JP2015519288A

JP2015519288A - ガラスシートの歪みの低減方法

Info

Publication number: JP2015519288A
Application number: JP2015515230A
Authority: JP
Inventors: クレシアコントレラス，シンシア; アーサークエラー，エドワード; ラッチェルマーカム，ショーン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2015-07-09
Also published as: TWI564257B; CN104471467A; TW201404728A; US20130319047A1; CN104471467B; US9010148B2; WO2013181513A1; KR20150022817A

Abstract

ガラスシートの歪みを低減する方法が記載され、ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンを形成するステップと、略平らな表面を有するガラスシートをガラスリボンから分離するステップと、ガラスシートの表面のリターデーションを測定するステップと、ガラスシートのリターデーションを示すリターデーションパラメーターを定義するステップと、ガラスシートを複数のサブシートに切断するステップと、サブシートの歪みを測定するステップと、サブシートの歪みを示す歪みパラメーターを定義するステップと、リターデーションパラメーターと歪みパラメーターとの間の相関関係を決定して、後続のガラスシートのサブシートの歪みパラメーターを相関関係に基づいて予想できるようにするステップとを含む。

Description

優先権

本出願は、２０１２年５月３１日に出願された米国特許出願第１３／４８５３０１号明細書（その内容をその全体において参照によって本願明細書に組み入れるものとする）に対する優先権を請求する。

本開示は一般に、ガラス基板およびより詳しくはディスプレイ製造プロセスにおいて使用するためのガラス基板製品に関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスの製造時に使用されるガラス基板の物理的寸法は、デバイス内の部品のミスアライメントが、消費者に受け入れられない製品をもたらす視認可能な欠陥につながり得るので、ごくわずかしか誤差の余地はない。

このような欠陥をもたらす１つの要因は、ガラスシート母材の製造中にガラスシート内にかかっている、ガラスシート母材から切断されたサブシートの歪みをもたらす応力である。この歪みは、シートのサイズが大きくなる時に激しくなる。しかしながら、このような将来起こる歪みは、ガラス製造業者によって製造されただけのガラスシート母材に容易に見つけられない。

したがって、ガラスシート母材内に存在している応力のためにサブシートが示す場合がある歪みを定量および低減する方法が必要とされている。

一実施例の態様において、ガラスシートの歪みを低減する方法が提供される。この方法は、ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンを形成するステップと、略平らな表面を有するガラスシートをガラスリボンから分離するステップと、ガラスシートの表面のリターデーションを測定するステップと、ガラスシートのリターデーションを示すリターデーションパラメーターを定義するステップと、ガラスシートを複数のサブシートに切断するステップと、サブシートの歪みを測定するステップと、サブシートの歪みを示す歪みパラメーターを定義するステップと、リターデーションパラメーターと歪みパラメーターとの間の相関関係を決定して、後続のガラスシートのサブシートの歪みパラメーターを相関関係に基づいて予想できるようにするステップと、ガラス製造プロセスを改良して後続のガラスシートのリターデーションを調節し、それによって相関関係に基づいて後続のガラスシートからのサブシートの歪みを低減するようにするステップとを含む。

実施例の態様の一実施例において、歪みパラメーターが、所定の確率を有する特定値よりも低く維持される。

実施例の態様の別の実施例において、サブシートの歪みを測定するステップが、切断のステップの前と後にサブシートの平面に沿う第１の組の点の偏りとして定義される平面内の歪みを測定するステップを必要とする。

実施例の態様のさらに別の実施例において、歪みパラメーターが、第１の組の点において測定された平面内の歪みの最大に等しい。

実施例の態様のさらに別の実施例において、リターデーションを測定するステップが、表面上の第２の組の点においてのリターデーションを測定するステップを包含し、リターデーションパラメーターが、第２の組の点においてのリターデーションの平均である。

実施例の態様において、ガラスシートの歪みを低減する方法が提供される。この方法は、ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンを形成するステップと、略平らな表面を有するガラスシートをガラスリボンから分離するステップと、ガラスシートの表面のリターデーションを測定するステップと、ガラスシートのリターデーションを示すリターデーションパラメーターを定義するステップと、ガラスシートを複数のサブシートに切断するステップと、サブシートの歪みを測定するステップと、サブシートの歪みを示す歪みパラメーターを定義するステップと、リターデーションパラメーターと歪みパラメーターとの間の相関関係を決定して、後続のガラスシートのサブシートの歪みパラメーターを相関関係に基づいて予想できるようにするステップとを含む。

別の実施例の態様の一実施例において、前記方法は、リターデーションパラメーターと歪みパラメーターとの間の相関関係を使用して後続のガラスシートのサブシートの歪みパラメーターを予想するステップをさらに含む。

