TW201630827A - 彈性玻璃帶的連續處理 - Google Patents

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Abstract

揭示了一種用於連續處理具有□0.3mm的厚度之玻璃帶的方法。該方法包括下述步驟：提供玻璃處理設備，玻璃處理設備具有第一處理區、第二處理區與第三處理區。玻璃帶從第一處理區連續饋送，通過第二處理區至第三處理區。玻璃帶通過每一處理區的饋送速率係使用全域控制裝置來控制。提供第一緩衝區於第一處理區與第二處理區之間，其中玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第一懸垂線中。提供第二緩衝區於第二處理區與第三處理區之間，其中玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第二懸垂線中。

Description

彈性玻璃帶的連續處理 【相關申請案之交互參照】
本申請案在專利法之下主張美國臨時申請案第62/021924號的優先權利益，其申請於2014年7月8日，本文仰賴其內容並且以引用之方式將其全部併入。
本發明係關於用於連續處理彈性玻璃帶的設備與方法。
玻璃處理設備通常用來形成各種玻璃產品，例如LCD玻璃板。彈性電子應用中的玻璃基板變得更薄且更輕。具有小於0.5mm的厚度(例如小於0.3mm，例如0.1mm或甚至更薄)的玻璃基板對於某些顯示應用來說是所欲的，尤其是可攜式電子裝置，例如膝上型電腦、手持裝置等。
彈性玻璃基板(例如，用於製造顯示裝置的玻璃基板)通常以板的形式處理。此種處理可包括例如沉積薄膜電子元件至基板上。板形式的處理相較於連續處理來說具有較慢的處理速度，因為板必須個別輸送、固定、處理與移除。以帶的形式之彈性玻璃基板的連續處理可提供相對較快的製造速度。薄的玻璃基板的一個益處為：薄玻 璃帶所提供的彈性可允許玻璃帶被使用在利用材料卷的處理中。
本概念涉及彈性玻璃帶的連續處理。彈性玻璃帶的連續處理可包括多個處理步驟之間的關係，例如形成、切割、捲繞等。本文呈現的處理為主動驅動在所欲位置處的彈性玻璃帶，以在彈性玻璃帶的處理期間維持張力與形狀、控制行進、最小化運動以及隔離擾動。
本方法的一個商業優勢為彈性玻璃帶內的擾動可被隔離，以抑制來自上游與下游的行進之擾動，該擾動可能影響正在進行處理的其他區域。彈性玻璃帶的運動可在各種處理區域中受到控制，例如雷射分離。
根據第一態樣，一種方法係用於使用玻璃處理設備來連續處理彈性玻璃帶，彈性玻璃帶具有不大於0.3mm的厚度，該方法包括下述步驟：提供玻璃處理設備，玻璃處理設備具有至少三個處理區，三個處理區包括第一處理區、第二處理區與第三處理區；從第一處理區連續饋送彈性玻璃帶，通過第二處理區至第三處理區；使用全域控制裝置，來控制彈性玻璃帶通過第一處理區、第二處理區與第三處理區的每一者的饋送速率； 提供第一緩衝區於第一處理區與第二處理區之間，其中彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第一懸垂線中；及提供第二緩衝區於第二處理區與第三處理區之間，其中彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第二懸垂線中。
根據第二態樣，提供態樣1的方法，進一步包括其中在行進方向中的彈性玻璃帶內的張力在第一緩衝區與第二緩衝區的至少一者中不超過大約1.8公斤/公尺(kg/m)(大約0.1磅/線性吋(pli,pounds per linear inch))。
根據第三態樣，提供態樣1或態樣2的方法，包括下述步驟：使用形成設備來在第一處理區中產生彈性玻璃帶。
根據第四態樣，提供態樣3的方法，其中產生彈性玻璃帶的步驟包括下述步驟：使用熔合拉製處理。
根據第五態樣，提供態樣1至態樣4的任一者的方法，包括下述步驟：當彈性玻璃帶移動時，藉由第二處理區內的切割裝置來分離彈性玻璃帶的邊緣，以形成連接至彈性玻璃帶的中央部分之邊緣修整連續片。
根據第六態樣，提供態樣1至態樣5的任一者的方法，包括下述步驟：使用捲繞設備，在第三處理區中將彈性玻璃帶捲繞成一卷。
根據第七態樣，提供態樣1至態樣6的任一者的方法，其中使用滾筒來形成第一與第二緩衝區的至少一者的兩間隔的補償位置。
根據第八態樣，提供態樣7的方法，其中至少一滾筒的旋轉係由全域控制裝置來控制。
根據第九態樣，一種方法係用於使用玻璃處理設備來連續處理彈性玻璃帶，彈性玻璃帶具有不大於0.3mm的厚度，玻璃處理設備包括在第一處理區中的形成設備、在第二處理區中的邊緣修整設備以及在第三處理區中的捲繞設備，該方法包括下述步驟：在第一處理區中形成彈性玻璃帶，且以第一饋送速率來饋送彈性玻璃帶通過第一處理區；饋送彈性玻璃帶通過第二處理區，同時當彈性玻璃帶移動時，藉由第二處理區內的切割裝置來分離彈性玻璃帶的邊緣，以形成連接至彈性玻璃帶的中央部分之邊緣修整連續片；饋送彈性玻璃帶通過第三處理區，同時捲繞彈性玻璃帶成一卷；其中第一、第二與第三饋送速率係由全域控制裝置來控制。
