JP6338642B2 - ハンドリングタブを連続的なガラスリボンに貼り付ける方法および装置 - Google Patents

ハンドリングタブを連続的なガラスリボンに貼り付ける方法および装置 Download PDF

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Description

本明細書は、一般にガラス基板の製造に関し、より具体的には、ガラス基板の縁部にハンドリングタブを貼り付ける方法および装置に関する。
薄型ガラス基板は、いわゆる「電子ペーパー」やタッチセンサを含む、様々な用途で使用することができる。こういった基板用のガラスは極薄くなり得、典型的には約0.3mm未満である。基板の処理は個々のガラスシートベースで行ってもよいし、または最も効率的には、基板を長いガラスリボンの状態でロール上に巻回して搬送し、処理を行うこともある。この方法は、リボンを1つのロールから解除するステップ、この解除された部分を処理するステップ、さらにその後リボンを巻取りロール上に巻回するステップを含む。
いわゆる「ロール・トゥ・ロール」プロセスの1つの欠点は、薄いガラスリボンの脆弱性であり、すなわち扱う際にリボンに機械的に接触すると、引っ掻き傷、欠け、さらに最悪の場合の破壊を含む、損傷に繋がる可能性がある。必要とされているのは、ガラス基板がシート状であってもリボン状であってもガラスに損傷を与えることなくガラス基板を扱うことができるようにガラス基板の縁部にハンドリングタブを貼り付けるものに関する、代替の方法および装置である。
本書において説明する実施形態は、ハンドリング中のガラス基板への損傷を緩和するために、ハンドリングタブをガラス基板に貼り付ける方法に関する。さらにハンドリングタブは、ガラス基板が搬送中に万が一縁部から縁部まで破壊された場合に、このガラス基板の一体性を維持させる(すなわちハンドリングタブが、破損した基板を一緒に保持する)。さらに、接着テープリボンをガラス基板上へと折り曲げて、ハンドリング中のガラス基板への損傷を緩和するために使用し得るハンドリングタブを形成する装置が開示される。
一実施の形態によれば、ハンドリング中のガラス基板への損傷を緩和するために、ハンドリングタブを備えたガラス基板を形成する方法が開示される。この方法は、ガラス基板を搬送方向に搬送するステップを含み得る。ガラス基板は、第2主表面に対向した第1主表面を備えている。第1主表面および第2主表面は、第1側面縁部と第2側面縁部との間に延在している。接着テープリボンを、接着テープリボンの接着表面がガラス基板の第1側面縁部から間を空けて配置されかつ接着表面が第1主表面と第2主表面とに実質的に垂直になるように、ガラス基板の第1側面縁部に隣接させて位置付けてもよい。ガラス基板の少なくとも1部が接着テープリボンの第1部分の接着表面と接着テープリボンの第2部分の接着表面との間に位置付けられかつ第1部分と第2部分との間に配置されている接着テープリボンの第3部分の接着表面がガラス基板の第1側面縁部から間を空けて配置されるように、接着テープリボンを折り曲げてもよい。接着テープリボンの第3部分は、ガラス基板の第1側面縁部を超えて延在するハンドリングタブを形成し得る。
別の実施形態において、ハンドリング中のガラス基板への損傷を緩和するために、ハンドリングタブを備えたガラス基板を形成する方法が開示される。この実施形態において、この方法は、ガラス基板を搬送方向に搬送するステップを含み得る。接着テープリボンを、接着テープリボンの接着表面がガラス基板の側面縁部から間を空けて配置されかつ接着表面がガラス基板の第1主表面に実質的に垂直になるように、ガラス基板の側面縁部に隣接させて位置付けてもよい。その後、接着テープリボンおよびガラス基板を折曲げプラウに通して導いて、この折曲げプラウから出たときに、ガラス基板の少なくとも1部が接着テープリボンの第1部分の接着表面と接着テープリボンの第2部分の接着表面との間に位置付けられかつ第1部分と第2部分との間に配置されている接着テープリボンの第3部分が、ガラス基板の縁部を超えて延在するハンドリングタブを形成しているようにしてもよい。その後このガラス基板を第1ピンチローラ対の間に導いて、第1ピンチローラ対が接着テープリボンの第1部分をガラス基板の第1主表面に対してラミネートしかつ接着テープリボンの第2部分をガラス基板の第2主表面に対してラミネートするようにしてもよい。
さらに別の実施形態において、ハンドリング中のガラス基板への損傷を緩和するために、接着テープリボンを折り曲げてガラス基板縁部でのハンドリングタブとする装置が開示される。この装置は、上流端部および下流端部であって、ガラス搬送経路がこの上流端部から下流端部まで搬送方向に延在している、上流端部および下流端部を含み得る。この装置は、ガラス搬送方向に実質的に垂直なスピンドル回転軸を有した巻戻しスピンドルであって、巻回された接着テープリボンを支持している、巻戻しスピンドルをさらに含み得る。この装置はさらに、ガラス搬送経路上に引き込まれたガラス基板上へと接着テープリボンを折り曲げる、折曲げプラウを含み得る。この折曲げプラウは第1ウェッジと第2ウェッジとを含み得、この第1ウェッジおよび第2ウェッジは、第1ウェッジの接触表面と第2ウェッジの接触表面との間にガラス搬送経路が配置されるように位置付けられ得る。この装置は、ガラス搬送経路上に引き込まれたガラス基板に接着テープリボンをラミネートするための、第1ピンチローラ対をさらに備え得る。第1ピンチローラ対は折曲げプラウの下流に位置付けてもよく、さらに第1ピンチローラ対は、ガラス搬送方向に実質的に垂直な回転軸を有している、第1ピンチローラおよび第2ピンチローラを含み得、第1ピンチローラおよび第2ピンチローラは、第1ピンチローラと第2ピンチローラとの間にガラス搬送経路が配置されるように位置付けることができる。