別の実施例の態様の別の実施例において、前記方法は、ガラス製造プロセスを改良して後続のガラスシートのリターデーションを調節し、それによって相関関係に基づいて後続のガラスシートからのサブシートの歪みを低減するようにするステップをさらに含む。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、歪みパラメーターは、所定の確率を有する特定値よりも低く維持される。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、前記方法は、リターデーションを測定するステップの前にガラスシートを平らにするステップと、歪みを測定するステップの前にサブシートの各々を平らにするステップとをさらに含む。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、決定するステップが、最小２乗回帰法を使用して式を公式化するステップを必要とする。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、サブシートの歪みを測定するステップが、切断のステップの前と後にサブシートの平面に沿う点の偏りとして定義される平面内の歪みを測定するステップを必要とする。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、サブシートの平面内の歪みを測定するステップが、サブシート上の第１の組の点の平面内の歪みを測定するステップを必要とする。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、歪みパラメーターが、第１の組の点において測定された平面内の歪みの最大に等しい。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、前記方法は、ガラス製造プロセスを改良して後続のガラスシートのリターデーションを調節し、それによって相関関係に基づいて後続のガラスシートからのサブシートの歪みを低減するようにするステップを含み、平面内の歪みの最大が、所定の確率を有する特定値よりも低く維持される。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、歪みパラメーターが、第１の組の点において測定された平面内の歪みの平均に等しい。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、前記方法は、ガラス製造プロセスを改良して後続のガラスシートのリターデーションを調節し、それによって相関関係に基づいて後続のガラスシートからのサブシートの歪みを低減するようにするステップをさらに含み、平面内の歪みの平均が、所定の確率を有する特定値よりも低く維持される。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、サブシートの隅が第１の組の点を定義する。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、点が、サブシートの各々の面心である。

別の実施例の態様のさらに別の実施例において、前記方法は、表面上の第２の組の点においてのリターデーションを測定するステップを包含するリターデーションを測定するステップをさらに含み、リターデーションパラメーターが、第２の組の点においてのリターデーションの平均である。

これらおよびその他の態様は、添付した図面を参照して以下の詳細な説明を読む時により良く理解される。

フュージョン・ダウンドローガラス製造装置の斜視図である。実施例の方法によってガラスシートをいくつかのサブシートに切断してもよい線と共に示されたガラスシートの上面図である。歪みがない同じサブシートの略図上に置かれた、切断後に応力緩和によって歪められている図２のサブシートの上面図である。基準マークを有する測定テーブルと、測定テーブル上にある相当する基準マークを有するガラスシートとの上面図である。図４のテーブルとシートの基準マークの間の偏りを表わす方法を示す。ガラスシート母材の試料の平均リターデーションとシート母材から切断されたサブシートの最大歪みの絶対値との間の相関関係を示すプロットである。

実施例は、実施例の実施形態が示される添付した図面を参照してここで以下により完全に説明される。可能な時はいつでも、同じ参照符号は、同じかまたは同様な部分を指すために図面全体にわたって使用される。しかしながら、態様は多くの異なった形態において具体化されてもよく、本明細書に示された実施形態に限定されるとして解釈されるべきでない。

本明細書中で用いられる時、ダウンドローガラスシート製造プロセスは、粘性ガラスが下方向に延伸される間にガラスシートが形成されるガラスシート製造プロセスの任意の形態を指す。特に、フュージョン・ダウンドローガラス成形プロセスにおいて、溶融ガラスがトラフに流入し、次いであふれ、より一般的にはアイソパイプと称される、パイプまたは成形ウエッジの両側から流れ落ちる。２つの流れが、根部（そこでパイプが終端し、ガラスの２つのオーバーフロー部分が再び接合する）として知られる場所で融合し、組み合わせられた流れが、冷却するまで下方に延伸される。

フュージョン・オーバーフローガラスシート製造プロセスを図１に示された実施形態を用いて説明することができ、そこで成形ウエッジ１０は、その長さ方向側面が壁部分１４（それらは、対向した長さ方向に延在するオーバーフロー・リップまたは堰１６のそれらの最上方を終端とする）と境界を接した上向き開口溝１２を備える。堰１６は、成形ウエッジ１０の対向した外側シート成形表面と連通する。図示されるように、成形ウエッジ１０は、堰１６と連通する一対の略垂直成形表面部分１８と、真直ぐな、ガラス延伸線を形成する略水平な下部先端または根部２２を終端とする一対の下向きに傾斜した集束表面部分２０とを提供される。

溶融ガラス２４は、溝１２と連通する供給路２６によって溝１２内に供給される。溝１２内への供給は片端であるかまたは、必要ならば、両端であってもよい。一対の制限ダム２８が溝１２の各端部に隣接してオーバーフロー堰１６よりも上に設けられ、溶融ガラス２４の自由表面３０のオーバーフローを別個のストリームとしてオーバーフロー堰１６の上に、そして対向した成形表面部分１８，２０の下方へ根部２２まで誘導し、そこで鎖線に示された別個のストリームが集束して未使用表面ガラス３２のリボンを形成するが、そこからガラスのシートを分離してさらに加工することができる。

