JP6342554B2 - 可撓性ガラス基板を搬送するための方法及び装置 - Google Patents

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関連出願の説明

本出願は２０１１年１１月３０日に出願された米国特許出願第１３/３０７２３５号の米国特許法第１２０条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記特許出願の明細書の内容に依存し、上記特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。

本明細書は全般には可撓性ガラス基板を搬送するための方法及び装置に関し、さらに詳しくは、可撓性ガラス基板が搬送及び方向転換されている間の可撓性ガラス基板とロール素子の間の接触を最小限に抑えるための方法及び装置に関する。

薄い可撓性ガラス基板は、いわゆる「電子ペーパー」、カラーフィルタ、光電池、ディスプレイ、ＯＬＥＤ照明及びタッチセンサを含む、様々な用途に用いることができる。そのような基板のためのガラスは、一般に約０.３ｍｍ未満と、極めて薄くすることができる。基板の処理は個別ガラスシートベースで行うことができ、あるいはより効率的に、ロールまたはスプールに巻かれた長いガラスリボンまたはウエブとして、基板を搬送することによって行うことができる。そのような方法は、１つのロールからリボンを小出しする工程、小出しされた部分を処理する工程、次いでリボンを巻取りロール上に再巻取りする工程を含む。あるいは、最後に巻取りロール上に再巻取りする代わりに、ガラスリボンを個々のコンポーネントまたはシートに単体化することができる。

いわゆる「ロールツウロール」プロセスの１つの欠点は、薄いガラスリボンの脆性である。詳しくは、ハンドリング中のリボンの機械的接触が、かき傷、欠け及び破砕を含む、損傷を生じさせ得る。ガラスを、またはガラス表面上に存在し得るいかなるつくりこまれたデバイス構造も、損傷させずに可撓性ガラス基板を搬送するための方法及び装置が必要とされている。

本明細書に説明される実施形態は、可撓性ガラスリボンアセンブリを、ガラスリボンアセンブリが第１の平面から第２の平面に方向転換される間にガラスリボンアセンブリに、またはガラス表面上のいかなるつくり込まれたデバイス構造にも、損傷を与える恐れを最小限に抑えながら、搬送し、方向転換させるための、方法及び装置に関する。詳しくは、本明細書に説明される方法及び装置は、可撓性ガラス基板またはデバイス構造の搬送装置のロール部材との接触を防止し、よってハンドリング及び処理中の可撓性ガラス基板またはつくり込まれたデバイスに損傷を与える恐れを減じる。

一実施形態にしたがえば、ガラスリボンアセンブリのガラス基板またはつくり込まれたデバイスとの接触を避けるようにガラスリボンアセンブリを方向転換させる方法は、ガラスリボンアセンブリ構造を第１のガラス搬送路上の搬送方向に搬送する工程を含む。ガラスリボンアセンブリは、第１の縁端と第２の縁端の間に横方向に広がる第１の表面及び第２の表面、第１の縁端に取り付けられた第１のハンドリングタブ、及び第２の縁端に取り付けられた第２のハンドリングタブを有する可撓性ガラス基板を含む。第１のハンドリングタブ及び第２のハンドリングタブは可撓性ガラス基板の上下を延び、第１の表面及び第２の表面が平面である場合に可撓性ガラス基板が配置されるハンドリング面エンベロープを定める。方法は、可撓性ガラス基板を、可撓性ガラス基板が一次ロール部材を巡って導かれているときに、一次ロール部材から隔てられたままにされていながら、可撓性ガラス基板がハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができるように、第１のハンドリングタブ及び第２のハンドリングタブ上にガラスリボンアセンブリを支持する工程も含む。方法はさらに、ガラスリボンアセンブリが第１のガラス搬送路から第２のガラス搬送路に方向転換されるように、一次ロール部材を巡ってガラスリボンアセンブリを導く工程を含む。

別の実施形態において、ガラスリボンアセンブリのガラス基板またはつくり込まれたデバイスとの接触を避けるようにガラスリボンアセンブリを方向転換させるための装置は、第１の縁端と第２の縁端の間に横方向に広がる第１の表面及び第２の表面を有する可撓性ガラス基板、第１の縁端に取り付けられた第１のハンドリングタブ及び第２の縁端に取り付けられた第２のハンドリングタブを含む、ガラスリボンアセンブリを供給するガラスリボンアセンブリ供給源を備える。第１のハンドリングタブ及び第２のハンドリングタブは可撓性ガラス基板の上下を延び、ハンドリング面エンベロープを定める。装置は、ガラスリボンアセンブリ供給源の下流に配置された一次ロール部材も備える。一次ロール部材は、第１の円筒形接触面及び、ロール素子軸に沿って第１の円筒形接触面から隔てられた、第２の円筒形接触面を有する。ガラスリボンアセンブリの可撓性ガラス基板は、一次ロール部材から隔てられたままにされていながら、ハンドリング面エンベロープから自由に撓むことができる。装置はさらに、ガラスリボンアセンブリ供給源から一次ロール部材に延びる第１のガラス搬送路を備える。一次ロール部材の第１の円筒形接触面及び第２の円筒形接触面は第１のガラス搬送路に対して正接するように配置される。装置は一次ロール部材から下流方向に延びる第２のガラス搬送路も備える。一次ロール部材の第１の円筒形接触面及び第２の円筒形接触面は第２のガラス搬送路に対して正接し、第２のガラス搬送路は第１のガラス搬送路と同じ平面にない。

