TW201619071A - 用於在玻璃片中衝擊壓密的方法及玻璃製造系統 - Google Patents

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Abstract

茲描述在玻璃片中衝擊壓密的方法和玻璃製造系統。例如，本文描述用於在玻璃片中衝擊壓密的方法，玻璃片由玻璃製造系統製造。此外，本文描述玻璃製造系統，用以製造符合壓密目標的玻璃片。再者，本文描述用於維持玻璃片間的壓密均勻度的方法，玻璃片由不同玻璃製造系統製造。

Description

用於在玻璃片中衝擊壓密的方法及玻璃製造系統
本申請案主張西元2014年9月30日申請的美國臨時專利申請案第62/057372號的優先權權益，該臨時專利申請案全文內容以引用方式併入本文中。
本發明大體係關於玻璃製造領域，及關於在由玻璃製造系統製造的玻璃片中衝擊壓密的方法、製造符合壓密目標的玻璃片的玻璃製造系統和用於維持由不同玻璃製造系統製作玻璃片間的壓密均勻度的方法。
康寧(Corning)公司開發了稱為融合製程的製程來形成高品質薄玻璃片，以用於各種裝置，例如平面顯示器。融合製程係製造平面顯示器用玻璃片的示例性技術，因為此製程製造的玻璃片表面平坦度和平滑度比由其他方法製造的玻璃片佳。融合製程最早描述於美國專利案第3,338,696號和第3,682,609號，該等專利案內容以引用方式併入本文中。由於開發融合製程，Corning始終不斷改善玻璃製造系統和相關玻璃製造製程。玻璃製造系統和相關玻璃製造製程改善為本發明的主題。
方法和玻璃製造系統亦描述於本申請書的獨立請求項。方法和玻璃製造系統的有利實施例描述於附屬請求項。
一些實施例提供在由玻璃製造系統製造的玻璃片中衝擊壓密的方法。方法包含下列步驟：選擇用於製造玻璃片的批料，以控制玻璃片的β-OH而符合玻璃片的壓密目標。例如，選擇步驟可進一步包含以下一或多者：(a)選擇B2O3源用於批料，其中B2O3源包含：(1)預定量的第一B2O3材料(若有)，第一B2O3材料具有乾物理特性，用於減少玻璃片的β-OH；及(2)預定量的第二B2O3材料(若有)，第二B2O3材料具有溼物理特性，用於增加玻璃片的β-OH；(b)選擇SiO2源用於批料，以控制玻璃片的β-OH；(c)選擇水合礦物用於批料，以控制玻璃片的β-OH；及(d)添加、移除或改變批料中的鹵化物量，以控制玻璃片的β-OH。
其他實施例提供玻璃製造系統，用以製造符合壓密目標的玻璃片。玻璃製造系統包含：(1)熔化容器，用於熔化批料而形成熔融玻璃；(2)一或更多容器，用於處理熔融玻璃；(3)成形設備，用於接收已處理熔融玻璃及形成玻璃片；及(4)其中批料經選擇以控制玻璃片的β-OH，以符合玻璃片的壓密目標。
在又一實施例中，提供維持玻璃片間的壓密均勻度的方法，玻璃片由不同玻璃製造系統製造。方法包含下列步驟：(1)測定由各個不同玻璃製造系統製作玻璃片 的壓密；(2)測定由不同玻璃製造系統製作玻璃片間的壓密差異；(3)測定待由不同玻璃製造系統製作玻璃片的共同壓密目標。接著，每一玻璃製造系統進行下列步驟：(a)決定由一玻璃製造系統製造的玻璃片壓密是否符合共同壓密目標；(b)若是，則不改變供玻璃製造系統製造玻璃片所用批料；(c)若否，則決定由玻璃製造系統製造的玻璃片壓密比共同壓密目標高或低；(d)若為高，則(i)改變製造玻璃片所用批料，使之具有較少β-OH，(ii)測定由玻璃製造系統以改變批料製造的玻璃片壓密，及(iii)返回步驟(a)：決定由該玻璃製造系統製造的玻璃片壓密是否符合共同壓密目標；及(e)若為低，則(i)改變製造玻璃片所用批料，使之具有較多β-OH，(ii)測定由玻璃製造系統以改變批料製造的玻璃片壓密，及(iii)返回步驟(a)：決定由該玻璃製造系統製造的玻璃片壓密是否符合共同壓密目標。
本發明的附加特徵和優點將部分描述於以下詳細實施方式說明、圖式和任何申請專利範圍，且在某種程度上可由詳細實施方式推知或由實行所述方法獲悉。
應理解以上概要說明和下述詳細說明均描述本發明的各種實施例，及擬提供概觀或架構以對申請專利範圍的本質和特性有所瞭解。所含附圖提供對本發明的進一步瞭解，故當併入及構成說明書的一部分。圖式描繪本發明的各種實施例，並連同實施方式說明一起用於解釋本發明的原理和操作。
1-5‧‧‧方塊
100‧‧‧玻璃製造系統
102、109‧‧‧玻璃片
110‧‧‧熔化容器
111‧‧‧批料/原料/玻璃組成/玻璃片
112‧‧‧箭頭
114‧‧‧熔融玻璃
