TW201834979A - 具有減低的厚度變化之玻璃物件及其製造方法與設備 - Google Patents

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Abstract

茲描述玻璃物件，具有等於或大於約880毫米的長度、與長度正交且等於或大於約680毫米的寬度和定義在第一與第二主要表面間的厚度T。遍及玻璃物件寬度的總厚度變化TTV為等於或小於約4微米。得自預定間隔並依5毫米增量移動橫越玻璃物件寬度時的最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於4微米。亦揭示製造玻璃物件的方法和設備。

Description

具有減低的厚度變化之玻璃物件及其製造方法與設備
本申請案根據專利法法規主張西元2017年2月28日申請的美國臨時專利申請案第62/464,722號的優先權權益。
本發明大體係關於用於形成玻璃物件的設備，例如玻璃片，且特別係用於最小化遍及玻璃物件寬度的厚度變化。
光學品質玻璃物件製造通常涉及拉製帶狀熔融玻璃，例如用於各種應用的玻璃片，包括照明面板或液晶或其他形式的視覺顯示器。帶可分離成單一玻璃片，或在一些情況下長長地捲繞至適合捲軸。顯示技術發展不斷提高顯示面板的像素密度，進而提高解析度。故對併入面板的玻璃片要求預料將增加。例如，促進TFT沉積製程所需厚度偏差限度理應進一步降低。為應付此挑戰，當由成型體拉製帶時，需使帶各處維持精確的溫度場。
根據本發明，描述玻璃物件，包含等於或大於約880毫米的長度、與長度正交且等於或大於約680毫米的寬度、第一主要表面、相對第一主要表面的第二主要表面、定義在第一與第二主要表面間的厚度T，其中遍及玻璃物件寬度的總厚度變化TTV為等於或小於約4微米（mm）。
在一些實施例中，TTV為等於或小於約2 mm。在其他實施例中，TTV為等於或小於約1 mm。在進一步實施例中，TTV為等於或小於約0.25 mm。在不同實施例中，第一和第二主要表面未拋光。
在一些實施例中，第一和第二主要表面的平均表面粗糙度Ra為等於或小於約0.25奈米（nm）。
在一些實施例中，得自預定間隔並依5毫米增量移動橫越玻璃物件寬度時的最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於約4 mm。
在一些實施例中，預定間隔為約25毫米（mm）至約750 mm，例如約25 mm至約100 mm，例如約25 mm至約75 mm。
在一些實施例中，寬度為等於或大於約3100 mm。長度可等於或大於約3600 mm。
在一些實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，按莫耳百分比計包含： SiO2 60-80 Al2 O3 5-20 B2 O3 0-10 MgO 0-20 CaO 0-20 SrO 0-20 BaO 0-20 ZnO 0-20。
在一些實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，按莫耳百分比計包含： SiO2 64.0-71.0 Al2 O3 9.0-12.0 B2 O3 7.0-12.0 MgO 1.0-3.0 CaO 6.0-11.5 SrO 0-2.0 BaO 0-0.1， 其中1.00£S[RO]/[Al2 O3 ]£1.25，[Al2 O3 ]係Al2 O3 的莫耳百分比，S[RO]等於MgO、CaO、SrO與BaO的莫耳百分比總和。
在另一實施例中，描述玻璃物件，包含等於或大於約880毫米的長度、與長度正交且等於或大於約680毫米的寬度、第一主要表面、相對第一主要表面的第二主要表面、定義在第一與第二主要表面間的厚度T，其中得自等於或小於約750 mm滑動間隔並依5毫米增量移動橫越玻璃物件寬度時的最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於約8 mm。
在一些實施例中，對於等於或小於約400 mm滑動間隔，MSIR為等於或小於約6.5 mm。
在一些實施例中，對於等於或小於約330 mm滑動間隔，MSIR為等於或小於約6 mm。
在其他實施例中，對於等於或小於約150 mm滑動間隔，MSIR為等於或小於約4.5 mm。
在其他實施例中，對於等於或小於約100 mm滑動間隔，MSIR為等於或小於約4 mm。
在不同實施例中，對於等於或小於約25 mm滑動間隔，MSIR為等於或小於約2 mm。
在一些實施例中，第一和第二主要表面未拋光。
在不同實施例中，第一和第二主要表面的平均表面粗糙度Ra為等於或小於約0.25 nm。
在不同實施例中，寬度為等於或大於約3100 mm。在一些實施例中，長度為等於或大於約3600 mm。
在又一實施例中，描述玻璃物件，包含等於或大於約880毫米的長度、與長度正交且等於或大於約680毫米的寬度、第一主要表面、相對第一主要表面的第二主要表面、定義在第一與第二主要表面間的厚度T，及遍及玻璃物件寬度的總厚度變化TTV為等於或小於約4 mm，得自預定間隔並依5毫米增量移動橫越玻璃物件寬度時的最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於約4 mm。
在一些實施例中，TTV為等於或小於約2 mm，例如等於或小於約1 mm，例如等於或小於約0.25 mm。
在一些實施例中，第一和第二主要表面未拋光。在一些實施例中，未拋光的第一和第二主要表面的平均表面粗糙度Ra為等於或小於約0.25 nm。
在一些實施例中，預定間隔為約25 mm至約750 mm。
在一些實施例中，預定間隔為約25 mm至約100 mm，例如約25 mm至約75 mm。
在再一實施例中，描述玻璃碟盤毛坯（platter blank），包含第一主要表面、相對第一主要表面的第二主要表面、定義在第一與第二主要表面間的厚度T，及遍及玻璃碟盤毛坯直徑的總厚度變化TTV為等於或小於約2 mm，例如等於或小於約1 mm。
在一些實施例中，得自25 mm間隔並依5毫米增量移動橫越玻璃碟盤毛坯直徑時的最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於約2 mm。
玻璃碟盤毛坯的第一及/或第二主要表面的平均表面粗糙度Ra為等於或小於約0.50 nm，例如等於或小於約0.25 nm。
在另一實施例中，描述製造玻璃物件的方法，包含從成型體朝抽拉方向拉製玻璃帶，玻璃帶包含相對邊緣部分和中心部分置於相對邊緣部分間，玻璃帶包含黏性區和彈性區，在玻璃帶的黏性區中，於中心部分形成厚度擾動，厚度擾動在與抽拉方向正交的玻璃帶寬度方向上包含等於或小於約225 mm的特徵寬度，在彈性區中從100 mm滑動間隔並依5 mm增量移動橫越中心部分寬度時的最大滑動間隔範圍為等於或小於約0.0025 mm。
在一些實施例中，特徵寬度為等於或小於約175 mm，最大滑動間隔範圍為等於或小於約0.0020 mm。
在一些實施例中，特徵寬度為等於或小於約125 mm，最大滑動間隔範圍為等於或小於約0.0015 mm。
