KR20090051065A

KR20090051065A - 디스플레이 글래스를 용융시켜 전달하기 위한 크기가 감소된 볼

Info

Publication number: KR20090051065A
Application number: KR1020097004687A
Authority: KR
Inventors: 리차드 버그만; 레이몬드 이 프렐리; 메이 와이 쑨
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-05-20
Also published as: JP5281006B2; KR101420456B1; WO2008018987A1; TWI362373B; US20080034798A1; CN101500954A; EP2051948A1; JP2010500275A; CN101500954B; TW200829527A

Abstract

본 발명은 시트 글래스를 형성하기 위한 개선된 장치를 제공하며, 상기 장치는 용융 글래스를 제공하기 위한 저장소, 유동 방향의 상기 저장소로부터의 용융 글래스를 수용하기 위해 상기 저장소와 유체 소통하고, 상기 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖는 입구 파이프, 및 상기 용융 글래스를 수용하기 위해 상기 입구 파이프와 유체 소통하고, 상기 용융 글래스를 유리 시트로 형성하기 위해 쐐기형 형성 구조에 조정하기 쉽게 결합된 홈통을 포함한다. 개선된 점은 상기 입구 파이프와 홈통간 유체 소통을 제공하는 볼을 포함한 것이며, 상기 볼은 입구 파이프의 횡단영역과 동일하거나 보다 작은 볼에 걸쳐 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 가짐으로써, 상기 볼 내에 용융 글래스의 정체를 없앤다. 본 발명의 또 다른 실시예는 글래스 시트를 형성하기 본 발명 장치를 이용하는 방법이다.

용융 글래스, 입구 파이프, 볼, 용융로, 교반기, 유동 방향, 벤트 튜브.

Description

디스플레이 글래스를 용융시켜 전달하기 위한 크기가 감소된 볼{REDUCED SIZE BOWL FOR DISPLAY GLASS MELTING AND DELIVERY}

본 발명은 글래스 시트 제조에 관한 것으로, 특히 오버플로우-타입 공정에서 용융 글래스의 정체(stagnation)를 없애는 글래스 시트의 제조를 위한 개선된 공정에 관한 것이다.

반도체 동력 디스플레이 애플리케이션, 특히 PDA, 컴퓨터 디스플레이 등에서 디스플레이용으로 널리 사용되는 TFT-LCD 디스플레이 장치 및 OLED 디스플레이 장치에 사용된 글래스는 반도체-타입 재료의 성공적인 애플리케이션을 허용하기 위한 높은 표면 품질을 제공해야 한다. "시트 형성장치(SHEET FORMING APPARATUS)"로 명칭된 미국특허 제3,338,696호에 개시된 장치를 이용하여 제조된 바와 같은 시트 글래스는 후-형성 공정을 필요로 하지 않고 형성된 최고 품질의 글래스를 만든다. 상기 미국특허는 이러한 공정을 이용하여 제조된 글래스가 다른 공정에서 요구된 그라인딩(grinding) 및/또는 폴리싱(polishing)을 필요로 하지 않으며, 게다가 보다 높은 품질의 표면 마무리를 제공하는 것과 같은 특정 장점을 갖는 통상 "오버플 로우-공정"이라 불리는 제조공정을 개시하고 있다.

상기 오버플로우-공정과 관련된 문제점 중 하나는 그 제조공정의 관련 단계 중 적어도 한 단계에서 정체(stagnant) 글래스를 형성한다는 것이다. 공지된 바와 같이, 공정 중 형성된 정체 글래스는 궁극적으로 형성된 글래스 시트에 스트릭(streak) 또는 코드(cord) 결함을 야기시켜, 상기한 바와 같이 사용할 수 없는 시트를 만든다. 이러한 스트릭 또는 코드는, 전체 공정에서 몇몇 장소나 위치에 그 용융 글래스가 정착(sit)되거나 정체됨에 따라 그 용융 글래스의 구성의 변경, 및/또는 현재 처리되는 구성과 이전에 행해진 용융 글래스 구성의 혼합에 의한 구성의 변경에 의해 야기될 것이다. 특히, 오버플로우 공정을 달성하기 위해 사용된 종래 장치는 비교적 천천히 일시적인 조건에 의해 회복된다. 이러한 느린 회복의 원인은 관련 장치 내에서의 글래스 흐름의 정지 또는 정체 지역에 의해 일부 기인된다. 일시적인 의도치 않은 공정 동안, 이들 정체 지역이 현재의 처리되는 일단의 유리의 주요 공정 흐름에서 이전 재료 구성의 유리를 천천히 블리드(bleed)시킴으로써, 유리의 전체적인 구성에 영향을 주어 내부의 결함을 야기시킨다. 최종적으로, 그 글래스의 가공처리에 따라 이들 결함이 침강(subside)되기는 하나, 처리된 많은 양의 글래스가 사용에 부적절하여 전체적인 스크랩(scrap) 비율을 증가시킨다. 더욱이, 이전 제조 시스템에는 용융 글래스의 충분한 열적 혼합을 제공하기 위해 그 안에 비교적 큰 볼(bowl)을 통합시켰으나, 이는 정체 글래스를 형성시킨다.