また別の実施形態において、ガラスリボンアセンブリのガラス基板またはつくり込まれたデバイスとの接触を避けるようにガラスリボンアセンブリを方向転換させる方法は、ガラスリボンアセンブリを第１のガラス搬送路上の搬送方向に搬送する工程を含む。ガラスリボンアセンブリは第１の縁端と第２の縁端の間に横方向に広がる第１の表面及び第２の表面を有する可撓性ガラス基板を含む。第１の表面及び第２の表面は、第１の表面及び第２の表面が平面である場合に可撓性ガラス基板が配置される、ハンドリング面エンベロープを定める。方法は、第１の円筒形接触面及び、ロール素子軸に沿って第１の円筒形接触面から隔てられた、第２の円筒形接触面を有する一次ロール部材上にガラスリボンアセンブリを支持する工程も含む。ガラスリボンアセンブリは可撓性ガラス基板の第１の縁端及び第２の縁端に近接する位置において第１の円筒形接触面及び第２の円筒形接触面によって支持される。可撓性ガラス基板は、可撓性ガラス基板が一次ロールを巡って導かれているときに、第１の円筒形接触面と第２の円筒形接触面の間の位置において一次ロール部材から隔てられたままにされていながら、ハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができる。方法はさらに、ガラスリボンアセンブリが第１のガラス搬送路から第２のガラス搬送路に方向転換されるように、一次ロール部材を巡ってガラスリボンアセンブリを導く工程を含む。

本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び添付される特許請求の範囲を、また添付図面も、含む本明細書に説明されるように実施形態を実施することによって認められるであろう。

上述の全般的説明及び以下の詳細な説明のいずれもが様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は様々な実施形態のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本明細書に説明される様々な実施形態を図示し、記述とともに特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。

図１は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、一次ロール部材を有するガラスリボンアセンブリを搬送するための装置を簡略に示す。 図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って示される、一次ロール部材及びガラスリボンアセンブリの断面図を簡略に示す。 図３は図１のガラスリボンアセンブリを搬送するための装置の一部を簡略に示す。 図４は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、一次ロール部材及びガラスリボンアセンブリを簡略に示す。 図５は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、ガラスリボンアセンブリを搬送するための装置の一部を簡略に示す。 図６は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、ガラスリボンアセンブリを搬送するための装置の一部を簡略に示す。 図７は、図１の線Ａ−Ａに沿って示される、一次ロール部材及びガラスリボンアセンブリの断面図を簡略に示す。 図８は溶融ガラスから可撓性ガラス基板を形成し、ハンドリングタブを形成するために可撓性ガラス基板の縁端に接着テープリボンを貼り付けるための装置を簡略に示す。

可撓性ガラス基板を搬送し、方向転換させるための、それらの例が添付図面に示される、方法及び装置の実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、全図面を通して同様の参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられるであろう。一実施形態において、ガラスリボンアセンブリを方向転換させる方法はガラスリボンアセンブリを第１のガラス搬送路に沿って搬送する工程を含む。ガラスリボンアセンブリは、第１の縁端及び第２の縁端の間を横方向に広がる第１の表面及び第２の表面を有する可撓性ガラス基板を含む。第１及び第２のハンドリングタブが第１及び第２の縁端に取り付けられる。ハンドリングタブは可撓性ガラス基板の上下を延び、第１の表面及び第２の表面が平面であるときに可撓性ガラス基板が配置されるハンドリング面エンベロープを定める。ガラスリボンアセンブリは、可撓性ガラス基板が一次ロール部材を巡って導かれる場合に、一次ロール部材から隔てられたままにされながら、可撓性ガラス基板がハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができるように、第１及び第２のハンドリングタブによって支持される。例えば、ハンドリングタブはともに可撓性ガラス基板とロール部材の間に間隙をつくる。方法はさらに、ガラスリボンアセンブリが第１のガラス搬送路から第２のガラス搬送路に方向転換されるように、一次ロール部材を巡ってガラスリボンアセンブリを導く工程を含む。ガラスリボンアセンブリを第１のガラス搬送路から第２のガラス搬送路に方向転換させる方法及び方法を実施するための装置が添付図面を特に参照して本明細書でさらに詳細に説明される。

ガラスは一般に、不撓性で、かき傷、欠け及び破砕がおこり易い、脆性材料として知られているが、薄い断面を有するガラスは実際上極めて可撓性である。薄いシートまたはリボンのガラスは、紙またはプラスチックのシートにかなり似て、ロールに巻き付け、ロールから巻き出すことができる。しかし、ガラスを可撓性にすることができるとしても、ガラスは脆弱な特徴を保持し、接触によって損傷を受け得る。いくつかの用途、特に目に見える欠陥が注意を逸らし得る用途（例えばディスプレイ用途）に対しては、小さく、見かけは表面的な欠陥でさえも受け入れられない。高い機械的強度が必要とされる他の用途に対しては、１μｍより小さい欠陥でさえもガラス基板の機械的信頼性を低め得る。したがって、ガラス基板上への薄膜コーティングの被着のような、製造プロセス中のガラス基板のハンドリングは損失及び高コストの源泉になり得る。さらに、可撓性ガラス基板上にデバイス構造がつくり込まれていると、デバイス構造との接触が、デバイス構造を損傷させ、製造歩留のかなりの低下を生じさせ得る。