本発明のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中に明記され、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、さらに添付の図面を含め、本書において説明された実施形態を実施することにより認識されるであろう。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、種々の実施形態を説明したものであること、そして請求される主題の本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よう意図されているものであることを理解されたい。添付の図面は、種々の実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、また本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は本書において説明する種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、請求される主題の原理および動作の説明に役立つ。
本書において図示および説明する1以上の実施形態により接着テープリボンをガラス基板に貼り付けてハンドリングタブを形成するときのガラス基板の部分断面および接着テープリボンの断面を概略的に描いた図 本書において図示および説明する1以上の実施形態により接着テープリボンをガラス基板に貼り付けてハンドリングタブを形成するときのガラス基板の部分断面および接着テープリボンの断面を概略的に描いた図 本書において図示および説明する1以上の実施形態により接着テープリボンをガラス基板に貼り付けてハンドリングタブを形成するときのガラス基板の部分断面および接着テープリボンの断面を概略的に描いた図 本書において図示および説明する1以上の実施形態により接着テープリボンをガラス基板に貼り付けてハンドリングタブを形成するときのガラス基板の部分断面および接着テープリボンの断面を概略的に描いた図 本書において図示および説明する1以上の実施形態によりガラス基板に貼り付けてハンドリングタブを形成する接着テープリボンの、長さの一部を概略的に描いた図 本書において図示および説明する1以上の実施形態により接着テープリボンを折り曲げてガラス基板縁部でのハンドリングタブとする装置を概略的に描いた図 図6の装置の部分斜視図を概略的に描いた図 図6の装置の部分上面図を概略的に描いた図 図6の装置を使用して接着テープリボンをガラス基板に貼り付け、ハンドリングタブを形成するときの、この装置の断面を概略的に描いた図 図6の装置を使用して接着テープリボンをガラス基板に貼り付け、ハンドリングタブを形成するときの、この装置の断面を概略的に描いた図 図6の装置を使用して接着テープリボンをガラス基板に貼り付け、ハンドリングタブを形成するときの、この装置の断面を概略的に描いた図 溶融ガラスからガラス基板を成形しかつ接着テープリボンをガラス基板の縁部に貼り付けてハンドリングタブを形成する装置を概略的に描いた図
ここで、ガラス基板を損傷せずに取り扱うことができるように、ガラス基板の縁部にハンドリングタブを形成する方法および装置の実施形態を詳細に参照する。図1〜4は、ガラス基板の縁部上へと接着テープリボンを折り曲げてハンドリングタブを形成する方法の一実施の形態を概略的に描いたものである。この方法は、一般に、接着テープリボンを、接着テープリボンの接着表面がガラス基板の第1側面縁部から間を空けて配置されかつ接着表面が第1表面と第2表面とに実質的に垂直(例えば、90°±5°)になるように、ガラス基板の側面縁部に隣接させて位置付けるステップを含む。その後、ガラス基板の少なくとも1部が接着テープリボンの第1部分の接着表面と接着テープリボンの第2部分の接着表面との間に位置付けられ、かつ接着テープリボンの第3部分がガラス基板の第1側面縁部を超えて延在するハンドリングタブを形成するように、接着テープリボンが折り曲げられる。ハンドリングタブを形成する方法の他、ガラス基板の縁部にハンドリングタブを形成する装置を、添付の図面を特に参照してここでより詳細に説明する。
ガラスは、脆性材料であり、柔軟性がなく、さらに引っ掻き傷、欠け、および破壊が生じ易いものとして知られているが、断面の薄いガラスは実際には極めて柔軟なものとなり得る。髪の毛のように細い光ファイバのストランドの柔軟性を考えれば分かるであろう。同様に、薄いシートまたはリボンの状態のガラスは、紙やプラスチックフィルムと略同じように、スプールに巻回したりこれから解いたりすることができる。しかし、ガラスは柔軟に作製することができるにも拘わらず、その脆弱な特性は保たれ、接触することにより損傷する可能性がある。特定の用途、特に目に見える欠陥が妨げになり得る用途(例えば、ディスプレイ用途)では、ささいな一見表面的な欠陥であっても許容することはできない。高い機械的強度が必要な他の用途では、1μm未満の欠陥であっても、そのガラス物品の機械的信頼性を制限する可能性がある。すなわち、製造プロセスにおけるシートのハンドリング、例えば薄膜デバイスのシート上への堆積は、損害や高コストの要因になり得る。
