JP5137206B2 - 反りのレベルの低い平らなガラスを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイ装置における基板として使用されるガラスシートなどのガラスシートの製造に関する。より詳しくは、本発明は、例えば、フュージョン・ダウンドロー法によるそのようなガラスシートの製造において生じる、「Ｓ字反り(S-warp)」として知られる問題を軽減する方法に関する。

Ａ． ディスプレイ装置
ディスプレイ装置が様々な用途に用いられている。例えば、薄膜トランジスタ型液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が、いくつか例を挙げると、ノート型コンピュータ、フラットパネル型デスクトップモニタ、ＬＣＤテレビ、およびインターネット通信デバイスに用いられている。ＴＦＴ−ＬＣＤパネルおよび有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネルなどのある種のディスプレイ装置は、平らなガラスシート上に直接製造される。多くのディスプレイ装置に関して、パネルに用いられるガラスは、ガラスの表面に亘り、約１５０マイクロメートルおよび約２５０マイクロメートル以内で平らでなければならない。ガラスにおけるどのような反りや波しわも、ディスプレイの品質に悪影響を及ぼす。

説明の目的で、上述したものなどの多くのディスプレイ装置において、ディスプレイ装置に用いられるガラスシート（ガラス基板）上に電子部品を組み込むことが有用である。しばしば、電子部品は、ＴＦＴのものを含む相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスである。これらの用途において、ディスプレイのガラス材料上に直接半導体構造を形成することが有益である。

それゆえ、多くの液晶ディスプレイは大抵、トランジスタがその上に形成されたガラス基板に関連する液晶（ＬＣ）材料の層を含む。トランジスタは、パターン化アレイに配列されており、所望の様式でＬＣ材料の分子を方向付けるために所望の電圧を提供する（スイッチオンする）周辺回路により駆動される。トランジスタは、ディスプレイの画素（ピクセル）の必須部品である。

ガラスパネルの平面度のどのような変動も、ピクセルおよびトランジスタの間隔の変動の原因となるであろうことが、容易に認識できる。これにより、ディスプレイパネルが歪み得る。それゆえ、ＬＣＤおよび他のガラスディスプレイ用途において、少なくとも上述した反ったガラスの問題を避けるために、平面度が許容範囲内にあるガラス基板を提供することがことのほか有益である。

Ｂ． Ｓ字反り
反りは、平面からの逸脱により特徴付けられるガラスシートの欠陥である。これは、ＬＣＤガラス基板の製造において最もやっかいでしつこい問題の内の１つである。様々なタイプの反りが知られており、本発明は、Ｓ字反りに関する。

図１に示すように、Ｓ字反りは、成形プロセス中にガラスリボンの「連続縁」に平行なシートの縁（２３ａ，２３ｂ）の一方または両方に生じるガラスシートの正弦波状面外歪みにより特徴付けられる。この「連続縁」は、成形プロセスにおけるガラスの移動方向に対して平行なリボンの縁である。例えば、フュージョン・ダウンドロー法において、これらの縁の向きは垂直であり、一方で、フロート法において、その向きは水平である。

一般に、Ｓ字反りに関連する面外歪みの振幅は、山−谷で、例えば、０．１から２ミリメートル程度であり、歪みの周期は２００から７００ミリメートル程度である。特定のガラス製造プロセスおよび設備で、他の振幅および周期が生じるであろう。本発明は、そのような場合にも適用できる。

最終的なガラスシートにおいて許容できるＳ字反りのレベルは、そのシートの意図する用途に依存することが当業者には理解されよう。一般的なガイドラインとして、シートの長さに沿った山−谷Ｓ字反りのレベルは、好ましくは１０００マイクロメートル未満、より好ましくは６００マイクロメートル未満、最も好ましくは約２００マイクロメートル以下であり、例えば、シートは、２５０マイクロメートル未満のＳ字反りの公称レベルを有することができる。

本発明の以前は、Ｓ字反りの原因に基本理解はなく、それゆえ、それを低減させる／制御するための系統的手法もなかった。したがって、必要とされているのは、少なくとも当該技術分野におけるこれらの欠点を克服した実質的に平らなガラスを形成する方法である。