フュージョン法において、引張ロールまたはローラー３４の形態の引取装置を成形ウエッジ根部２２の下流に置いて使用して、ガラスの成形リボンが根部において集束成形表面から離れる速度を調節し、したがって完成シートの呼称厚さを決定するのを助ける。引張ロールは典型的に、その外縁部分３６だけでガラスリボンと接触して、触れられていないガラスリボンの内部の良質領域から離れるように設計される。その後、リボンを個々のガラスシートに切断し、引張ロールによって接触された縁部分３６をシートから取り除き、良質表面だけを残す。

上述のフュージョン・ガラス成形プロセスの１つの利点は、ガラスの粘度が塑性変形または損傷を受けないように十分に低いまま、ガラスリボン良質表面が引張ロールなどの成形装置表面に接触せずにリボンを形成することができることである。これは、平滑な、汚染物のないガラス表面を提供する。さらに、この技術は、非常に平らで薄いガラスシートを非常に高い許容度に形成することができる。しかしながら、限定されないが、片側オーバーフローダウンドロー、スロット・ドロー、アップドローおよびフロート成形技術など、他のガラスシート成形法もまた、本開示から利益を得る場合がある。

ガラスの成形物品に存在している場合がある応力は、使用される製造プロセス、およびガラスの熱履歴に非常に依存している。これは、他のガラス物品とまったく同様にガラスシートにも当てはまる。多くの場合、完成ガラスシート内にかかる場合がある応力は、リボンのガラスが粘稠液体からガラス状固体状態に移行する時にシートを切り分けるガラスリボンが受ける熱勾配の結果である。また、それらは、この移行の間にガラスの機械的変形によってガラスに加わる場合がある。供給源と関係なく、これらの応力は、製造設計によって完成シート内に分散され、その結果、相手先商標製造会社（ＯＥＭ）に提供されただけの完成シートは、略平行な対向した縁を有する略平面である。シート内の応力を除くか、またはシート内に釣り合い応力を形成して、公知であり容易に除かれない応力源を緩和する試みが一般になされるので、これは主に、製造プロセスの間に製造業者によってなされる配慮に帰される。したがって、ガラス製造業者によって製造されたガラスの略平面のシートは、最小の歪みを示す。しかしながら、これは、ガラスシートが例えばディスプレイ製造業者または他のＯＥＭによってさらに加工される時に変化する場合がある。前述のように、ＯＥＭは最初にディスプレイデバイス用の電気部品をガラス基板上に置き、次に２つ（以上）の基板を位置合わせする課題に直面し、１つの基板上の部品が他の基板上の部品と精確に位置合わせされるようにする。最適に位置合わせされると、基板を封止してディスプレイデバイスを形成してもよい。

ＯＥＭ製造プロセスはしばしば、ガラス製造業者から購入された大きなガラスシートを最適な材料の利用または取扱能力のために形材、またはサブシートに切断することを必要とする場合がある。これらのサブシートは、ディスプレイデバイス基板として機能し得る。サブシートのサイズは、とりわけ、製造される特定のタイプのディスプレイに依存する。しかしながら、一般にサブシートは、平行な対向した縁を有する矩形である。応力による歪みがＯＥＭ製造プロセスに影響を与える場合があるのは、ガラスシート母材がサブシートに切断される時である。ガラスシートの切断は、応力の再分散をもたらす場合があり、その結果、サブシートの応力は新たな平衡に達する。この平衡は一般に、サブシートの形状の変化−歪み−によって達せられる。

ガラスシート母材から切断されたサブシートの歪みは、三次元的である場合がある。すなわち、シートは、シート母材の平面に対して横方向のそりと平面の歪みの両方を示す場合がある。しかしながら、加工中にＯＥＭは典型的に、例えば真空プラテンを使用することによってガラスサブシートを平らにする。このように、ＯＥＭによって受けた歪みは、平面内の歪みに意図的に制約を受けており、したがって、サブシートがシート母材から切断される前とサブシートが切断された後にサブシートがある平面に沿って点（例えば、サブシートの隅）が移動する偏りとして定義され得る。ガラスのシートが切断されると、シートの平面内形状が変化する場合があり、例えばサブシートの対向した縁はもう平行ではない場合がある。したがって、ガラス製造業者が切断されたサブシートの歪みを予想するために、同様に制約を受けたガラスシートについて歪みの測定を行なうことによってできる限りＯＥＭプロセスに似せることが望ましい。