ガラス基板は個々のシートベースで処理してもよいが、より効率的な方法は、スプール上に巻回されているかなりの長さのガラス基板から始めるものである。ガラス基板(この場合は「連続的な」ガラス基板)は、スプールから解かれ、処理され、その後第2スプールに再び巻回され得る。これに関連して、「処理」されるという用語は、ガラスの成形に続く任意のステップを含み得、例えば限定するものではないが、分割、研削、研磨、洗浄、または追加の層および/または部品(例えば、電気/電子部品またはその一部)をガラス上に堆積するものが挙げられる。ただし、いくつかの事例において、ガラスリボンを処理設備に通して移送する際には、リボンの正確な位置付けが必要になり得る。例えば、薄膜デバイス(例えば、トランジスタ、エレクトロルミネッセント層など)をガラス基板上に形成する際には、リボンを複数のステーション間で位置付ける、すなわち割り出しをする必要があり得、かつステーションからステーションへと厳格に位置決めすることが必要になり得る。厚さ0.3mm未満、または0.1mm未満、さらには0.05mm未満のガラス基板でこのような搬送を行うことは十分に困難である。一旦デバイスが形成されると、ガラスリボンや、あるいはリボンの片面または両面に形成されたデバイスを損傷することなく、恐らく続く製造プロセスでの後の利用のために、リボンを積み重ねたりあるいは再び巻回したりするという課題が存在する。上記課題は、ガラス基板の1以上の縁部にハンドリングタブを形成することによって軽減することができる。
図1〜4を参照すると、ガラス基板190の縁部にハンドリングタブ174を貼り付ける1つの方法が概略的に描かれている。本書において図示および説明する実施形態において、ガラス基板190(図1〜4の部分断面図に示されている)は、第2主表面194に対向した第1主表面192を含んでいる。これらの表面は、第1側面縁部196と第2側面縁部(図1〜4では図示されていない)との間に延在している。本書において説明する実施形態において、ガラス基板190の厚さTは一般に0.5mm未満である。いくつかの実施形態において、ガラス基板190の厚さTは、0.3mm未満、または0.1mm未満、さらには0.05mm未満であってもよい。本書において説明する実施形態において、ガラス基板190は連続的なものであり、例えば、ガラス基板190が非常に長いガラスウェブを保持している保管スプールから解かれるガラスウェブである場合、あるいはガラス基板を溶融ガラスのバッチから連続的に引き出すことができる場合などがある。さらに別の代替において、ガラス基板190は、ガラスウェブから区分された個々のガラス基板など、個別のガラス基板でもよい。
ハンドリングタブ174は、図5に示したような、また図1〜4で断面を示したような、接着テープリボン160から形成される。この接着テープリボンは、シリコーン、ポリイミド、または別の同様の材料などの、高分子材料から形成してもよい。一般に、接着テープリボンを形成する材料は、接着テープリボンをガラス基板に貼り付けてハンドリングタブが形成された後にガラス基板が受けるであろう処理工程に適合するように選択される。
接着テープリボン160は一般に、接着テープリボン160をガラス基板に接合するのに適している接着剤を有した接着表面168を有している。いくつかの実施形態において、接着テープリボン160は、接着テープリボン160の軸の長さに沿って延在している目打ち170を備えて形成され得る。目打ち170は、接着テープリボンを既定の折り目(すなわち、目打ち170により画成される折り目)で折り曲げるのを助ける。いくつかの実施形態において、目打ち170は接着テープリボン160の縁部間の中心に設けられ、かつ概して接着テープリボンの軸の長さ全体に沿って延在している。しかしながら、目打ち170は、その用途の具体的な要件に応じて接着テープリボン160の縁部間の他の位置に形成され得ることを理解されたい。
接着テープリボン160は他の特徴を随意的に含み得る。例えば、図5に描いた接着テープリボン160の実施形態において、接着テープリボン160は複数の開口171を含み、これらの開口171は接着テープリボン160が目打ち170に沿って折り曲げられたときに、対向する開口が互いに位置合わせされるようにリボンの中心に関して対称に形成されている。接着テープリボン160内の開口のサイズおよび位置は、スプロケットの対応するピンまたは歯と係合してガラスに接触せずにガラス基板190を搬送可能にするようなものとすることができる。さらに接着テープリボン160は、線分などマーキング用のしるし(図示なし)を含んでもよく、これを使用して、接着テープリボンが取り付けられたガラス基板の長さを機械的または光学的に決定することができる。
いくつかの実施形態において、接着テープリボンは、リボンの強度を増加させるための強化部材を含んでもよい。例えば予め形成されたテープは、その被覆材料にさらなる強度を提供する、ガラスまたは高分子繊維(ケブラー(Kevlar)(登録商標)繊維)を含み得る。
一実施の形態において、接着テープリボンは、総厚さが好適には約50μmから100μmの範囲内(例えば、63.5μm)である、アクリル接着剤を有するカプトン(Kapton)(登録商標)テープである。カプトンテープは、300℃もの高温でのガラス基板の処理を助ける。
再び図1〜4を参照すると、最初に接着テープリボン160を、接着表面168がガラス基板190の縁部196に向きかつガラス基板190の縁部196から距離Sだけ間を空けて配置されるように、ガラス基板190の第1側面縁部196に隣接させて位置付けることによって、ハンドリングタブ174はガラス基板190の第1側面縁部196に形成される。距離Sは、接着テープリボン160の幅Wと、得られるハンドリングタブ174の所望の幅J(図4に図示)に基づいて選択される。この配向の接着テープリボン160では、接着表面168はガラス基板190の第1主表面192と第2主表面194とに対して実質的に垂直(例えば、90°±5°)である。図1に示した実施形態において、目打ち170は、厚さTの方向におけるガラス基板190の中心と略位置合わせされている。しかしながら、ガラス基板190に対する目打ち170の位置付けは、ハンドリングタブ174の所望の構成を達成するよう調整し得ることを理解されたい。
