TWI516458B - 具有改良玻璃熔融流速及厚度分布之溢流下拉法 - Google Patents
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Description
本申請案根據專利法主張於2010年10月29日提出申請之美國臨時申請案第61/407963號之優先權之權益,依賴該美國臨時申請案之內容且該美國臨時申請案之內容以引用方式併入本文。
本發明大體而言係關於玻璃板製造設備及方法。特定言之,本發明係關於使用溢流熔體下拉製程形成玻璃板之方法及裝置。本發明適用於(例如)使用溢流下拉製程製造適合於LCD玻璃基板之玻璃板。
熔體下拉法為由Corning Incorporated(美國紐約柯寧)開發之用於製造適於用作液晶顯示器(liquid crystal display;LCD)玻璃基板且適用於其他光電裝置中之薄的、精確的玻璃板之領先技術。該製程示意性圖示於第1圖中。經由耦接至等靜壓管(isopipe)槽之入口管101將熔融玻璃流導入稱為等靜壓管之形成槽103中,該形成槽103在兩端具有端蓋105且具有兩個側面,該兩個側面匯聚於稱為根部109之線處。允許玻璃熔體在等靜壓管之槽側壁(稱為堰)之兩個頂面上、沿等靜壓管之兩個側面向下流動呈兩個熔融玻璃帶107,隨後該兩個熔融玻璃帶107在根部109處接合且熔融以形成單個玻璃帶111,隨後沿方向113將該單個玻璃帶111
向下拉至根部下方且使該單個玻璃帶111冷卻,以形成具有所要尺寸之玻璃板。在根部下方的區域中,使玻璃帶實質垂直地向下移動,同時拉伸該玻璃帶且使該玻璃帶自黏性狀態冷卻為黏性-彈性狀態且最終成為實質彈性狀態。隨後,將彈性玻璃帶切割成為個別玻璃板,使該等玻璃板經進一步精整(諸如,邊緣修圓及拋光),隨後進行包裝且將該等玻璃板運輸至LCD平板製造商以供用作TFT或濾色基板。在等靜壓管下方切割玻璃帶通常涉及刻劃帶表面,隨後沿劃線進行彎曲,藉此將分立的玻璃板與帶分離開來,隨後將該等玻璃板轉移至隨後步驟。
用於製造玻璃板之熔體下拉製程之一個優點在於,由於玻璃板之品質區域形成於大氣中及從未觸碰諸如形成設備之固體材料,所以玻璃板之表面品質較高。該製程已成功地用於製造具有長達3000mm寬度及約0.6mm厚度之玻璃板。
在過去十年中,針對消費電子市場之LCD大小以及對更高影像品質之相應需求已得到穩定發展。該等發展已刺激對大寬度玻璃基板之需求且對玻璃板品質提出愈來愈嚴格的要求,諸如,邊緣翹曲及波紋度、薄層翹曲、表面波紋度及粗糙度、厚度均勻性、顏色不均(mura)以及應力。另外,消費者已表現出對較輕電子裝置之興趣,從而需要厚度為500μm、400μm、300μm乃至更小之較薄玻璃基板。
使用熔體下拉法製造大尺寸及/或薄的玻璃板並非易事,需要使用具有明顯更大長度之新一代等靜壓管。幾年以來,諸如本發明者之專家已洞見可在形成製程期間影響製程穩定
性之許多製程參數。具體而言,據發現,在無適當的玻璃熔體流速(該流速可能完全不同於用於較小等靜壓管之流速)之情況下,可能不能在具有理想產率之經濟的製程窗口內在相對較短時間段內可靠地達成在大型等靜壓管之較大寬度上形成穩定的薄玻璃帶。
因此,一直以來都需要一種用於製造具有大尺寸之玻璃板之裝置及方法。本發明可滿足該需要及其他需要。
本文中揭示了本發明之若干個態樣。應瞭解,該等態樣可能會或可能不會彼此重疊。因此,一個態樣中之一部分可能屬於另一個態樣之範疇,反之亦然。
每一個態樣由數個實施例加以說明,該態樣又可包括一或更多特定實施例。應瞭解,該等實施例可能會或可能不會彼此重疊。因此,一個實施例之一部分或該部分之特定實施例可能屬於或可能不屬於另一個實施例或另一個實施例之特定實施例之範疇,反之亦然。
本發明之第一態樣係關於一種使用形成體藉由溢流製程來製造玻璃板之製程,該形成體包含:槽形部分及該槽形部分下方之楔形部分,該槽形部分具有槽底面上之第一槽側壁及第二槽側壁,該第一槽側壁及該第二槽側壁界定具有開放端之開放通道,該開放通道具有中心平面,該第一槽側壁具有第一內槽表面、第一槽頂面及第一外槽側面,該第二槽側壁具有第二內槽表面、第二槽頂面及第二外槽側面,該楔形
部分具有第一楔形側面及第二楔形側面,該第一楔形側面與該第一外槽側面連接,該第二楔形側面與該第二外槽側面連接,第一楔形側面及第二楔形側面向下傾斜以在根部線處接合,該方法包含以下步驟:(i)經由閉合通道將熔融玻璃流穿過開放通道之開放端傳遞至槽形部分之開放通道中;(ii)允許熔融玻璃在第一槽頂面之至少一部分上、沿第一外槽側面向下流動,以在第一外槽側面上形成第一玻璃帶;以及(iii)允許熔融玻璃在第二槽頂面之至少一部分上、沿第二外槽側面向下流動,以在第二外槽側面上形成第二玻璃帶;其中在步驟(i)中,閉合通道及開放通道經佈置,以使熔融玻璃流在垂直基準平面中之流速分佈使得頂部四分之一中之熔融玻璃之平均流速高於恰好高於槽底面之底部四分之一中之平均流速,該垂直基準平面於第一槽頂面上之溢流開始點處與開放通道之中心平面相切。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,閉合通道及開放通道經佈置,以使頂部三分之一中之熔融玻璃之平均流速高於恰好高於槽底面之底部三分之一中之平均流速。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,閉合通道及開放通道經佈置,以使頂部二分之一中之熔融玻璃之平均流速高於恰好高於槽底面之底部二分之一中之平均流速。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,該製程繼步
