ガラスは通常、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）などの、例えばディスプレイ用途に使用される。板ガラスは通常、成形本体に溶融ガラスを流すことによって製造され、この成形本体によって例えばスロットドロー、フロート、ダウンドロー、フュージョンダウンドロー、またはアップドローなど様々なリボン成形法の技術を用いてガラスリボンを成形することができる。ガラスリボンを続いて分割し、所望のディスプレイや他の用途へのさらなる処理に適した板ガラスを提供することができる。近年、３次元形状の、特に平坦な部分と局所的にかなり湾曲した形状とが組み合わさった、ディスプレイ機器や他の用途で使用するための極めて高品質の薄型板ガラスに対する関心がますます高まっている。

すなわち、通常圧倒的に最大面積である所望のエリアでの高い平坦度の維持、板ガラスの清浄な外観の維持、関心エリアにおける所望量の変形、および高度な寸法制御、を可能にする、プロセスおよび装置が必要である。こういったプロセスおよび装置は、電化製品（例えば、ディスプレイ用途）、または再成形板ガラスを組み込んでいる他の機器など、板ガラスを組み込んだ広範な用途の板ガラスの再成形に適しているであろう。

電化製品（例えば、ディスプレイ用途）、または再成形板ガラスを組み込んでいる他の機器など、広範な用途での板ガラスの再成形に適した金型設計を明記する。一例においてこの金型設計は、中心区域の光学的品質および平坦度が重要であり、またエッジに何らかの大きな変形が加えられ得る、非常に大型の板ガラスに適したものとなり得る。この金型設計によれば、膨張差の補償が可能になり、また再成形プロセスにおいて見られる温度に従って恐らく異なる材料を使用することが可能になる。

第１の態様によれば、再成形板ガラスを作製する方法が提供され、この方法は、
（Ｉ）その対向する第１端部と第２端部との間に直線金型軸に沿って延在している中心部分を含み、かつこの中心部分の第１端部に運動可能に結合された第１エッジ金型と、この中心部分の第２端部に結合された第２エッジ金型とを備えている、変形装置を提供するステップ、
（ＩＩ）中心部分と、対向するエッジ部分とを備えた、初期板ガラスを提供するステップ、
（ＩＩＩ）初期板ガラスの中心部分が変形装置の中心部分に係合しかつ初期板ガラスの対向するエッジ部分の少なくとも一方が第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する一方の上に延在するように、初期板ガラスを変形装置に対して位置付けるステップ、
（ＩＶ）初期板ガラスを加熱するステップ、その後、
（Ｖ）初期板ガラスの少なくとも１つのこの延在しているエッジ部分を、第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する一方の輪郭に従うように曲げるステップであって、この曲げるステップの後に再成形板ガラスが、少なくとも１つのエッジ部分が再成形板ガラスの中心部分の面から離れて曲げられている、対向するエッジ部分を備えている、ステップ、さらにその後、
（ＶＩ）再成形板ガラスを冷却するステップであって、このとき少なくとも第１エッジ金型の、変形装置の中心部分に向かう第１方向への動きによって、変形装置の収縮に対する再成形板ガラスのより大きな収縮に対応するステップ、
を含む。

第２の態様によれば態様１の方法が提供され、ステップ（ＶＩ）の際の第１エッジ金型の動きが、直線金型軸に沿った第１方向への直線的な平行移動の動きを含むことを特徴とする。

第３の態様によれば態様１または態様２の方法が提供され、ステップ（ＶＩ）の際の第１エッジ金型の動きが、変形装置の中心部分に対する第１エッジ金型の回転運動を含まないことを特徴とする。

第４の態様によれば態様１から３いずれか１つの方法が提供され、このとき第２エッジ金型が中心部分の第２端部に運動可能に結合され、さらにステップ（ＶＩ）の際に、第２エッジ金型の、変形装置の中心部分に向かう、第１方向とは反対の第２方向への動きによって、変形装置の収縮に対する再成形板ガラスのより大きな収縮にさらに対応することを特徴とする。

第５の態様によれば態様１から４いずれか１つの方法が提供され、ステップ（ＩＶ）の際、初期板ガラスの対向するエッジ部分の少なくとも一方を、初期板ガラスの中心部分よりも高い温度まで加熱することを特徴とする。

第６の態様によれば態様１から５いずれか１つの方法が提供され、ステップ（ＩＶ）の際、少なくとも１つの延在しているエッジ部分を初期板ガラスの中心部分よりも高い温度まで加熱するように、初期板ガラスの中心部分を遮蔽することを特徴とする。

第７の態様によれば態様１から６いずれか１つの方法が提供され、ステップ（Ｖ）の際、曲げられたエッジ部分が再成形板ガラスの中心部分と、約２ｍｍから約５０ｍｍまでの間の曲率半径を有する曲げ部で繋がるように、少なくとも１つの延在しているエッジ部分を曲げることを特徴とする。