ここで図2および3を参照すると、接着テープリボン160は、ガラス基板190の少なくとも1部が接着テープリボン160の第1部分162の接着表面と接着テープリボン160の第2部分164の接着表面との間に位置付けられるように、目打ち170に関して徐々に折り曲げられている。この折曲げ動作の間、第1部分162と第2部分164との間に位置している接着テープリボンの第3部分166は、ガラス基板190の第1側面縁部196から間を空けて配置されたままである。
この折曲げ動作は、図4に示したように接着テープリボン160の第1部分162の接着表面168がガラス基板190の第1主表面192に接触して接着接合され、かつ接着テープリボン160の第2部分164がガラス基板190の第2主表面194に接触して接着接合されるまで続けられる。折り曲げられると、接着テープリボン160の第3部分166は、ガラス基板190の第1側面縁部196を超えて延在するハンドリングタブ174を形成する。具体的には、第1側面縁部196からのハンドリングタブ174の幅Jは、上述したように、接着テープリボン160とガラス基板190の第1側面縁部196との間の最初の分離距離Sによって決定される。一実施の形態において、折曲げ後、接着テープリボン160の第3部分166の接着表面は、図4に描かれているようにガラス基板190の第1側面縁部196と接触していない。しかしながら、他の実施形態(図示なし)では、接着テープリボン160の第3部分166の接着表面は、ガラス基板190の第1側面縁部196と接触する。
一実施の形態では、ハンドリングタブ174がガラス基板190に形成された後、接着テープリボン160の第1部分162をガラス基板の第1主表面192に対してラミネートし、また第2部分164をガラス基板190の第2主表面194に対してラミネートする。このラミネートプロセスは、接着テープリボン160とガラス基板190との間に形成された任意の皺または気泡を取り除くために、そして接着テープリボン160の接着剤をガラス基板190の主表面に対して堅く接合させるために、ローラまたは類似のデバイスを用いるなどして接着テープリボン160をガラス基板190の主表面に対して押圧することにより行われる。一実施の形態において接着テープリボン160の第1部分162および第2部分164は、本書においてより詳細に説明するが、一対の対向するピンチローラで同時にラミネートされる。上記のように、ガラス基板190は脆弱でありかつ損傷を受けやすいものであり得る。従って、接着テープリボン160をガラス基板190に対してラミネートするために使用されるローラを、ローラの接触表面を軟質としかつピンチローラ間でのガラス基板の衝撃を和らげるように、軟質材料で被覆してもよい。
別の実施形態では、ハンドリングタブ174がガラス基板190に形成された後、ハンドリングタブ1742を圧迫してハンドリングタブ174をラミネートする。ハンドリングタブ174は、ハンドリングタブ174内に形成された任意の皺または気泡を取り除きかつ接着テープリボン160の接着表面を共に押し付ける、一対の対向するピンチローラ間で圧迫してもよい。
ここで図6〜8を参照すると、上で説明した方法を利用してガラス基板190の縁部196にハンドリングタブを形成する折曲げ装置100が概略的に描かれている。折曲げ装置100は、ガラス搬送経路が折曲げ装置100を通って上流端部132から下流端部134まで延びている状態で、上流端部132と下流端部134との間に延在している。ガラス基板190は、上流端部132から折曲げ装置100に入り、折曲げ装置100を用いてハンドリングタブ174が貼り付けられるときにはガラス搬送経路上で折曲げ装置100内を搬送方向136に引き込まれ、さらに下流端部134から折曲げ装置100を出て行く。
折曲げ装置100は、概して、巻戻しスピンドル104、折曲げプラウ116、および第1ピンチローラ対112を備えている。図6に示した折曲げ装置100の実施形態において、巻戻しスピンドル104、折曲げプラウ116、および第1ピンチローラ対112は、ベースフレーム102に据え付けられている。一実施の形態において、ベースフレーム102は、折曲げ装置100の再配置を助けることができる。例えばベースフレーム102は、折曲げ装置100を異なる位置および/または配向に動かすことができるように、複数のキャスタ138を含んでもよい。しかしながら他の実施形態(図示なし)では、折曲げ装置100の1以上の種々の構成要素(例えば、巻戻しスピンドル104、折曲げプラウ116など)を、異なる支持フレームに据え付けてもよいことを理解されたい。
さらに図6〜8を参照すると、図6に示した折曲げ装置100の実施形態において、巻戻しスピンドル104はガラス搬送経路に隣接して据え付けられ、かつ、スピンドル回転軸140がガラス搬送方向136に実質的に垂直(例えば、90°±5°)になるように、さらにガラス基板190が折曲げプラウ116を通過するときにガラス基板190の第1主表面192にスピンドル回転軸140が実質的に垂直(例えば、90°±5°)になるように、巻戻しスピンドル104は配向される。巻戻しスピンドルは、巻戻しスピンドル104から解かれてガラス基板190に貼り付けられ得る、巻回された接着テープリボンのスプール108を支持する。
図6〜8に描かれている折曲げ装置100の実施形態において、折曲げ装置100は、収集スプール110を支持する収集スピンドル106をさらに備えている。収集スピンドル106は、ガラス搬送経路に隣接して据え付けられ、かつスピンドル回転軸141が巻戻しスピンドル104の回転軸140に実質的に平行(例えば、0°±5°)になるように配向される。収集スピンドル106は、接着テープリボンが巻戻しスピンドル104から解かれるときに接着テープリボン160から取り外された裏打ち材がガラス基板190ともつれることのないようにこの裏打ち材を巻回することができる、収集スプール110を支持している。