在一些實施例中，特徵寬度為等於或小於約75 mm，最大滑動間隔範圍為等於或小於約0.0006 mm。
在其他實施例中，特徵寬度為等於或小於約65 mm，最大滑動間隔範圍為等於或小於約0.0003 mm。
在不同實施例中，擾動可藉由冷卻玻璃帶形成，然在進一步實施例中，擾動可藉由加熱玻璃帶形成，例如使用一或更多雷射光束照射玻璃帶。
在一些實施例中，成型體的底緣與厚度擾動的厚度最大值間的距離為等於或小於約8.5公分（cm），在其他實施例中，成型體底緣與厚度擾動的厚度最大值間的距離為等於或小於約3.6 cm。
在不同實施例中，在彈性區中，中心部分在與抽拉方向正交的寬度方向上的總厚度變化為等於或小於約4 mm，例如等於或小於約2 mm，例如等於或小於約1 mm。
在又一實施例中，揭示製造玻璃物件的方法，包含使熔融玻璃流入成型體的凹槽，熔融玻璃溢出凹槽，及如熔融玻璃分離流般沿成型體的相對形成表面下降而於成型體的底緣接合、從底緣朝抽拉方向拉製熔融玻璃帶，及使用冷卻設備冷卻帶，冷卻設備包含熱板朝與抽拉方向正交的玻璃帶寬度方向延伸，冷卻設備進一步包含複數個冷卻管設在冷卻設備內，複數個冷卻管的每一冷卻管包含具閉端鄰接熱板的第一管和伸入第一管且具敞端與第一管閉端隔開的第二管，冷卻包含使冷卻流體流入複數個冷卻管的第二管，冷卻進一步包含在帶上對應各冷卻管位置形成複數個厚度擾動，每一厚度擾動包含等於或小於225 mm的特徵寬度。
在一些實施例中，特徵寬度為等於或小於約175 mm，例如等於或小於約125 mm、等於或小於約75 mm、或等於或小於約65 mm。
複數個冷卻管的每一冷卻管可接觸熱板。
在再一實施例中，揭示製造玻璃帶的設備，包含成型體，成型體包含配置以接收熔融玻璃流的凹槽和沿成型體底緣接合的會合形成表面，由此玻璃帶沿垂直抽拉平面朝抽拉方向拉製，冷卻設備包含熱板朝熔融玻璃流的寬度方向延伸及複數個冷卻管設在冷卻設備內，複數個冷卻管的每一冷卻管包含具閉端鄰接熱板的第一管和伸入第一管且具敞端鄰接第一管閉端的第二管。
在一些實施例中，複數個冷卻管的各個第一管接觸熱板。
在一些實施例中，各個第一管的縱軸從底緣與抽拉平面交截等於或小於約8.5 cm的距離，例如等於或小於約3.6 cm。
在一些實施例中，抽拉平面與熱板間的距離為等於或小於約9 cm，例如等於或小於約1.5 cm。
在又一實施例中，描述製造玻璃帶的設備，包含成型體，成型體包含配置以接收熔融玻璃流的凹槽和沿成型體底緣接合的會合形成表面，由此玻璃帶沿垂直抽拉平面朝抽拉方向拉製，冷卻設備設在底緣下方及包含金屬板朝熔融玻璃流的寬度方向延伸，金屬板包含複數個通道形成於金屬板內，複數個通道的每一通道包含封閉遠端和敞開近端，冷卻管延伸經過敞開近端，使冷卻管的敞開遠端鄰接並與通道遠端隔開。
在一些實施例中，抽拉平面與熱板間的距離為等於或小於約10 cm，例如等於或小於約5 cm，例如等於或小於約3 cm。在一些實施例中，抽拉平面與熱板間的距離為等於或小於約1.5 cm，然可依據冷卻設備在成型體底緣下方的位置思忖其他距離。
本發明的附加特徵和優點將詳述於後，熟諳此技術者在參閱或實行所述方法，包括以下詳細實施方式說明、申請專利範圍和附圖後，在某種程度上將變得更清楚易懂。
應理解以上概要說明和下述詳細說明乃呈現本發明的不同實施例，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。圖式描繪本發明的不同實施例，並連同實施方式說明一起用來解釋本發明的原理和操作。
現將詳述本發明實施例，實施例範例乃圖示如附圖。盡可能以相同的元件符號表示各圖中相同或相仿的零件。然本發明可以許多不同形式體現，故不應解釋成限定於本文所述實施例。
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，另一實施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實施例。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。
本文所用方向用語僅參考繪圖使用，例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部，而無意隱射絕對位向。
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或需要任何設備、特定位向。是以當方法請求項未實際敘述步驟依循順序，或任一設備請求項未實際敘述個別部件順序或位向，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，或未提及設備部件的特定順序或位向時，不擬推斷任何相關順序或位向。此適用任何可能的非明示解釋基礎，包括：步驟安排、操作流程、部件順序或部件位向相關邏輯事態；從語法組織或標點得出的顯然意義；及說明書所述實施例數量或類型。
除非內文清楚指明，否則本文所用單數形式「一」和「該」包括複數意涵。故除非內文清楚指明，否則如指稱「一」部件包括具二或更多部件的態樣。
在此，總厚度變化（TTV）係指玻璃片遍及定義間隔u的最大厚度與最小厚度差，通常為整個玻璃片寬度。
在此，最大滑動間隔範圍（MSIR）係指玻璃基板遍及複數個定義間隔的最大厚度與最小厚度差。所得MSIR為複數個最大厚度差的最大厚度差，複數個最大厚度差得自目標間隔k並依預定長度增量d移動橫越預定玻璃片尺寸n次，每次目標間隔迭代產生最大厚度差DTmax。每一目標間隔kn 包括最大厚度Tmaxn 和最小厚度Tminn ，最大厚度差定義為DTmaxn =Tmaxn -Tminn 。上述過程將產生n個DTmaxn ，n個DTmax的最大厚度差為最大滑動間隔範圍MSIR。應注意當間隔k變成等於間隔u時，MSIR等於TTV。
在此，部分曲線的半高寬（FWHM）係在y軸點間量測的寬度部分，此乃最大幅度的一半，並且同義稱作曲線的特徵寬度。FWHM例如可用於描述曲線或函數的凸點寬度。
隨著顯示解析度提高，對包含顯示面板的玻璃基板厚度均勻度要求亦隨之增加。典型LCD顯示面板包括背板玻璃基板，薄膜電晶體TFT圖案例如利用光微影沉積於上，以控制內含在背板基板與封蓋或將之密封的密封基板間容積的液晶材料偏振態，及控制哪個TFT協助定義顯示器的個別像素。薄膜沉積製程仰賴平坦基板來遷就光微影製程的有限焦深。
在其他情況下，環狀玻璃盤可用作硬碟驅動（HDD）碟盤。由於拾取臂上的讀及/或寫頭僅在碟盤表面上方行進數奈米，故碟盤需極其平坦。環狀玻璃盤可由大玻璃片切割多個而得，若不需研磨及/或拋光大玻璃片的主要表面或由此切割的個別環狀盤，則可實現有效製造成本。因此，具減低厚度變化的玻璃片和無需形成後表面研磨及/或拋光便能製造極平坦大玻璃片的製造方法係有益的。