接合される（封止される）基板上の相当する部品間のたった２％の偏りが問題となり、しかもこのような個々の部品はサイズがマイクロメートルの尺度であり得るので、微小な歪みでもディスプレイＯＥＭにとって障害になり得ることは容易に理解することができる。本開示は、ガラスのシートの平面内の歪みを予想するステップと、得られた情報をガラス製造プロセスにフィードバックして、予想された歪みを、したがってまた、ＯＥＭによって行なわれるプロセスなどの下流の後成形プロセスにおいて受けた実際のサブシートの歪みを低減するステップとによって後成形プロセスにおいて歪みを低減するための手順を提供する。

前に示唆したように、ガラス製造業者は、平らであり、そして好ましくは平行な対向した縁を有するディスプレイ用途のためのガラスシートを形成する。しかしながら、ガラス製造プロセスの寸法許容差は本質的に典型的に、マイクロメートル範囲にまで及ばない。さらに、本開示の主題である歪み現象が、ガラスシート母材が切断された後にだけ測定され得る時、検出プロセス自体が有害であり、大きなガラスシートを受け入れたいというＯＥＭの要望を必要のないものにする。すなわち、ガラスシート母材が切断された後にだけ将来起こる場合がある歪みの直接検出は、ガラス製造段階において可能ではない。しかしながら、ガラス内の応力、そして特にガラスシートの縁のそれらの応力はより容易に測定され得る。そしてこれらの応力は、ガラスシート母材から切断されたサブシートの歪みを予想するために使用されてもよい。

ディスプレイデバイスの製造のための典型的なガラスシート母材３８が図２に示される。また、シート３８の各々の縁セグメント、すなわち、上部縁セグメント４０、下部縁セグメント４２、第１の側縁セグメント４４、および第２の側縁セグメント４６が示される。カットライン４８が示され、ＯＥＭがシート母材３８を処理しやすいサイズに切断してもよい位置、したがって例えば２つのサブシート５０、５２を形成する位置を表わす。もちろん、ＯＥＭは、シートを様々な異なった方法で分割してもよく、用途に応じて任意の数のサブシートを製造してもよく、最小数の２つのサブシートへのガラスシート母材３８の分割は例示目的のためであるにすぎない。

図３は、歪みがなかったかのようにサブシートの輪郭上に置かれた、ガラスシート母材３８を切断した後に形成されたサブシートを示す。図３において、サブシート５０の歪められていない輪郭は、破線と、図２に示された名称と一致した参照符号５０とによって示され、切断した後の実際の、歪められたサブシートは、実線および参照符号５０’によって示される。図示されるように、サブシート５０’は、ガラスシート母材３８から切断された後の少なくとも平面内曲率（図においては強調されている）を示す。もちろん、サブシート５０’は、例えば樽形歪みなどの様々な異なった形状をとった可能性がある。しかしながら、サブシートがシート母材から切断された後にとってもよい実際の形状に制限せずに、図３に示される曲線状の平面内の歪みを使用して本開示を記述する。

予想されるように、歪みを示す２つのサブシート上のディスプレイ部品の位置合わせは、特に２つのサブシートの形状が異なっている場合、問題が多いと判明する場合がある。サブシート５０’によって示される歪みは、例えば、サブシート５０上の所定の点と、切断されたサブシートの歪みによる切断されたサブシート５０’上のその点の相当する実際の位置との間の距離によって表わされてもよい。説明のために、サブシートの１つまたは複数の隅の点を選択し、切断した後に隅の点があるべき（またはあるのが望ましい）場所から切断した後に隅が実際にある場所までの距離を測定する。このように、一実施形態において、サブシート５０’の歪みは、点ＡとＡ’、ＢとＢ’、ＣとＣ’およびＤとＤ’の間のベクトル距離（または偏り）によって表わされてもよい。この偏りが歪みを表わす。もちろん、切断されたサブシートをそれがガラスシート母材の一部であった時に占めた精確に同じ位置に再配置することは、歪みがなかったとしても非常に難しい。切断のためにサブシートが歪む場合、偏りを低減する切断後の位置にサブシートを配置し、歪みの正確な反映が得られるようにするのが望ましい。