따라서, 유리 시트 제조의 전체 공정에서 정체 글래스의 형성 및 그 결과로 야기되는 글래스 결함을 감소시키는 장치 및 관련 방법이 필요하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 시트 글래스를 형성하기 위한 개선된 장치가 제공되며, 상기 장치는 용융 글래스를 제공하기 위한 저장소, 유동 방향의 상기 저장소로부터의 용융 글래스를 수용하기 위해 상기 저장소와 유체 소통하고, 상기 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖는 입구 파이프, 및 상기 용융 글래스를 수용하기 위해 상기 입구 파이프와 유체 소통하고, 상기 용융 글래스를 유리 시트로 형성하기 위해 쐐기형(wedge-shaped) 형성 구조에 조정하기 쉽게 결합된 홈통을 포함한다. 개선된 점은 상기 입구 파이프와 홈통간 유체 소통을 제공하는 볼을 포함한 것이며, 상기 볼은 입구 파이프의 횡단영역과 동일하거나 보다 작은 볼에 걸쳐 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖는다.

다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 볼은 아치형이면서 하향 경사진 유동 방향의 횡단 구성을 포함하고, 반면 다른 바람직한 실시예에서, 상기 볼은 거의 원형인 제1부분과 거의 원뿔형인 제2부분을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 내부에 용융 글래스를 저장하는 저장소를 제공하고, 상기 저장소로부터의 용융 글래스를 수용하는 입구 튜브를 제공하는 것을 포함하는 시트 글래스 형성방법이 제공되며, 입구 파이프는 글래스 파이프에서의 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖춘다. 또한, 상기 방법은 입구 파이프로부터의 용융 글래스를 수용하는 볼을 제공하는 것을 포함하며, 상기 볼은 상기 입구 파이프의 횡단영역과 동일하거나 보다 작은 볼에 걸쳐 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 가짐으로써, 상기 볼 내에 용융 글래스의 정체를 없앤다. 더욱이, 상기 볼로부터 용융 글래스를 수용하는 홈통을 제공하고, 상기 홈통으로부터의 용융 글래스가 쐐기형 시트 형성 구조를 넘쳐 흐르게 함으로써 글래스 시트를 형성하는 것을 포함한다.

본 발명은 글래스 시트 제조의 전체 공정에서 정체 글래스의 형성과 그 결과에 따른 글래스 결함을 감소시키는 방법 및 관련 장치를 제공한다. 더욱이, 본 발명은 관련 스크랩 비율을 감소시킴으로써 제조비용을 감소시키고, 기존의 제조 시스템을 경제적으로 실행시키며, 특히 제안된 용도에 잘 적응시킬 수 있다.

더욱이, 상기와 같은 본 발명의 장점들과 또 다른 장점들은 이하의 기재된 상세한 설명, 청구항 및 첨부된 도면들을 참조함으로써 당업자라면 보다 잘 이해할 수 있다는 것은 명백하다.

도 1은 본 발명을 통합하여 글래스 시트를 생성하기 위해 사용된 제조 시스템의 개략도;

도 2는 제조 시스템의 입구 파이프, 볼, 다운커머 파이프 및 형성 장치 입구 파이프의 사시도;

도 3은 입구 파이프, 볼, 다운커머 파이프 및 형성 장치 입구 파이프의 측면도;

도 4는 도 2의 IV-IV에 따른 입구 파이프의 종단 횡단면도;

도 5는 입구 파이프 및 볼의 확대 사시도;

도 6은 도 5의 VI-VI에 따른 볼의 상면 횡단면도;

도 7은 선택적으로 구성된 볼의 사시도이다.

본 발명의 설명의 목적을 위해, 용어 "상부", "하부", "우측", "좌측", "후방", "전방", "수직", "수평" 및 그 파생어들은 도 1에 나타낸 발명과 관련된다. 그러나, 본 발명이 표현상 반대로 나타낸 것 외에, 다양하게 다른 방향 및 단계의 연속 진행을 가정할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 도면에 도시되고 이하 명세서 상에 기술된 특정 장치 및 공정들이 부가된 청구항들에서 정의된 발명 개념들의 예시 실시라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 여기에 기술된 실시예들과 관련된 특정 치수 및 다른 물리적 특성들은 청구항을 달리 표현하지 않는 한 한정하지 않는다.