ロールツウロールプロセス中または枚葉シート供給ロールプロセス中のガラス表面またはガラス表面上につくり込まれたデバイスとの接触を最小限に抑えるために、コーニング社(Corning, Inc.)に譲渡された、名称を「エッジウエブ部を含む可撓性ガラス基板(Flexible Glass Substrate Comprising an Edge Web Portion)」とする、米国特許出願第１２/５１１１６７号の明細書に説明されているように、ハンドリングタブを可撓性ガラス基板の縁端に取り付けることができる。これらのハンドリングタブは様々な異なる機能を果たす。例えば、ハンドリングタブはガラスの表面に触れずに、可撓性ガラス基板を搬送することができる、及び／または機械的にハンドリングすることができる、機構を提供する。さらに、ハンドリングタブは可撓性ガラス基板の縁端に隣接する可撓性ガラス基板の上面及び下面の一部にかけて延びるから、ハンドリングタブは、可撓性ガラス基板の表面との接触を、及びガラス表面につくり込まれたいかなるデバイスとの接触も、防止するためのスペーサとして利用することもできる。例えば、薄い可撓性基板が保管スプールに巻かれるときに、ハンドリングタブは、隣接するガラス層の表面の相互接触を防止し、したがってガラスの損傷を防止する。ガラス表面の上下のいずれにも配置された既存のハンドリングタブに加えて、上掲の特許出願明細書に説明されているように、別形のハンドリングタブが考えられる。

ハンドリングタブはほとんどの処理中及び／または製造作業中の可撓性ガラス基板の表面との接触防止を可能にするが、本発明の発明者等は、ハンドリングタブでは処理中のガラス表面またはガラス表面上につくり込まれたデバイス構造との接触の全ては防止することができないと判断した。詳しくは、可撓性ガラス基板は異なる処理段を通して方向転換されるから、可撓性ガラス基板を処理段から処理段に搬送するため及び異なるガラス搬送路に沿って可撓性ガラス基板を方向転換させるために１つ以上のロールが用いられ得る。発明者等は、ハンドリングタブをもつ可撓性ガラス基板は、可撓性ガラス基板が円筒形ロールを巡って方向転換されるときのように、平坦状態または平板状態から湾曲状態に移る際に、可撓性ガラス基板の中央部が撓み、ロールと接触して、おそらくは可撓性ガラスの表面を損傷させ得ると判断した。さらに、製造環境においてまたは処理及びハンドリングの装置において存在し得る、不安定性、擾乱、振動及び過渡効果も可撓性ガラス基板とロールハンドリングシステムの間の断続的なまたは長時間の接触を生じさせ得る。本明細書に説明される方法及び装置は、可撓性ガラス基板が平板状態からロールを巡る湾曲状態に遷移する場合を含む、ハンドリング中の可撓性ガラス基板及びガラス基板上につくり込まれたデバイス構造とロールの間の接触を軽減する。

ガラスは個々のシートベースで処理することができるが、ガラスリボンの「ロールツウロール」プロセスにより、ガラスリボンアセンブリ供給源から巻き出されたガラスリボンアセンブリで開始する工程を含む、効率的な処理が可能になる。例えば、ガラスリボンアセンブリ供給源は、図１に示され、以下で説明されるように、巻出しロールに巻かれたガラスリボンアセンブリを含むことができる。しかし、以下に説明されるように、ガラスリボンアセンブリ供給源の他の実施形態も考えることができる。ガラスリボンアセンブリが巻出しロールから巻き出されるにつれて、巻出し部分または小出しされた部分を処理することができ、次いで巻取りロールに再巻取りすることができる。この文脈において、語「処理される」は、洗浄、スリット形成、積層形成またはガラス上への付加層及び／またはコンポーネント（例えば電気／電子コンポーネントまたはそれらの一部）の被着を含むがこれらには限定されない、ガラスの形成に対するいかなる工程シーケンスを含み得る。全「ロールツウロール」処理に加えて、枚葉シート供給ロールシステムによる可撓性ガラスの処理も同様の作業を行うことが可能である。

図１は、巻出しロール８２及び／または上流の処理装置のような、ガラスリボンアセンブリ供給源７０からガラスリボンアセンブリ９０を搬送するための装置１００を簡略に示す。装置１００は一般に少なくとも１つの一次ロール１１０及び少なくとも１つの機能ロール１３０を備える。図１に示される装置１００の実施形態において、装置１００は複数の一次ロール部材１１０とともに、巻出しロール８２及び巻取りロール８６を備える。引張張力がガラスリボンアセンブリ９０に印加されるから、ガラスリボンアセンブリ９０は、複数のガラス搬送路１０４をわたって搬送方向１０２に装置１００内を前進する。ガラスリボンアセンブリ９０が装置１００を通過している間、ガラスリボンアセンブリ９０は、ガラスリボンアセンブリ９０が巻出しロール８２と巻取りロール８６の間で処理され得るように、複数の向きにかけて方向転換される。図１に示される実施形態において、一次ロール部材１１０及び機能ロール１３０は、ガラスリボンアセンブリ９０が搬送方向１０２に搬送されている間の可撓性ガラス基板９２の方向転換を容易にする。一次ロール部材１１０及び機能ロール１３０は装置１００内に、コンポーネントの回転軸が相互に実質的に平行であるように互いに対して配置される。ガラスリボンアセンブリ９０は、ガラスリボンアセンブリ９０が搬送方向１０２に装置１００内を進んでいる間、複数の向きにかけて搬送される。