第８の態様によれば態様１から７いずれか１つの方法が提供され、ステップ（ＩＩＩ）が、初期板ガラスの対向するエッジ部分の両方が夫々第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する一方の上に延在するように、初期板ガラスを変形装置に対して位置付けるステップを含み、さらにステップ（Ｖ）が、初期板ガラスのエッジ部分の両方を、第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する輪郭に従うように曲げるステップであって、この曲げるステップの後に再成形板ガラスが、夫々再成形板ガラスの中心部分の面から離れて曲げられている、対向するエッジ部分を備えている、ステップを含むことを特徴とする。

第９の態様によれば、再成形板ガラスを作製する方法が提供され、この方法は、
（Ｉ）その対向する第１端部と第２端部との間に直線金型軸に沿って延在している中心部分を含んでいる、変形装置であって、さらに、この中心部分の第１端部に運動可能に結合され、かつこの変形装置の中心部分に向かう第１方向へと直線金型軸に沿って動くよう構成された、第１エッジ金型と、この中心部分の第２端部に運動可能に結合され、かつこの変形装置の中心部分に向かう、第１方向とは反対の第２方向へと直線金型軸に沿って動くよう構成された、第２エッジ金型とを備えている変形装置を、提供するステップ、
（ＩＩ）中心部分と、対向するエッジ部分とを備えた、初期板ガラスを提供するステップ、
（ＩＩＩ）初期板ガラスの中心部分が変形装置の中心部分に係合しかつ初期板ガラスの対向するエッジ部分が夫々第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する一方の上に延在するように、初期板ガラスを変形装置に対して位置付けるステップ、
（ＩＶ）初期板ガラスを加熱するステップ、その後、
（Ｖ）初期板ガラスの対向するエッジ部分の夫々を、第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する輪郭に従うように曲げるステップであって、この曲げるステップの後に再成形板ガラスが、夫々再成形板ガラスの中心部分の共通の面から離れて曲げられている、対向するエッジ部分を備えている、ステップ、さらにその後、
（ＶＩ）再成形板ガラスを冷却するステップであって、このとき（１）第１エッジ金型の第１方向への、および／または（２）第２エッジ金型の第２方向への、直線金型軸に沿った直線的な平行移動の動きによって、変形装置の収縮に対する再成形板ガラスのより大きな収縮に対応するステップ、
を含む。

第１０の態様によれば態様９の方法が提供され、ステップ（ＩＶ）の際、初期板ガラスの対向するエッジ部分を、初期板ガラスの中心部分よりも高い温度まで加熱することを特徴とする。

第１１の態様によれば態様９または態様１０の方法が提供され、ステップ（Ｖ）の際、再成形板ガラスの各エッジ部分が、再成形板ガラスの中心部分と繋がっている夫々約２ｍｍから約５０ｍｍまでの間の曲率半径を有する対応する曲げ部を有するように、初期板ガラスの対向するエッジ部分を曲げることを特徴とする。

第１２の態様によれば態様９から１１いずれか１つの方法が提供され、ステップ（ＶＩ）の際の直線的な平行移動の動きが、（１）変形装置の中心部分に対する第１エッジ金型の回転運動、または（２）変形装置の中心部分に対する第２エッジ金型の回転運動、を含まないことを特徴とする。

第１３の態様によれば、板ガラスを再成形するための変形装置が提供され、この変形装置は、
その対向する第１端部と第２端部との間に直線金型軸に沿って延在している、中心部分、
中心部分の第１端部に運動可能に結合され、かつ中心部分に向かう第１方向へと直線金型軸に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第１エッジ金型、および、
中心部分の第２端部に運動可能に結合され、かつ中心部分に向かう、第１方向とは反対の第２方向へと直線金型軸に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第２エッジ金型、
を備えている。

第１４の態様によれば態様１３の変形装置が提供され、エッジ金型の夫々が、対応する伸縮継手で中心部分に運動可能に結合されていることを特徴とする。

第１５の態様によれば態様１３または態様１４の変形装置が提供され、エッジ金型の夫々が、中心部分に取外し可能に結合されていることを特徴とする。

第１６の態様によれば態様１３から１５いずれか１つの変形装置が提供され、中心部分が第１材料を含み、かつ第１エッジ金型および第２エッジ金型が、第１材料とは異なる第２材料を含むことを特徴とする。

第１７の態様によれば態様１６の変形装置が提供され、第１材料がステンレス鋼を含むことを特徴とする。

第１８の態様によれば態様１６または態様１７の変形装置が提供され、第２材料が、黒鉛と、ケイ酸アルミニウムと、さらに窒化ホウ素とから成る群から選択された材料を含むことを特徴とする。

第１９の態様によれば態様１３から１８いずれか１つの変形装置が提供され、中心部分の金型表面と第１エッジ金型の金型表面との間に第１間隙が画成され、かつ中心部分の金型表面と第２エッジ金型の金型表面との間に第２間隙が画成されていることを特徴とする。

第２０の態様によれば態様１９の変形装置が提供され、第１間隙および第２間隙が、夫々約０．２ｍｍから約２ｍｍまでの間の範囲内の間隙幅を有していることを特徴とする。

本発明の上記および他の特徴、態様、および利点は、本発明の以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むとより良く理解できる。