本発明は、ガラスのシート（例えば、フラットパネルディスプレイの製造に使用するためのガラス基板）を製造する方法であって、
（Ａ） 引き抜き法(drawing process)を用いてガラスリボン（例えば、図２および３における参照番号１５を参照のこと）を製造する工程であって、このリボンが、
(i) 中心線（１７）、
(ii) 第１の縁（１９ａ）、
(iii) 第２の縁（１９ｂ）、
(iv) 第１の縁（１９ａ）で始まり、中心線（１７）に向かって内側に延在する第１のビード部分（２１ａ）であって、内側縁（２３ａ）および幅Ｗ_B1を有する第１のビード部分（２１ａ）、
(v) 第２の縁（１９ｂ）で始まり、中心線（１７）に向かって内側に延在する第２のビード部分（２１ｂ）であって、内側縁（２３ｂ）および幅Ｗ_B2を有する第２のビード部分（２１ｂ）、
(vi) 第１のビード部分（２１ａ）の内側縁（２３ａ）で始まり、中心線（１７）に向かって内側に延在する第１のＳ字反り部分（２５ａ）、および
(vii) 第２のビード部分（２１ｂ）の内側縁（２３ｂ）で始まり、中心線（１７）に向かって内側に延在する第２のＳ字反り部分（２５ｂ）、
を有し、第１と第２のＳ字反り部分の各々が、（Ｗ_B1＋Ｗ_B2）／２と等しい幅Ｗ_Sを有する工程、
（Ｂ） ガラスリボン（１５）からシート（１３）を切断する工程、および
（Ｃ） シート（１３）から第１と第２のビード部分（２１ａ，２１ｂ）を切り落とす工程、
を有してなり、
(i) ガラスが、そのガラスが実質的に粘弾性材料から実質的に弾性材料への転換を経るガラス転移温度範囲（ＧＴＴＲ）を有し、
(ii) 工程（Ａ）において、リボン（１５）が、ＧＴＴＲより高い温度からＧＴＴＲ未満の温度まで冷却され、
(iii) リボン（１５）の中心線（１７）がＧＴＴＲより高い温度にある位置で、リボン（１５）の第１と第２のビード部分（２１ａ，２１ｂ）が、それぞれ、第１と第２のエッジローラ（２７ａ，２７ｂ）と接触し、
(iv) エッジローラ（２７ａ，２７ｂ）のリボン（１５）との接触により、ガラスの温度が局部的に減少し（例えば、エッジローラは、それらの定常温度がリボンの定常温度よりも低いように空冷または水冷されても差し支えない）、
(v) リボンの中心線がＧＴＴＲ内の温度にある少なくとも１つの位置（例えば、図３の領域３１内のある位置）で、リボン（１５）の第１と第２のビード部分（２１ａ，２１ｂ）および／または第１と第２のＳ字反り部分（２５ａ，２５ｂ）が加熱され、および／またはリボンの中央部分が冷却されて、Ｓ字反り部分の幅Ｗ_Sに亘る温度差が減少し、それによって、シートのＳ字反りの発生が減少する、
ことを特徴とする方法を提供する。

ある好ましい実施の形態において、加熱および／または冷却は、Ｓ字反り部分の幅に亘る温度差が４０℃未満、より好ましくは３０℃未満、最も好ましくは２０℃以下となるように行われる。

他の好ましい実施の形態において、ＧＴＴＲは低温度部分を有し、加熱および／または冷却が行われる少なくとも１つの位置が、この低温度部分内の位置（例えば、図３における領域３３内の位置）を含む。

さらに好ましい実施の形態において、Ｓ字反り部分の幅に亘る温度差は主に、第１と第２のビード部分（２１ａ，２１ｂ）および第１と第２のＳ字反り部分（２５ａ，２５ｂ）を、例えば、ヒータの巻線により加熱することによって減少する。

説明を容易にするために、本発明は、ガラスシートの製造に関して記載し、主張する。明細書および特許請求の範囲の全体に渡り、「ガラス」という用語は、ガラス材料とガラスセラミック材料の両方を包含することを意図している。

本発明の先の概要に使用した図１〜４の参照番号は、読者の便宜のためのみであり、本発明の範囲を制限するものが意図されているものでも、そう解釈されるべきでもない。より一般に、先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、本発明の単なる例示であり、本発明の性質および特徴を理解するための概要または構成を提供することが意図されているのが理解されよう。

本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者には容易に明らかであるか、またはここに記載された本発明を実施することによって理解されよう。添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれたものであり、本明細書に包含され、その一部を構成する。