115、125、135‧‧‧管
120‧‧‧澄清容器
130‧‧‧攪拌室/混合容器
140‧‧‧碗槽/輸送容器
145‧‧‧降流管
150‧‧‧FDM
155‧‧‧入口管
160‧‧‧成形設備/隔離管
162‧‧‧開口
164‧‧‧凹槽
165‧‧‧拉輥組件
166a、166b‧‧‧相對側
168‧‧‧根部
170‧‧‧TAM
200、400‧‧‧方法
202、204a-204d‧‧‧步驟
402、404、406、408、410、412、414、416、418、420‧‧‧步驟
以下詳細說明在配合附圖後將變得更清楚易懂，其中相似的結構盡可能以相同的元件符號表示，其中：第1圖係示例性玻璃製造系統的示意圖，系統採用融合抽拉製程製造玻璃片；第2圖係在玻璃片中衝擊壓密的示例性方法流程圖；第3圖圖示驅動第2圖所示衝擊方法的示例性事件或狀況方塊圖；第4圖係維持由不同玻璃製造系統製作玻璃片間的壓密均勻度的示例性方法流程圖；第5A圖至第5B圖係改變示例性玻璃組成的乾：溼原料比的實驗影響曲線圖；及第6A圖至第6B圖係改變另一示例性玻璃組成的乾：溼原料比的實驗影響曲線圖。
參照第1圖，第1圖係示例性玻璃製造系統100的示意圖，根據本發明一些實施例，系統採用融合抽拉製程來製作玻璃片102。玻璃製造系統100包括熔化容器110、熔化至澄清管115、澄清容器120、澄清器至攪拌室管125、攪拌室130(例如混合容器130)、攪拌室至碗槽連接管135、碗槽140(例如輸送容器140)、降流管145、融合抽拉機(FDM)150(FDM包括入口管155、成形設備160與拉輥組件165)和行進砧板機 (TAM)170。玻璃製造容器115、120、125、130、135、140、145、155可由鉑或含鉑金屬製成，例如鉑-銠、鉑-銥和上述組合物，但容器亦可包含其他耐火金屬，例如鈀、錸、釕和鋨或上述金屬合金。成形設備160(例如隔離管160)可由陶瓷材料或玻璃-陶瓷耐火材料製成。
玻璃批料111依箭頭112指示引入熔化容器110及熔化而成熔融玻璃114。澄清容器120(例如澄清管120)由熔化至澄清管115連接至熔化容器110。澄清容器120具有高溫處理區域，該區域接收來自熔化容器110的熔融玻璃114(此時未圖示)，並移除熔融玻璃114的氣泡。澄清容器120由澄清器至攪拌室管125連接至攪拌室130。攪拌室130由攪拌室至碗槽連接管135連接至碗槽140。碗槽140經由降流管145輸送熔融玻璃114(未圖示)至FDM 150。
FDM 150包括入口管155、成形容器160(例如隔離管160)和拉輥組件165。入口管155接收來自降流管145與入口管155的熔融玻璃114(未圖示)，熔融玻璃114(未圖示)接著流向成形容器160。成形容器160包括開口162，用以接收熔融玻璃114(未圖示)，熔融玻璃流入凹槽164及溢流，並於根部168融合在一起前沿二相對側166a、166b往下流動而形成玻璃片109。拉輥組件165接收玻璃片109及輸出下拉玻璃片111。TAM 170接收下拉玻璃片111及將下拉玻璃片111分離成個別玻璃片102。
如下文所詳述，一些實施例利用原料111(批料111)選擇，以指向性控制玻璃片102的含水量(β-OH)和玻璃片102的衝擊壓密特性。在此，β-OH定義為以標準傅氏轉換紅外線(FTIR)光譜技術測量表示的玻璃樣品含水量。另外，壓密一般定義為分子結構從初始狀態往高密度平衡態鬆弛時發生的玻璃緻密化。特別地，含水量(β-OH)竟與玻璃組成111(批料111)的性質呈反比關係，組成性質直接影響玻璃片102的壓密特性。例如，溼原料111可增加β-OH，乾原料111可減少β-OH。另外，就用於融合製程來製造玻璃片102的特定玻璃組成111(批料111)而言，壓密性能亦受流量影響，其中增加流量將造成更大壓密。使用乾料可抵消此差異，使高流量抽拉的壓密性類似低流量抽拉。在一些實施例中，影響β-OH與壓密的原料111包括SiO2源、B2O3源和水合礦物等，但不以此為限。在其他實施例中，添加鹵化物至批料111具有乾燥作用。在進一步實施例中，B2O3源對顯示玻璃組成111的β-OH有更大的影響。原料111、批料111和玻璃組成111等術語在此可交換使用，且不應限定後附申請專利範圍的範圍。