図6〜8は折曲げ装置100を、収集スピンドル106を備えているものとして描いているが、この構成要素は随意的なものであること、さらに折曲げ装置100でガラス基板190に貼り付けられる接着テープリボン160が裏当て材を含んでいないときなど、他の実施形態(図示なし)では折曲げ装置100は収集スピンドル106なしで形成されることを理解されたい。
ここで図6〜8および9Aを参照すると、本書において説明する実施形態において、折曲げプラウ116はベースフレーム102上に据え付けられている。折曲げプラウ116は概して、第1ウェッジ128と第2ウェッジ130とを備えている。第1ウェッジ128および第2ウェッジ130は、折曲げプラウ116によってガラス基板190上へと折り曲げられる接着テープリボンが第1ウェッジ128および/または第2ウェッジ130に対して動かなくなることのないよう、接着テープリボンに対する摩擦係数が低い材料から形成されている。第1ウェッジおよび第2ウェッジを形成し得る適切な材料は、剛性が高くかつ接着テープリボンに対する摩擦係数が低い材料を含む。例えば一実施の形態において、第1ウェッジおよび第2ウェッジは、デュポン社(DuPont)により製造されたデルリン(Delrin)(登録商標)熱可塑性プラスチックから形成される。
図9Aを参照すると、第1ウェッジ128は第1接触表面124を備えて形成され、かつ第2ウェッジ130は第2接触表面126を備えて形成されている。第1ウェッジ128および第2ウェッジ130は、第1接触表面124と第2接触表面126との間の空間が搬送方向136に先細になるように配向されている。第1ウェッジ128および第2ウェッジ130はさらに、ガラス搬送経路が第1接触表面124と第2接触表面126との間を通過するように配向されている。より具体的には、第1ウェッジ128および第2ウェッジ130は、ガラス基板190がガラス搬送経路上で搬送方向136に引き込まれるときに、ガラス基板190の第1主表面192が第1接触表面124に対向しかつガラス基板190の第2主表面194が第2接触表面126に対向するように配向される。
一般に、折曲げプラウ116の出口端部での第1接触表面124と第2接触表面126との間の空間は、テープをその第1主表面および第2主表面に接着して備えているガラス基板が第1ウェッジ128および第2ウェッジ130間で動かなくなることなく通過できるように、ガラス基板の厚さとテープの2倍の厚さとの合計よりも若干大きい。
再び図6〜8および9Aを参照すると、第1ピンチローラ対112は折曲げプラウ116の下流に位置付けられている。第1ピンチローラ対112は第1ピンチローラ112aおよび第2ピンチローラ112bを含み、これらのピンチローラはその回転軸がガラス搬送方向に実質的に垂直(例えば、90°±5°)かつガラス基板190の第1主表面192および第2主表面194に平行になるように、互いに対向して配向されている。ガラス搬送経路およびガラス基板190は、ピンチローラ112aおよび112bの間に配置される。より具体的には、第1ピンチローラ112aおよび第2ピンチローラ112bは、ガラス基板190がガラス搬送経路上で搬送方向136に引き込まれるときに、図9Aおよび9Bに示したようにガラス基板190の第1主表面192上に折り曲げられた接着テープリボンに第1ピンチローラ112aが接触しかつガラス基板190の第2主表面194上に折り曲げられた接着テープリボンに第2ピンチローラ112bが接触し、したがってガラス基板190の少なくとも1部が第1ピンチローラ112aと第2ピンチローラ112bとの間に配置されるように配向される。空気圧シリンダ180が第1ピンチローラ112aに一定の付勢力を加え、それによりガラス基板190および接着テープリボン160は、第1ピンチローラ112aと第2ピンチローラ112bとの間で影響を受ける。
本書において説明する実施形態において、第1ピンチローラ112aおよび第2ピンチローラ112bの接触表面は、第1ピンチローラ112aおよび/または第2ピンチローラ112bがガラス基板190の表面を損傷しないよう、ゴムまたは別の類似の材料などの軟質材料の層122で被覆されている。例えば一実施の形態において、軟質表面122は、この軟質材料が接着テープリボンをガラス基板190の表面上にラミネートするのに十分な堅さとガラス基板の損傷を防ぐのに十分な弾力性とを有するように、ショアAスケールでデュロメータ25を有するものでもよい(ASTM標準D2240で測定)。
再び図6〜8および9Aを参照すると、本書において説明されるいくつかの実施形態において、折曲げ装置は、第1ピンチローラ対112の下流に位置付けられた第2ピンチローラ対114をさらに含んでいる。第2ピンチローラ対114は第3ピンチローラ114aおよび第4ピンチローラ114bを含み、これらのピンチローラはその回転軸がガラス搬送方向に実質的に垂直(例えば、90°±5°)かつガラス基板190の第1主表面192および第2主表面194に平行になるように、互いに対向して配向されている。ガラス搬送経路およびガラス基板190は、ピンチローラ114aおよび114bの間に配置される。ガラス基板190がガラス搬送経路上で搬送方向136に引き込まれるとき、(図9Cに描かれているように)ハンドリングタブ174のみが第3ピンチローラ114aと第4ピンチローラ114bとの間で影響を受け、ガラス基板190は第3ピンチローラ114aと第4ピンチローラ114bとの間で影響を受けることのないよう、第2ピンチローラ対114は第1ピンチローラ対112から軸方向(すなわち、図8のx方向)に位置ずれしている。ガラス基板190は第3ピンチローラ114aと第4ピンチローラ114bとの間で影響を受けないため、第3ピンチローラ114aおよび第4ピンチローラ114bは軟質被覆を有していない。さらに、折曲げプロセス中にハンドリングタブ174内に導入された任意の皺または空洞部分を除去するために、より大きな力が第3ピンチローラ114aおよび第4ピンチローラ114bに加えられ得る。第1ピンチローラ112aおよび第2ピンチローラ112bと同様に、空気圧シリンダ181が第3ピンチローラ114aに一定の付勢力を加え、それによりハンドリングタブ174は、第3ピンチローラ114aと第4ピンチローラ114bとの間で影響を受ける。