第1圖係玻璃物件的示意圖，例如玻璃片10，包含第一主要表面12、相對第二主要表面14及與第一和第二主要表面正交並定義在二表面間的厚度T。雖然玻璃片10可為適合特定應用的任何形狀，但為便於描述，除非另行指出，否則下文將假定玻璃片10包含由第一對相對邊緣16a、16b和第二對相對邊緣16c、16d界定的矩形，其中邊緣16a、16b與邊緣16c、16d正交。因此，所述玻璃片可包含寬度W和長度L與寬度W正交，其中寬度和長度各與相應相對邊緣對平行。儘管寬度和長度定向可任意選擇，但方便起見，寬度W在此表示為二尺寸中的較短者，反之，長度L表示為二尺寸中的較長者。故所述玻璃片的寬度可等於或大於約680 mm，例如等於或大於約1000 mm、等於或大於約1300 mm、等於或大於約1500 mm、等於或大於約1870 mm、等於或大於約2120 mm、等於或大於約2300 mm、等於或大於約2600 mm、或等於或大於約3100 mm。各自長度可等於或大於約880 mm、等於或大於約1200 mm、等於或大於約1500 mm、等於或大於約1800 mm、等於或大於約2200 mm、等於或大於約2320 mm、等於或大於約2600 mm、或等於或大於約3600 mm。例如，所述玻璃片的尺寸可表示成W×L並等於或大於約680 mm×880 mm、等於或大於約1000 mm×1200 mm、等於或大於約1300 mm×1500 mm、等於或大於約1500 mm×1800 mm、等於或大於約1870×2200 mm、等於或大於約2120 mm×2320 mm、等於或大於約2300 mm×2600 mm、等於或大於約2600 mm×3000 mm、或等於或大於約3100 mm×3600 mm。
第一及/或第二主要表面的平均粗糙度Ra可等於或小於約0.5 nm、等於或小於約0.4 nm、等於或小於約0.3 nm、等於或小於約0.2 nm、等於或小於約0.1 nm、或約0.1 nm至約0.6 nm。在一些實施例中，剛拉製第一和第二主要表面12、14的表面粗糙度可等於或小於約0.25 nm。「剛拉製」意指當玻璃物件形成時，在無表面處理情況下，例如研磨或拋光表面，玻璃物件的表面粗糙度。表面粗糙度係由同調掃描干涉儀、共焦顯微鏡或其他適合方法量測。
厚度T可等於或小於4 mm、等於或小於約3 mm、等於或小於約2 mm、等於或小於約1.5 mm、等於或小於約1 mm、等於或小於約0.7 mm、等於或小於約0.5 mm、或等於或小於約0.3 mm。例如，在一些實施例中，厚度T可等於或小於約0.1 mm，例如約0.05 mm至約0.1 mm。
所述玻璃物件可具有等於或小於約4 mm的總厚度變化TTV，例如等於或小於約3 mm、等於或小於約2 mm、等於或小於約1 mm、等於或小於約0.5 mm、或等於或小於約0.25 mm。
所述玻璃物件就滑動間隔k等於或小於約25 mm且增量d為5 mm時具有等於或小於約2 mm的最大滑動間隔範圍MSIR，就滑動間隔k等於或小於約100 mm且增量d為5 mm時為等於或小於約4 mm，就滑動間隔k等於或小於約150 mm且增量d為5 mm時為等於或小於約4.5 mm，就滑動間隔k等於或小於約330 mm且增量d為5 mm時為等於或小於約6 mm，就滑動間隔k等於或小於約400 mm且增量d為5 mm時為等於或小於約6.5 mm，就滑動間隔k等於或小於約750 mm且增量d為5 mm時為等於或小於約8.5 mm。
在一些實施例中，所述玻璃物件包括二或更多層玻璃。例如，各種玻璃片可由融合製程形成，是以包括從玻璃物件邊緣可見的融合線18（參見第2圖、第3圖）。融合線表示製造製程期間玻璃層融合在一起的界面。在一些實施例中，至少二層玻璃為相同化學組成。然在進一步實施例中，各層可具不同化學組成。
現參照第4圖，在一些實施例中，玻璃物件為玻璃盤，例如用作HDD碟盤的預形體（「毛坯」）。在此，「碟盤毛坯」應解釋成意指磁性介質沉積至表面和剛形成主要表面前的玻璃盤。如第4圖所示，碟盤毛坯20包含第一剛形成主要表面22、第二剛形成主要表面24和定義在二表面間的厚度T。碟盤毛坯的邊緣可加工處理（例如研磨及/或拋光）。本文所用「剛形成」一詞意指主要表面尚未研磨及/或拋光，然在一些實施例中，主要表面已經化學處理，例如利用離子交換製程。碟盤毛坯20的直徑D可等於或小於約100 mm，例如等於或小於約98 mm，例如等於或小於約96 mm，然在進一步實施例中，碟盤毛坯的直徑為大於100 mm。在一些實施例中，碟盤毛坯20為環狀盤及具中心切口26與碟盤毛坯外周緣同中心。碟盤毛坯的表面粗糙度Ra可等於或小於約0.5 nm，例如等於或小於約0.25 nm。碟盤毛坯的TTV可等於或小於約4 mm，例如等於或小於約3 mm，例如等於或小於約2 mm、或等於或小於約1 mm。碟盤毛坯就25 mm間隔且依5 mm增量移動橫越碟盤毛坯主要表面（例如橫越直徑D）時的MSIR為等於或小於約2 mm。如所述，碟盤毛坯例如可由玻璃片切割多個碟盤毛坯而形成。
在一些實施例中，所述玻璃物件包含無鹼玻璃且具高退火點和高楊氏模數，使玻璃在如製造TFT期間展現優異的尺寸穩定性（即低壓縮），因而降低TFT製程期間的變異性。具高退火點的玻璃有助於在製造玻璃後進行熱處理時防止面板因壓縮（收縮）變形。此外，本發明的一些實施例可具高蝕刻速率，是以能經濟地薄化背板及提供異常高的液相黏度，從而降低或消除在較冷成型體上發生失透的可能性。
在一些實施例中，玻璃包含高於約785℃、790℃、795℃或800℃的退火點。不侷限於任何特定操作理論，咸信高退火點可產生低鬆弛率，因此壓縮量相對較小。
在一些實施例中，在溫度等於或低於約1340℃、等於或低於約1335℃、等於或低於約1330℃、等於或低於約1325℃、等於或低於約1320℃、等於或低於約1315℃、等於或低於約1310℃、等於或低於約1300℃、或等於或低於約1290℃下，示例性玻璃包含約35000泊的黏度（T35k ）。在特定實施例中，玻璃在溫度等於或低於約1310℃下包含約35000泊的黏度（T35k ）。在其他實施例中，示例性玻璃在黏度約35000泊（T35k ）時的溫度為等於或低於約1340℃、等於或低於約1335℃、等於或低於約1330℃、等於或低於約1325℃、等於或低於約1320℃、等於或低於約1315℃、等於或低於約1310℃、等於或低於約1300℃、或等於或低於約1290℃。在不同實施例中，玻璃在約1275℃至約1340℃或約1280℃至約1315℃的範圍包含T35k 。
玻璃的液相溫度（Tliq ）係高於該溫度時無結晶相與玻璃平衡共存的溫度。在不同實施例中，用於形成所述玻璃片的玻璃的Tliq 可為約1180℃至約1290℃或約1190℃至約1280℃。在其他實施例中，對應玻璃液相溫度的黏度為大於或等於約150000泊。在一些實施例中，對應玻璃液相溫度的黏度為大於或等於約100000泊、等於或大於約175000泊、等於或大於約200000泊、等於或大於約225000泊、或等於或大於約250000泊。
在又一些其他實施例中，示例性玻璃包含T35k -Tliq ＞0.25T35k -225℃。此可確保最小化熔融態玻璃在融合處理成型體上失透的傾向。
所述玻璃可包含等於或高於約650℃的應變點。不同玻璃實施例在0-300℃溫度範圍的線性熱膨脹係數（CTE）符合下列關係：28×10-7 /℃£CTE£34×10-7 /℃。