參照第2圖，第2圖提供在玻璃片102中衝擊壓密的示例性方法200的流程圖。方法200包含選擇批料111的步驟202。批料111可用於製造玻璃片102及控制玻璃片102的β-OH而符合壓密目標。選擇步驟202亦可包括選擇B2O3源用於批料111，其中B2O3源包含預定量 的第一B2O3材料(若有)(例如無水硼酸)，第一B2O3材料具有乾物理特性，用於減少玻璃片的β-OH，及包含預定量的第二B2O3材料(若有)(例如硼酸)，第二B2O3材料具有溼物理特性，用於增加玻璃片的β-OH(步驟204a)。在一些實施例中，選擇步驟202進一步包括選擇SiO2源用於批料111，以控制玻璃片102的β-OH(步驟204b)。在附加實施例中，SiO2源可為相同或不同(例如粒徑、組成、含水量及/或其他特性)。在一些實施例中，選擇步驟202包括選擇水合礦物用於批料111，以控制玻璃片102的β-OH(步驟204c)。在一實例中，可添加、移除或改變批料111中的水合礦物量，以控制玻璃片102的β-OH。在一些實施例中，選擇步驟202亦包括添加、移除或改變批料111中的鹵化物量，以控制玻璃片102的β-OH(步驟204d)。壓密目標可為軟化點、退火點、應變、玻璃轉移溫度(Tg)和上述組合物等物理特性，但不以此為限。在一些實施例中，壓密目標為應變。然若標稱玻璃組成和製造製程條件保持不變，則可建立壓密與其他物性的關聯性，例如軟化點、退火點、應變點和Tg，以替代壓密測量。當然，物理特性不應限定後附申請專利範圍的範圍，因為所述實施例可採用任何數量的特性來定義壓密目標。應理解控制器(處理器/記憶體)和其他類型的裝備(例如測試裝備)可用於測定玻璃片102的壓密、決定玻璃片102的壓密目標，及選擇每步驟 202、204a、204b、204c、204d的批料111，以製造玻璃片102。
如上所述，所述實施例和功能操作可施行於數位電子電路、或電腦軟體、韌體或硬體，包括本說明書提及的結構和結構均等物或上述一或更多組合物。所述實施例可實施成一或更多電腦程式產品，即在實體程式載體中編碼的一或更多電腦程式指令模數，以供資料處理設備執行或控制操作。實體程式載體可為電腦可讀取媒體。電腦可讀取媒體可為機器可讀取儲存裝置、機器可讀取儲存基片、記憶裝置或上述一或更多組合物。
「處理器」或「控制器」可涵蓋所有用於處理資料的設備、裝置和機器，例如包括可程式處理器、電腦或多個處理器或電腦。除了硬體，處理器還可包括程式碼，用以產生提問電腦程式的執行環境，例如構成處理器韌體、協議棧、資料庫管理系統、操作系統或上述一或更多組合物的程式碼。
電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟體應用、指令檔或程式碼)可以任何程式語言編寫，包括編譯或解譯語言、或宣告或程序語言，電腦程式並可部署成任何形式，包括獨立程式或模組、部件、子常式或其他適用運算環境的單元。電腦程式不一定要對應檔案系統的檔案。程式可儲存在含有其他程式或資料的部分檔案(例如儲存於標示語言文件的一或更多指令檔)、提問程式專用的單一檔案或多重座標檔案(例如儲存一或更多模組、子程式或 部分程式碼的檔案)。電腦程式可配置供單一電腦、或位於一網點或分散遍及多個網點且由通信網路相連的多個電腦執行。
所述製程可由一或更多可程式處理器進行，可程式處理器執行一或更多電腦程式，以藉由操作輸入資料及產生輸出而發揮功能。製程和邏輯流程亦可由特定用途的邏輯電路進行，且設備也可實施做為特定用途的邏輯電路，例如FPGA(現場可程式閘陣列)或ASIC(特定功能積體電路)等。
適於執行電腦程式的處理器例如包括通用與特定用途的微處理器和任一種數位電腦的任一或更多處理器。通常，處理器將接收來自唯讀記憶體或隨機存取記憶體或二者的指令與資料。電腦的主要元件為執行指令的處理器和用於儲存指令與資料的一或更多記憶裝置。通常，電腦亦將包括或操作耦接以接收及/或傳送資料進出一或更多用於儲存資料的大容量儲存裝置，例如磁碟、磁光碟或光碟。然電腦不一定要有此裝置。再者，電腦可嵌入另一裝置，例如行動電話、個人數位助理(PDA)等。
適於儲存電腦程式指令與資料的電腦可讀取媒體包括所有類型的資料記憶體，包括非揮發性記憶體、媒體和記憶裝置，例如包括半導體記憶裝置(例如可拭除可程式唯讀記憶體(EPROM)、電子抹除式可編程唯讀記憶體(EEPROM)與快閃記憶體)、磁碟(例如內裝硬碟或可拆式磁碟)、磁光碟和唯讀光碟(CD-ROM) 與數位影音光碟(DVD-ROM)。處理器和記憶體可以特定功能邏輯電路加強或與之結合。
為與使用者互動，所述實施例可施行於具顯示裝置的電腦，例如CRT(陰極射線管)或LCD(液晶顯示器)監視器等，以對使用者顯示資訊，電腦尚具有鍵盤和定點裝置，例如滑鼠或追蹤球或觸控螢幕，供使用者輸入電腦。其他類型的裝置也可用來與使用者互動；例如，可以任何形式接受使用者輸入，包括聲音、說話或觸碰輸入。