根據第十態樣，提供態樣9的方法，進一步包括下述步驟：提供第一緩衝區於第一處理區與第二處理區之間，其中彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第一懸垂線中。
根據第十一態樣，提供態樣10的方法，進一步包括下述步驟：提供第二緩衝區於第二處理區與第三處理區之間，其中彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第二懸垂線中。
根據第十二態樣，提供態樣11的方法，其中在行進方向中的彈性玻璃帶內的張力在第一緩衝區與第二緩衝區的至少一者中不超過大約1.8kg/m(大約0.1pli)。
根據第十三態樣，提供態樣11的方法，其中使用滾筒來形成第一與第二緩衝區的至少一者的兩間隔的補償位置。
根據第十四態樣，提供態樣13的方法，其中至少一滾筒的旋轉係由全域控制裝置來控制。
根據第十五態樣，一種玻璃處理設備，玻璃處理設備處理彈性玻璃帶，彈性玻璃帶具有不大於0.3mm的厚度，玻璃處理設備包括：在第一處理區中的形成設備，形成設備係配置來在第一處理區中形成彈性玻璃帶；在第二處理區中的邊緣修整設備，邊緣修整設備係配置來在彈性玻璃帶移動時藉由第二處理區內的切割裝置來分離彈性玻璃帶的邊緣，以形成連接至彈性玻璃帶的中央部分之邊緣修整連續片；在第三處理區中的捲繞設備，捲繞設備係配置來捲繞彈性玻璃帶成一卷； 在第一處理區與第二處理區之間的第一緩衝區，其中彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第一懸垂線中；及在第二處理區與第三處理區之間的第二緩衝區，其中彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的第二懸垂線中。
根據第十六態樣，提供態樣15的方法，進一步包括全域控制裝置，全域控制裝置控制在第一、第二與第三處理區內的彈性玻璃基板的饋送速率。
根據第十七態樣，提供態樣15或態樣16的方法，其中使用滾筒來形成第一與第二緩衝區的至少一者的兩間隔的補償位置。
根據第十八態樣，提供態樣15至態樣17的任一者的方法，其中至少一滾筒的旋轉係由全域控制裝置來控制。
根據第十九態樣，提供態樣15至態樣19的任一者的設備，其中形成設備使用熔合拉製處理來形成彈性玻璃帶。
根據第二十態樣，提供態樣1至態樣20的任一者的方法或設備，其中在行進方向中的彈性玻璃帶內的張力在第一、第二與第三處理區的至少一者中係為大約0.9kg/m至大約5.4kg/m(大約0.05pli至大約0.3pli)。
根據第二十一態樣，提供態樣1至態樣21的任一者的方法或設備，其中在行進方向中的彈性玻璃帶內的張力在第一、第二與第三處理區的至少一者中係為大約1.4kg/m至大約2.7kg/m(大約0.08pli至大約0.15pli)。
額外的特徵與優點將在下面的詳細說明中提出，且本領域中熟習技藝者將從該說明而明顯得知部分內容，或者藉由實做所寫的說明與所附圖式中所舉例的以及如同所附申請專利範圍所界定的本發明而認定部分內容。將瞭解到，前面的一般說明與下面的詳細說明兩者都只是本發明的範例，且打算提供概觀或架構來理解所主張的本發明的本質與特徵。
所附圖式係包括來提供本發明的原理的進一步瞭解，並且併入於且構成本說明書的一部分。圖式例示一或更多個實施例，且圖式與說明藉由範例之方式一起用來解釋本發明的原理與操作。將瞭解到，在本說明書中與圖式中所揭示的本發明的各種特徵可用於任何與所有的組合。
10‧‧‧玻璃製造設備
12‧‧‧玻璃帶
14‧‧‧熔化容器
16‧‧‧澄清容器
18‧‧‧混合容器
20‧‧‧傳送容器
22‧‧‧形成設備
24‧‧‧拉製設備
26‧‧‧箭頭
28‧‧‧熔化的玻璃
30‧‧‧降液管
32‧‧‧入口
34‧‧‧開口
36‧‧‧槽
38、40‧‧‧玻璃帶部分
42‧‧‧底部
46‧‧‧彈性玻璃帶
50、52‧‧‧殘端滾筒對
54‧‧‧前側殘端滾筒
56‧‧‧後側殘端滾筒
58‧‧‧前側變速器
60‧‧‧前側馬達
62‧‧‧後側變速器
64‧‧‧後側馬達
70‧‧‧全域控制裝置
72‧‧‧記憶體
74‧‧‧處理器
76‧‧‧殘端滾筒
100‧‧‧玻璃處理設備
102‧‧‧第一邊緣
104‧‧‧第二邊緣
106‧‧‧中央部分
108‧‧‧黏合帶
110‧‧‧第一寬表面
112‧‧‧第二寬表面
114、116‧‧‧小珠
120‧‧‧輸送器系統
122、124‧‧‧橫向導引件
126‧‧‧行進方向
128‧‧‧滾筒
130、132‧‧‧力
140‧‧‧切割區
142‧‧‧彎曲軸
144‧‧‧彎曲的目標區段
150、152‧‧‧橫向導引件
154、156‧‧‧力
170‧‧‧邊緣修整設備
172‧‧‧光傳送設備
174‧‧‧雷射
176‧‧‧圓形偏振器
178‧‧‧光束擴展器
180‧‧‧光束形成設備
182‧‧‧雷射束
184、186、188‧‧‧反射鏡
192‧‧‧冷卻劑流體傳送設備
194‧‧‧冷卻劑噴嘴
196‧‧‧冷卻劑源
198‧‧‧導管