一例の変形装置の斜視図 図１の線２−２に沿った変形装置の断面図 随意的に取外し可能なエッジ金型を備えている変形装置の例を示した図 図２に類似した変形装置の断面図であって、初期板ガラスを位置付けるステップと、初期板ガラスを加熱するステップとを示した図 図４に類似した変形装置の断面図であって、初期板ガラスの対向するエッジ部分を、第１エッジ金型および第２エッジ金型の対応する輪郭に従うように曲げるステップを示した図 図５に類似した変形装置の断面図であって、変形装置の中心部分に対するエッジ金型の動きによって、変形装置の収縮に対する再成形板ガラスのより大きな収縮に対応している、再成形板ガラスを冷却するステップを示した図 図６に示した再成形板ガラスのエッジ部分の拡大図 図６に示した再成形板ガラスを組み込んでいるディスプレイの斜視図 図８の線９−９に沿った、ディスプレイ装置の部分断面図

ここで、請求される発明の実施形態例を示している添付の図面を参照し、本発明を以下でより十分に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部分の参照に同じ参照番号を使用する。ただし、請求される発明は多くの異なる形で具現化し得、本書に明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。これらの実施形態例は、本開示を完全かつ完成したものとし、さらに請求される発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。

図１は、広範な技術により事前に製造された初期板ガラスを、再成形するための一例の変形装置１０２を示している。例えば初期板ガラスは、ダウンドロー、アップドロー、フロート、フュージョン、プレス圧延（press rolling）、またはスロットドローによるガラス成形法あるいは他の技術を用いて製造されたガラスリボンから、分離したものとすることができる。変形装置１０２は中心部分１１０を含み、中心部分１１０は、この中心部分１１０の対向する第１端部１１２ａと第２端部１１２ｂとの間に直線金型軸１２０に沿って延在している。図示のように、中心部分１１０は金型表面１１４を含み、この金型表面１１４は、実質的に平坦な平面支持表面を形成するよう平坦なものでもよい。さらなる例において、金型表面は湾曲したものでもよいし、あるいは初期板ガラスの中心部分と共同して作動するように形付けたものでもよい。

図２に示したように、中心部分１１０の金型表面１１４は、対応する外側エッジ１１６ａ、１１６ｂ間に直線金型軸１２０に沿って延在する幅「Ｗ」を含み得る。幅「Ｗ」は、図５に示したように、再成形板ガラスの中心部分１９２の内側面１９６の幅と略同じか、あるいは若干小さくなるように選択され得る。図１に示したように、中心部分１１０の金型表面１１４の高さ「Ｈ」は、再成形板ガラスの中心部分の高さ以上とし得る。

図１および２にさらに示されているように、変形装置１０２は、中心部分１１０の第１端部１１２ａに運動可能に結合させることができかつ中心部分１１０に向かう第１方向１３２ａへと直線金型軸１２０に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第１エッジ金型１３０ａをさらに含んでいる。変形装置１０２は、中心部分１１０の第２端部１１２ｂに結合された第２エッジ金型１３０ｂをさらに含んでいる。一例において第２エッジ金型１３０ｂは、運動できないように中心部分１１０に結合されたものでもよい。例えば第２エッジ金型１３０ｂを、中心部分１１０の第２端部１１２ｂと、機械的に締結させてもよいし、あるいは一体型にしてもよい。あるいは図示のように第２エッジ金型１３０ｂも、中心部分１１０の第２端部１１２ｂに運動可能に結合され、かつ第１方向１３２ａとは反対の第２方向１３２ｂへと、中心部分１１０に向かって直線金型軸１２０に沿って直線的に平行移動するよう構成される。両エッジ金型を可動にすると、加熱された板ガラスを冷却するときに、板ガラスの中心部分と変形装置１０２の中心部分１１０との間の相対運動がほとんどまたは全くない状態にすることができる。

一方または両方のエッジ金型１３０ａ、１３０ｂの運動可能な結合は、多種多様の手法で実現することができる。一例においてエッジ金型１３０ａ、１３０ｂの夫々は、対応する伸縮継手１４０ａ、１４０ｂを介して中心部分１１０に運動可能に結合されるが、さらなる例では他の継手構造を用いてもよい。設けられる場合、本開示によれば、種々の伸縮継手を設けることができる。例えば図２に示したように、各伸縮継手は、中心部分１１０の第１端部１１２ａおよび第２端部１１２ｂの各外側端部に画成された、溝部１４２を含み得る。さらに各伸縮継手は、対応する第１端部１１２ａおよび第２端部１１２ｂの溝部１４２に受け入れられるように構成された、エッジ金型１３０ａ、１３０ｂ夫々によって画成される実（さね）部１４４を含み得る。伸縮継手は、各エッジ金型と中心部分の対応する端部部分との間の限定的な直線往復運動を助けることができる。図示していないが、他の伸縮継手の配置をさらなる例において使用し得ることは明らかであろう。例えば、エッジ金型に溝部を設け、かつ中心部分に実部を設けてもよい。さらに、特定の種類のエッジ金型のみを中心部分の選択された端部部分で使用することができるように、実部および溝部を設計してもよい。したがって、中心部分のある端部部分で使用するのに、ある特定のエッジ金型しか望ましくない場合に、ユーザの誤りを回避することができる。