在一或更多實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，以氧化物為基準按莫耳百分比計包含： SiO2 60-80 Al2 O3 5-20 B2 O3 0-10 MgO 0-20 CaO 0-20 SrO 0-20 BaO 0-20 ZnO 0-20 其中Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO代表各氧化物組分的莫耳百分比。在此，「實質無鹼玻璃」係總鹼濃度等於小於約0.1莫耳百分比的玻璃，其中總鹼濃度為Na2 O、K2 O和Li2 O濃度的總和。
在一些實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，以氧化物為基準按莫耳百分比計包含： SiO2 65-75 Al2 O3 10-15 B2 O3 0-3.5 MgO 0-7.5 CaO 4-10 SrO 0-5 BaO 1-5 ZnO 0-5 其中1.0£(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al2 O3 ＜2，0＜MgO/(MgO+Ca+SrO+BaO)＜0.5。
在某些實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，以氧化物為基準按莫耳百分比計包含： SiO2 67-72 Al2 O3 11-14 B2 O3 0-3 MgO 3-6 CaO 4-8 SrO 0-2 BaO 2-5 ZnO 0-1 其中1.0£(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al2 O3 ＜1.6，0.20＜MgO/(MgO+Ca+SrO+BaO)＜0.40。
在一些實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，以氧化物為基準按莫耳百分比計包含： SiO2 64.0-71.0 Al2 O3 9.0-12.0 B2 O3 7.0-12.0 MgO 1.0-3.0 CaO 6.0-11.5 SrO 0-2.0 BaO 0-0.1 其中1.00£S[RO]/[Al2 O3 ]£1.25，其中[Al2 O3 ]係Al2 O3 的莫耳百分比，S[RO]等於MgO、CaO、SrO和BaO的莫耳百分比總和。
在其他實施例中，玻璃為實質無鹼玻璃，以氧化物為基準按莫耳百分比計包含： SiO2 64.0-71.0 Al2 O3 9.0-12.0 B2 O3 7.0-12.0 MgO 1.0-3.0 CaO 6.0-11.5 SrO 0-1.0 BaO 0-0.1 其中S[RO]/[Al2 O3 ]³1.00，其中[Al2 O3 ]係Al2 O3 的莫耳百分比，S[RO]等於MgO、CaO、SrO和BaO的莫耳百分比總和。
下拉式片抽拉製程（特別係融合製程）可用於製造所述玻璃物件。不侷限於任何特定操作理論，咸信融合製程製造的玻璃基板在用於後續製造製程前不需研磨及/或拋光玻璃物件的主要表面。例如，以原子力顯微鏡量測，目前玻璃基板拋光能製造平均表面粗糙度（Ra）大於約0.5 nm的玻璃基板。以原子力顯微鏡量測，融合製程製造的玻璃物件（例如玻璃片）可具有等於或小於約0.5 nm的平均表面粗糙度，例如等於或小於約0.25 nm。當然，後附申請專利範圍不應限定在融合製程，因為所述實施例可應用到其他形成製程，例如、但不限於狹槽抽拉、浮式、軋延和熟諳此技術者所知的其他片形成製程。
相對前述製造玻璃片的替代方法，融合製程能製造非常薄、非常平坦、非常均勻並具原始表面的片材。狹槽抽拉亦可產生原始表面，但由於孔口形狀會隨時間改變，揮發性碎屑積聚在孔口-玻璃界面，加上難以製造孔口來輸送如實平坦玻璃，狹槽抽拉玻璃的尺寸均勻度和表面品質通常不如融合抽拉玻璃。浮式製程能輸送很大的均勻片材，但因接觸浮槽一側及暴露於浮槽另一側的冷凝產物，以致表面實質受損。此意味著浮式玻璃在用於高性能顯示應用前需要拋光。
儘管融合形成玻璃物件有前述優點，新玻璃片應用仍持續推進目前製造技術極限。例如，欲提高視覺顯示裝置解析度需要求更嚴謹的玻璃基板規格，控制顯示器的電子部件沉積於玻璃基板上，例如薄膜電晶體（TFT）。通常，TFT部件由光微影沉積，製造顯示解析度提高所需高TFT密度需要玻璃極其平坦，以遷就光成像設備產生的淺焦深。
其他技術亦需極平坦玻璃片。例如，HDD碟盤的面積密度要求不斷提高將推動碟盤產業迎向玻璃。事實上，對於目前HDD，玻璃碟盤已屢見不鮮，特別係用於膝上型電腦HDD，因為玻璃碟盤比起鋁碟盤至少具備數個優點。玻璃碟盤可製作成具有比鋁製更平滑的表面，而可遷就讀寫頭的提高面積密度和極小飛行高度。玻璃在同等材料重量方面展現更大剛性，在同等厚度下更堅固，因此玻璃碟盤可製作得比鋁碟盤更薄，以容納給定裝置空間增多的碟盤數量。此外，玻璃不像鋁那樣容易腐蝕，在沉積磁性介質前不用鍍鎳即可使用。與鋁相比，玻璃的熱膨脹係數較低，故可提供更高熱穩定性、減少磁軌移動和驅動器伺服機構所需補償量，及促進更新的記錄技術，例如熱輔助磁化記錄。又，碟盤的玻璃表面比鋁碟盤的表面更硬，因此不易遭頭碰撞損壞。
製造HDD用玻璃碟盤通常仰賴將玻璃片切割成小試件（例如方形），接著由試件切割環狀盤。然因讀寫頭在磁碟機操作期間僅位於碟盤表面上方數奈米，故碟盤必需極其平坦且厚度幾無變化。因此，不符合要求的碟盤需研磨及/或拋光，以達所需平坦度。然研磨及/或拋光會增加製造製程的步驟和成本。在其他製造方法中，熔融玻璃糰在兩個模具間壓製成型。然壓製成型法無法產生所需尺寸要求，如前所述，碟盤毛坯在後續處理前需研磨及/或拋光。
鑒於前述，能製造具最小厚度變化的平坦玻璃片可確保符合未來產品要求。為此需精確控制玻璃片溫度，在融合下拉製程中，玻璃片由置於成型腔室的成型體抽拉成帶狀及經過冷卻室，冷卻室包括各種溫度控制設備，以控制形狀和厚度，特別係在與抽拉方向正交的側向（寬度）方向。控制設備和方法以往包括在由成型體拉製帶時，吹送冷卻劑至帶或流過成型體的玻璃上，即空氣，例如乾淨的乾空氣。其他方法包括把管設在高傳熱率材料板後面。兩種方式均遭受噴濺，噴濺係氣體從氣體撞擊表面向外散佈。在第一種情況下，噴射到熔融玻璃本身的氣體在熔融玻璃上朝所有方向散開，因而限制冷卻管與相鄰冷卻管的接近度。冷卻管間隔過近會造成自冷卻管噴濺和自相鄰冷卻管噴濺間互相干擾。干擾會在氣流撞擊點間建立大致失控冷卻區。此外，將氣流引入冷卻室及/或成型腔室會擾亂腔室的控制環境，導致非預期溫度波動遍及整個帶寬。溫度波動將造成厚度變化、形狀改變和殘餘應力。故使用敞端冷卻管直接將氣體排入腔室需間隔足夠距離，使出自冷卻管的氣體不會干擾相鄰冷卻管，此將限制可達成厚度控制。此外，由於冷卻劑直接撞擊熔融玻璃，使用液體冷卻劑並不可行。因氣體的熱容量通常遠小於液體，故直接氣體撞擊系統的冷卻能力將受阻。最後，經由室壁伸入成型腔室及/或冷卻室的冷卻管並排排列需密封許多個別腔室入口及保持密封，因為冷卻管與室壁間洩漏會破壞腔室的環境。