도면참조부호 10(도 1)은 통상 본 발명을 통합하는 글래스 시트 제조 시스템을 나타낸다. 도시된 예에 있어서, 글래스 시트 제조 시스템(10)은 내부에 용융 글래스(15)를 수용하기 위한 저장소(14)를 갖춘 글래스 용융로(12: glass melting furnace)를 포함한다. 전로(16: forehearth)는 저장소(14)와 교반기(18: stirring device)간 유체의 소통을 제공한다. 입구 파이프(20)는 교반기(18)에서 볼(22)까지의 용융 글래스(15)의 유동을 위한 유체 소통을 제공한다. 다운커머 파이프(24)는 볼(22) 아래로 확장되어 볼(22)과 형성 장치 입구 파이프(26)간 유체 소통을 제공하며, 차례로 쐐기형 시트 형성 구조(30)를 갖춘 홈통(28)과 유체 소통한다.

동작에 있어서, 저장소(14) 내에 저장된 용융 글래스(15)는 거의 동일한 온도 및 화학적 구성으로 방향 31로 전로(16)를 통해 상기 용융 글래스를 균질화시키는 교반기(18)로 흐른다. 다음에, 용융 글래스(15)는 입구 파이프(20)를 통해 방향 33으로 볼(22)에 인도되고, 다운커머 파이프(24)를 통해 아래쪽 방향 35로 인도되며, 형성 장치 입구 파이프(26)를 통해 방향 37로 인도되어, 홈통 입구(32)를 통해 홈통(28)으로 인도된다.

다음에, 종래 공지된 방식에서, 용융 글래스(15)는 고체 유리 시트(36)로 고체화하는 용융 글래스 시트(34)를 형성하기 위해 홈통(28)으로부터 시트 형성 구조 또는 쐐기(30)를 넘쳐 흐른다.

용융 글래스(15)는 균질화된 상태로 교반기(18)로부터 전달되어 고체 글래스 시트(36)로 형성될 때까지 입구 파이프(20), 볼(22), 다운커머 파이프(24), 형성 장치 입구 파이프(26), 및 홈통(28)을 통해 전달되도록 유지되어야 한다. 일반적인 볼(22: 도 2 및 3)의 목적은 용융 글래스(15)의 유동 방향을 주어진 공급방향(38)에서 수직방향(35)으로 변경하는 것이다. 볼(22) 내에 용융 글래스(15)의 정체를 방지하기 위해, 본 발명 장치의 볼(22)은 감소된 횡단영역을 갖도록 제공된다. 특히, 도 4에 명확히 도시된 바와 같이, 입구 파이프(20)는 길이를 따라 소정 주어진 지점에서 공급방향(38)에 수직인 주어진 횡단영역을 갖는 타원형의 횡단 구성으로 제공된다. 유사하게, 볼(22) 또한 용융 글래스(15)의 방향에 수직인 주어진 횡단영역으로 제공된다. 기술한 예에서, 하나의 바람직한 실시예의 볼(22: 도 5)은 입구 파이프(20)에 결합된 입구(43)를 갖춘 원형의 상부(42)와, 이 상부(42) 아래로 확장하면서 다운커머 파이프(24)에 결합된 출구(45)를 갖춘 원뿔형의 하부(44)를 포함한다. 볼(22)의 전체 부피 및 횡단영역의 크기는 볼(22)을 통해 용융 글래스(15)가 거의 연속적으로 흘러 볼(22) 내부에 용융 글래스(15)가 정체하지 않는 크기로 한다.

기술한 예에서, 볼(22)은 박막 금속, 바람직하게는 백금 또는 백금 합금으로 이루어진다. 도 5에 명확히 도시된 바와 같이, 벤트 튜브(vent tube) 또는 스탠드파이프(48: standpipe)가 볼(22)의 상부에 부착되어 볼(22)의 내부(50)와 주변 대기와의 유체 소통을 제공함으로써, 내부 흡입으로 인한 볼(22)의 붕괴를 방지하도록 볼(22)의 내부(50)와 주변 환경간 압력의 균형을 맞추게 한다. 볼(22)은 금속 리니어(metal liner)의 윈딩(winding) 또는 다이렉트 파이어링(direct firing)에 의해 히팅된다.