一実施例の実施形態において、図４に示されるように、ガラスシート母材３８の基準マーク５４は、テーブルの基準マーク５８から偏らされる（直線的に移動される）ように、基準マーク５４の形態の表示（例えばｘの配列）の印を付けたシート母材３８を相当する基準マーク５８を有する平面測定テーブル５６上に配置してもよい。測定テーブル５６が、測定されるガラスシート３８と同様な熱膨脹性質を有するのが望ましい。ガラスシート母材基準マーク５４が測定テーブルの基準マーク５８からｘ方向およびｙ方向にわずかに偏らされるように、ガラスシート母材３８がテーブル上に配置される。次に、ガラスシート母材と測定テーブルとを高解像度画像化装置（図示せず）で画像化し、画像（または複数の画像）を分析してＸおよびＹの偏り、例えばｘ方向の距離とｙ方向の距離とによって表わされる図５に示される実施例においての線間隔を定量化し、Ｒは２つの基準マーク間の直距離を表わす。次に、ガラスシート母材３８を切断し、複数のサブシートを製造する。各々のサブシートをテーブル上に戻し、再画像化し、テーブルとサブシートの基準マークとの間の偏りを数学的に置き換えた。また、先述のように、サブシートを平らにすることによってサブシートによって示される歪みを平面内の歪みに制約することが望ましい。また、これは、例えば測定テーブルが真空プラテンの形態である場合、容易に達成される場合がある。サブシートは略平面に制約されるので、テーブルの基準マークからのサブシートの各々の基準マークの偏りを簡単な並進および回転成分に分解することができ、従来の座標系変換を使用して偏りを削減する。このような計算削減は、コンピュータ支援によって達成されてもよい。簡単な表計算ソフトによる計算が十分である場合がある。もちろん、当技術分野に公知のマーキングおよび位置および位置変化の測定の他の方法も、使用してもよい。

サブシート５０’の歪みはさらに、サブシートの歪みを示す歪みパラメーターを選択、計算あるいは他の方法で定量することによって表わされてもよい。例えば、前述の点間の測定された偏りの最大が歪みパラメーターとして選択されてもよい。したがって、例えば、Ａ−Ａ’移動が０．１μｍであり、Ｂ−Ｂ’移動が０．２５μｍであり、Ｃ−Ｃ’移動が０．１５μｍであり、Ｄ−Ｄ’移動が０．０７５μｍであるサブシートにおいて、サブシートは、ＢとＢ’との間の最大移動に相当する、０．２５μｍの平面内の歪みを示すと言われてもよい。個々のＯＥＭは、それら自体の歪みの定義を用いてもよいことに留意しなければならず、そしてこれは予想歪みモデルを開発する間考慮されるべきである。すなわち、サブシートの隅に対する歪みを必要とし、最大を選択するこの記載の方法は、本実施形態によって歪みを定義する唯一の方法である。サブシート面心の移動、またはサブシート上の任意の他の点または一連の点の移動として歪みを同様に容易に定義することができる。例えば、ＯＥＭは、サブシート上に多重ディスプレイデバイスからの部品を置いてもよく、ＯＥＭによって適用される歪みの定義は、より改良された定義、例えばより大きな歪み解像度を有する定義を適用することによってこれを考慮に入れてもよい。これは、計算される点間の組になったオフセット距離の数を単に増加させることによって行なわれてもよい。また、歪みは、測定された歪みの最大を選択することによってではなく、個々の測定された歪みから歪み値を計算することによって表わされてもよい。例えば、サブシートの歪みパラメーターは、個々の測定された歪みの平均であってもよい。サブシートの適切な歪みの表現は、一般に個々のＯＥＭの必要性に依存する。

基板（例えばサブシート）を１つまたは複数のディスプレイデバイスの対向した相当するディスプレイ部品と位置合わせするために、ＯＥＭは典型的に、上に記載されたような最適化ルーチンを使用し、基板が接合される時に部品の偏りを低減する。このような最適化ルーチンは一般に特定のＯＥＭに対して特許権保護されている。

上記の説明に基づいて、ガラスサブシートのシート許容歪みがガラスシート母材製造プロセスにおいて如何に重要な問題になるかを容易に見ることができる。ＯＥＭによって切断されたガラスパネルの将来起こる歪みの直接測定は、ガラス製造業者に根本的なジレンマを与えることは同様に明らかであるはずである。

非等方性応力下のガラスシートは複屈折性を有する。複屈折性を有する材料は、異なった屈折率を有する２つの直交した光軸を有する。１つの軸に平行に偏光された光は、直交した軸に平行に偏光された光とは異なった速度において材料中を進む。これは、リターデーションと称されるこれらの２つの光成分の間の位相シフトをもたらす。そして次に、リターデーションを使用して、応力を計算することができる。次に、これらの計算された応力をさらなる計算において使用して、シート母材から切断されたサブシートの歪みを予想してもよい。分析技術または有限要素分析がシートの中央の応力を定量するために必要とされる場合があり、結果はしばしば、根本的な前提条件の小さな変化に影響されやすい。