在第二種情況下，把冷卻管設在高傳熱率板後面可避免冷卻劑直接撞擊熔融玻璃。然此系統仍易遭噴濺，其中冷卻管在高傳熱率板上產生噴濺仍會與相鄰冷卻管產生噴濺互相干擾，同樣在高傳熱率板上形成溫度較不受控制的管間區域。如上所述，冷卻管的接近間隔因而受限。此外，即使冷卻管裝在具對向帶高傳熱率板的容器或貯藏器內，亦存在氣體從貯藏器洩漏到腔室的風險。
第5圖圖示根據本發明實施例的示例性融合下拉玻璃製造設備30。在一些實施例中，玻璃製造設備30包含玻璃熔爐32，熔爐32包括熔化容器34。除了熔化容器34，玻璃熔爐32還可選擇性包括一或更多附加部件，例如加熱元件（例如燃燒器及/或電極），配置以加熱批料及使批料轉變成熔融玻璃。例如，熔化容器34可為電增強熔化容器，其中能量透過燃燒器及直接加熱來加至原料，其中電流通過原料，藉由焦耳加熱原料而加入能量。
在進一步實施例中，玻璃熔爐32包括熱管理裝置（例如隔熱部件），用以減少熔化容器的熱損失。在另一些實例中，玻璃熔爐32包括電子裝置及/或機電裝置，以助於原料熔化成玻璃熔體。再者，玻璃熔爐32可包括支撐結構（例如支撐底座、支撐構件等）或其他部件。
玻璃熔化容器34通常由耐火材料形成，例如耐火陶瓷材料，例如包含氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料，然耐火陶瓷材料可包含其他耐火材料，例如釔（例如氧化釔、氧化釔穩定的氧化鋯、磷酸釔）、鋯石（ZrSiO4 ）或氧化鋁-氧化鋯-二氧化矽或甚至氧化鉻，此可交替或任意結合使用。在一些實例中，玻璃熔化容器34由耐火陶瓷磚構成。
在一些實施例中，熔爐32併為玻璃製造設備的部件及配置以製造玻璃物件，例如無限長度的玻璃帶，然在進一步實施例中，玻璃製造設備配置以形成其他玻璃物件，例如、但不限於玻璃棒、玻璃管、玻璃封套（例如用於照明裝置的玻璃封套，例如燈泡）和玻璃透鏡，然許多其他玻璃物件亦包含在內。在一些實例中，熔爐併為玻璃製造設備的部件，設備包含狹槽抽拉設備、浮浴設備、下拉設備（例如融合下拉設備）、上拉設備、壓製設備、軋延設備、拉管設備或任何其他受惠本發明的玻璃製造設備。舉例來說，第1圖圖示玻璃熔爐32為融合下拉玻璃製造設備30的部件，用以融合抽拉玻璃帶供後續處理成個別玻璃片或將玻璃帶捲繞至捲軸上。
玻璃製造設備30（例如融合下拉設備30）可選擇性包括上游玻璃製造設備36設在相對玻璃熔化容器34上游。在一些實例中，部分或整個上游玻璃製造設備36可併為玻璃熔爐32的一部分。
如第1圖所示實施例所示，上游玻璃製造設備36包括原料儲倉38、原料輸送裝置40和馬達42連接至原料輸送裝置。儲倉38可配置以儲存一定量的原料44，及依箭頭46指示經由一或更多進料口供給玻璃熔爐32的熔化容器34。原料44一般包含一或更多玻璃形成金屬氧化物和一或更多改質劑。在一些實例中，原料輸送裝置40由馬達42提供動力，使原料輸送裝置40得將預定量原料44從儲倉38輸送到熔化容器34。在進一步實例中，馬達42提供原料輸送裝置40動力，以依據相對熔融玻璃流動方向在熔化容器34下游的熔融玻璃感測位準，按控制速率引入原料44。熔化容器34內的原料44隨後可加熱形成熔融玻璃48。通常，在初始熔化步驟中，原料呈粒狀加至熔化容器，例如包含各種「砂」。原料亦可包括出自先前熔化及/或形成操作的廢玻璃（即玻璃屑）。燃燒器一般用於開始熔化製程。在電增強熔化製程中，一旦原料的電阻充分下降（例如原料開始液化時），藉由在設置接觸原料的電極間產生電位，電增強開始，而可產生電流經過原料，此時原料通常進入或處於熔融態。
玻璃製造設備30亦可選擇性包括下游玻璃製造設備50相對熔融玻璃48的流動方向設在玻璃熔爐32下游。在一些實例中，部分下游玻璃製造設備50可併為玻璃熔爐32的一部分。然在一些情況下，後述第一連接導管52或下游玻璃製造設備50的其他部分可併為玻璃熔爐32的一部分。下游玻璃製造設備的元件可由貴金屬形成，包括第一連接導管52。適合貴金屬包括選自由鉑、銥、銠、鋨、釕和鈀金屬或上述合金所組成群組的鉑族金屬。例如，玻璃製造設備的下游部件可由鉑銠合金形成，包括約70重量%至約90重量%的鉑和約10重量%至約30重量%的銠。然其他適合金屬可包括鉬、錸、鉭、鈦、鎢和上述合金。
下游玻璃製造設備50可包括第一調節（即處理）容器，例如澄清容器54，位於熔化容器34下游及由上述第一連接導管52耦接至熔化容器34。在一些實例中，熔融玻璃48利用第一連接導管52從熔化容器34重力供給至澄清容器54。例如，重力可驅使熔融玻璃48從熔化容器34經由第一連接導管52的內部路徑而至澄清容器54。然應理解其他調節容器亦可設在熔化容器34下游，例如在熔化容器34與澄清容器54之間。在一些實施例中，調節容器用於熔化容器與澄清容器間，其中出自主要熔化容器的熔融玻璃在次要容器中進一步加熱以繼續熔化製程，或在進入澄清容器前冷卻至低於熔融玻璃在主要熔化容器的溫度。
在澄清容器54內，利用不同技術移除熔融玻璃48的氣泡。例如，原料44可包括多價化合物（即澄清劑），例如氧化錫，加熱時，澄清劑發生化學還原反應而釋出氧。其他適合澄清劑包括、但不限於砷、銻、鐵和鈰，然如前所述，在一些應用中，基於環境因素，不建議使用砷和銻。澄清容器54加熱達高於熔化容器溫度的溫度，藉以加熱澄清劑。溫度誘發熔體內含一或更多澄清劑化學還原產生的氧氣泡經由澄清容器內的熔融玻璃上升，其中在熔化容器中於熔融玻璃產生的氣體將聚結或擴散到澄清劑產生的氧氣泡。變大氣泡伴隨增大浮力接著上升至澄清容器內的熔融玻璃自由表面，然後排出澄清容器。因氧氣泡係透過熔融玻璃上升，故可進一步在澄清容器中引發機械混合熔融玻璃。
下游玻璃製造設備50可進一步包括另一調節容器，例如混合設備56，用以混合從澄清容器54往下游流動的熔融玻璃。混合設備56可用於提供均質玻璃熔體組成，進而減少澄清熔融玻璃離開澄清容器後存有的化學或熱不均勻性。如圖所示，澄清容器54由第二連接導管58耦接至混合設備56。在一些實施例中，熔融玻璃48利用第二連接導管58從澄清容器54重力供給至混合設備56。例如，重力可驅使熔融玻璃48從澄清容器54經由第二連接導管58的內部路徑而至混合設備56。應注意雖然所示混合設備56相對熔融玻璃流動方向係在澄清容器54下游，但在其他實施例中，混合設備56可設在澄清容器54上游。在一些實施例中，下游玻璃製造設備50包括多個混合設備，例如澄清容器54上游的混合設備和澄清容器54下游的混合設備。多個混合設備可具相同設計或彼此為不同設計。在一些實施例中，一或更多容器及/或導管可包括靜態混合葉片設置於內，以促進熔融材料混合及後續均質化。
下游玻璃製造設備50可進一步包括另一調節容器，例如輸送容器60，輸送容器可位於混合設備56下游。輸送容器60可調節待供給下游成型裝置的熔融玻璃48。例如，輸送容器60可當作累積槽及/或流量控制器，以調整及利用出口導管64提供一致流量的熔融玻璃48至成型體62。如圖所示，混合設備56由第三連接導管66耦接至輸送容器60。在一些實例中，熔融玻璃48利用第三連接導管66從混合設備56重力供給至輸送容器60。例如，重力可驅使熔融玻璃48從混合設備56經由第三連接導管66的內部路徑而至輸送容器60。