次に図２を参照すれば、本明細書に説明される方法及び装置とともに用いるためのガラスリボンアセンブリの一実施形態が簡略に示されている。ガラスリボンアセンブリ９０は、第１の縁端９３と第２の縁端９４の間を横方向に広がる第１及び第２の表面９１ａ，９１ｂを有する可撓性ガラス基板９２を含む。第１のハンドリングタブ９５が第１の縁端９３に取り付けられ、第２のハンドリングタブ９６が第２の縁端９４に取り付けられる。図２に示されるように、ハンドリングタブは可撓性ガラス基板９２の上下を延び、ガラスリボンアセンブリ９０の周を囲むハンドリング面エンベロープを定める。可撓性ガラス基板９２は、可撓性ガラス基板の第１の表面９１ａ及び第２の表面９１ｂが実質的に平面である場合（すなわち、可撓性ガラス基板が撓んでいないか、そうではなくとも変形していない場合）に、ハンドリング面エンベロープ内に配置される。可撓性ガラス基板上にハンドリングタブ９５，９６を形成するための一方法は、コーニング社に譲渡された、名称を「連続ガラスリボンにハンドリングタブを装着するための方法及び装置(METHODS AND APPARARUSES FOR APPLYINF A HANDLING TAB TO CONTINUOUS GLASS RIBBONS)」とする、米国特許出願第１３/０８３９６０号の明細書に説明されている。しかし、可撓性ガラス基板にハンドリングタブを形成するための他の方法が考えられることは当然である。

図２をまだ参照すれば、装置１００の一次ロール部材も簡略に示されている。一次ロール部材１１０は一般に、ガラスリボンアセンブリ９０が一次ロール部材によって方向転換される間、ガラスリボンアセンブリ９０の可撓性ガラス基板９２と一次ロール部材１１０の間の接触を防止するように構成される。詳しくは、一次ロール部材１１０は一般に第１の円筒形接触面１１２及び、ロール素子軸１１６に沿って第１の円筒形接触面１１２から隔てられた、第２の円筒形接触面１１４を有する。図２に示される実施形態において、一次ロール部材１１０は第１の円筒形接触面１１２と第２の円筒形接触面１１４の間に配置された中央区画１１８をさらに有する。中央区画１１８は第１の円筒形接触面１１２と第２の円筒形接触面１１４を、第１の円筒形接触面１１２，第２の円筒形接触面１１４及び中央区画１１８が相互に一体に形成されているときのように、結合する。しかし、第１の円筒形接触面１１２，第２の円筒形接触面１１４及び中央区画１１８を個別コンポーネントとして形成し、溶接及び／または、ねじ、ボルト等のような、機械的締結具によって結合させ得ることは当然である。本明細書に説明される実施形態において、中央区画１１８は、ガラスリボンアセンブリ９０が一次ロール部材１１０を巡って方向転換されるときの可撓性ガラス基板９２と中央区画１１０の間の接触を防止するため、第１の円筒形接触面１１２及び第２の円筒形接触面１１４から逃げ距離１１９だけ径方向に内側にオフセットされる。

次に図３を参照すれば、図１の装置１００の一部が簡略に示されている。装置１００のこの部分は、一次ロール部材１１０の下流に配置されてガラスリボンアセンブリ９０を巻いて保管するための機構を、またガラスリボンアセンブリ９０に引張張力を印加するための機構も、提供する巻取りロール８６を備える。巻取りロール８６は第２のガラス搬送路１０４ｂに正接する取込み直径８７を有する。巻取りロール８６は、巻取りロール８６を回転させ、よってガラスリボンアセンブリ９０に引張張力を印加し、ガラスリボンアセンブリ９０を巻取りロール上に巻き付ける、駆動機構６０に結合される。

図３に示されるように、ガラスリボンアセンブリ９０は、平板配位で第１のガラス搬送路１０４ａに沿って搬送されて、一次ロール部材１１０の上を過ぎ、そこでガラス９０は一次ロール部材１１０によって第１の搬送路１０４ａから、ガラスリボンアセンブリ９０が湾曲する、第２の搬送路１０４ｂに方向転換される。ガラスリボンアセンブリ９０が、図３に示されるような、第２のガラス搬送路１０４ｂの湾曲配位にある場合、可撓性ガラス基板９２を内側に撓ませず、また巻取りロール８６に接触させずに、ガラスリボンアセンブリ９０を概ね円筒形の巻取りロール８６に容易に取り込むことができる。一次ロール部材１１０は、一次ロール部材１１０の第１及び第２の円筒形接触面１１２，１１４が第１のガラス搬送路１０４ａに正接するように、装置１００内に配置される。さらに、一次ロール部材及び巻取りロール８６は、一次ロール部材１１０の正接巻取り点１２２と巻取りロール９６の正接取込み点１２２が第１のガラス搬送路１０４ａと同じ平面上にないように、互いに対して配置される。第２のガラス搬送路１０４ｂは一次ロール部材１１０の第１の円筒形接触面１１２及び第２の円筒形コンタクト面１１４に正接し、巻取りロール８６の取込み直径８７にも正接する。したがって、一次ロール部材１１０と巻取りロール８６の間に配置されている第２のガラス搬送路１０４ｂにあるガラスリボンアセンブリ９０の一部は第１のガラス搬送路１０４ａにあるガラスリボンアセンブリ９０と同じ径面上にならない。例えば、ロール部材１１０はガラスリボンアセンブリ９０の可撓性ガラス基板９２に初期曲りを生じさせる。この曲りは、ガラスリボンアセンブリ９０が巻取りロール８６に取り込まれている間、可撓性ガラス基板９５に残り続ける。可撓性ガラス基板９２におけるいかなる不安定性も、またはロール部材１１０を巡って導かれている間の搬送路１０４ａにおける実質的に平板の状態から搬送路１０４ｂにおける湾曲状態に遷移するときにおこり得るであろう可撓性ガラス基板９２とロール部材１１０の間の接触のいかなる可能性も、第１及び第２の円筒形接触面１１２，１１４から径方向に内側にオフセットされた中央区画１１８を有するロール部材１１０の構成によって、最小限に抑えられる。ロール部材１１０及び巻取りロール８６は、可撓性ガラス基板９２が、ロール部材１１０と巻取りロール８６の間を導かれている間、平面状態で配置されないように互いに対して配置される。