200‧‧‧冷卻劑噴出物
202‧‧‧冷卻區
204‧‧‧輻射區
206、208‧‧‧邊緣
210、212‧‧‧邊緣修整連續片
230‧‧‧形成設備
234、235、236‧‧‧從動滾筒
238‧‧‧箭頭
240‧‧‧緩衝區
242‧‧‧自由彎曲處
244、246‧‧‧從動滾筒
247‧‧‧感測器
250‧‧‧邊緣修整設備
252、254a、254b‧‧‧從動滾筒
260‧‧‧緩衝區
262‧‧‧自由彎曲處
264‧‧‧從動滾筒
266‧‧‧感測器
268‧‧‧從動滾筒
270‧‧‧捲繞設備
272‧‧‧交織材料
274、276、278‧‧‧從動滾筒
280‧‧‧從動滾筒
282‧‧‧卷
A、B、C‧‧‧處理區
T1、T2‧‧‧厚度
第1圖為彈性玻璃形成方法與設備的實施例的示意圖；第2圖為第1圖的彈性玻璃形成處理與設備的示意詳細圖； 第3圖為邊緣修整方法與設備的實施例的示意平面圖；第4圖為第3圖的邊緣修整方法與設備的示意側視圖；第5圖為一半寬度的彈性玻璃帶之上的玻璃處理設備的實施例的示意平面圖，玻璃處理設備可包括第1圖的彈性玻璃形成設備、第3圖的邊緣修整設備、與玻璃捲繞設備；及第6圖例示玻璃捲繞設備的實施例，用於使用在第5圖的玻璃處理設備中。
在下面的詳細說明中，為了解釋的目的且並非限制，提出揭示特定細節的範例實施例，以提供本揭示案的各種原理的徹底瞭解。但是，知曉本揭示案的益處之本領域中熟習技藝者將明顯得知，本揭示案可實施於未偏離本文所揭示的特定細節之其他實施例中。另外，熟知的裝置、方法與材料的敘述可省略，以避免模糊本揭示案的各種原理的敘述。最後，盡可能的，相似的元件符號是表示相似的元件。
範圍在本文可表示為從「大約」一特定值，及/或至「大約」另一特定值。當表示此種範圍時，另一實施例包括從該一個特定值及/或至另一特定值。相似的，當值表示為近似值時(藉由使用先行詞「大約」)，將瞭 解到，特定值形成另一實施例。將另外瞭解到，每一範圍的端點都明顯地相關於另一端點，且獨立於另一端點。
方向性用語在本文使用時-例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部-係僅參考所繪的圖式而使用，且不打算暗示絕對的定向。
除非清楚陳述，否則並不打算將本文提出的任何方法解釋為其步驟需要用特定的順序來執行。因此，當方法的申請專利範圍並未真正陳述其步驟所遵循的順序，或者方法的申請專利範圍並未在申請專利範圍或說明書中具體陳述該等步驟係限於特定的順序時，並不打算在任何方面推斷其順序。此原則適用於用以解釋的任何可能的非陳述基準，包括：相關於步驟的配置或操作流程的邏輯事項；得自文法組織或標點符號的簡單意義；說明書中所述的實施例的種類或數量。
當在本文使用時，「一」與「該」的單數形式包括複數的對象，除非上下文清楚指明其他。因此，例如，提及一「元件」係包括具有二或更多個此種元件的態樣，除非上下文清楚指明其他。
本文敘述的實施例一般係關於：用於在從底部至纏繞器或捲繞器的整個處理中的多個位置處藉由主動控制連續的彈性玻璃帶的張力與行進，來連續製造彈性玻璃帶的設備與方法。在該處理內可提供多個處理區，其中藉由使用緩衝區來將處理區彼此隔離，可獨立控制連續的彈性玻璃帶的張力與形狀，彈性玻璃帶在緩衝區中係懸掛 於自由彎曲處。驅動機構(例如滾筒、皮帶等)可用於平行於玻璃行進方向地以及橫向於玻璃行進方向地傳送張力。
雖然玻璃通常熟知為易碎材料、無彈性且容易受到刮擦、碎裂與斷裂，具有薄的橫截面的玻璃事實上可以相當有彈性。長薄板或帶的玻璃可從卷捲繞與解除捲繞，很像紙或塑膠膜。
當玻璃帶行進通過玻璃製造設備時，維持玻璃帶的橫向對準會由於玻璃製造設備的元件的失準而變得複雜。此外，可能存在於製造環境中或處理與操縱設備中的不穩定性、擾動、振動、與暫態效應會導致玻璃帶發生間歇性或擴大的失準。在極端的情況下，玻璃帶的不穩定性、擾動、振動、與暫態效應會導致斷裂。
一些玻璃帶藉由從玻璃帶連續分離變厚的邊緣小珠來處理。在小珠移除處理期間，變厚的邊緣小珠從玻璃帶分離，並且向下輸送至不同品質的玻璃帶部分的路徑。變厚的小珠在玻璃帶從變厚的邊緣小珠分離的點處施加應力於玻璃帶上。玻璃帶與分離的變厚的邊緣小珠之間的相對角度會影響分離點處的應力，且進入小珠分離處理的玻璃帶的失準會增加分離點處的應力，可能導致玻璃帶破裂或不良的邊緣分離特性，例如不良的邊緣強度與邊緣損壞。藉由使用本文所述的技術，玻璃帶的一些實施例在小珠分離之後在切割邊緣處可達成至少大約100MPA的邊緣強度，例如至少大約200MPa。
所述的設備與方法藉由使用處理區之間的彈性玻璃帶中的自由彎曲處(自由彎曲處也可稱為緩衝區或懸垂線)來將各種處理區彼此隔離，而促進彈性玻璃帶的連續處理。處理區可包括形成、邊緣分離、與捲繞；但是，可使用其他類型的處理區。此外，彈性玻璃帶的速度與張力可使用全域控制裝置來在處理區內局部控制，例如，監控每一區內的狀況之電腦。此種設備與方法可用於驅動在所欲位置處的彈性玻璃帶，同時維持張力與形狀，控制行進，減少運動並且隔離擾動。