ガラスサブシートの歪みの予測変数として応力は有用であり、シートの全サイズがより大きくなるにつれて縁の応力はガラスシート母材（したがってそれから切断されたサブシート）の中央領域の応力をそれほど表わさなくなるので、ガラスシートの寸法が増加するにつれて特にガラスシートの縁の応力は減少し得る。さらに、ガラスシート母材のサイズがより大きくなるにつれて、計算された応力の誤差は、許容最大歪みと同じかまたはそれ以上になり得る。他方、測定されたリターデーション値自体は、より大きな確実性を伴って実現され得る。したがって、リターデーション自体は、約１２００ｍｍ×１３００ｍｍ以上の寸法を有するガラスシート母材について中間の計算された応力を使用する場合よりもガラスサブシートの歪みのより良い予測変数であり得るが、約１５００ｍｍ×１８００ｍｍ以上のガラスシート母材についてはさらにそう言える。

本開示の実施形態によって、リターデーションは、略平らなガラスシート母材３８の全表面にわたって二次元グリッドパターンで配列された個々の点において測定される。次に、リターデーションデータを以下の記述と一貫性があるように分析する。「〜と一貫性がある（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈ）」とは、分析自体が計算装置（例えばデスクトップコンピュータ等）によって計算により行なわれてもよいことを意味する。

リターデーションはシート母材の表面にわたって同じではない場合があるので、シート母材上で測定されたリターデーション値を示すリターデーションパラメーターを開発することが可能である場合がある。ガラスシート母材３８の平均リターデーション値Ｒ_ａｖは、ガラスシート上で行われた全ての個々のリターデーション測定値の簡単な算術平均として決定される。次に、ガラスシート母材３８をサブシートに切断し、各々のサブシートについて複数の歪みを測定する。例えば、先述のように、隅の最大偏りが選択されてもよい。しかしながら、歪みは切片のパターン（例えばサブシートのサイズ）の関数であるので、使用されるガラス成形装置から形成されたガラスシートの予想歪みが最終的に購入者（例えばＯＥＭ）によって使用される場合、シートは、特定のＯＥＭがガラスを切断する方法によって、そしてＯＥＭが歪みを計算する方法で計算された歪み（例えば偏り）に従って切断されなければならない。そして次に、これは、ＯＥＭがガラスを使用する用途に依存している場合がある。例えば、多くのＯＥＭは、単一サブシート上に多重ディスプレイのための部品を置き、したがって、サブシート自体の隅ではなくサブシート上に配置されただけの各々のディスプレイ部品領域の隅に対する偏りの関数として歪みを測定するように選択してもよい。とにかく、ガラスシート母材が切断されると、切断前のガラスシート母材上の点と切断後の各サブシート上の同じ点との間の偏りからなる複数の歪み測定が行なわれ、使用されたサブシートの歪み測定値（すなわち偏り）の少なくとも１つが、サブシートについて偏りの代表値を決定した。これが各々のサブシートについて行なわれる。

各々のサブシートの歪みパラメーターは、例えば、最大の測定された歪みとして決定されてもよく、または歪みパラメーターは、測定された歪みから得られた何か他の値、例えば測定された歪みの平均であってもよい。大抵の場合、与えられたサブシートの測定された歪みの最大が選択されるが、その理由は、この最悪の場合の選択が歪み仕様を満たす際に製造業者をよりいっそう助けてくれるからである。

各々のサブシートについて歪みパラメーターが決定されると、全体としてサブシートの集まりを代表する歪みが決定され、シート母材の歪みパラメーターδ_ｍｅａｓと呼ばれる。各々のサブシートの場合のように、サブシートの集まりの歪みパラメーターは様々な方法で決定されてもよい。しかしながら、一般にサブシートの集まり（例えばガラスシート母材から切断されたサブシートの全て）を代表する歪みは、各々の個別のサブシートの歪みパラメーターの最大（ｍａｘｉｍｕｍ）として決定される。

単一製品を構成するｎのシート母材の平均リターデーションＲ_ａｖおよび歪みパラメーターδ_ｍｅａｓの絶対値は、式：

を用いて相互に関連づけられる。相関係数Ｍは、切片Ｂを有する一般最小２乗回帰を導くことによって決定される。

公式化されると、式（１）を使用して、与えられたガラスシート母材から切断される時に所定のサイズおよび形状のサブシートが示す歪みの量を予想することができる。この場合、Ｒ_ａｖは、与えられたガラスシート母材の平均リターデーションデータ、および測定された歪み値の代わりに計算された最大歪みの絶対値の値に基づいた記述に従って決定される。すなわち、式（１）においてδ_ｍｅａｓは、δ_Ｐｍａｘと取り替えられる。結果において、次に、例えば、ガラスシート母材に対する最大予想歪み値を計算して割り当てて、シート母材から切断されたサブシートが示すと予想され得る最大歪みを有効に記述することができる。