図２をまた参照すれば、ガラスリボンアセンブリ９０は、第１及び第２のハンドリングタブ９５，９６がそれぞれ一次ロール部材１１０の第１及び第２の円筒形接触面１１２，１１４と接触するように、一次ロール部材１１０と交接する。したがって、第１のハンドリングタブ９８と第２のハンドリングタブ９６の間にある可撓性ガラス基板９５の部分は一次ロール部材１１０の中央区画１１８の上に、一次ロール部材１１０の中央区画１１８から隔てられて、配置される。したがって、ガラスリボンアセンブリ９０は、ガラスリボンアセンブリ９０を搬送するために張力がガラスリボンアセンブリ９０に印加されているから、その縁端９３，９４においてハンドリングタブ９５，９６上に支持される。上述したように、その中央部が一次ロール部材１１０に直接に支持されていない、可撓性ガラス基板９２はガラスリボンアセンブリが一次ロール部材を巡って導かれている間は、またおこり得る不安定性及び振動の期間中も、一次ロール部材１１０に向けて、内側に撓む傾向を有する。いくつかの動作条件の下で、可撓性ガラス基板９２は、図２に示されるように、一次ロール部材１１０に向けてハンドリング面エンベロープ９７から内側に撓み得る。しかし、一次ロール部材１１０の中央区画１１８は第１の円筒形接触面１１２及び第２の円筒形接触面１１４から径方向にオフセットされているから、可撓性ガラス基板９２は、一次ロール部材１１０に接触することなく、一次ロール部材に向けてハンドリング面エンベロープ９７から内側に撓むことができる。

図２及び３を参照すれば、可撓性ガラス基板９２の最大内向き撓みが、ガラスリボンアセンブリ９０が一次ロール部材１１０を巡って導かれる間のガラスリボンアセンブリが第１のガラス搬送路１０４ａの平板配位から湾曲配位に移る場合の搬送方向における正接遷移点１０８において、またはその近傍で、おこることが解析モデルによって決定された。したがって、一次ロール部材１１０は、第１及び第２の円筒形接触面１１２，１１４から中央区画１１８に径方向に測定される逃げ距離１１９が、ハンドリング面エンベロープ９７から可撓性ガラス基板９２の最大撓みと定義される、最大撓み距離９９より大きくなるように、設計される。可撓性ガラス基板９２の幅が約０.９ｍで厚さが約０.３ｍｍであり、第１及び第２のハンドリングタブ９５，９６の厚さが可撓性ガラス基板９２のそれぞれの面上で約０.０７５ｍｍであり、一次ロール部材１１０の直径が約０.２ｍである、一実施形態において、可撓性ガラス基板９２と一次ロール部材１１０の間の接触を防止するには約３ｍｍの逃げ距離１１９が必要である。可撓性ガラス基板９２のヤング率、可撓性ガラス基板９２の厚さ、ガラスリボンアセンブリ９０に印加される引張張力及びガラスリボンアセンブリ９０が一次ロール部材１１０と交接する角度を含む、他のプロセス変数も、可撓性ガラス基板９２の最大撓み寸法に影響し得る。

図３は、巻取りロール８６上にガラスリボンアセンブリ９０を巻き付ける目的のための平板配位から非平板配位へのガラスリボンアセンブリ９０の搬送を簡略に示すが、平板配位と湾曲配位の間の正接遷移点１０８がある搬送方向１０２に沿う全ての場所において様々な他の一次ロール部材を装置１００に組み込み得ることは当然である。ガラスリボンアセンブリ９０が非平板配位から平板配置に搬送される、巻出しロール８２の近くに配置された一次ロール部材１１０を含む、他のそのような場所が図１に示される。巻出しロール８２は、巻取りロール８６に関して上述したと同様に、ガラス搬送路１０４に正接する取出し点８３を有する。同様に、第１及び第２の一次ロール部材１１０ａ，１１０ｂは、ガラスリボンアセンブリ９０を支持する接触面１３４を定める、一般に大きな曲率半径を有する機能ロール、例えば冷却ドラム、の近くに配置される。そのような冷却ドラムは装置１００に組み込まれ、ガラスリボンアセンブリ９０を、例えば真空スパッタリングプロセスによって処理するために用いることができる。図１に示されるように、ガラスリボンアセンブリ９０は平板配位を有する第２のガラス搬送路１０４ｃから冷却ドラム８８を巡って導かれる非平板配位を有する第４の搬送路１０４ｄに搬送され、平板配位を有する第５のガラス搬送路１０４eに戻る。