下游玻璃製造設備50可進一步包括成型設備68，包含上述成型體62且包括入口導管70。出口導管64可設置以將熔融玻璃48從輸送容器60輸送到成型設備68的入口導管70。在融合下拉玻璃製造設備中，成型體62可包含凹槽72設在成型體上表面和會合形成表面74（僅圖示一表面），形成表面74在抽拉方向上沿成型體底緣（根部）76會合。經由輸送容器60、出口導管64和入口導管70輸送到成型體凹槽的熔融玻璃溢出凹槽壁，並如熔融玻璃分離流般沿會合形成表面74下降。熔融玻璃分離流在底下接合及順著根部產生熔融玻璃的單一玻璃帶78，此係藉由施加張力至玻璃帶而沿抽拉平面82（參見第6圖）從根部76朝抽拉方向80拉製，例如利用重力和各種軋輥，例如拉輥84（參見第6圖），以於熔融玻璃冷卻及材料黏度增加時控制玻璃帶尺寸。是以玻璃帶78經歷黏彈性轉變並獲得機械性質而賦予玻璃帶78穩定尺寸特性。在一些實施例中，玻璃帶78由玻璃分離設備（未圖示）於玻璃帶彈性區分離成個別玻璃片，然在進一步實施例中，玻璃帶可捲繞到捲軸上及儲放待進一步處理。此外，增厚邊緣部分（稱作珠）可自玻璃帶78線上移除，或在從玻璃帶78分離後自個別玻璃片10移除。
由於玻璃帶78和後續玻璃片10係由二分離熔融玻璃流融合而成，故玻璃片10在分離層間包含從玻璃片邊緣可見的界面。界面沿玻璃片邊緣看似一條線（融合線）18。再者，玻璃片的兩層因出於單一熔融玻璃源而有相同化學組成。然在其他未圖示實施例中，可使用多個成型體，其中源自第一成型體的熔融玻璃流至第二成型體的凹槽內的熔融玻璃上，第二成型體設在第一成型體下方，使由第二成型體拉製帶包含兩層以上。即，提供至第一成型體的熔融玻璃的化學組成不一定和流向第二成型體的熔融玻璃一樣。因此，可製造包含兩層玻璃以上和一條融合線以上（超過一個界面）的玻璃片。
現參照第6圖至第8圖，成型體62設在成型腔室90內，以維持成型體62和由此拉製玻璃帶周圍的控制環境。例如，如第7圖及第8圖所示，成型腔室90包含第一內部成型腔室92。內部成型腔室92進一步包含在外部成型腔室94內並與之隔開。加熱元件96設在內部與外部成型腔室間的空間，用於控制熔融玻璃48的溫度和黏度，使熔融玻璃處於適當形成黏度。從根部76拉製玻璃帶時，下冷卻室98在玻璃帶78四周形成孔道，當玻璃帶從黏性液體轉變成規定尺寸的彈性固體時，則有助於替玻璃帶建立控制環境。故成型設備68可進一步包含冷卻裝置100，例如配置成一對冷卻門100朝帶寬度方向延伸並平行抽拉平面82。冷卻門100包含對向帶面板102，此亦朝帶寬度方向延伸並平行抽拉平面82。對向帶面板102可由能耐受內部腔室92的高溫的高傳熱率材料形成，例如等於或高於1100℃。適合的示例性材料為碳化矽（SiC）。冷卻門100包含孔穴104，複數個冷卻管106設置於內，冷卻管106流體連通冷卻氣體源（未圖示）。冷卻管106包括敞端設置鄰接對向帶面板102的內表面並與之隔開。冷卻氣體108引導至冷卻管且從冷卻管抵靠對向帶面板的內表面流動，藉以冷卻對向帶面板。冷卻對向帶面板102鄰接玻璃帶78形成散熱部，以助於冷卻帶。可個別控制冷卻氣體105流向各冷卻管106，藉以局部控制帶溫度。如第6圖及第7圖所示，對向帶面板102通常呈斜角，使端面大致平行會合形成表面74，進而最大化冷卻門對流過會合形成表面的玻璃的影響。如箭頭110指示，冷卻門100可朝與抽拉平面82正交的方向移動。然應注意冷卻門移動接近熔融玻璃流的能力有限，因為端面斜角位向會提高熔融玻璃自成型體滴下而接觸及塗佈對向帶面板102的外表面的可能性、降低對向帶面板102的傳熱率，以致干擾玻璃帶78的溫度和黏度控制。故冷卻門100通常設在形成表面的正垂直範圍之外。
成型設備68進一步包含滑動閘門112設在玻璃帶78的對側。在一些實施例中，例如第6圖及第7圖的實施例，滑動閘門112設在冷卻門100下方。然在其他實施例中，如第8圖所示，滑動閘門112設在冷卻門100上方。在又一些其他實施例中，滑動閘門設在冷卻門的上方與下方。如箭頭114指示，滑動閘門112可朝與抽拉平面82正交的方向移動。
第9A圖及第9B圖分別圖示示例性滑動閘門112的截面上視圖和側視圖。滑動閘門112包含頂壁120、底壁122和對向帶面板（熱板）124。滑動閘門112乃設置使熱板124鄰接玻璃帶78。熱板124與玻璃帶78鄰接主要表面間的距離定義為「d」。熱板124由高傳熱率材料形成，例如SiC。熱板124可以如近似會合形成表面74角度的角度傾斜，或者熱板124可呈垂直及實質平行抽拉平面82。滑動閘門112可進一步包含連接頂壁120與底壁122的後壁126和端壁128、130。
滑動閘門112進一步包含複數個冷卻管132設在滑動閘門內。複數個冷卻管的每一冷卻管132包含外管134和內管136。在一些實施例中，外管134和內管136包含與冷卻管縱軸正交的圓形截面，然在其他實施例中，外管及/或內管可具其他截面形狀，例如矩形、橢圓形或任何其他適合幾何形狀。在一些實施例中，內管136繞著冷卻管的中心縱軸與外管134同中心。複數個外管的每一外管134包含封閉遠端138設置鄰近熱板124的內表面。在一些實施例中，遠端138接觸熱板124。複數個內管的每一內管136包括敞開遠端140鄰近外管134的封閉遠端138。供給內管136的冷卻流體142經由敞開遠端140排放及貫入外管134的封閉遠端138。自敞開遠端140排出的冷卻流體接著回流經過外管134與內管136間的空間，於此冷卻流體可從冷卻管排出或冷卻，例如利用熱交換器（未圖示），及再循環回冷卻管。冷卻流體142可為氣體，例如惰性氣體或甚至空氣、或液體，例如水。
不像直接將冷卻氣體排放到帶上的冷卻裝置，循環經過冷卻管132的內部冷卻液流不會與相鄰冷卻管的冷卻流體交互作用，故冷卻管132可依冷卻管容許大小緊密間隔。再者，冷卻流體經過冷卻管的流率得盡可能增加達所需。此外，讓冷卻流體完全裝在冷卻管內，同時在滑動閘門內，可防止冷卻流體流進含帶的冷卻室98。相較之下，從冷卻管106進入冷卻門100的冷卻氣體會洩漏到冷卻室而破壞冷卻室的熱環境，造成遍及帶78的整個寬度或往長度下方的失控溫度變化，導致帶冷卻時有殘餘應力形成於帶。在一些實施例中，若無注水至冷卻室之岌，用於冷卻管132的冷卻流體142可為液體，例如水。使用熱容量比氣體高的液體可提高冷卻管的冷卻能力。
在一些實施例中，滑動閘門112包含由耐高溫金屬形成的實心板，通道例如藉由在金屬板中鑽孔而形成於內。各通道做為外管134，各通道壁定義「管」的內徑。各通道內可設置內管136，其中冷卻流體以上述方式注入通道。在一些實施例中，各通道（例如外管）的中心縱軸與相鄰通道的縱軸相隔約1公分（cm）至約1.5 cm的距離。
滑動閘門112可具不同形狀。例如，另一示例性滑動閘門112繪示於第10圖。在第10圖的實施例中，滑動閘門的端部150相對抽拉平面82凹陷。在第11圖的實施例中，滑動閘門112的端部150相對抽拉平面82傾斜，使滑動閘門的前緣於滑動閘門末端朝遠離抽拉平面82的方向後傾。在又一些其他實施例中，滑動閘門包含複數個分離部件。例如，在第12圖的實施例中，示例性滑動閘門212包含含冷卻管132的中心部分214和設置鄰接中心部分214末端的端部216a、216b。端部216a、216b可具有平行抽拉平面82的前緣，或如第13圖所示，端部216a、216b可具有傾斜前緣並朝遠離抽拉平面82的方向後傾。端部216a、216b可個別分開移動，使端部和中心部分得設在離玻璃帶78不同距離處。