いくつかの例では、限定的な往復運動が可能であり、中心部分から取り外すことができないエッジ金型を含み得る。あるいは図３に示されているように、さらなる例では、エッジ金型１３０ａ、１３０ｂの一方または両方を、中心部分１１０に取外し可能に結合するように設計することができる。例えば、伸縮継手１４０ａ、１４０ｂによれば、実部を溝部から完全に取り外すのを可能にすることができる。従って図３に示されているように、取外し可能な構造によれば、損傷したエッジ金型１３６ａを取り外して実質的に同一の新しいエッジ金型１３６ｂに交換することが可能になる。さらなる例では、あるエッジ金型を別のエッジ金型構造に取り換えて、エッジを所望の形状に選択的に成形することができる。さらなる例では所望のエッジ輪郭形状に応じて他のエッジ金型構造を使用し得るという了解のもと、形状の例をエッジ金型１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃを用いて示す。第２端部部分１１２ｂを図３に示しているが、第１端部部分１１２ａに類似の構成を与えてもよい。従って、各端部部分１１２ａ、１１２ｂに対応するエッジ金型は、容易かつ迅速に取り外して、同一または異なる構造の新しいエッジ金型に交換することができる。エッジ金型の取外しが可能になると、損傷したエッジ金型の交換あるいは成形特性の変更を、中心部分を交換せずに行う助けにもなり得る。

図１および２に示したように、変形装置１０２は、中心部分１１０の金型表面１１４と第１エッジ金型１３０ａの金型表面１３４ａとの間に第１間隙１５０ａを提供するように構成され得る。同様に、第２エッジ金型１３０ｂが中心部分１１０に運動可能に結合されている場合、第２間隙１５０ｂが同様に中心部分１１０の金型表面１１４と第２エッジ金型１３０ｂの金型表面１３４ｂとの間に画成され得る。用途に応じて、種々の間隙サイズを提供することができる。間隙サイズは、以下でより十分に説明するが、冷却中の変形装置の収縮に対する再成形板ガラスの収縮に対応することができるような大きさのサイズで設計され得る。また間隙サイズは、再成形板ガラスの中心部分と再成形板ガラスの対向するエッジ部分との間のガラスが垂れ下がることのない位に小さいサイズに設計され得る。さらに、提供される場合には、第１間隙１５０ａおよび第２間隙１５０ｂは、その用途に応じて同じサイズでもよいし、あるいは異なったサイズでもよい。図２に示したように、一例では第１間隙１５０ａおよび第２間隙１５０ｂは夫々約０．２ｍｍから約２ｍｍまでの間の範囲内の間隙幅Ｇ₁、Ｇ₂を夫々含んでいるが、さらなる例では他の間隙サイズを提供することもできる。図示していないが、以下でより十分に説明する冷却プロセス中にエッジ金型が動くのを可能にすると同時に、望ましい間隙幅のメンテナンスを促すのを助けるような機構を設計することができる。さらに冷却プロセス後、さらなる例では、随意的に間隙幅をさらに減少させて、冷却された再成形板ガラスを変形装置１０２から解除するのを助けることもできる。

さらなる例では、変形装置１０２はさらに熱シールド１６０を含んでもよい。図１および２に示したように、提供される場合には熱シールド１６０を、中心部分１１０の金型表面１１４から間隔を空けて配置してもよい。１以上のブラケット１６２を用いて、熱シールド１６０を金型表面１１４に対して所望の間隔を空けた位置に取り付けることができる。さらなる例では、熱シールド１６０を中心部分に取り付けずに、この金型表面に対して吊り下げてもよい。随意的な熱シールド１６０は、第１エッジ金型１３０ａおよび第２エッジ金型１３０ｂの大部分を熱源１７０ａ、１７０ｂから遮蔽することなく、中心部分１１０のかなりの面積を熱源１７０ａ、１７０ｂから遮蔽するように構成され得る。例えば、図４を参照されたい。