次に図４を参照すれば、一次ロール部材１１０の別の実施形態が簡略に示される。第１の円筒形接触面１１２はロール素子軸１１６に沿って第２の円筒形接触面１１４から隔てられ、分離されている。ガラスリボンアセンブリ９０の第１及び第２のハンドリングタブ９５，９６は、ガラスリボンアセンブリ９０が搬送方向１０２に沿って搬送されている間、一次ロール部材の第１及び第２の円筒形接触面１１２，１１４によって支持される。この実施形態において、一次ロール部材１１０は、第１及び第２の接触面が個別ディスク上に形成される場合のように、中央区画無しに形成される。図２及び３に関して上で論じた実施形態と同様に、ガラスリボンアセンブリ９０は、可撓性ガラス基板９２が装置の他の素子と接触することなくハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができるように、支持される。

次に図５及び６を参照すれば、装置１００の別の実施形態の一部が簡略に示されている。いずれの実施形態においても、装置１００は、第１のハンドリングタブ９５と第２のハンドリングタブ９６の間の場所において可撓性ガラス基板９２に流体緩衝材を供給する、流体支持具２００をさらに備える。流体支持具２００は、流体、例えば、空気、窒素、等を高圧で供給する、流体プレナム２１０に結合される。流体緩衝材は可撓性ガラス基板を一次ロール部材１１０から径方向に離れる方向に偏らせ、可撓性ガラス基板９２を一次ロール部材１１０の上方に支持する。図５に示される実施形態において、流体支持具２００は一次ロール部材１１０の上流に配置された流体噴射バー２０２を有する。流体噴射バー２０２は、可撓性ガラス基板９２を一次ロール部材１１０から径方向に離れる方向に偏らせる、流体緩衝材を放出する複数の貫通孔２０４を有する。図６に示される実施形態において、流体支持具２００は、中央区画１１８にわたって複数の貫通孔２０４を有する、一次ロール部材１１０に組み込まれる。貫通孔２０４は、可撓性ガラス基板９２を一次ロール部材１１０から径方向に離れる方向に偏らせる、流体緩衝材を放出する。図５に示されるような流体噴射バー２０２の、または図６に示されるような一次ロール部材の、貫通孔２０４は可撓性ガラス基板９２の幅の全体にまたは一部にかけて配置することができる。貫通孔２０４は可撓性ガラス基板９５を特定の用途によって必要とされる場所に支持する流体緩衝材を供給するように配置することができる。

次に図７を参照すれば、いくつかの実施形態において、第１及び第２のハンドリングタブを有していないガラスリボンアセンブリ９０を第１のガラス搬送路１０２ａから第２のガラス搬送路１０２ｂに導くために、一次ロール部材１１０を用いることができる。そのような実施形態において、ハンドリング面エンベロープ９７は、可撓性ガラス基板９２の第１及び第２の表面９１ａ，９１ｂが平面である場合、第１及び第２の表面９１ａ，９１ｂによって定められる。ガラスリボンアセンブリ９０は、可撓性ガラス基板９２の第１及び第２の縁端９３，９４に近い場所において一次ロール部材１１０の第１の円筒形接触面１１２及び第２の円筒形接触面１１４に接触する。一次ロール部材１１０の第１の円筒形接触面１１２と第２の円筒形接触面１１４の間に配置された可撓性ガラス基板９２の部分は、可撓性ガラス基板９２が一次ロール部材１１０を巡って導かれている間、ハンドリング面エンベロープ９７から自由に撓むことができ、一次ロール部材１１０から隔てられたままである。

本明細書に説明される方法及び装置はガラス基板のロールツウロール処理に用いることができるが、他の用途も可能であることは当然である。例えば、方法及び装置はガラス製造装置とともに用いることができる。

次に図８を参照すれば、一実施形態において、ガラスバッチ材料から可撓性ガラス基板９２を作製するガラス製造装置３００に一次ロール部材１１０を組み込むことができる。ガラス製造装置３００は、溶融槽３１０，清澄化槽３１５，混合層３２０，送出槽３２５，フュージョンドローマシン（ＦＤＭ）及び、ハンドリングタブ３７４を形成するための、タブアプリケータ３０１を備えることができる。ガラスバッチ材料が矢印３１２で示されるように溶融槽３１０に投入される。ガラスバッチ材料は溶融されて溶融ガラス３２６を形成する。清澄化槽３１５は溶融槽３１０から溶融ガラス３２６を受け取る高温処理領域を有し、その中で溶融ガラス３２６から気泡が除去される。清澄化槽３１５は接続管３２２により流通可能な態様で混合層３２０に結合される。混合層３２０は続いて接続管３２７により流通可能な態様で送出槽３２５に結合される。

送出槽３２５は下降管３３０を介してＦＤＭ３４１内に溶融ガラス３２６を供給する。ＦＤＭ３４１は、入口３３２，成形槽３３５及び引張ロールアセンブリ３４０を備える。図８に示されるように、下降管３３０からの溶融ガラス３２６は、成形槽３３５に続く入口３３２に流入する。成形槽３３５は溶融ガラス３２６を受け取る開口３３６を有し、溶融ガラス３２６はトラフ３３７に流入し、溢流して２つの側面３３８ａ及び３３８ｂを流下してから、基部３３９において融合する。基部３３９は、２つの側面が合わさっていて、溶融ガラス３２６の２つの溢流壁が、引張ロールアセンブリ３４０によって下方に引かれて連続可撓性ガラス基板９２を形成する前に、再結合する（例えば融合する）場所である。