第14圖係量測資料圖，並顯示單一冷卻管位於離玻璃帶78側邊105 mm處對3.3 mm厚熔融玻璃帶厚度的影響。帶寬為約22 cm。外管直徑為約1.3 cm。內管直徑為約1 cm。冷卻管內部氣流為40標準立方呎每小時。管設置離帶表面約1.3 cm處。曲線300代表缺少冷卻管時的厚度，曲線302代表存在冷卻管時的厚度。曲線顯示冷卻管附近的厚度明顯變化。第15圖圖示第14圖的曲線差異，其中曲線304代表差值，曲線306代表高斯擬合曲線304。所得厚度改變顯示為約150微米或為3.3毫米標稱厚度的約3.3%。此外，高斯曲線306的半高寬（FWHM）值為約65 mm。
第16圖圖示如何改善融合抽拉玻璃帶的厚度均勻度。曲線308代表習知融合製程的實際厚度資料。資料係相對離帶側邊的距離繪製。曲線310代表將一對滑動閘門112設在冷卻門上方後，隨遍及玻璃帶78寬度的位置變化的模擬資料。線312、314代表珠緣，其中珠部間的帶部係帶具商業價值的「優質區域」。資料顯示施行主動冷卻滑動閘門後，優質區域的厚度變化從TTV約0.0018 mm（無主動冷卻滑動閘門）降至約0.0007 mm（有滑動閘門）。此外，曲線316代表就25 mm滑動間隔且依5 mm增量移動橫越帶寬時的DTmax，曲線318代表在存在主動冷卻滑動閘門下，就25 mm滑動間隔且依5 mm增量移動橫越模擬帶寬度時的DTmax。如所示，實際帶優質區域的MSIR在無滑動閘門時產生約0.0015 mm的MSIR，冷卻門上方存在主動冷卻滑動閘門時，模擬帶的MSIR為約0.0005 mm。
第17圖圖示利用100 mm滑動間隔及依5 mm增量移動橫越玻璃帶寬度時的DTmax，並繪製成隨離帶側邊的位置變化。線320、322表示優質區域的邊界。曲線324代表在無滑動閘門下，帶實際量測資料的DTmax，曲線326代表有主動冷卻滑動閘門時的模擬資料。資料顯示無滑動閘門時的MSIR為約0.00285 mm，有主動冷卻滑動閘門時的MSIR為約0.00025 mm。
第18圖圖示使用設置平行流動玻璃帶的模擬1.3平方公分「冷點」在離不同距離並垂直抽拉平面及在根部76下方不同距離（繪製於橫軸）的研究結果。冷點例如為封閉冷卻管132的末端，在此例中為具方形截面的冷卻管。垂直軸顯示厚度改變幅度。在第18圖中，曲線328代表冷點（例如冷卻管末端）與1.3 cm帶間的距離，曲線330代表冷點與3.8 cm帶間的距離d，曲線332代表冷點與6.4 cm帶間的距離，曲線334代表冷點與8.9 cm帶間的距離。資料顯示越靠近根部線且冷表面與帶流動表面間距最小將帶來最大厚度衝擊。
第19圖圖示就成型體根部下方3.6 cm處的四個不同溫度（黏度）擾動，厚度改變隨相對帶中線的位置變化（按公尺計），及在離帶表面不同距離使用設置平行流動玻璃帶暨垂直抽拉平面的模擬1.3平方公分「冷點」。當冷點離玻璃表面1.3 cm時（曲線336），主要厚度擾動的FWHM為約40 mm。曲線338代表冷點在離帶表面3.8 cm處，曲線340代表冷點在離帶表面6.4 cm處，曲線342代表冷點在離帶表面8.9 cm處。當冷點離玻璃表面8.9 cm時，FWHM為約160 mm。如所示，通常，FWHM將與冷點至玻璃表面的距離呈線性關係。
第20圖及第21圖圖示相同位置的溫度場改變如何造成第19圖所示厚度輪廓改變（1.3 cm和8.9 cm的例子）。第20圖代表第19圖的1.3 cm例子，第21圖代表第19圖的8.9 cm例子。在二圖中，曲線ΔThick表示厚度改變曲線，曲線ΔTemp表示溫度改變曲線。橫軸指示離帶中線的距離。資料顯示厚度輪廓改變量級將與玻璃表面的溫度改變量級呈線性關係，二者的FWHM幾乎一樣。由於質量守恆，繞著零線的積分面積就厚度輪廓而言應總計為零。另外，資料顯示玻璃表面的溫度改變與帶厚度改變有關。
第22圖圖示進一步模擬結果，其中單一控制點引發厚度擾動的特徵寬度（FWHM）在65 mm至220 mm的範圍變化。資料顯示在100 mm滑動間隔且依5 mm增量移動橫越帶寬的情況下，減小MSIR的能力係沿玻璃帶橫寬分佈的個別控制點的FWHM的強函數。例如，圖顯示為達0.00025的MSIR，需引發厚度擾動，其中FWHM為約65 mm。隨著FWHM增加，MSIR亦隨之增加。通常，對於100 mm滑動間隔，為獲得等於或小於約0.0024的MSIR，間隔移動增量例如為5 mm，需引發等於或小於約215 mm的厚度擾動。對於100 mm滑動間隔，為獲得等於或小於約0.0020的MSIR，間隔移動增量例如為5 mm，需引發等於或小於約165 mm的厚度擾動。對於100 mm滑動間隔，為獲得等於或小於約0.0014的MSIR，間隔移動增量例如為5 mm，需引發等於或小於約120 mm的厚度擾動。對於100 mm滑動間隔，為獲得等於或小於約0.00055的MSIR，間隔移動增量例如為5 mm，需引發等於或小於約60 mm的厚度擾動。應注意引發厚度擾動的方式與第22圖的結果無關。
熟諳此技術者將明白，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可對本發明實施例作各種更動與潤飾。因此本發明擬涵蓋後附申請專利範圍所界定的各種更動與潤飾和均等物。
10‧‧‧玻璃片
12、14‧‧‧主要表面
16a-d‧‧‧邊緣
18‧‧‧融合線
20‧‧‧碟盤毛坯
22、24‧‧‧剛形成主要表面
26‧‧‧切口
30‧‧‧玻璃製造設備
32‧‧‧熔爐
34‧‧‧熔化容器
36‧‧‧上游玻璃製造設備
38‧‧‧儲倉
40‧‧‧輸送裝置
42‧‧‧馬達
44‧‧‧原料
46‧‧‧箭頭
48‧‧‧熔融玻璃
50‧‧‧下游玻璃製造設備
52、58、66‧‧‧連接導管
54‧‧‧澄清容器
56‧‧‧混合設備
60‧‧‧輸送容器
62‧‧‧成型體
64‧‧‧出口導管
68‧‧‧成型設備
70‧‧‧入口導管
72‧‧‧凹槽
74‧‧‧形成表面
76‧‧‧根部
78‧‧‧玻璃帶
80‧‧‧抽拉方向
82‧‧‧抽拉平面
84‧‧‧拉輥
90‧‧‧成型腔室
92‧‧‧內部成型腔室
94‧‧‧外部成型腔室
96‧‧‧加熱元件
98‧‧‧冷卻室
100‧‧‧冷卻門
102‧‧‧面板
104‧‧‧孔穴
108‧‧‧冷卻氣體
106‧‧‧冷卻管
110、114‧‧‧箭頭
112‧‧‧滑動閘門
120‧‧‧頂壁
122‧‧‧底壁
124‧‧‧熱板
126‧‧‧後壁
128、130‧‧‧端壁
132‧‧‧冷卻管
134‧‧‧外管
136‧‧‧內管
138‧‧‧封閉遠端
140‧‧‧敞開遠端
142‧‧‧冷卻流體
212‧‧‧滑動閘門
214‧‧‧中心部分
216a-b‧‧‧端部
300、302、304、306、308、310、316、318、324、326、328、330、332、334、336、338、340、342‧‧‧曲線
312、314、320、322‧‧‧線