折曲げ装置100はこれまで、接着テープリボンをガラス基板190の1つの縁部196に対して折り曲げることによってハンドリングタブ174を形成するために、折曲げプラウ116と、第1ピンチローラ対112と、さらに随意的に第2ピンチローラ対114とを備えているものとして説明してきた。しかしながら、接着テープリボンをガラス基板190の対向する縁部198上へと折り曲げるために、追加の折曲げプラウと1以上の追加のピンチローラ対とをこの装置に組み込むことができることを理解されたい。したがって、折曲げ装置100を利用して、ガラス基板の両縁部にハンドリングタブを形成し得ることを理解されたい。
図6〜8を参照すると、折曲げ装置100は、ガラス基板190が折曲げ装置100を通って搬送されるときにガラス基板190を支持するための、1以上の空気浮上装置をさらに備えてもよい。例えば、一実施の形態において折曲げ装置100は、その上でガラス基板190が搬送される湾曲表面を有した、第1空気浮上装置118を備え得る。空気浮上装置118は、多くの圧縮空気流を放出して、その上でガラス基板190を支持するエアクッションを作り出し、ガラス基板190が撓まないようにする他、機械的接触によってガラス基板190を損傷することがないようにする。さらに、空気浮上装置118の湾曲した表面により、機械的に接触することなく、ガラス基板を折曲げ装置100内に再び向かわせることができる。図6〜8に示した折曲げ装置100の実施形態において、折曲げ装置100は、ガラス基板190が第1空気浮上装置118によって再び導かれた後にガラス基板190を支持する、第2空気浮上装置120をさらに備えている。
ここで図7および9A〜9Cを参照すると、折曲げ装置100を使用して、ガラス基板190の縁部196を超えて延在するハンドリングタブ174を形成することができる。ガラス基板190は、最初に折曲げ装置100の上流端部132内へと搬送方向136に搬送され、さらに折曲げ装置100内においてガラス搬送経路上で搬送される。ガラス基板190が折曲げ装置100を通って搬送されると、接着テープリボン160が巻戻しスピンドル104から解かれて搬送方向136に引き込まれる。接着テープリボン160が搬送方向136に引き込まれると、接着テープリボン160の接着表面168がガラス基板190の側面縁部196に向きかつこの縁部196から間を空けて配置されさらに接着テープリボン160がガラス基板190の第1主表面192に実質的に垂直になるように、接着テープリボン160はガラス基板190の側面縁部196に隣接して位置付けられる。
その後、接着テープリボン160およびガラス基板190は、折曲げプラウ116を通って導かれる。折曲げプラウ116は、接着テープリボン160およびガラス基板190が折曲げプラウ116から出たときに、ガラス基板190の少なくとも1部が接着テープリボン160の第1部分の接着表面と接着テープリボン160の第2部分の接着表面との間に位置付けられかつ第1部分と第2部分との間に配置されている接着テープリボン160の第3部分が、上述したようにガラス基板190の縁部196を超えて延在するハンドリングタブ174を形成するように、接着テープリボン160をガラス基板190上へと折り曲げる。
具体的には、図9A〜9Cを参照すると、接着テープリボン160およびガラス基板190が折曲げプラウ116を通って導かれると、第1ウェッジ128の第1接触表面124が接着テープリボン160に接触してこの接着テープリボン160の第1部分162をガラス基板の第1主表面192上へと折り曲げる。同時に、第2ウェッジ130の第2接触表面126が接着テープリボン160に接触してこの接着テープリボン160の第2部分164をガラス基板190の第2主表面194上へと折り曲げる。接着テープリボン160の第1部分162および第2部分164は、第1部分162と第2部分164との間に位置付けられている接着テープリボン160の第3部分が、それ自体の上に折り曲げられかつガラス基板190の第1側面縁部196を超えて延在し、それによりハンドリングタブ174を形成するように、ガラス基板190上に折り曲げられる。
第1部分162および第2部分164がガラス基板190上に折り曲げられた後、貼り付けられた接着テープリボン160を含むガラス基板190は第1ピンチローラ対112を通って導かれる。本書において説明する実施形態では、ガラス基板190と、接着テープリボン160の第1部分162および第2部分164との両方が、ピンチローラの軟質表面122の間で影響を受けるように、第1ピンチローラ112aおよび第2ピンチローラ112bがガラス基板に対して位置付けられている。しかしながら、他の実施形態では、第1ピンチローラ112aおよび第2ピンチローラ112bのサイズおよび構成を、ハンドリングタブ174もさらにこれらのピンチローラ間で影響を受けるようなものとしてもよい。ガラス基板190が第1ピンチローラ対112を通過すると、接着テープリボン160の第1部分162および第2部分164は、夫々ガラス基板190の第1主表面192および第2主表面194上にラミネートされ、同時に接着テープリボン内の任意の空洞部分および/または皺が、ピンチローラと接触することで押し出される。さらに、ピンチローラ112a、112bの軟質表面122により、ガラス基板190はピンチローラを通過するときに損傷を受けない。