可撓性ガラス基板９２が引張ロールアセンブリ３４０を出るときに、溶融ガラスは固化する。一実施形態において、溶融ガラスが固化し、冷えた後、レーザ分割プロセス中に可撓性ガラス基板９２上に形成されたエッジビード３５２を除去する、レーザ切断装置３５０のような、切断装置に可撓性ガラス基板９２を導くことができる。しかし、この工程は必要に応じて組み入れられ、他の実施形態（図示せず）において可撓性ガラス基板３９０上の所定の場所にエッジビード３５２を残しておけることは当然である。

可撓性ガラス基板９２は次いで、可撓性ガラス基板９２の第１及び第２の縁端９３，９４に接着テープリボンが貼り付けられるタブアプリケータ３０１内に導かれる。タブアプリケータを出る際に、ガラスリボンアセンブリ９０を形成し、下流の処理作業中のガラスリボンアセンブリ９０のハンドリングを容易にするため、可撓性ガラス基板の横縁端９３，９４にハンドリングタブ９５，９６を形成することができる。その後、上述したように、下流の追加処理工程を通してガラスリボンアセンブリ９０を装置１００内に搬送することができる。したがって、この実施形態において、装置１００の上流の処理装置はガラスリボンアセンブリ供給源と総称することができる。

本開示にしたがうガラスリボンアセンブリを搬送するための方法及び装置が、ガラスリボンアセンブリの縁端に配置された第１及び第２のハンドリングタブ上でガラスを支持する一次ロール部材を含むことは今では当然である。ファンドリングタブの上面及び下面はハンドリング面エンベロープを定める。ガラスリボンアセンブリが搬送路に沿って搬送され、一次ロール部材を巡って第１の路から第２の路に方向転換される間、可撓性ガラス基板は、一次ロール部材から隔てられたまま、ハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができる。したがって、ガラスリボンアセンブリが方向転換されている間、可撓性ガラス基板と一次ロール部材の間の間隔を維持することにより、可撓性ガラス基板への損傷を最小限に抑えることができる。ロール部材設計の目的は可撓性ガラス基板または可撓性ガラス基板上につくり込まれたデバイス構造とロール部材の間の接触を防止することである。ロール部材はガラスの方向転換のためだけに作用することができる。あるいは、ロール部材はガラスリボンアセンブリの湾曲路を開始または終止させるために用いることができる。ロール部材によって開始または終止された湾曲路は次いでロール部材近くの場所にあるに他のロールにかけて継続することができる。可撓性ガラス基板とロール部材の間の接触が最もおこりそうな場所はガラスリボンアセンブリの平面形状と湾曲形状の間の遷移点に近い場所である。ガラスリボンアセンブリが直進方向に搬送されているときに、可撓性ガラス基板は垂下するかまたは弓反りになる傾向を有し得る。この偏りは機械システム全体の不安定性によって悪化するかまたは生じ得る。本開示のロール部材設計は可撓性ガラス基板とロール部材の間の接触を防止するかまたは最小限に抑える。ロール部材とロール部材の近くにある他のロールの間のガラス搬送の方向が湾曲した搬送路に沿っている間の接触のおこり易さが低められる。さらに、ロール部材のいずれかまたは全ての部分は、上述したように、流体支持具を有することができる。

使用の概念の変形は、枚葉シート供給ロール搬送装置構成におけるロール部材設計の使用を含む。さらに、可撓性ガラス基板の上下を配置されたハンドリングタブ構成を上述したが、他のハンドリングタブ設計が考えられる。本開示にしたがうロール部材を、ハンドリングタブを有していない可撓性ガラス基板とともに使用することも可能である。そのような用途において、可撓性ガラス基板とロール部材の間の接触は可撓性ガラス基板の縁端に沿って許され、可撓性ガラス基板の中央領域はロール部材と全く接触しないままでいられる。

特許請求される主題の精神及び範囲を逸脱することなく本明細書に説明された実施形態に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に説明された様々な実施形態の改変及び変形が添付される特許請求項及びそれらの等価形態の範囲内に入れば、本明細書はそのような径片及び変形を包含するとされる。

６０ 駆動機構
７０ ガラスリボンアセンブリ供給源
８２ 巻出しロール
８３ 取出し点
８６ 巻取りロール
８８ 冷却ドラム
９０ ガラスリボンアセンブリ
９１ａ，９１ｂ 可撓性ガラス基板表面
９２ 可撓性ガラス基板
９３，９４ 可撓性ガラス基板縁端
９５，９６ ハンドリングタブ
９７ ハンドリング面エンベロープ
１００ 搬送装置
１０２ 搬送方向
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ ガラス搬送路
１１０，１１０ａ，１１０ｂ 一次ロール部材
１１２，１１４ 円筒形接触面
１１６ ロール素子軸
１１８ 中央区画
１３０ 機能ロール

Claims (11)