所述實施例可施行於計算系統，計算系統包括後端部件(例如資料伺服器)或包括中介部件(例如應用伺服器)或包括前端部件(例如具圖形化使用者介面或網域瀏覽器的用戶端電腦)，使用者可由此與所述施行標的互動，或包括一或更多後端、中介或前端部件的任何組合物。系統部件可由任何類型的數位資料通信媒體互連，例如通信網路。通信網路實例包括區域網路(「LAN」)和廣域網路(「WAN」)，例如網際網路。
計算系統可包括用戶端和伺服器。用戶端和伺服器通常互為遠程關係且一般透過通信網絡互動。用戶端與伺服器的關係由各電腦運行的電腦程式產生且彼此具主從關係。
可用於一些實施例的示例性玻璃組成111列於表#1。
表#1
在一些實施例中，示例性玻璃組成111包含水合偏硼酸鈣(CaO-B2O3-2H2O)、硬硼鈣石(2CaO-3B2O3-5H2O)等和其他可能天然水合礦物，水合礦物包括水與一或更多目標氧化物元素用於示例性組成。在其他實施例中，示例性玻璃組成111可包含氟化物、氯化物或溴化物形式的目標氧化物元素用於示例性組成。在進一步實施例中，示例性玻璃組成111可依需求加入鋅和磷。
申請專利範圍不應只限於表#1所列組成，因為實施例當可偕同各種玻璃組成111使用。例如，表#2提供另一可用於一些實施例的非限定示例性玻璃組成111。
亦應注意鋅和磷可依需求加入表#2所列示例性玻璃組成111和上述示例性水合材料。
參照第3圖，第3圖圖示驅動施行示例性方法200來改變批料111以符合玻璃片102的特定壓密目標的示例性事件或狀況方塊圖。非限定驅動事況可包括流量目標改變、玻璃組成改變、客戶壓密問題、玻璃產品擴展及期減小線間壓密問題。
關於流量目標改變，若期提高特定融合抽拉(特定玻璃製造系統100)的最終流量目標，以降低成本，則可斟酌高流量時的特定壓密目標和容量，從而增加批料111中的乾料量，使壓密降至目標。
關於玻璃組成改變，新玻璃組成試驗可試著採用此方法及結合特定抽拉設計和流量目標束制。
關於隨玻璃片102壓密變異引起的客戶壓密問題、客戶抱怨或客戶透明度問題可能存於特定產品線內或產品線間，此應得使用乾原料或調整批料111的乾溼材料比，以減小壓密變異。
關於玻璃產品擴展，此方法可考量降低(或提高)壓密是否為擴展現有產品應用的手段，例如在高顯示器製造溫度下具有更佳的尺寸穩定性。
至於減小由不同玻璃製造系統製作玻璃片102的線間壓密差異問題將進一步詳述於後(參見第4圖)。
在一些實施例中，決定或評估壓密目標，以解決特定事件-狀況。決定後，即檢驗各玻璃片102，以決定壓密目標是否符合、太高或太低(參見方塊2)。若符合壓密目標，則不需改變批料111(即滿足事件-狀況)(方塊3)。若玻璃片102的壓密大於壓密目標，則改變批料111，使玻璃片102具有較少β-OH(例如提高乾溼材料比)，測定以改變批料111製造的玻璃片102的壓密，及/或決定以改變批料111製造的玻璃片102的壓密是否符合共同目標壓密(方塊4)。若玻璃片102的壓密小於壓密目標，則改變批料111，使玻璃片102具有較多β-OH(例如降低乾溼材料比)，測定以改變批料111製造的玻璃片102的壓密，及/或決定以改變批料111製造的玻璃片102的壓密是否符合共同目標壓密(方塊5)。
參照第4圖，第4圖係維持由不同玻璃製造系統100製作玻璃片102間的壓密均勻度的示例性方法400的流程圖。從步驟402開始，測定由各個不同玻璃製造系統100製作玻璃片102的壓密。不同玻璃製造系統100可具有相同裝配(例如相同尺寸的隔離管160)或不同裝配(例如不同尺寸的隔離管160)，及具有相同批料111或不同批料111。在步驟404中，測定由不同玻璃製造系統100製作玻璃片102間的壓密差異。在步驟406 中，決定待由不同玻璃製造系統100製作玻璃片102的共同壓密目標。
在附加實施例中，在步驟408中，決定由玻璃製造系統100製作玻璃片102的壓密是否符合共同壓密目標。若步驟408的結果為是，則在步驟410中，不改變供玻璃製造系統100製造玻璃片102所用批料111。若步驟408的結果為否，則在步驟412中，決定由玻璃製造系統100製作玻璃片102的壓密比共同壓密目標高或低。若步驟412的結果為高，則在步驟414中，改變製造玻璃片102所用批料111，使之具有較少β-OH(參見第2圖相關敘述)，在步驟416中，測定由玻璃製造系統100以改變批料111製作玻璃片102的壓密，及再度在步驟408中，決定由玻璃製造系統100製作玻璃片102的壓密現是否符合共同壓密目標。在改變製造玻璃片102所用批料111，使之具有較少β-OH的步驟414中，方法亦可包括下列一或更多步驟：改變批料111的B2O3源，使含有的無水硼酸比硼酸多或完全含有無水硼酸、改變批料的SiO2源，以含有乾SiO2，其中SiO2源包括一或更多種SiO2(例如細砂等)、改變批料111，以含有乾水合礦物，及/或改變批料111，以添加或增加鹵化物量。