図１は、Ｓ字反りを示す概略図である。この図面の縦軸の目盛りはミリメートルで示されており、この図に示された最大反りレベル（最大湾曲）は０．５ミリメートルである。

図２は、個々のガラスシートがそこから切断される、引き抜き法により形成されたガラスリボンを示す概略図である。リボンの中心線と縁に対するリボンのビード部分とＳ字反り部分の位置がこの図に示されている。

図３は、本発明の実施の形態によるフュージョン・ガラス製造装置の概略図である。エッジローラ（２７ａ，２７ｂ）、ＧＴＴＲ（３１）、ＧＴＴＲの低温度部分（３３）の位置がこの図に示されている。

図４は、本発明にしたがってＳ字反りを減少させるまたはなくすために使用できる代表的な温度プロファイルを示すプロットである。

ディスプレイパネル、例えば、液晶ディスプレイパネルの製造に用いられるガラス基板には、薄いという共通の特徴がある。例えば、基板の厚さは、多くとも１．１ミリメートル、より一般的に、約０．７ミリメートルであり、将来的には、さらにより薄くなるであろう。この薄さのために、基板は、曲がり(buckling)により応力を解放でき、それら基板は、完成状態と、製造されている間の両方でそうする。

完成した基板が、重力のかからないまたは実質的に重力のかからない環境（例えば、ガラスと同じ密度を持つ流体中）に置かれた場合、基板は、長距離の面内応力が実質的になくなる。むしろ、曲がりにより、基板は、長距離の面内応力が解放された非平坦形状をとる。基板がその環境から取り出され、平らな表面に置かれたら、その形状は重力の作用により変化し、再度、重力の作用の結果として、ガラスにある程度の応力が生じる。それゆえ、重力のかからないまたは実質的に重力のかからない環境にある曲がりのある実質的に応力のない完成基板は、重力の結果として、平らな表面上で曲がりのついた応力含有基板となるが、その曲がりは、重力のかからないまたは実質的に重力のかからない状態におけるものとは異なる。

フラットパネルディスプレイの製造に使用するための典型的な基板について、曲がりにより解放できる長距離応力は、約３０ミリメートルより長い空間周期を持つものである。ある短距離応力、例えば、約１０ミリメートル以下の面内距離に亘る応力は、解放されないかもしれないが、より長い面内距離に亘り、曲がり機構は、面内応力を実質的に除去するように働く。

一般的な場合、基板内の面内応力は二次元分布を有することに留意されたい。そのような分布は、空間成分に関して分析できる。比較的低い空間周波数（比較的長い空間周期）を有するこれらの成分は、曲がりにより解放できるが、比較的高い空間周波数（比較的短い空間周期）を有するものは一般には解放できない。上述したように、フラットパネルディスプレイ用の典型的な基板について、曲がりが応力を解放するのに効果的である長い空間周期と、曲がりが効果的ではないであろう短い空間周期との間の移行は一般に、１０〜３０ミリメートルの範囲にある。

ディスプレイ用途に使用するためのガラス基板は、各々が、個々の基板がそこから切断されるガラスのリボンを製造する、ダウンドロー法、アップドロー法、およびフラット法などの連続製造プロセスにより工業的に製造されている。そのような連続製造プロセスは、原料を溶融し、精錬して溶融ガラスを製造する工程を含み、次いで、その溶融ガラスは、適切な成形設備、例えば、オーバーフロータイプのダウンドロー法の場合の「アイソパイプ」によりリボンに形成される。

一旦成形されたら、リボンは冷却され、これにより、リボンを構成するガラスが、応力が急激に解放される、粘弾性材料（すなわち、ガラス質／半液体状態にある材料）から、引張応力を支持できるが、曲がりにより圧縮応力に応答する薄い弾性材料への転換を経る。粘弾性材料から弾性材料への転換は複雑な現象であるが、この転換は、リボンの長さに亘る特定の区域（転換区域）で生じると考えられる。転換区域は、ガラスがそのガラス転移温度範囲（ＧＴＴＲ）を通過しているリボンの部分にある。より詳しくは、その区域は一般に、ＧＴＴＲの低温度端部の近くにある。第１の近似として、リボンは、転換区域において、応力が急激に解放される粘弾性材料であるかまたはちょうどその材料であったので、実質的に応力がない。