參見第1圖，繪示範例性的玻璃製造設備10，玻璃製造設備10併入了熔合處理，以產生玻璃帶12。玻璃製造設備10可為玻璃處理設備100(第5圖)的部分，如同下面將更詳細敘述的，其中在連續的處理中，玻璃帶形成，沿著邊緣分離，且然後捲繞。玻璃製造設備10包括熔化容器14、澄清容器16、混合容器18(例如，攪拌室)、傳送容器20(例如，碗具)、形成設備22與拉製設備24。玻璃製造設備10從批次材料產生連續玻璃帶12，首先藉由將批次材料熔化且結合成熔化的玻璃，分配熔化的玻璃成初步的形狀，當玻璃冷卻且黏性增加時，施加張力至玻璃帶12來控制玻璃帶12的尺寸，使得玻璃帶12經過黏性彈性轉變並且具有給予玻璃帶12穩定的尺寸特性之力學性質。
在操作中，用於形成玻璃的批次材料引入至箭頭26所指示的熔化容器14中，並且熔化而形成熔化的玻 璃28。熔化的玻璃28流入澄清容器16中，其中氣體氣泡從熔化的玻璃移除。熔化的玻璃28從澄清容器16流入混合容器18中，其中熔化的玻璃28經歷了混合處理，以使熔化的玻璃28均質化。熔化的玻璃28從混合容器18流入傳送容器20中，傳送容器20傳送熔化的玻璃28通過降液管30至入口32並且進入形成設備22。
第1圖繪示的形成設備22係用於熔合拉製處理，以產生具有高表面品質與低厚度變化的彈性玻璃帶46。形成設備22包括開口34，開口34接收熔化的玻璃28。熔化的玻璃28流入槽36中，且然後在形成設備22的底部42下方熔合在一起之前，溢出並且以兩個部分的玻璃帶部分38、40向下流過槽36的側面(參見第2圖)。靜止的熔化的玻璃28的兩個部分的玻璃帶部分38、40在形成設備22的底部42下方的位置處重新接合於彼此(例如，熔合)，藉此形成彈性玻璃帶46(也稱為玻璃帶)。彈性玻璃帶46由拉製設備24從形成設備向下拉製。雖然本文繪示與敘述用形成設備22來實施熔合拉製處理，但是應理解到，可使用其他的形成設備，包括但不限於例如槽拉設備。
如同第1圖所示且如同下面將更詳細敘述的，拉製設備24可包括複數個主動驅動殘端滾筒對50、52，每一殘端滾筒對50、52包括前側殘端滾筒54與後側殘端滾筒56。前側殘端滾筒54耦接至前側變速器58，前側變速器58耦接至前側馬達60。前側變速器58修改前側 馬達60傳送至前側殘端滾筒54的輸出速度與扭矩。相似地，後側殘端滾筒56耦接至後側變速器62，後側變速器62耦接至後側馬達64。後側變速器62修改後側馬達64傳送至後側殘端滾筒56的輸出速度與扭矩。
複數個殘端滾筒對50、52的操作係由全域控制裝置70(例如，可編程邏輯控制器-PLC(programable logic controller))來控制，以用於各種狀況，包括(例如且不限於)施加至彈性玻璃帶46的扭矩與殘端滾筒54、56的旋轉速度。藉由複數個殘端滾筒對50、52施加至彈性玻璃帶46的拉製力，同時彈性玻璃帶46仍然處於黏性彈性狀態，導致彈性玻璃帶46拉或拉伸，藉此在彈性玻璃帶46沿著拉製設備24橫移時，藉由控制在拉製與橫向拉製方向的一或兩者中施加至彈性玻璃帶46的張力而控制彈性玻璃帶46的尺寸，同時也賦予彈性玻璃帶46運動。
全域控制裝置70可包括儲存在記憶體72中且由處理器74執行的電腦可讀取指令，全域控制裝置70可決定(除了其他事項之外)殘端滾筒對50與52所提供之彈性玻璃帶46的拉製張力與速度，例如使用提供反饋給全域控制裝置70的任何合適的感測器。另外，電腦可讀取指令根據來自感測器的反饋，可允許修改參數，例如殘端滾筒對50、52的扭矩與速度。作為一範例，可提供殘端滾筒76，殘端滾筒76通訊於全域控制裝置70，以指示旋轉的速度。殘端滾筒76與彈性玻璃帶46的旋轉速度可 由全域控制裝置70用來決定當彈性玻璃帶46藉此移動時，彈性玻璃帶46的外來的線性饋送速率。雖然玻璃帶的每一側上繪示一對殘端滾筒50，可使用任何適當數量的這些類型的殘端滾筒對，取決於拉製長度與所欲的控制。類似地，雖然玻璃帶的每一側上繪示兩殘端滾筒對52，可使用任何適當數量的這些類型的殘端滾筒對52。
當彈性玻璃帶46拉製通過拉製設備24時，玻璃有機會冷卻。具有複數個殘端滾筒對50、52的玻璃製造設備100可改良玻璃帶46經過黏性彈性轉變的區域中的橫拉張力及/或下拉張力的控制與一致性。此區域可定義為「設定區」，其中將應力與平坦度設定至玻璃帶46中。包括複數個主動驅動殘端滾筒對50、52的玻璃製造設備100可在彈性玻璃帶46的製造中提供改良，相較於傳統設計的製造設備來說，傳統設計的製造設備包括沿著彈性玻璃帶46的整個寬度延伸的滾筒。但是，在某些情況中，可使用利用沿著彈性玻璃帶46的整個寬度延伸的滾筒之製造設備。