d‧‧‧距離
D‧‧‧直徑
L‧‧‧長度
T‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度
k‧‧‧滑動間隔
d‧‧‧增量
u‧‧‧間隔
第1圖係根據本發明實施例，玻璃片形式的玻璃物件透視圖；
第2圖係呈現厚度偏差的示例性玻璃片邊視圖，並圖示總厚度變化（TTV）量測；
第3圖係呈現厚度偏差的示例性玻璃片邊視圖，並圖示最大滑動間隔範圍（MSIR）量測；
第4圖係根據本發明實施例的HDD碟盤毛坯透視圖；
第5圖係示例性玻璃製造設備的示意圖；
第6圖係第5圖部分玻璃製造設備的示意圖；
第7圖係根據本發明不同實施例，第6圖部分設備的近視圖；
第8圖係根據本發明其他實施例，第6圖部分設備的近視圖；
第9A圖係俯視第6圖所示滑動閘門實施例的截面圖；
第9B圖係端視第9圖所示滑動閘門實施例的截面圖；
第10圖係俯視另一滑動閘門實施例的截面圖；
第11圖係俯視另一滑動閘門實施例的局部截面圖；
第12圖係俯視又一滑動閘門實施例的局部截面圖；
第13圖係俯視再一滑動閘門實施例的局部截面圖；
第14圖係實際厚度隨遍及帶寬的位置變化圖，帶係利用第5圖無主動冷卻滑動閘門的玻璃製造設備拉製，並與具主動冷卻滑動閘門的模擬厚度相比；
第15圖係第14圖的實際與模擬厚度差的差異圖；
第16圖係量測厚度隨遍及帶寬的位置變化圖，帶係利用第5圖無主動冷卻滑動閘門的玻璃製造設備拉製，並與具主動冷卻滑動閘門的模擬厚度相比，及進一步包括就25毫米滑動間隔，各量測資料和模擬資料的DTmax；
第17圖係第16圖就100毫米滑動間隔，各量測資料和模擬資料的DTmax圖；
第18圖係就三個不同滑動閘門位置（離帶距離），模擬厚度擾動幅度隨示例性成型體拉製帶底緣（根部）下方的距離變化圖；
第19圖係就第18圖的四個滑動閘門位置，模擬厚度改變隨遍及示例性成型體拉製帶寬且相對帶中線的距離變化圖；
第20圖係就第18圖的四個滑動閘門位置之一，模擬厚度改變隨遍及示例性成型體拉製帶寬且相對帶中線的距離變化圖，圖亦顯示厚度改變相關溫度變化圖；
第21圖係就第18圖四個滑動閘門位置的另一位置，模擬厚度改變隨遍及示例性成型體拉製帶寬且相對帶中線的距離變化圖，圖亦顯示厚度改變相關溫度變化圖；
第22圖係模擬100毫米MSIR隨示例性成型體拉製帶厚度擾動的FWHM（特徵寬度）變化圖。
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Claims (20)

  1. 一種玻璃物件，包含： 一長度，等於或大於880 mm；一寬度，與該長度正交且等於或大於680 mm；一第一主要表面、相對該第一主要表面的一第二主要表面和定義於二者間的一厚度T；及其中遍及該玻璃物件的該寬度的一總厚度變化TTV為等於或小於4 mm。
  2. 如請求項1所述之玻璃物件，其中該第一主要表面和該第二主要表面未拋光。
  3. 如請求項2所述之玻璃物件，其中該第一主要表面和該第二主要表面的一平均表面粗糙度Ra為等於或小於0.25 nm。
  4. 如請求項1所述之玻璃物件，其中得自一預定間隔並依5 mm增量移動橫越該玻璃物件的一寬度時的一最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於4 mm。
  5. 如請求項4所述之玻璃物件，其中該預定間隔為25 mm至750 mm。
  6. 一種玻璃物件，包含： 一長度，等於或大於880 mm；一寬度，與該長度正交且等於或大於680 mm；一第一主要表面、相對該第一主要表面的一第二主要表面和定義於二者間的一厚度T；及其中得自等於或小於750 mm的一預定間隔並依5 mm增量移動橫越該玻璃物件的一寬度時的一最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於8 mm。
  7. 如請求項6所述之玻璃物件，其中就一滑動間隔等於或小於400 mm而言，該MSIR為等於或小於6.5 mm。
  8. 如請求項6所述之玻璃物件，其中該第一主要表面和該第二主要表面未拋光。
  9. 如請求項8所述之玻璃物件，其中該第一主要表面和該第二主要表面的一平均表面粗糙度Ra為等於或小於0.25 nm。
  10. 如請求項6所述之玻璃物件，其中該寬度為等於或大於3100 mm。
  11. 如請求項10所述之玻璃物件，其中該長度為等於或大於3600 mm。
  12. 一種玻璃物件，包含： 一長度，等於或大於880 mm；一寬度，與該長度正交且等於或大於680 mm；一第一主要表面、相對該第一主要表面的一第二主要表面和定義於二者間的一厚度T；及其中遍及該玻璃物件的該寬度的一總厚度變化TTV為等於或小於4 mm，得自一預定間隔並依5 mm增量移動橫越該玻璃物件的一寬度時的一最大滑動間隔範圍MSIR為等於或小於4 mm。
  13. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該第一主要表面和該第二主要表面未拋光。
  14. 如請求項13所述之玻璃物件，其中該第一主要表面和該第二主要表面的一平均表面粗糙度Ra為等於或小於0.25 nm。
  15. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該預定間隔為25 mm至750 mm。
  16. 一種製造玻璃物件的方法，包含下列步驟： 使一熔融玻璃流入一成型體的一凹槽，該熔融玻璃溢出該凹槽，及如該熔融玻璃的多個分離流般沿該成型體的多個相對形成表面下降而於該成型體的一底緣接合；從該底緣朝一抽拉方向拉製一熔融玻璃帶；及用一冷卻設備冷卻該帶，該冷卻設備包含一熱板朝該玻璃帶的一寬度方向延伸，該寬度方向與該抽拉方向正交，該冷卻設備進一步包含複數個冷卻管設在該冷卻設備內，該複數個冷卻管的每一冷卻管包含具一閉端鄰接該熱板的一第一管和伸入該第一管且具敞端與該第一管的該閉端隔開的一第二管，該冷卻步驟包含使一冷卻流體流入複數個冷卻管的第二管，該冷卻步驟進一步包含在該帶上對應各冷卻管的一位置形成複數個厚度擾動，每一厚度擾動包含等於或小於225 mm的一特徵寬度。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該特徵寬度為等於或小於175 mm。
  18. 如請求項16所述之方法，其中該複數個冷卻管的每一冷卻管接觸該熱板。
  19. 一種製造玻璃帶的設備，包含： 一成型體，包含一凹槽配置以接收一熔融玻璃流和多個會合形成表面沿該成型體的一底緣接合，由此沿一垂直抽拉平面朝一抽拉方向拉製一玻璃帶；及一冷卻設備，設在該底緣下方，及包含一熱板朝該熔融玻璃流的一寬度方向延伸和複數個冷卻管設在該冷卻設備內，該複數個冷卻管的每一冷卻管包含具一閉端鄰接該熱板的一第一管和伸入該第一管且具敞端鄰接該第一管的該閉端的一第二管。
  20. 如請求項19所述之設備，其中該複數個冷卻管的各個該第一管接觸該熱板。
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