それゆえ、概要で、連続ガラスリボンを利用するガラス基板の製造プロセスは、ある実質的に長い範囲の応力のない状態（転換区域の状態）から、別の実質的に長い範囲の応力のない状態（室温での切断された基板の状態）に進行するものと見ることができる。この室温での実質的に長い範囲の応力のない状態は、曲がりにより応力を解放できるガラスの薄さの結果である。

上述したように、本発明は、ＧＴＴＲと室温との間で行われる冷却から生じ得る曲がりのタイプの特定の例、すなわち、Ｓ字反りに関する。このタイプの曲がりは、フュージョン法またはフロート法などの、様々な連続リボン成形プロセスにおいて問題となり得る。低応力および／または低反りの製品をうまく製造するために、Ｓ字反りを、低レベルに減少させるかまたはなくす必要がある。

キセノンランプなどの高輝度点光源ランプを使用することにより、Ｓ字反りは容易に検出できる。この技法において、ガラスシートを位置決めし、シートを垂直に保持し、縁を頂部でのＳ字反りについて検査する。ランプからの光は、狭い角度でシートの面から反射される。これにより、ランプの反対に位置するスクリーン上で見ることのできるシートの反射像が生成される。Ｓ字反りの山−谷は、投射像において、大幅に拡大される。

Ｓ字反りは、全シート反り測定を用いても見ることができる。この技法において、シートを平らなテーブル上に水平に据え置き、平らなテーブルからのシートの隆起を測定する装置を用いて、シートの表面に亘り読取りを行う。図１は、Ｓ字反りを有するガラスシートの代表的な全シート反りデータをプロットしたものである。

本発明によれば、Ｓ字反りの源を発見し、ガラス基板におけるこの欠陥を効果的に低減するまたはなくす方法を開発した。特に、Ｓ字反りの原因は、リボンがＧＴＴＲを通過するときのリボンのＳ字反り部分に亘る過剰に大きい温度差にあると判断した。

Ｓ字反りの起源は、フュージョン・ダウンドロータイプのガラス引き抜き法への本発明の適用を示した図３を参照すると、理解できる。図３に示されるように、一般的なフュージョン装置は、キャビティ３９内に溶融ガラス（図示せず）を受け取る成形構造体（アイソパイプ）３７を備えている。アイソパイプの根元は４１で示され、ガラスのリボン１５は、その根元を去った後、エッジローラ２７ａ，２７ｂを横切る。アイソパイプ３７の基部４１は、アイソパイプ３７の両外側からの溶融ガラス同士が結合する場所を称する。フュージョン装置は当該技術分野において公知であるので、実施の形態の説明を分かりにくくしないように、詳細は省く。しかしながら、他のタイプのガラス製造装置（例えば、フロート装置）を本発明に関して用いてもよいことに留意されたい。そのような装置は、ガラス製造において当業者の範囲内である。

フュージョンタイプまたは他のタイプのガラス製造装置において、ガラスシート（ガラスリボン）がその装置のドロー部分を下方に移動するときに、そのシートは、物理的寸法だけでなく、分子レベルでも、複雑な構造変化を経る。例えば、アイソパイプの根元での柔軟な約５０ミリメートル厚の液体形態から、約０．５ミリメートル厚の剛性ガラスシートへの変化が、機械的要件と化学的要件を繊細に釣り合わせて、液体から固体状態への転換を完了する注意深く選択された温度場により行われる。決して完全ではない温度勾配により、シートの平面からの逸脱、具体的には、Ｓ字反りが生じる。

実例として、実施の形態のガラスは、約０．１から２０ｍｍ程度の厚さを持つ平らなガラスである。このガラスは、基板のサイズに応じて、約１５０マイクロメートルから約２５０マイクロメートル程度の、基板の長さに沿った平坦度を有することが有益である。このガラスは、上述したディスプレイを含むガラスディスプレイ、または平らで実質的に波のないガラス表面が有益な他の用途に使用してよい。代表例として、そのガラスは、コーニング社(Corning Incorporated)のコード１７３７またはコードＥａｇｌｅ２０００ガラス、もしくは他の製造業者により製造されたディスプレイ用途のためのガラスであってよい。