全域控制裝置70可使用拉製設備24來設定玻璃處理設備100(第5圖)的全域主要速度，同時也將彈性玻璃帶46塑形。參見第3圖，如同上述，玻璃製造系統10可為玻璃處理設備100的部分。彈性玻璃帶46係例示為輸送通過玻璃處理設備100，玻璃處理設備100的另一部分例示在第3圖中。彈性玻璃帶46可用連續的方式從玻璃製造系統10(第1圖)輸送通過玻璃處理設備100。彈 性玻璃帶46包括一對相對的第一與第二邊緣102與104以及中央部分106，第一與第二邊緣102與104沿著彈性玻璃帶46的長度延伸，且中央部分106橫跨於第一與第二邊緣102與104之間。在一些實施例中，第一與第二邊緣102與104可覆蓋在壓敏黏合帶108中，壓敏黏合帶108用於保護與屏蔽第一與第二邊緣102與104免於接觸。當彈性玻璃帶46移動通過設備100時，黏合帶108可施加至第一與第二邊緣102與104的一或兩者。在其他實施例中，可不使用黏合帶108。第一寬表面110與相對的第二寬表面112也橫跨於第一與第二邊緣102與104之間，形成中央部分106的部分。
在使用下拉熔合處理來形成彈性玻璃帶46的實施例中，第一與第二邊緣102與104可包括具有厚度T1的小珠114與116，厚度T1大於在中央部分106內的厚度T2。中央部分106可為「超薄」，具有大約0.3mm或更小的厚度T2，包括(但不限於)例如大約0.01-0.05mm、大約0.05-0.1mm、大約0.1-0.15mm、以及大約0.15-0.3mm的厚度，但是在其他範例中可形成具有其他厚度的彈性玻璃帶46。
使用由全域控制裝置70控制的輸送器系統120，將彈性玻璃帶46輸送通過設備100。可提供橫向導引件122與124，以相對於機器或彈性玻璃帶46的行進方向126將彈性玻璃帶46定向在正確的橫向位置中。例如，如同示意繪示的，橫向導引件122與124可包括接合 第一與第二邊緣102與104的滾筒128。使用協助在行進方向126中將彈性玻璃帶46轉移與對準於所欲的橫向定向中之橫向導引件122與124，可將相反的力130與132施加至第一與第二邊緣102與104。
玻璃處理設備100可另包括切割區140，切割區140在彎曲軸142的下游，彈性玻璃帶46可繞著彎曲軸142彎曲。在一範例中，設備100可包括配置來在切割區140中彎曲彈性玻璃帶46的切割支撐構件，以提供具有彎曲定向的彎曲的目標區段144。在切割區140內彎曲該目標區段144可協助在切割過程期間穩定彈性玻璃帶46。此種穩定可協助在從彈性玻璃帶46的中央部分106分離第一與第二邊緣102與104的至少一者的過程期間防止彎曲或干擾彈性玻璃帶的外形。
在切割區140中提供彎曲的目標區段144可增加整個切割區140的彈性玻璃帶46的剛性。因此，如同第3圖所示，選擇性的橫向導引件150、152可在切割區140內以彎曲的狀態接合於彈性玻璃帶46。當彈性玻璃帶46通過切割區140時，在橫向對準時，橫向導引件150、152所施加的力154與156因此較不可能彎曲或以其他方式干擾玻璃帶外形的穩定性。在其他實施例中，可不使用彎曲的目標區段，且彈性玻璃帶46在切割區中可維持實質上平坦的。
如同上述，在切割區140內以彎曲定向提供彎曲的目標區段144可協助在切割過程中穩定彈性玻璃帶 46。此種穩定可協助在分離第一與第二邊緣102與104的至少一者的過程期間防止彎曲或干擾彈性玻璃帶的外形。此外，彎曲的目標區段144的彎曲定向可增加彎曲的目標區段144的剛性，以允許彎曲的目標區段144的橫向定向的選擇性微調調整。因此，在分離第一與第二邊緣102與104的至少一者的過程期間，彈性玻璃帶46可有效地穩定且正確地橫向定向，而不會接觸到中央部分106的第一與第二寬表面。
設備100可另包括廣範圍的邊緣修整設備，配置來以連續的方式從彈性玻璃帶46的中央部分106分離第一與第二邊緣102與104。在一範例中，如同第4圖所示，一個範例的邊緣修整設備170可包括光傳送設備172，光傳送設備172用於照射且因此加熱彎曲的目標區段144的面向上表面的一部分。在一範例中，光傳送設備172可包括切割裝置，例如例示的雷射174，但是在另外的範例中可提供其他的輻射源。光傳送設備172可另包括圓形偏振器176、光束擴展器178、與光束形成設備180。
光傳送設備172可另包括用於從輻射源(例如，雷射174)重新導引輻射束(例如，雷射束182)的光學元件，例如反射鏡184、186與188。輻射源可包括例示的雷射174，雷射174係配置來發射具有合適波長與功率的雷射束，適於加熱在雷射束入射至彈性玻璃帶46上的位置處的彈性玻璃帶46。在一實施例中，雷射174 可包括CO2雷射，但是在另外的範例中可使用其他的雷射類型。
如同第4圖進一步所示，範例性邊緣修整設備170也可包括冷卻劑流體傳送設備192，冷卻劑流體傳送設備192係配置來冷卻彎曲的目標區段144的面向上表面的加熱部分。冷卻劑流體傳送設備192可包括冷卻劑噴嘴194、冷卻劑源196與相關的導管198，導管198可輸送冷卻劑至冷卻劑噴嘴194。
在一範例中，冷卻劑噴出物200包括水，但是可為任何合適的冷卻流體(例如，液體噴出物、氣體噴出物或其組合)，不會汙染或損壞彈性玻璃帶46的彎曲的目標區段144的面向上表面。冷卻劑噴出物200可傳送至彈性玻璃帶46的表面，以形成冷卻區202。如同所示，冷卻區202可在輻射區204後面，以傳播初始裂紋(第3圖)。