1. ガラスリボンアセンブリを第１のガラス搬送路から第２のガラス搬送路に方向転換させる方法において、前記方法が、
   前記ガラスリボンアセンブリを前記第１の搬送路上で搬送方向に搬送する工程であって、前記第１のガラス搬送路は、前記ガラスリボンアセンブリが平板配位で搬送される搬送路であり、前記ガラスリボンアセンブリは、第１の縁端と第２の縁端の間を横方向に広がる第１の表面及び第２の表面を有する可撓性ガラス基板、前記第１の縁端に取り付けられた第１のハンドリングタブ及び前記第２の縁端に取り付けられた第２のハンドリングタブを有するものであり、前記第１のハンドリングタブ及び前記第２のハンドリングタブは、前記可撓性ガラス基板の上下を延び、前記第１の表面及び前記第２の表面が平面である場合に前記可撓性ガラス基板がその内に配置されるハンドリング面エンベロープを定めるものである工程、
   前記可撓性ガラス基板が一次ロール部材を巡って導かれるときに、前記可撓性ガラス基板が、前記一次ロール部材から隔てられたままでいながら、前記ハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができるように、前記ガラスリボンアセンブリを前記第１のハンドリングタブ及び前記第２のハンドリングタブの上に支持する工程、
   前記ガラスリボンアセンブリが前記第１のガラス搬送路から前記第２のガラス搬送路に方向転換されるように、前記一次ロール部材を巡って前記ガラスリボンアセンブリを導く工程であって、前記第２のガラス搬送路は、前記一次ロール部材を通った後の前記ガラスリボンアセンブリが湾曲配位で搬送される搬送路である工程、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記一次ロール部材が、第１の円筒形接触面及び、ロール素子軸に沿って前記第１の円筒形接触面から隔てられた、第２の円筒形接触面を有し、
   前記第１のハンドリングタブ及び前記第２のハンドリングタブがそれぞれ、前記第１の円筒形接触面及び前記第２の円筒形接触面の上に支持される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記一次ロール部材から下流に配置された巻取りロール上に前記ガラスリボンアセンブリを取り込む工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記一次ロール部材から上流に配置された巻出しロールから前記ガラスリボンアセンブリを巻き出す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. ガラスリボンアセンブリを第１のガラス搬送路から第２のガラス搬送路に方向転換させるための装置において、前記装置が、
   第１の縁端と第２の縁端の間に横方向に広がる第１の表面及び第２の表面を有する可撓性ガラス基板、前記第１の縁端に取り付けられた第１のハンドリングタブ及び前記第２の縁端に取り付けられた第２のハンドリングタブを含むガラスリボンアセンブリを供給するためのガラスリボンアセンブリ供給源であって、前記第１のハンドリングタブ及び前記第２のハンドリングタブは、前記可撓性ガラス基板の上下を延び、ハンドリング面エンベロープを定めるものであるガラスリボンアセンブリ供給源、
   並びに
   前記ガラスリボンアセンブリ供給源の下流に配置された一次ロール部材を備え、
   前記一次ロール部材は、第１の円筒形接触面及び、ロール素子軸に沿って前記第１の円筒形接触面から隔てられた、第２の円筒形接触面を有し、前記ガラスリボンアセンブリの前記可撓性ガラス基板は、前記ガラスリボンアセンブリが前記一次ロール部材を巡って導かれるときに、前記一次ロール部材から隔てられたままでいながら、前記ハンドリング面エンベロープの外に自由に撓むことができるものであり、
   前記第１のガラス搬送路は、前記ガラスリボンアセンブリが平板配位で搬送される搬送路であり、かつ、前記ガラスリボンアセンブリ供給源から前記一次ロール部材まで延びるものであり、
   前記第２のガラス搬送路は、前記一次ロール部材から下流方向に延び、前記一次ロール部材を通った後の前記ガラスリボンアセンブリが湾曲配位で搬送される搬送路であり、
   前記一次ロール部材の前記第１の円筒形接触面及び前記第２の円筒形接触面は前記第２のガラス搬送路に正接し、かつ、前記ガラスリボンアセンブリが前記第１のガラス搬送路から前記一次ロール部材を巡って前記第２のガラス搬送路に方向転換されるように構成されている、
   ことを特徴とする装置。
6. 前記第１のガラス搬送路及び前記第２のガラス搬送路に沿って前記ガラスリボンアセンブリを送る引張張力を前記ガラスリボンアセンブリに印加するための駆動機構をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記一次ロール部材は、前記第１の円筒形接触面と前記第２の円筒形接触面との間に配置された中央区画であって、流体緩衝材を放出する複数の貫通孔を有する前記中央区画を備えたものであり、
   前記一次ロール部材の前記中央区画が、前記第１の円筒形接触面及び前記第２の円筒形接触面から径方向に内側に逃げ距離だけオフセットされることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. 第１の円筒形接触面及び、ロール素子軸に沿って前記第１の円筒形接触面から隔てられた、第２の円筒形接触面を有する第２の一次ロール部材をさらに備え、前記第２の一次ロール部材が前記一次ロール部材の下流に配置されることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記ガラスリボンアセンブリ供給源がタブアプリケータを備えることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記ガラスリボンアセンブリが前記一次ロール部材を巡って導かれている間、前記可撓性ガラス基板を前記一次ロール部材から径方向に離れる側に偏らせるため、前記ガラスリボンアセンブリを前記第１のハンドリングタブと前記第２のハンドリングタブとの間で流体緩衝材の上に支持する工程であって、前記一次ロール部材が流体緩衝材を放出する複数の貫通孔を有する中央区画を備えた工程、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記一次ロール部材は、前記第１の円筒形接触面と前記第２の円筒形接触面との間に配置された中央区画であって、流体緩衝材を放出する複数の貫通孔を有する前記中央区画を備えたものであり、
    前記ガラスリボンアセンブリが前記一次ロール部材を巡って導かれている間、前記流体緩衝材が、前記可撓性ガラス基板を前記一次ロール部材から径方向に離れる側に偏らせるように構成されたものである、
    ことを特徴とする請求項５に記載の装置。

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