上述し、図３に示したように、エッジローラ２７ａ，２７ｂは、ガラスのＧＴＴＲに相当する位置より高い位置（すなわち、図３の領域３１より上の位置）でガラスリボン１５と接触する。エッジローラの温度はリボンの温度未満であり、例えば、エッジローラは水冷または空冷されている。このより低い温度の結果として、エッジローラは、ガラスリボンの温度を局所的に減少させる。この冷却は、リボンの細り(attenuation)を減少させる重要な機能を果たす。すなわち、局所的な冷却は、引き抜き中（例えば、図３の牽引ロール２９の作用により）に生じるリボンの幅の減少を制御するのに役立つ。したがって、リボンの縁に近い少なくともある程度の局所的冷却が、ガラスシート、特に、幅広のガラスシートを経済的に製造するのに要求される。

しかしながら、本発明によれば、ガラスリボンのこの局所冷却により、ガラスリボンから切断されたガラスシートにＳ字反りが生じ得ると判断された。具体的に、ＬＣＤディスプレイ用途のための現在標準であるガラスシート（例えば、コーニング社のコードＥａｇｌｅ２０００ガラス）について、実験研究によって、Ｓ字反りが、リボンの中央に対してリボンの縁に近いより冷たい温度から生じると判断された。

Ｓ字反りの形成の背景にある物理的過程は、以下の思考実験によりさらに理解できる。

温度（ＲＴ）で、０．８メートル幅の中央片およびそれぞれ０．１メートル幅の２つの縁片の、長さが１メートルである薄いガラスシート（例えば、０．７ｍｍ厚）の３つの小片を考える。これらの小片は全て、平らでありかつ応力がない。ここで、これらの小片の内の１つが加熱された場合、熱膨張係数（これを３．３３ｐｐｍ／℃とする）にしたがって、長さが増加する。例えば、中心片がＲＴからＲＴ＋３０℃まで加熱されると、この小片は、１．０００１００メートルまで長さが増加する。

次に、この小片の幅と長さを物理的に切り落として、０．８メートル×１．０メートルの元の寸法に戻すことを考える。次に、２つの端部片を、切り落とした中央片に取り付けて、１メートル幅のシートを形成することを想像する。ここで、中央片をＲＴに戻すことを考える。中央片は、端部片に取り付けられているので、自由には収縮できない。その代わりに、その中央片は、面内引張応力を生じ、釣り合いをとる圧縮応力が端部片に生じるであろう。

十分な応力が生成されたときに、シートを平面からわずかに曲げられる小さな一時的脈動（例えば、音波）を考えると、シート、特に圧縮応力下にある端部片は、曲がって応力を解放する。この思考実験により生成される曲げパターンは、ガラス基板がＳ字反りを有する場合に見られるものと同じ一般形状を有する（図１参照）。

別の見方をすると、室温で、端部片は中央片よりも長い。何故ならば、端部片は、より冷たくなり始めており、したがって、それほど収縮していないからである。しかし、中央片および端部片は一緒に取り付けられており、よって、端部片は、このより長い長さを保持するために、曲がら（Ｓ字形状）ざるを得ない。

ここで、これをシート成形プロセスの場合に戻す。リボン成形プロセスにおいて、重要な温度範囲、すなわち、ＧＴＴＲおよび特に、ＧＴＴＲの低温度部分を通して、端部片が中央領域よりも３０℃冷たく、シートが平らであるとする。この条件により、基本的に、所謂「氷で閉じ込めた(frozen-in)」３０度の温度差を持つシートが生じる。３０℃の勾配が維持される限り、シートは平らなままである。これらのシートが最終的に均一な温度、例えば、室温になると、思考実験の場合におけるように、Ｓ字反りが発生する。

現実には、物理的過程はもっと複雑である。ガラスシートの熱膨張係数は温度により異なる。実際に、その熱膨張係数は、室温の場合に対してＧＴＴＲのある部分では、２倍から３倍高い。よって、ＧＴＴＲにおける３０℃の温度差は、思考実験と１：１対応しない。また、シートは、成形プロセスにおいて、必ずしも平らではない。この形状が、Ｓ字反りに加わり、それと相互作用し得る。また、ＧＴＴＲ領域を通して、シートに亘る冷却速度が異なり、ガラスの性質、並びに応力と形状に影響があり得ると、ガラスにおける差のある構造緩和が生じ得る。

上述した追加の物理的過程と追加された複雑性にもかかわらず、実験により、Ｓ字反りが、上述した思考実験において記載したモデルに矛盾しない様式で反応することが示された。さらに、Ｓ字反りは、このモデルをガイドラインとして用いて、効果的に制御できる。