いくつかの実施形態では、折曲げ動作中に形成されたハンドリングタブ174を第2組のピンチローラ114の間に通して、ハンドリングタブ174の接着表面を互いにラミネートする他、折曲げプロセス中にハンドリングタブ174内に形成された可能性のある任意の皺および/または空洞部分を除去することができる。図9Aおよび9Cに示されているが、第2組のピンチローラ114は、図9Cに描かれているようにハンドリングタブ174のみが第3ピンチローラ114aと第4ピンチローラ114bとの間で影響を受けて、ガラス基板190は第3ピンチローラ114aと第4ピンチローラ114bとの間で影響を受けることのないように、ガラス基板190に対して位置付けられる。これにより、ガラス基板を損傷したりあるいは潰したりするリスクを負わずに、より大きな力をハンドリングタブに加えて皺および気泡を除去することができる。その後、この時点でハンドリングタブ174を含むガラス基板190は、折曲げ装置100の下流端部134から出て、ここでガラス基板190をさらに処理したり、および/または保管スプール上に巻いたりすることができる。
ここで図10を参照すると、一実施の形態において接着テープリボンをガラス基板190の縁部196上、または縁部196、198上に折り曲げるための折曲げ装置100は、連続的なガラスリボンなどのガラス基板190をガラスバッチ材料から生成するガラス製造装置200に組み込むことができる。ガラス製造装置200は、溶解槽210、清澄槽215、混合槽220、送出槽225、フュージョンドロー装置(FDM)241、および折曲げ装置100を含み得る。ガラスバッチ材料が、矢印212で示したように溶解槽210内に導入される。バッチ材料を溶解して溶融ガラス226が形成される。清澄槽215は、溶解槽210から溶融ガラス226を受け入れる高温の処理エリアを有し、この中で溶融ガラス226から気泡が除去される。清澄槽215は接続管222で混合槽220に流動的に連結されている。混合槽220はさらに、接続管227で送出槽225に流動的に連結されている。
送出槽225は下降管230を通じて溶融ガラス226をFDM241内に供給する。FDM241は、注入口232、成形槽235、および牽引ローラアセンブリ240を備えている。図10に示したように、下降管230からの溶融ガラス226は、成形槽235に繋がる注入口232内に流れる。成形槽235は溶融ガラス226を受け入れる開口236を含み、溶融ガラス226はトラフ237内に流れ入ると溢れ出て2つの側面238aおよび238bを流れ落ちた後に底部239で融合する。底部239は2つの側面238aおよび238bが合流する場所であり、ここで2つの溢れ出た溶融ガラス226の壁が再合流(例えば、再融合)し、その後牽引ローラアセンブリ240によって下方に延伸されて連続的なガラス基板190が成形される。
連続的なガラス基板190が牽引ローラアセンブリ240から出ると、溶融ガラスは凝固する。一実施の形態では、溶融ガラスが凝固して冷却された後、成形プロセス中にガラス基板190に形成された縁部ビード252をレーザ分離により除去するレーザ切断装置250などの切断装置内に、ガラスリボンを導いてもよい。しかしながら、このステップは随意的であって、他の実施形態(図示なし)では縁部ビード252をガラス基板190の適当な位置に残しておいてもよいことを理解されたい。
ガラス基板190はその後、上で説明したように接着テープリボンをガラス基板の縁部196、または縁部196、198(縁部ビード252のないもの)に貼り付けることができる、折曲げ装置内に導かれる。折曲げ装置から出ると、ハンドリングタブ174がガラス基板の側面縁部に形成されて、下流での処理工程中のガラス基板のハンドリングを助けることができる。
したがって、ガラス基板の縁部にハンドリングタブを形成する方法は、ガラス前駆体材料のバッチを加熱して溶融ガラスを形成し、さらにこの溶融ガラスを、フュージョンドロー装置を用いてガラス基板へと延伸することによりガラス基板を成形する最初のステップを含み得ることをここで理解されたい。その後、本書において説明した方法にしたがって接着テープリボンをガラス基板の1つの縁部または複数の縁部に貼り付けて、ハンドリングタブを形成することができる。1つの例示的な実施形態において、接着テープリボンは、図6に描かれている折曲げ装置を利用して、ガラス基板の1つの縁部または複数の縁部に形成することができる。
さらに、図10には、ガラス基板がガラスバッチ材料から成形される装置において使用されている折曲げ装置100が描かれているが、折曲げ装置は様々な装置および/またはプロセスで使用することもできることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス基板は成形後に保管スプール上に巻回されることがある。この実施形態では、ガラス基板は後に保管スプールから解かれて、例えば、分割、コーティング、ラミネートなどの追加の処理を受ける可能性がある。こういった実施形態では、ガラス基板が保管スプールから解かれるときに、折曲げ装置を利用してガラス基板にハンドリングタブを形成してもよい。