利用光傳送設備172與冷卻劑流體傳送設備192的加熱與冷卻的組合可有效地從中央部分106分離第一與第二邊緣102與104，同時最小化或消除在中央部分106的相對邊緣206、208中可能由其他分離技術所形成之非所欲的殘餘應力、微裂紋或其他不規則性。此外，因為在切割區140內的彎曲的目標區段144的彎曲定向，彈性玻璃帶46可定位與穩定化，以促進在分離處理期間準確地分離第一與第二邊緣102與104。更進一步地，因為面向上的凸支撐表面的凸表面形貌，邊緣修整連 續片210與212可立即行進離開中央部分106，藉此降低第一與第二邊緣102與104隨後將接合於(且因此損壞)第一與第二寬表面及/或中央部分106的高品質相對邊緣206、208之可能性。使用捲繞設備270，中央部分106然後可捲繞成一卷。
參見第5圖，如同可理解的，當彈性玻璃帶46行進通過玻璃處理設備100時，各種處理(例如，形成、邊緣分離與捲動)可能引致不穩定性、擾動、振動、與暫態效應至彈性玻璃帶46。如同上述，第5圖為一半的玻璃帶的示意圖，其中將理解到，類似的配置將存在於此圖式的右半部，但是為了簡化討論並未繪示。為了降低任何不穩定性、擾動、振動、與暫態效應的上游及/或下游的影響，玻璃處理設備可分成多個隔離的處理區，每一區對應於一或更多個不同的處理。在示意繪示的例示範例中，處理區A包括彈性玻璃帶形成處理，處理區B包括彈性玻璃帶切割處理，且處理區C包括彈性玻璃帶捲繞處理，其中該等處理區內的處理可類似於上述的任何處理。
處理區A可包括形成設備230，類似或相同於參見第1圖所上述的形成設備22，其中熔合拉製處理係用於產生彈性玻璃帶46。處理區A內的彈性玻璃帶46的穩定性可透過使用從動滾筒(例如，多個高度的從動滾筒對)來達成，從動滾筒由元件234、235與236表示，元件234、235與236在箭頭238所示的行進方向中施加可調整的機械張力{例如，大約0.36公斤/公尺(kg/m)至大 約8.9kg/m(0.02磅/線性吋(pli)至大約0.5pli)、例如大約0.9kg/m至大約5.4kg/m(大約0.05pli至大約0.3pli)、例如大約1.4kg/m至大約2.7kg/m(大約0.08pli至大約0.15pli)}，以及施加橫向方向的張力(若需要的話)。從動滾筒234、235與236的一或更多者(例如，從動滾筒235)也可由全域控制裝置70使用來設定至少處理區A內的彈性玻璃帶46的全域主要速度，例如，大約84毫米/秒(mm/s)至大約255mm/s(例如，200吋/分鐘(ipm,inches per minute)至大約600ipm)。
緩衝區240設置於處理區A與處理區B之間，用於處理區A與B之間的隔離。在緩衝區240內，彈性玻璃帶46可固持於自由彎曲處242(第4圖)中，並且可懸掛在從動滾筒244與246所界定的兩個補償位置之間的懸垂線中(更具體地，彈性玻璃帶46從從動滾筒244與246釋放的位置)。例如，滾筒244與246可相距4公尺至12公尺，例如，相距大約1.5公尺至大約7.5公尺，以允許使用多個碎玻璃滑槽、環出減緩裝置等。在這兩個補償位置之間，彈性玻璃帶46並未拉緊並且懸掛在其自身重量之下。例如，彈性玻璃帶46中的張力在自由彎曲處242內可不大於大約1.8kg/m(大約0.1pli)，例如大約0.18kg/m至大約1.8kg/m(大約0.01pli至大約0.1pli)。
自由彎曲處242的形狀可自我調整，取決於緩衝區240內的拉力與重力的量。藉由調整自由彎曲處242的形狀，自由彎曲處242可調節較多或較少的彈性玻璃帶46，自由彎曲處242的形狀係由自由彎曲處242內的張力來控制。緩衝區240可作為處理區A與B之間的誤差累積器。緩衝區240可調節誤差，例如由於應力失配與機器失準的誤差所導致的速度、扭曲或形狀變異所導致的路徑長度差異。在一些實施例中，可提供彎曲處感測器247，例如超聲波或光學感測器，以維持預選的彎曲處高度。在一些實施例中，可提供張力感測器(例如，應力計量器)，以量測彈性玻璃帶46內的張力。在一些實施例中，驅動滾筒的驅動器可具有嵌入的扭矩變換器，用於量測彈性玻璃帶46內的張力。感測器可提供即時的資訊給全域控制裝置70，全域控制裝置70可根據該資訊來調整從動滾筒244與246的速度及/或張力。
處理區B可包括邊緣修整設備250，類似或相同於參見第3圖與第4圖所上述的邊緣修整設備170，其中第一與第二邊緣(第5圖僅繪示邊緣102)從彈性玻璃帶46的中央部分106分離。處理區B內的彈性玻璃帶46的穩定性可透過使用從動滾筒來達成，從動滾筒由元件252與254a與254b表示。滾筒246可在彈性玻璃帶46開始穿過的期間驅動，但是可在之後閒置，用於處理區B內的彈性玻璃帶46的橫向行進或導引。從動滾筒252、254a與254b可用於提供切割區140(第3圖)內的張力 {例如，大約0.36公斤/公尺(kg/m)至大約8.9kg/m(0.02磅/線性吋(pli)至大約0.5pli)、例如大約0.9kg/m至大約5.4kg/m(大約0.05pli至大約0.3pli)、例如大約1.4kg/m至大約2.7kg/m(大約0.08pli至大約0.15pli)}，且當第一與第二邊緣從中央部分106分離時，控制彈性玻璃帶46以及第一與第二邊緣(僅繪示邊緣102)的行進。從動滾筒252與245b的一或更多者(例如，從動滾筒254b)可由全域控制裝置70使用來設定處理區B內的局部主要速度{例如，大約84mm/s至大約255mm/s(例如，大約200ipm至大約600ipm)}。應注意到，區A、B與C內的全域與局部主要速度之間的速度變異(若有的話)係為了允許彈性玻璃帶46內的張力管理，以及絕對誤差管理。