Ｓ字反りを制御する方法の１つは、重要な温度範囲にあるリボンに亘るシート温度を測定し、その重要温度範囲において、ガラスシートの縁が中央よりも著しくは冷却されないことを確実にするように加熱と冷却を調節することである（７ｍｍ厚、１．５メートル幅、１．５メートル長のコードＥａｇｌｅ２０００ガラスにおいてＳ字反りを生じさせるのに、４０℃冷たい縁が十分であり得る）。

第２の方法は、製品におけるＳ字反りを測定し、次いで、Ｓ字反りが存在する場合、縁をより熱くするおよび／または中央をより冷たくするような様式でプロセスにおける加熱と冷却を調節することである。この第２の方法は、所望であれば、リボンの温度測定を行わずに実施できる。例えば、重要な温度範囲においてより熱い縁および／またはより冷たい中央が生じるように予測される様式で、加熱および冷却を反復して調節し、各反復毎に、製品中のＳ字反りを測定できる。この反復プロセスは、Ｓ字反りが十分に減少したまたはなくなったことが見られたときに完了する。Ｓ字反りを減少させるまたはなくす第１と第２の方法を組み合わせて使用することが好ましい。

ガラスのＧＴＴＲにおける温度プロファイルは、対流および熱の未支援放射を用いて実現できるよりも遅い／速い速度で冷却を可能にする様々な加熱／冷却装置を用いて調節できる。ガラスシート製造の当業者の範囲内の加熱／冷却装置を用いて、所望の温度プロファイルを実現してよい。

Ｓ字反りを減少させるための一般的なガイドラインとして、重要な温度範囲は、ＧＴＴＲ、特に、ＧＴＴＲの低温度部分である。ＬＣＤガラス、具体的には、コーニング社のコードＥａｇｌｅ２０００ＬＣＤガラスに関する代表値として、ＧＴＴＲの上端は一般に、約８５０℃以下であり、ＧＴＴＲの下端は一般に、約６５０℃以上である。例えば、ＧＴＴＲの下端は、約７００℃以上であって差し支えない。ＧＴＴＲの低温度部分について、その上端は一般に、約７８０℃以下であり、その下端は約７２０℃以上であり、例えば、ＧＴＴＲの低温度部分の下端は、約７６０℃以上であって差し支えない。

どのような様式にも制限することを意図するものではないが、本発明は、以下の実施例によってより十分に説明される。

Ｓ字反りの低減
図４は、低レベルのＳ字反りを持つガラス基板を製造することが分かっているコーニング社のコードＥａｇｌｅ２０００ガラスについてのガラス転移温度範囲（ＧＴＴＲ）における温度プロファイルを示している。より詳しくは、図４の温度プロファイルは、ＧＴＴＲの少なくとも低温度部分に用いられる。

この図は、Ｓ字反りを低減させるために用いられる温度プロファイルおよび対応するリボンの厚さの両方を示している。リボンのビード部分およびＳ字反り部分の位置も、この図に示されている。

この図から分かるように、Ｓ字反り部分に亘る温度差は、それぞれ４０℃未満である。実際に、リボンのＳ字反り部分に亘る温度をこのレベル以下に維持すると、低レベル、例えば、２５０マイクロメートル以下のレベルのＳ字反りとなることが分かり、一方で、それでも、幅広いガラスリボン、例えば、図４において２，２５０ミリメートルの全幅を有するリボンを引き伸ばせるように、エッジローラでリボンを十分に冷却することができる。

本発明の特定の実施の形態を記載し、説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに変更を行えることを理解すべきである。例えば、本発明は、主にフュージョン・ダウンドロー法に関して先に論じてきたが、エッジローラが、ガラスリボンの縁を冷却し、それゆえ、１つ以上の牽引ローラによる引き抜きから生じるリボンの細りを制限するために用いられるフロート法にも等しく適用できる。

本発明の範囲および精神から逸脱しない様々な他の改変が、ここの開示から当業者には明らかである。添付の特許請求の範囲は、ここに述べた特定の実施の形態並びにそのような改変、変更、および同等物を包含することが意図されている。

Ｓ字反りを示す概略図 個々のガラスシートがそこから切断される、引き抜き法により形成されたガラスリボンを示す概略図 本発明の実施の形態によるフュージョン・ガラス製造装置の概略図 本発明にしたがってＳ字反りを減少させるまたはなくすために使用できる代表的な温度プロファイルを示すプロット