ここで、本書において説明する方法および装置を利用して、接着テープリボンをガラス基板の縁部上に折り曲げ、ハンドリングタブを形成し得ることを理解されたい。ハンドリングタブは、その領域に傷や他の欠陥が生じるとガラス基板を廃棄することにもなり得るガラス基板の品質領域(すなわち、ガラス基板の側面縁部間の中心部分)に触れることなく、下流での処理工程中にガラス基板をハンドリングするのを助ける。特に、ガラス基板が側面縁部の間で完全に分離してしまったときでも、接着テープリボンがガラス基板を共に保持するため、破損が生じた後、製造処理中にガラス基板を「再装着」する必要がない。これは製造の停止を抑制し、かつ製造効率を最大にする。さらに、ハンドリングタブを接着テープリボンから形成すると、ガラス基板が破壊したときでさえ、ガラス基板の連続性の維持を助ける。ハンドリングタブはさらに、ガラス基板を積み重ねたりあるいは巻回したりする際に、隣接する基板の品質表面が互いに接触しないように、さらに損傷を生じさせることのないようにするのを助ける。より具体的には、ガラス基板が巻回または積み重ねられるとき、ガラス基板がロール体または積層体のいずれであっても、表面上の接着テープリボンの部分が隣接した表面間での緩衝部分を作り出す。
本書において説明したように、ハンドリングタブは、分離している複数片の接着テープリボンを個々にガラス基板の第1主表面および第2主表面に貼り付けかつ繋ぎ合わせてハンドリングタブを形成するのではなく、単一片の接着テープリボンをガラス基板上へと折り曲げることによって形成される。したがって、単一片の接着テープリボンのみが使用されるため、第1の接着テープリボン片と第2の接着テープリボン片とを正確にずれないように合わせる必要がなく、あるいはハンドリングタブ形成後にハンドリングタブの形を整えて接着剤の露出部分が確実に存在しないようにする必要がない。接着剤の露出部分があると、ガラス基板がそれ自体や、あるいは処理設備の要素に貼り付いて、ガラス基板を破壊させる可能性がある。さらに、接着剤の露出部分は、潜在的にガラス基板を損傷する可能性のある破片を引きつけることもあり得る。したがって、単一片の接着リボンを使用すると、こういった危険が軽減される。
請求される主題の精神および範囲から逸脱することなく、本書において説明した実施形態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、本書において説明した種々の実施形態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、本明細書はこのような改変および変形を含むと意図されている。
100 折曲げ装置
102 ベースフレーム
104 巻戻しスピンドル
108 接着テープリボンのスプール
112 第1ピンチローラ対
112a 第1ピンチローラ
112b 第2ピンチローラ
114 第2ピンチローラ対
114a 第3ピンチローラ
114b 第4ピンチローラ
116 折曲げプラウ
118 第1空気浮上装置
120 第2空気浮上装置
124 第1接触表面
126 第2接触表面
128 第1ウェッジ
130 第2ウェッジ
132 上流端部
134 下流端部
136 搬送方向
140 スピンドル回転軸
160 接着テープリボン
162 第1部分
164 第2部分
166 第3部分
168 接着表面
170 目打ち
174 ハンドリングタブ
190 ガラス基板
192 第1主表面
194 第2主表面
196 第1側面縁部
200 ガラス製造装置

Claims (5)

  1. ハンドリングタブを備えたガラス基板を形成する方法において、
    第2主表面に対向した第1主表面を備えているガラス基板であって、該第1主表面および第2主表面が該ガラス基板の第1側面縁部と第2側面縁部との間に延在している該ガラス基板を、搬送方向に搬送するステップ、
    第1部分、第2部分、および該第1部分と該第2部分との間に設けられた第3部分を有する接着テープリボンを、該接着テープリボンの接着表面が前記第1側面縁部から間を空けて配置されかつ前記接着表面が前記第1主表面と前記第2主表面とに実質的に垂直になるように、前記第1側面縁部に隣接させて位置付けるステップ、
    前記ガラス基板の少なくとも1部が前記接着テープリボンの前記第1部分と前記接着テープリボンの前記第2部分との間に位置付けられかつ前記接着テープリボンの前記第3部分が前記ガラス基板の前記第1側面縁部から間を空けて配置されるように、前記接着テープリボンを折り曲げるステップであって、前記第3部分が、前記ガラス基板の前記第1側面縁部を超えて延在する前記ハンドリングタブを形成するものである、ステップ、
    前記第1部分と前記第2部分とを、それぞれ前記第1主表面と前記第2主表面上にラミネートするステップ、および、
    前記ハンドリングタブの接着表面同士を互いに貼り合わせるステップ、
    を含み、
    前記接着テープリボンの前記第1部分および前記接着テープリボンの前記第2部分を、一対の対向する第1ピンチローラ対で同時にラミネートし、
    前記ハンドリングタブの接着表面同士を、一対の対向する第2ピンチローラ対で貼り合わせ、
    前記第2ピンチローラ対を、前記第1ピンチローラ対から前記搬送方向と直交する軸方向に位置ずれするよう設けてなることを特徴とする方法。
  2. 前記折り曲げるステップの後、前記ハンドリングタブの前記接着表面が、前記第1側面縁部と接触していないことを特徴とする請求項記載の方法。
  3. 前記接着テープリボンと前記ガラス基板とを折曲げプラウに通して導くことによって、前記接着テープリボンを前記ガラス基板上へと折り曲げることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
  4. 前記接着テープリボンが折り曲げられるときに前記ガラス基板の少なくとも1部をエアクッション上で支持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1からいずれか1項記載の方法。
  5. 前記接着テープリボンが軸の長さに沿って延在する目打ちを有し、前記接着テープリボンを前記目打ちで折り曲げることを特徴とする請求項1からいずれか1項記載の方法。
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