另一緩衝區260設置於處理區B與處理區C之間，用於處理區B與C之間的處理隔離。在緩衝區260內，彈性玻璃帶46可固持於自由彎曲處262(第4圖)中，並且可懸掛在從動滾筒254b與264所界定的兩個補償位置之間的懸垂線中。例如，滾筒254b與264可相距大約4公尺至大約12公尺，例如，相距大約1.5公尺至大約7.5公尺，以允許使用多個碎玻璃滑槽、環出減緩裝置等。在這兩個補償位置之間，彈性玻璃帶46並未拉緊並且懸掛在其自身重量之下。例如，彈性玻璃帶46中的張力在自由彎曲處262內可不大於大約1.8kg/m(大約 0.1pli)，例如大約0.18kg/m至大約1.8kg/m(大約0.01pli至大約0.1pli)。
自由彎曲處262的形狀可自我調整，取決於緩衝區260內的拉力與重力的量。藉由調整自由彎曲處262的形狀，自由彎曲處262可調節較多或較少的彈性玻璃帶46，自由彎曲處262的形狀係由自由彎曲處262內的張力來控制。緩衝區260可作為處理區B與C之間的誤差累積器。緩衝區260可調節誤差，例如由於應力失配與機器失準的誤差所導致的速度、扭曲或形狀變異所導致的路徑長度差異。在一些實施例中，可提供彎曲處感測器266，例如超聲波或光學感測器，以維持預選的彎曲處高度。在一些實施例中，可提供張力感測器(例如，應力計量器)，以量測彈性玻璃帶46內的張力。感測器可提供即時的資訊給全域控制裝置70，全域控制裝置70可根據該資訊來調整從動滾筒254b與264的速度及/或張力。
處理區C可包括捲繞設備270，其中彈性玻璃帶46的中央部分106係捲繞成一卷。處理區C內的彈性玻璃帶46的穩定性可透過使用從動滾筒來達成，從動滾筒由元件268、274、276與278表示。滾筒264可在彈性玻璃帶46開始穿過的期間驅動，但是可在之後閒置，用於處理區C內的彈性玻璃帶46的橫向行進或導引。從動滾筒268、274、276與278可用於提供處理區C內的張力(例如，大約2.7kg/m至大約6.3kg/m(大約0.15pli至大約0.35pli)，並且控制彈性玻璃帶46的行進。在 一些實施例中，例如，當從動滾筒用於施加張力至其所捲動的玻璃時，因為玻璃卷的漸增直徑，可調整來自該從動滾筒的扭矩，以產生從大約6.3kg/m減小至大約2.7kg/m(從大約0.35pli至大約0.15pli)的張力(在被捲動的彈性玻璃帶中)，如同線性斜道。從動滾筒268、274、276與278的一或更多者(例如，從動滾筒274與278)可由全域控制裝置70使用來設定處理區C內的局部主要速度{例如，大約84mm/s至大約255mm/s(例如，大約200ipm至大約600ipm)}。
作為一範例，第6圖示意例示捲繞設備270，用於捲繞彈性玻璃帶46的中央部分106以及交織材料272。從動滾筒254b與264可用於導引彈性玻璃帶46的中央部分106，且從動滾筒280可用於導引交織材料272。從動滾筒254b、264與280導引彈性玻璃帶46與交織材料272至卷282，其中彈性玻璃帶46與交織材料272可捲繞在一起。自由彎曲處262隔離處理區C與處理區B，並且補償上游與捲動處理之間的彈性玻璃帶速度的差異(例如，捲動速度隨著卷一直改變而變化)。在一些實施例中，表面保護膜可施加至彈性玻璃帶46的中央部分106的一或兩個寬表面。
上述用於彈性玻璃帶的連續製造之方法與設備可提供超薄的彈性玻璃帶，同時維持在每一處理區A-C(例如，形成、切割、纏繞等)中準確的彈性玻璃帶位置管理。作為移動的主體，彈性玻璃帶可沿著預定的方向行 進，對準於各種處理設備。彈性玻璃帶內的張力可為適當的並且符合每一處理區內的每一處理步驟的需求。使用緩衝區與自由彎曲處，處理區A-C與其各自的處理步驟可隔離於其他處理區的處理步驟。全域控制裝置可在每一處理區內局部地控制張力與速度，並且使用來自位於處理區內的各種張力、速度與位置感測器的即時反饋來全域地控制張力與速度。
上述用於彈性玻璃帶的連續製造之方法與設備可提供強健的管理系統，具有主動行進、張力控制與干擾隔離，以產生超薄的彈性玻璃捲軸。例如，捲軸可包括具有厚度範圍從大約200微米至大約50微米以及帶寬度範圍從大約1000mm至大約3000mm的玻璃帶。可提供全域架構，經由建立三個局部區以及其間的兩個隔離或緩衝區來穩定彈性玻璃帶。在一些實施例中，每一相鄰的局部區之間可有一個緩衝區，每一局部區對應於不同的處理。在上述的範例中，緩衝區係提供於彈性玻璃形成與邊緣或小珠分離之間，且另一緩衝區係提供於邊緣或小珠分離與纏繞之間。在每一處理區內，彈性玻璃帶的力可由全域控制裝置獨立地控制：藉由平衡來自上游與下游處理之彈性玻璃帶上的內部力以及來自該區內的驅動系統的拉力。在每一處理區內，彈性玻璃帶內的張力可維持在恆定或幾乎恆定的位準，這可實現一致的產品特性，例如玻璃厚度、邊緣強度與捲軸品質。