１３ ガラスシート（ガラス基板）
１５ ガラスリボン
１７ リボンの中心線
１９ａ，ｂ リボンの縁
２１ａ，ｂ リボンのビード部分
２３ａ，ｂ ビード部分の内側縁
２５１，ｂ リボンのＳ字反り部分
２７ａ，ｂ エッジローラ
２９ 牽引ロール
３１ ＧＴＴＲに相当するリボンの領域
３３ ＧＴＴＲのより低い温度部分
３５ 罫書き線
３７ アイソパイプ、すなわち、フュージョン・ダウンドロー法に用いられる成形構造体
３９ 溶融ガラスを受け取るためのアイソパイプのキャビティ
４１ アイソパイプの根元

Claims (10)

1. ガラスのシートを製造する方法であって、
   （Ａ） 引き抜き法を用いてガラスリボンを製造する工程であって、該リボンが、
   (i) 中心線、
   (ii) 第１の縁、
   (iii) 第２の縁、
   (iv) 前記第１の縁で始まり、前記中心線に向かって内側に延在する第１のビード部分であって、内側縁および幅Ｗ_B1を有する第１のビード部分、
   (v) 前記第２の縁で始まり、前記中心線に向かって内側に延在する第２のビード部分であって、内側縁および幅Ｗ_B2を有する第２のビード部分、
   (vi) 前記第１のビード部分の内側縁で始まり、前記中心線に向かって内側に延在する第１のＳ字反り部分、および
   (vii) 前記第２のビード部分の内側縁で始まり、前記中心線に向かって内側に延在する第２のＳ字反り部分、
   を有し、前記第１と第２のＳ字反り部分の各々が、（Ｗ_B1＋Ｗ_B2）／２と等しい幅Ｗ_Sを有する、ガラスリボンを製造する工程、
   （Ｂ） 前記ガラスリボンからシートを切断する工程、および
   （Ｃ） 前記シートから前記第１と第２のビード部分を切り落とす工程、
   を有してなり、
   (i) 前記ガラスが、該ガラスが実質的に粘弾性材料から実質的に弾性材料への転換を経るガラス転移温度範囲（ＧＴＴＲ）を有し、
   (ii) 工程（Ａ）において、前記リボンを、ＧＴＴＲより高い温度からＧＴＴＲ未満の温度まで冷却し、
   (iii) 前記リボンの中心線がＧＴＴＲより高い温度にある位置で、該リボンの前記第１と第２のビード部分を、それぞれ、第１と第２のエッジローラに接触せしめ、
   (iv) 前記エッジローラの前記リボンとの接触により、前記ガラスの温度を局部的に下げ、
   (v) 前記リボンの中心線がＧＴＴＲ内の温度にある少なくとも１つの位置で、該リボンの前記第１と第２のビード部分および／または前記第１と第２のＳ字反り部分を加熱し、および／または該リボンの中央部分を冷却して、前記Ｓ字反り部分の幅Ｗ_Sに亘る温度差を減少させ、それによって、前記シートのＳ字反りの発生を減少させる、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記加熱および／または冷却により、前記Ｓ字反り部分の幅に亘る温度差を４０℃未満に減少させることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記ＧＴＴＲの上端が８５０℃以下であり、該ＧＴＴＲの下端が６５０℃以上であることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記加熱および／または冷却を実質的に前記ＧＴＴＲの間中ずっと行う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. (i)前記ＧＴＴＲが、上端が７８０℃以下であり、下端が７２０℃以上である低温度部分を有し、(ii)前記加熱および／または冷却が行われる前記少なくとも１つの位置が、前記ＧＴＴＲの前記低温度部分内の位置を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. (i)前記ＧＴＴＲが、上端が７８０℃以下であり、下端が７６０℃以上である低温度部分を有し、(ii)前記加熱および／または冷却が行われる前記少なくとも１つの位置が、前記ＧＴＴＲの前記低温度部分内の位置を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 前記加熱および／または冷却により、前記Ｓ字反り部分の幅に亘る温度差を４０℃未満に減少させることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記Ｓ字反り部分の幅に亘る温度差を、主として前記第１と第２のビード部分および前記第１と第２のＳ字反り部分を加熱することによって減少させることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 前記エッジローラを空冷することを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の方法。
10. 前記シートが、２５０マイクロメートル未満のＳ字反りの公称レベルを有することを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の方法。

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