熱シールド１６０、中心部分１１０、およびエッジ金型１３０ａ、１３０ｂは、用途に応じて同じ材料を含んだものでもよいし、あるいは異なる材料を含んだものでもよい。一例において、熱シールドは耐火性材料または他の断熱材料を含み得る。さらに他の例では、中心部分１１０は第１材料を含み、かつ第１エッジ金型１３０ａおよび第２エッジ金型１３０ｂは、第１材料とは異なる第２材料を含む。例えば第１材料は、ガラス粘度約６×１０⁹Ｐ（０．６×１０⁹Ｐａ・ｓ）に対応する温度に耐えるよう選択され得る。いくつかの例の第１材料は、ステンレス鋼、黒鉛、粘土、シリカ、または他の材料を含み得る。例えば、中心部分は熱シールド１６０によって著しい熱への露出から遮蔽されているため高温環境に耐える必要性はなく、第１材料は、初期板ガラスの中心部分を支持することが可能な比較的安価な材料であるステンレス鋼を含み得る。さらに第２材料は、加熱および成形手順の間に高温環境に耐えることができ、エッジ金型から材料の汚染物質（酸化によるものなど）が移ることのない材料を含み得る。例えば第２材料は、黒鉛、ケイ酸アルミニウム、および窒化ホウ素から成る群から選択された材料を含み得る。これらの材料は、変形装置の中心部分を形成するのに使用される材料よりも高額になり得る。さらに、エッジ金型は中心部分よりも摩耗が速い可能性がある。従って、取外し可能なエッジ金型が提供されると、中心部分を同じく交換する必要がなく、エッジ金型を低コストで交換することが可能になるであろう。さらに、中心部分をエッジ金型の加工に使用される材料に比べて比較的安価な材料から加工することができるため、変形装置１０２全体のコストを下げることができる。エッジ金型が取外し可能である場合には、望ましくない時点でエッジ金型を不注意によって中心部分から取り外してしまうのを防ぐよう、エッジ金型に例えば止め具などの制約機構を設けることができる。

さらに、中心部分１１０で支持されるガラスの粘度は、ガラスと中心部分１１０との間で粘着が見られずに、ほとんどの材料（ステンレス鋼など）を使用可能にするよう、十分に高いものである。一方、低粘度のガラスで生じる可能性のあるガラスとエッジ金型との間での粘着を防ぐため、エッジ金型には適切に選択された他の材料（黒鉛など）が使用され得る。

再成形板ガラス１９０を作製する方法をここで説明する。この方法は、その対向する第１端部１１２ａと第２端部１１２ｂとの間に直線金型軸１２０に沿って延在している中心部分１１０を備えている、変形装置１０２を提供するステップから開始することができる。変形装置１０２は、中心部分１１０の第１端部１１２ａに運動可能に結合された第１エッジ金型１３０ａと、中心部分１１０の第２端部１１２ｂに随意的に運動可能に結合され得る第２エッジ金型１３０ｂとをさらに備えている。図３に示したように、この方法はエッジ金型の少なくとも１つを交換用エッジ金型と交換するステップを含んでもよい。例えば、損傷したエッジ金型１３６ａを取り外して新しいエッジ金型１３６ｂに交換してもよい。あるいは、エッジ金型を、再成形板ガラスの所望の成形エッジの形状に応じて事前に選択された構造を有している、種々の代わりのエッジ金型（１３６ｂ、１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃなど）に交換してもよい。

図４を参照すると、変形装置１０２の断面図が初期板ガラス１８０とともに示されている。初期板ガラスは種々の技術で成形することができる。例えば初期板ガラス１８０は、フュージョンダウンドロー法を用いてガラスリボンを成形するアイソパイプ内に溶融ガラスを流すことによって成形することができる。ガラスリボンを引き続き分割して、初期板ガラス１８０を提供することができる。ただし、上記のように、任意の適切な板ガラス成形プロセスを用いて、変形装置１０２で使用される板ガラスを提供してもよい。図４に示したように初期板ガラス１８０は、中心部分１８２と、対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂとを備えている。この方法は、初期板ガラス１８０の中心部分１８２が変形装置１０２の中心部分１１０に係合し、かつ初期板ガラス１８０の対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂが、夫々第１エッジ金型１３０ａおよび第２エッジ金型１３０ｂの対応する一方の上に延在するように、初期板ガラス１８０を変形装置１０２に対して位置付けるステップを含む。一例において、変形装置の中心部分１１０は、実質的に平坦な金型表面１１４を含み得る。この例においてこの方法は、初期板ガラス１８０の中心部分１８２を、変形装置１０２の中心部分１１０の平坦な金型支持表面１１４に対して平らに位置付けるステップをさらに含んでもよい。図示のように、平坦な支持表面１１４を、直線金型軸１２０に実質的に平行になるように設計してもよい。

図４にさらに示したように、初期板ガラス１８０の少なくとも対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂを加熱して、エッジ部分１８４ａ、１８４ｂを初期板ガラス１８０の中心部分１８２に対して曲げるのを助ける。加熱は、広範な技術を用いて行うことができる。例えば、変形装置１０２を加熱チャンバ内に位置付けて、初期板ガラスの加熱を可能にすることができる。さらなる例では、１以上の加熱器を位置付けて、初期板ガラスへの熱伝達（例えば、放射または対流による）を促進してもよい。図示のように、１つの技術は、対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂを初期板ガラス１８０の中心部分１８２よりも高い温度まで加熱するものでもよい。図示のように、１対の熱源１７０ａ、１７０ｂを提供して対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂを加熱してもよいが、さらなる例では単一または３以上の熱源を提供してもよい。