도면참조부호 22a(도 7)는 볼의 다른 바람직한 실시예를 나타낸다. 전체 제조 시스템(10)은 볼 22 또는 볼 22a가 그 안에 사용되는지의 여부에 상관없이 비교적 동일하기 때문에, 각각 도 5 및 도 7에 나타나는 유사한 부분은 후자의 볼 22a에서 "a"를 제외하고는 동일한 도면참조부호로 나타낸다. 기술한 예에서, 볼(22a)은 용융 글래스(15)의 방향에 대해 하향 경사진 아치형으로 제공된다. 더욱이, 볼(22a)은 대부분의 전체적인 볼(22a)의 길이를 따라 감소하는 용융 글래 스(15)의 유동 방향(54)에 수직인 횡단영역을 갖는다. 볼(22a)의 경사 및 감소하는 형태는 볼(22a)을 통한 용융 글래스(15)의 일정한 흐름을 증진시켜 용융 글래스의 정체를 방지한다.

여기에 기술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다양한 변경이 부가된 청구항들에 정의된 바와 같은 발명의 목적 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 부가된 청구항들의 범위 및 그에 상당하는 범위 내에서 제공된 발명의 변경 및 변형을 커버할 수 있다.

Claims

내부에 용융 글래스를 저장하는 저장소를 제공하고;

상기 저장소로부터의 용융 글래스를 수용하고, 상기 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖는 입구 파이프를 제공하고;

상기 입구 파이프로부터의 용융 글래스를 수용하고, 입구 파이프의 횡단영역과 동일하거나 보다 작은 볼에서의 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖는 볼을 제공하고;

상기 볼로부터의 용융 글래스를 수용하는 홈통을 제공하며;

상기 홈통으로부터의 용융 글래스가 쐐기형 시트 형성 구조를 넘쳐 흐르게 하여 글래스 시트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
제1항에 있어서,

상기 볼을 제공하는 단계는 입구, 출구, 및 상기 입구와 출구 사이에 정의된 길이를 갖는 볼을 제공하는 것을 포함하고, 상기 볼의 횡단영역은 대부분의 볼의 길이를 따라 용융 글래스의 유동 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
제1항에 있어서,

상기 볼을 제공하는 단계는 용융 글래스의 유동 방향으로 아치형으로 형성된 횡단 구성을 갖는 볼을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
제3항에 있어서,

상기 볼을 제공하는 단계는 용융 글래스의 유동 방향으로 하향 경사진 볼을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
제1항에 있어서,

상기 볼을 제공하는 단계는 원형의 제1부분과, 원뿔형의 제2부분을 갖는 볼을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
제1항에 있어서,

상기 볼을 제공하는 단계는 볼의 내부와 주변 대기를 유체 소통시키는 벤트 튜브를 갖는 볼을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방 법.
제1항에 있어서,

상기 입구 파이프를 제공하는 단계는 적어도 일부가 볼 아래에 위치되는 입구 파이프를 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
제7항에 있어서,

상기 입구 파이프를 제공하는 단계는 상기 볼 아래로 확장하는 입구 파이프를 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 글래스 형성방법.
용융 글래스를 제공하기 위한 저장소, 유동 방향의 상기 저장소로부터의 용융 글래스를 수용하기 위해 상기 저장소와 유체 소통하고, 상기 유동 방향에 직교하는 횡단영역을 갖는 입구 파이프, 및 상기 용융 글래스를 수용하기 위해 상기 입구 파이프와 유체 소통하고, 상기 용융 글래스를 유리 시트로 형성하기 위해 쐐기형 형성 구조에 조정하기 쉽게 결합된 홈통을 포함하고,

상기 입구 파이프와 홈통간 유체 소통을 제공하고, 입구 파이프의 횡단영역과 동일하거나 보다 작은 볼에 걸쳐 용융 글래스의 유동 방향에 직교하는 횡단영역 을 갖는 볼을 포함함으로써, 상기 볼 내에 용융 글래스의 정체를 없애는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제9항에 있어서,

상기 볼은 입구, 출구 및 유동 방향으로 상기 입구와 출구 사이에 정의된 길이를 포함하고, 상기 볼의 횡단영역은 대부분의 볼 길이를 따라 유동 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제9항에 있어서,

상기 유동 방향으로 상기 볼의 횡단 구성이 아치형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제11항에 있어서,

상기 볼은 하향 경사진 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제9항에 있어서,

상기 볼은 원형의 제1부분과, 원뿔형의 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제9항에 있어서,

상기 볼은 상기 볼의 내부와 주변 대기를 유체 소통시키는 벤트 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제9항에 있어서,

상기 볼은 적어도 일부의 입구 파이프 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.
제10항에 있어서,

상기 볼은 상기 볼 아래로 확장하는 입구 파이프와 결합되는 것을 특징으로 하는 개선된 시트 글래스 형성장치.