在一些實施例中，若步驟408的結果為低，則改變製造玻璃片102所用批料111，使之具有較多β-OH(參見第2圖相關敘述)，在步驟420中，測定由玻璃製造系統100以改變批料111製作玻璃片102的壓密，及再 度在步驟408中，決定由玻璃製造系統100製作玻璃片102的壓密是否符合共同壓密目標。在附加實施例中，在改變製造玻璃片102所用批料111，使之具有較多β-OH的步驟420中，方法可包括下列一或更多步驟：改變批料111的B2O3源，使含有的硼酸比無水硼酸多或完全含有硼酸、改變批料111的SiO2源，以含有溼SiO2，其中SiO2源包括一或更多種SiO2(細砂等)、改變批料111，以含有溼水合礦物，及/或改變批料111，以減少或移除若存有的鹵化物量。
實驗
以下將討論各種實驗，其中特定玻璃組成111經操縱以測定對示例性玻璃片102的壓密影響。如上所述，一些實施例大體係針對操縱玻璃組成111的乾：溼原料比，以控制β-OH及有效改變玻璃片102的壓密。此概念一例涉及以無水氧化硼(亦稱作無水硼酸(ABA))取代所有或部分標準硼酸用於表#3所列玻璃組成111，單位為重量%。
無水硼酸係比硼酸乾的材料。故以無水硼酸取代所有或部分標準硼酸可減少玻璃片102中的β-OH，藉以提高玻璃片102的退火點，進而改善壓縮與應力鬆弛性能。第5A圖的曲線圖顯示改變表#3所列玻璃組成111的乾：溼原料比(即將硼酸(溼)轉換成無水氧化硼(乾))對玻璃片102的退火點的相對影響。第5B圖的曲線圖顯示改變表#3所列玻璃組成111的乾：溼原料比(即將硼酸(BA)(溼)轉換成無水氧化硼(乾))對玻璃片102的β-OH的相對影響。參照第5A圖及第5B圖發現，隨著批料中的乾：溼原料比增加，示例性玻璃組成的退火點溫度將實質線性升高(第5A圖)，示例性玻璃組成的相對β-OH含量將實質線性減少(第5B圖)。
此概念的另一例涉及以無水氧化硼(亦稱作無水硼酸(ABA))取代所有或部分標準硼酸用於表#4所列另一玻璃組成111，單位為重量%。
第6A圖的曲線圖顯示改變表#4所列玻璃組成111的乾：溼原料比(即將硼酸(溼)轉換成無水氧化硼(乾))對玻璃片102的退火點和B2O3濃度的相對影響。第6B圖的曲線圖顯示改變表#4所列玻璃組成111的乾：溼原料比(即將硼酸(溼)轉換成無水氧化硼(乾))對玻璃片102的退火點和β-OH的相對影響。參照第6A圖及第6B圖發現，隨著批料中的乾：溼原料比增加，表#4所列玻璃組成的退火點溫度將實質線性升高，B2O3濃度為實質保持不變(第6A圖)，示例性玻璃組成的相對β-OH含量呈指數下降達某一程度，並且實質保持不變或隨後略微減少(第6B圖)。
鑒於上述，熟諳此技術者將欣然明白所述實施例係關於選擇原料111的方法，以控制玻璃的β-OH而符合玻璃片102(顯示玻璃片102)的壓密目標。應注意雖然許多實施例至此係以融合抽拉製程及/或製造系統為例說明，然後附申請專利範圍不應限於此，因為實施例同樣可應用到其他玻璃製造及形成方法，包括浮式製程與製造系統、狹槽抽拉製程與製造系統、雙重融合抽拉製程與製造系統等，但不以此為限。本發明具有許多優點，其中一些優點包括提供改善壓密性能(例如當需製造顯示玻璃片102(例如低溫多晶矽顯示器(LTPS)和氧化物薄膜電晶體(OxTFT)顯示器)時，在顯示器製造製程的高製程溫度下需有高尺寸穩定性)，及降低製造成本(例如減少β-OH可解除當前壓密性能對流量容量的束制，及就特 定類型的玻璃片102達成高流量容量設計，以降低成本/平方呎玻璃片102)。附加優點包括融合生產線機群各處的壓密變異減小(參見第4圖)(例如提供更高的能力供應客戶透明玻璃片102)(例如藉由在批料111中部分或完全取代使用乾原料，可讓使用某一玻璃組成111製造一種玻璃片102的生產線匹配以進行另一使用不同玻璃組成111製造不同種玻璃片102的類似生產線)。此亦可解決混合玻璃片102的條板箱時所發生的問題，玻璃片自不同母玻璃片102切下(即母玻璃片102現全將符合相同壓密目標)。其他優點包括提供改善壓密控制(例如調整批料111中的乾溼原料混合比，以控制壓密)。施行本發明時，假若已充分研究替代測量(例如在特定融合抽拉設計中，特定流量與厚度的退火點、β-OH)，甚至可利用替代測量或測量組合來取代直接壓密測量。