別の例では、初期板ガラス１８０の対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂを初期板ガラス１８０の中心部分１８２よりも高い温度まで加熱するように、初期板ガラス１８０の中心部分１８２を遮蔽してもよい。エッジ部分１８４ａ、１８４ｂのみを加熱すると、変形装置１０２の中心部分１１０を、高温条件下で望ましい性能特性を有していない可能性のある比較的安価な材料から加工することが可能になり得る。従って、高温条件下で望ましい特性を有している、比較的高価なまたは高性能の材料から加工する必要があるのは、エッジ金型１３０ａ、１３０ｂのみとなる。さらに、初期板ガラスの中心部分１８２を遮蔽すると、中心部分１８２の高いレベルの平坦度を保持する助けになり得ると同時に、遮蔽されていなければ中心部分１８２の平坦度に影響を与え得るような熱に初期板ガラスの最も外側のエッジ部分のみを曝すことができる。従って、初期板ガラス１８０の中心部分１８２の変形または光学的品質の欠陥を防ぎながら、エッジ部分１８４ａ、１８４ｂを変形させることができる。

図５は、初期板ガラス１８０の対向する各エッジ部分１８４ａ、１８４ｂを、第１エッジ金型１３０ａおよび第２エッジ金型１３０ｂの対応する輪郭に従うように曲げるステップを示している。曲げは、種々の手法で行うことができる。例えば図５の左側に示したように、再成形板ガラス１９０のエッジ部分１９４ａは、エッジ部分１８４ａが重力によってそれ自体の重量で下降するように促されて対応するエッジ金型１３０ａの金型表面１３４ａの形状に一致するようになるまで、初期板ガラスのエッジ部分１８４ａを加熱することにより成形され得る。

あるいは、図５の右側に示したように、エッジ部分１９４ｂがエッジ金型１３０ｂの金型表面１３４ｂの形状に一致するよう、方向２０４に動く適合部材２００を提供して、金型表面２０２をエッジ部分１９４ｂの外側表面に対して押し付けてもよい。図５に示したように、曲げるステップ後に再成形板ガラス１９０は、再成形板ガラス１９０の中心部分１９２の共通の内側面１９６から夫々離れて曲げられた、対向するエッジ部分１９４ａ、１９４ｂを備えている。

図６に示したように、再成形板ガラス１９０はその後冷却され得る。板ガラス１９０は冷却されると、変形装置１０２に対して収縮する傾向がある。変形装置１０２を、再成形板ガラス１９０の収縮に対応するように設計して、板ガラスの亀裂、剥離、または他の損傷を防ぐことができる。例えば、変形装置１０２は再成形板ガラス１９０を、エッジ部分１９４ａ、１９４ｂを無理に互いから遠ざけるようにすることなく相対的に縮小させることができる。エッジ部分１９４ａ、１９４ｂを無理に互いから遠ざけると、比較的小さい抜き勾配α（例えば、約１３５°未満）を有している再成形板ガラス１９０では高応力が生じて、これを破壊してしまう可能性がある。従って、図１および３を参照すると、変形装置１０２は抜き勾配が約９０°のエッジ金型１３０ａ、１３０ｂ、あるいは抜き勾配αが１３５°未満の丸く巻かれたエッジ部分を有するエッジ金型１３８ａ、１３８ｂに対応することができる。さらに変形装置１０２では、再成形板ガラス１９０の相対的な縮小によって、比較的大きい抜き勾配α（例えば、約１３５°以上）を有する再成形板ガラスが早い時点で持ちあがってしまう、すなわち「剥離」してしまうのを、防ぐことも可能になり得る。例えば、図３のエッジ金型１３８ｃを参照すると、比較的大きい抜き勾配αであっても変形装置１０２は、エッジ部分１９４ａ、１９４ｂが早い時点で中心部分１９２に対して持ち上がってしまうことから生じ得る、応力による破壊を防ぐことができる。

ただし図示の変形装置１０２では再成形板ガラス１９０が冷却されると、変形装置１０２の収縮よりも大きい再成形板ガラス１９０の収縮は、少なくとも第１エッジ金型１３０ａの、変形装置１０２の中心部分１１０に向かう第１方向１３２ａへの動きによって対応することができる。さらに、またあるいは、上述したように、第２エッジ金型１３０ｂを中心部分１１０の第２端部１１２ｂに運動可能に結合してもよい。この例では、変形装置１０２の収縮よりも大きい再成形板ガラス１９０の収縮は、第２エッジ金型１３０ｂの、変形装置１０２の中心部分１１０に向かう、第１方向１３２ａとは反対の第２方向１３２ｂへの動きによってさらに対応することができる。