記述されたように、歪みの定義、すなわち歪みが測定される方法は、特定のＯＥＭによって決定されるか、またはガラス製造業者によって選択される場合がある。上述の方法に従ってガラスシートが分析された後に製造され、同じ成形装置から延伸されたガラスシートをリターデーションについて測定してもよく、先行の分析の間に得られた係数Ｍおよび切片Ｂを使用して本実施形態に従う分析を適用して、後続のガラスシート母材の予想歪みを決定してもよい。次に、製造プロセスは、予想歪みに対応して改良されてもよい。例えば、本明細書に記載された溶融装置から延伸されたガラスリボンを所定の冷却方法に供してもよく、そこで（ガラスシート母材がそれから切断される）ガラスリボンの温度は、ガラスの温度（または粘度）および／またはリボンの幅方向の位置の関数として変化される。

必要ならば、例えば、ガラスリボンが延伸される時にそれの冷却および／または加熱方法を変化させることによってガラス製造および成形プロセスを改良して予想歪みを低減させてもよい。予想歪みに対応して公知の方法に従って改良されてもよい他のプロセス変数には、限定されないが、シートの延伸または引張速度、延伸張力、およびアイソパイプ／ガラス温度などが含まれる。

歪みのより正確な予想を確実にするために、避けられないプロセス変動の影響を抑えるために一定の期間にわたって複数のガラスシート母材について先行するリターデーション分析を実施してもよい。このように、例えば、数日または数週間にわたって毎日、本開示に従う分析を複数のガラスシート母材に実施してもよい。次に、これらの複数の測定の結果を組み合わせて、式（１）を再び当てはめてもよい。

平均リターデーション値が、当技術分野に公知である方法において歪みの製造制御パラメーターとして使用されてもよいことは本明細書の開示から当業者には明白であるはずである。したがって、制御限界が平均リターデーション値に置かれ、所定の量で歪みのために製造限界を超えないようにガラスシート製造プロセスはそれらの限界内に制御される。

平均リターデーション値はさらに、ＯＥＭとガラス製造業者との間のガラスシートの通商取引において製品仕様として使用されてもよい。この場合、与えられたガラスシート母材の平均リターデーションの与えられた値に対してそのガラスシート母材の予想最大歪みは、シートに対する合格／不合格基準として最大歪みの所定の値に比較される。例えば、所定の合格／不合格基準はδ_Ｐｍａｘ≦１．５μｍに設定されてもよい。あるいは、ガラス母材から切断されたガラスのサブシートの歪みが平均でわずか０．７μｍそして個々では１．０μｍ未満であることが必要である場合がある。当技術分野に公知の統計サンプリング法を適用して、平均リターデーションについて測定された各々の個別のガラスシートではなくガラスシートの母集団をサンプル抽出し、合格／不合格限界に対して性能を決定してもよい。

以下は、平均リターデーションを歪みに相関させる一実施例を示す。この実施例は、一般最小２乗回帰を使用して、溶融延伸されたガラスの送りからの試料ガラスシートの各々のガラスシートの平均リターデーションを試料の各々のシート母材から切断された４つのサブシートの最大歪みの絶対値に相関させることを説明する。

各々のシート母材はｘ方向およびｙ方向がそれぞれ１８５０ｍｍ×１５００ｍｍであった。各々のシート母材は平らにされ、ｘ方向に２０ｍｍ、ｙ方向に１００ｍｍ隔てられた点において単一リターデーション測定が実施された。１６７４回のリターデーション測定の平均を各々のシートについて計算する。各々のシート母材をＯＥＭにおいて４つのサブシートに切断し、歪みを各々のサブシートの各々の隅のｘおよびｙ座標について記録した。ゼロに最も近いｙ座標を有する各々のサブシートの２つの隅の間のｘ座標の差を計算する。この差はピッチと称される。同様な測定が１５００に最も近いｙ座標を有する２つの隅について行なわれる。ゼロに最も近いｘ座標を有する各々のサブシートの２つの隅の間のｙ座標の差を計算し、同様な測定が１８５０に最も近いｙ座標を有する２つの隅について行なわれる。これは、サブシート１つに対して４ピッチそして１つのシート母材に属する全てのサブシートに対して１６ピッチという結果をもたらす。シート母材に相当する各組のサブシートの最大ピッチの絶対値が各シート母材の平均リターデーションに対してプロットされ、一般線形回帰を用いて線形フィットが得られる。

図６は、曲線６０が回帰フィットから得られた平均値の線である結果を示す。曲線６１は、信頼係数０．９５を有する上方９５％統計的許容限界である。曲線６２は、上記の方法において測定された歪みの製造限界が１．９μｍである実施例を与える。この歪み限界は、０．３３５ｎｍの平均リターデーションにおいて上方統計的許容限界と交わる。したがって、平均リターデーションが０．３３５ｎｍを超えないように製造時に制御される場合、製造されたシートの９５％が、９５％の信頼度で≦１．９μｍの歪みを有することが予想される。目標平均リターデーションは、３σ上方制御限界が≦０．３３５ｎｍであるように製造時に設定され、ガラス製造プロセスは、平均リターデーションのこの目標値を有するガラスシート母材を形成するように改良される。したがって、リターデーションパラメーターを制御することによって所定の信頼度のレベル（例えば９５％）において所定の確率（例えば、９５％）で歪みパラメーター（例えば、最大歪み）を特定値（例えば、１．９μｍ）より低く維持することが可能である。