應強調的是，本發明的上述實施例(具體地，任何「較佳」實施例)僅為實施的可能範例，僅提出來用於本發明的各種原理的清楚瞭解。可對本發明的上述實施例作出許多變化與修改，而實質上未偏離本發明的各種原理與精神。所有此種修改與變化在此都打算包括於本揭示案與下述申請專利範圍的範圍內。
46‧‧‧彈性玻璃帶
70‧‧‧全域控制裝置
100‧‧‧玻璃處理設備
102‧‧‧第一邊緣
106‧‧‧中央部分
230‧‧‧形成設備
234、235、236‧‧‧從動滾筒
238‧‧‧箭頭
240‧‧‧緩衝區
242‧‧‧自由彎曲處
244、246‧‧‧從動滾筒
250‧‧‧邊緣修整設備
252、254a、254b‧‧‧從動滾筒
260‧‧‧緩衝區
262‧‧‧自由彎曲處
264‧‧‧從動滾筒
268‧‧‧從動滾筒
270‧‧‧捲繞設備
274、276、278‧‧‧從動滾筒
A、B、C‧‧‧處理區

Claims (9)

  1. 一種用於使用一玻璃處理設備來連續處理彈性玻璃帶的方法，，該彈性玻璃帶具有不大於0.3mm的一厚度，該方法包括下述步驟：提供該玻璃處理設備，該玻璃處理設備具有至少三個處理區，該三個處理區包括一第一處理區、一第二處理區與一第三處理區；從該第一處理區連續饋送該彈性玻璃帶，通過該第二處理區至該第三處理區；使用一全域控制裝置，來控制該彈性玻璃帶通過該第一處理區、該第二處理區與該第三處理區的每一者的饋送速率；提供一第一緩衝區於該第一處理區與該第二處理區之間，其中該彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的一第一懸垂線中；及提供一第二緩衝區於該第二處理區與該第三處理區之間，其中該彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的一第二懸垂線中。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在該行進方向中的該彈性玻璃帶內的張力在該第一緩衝區與該第二緩衝區的至少一者中不超過大約1.8kg/m。
  3. 如請求項1或2所述之方法，其中在該行進 方向中的該彈性玻璃帶內的張力在該第一、第二與第三處理區的至少一者中係為大約0.9kg/m至大約5.4kg/m。
  4. 一種方法，用於使用一玻璃處理設備來連續處理彈性玻璃帶，該彈性玻璃帶具有不大於0.3mm的一厚度，該玻璃處理設備包括在一第一處理區中的一形成設備、在一第二處理區中的一邊緣修整設備以及在一第三處理區中的一捲繞設備，該方法包括下述步驟：在該第一處理區中形成該彈性玻璃帶，且饋送該彈性玻璃帶通過該第一處理區；饋送該彈性玻璃帶通過該第二處理區，同時當該彈性玻璃帶移動時藉由該第二處理區內的一切割裝置來分離該彈性玻璃帶的一邊緣，以形成連接至該彈性玻璃帶的一中央部分之一邊緣修整連續片；饋送該彈性玻璃帶通過該第三處理區，同時捲繞該彈性玻璃帶成一卷；其中該彈性玻璃帶通過該第一、第二與第三處理區的饋送速率係由一全域控制裝置來控制。
  5. 如請求項4所述之方法，進一步包括下述步驟：提供一第一緩衝區於該第一處理區與該第二處理區之間，其中該彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償 位置之間的一第一懸垂線中。
  6. 如請求項5所述之方法，進一步包括下述步驟：提供一第二緩衝區於該第二處理區與該第三處理區之間，其中該彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的一第二懸垂線中。
  7. 一種玻璃處理設備，該玻璃處理設備處理一彈性玻璃帶，該彈性玻璃帶具有不大於0.3mm的一厚度，該玻璃處理設備包括：在一第一處理區中的一形成設備，該形成設備係配置來在該第一處理區中形成該彈性玻璃帶；在一第二處理區中的一邊緣修整設備，該邊緣修整設備係配置來在該彈性玻璃帶移動時藉由該第二處理區內的一切割裝置來分離該彈性玻璃帶的一邊緣，以形成連接至該彈性玻璃帶的一中央部分之一邊緣修整連續片；在一第三處理區中的一捲繞設備，該捲繞設備係配置來捲繞該彈性玻璃帶成一卷；在該第一處理區與該第二處理區之間的一第一緩衝區，其中該彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置之間的一第一懸垂線中；及在該第二處理區與該第三處理區之間的一第二緩衝區，其中該彈性玻璃基板係支撐於兩間隔的補償位置 之間的一第二懸垂線中。
  8. 如請求項7所述之玻璃處理設備，進一步包括一全域控制裝置，該全域控制裝置控制在該第一、第二與第三處理區內的該彈性玻璃基板的一饋送速率。
  9. 如請求項7或8所述之玻璃處理設備，其中該形成設備係配置成使用一熔合拉製處理來形成該彈性玻璃帶。
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