図６にさらに示したように、さらなる例は、第１エッジ金型１３０ａの、直線金型軸１２０に沿った第１方向１３２ａへの直線的な平行移動の動きを含み得る。同様に、第２エッジ金型１３０ｂの動きは、直線金型軸１２０に沿った第２方向１３２ｂへの直線的な平行移動の動きを含み得る。図示のように、この動きによって、エッジ金型１３０ａ、１３０ｂと変形装置１０２の中心部分１１０との間の間隙幅全体のサイズが減少する。実際には図２に示したように、第１間隙１５０ａは初期間隙幅「Ｇ₁」を有し、かつ第２間隙１５０ｂは初期間隙幅「Ｇ₂」を有している。冷却後は図６に示したように、第１間隙１５０ａは冷却後間隙幅「Ｃ₁」を有し、かつ第２間隙１５０ｂは冷却後間隙幅「Ｃ₂」を有している。従って、初期間隙幅全体「Ｇ₁＋Ｇ₂」は、冷却後間隙幅全体「Ｃ₁＋Ｃ₂」よりも大きい。初期間隙幅全体と冷却後間隙幅全体との間の差で、再成形板ガラスが冷却されたときの再成形板ガラスの直線金型軸１２０に沿った全収縮を実質的に表すことができる。さらに、第１エッジ部分１９４ａおよび／または第２エッジ部分１９４ｂが、例えばエッジ金型１３８ａまたは１３８ｂで示したような設計で第１エッジ金型および第２エッジ金型の周りにフック状に曲げられている場合、冷却後間隙幅「Ｃ₁」および「Ｃ₂」を、第１エッジ金型および第２エッジ金型が夫々方向１３２ａ、１３２ｂにさらに動くことができる位の十分な大きさになるように選択して、再成形板ガラス１９０の金型軸１２０に垂直な方向への取外しを助けるようにしてもよい。すなわち、金型材料のＣＴＥがガラスより低い場合であっても、金型全体の縮小幅をガラスのそれよりも大きくさせるために、間隙Ｇ₁およびＧ₂を使用することができる。

さらなる例では、第１エッジ金型１３０ａの動きが中心部分１１０に対する第１エッジ金型１３０ａの回転運動を含まないように、変形装置１０２は随意的に設計され得る。同様に、運動可能な場合には、第２エッジ金型１３０ｂの動きが変形装置１０２の中心部分１１０に対する第２エッジ金型１３０ｂの回転運動を含まないように、変形装置１０２はさらに随意的に設計され得る。回転運動を防ぐことは、冷却するステップ中に再成形板ガラス１９０が金型から早い時点で外れてしまうのを防ぐために望ましいであろう。また、この回転運動が可能な場合にエッジ部分１９４ａ、１９４ｂを再成形板ガラス１９０の中心部分１９２に対して曲げることによって生成される可能性のある応力を減少させるためにも、回転運動を防ぐことは望ましいであろう。

さらに、上記の変形装置および再成形板ガラスを作製する方法は、エッジ部分に比較的小さい曲げ部を提供することもできる。このような小さい曲げ半径は、再成形板ガラスに亀裂や他の損傷を生じさせることなく得ることができる。例えば、図５および７に示したように、再成形板ガラス１９０の各エッジ部分１９４ａ、１９４ｂが再成形板ガラス１９０の中心部分１９２と繋がっている対応する曲げ部１９８ａ、１９８ｂを有するように、初期板ガラス１８０の対向するエッジ部分１８４ａ、１８４ｂを曲げることができる。図７に概略的に示したように、各対応する曲げ部は約２ｍｍから約５０ｍｍまでの間の曲率半径「Ｒ」を含み得る。さらなる例では、曲率半径「Ｒ」は約２ｍｍから約１５ｍｍまでの間のものである。

種々の機器が、上述したような特性を備えた再成形板ガラス１９０を組み込むことができる。ほんの一例であるが、この再成形板ガラスをディスプレイ用途に組み込んでもよい。例えば、図８はディスプレイ３００の部品として組み込まれた再成形板ガラスを示しているが、さらなる例ではこの再成形板ガラスを他の機器に組み込むことができる。再成形板ガラス１９０を組み込んでいるディスプレイの例として、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、ＥＰＤ、またはＰＤＰなどのテレビまたはモニタを挙げることができるが、さらなる例では他のディスプレイが使用され得る。エッジ部分（例えば、図９の１９４ａ参照）を、他の機器の構成要素（例えば、ディスプレイの構成要素３０４）の外側エッジ３０２の周りで曲がるように設計することができる。一例においてエッジ部分は、他の機器の構成要素（例えば、ディスプレイの構成要素３０４）の大部分または全厚さ「Ｔ」の周りで曲がっているものでもよい。図９に破線で示したが、エッジ部分の一部１９５は、機器の構成要素の裏側部分にまで延在していてもよい。つまり、機器の正面の面積を増加させたり、機器の外側エッジを保護したり、および／または、全体が一体型になった所望の外観を機器に与えたりするために、一体構造を得ることができる。例えば機器がディスプレイ３００を含む用途では、この一体構造によって、ディスプレイの表示面積を増加させ、ディスプレイの外側エッジに保護を設け、さらにディスプレイに全体が一体型になった外観を与えることができる。さらに、本開示の変形装置１０２および方法を使用して、比較的大きい初期板ガラス１８０を処理することができる。例えば初期板ガラス１８０は、幅が約２ｍ、かつ高さが約１ｍのものでもよいが、本開示の態様によれば他のサイズの初期板ガラスを処理することも可能である。

本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。すなわち、本発明の改変および変形が添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本発明はこのような改変および変形を含むと意図されている。