本發明的附加實施例係關於藉由達成批料111中的特定乾料百分比(例如無水硼酸)或特定乾溼原料混合比目標而驅往特定退火點(和壓密性能)的能力。此能減輕產品透明度對壓密性能的影響。是以開發統計製程控制(SPC)對策，其中藉著持續調整批料111中的特定乾料百分比(例如無水硼酸)或特定乾溼原料混合比，可主動控制退火點(或β-OH/退火點方案)，及改善輸入變量(驅動事況)，以減小壓密變異。
在此所用「批料」和變體字係表示玻璃前驅組分混合物，熔化後，批料將反應及/或化合形成玻璃。玻 璃批料可以任何已知結合玻璃前驅材料的方法製備及/或混合。例如，在某些非限定實施例中，玻璃批料包含乾的或實質乾的玻璃前驅顆粒混合物，例如無任何溶劑或液體。在其他實施例中，玻璃批料呈漿料形式，例如存有液體或溶劑的玻璃前驅顆粒混合物。
根據不同實施例，批料可包含玻璃前驅材料，例如氧化矽、氧化鋁和各種附加氧化物，例如硼、鎂、鈣、鈉、鍶、錫或鈦氧化物。例如，玻璃批料可為氧化矽及/或氧化鋁與一或更多附加氧化物的混合物。在不同實施例中，玻璃批料包含共約45至約95重量%的氧化鋁及/或氧化矽和共約5至約55重量%的至少一硼、鎂、鈣、鈉、鍶、錫及/或鈦氧化物。
批料可依此領域已知的任何方法熔化。例如，批料可加入熔化容器及加熱達約1100℃至約1700℃，例如約1200℃至約1650℃、約1250℃至約1600℃、約1300℃至約1550℃、約1350℃至約1500℃或約1400℃至約1450℃，包括其間所有範圍與子範圍。在某些實施例中，批料停留在熔化容器的時間為數分鐘至數小時，此視各種變量而定，例如操作溫度和批量。例如，停留時間可為約30分鐘至約8小時、約1小時至約6小時、約2小時至約5小時、約3小時至約4小時，包括其間所有範圍與子範圍。
熔融玻璃隨後可經歷各種附加處理步驟，包括澄清以移除氣泡，及攪拌使玻璃熔體變均勻等。接著可處 理熔融玻璃，以利用成形體設備(例如隔離管)製造玻璃帶。例如，如上所述，熔融玻璃可從輸送端經由一或更多入口引入成形體的槽狀部。玻璃可從輸送端朝壓縮端的方向流動、經過二槽壁及沿楔形部的二相對外表面往下而於根部會合形成一元玻璃帶。
非限定舉例來說，成形體設備可封在容器內，且在最熱位置(例如鄰近槽狀部的上方「蒙蓋」區)可在約1100℃至約1300℃下操作，例如約1150℃至約1250℃、約1150℃至約1225℃或約1175℃至約1200℃，包括其間所有範圍與子範圍。在最冷位置(例如鄰近成形體根部的下方「轉移」區)，容器可在約800℃至約1150℃下操作，例如約850℃至約1100℃、約900℃至約1050℃或約950℃至約1000℃，包括其間所有範圍與子範圍。應理解所述不同實施例可能涉及特定實施例描述的相關特定特徵結構、元件或步驟。亦應理解特定特徵結構、元件或步驟雖描述於特定實施例，但當可以各種未示結合或變更方式互換或結合替代實施例。
亦應理解除非清楚指明，否則在此所用「該」或「一」等用語意指「至少一個」且不應限於「只有一個」。故例如，除非內文清楚指出，否則指稱「一部件」包括具二或更多此部件的實例。
範圍在此表示成從「約」一特定值及/或到「約」另一特定值。依此表示範圍時，實例將包括從一特定值及/或到另一特定值。同樣地，數值以先行詞「約」表示成 近似值時，當理解特定值會構成另一態樣。更應理解各範圍的終點相對另一終點係有意義的，並且獨立於另一終點。
在此所用「實質」、「實質上」和變體字等用語擬指所述特徵等於或近乎等於某一數值或敘述。再者，「實質相似」擬指二數值相等或近乎相等。在一些實施例中，「實質相似」代表數值彼此落在約10%以內，例如彼此落在約5%以內或彼此落在約2%以內。
除非明確指出，否則在此提及的任何方法不擬解釋成需按特定順序進行方法步驟。是以當方法請求項未實際敘述步驟依循順序，或者申請專利範圍和實施方式未具體指出步驟限於特定順序時，不擬推斷任何特定順序。
雖然特定實施例的各種特徵結構、元件或步驟係以轉承用語「包含」來描述，但應理解包括以「由…組成」或「本質由…組成」等轉承用語描述的替代實施例亦涵蓋在內。例如，包含A+B+C的替代設備實施例暗指包括設備由A+B+C組成的實施例和設備本質由A+B+C組成的實施例。