特にガラス流路に平行な、局部的応力場を生じ得るシート内の一切の局部的熱勾配を低減することによって平均リターデーションが減少される。これらの温度場は、機械設計（熱による傷の発生を除く設計および別個の巻線（ｄｉｓｃｒｅｅｔｗｉｎｄｉｎｇｓ）の設計）によって低減される。さらに、シートの全ての領域の硬化領域温度にわたる冷却速度を制御して、シートの一区域の、別の区域に対する膨張の差を低減する。これは、引張応力および圧縮帯域を低減し、したがってリターデーションを低減する。また、シートの平面外の形状を最終製品において低減して、重力または真空処理によりガラスが平らにされる時に生じる引張応力および圧縮帯域を低減する。平面外の形状は、硬化領域にわたる冷却速度によってそして限定されないが、総輪駆動、シートガイド装置、およびロボット張力調整・分離技術によって、形成される間にシートを平面内に保持するのを助ける機械的装置によって低減される。

前述の記述はガラスシートを製造するためのフュージョン・ダウンドロー方法に関連して示されたが、本開示は、限定されないがアップドローおよびフロート方法などの他のガラスシート成形方法に適用されてもよい。

請求された本発明の精神および範囲から逸脱せずに様々な変更および変型を実施できることは当業者には明らかであろう。

Claims

ガラスシートの歪みを低減する方法において、
ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンを形成するステップと、
略平らな表面を有するガラスシートを前記ガラスリボンから分離するステップと、
前記ガラスシートの前記表面のリターデーションを測定するステップと、
前記ガラスシートの前記リターデーションを示すリターデーションパラメーターを定義するステップと、
前記ガラスシートを複数のサブシートに切断するステップと、
前記サブシートの歪みを測定するステップと、
前記サブシートの前記歪みを示す歪みパラメーターを定義するステップと、
前記リターデーションパラメーターと前記歪みパラメーターとの間の相関関係を決定して、後続のガラスシートのサブシートの歪みパラメーターを前記相関関係に基づいて予想できるようにするステップと、
前記ガラス製造プロセスを改良して前記後続のガラスシートのリターデーションを調節し、それによって前記相関関係に基づいて前記後続のガラスシートからの前記サブシートの歪みを低減するようにするステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
前記歪みパラメーターが、所定の確率を有する特定値よりも低く維持されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記サブシートの前記歪みを測定する前記ステップが、切断の前記ステップの前と後に前記サブシートの平面に沿う第１の組の点の偏りとして定義される平面内の歪みを測定するステップを必要とすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
前記リターデーションを測定する前記ステップが、前記表面上の第２の組の点においての前記リターデーションを測定するステップを包含し、前記リターデーションパラメーターが、前記第２の組の点においての前記リターデーションの平均であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記リターデーションを測定する前記ステップの前に前記ガラスシートを平らにするステップと、前記歪みを測定する前記ステップの前に前記サブシートの各々を平らにするステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
ガラスシートの歪みを低減する方法において、
ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンを形成するステップと、
略平らな表面を有するガラスシートを前記ガラスリボンから分離するステップと、
前記ガラスシートの前記表面のリターデーションを測定するステップと、
前記ガラスシートの前記リターデーションを示すリターデーションパラメーターを定義するステップと、
前記ガラスシートを複数のサブシートに切断するステップと、
前記サブシートの歪みを測定するステップと、
前記サブシートの前記歪みを示す歪みパラメーターを定義するステップと、
前記リターデーションパラメーターと前記歪みパラメーターとの間の相関関係を決定して、後続のガラスシートのサブシートの歪みパラメーターを前記相関関係に基づいて予想できるようにするステップとを含むことを特徴とする、方法。
前記リターデーションを測定する前記ステップが、前記表面上の第２の組の点においての前記リターデーションを測定するステップを包含し、前記リターデーションパラメーターが、前記第２の組の点においての前記リターデーションの平均であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
前記リターデーションパラメーターと前記歪みパラメーターとの間の前記相関関係を使用して後続のガラスシートのサブシートの前記歪みパラメーターを予想するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の方法。
決定する前記ステップが、最小２乗回帰法を使用して式を公式化するステップを必要とすることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
前記サブシートの前記歪みを測定する前記ステップが、切断の前記ステップの前と後に前記サブシートの平面に沿う点の偏りとして定義される平面内の歪みを測定するステップを必要とすることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。