１０２ 変形装置
１１０ 変形装置の中心部分
１１２ａ 第１端部
１１２ｂ 第２端部
１１４ 金型表面
１１６ａ、１１６ｂ 外側エッジ
１２０ 直線金型軸
１３０ａ 第１エッジ金型
１３０ｂ 第２エッジ金型
１３２ａ 第１方向
１３２ｂ 第２方向
１３４ａ、１３４ｂ 金型表面
１４０ａ、１４０ｂ 伸縮継手
１６０ 熱シールド
１５０ａ 第１間隙
１５０ｂ 第２間隙
１８０ 初期板ガラス
１８２ 初期板ガラスの中心部分
１８４ａ、１８４ｂ エッジ部分
１９０ 再成形板ガラス
１９２ 再成形板ガラスの中心部分
１９４ａ、１９４ｂ エッジ部分
１９８ａ、１９８ｂ 曲げ部

Claims (10)

1. 再成形板ガラスを作製する方法であって、
   （Ｉ）その対向する第１端部と第２端部との間に直線金型軸に沿って延在している中心部分を含み、かつ該中心部分の前記第１端部に運動可能に結合された第１エッジ金型と該中心部分の前記第２端部に結合された第２エッジ金型とを備えている、変形装置を提供するステップ、
   （ＩＩ）中心部分と、対向するエッジ部分とを備えた、初期板ガラスを提供するステップ、
   （ＩＩＩ）前記初期板ガラスの前記中心部分が前記変形装置の前記中心部分に係合しかつ前記初期板ガラスの前記対向するエッジ部分の少なくとも一方が前記第１エッジ金型および前記第２エッジ金型の対応する一方の上に延在するように、前記初期板ガラスを前記変形装置に対して位置付けるステップ、
   （ＩＶ）前記初期板ガラスを加熱するステップ、その後、
   （Ｖ）前記初期板ガラスの少なくとも１つの前記延在しているエッジ部分を、前記第１エッジ金型および前記第２エッジ金型の対応する一方の輪郭に従うように曲げるステップであって、この曲げるステップの後に前記再成形板ガラスが、少なくとも１つの前記エッジ部分が該再成形板ガラスの中心部分の面から離れて曲げられている、対向するエッジ部分を備えている、ステップ、さらにその後、
   （ＶＩ）前記再成形板ガラスを冷却するステップであって、このとき少なくとも前記第１エッジ金型の、前記変形装置の前記中心部分に向かう第１方向への動きによって、前記変形装置の収縮に対する前記再成形板ガラスのより大きな収縮に対応するステップ、
   を含むことを特徴とする方法。
2. ステップ（ＶＩ）の際の前記第１エッジ金型の前記動きが、前記直線金型軸に沿った前記第１方向への直線的な平行移動の動きを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ステップ（ＩＶ）の際、前記初期板ガラスの前記対向するエッジ部分の少なくとも一方を、前記初期板ガラスの前記中心部分よりも高い温度まで加熱することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. ステップ（Ｖ）の際、前記曲げられたエッジ部分が前記再成形板ガラスの前記中心部分と、約２ｍｍから約５０ｍｍまでの間の曲率半径を有する曲げ部で繋がるように、前記少なくとも１つの延在しているエッジ部分を曲げることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. ステップ（ＩＩＩ）が、前記初期板ガラスの前記対向するエッジ部分の両方が夫々前記第１エッジ金型および前記第２エッジ金型の対応する一方の上に延在するように、前記初期板ガラスを前記変形装置に対して位置付けるステップを含み、さらにステップ（Ｖ）が、前記初期板ガラスの前記エッジ部分の両方を、前記第１エッジ金型および前記第２エッジ金型の対応する輪郭に従うように曲げるステップであって、この曲げるステップの後に前記再成形板ガラスが、夫々該再成形板ガラスの前記中心部分の面から離れて曲げられている、対向するエッジ部分を備えている、ステップを含むことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. 板ガラスを再成形するための変形装置であって、
   その対向する第１端部と第２端部との間に直線金型軸に沿って延在している、中心部分、
   前記中心部分の前記第１端部に運動可能に結合され、かつ前記中心部分に向かう第１方向へと前記直線金型軸に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第１エッジ金型、および、
   前記中心部分の前記第２端部に運動可能に結合され、かつ前記中心部分に向かう、前記第１方向とは反対の第２方向へと前記直線金型軸に沿って直線的に平行移動するよう構成された、第２エッジ金型、
   を備えていることを特徴とする変形装置。
7. 前記中心部分が第１材料を含み、かつ前記第１エッジ金型および前記第２エッジ金型が、前記第１材料とは異なる第２材料を含むことを特徴とする請求項６記載の変形装置。
8. 前記第１材料がステンレス鋼を含むことを特徴とする請求項７記載の変形装置。
9. 前記第２材料が、黒鉛と、ケイ酸アルミニウムと、さらに窒化ホウ素とから成る群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項７または８記載の変形装置。
10. 前記中心部分の金型表面と前記第１エッジ金型の金型表面との間に第１間隙が画成され、かつ前記中心部分の金型表面と前記第２エッジ金型の金型表面との間に第２間隙が画成されていることを特徴とする請求項６から９いずれか１項記載の変形装置。

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