熟諳此技術者將明白，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可對本發明作各種更動與潤飾。因熟諳此技術者可併入本發明的精神與本質而獲得所述實施例的修改例、組合例、子組合例和變化例，故本發明應解釋成包括落在後附申請專利範圍與均等物內的一切事物。
200‧‧‧方法
202、204a-204d‧‧‧步驟

Claims (24)

  1. 一種在一玻璃片中衝擊壓密的方法，該玻璃片由一製造系統製造，該方法包含下列步驟：選擇一批料，用於製造該玻璃片，以控制該玻璃片的一β-OH而符合該玻璃片的一壓密目標。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該選擇步驟進一步包含下列步驟：選擇一B2O3源，用於該批料，其中該B2O3源包含：(1)一預定量的一第一B2O3材料(若有)，該第一B2O3材料具有一乾物理特性，用於減少該玻璃片的該β-OH；及(2)一預定量的一第二B2O3材料(若有)，該第二B2O3材料具有一溼物理特性，用於增加該玻璃片的該β-OH。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該第一B2O3材料係無水硼酸，該第二B2O3材料係硼酸。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該選擇步驟進一步包含下列步驟：選擇一SiO2源，用於該批料，以控制該玻璃片的該β-OH，其中該SiO2源包含一或更多種SiO2。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該選擇步驟進一步包含下列步驟：選擇一水合礦物，用於該批料，以控制該玻璃片的 該β-OH。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該選擇步驟進一步包含下列步驟：添加、移除或改變該批料中的一鹵化物量，以控制該玻璃片的該β-OH。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該壓密目標包含下列一或更多物理特性：(1)一軟化點；(2)一退火點；(3)一應變；(4)一Tg；及上述組合物。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該選擇步驟係在發生下列任一事件或狀況時進行：(1)一流量目標改變；(2)一玻璃組成改變；(3)一客戶壓密問題；(4)一玻璃產品擴展；或(5)期減小由不同玻璃製造系統製造的多個玻璃片的一線間壓密差異。
  9. 如請求項1所述之方法，其中：該玻璃片的該批料包含59-64重量%的SiO2、17-20重量%的Al2O3、0-11重量%的B2O3、1-4重量%的MgO、4-8重量%的CaO、0-4重量%的SrO、0-9重量%的BaO、0-1重量%的SnO2、0-1重量%的Fe2O3、0-1重量%的K2O、0-1重量%的Na2O和0-1重量%的ZrO2；及該選擇步驟進一步包含下列一或更多步驟：選擇該批料的該B2O3源，以含有(1)一預定量的 硼酸相對無水硼酸、(2)全為硼酸或(3)全為無水硼酸；選擇該批料的該SiO2源，以含有(1)一預定量的溼SiO2相對乾SiO2、(2)全為溼SiO2或(3)全為乾SiO2；選擇一溼水合礦物或一乾水合礦物，用於該批料；及改變該批料，以添加、移除或改變一鹵化物量。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該玻璃製造系統採用一融合或浮式製程。
  11. 一種玻璃製造系統，用於製造一玻璃片，該玻璃片符合一壓密目標，該玻璃製造系統包含：一熔化容器，用於熔化一批料而形成一熔融玻璃；一或更多容器，用於處理該熔融玻璃；及一成形設備，用於接收該處理熔融玻璃及形成該玻璃片；其中該批料經選擇以控制該玻璃片的一β-OH，以符合該玻璃片的該壓密目標。
  12. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中該批料選擇如下：選擇一B2O3源，用於該批料，其中該B2O3源包含：(1)一預定量的一第一B2O3材料(若有)，該第 一B2O3材料具有一乾物理特性，用於減少該玻璃片的該β-OH；及(2)一預定量的一第二B2O3材料(若有)，該第二B2O3材料具有一溼物理特性，用於增加該玻璃片的該β-OH。
  13. 如請求項12所述之玻璃製造系統，其中該第一B2O3材料係無水硼酸，該第二B2O3材料係硼酸。
  14. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中該批料選擇如下：選擇一SiO2源，用於該批料，以控制該玻璃片的該β-OH，其中該SiO2源包含一或更多種SiO2。
  15. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中該批料選擇如下：選擇一水合礦物，用於該批料，以控制該玻璃片的該β-OH。
  16. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中該批料選擇如下：添加、移除或改變該批料中的一鹵化物量，以控制該玻璃片的該β-OH。
  17. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中該壓密目標包含下列一或更多物理特性：(1)一軟化點；(2)一退火點；(3)一應變；(4)一Tg；及上述組合物。
  18. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中：該玻璃片的該批料包含59-64重量%的SiO2、17-20重量%的Al2O3、0-11重量%的B2O3、1-4重量%的MgO、4-8重量%的CaO、0-4重量%的SrO、0-9重量%的BaO、0-1重量%的SnO2、0-1重量%的Fe2O3、0-1重量%的K2O、0-1重量%的Na2O和0-1重量%的ZrO2；及該選擇步驟進一步包含下列一或更多步驟：選擇該批料的該B2O3源，以含有(1)一預定量的硼酸相對無水硼酸、(2)全為硼酸或(3)全為無水硼酸；選擇該批料的該SiO2源，以含有(1)一預定量的溼SiO2相對乾SiO2、(2)全為溼SiO2或(3)全為乾SiO2；選擇一溼水合礦物或一乾水合礦物，用於該批料；及改變該批料，以添加、移除或改變一鹵化物量。
  19. 如請求項11所述之玻璃製造系統，其中該玻璃製造系統採用一融合或浮式製程。
  20. 一種維持多個玻璃片間的壓密均勻度的方法，該等玻璃片由不同玻璃製造系統製造，該方法包含下列步驟： 測定由各個不同玻璃製造系統製造的一玻璃片的一壓密；測定由不同玻璃製造系統製造的多個玻璃片間的一壓密差異；測定待由不同玻璃製造系統製造的多個玻璃片的一共同壓密目標；至於每一玻璃製造系統進行下列步驟：決定由一玻璃製造系統製造的一玻璃片壓密是否符合該共同壓密目標；若是，則不改變供該玻璃製造系統製造該玻璃片所用的一批料；若否，則決定由該玻璃製造系統製造的該玻璃片壓密比該共同壓密目標高或低；若為高，則(1)改變製造該玻璃片所用的一批料，使該批料具有較少β-OH，(2)測定由該玻璃製造系統以該改變批料製造的一玻璃片壓密，及(3)返回決定由該玻璃製造系統製造的該玻璃片壓密是否符合該共同壓密目標的該步驟；及若為低，則(1)改變製造該玻璃片所用的一批料，使該批料具有較多β-OH，(2)測定由該玻璃製造系統以該改變批料製造的一玻璃片壓密，及(3)返回決定由該玻璃製造系統製造的該玻璃片壓 密是否符合該共同壓密目標的該步驟。
  21. 如請求項20所述之方法，其中改變製造該玻璃片所用的一批料，使該批料具有較少β-OH的該步驟包含下列一或更多步驟：改變該批料的一B2O3源，使含有的無水硼酸比硼酸多、或完全含有無水硼酸；改變該批料的一SiO2源，以含有一乾SiO2，其中該SiO2源包含一或更多種SiO2；改變該批料，以含有一乾水合礦物；及改變該批料，以添加或增加一鹵化物量。
  22. 如請求項20所述之方法，其中改變製造該玻璃片所用的一批料，使該批料具有較多β-OH的該步驟包含下列一或更多步驟：改變該批料的一B2O3源，使含有的硼酸比無水硼酸多、或完全含有硼酸；改變該批料的一SiO2源，以含有一溼SiO2，其中該SiO2源包含一或更多種SiO2；改變該批料，以含有一溼水合礦物；及改變該批料，以減少或移除若存有的一鹵化物量。
  23. 如請求項20所述之方法，其中該共同壓密目標包含下列一或更多物理特性：(1)一軟化點；(2)一退火點；(3)一應變；(4)一Tg；及上述組合物。
  24. 如請求項20所述之方法，其中該玻璃製造系統採用一融合或浮式製程。
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