驟(ii)及(iii)之後進一步包含如下步驟(iv)、步驟(v)及步驟(vi):(iv)允許第一玻璃帶進一步在楔形部分之第一楔形側面上流動;(v)允許第二玻璃帶進一步在楔形部分之第二楔形側面上流動;以及(vi)允許第一玻璃帶及第二玻璃帶在根部線處接合,以形成單個、第三玻璃帶。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,該製程繼步驟(vi)之後進一步包含如下步驟(vii):(vii)將第三玻璃帶拉至根部線下方。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,同時執行步驟(ii)及步驟(iii)。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,同時執行步驟(iv)及步驟(v)。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,開放通道之中心平面為平坦的,且開放通道相對於中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,槽形部分相對於開放通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,楔形部分相對於開放通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,槽形部分及楔形部分相對於開放通道之中心平面為對稱的,且中心平面平行於重力向量。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,槽形部分及楔形部分相對於穿過根部線之平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一頂部槽表面及第二槽頂面為平坦的且彼此平行。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一槽頂面及第二槽頂面中之每一槽頂面相對於中心平面獨立地形成角度α(相同或不同),其中75°α90°,在某些實施例中78°α90°,在某些實施例中80°α90°,在某些實施例中82°α90°,在某些實施例中84°α90°,在某些實施例中85°α90°,在某些其他實施例中88°α90°。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一槽頂面及第二槽頂面之縱軸位於共同平面中,該共同平面與垂直於開放通道之中心平面的基準平面相交以形成角度γ,其中0°γ15°,在某些實施例中0°γ12°,在某些實施例中0°γ10°,在某些實施例中0°γ8°,在某些實施例中0°γ6°,在某些實施例中0°γ5°,在某些實施例中0°γ3°。當置放等靜壓管使得中心平面199平行於重力向量時,角度γ為第一槽頂面及第二槽頂面相對於水平平面(基準平面)之向下或向上傾斜角度。據發現,本發明尤其有利於:在槽頂面以較小角度γ向下傾斜時,在等靜壓管之兩個側面上快速建立一致的玻璃流。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,當根部線維持於基本垂直於重力向量時,槽底面自一端至另一端向上傾斜。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,當根部線維持於基本垂直於重力向量時,槽底面自通道之開放端至通道之另一端向上傾斜。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,槽底面為基本平坦的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,槽底面自開放通道之近端至遠端向上傾斜,且該槽底面與垂直於開放通道之中心平面之基準平面相交以形成角度β,其中0°β10°,在某些實施例中0°β80°,在某些實施例中0°β5°,在某些其他實施例中0°β3°。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,槽底面自開放通道之近端至遠端向下傾斜,且該槽底面與垂直於開放通道之中心平面之基準平面相交以形成角度β2,其中0°β210°,在某些實施例中0°β28°,在某些實施例中0°β25°,在某些其他實施例中0°β23°。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,開放通道具有自一端至另一端之長度LL,且當開放通道與平行於重力向量且垂直於中心平面之平面相交時,開放通道具有矩形橫截面,該橫截面具有寬度WW及高度HH。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,LL1200mm,在某些實施例中LL1500mm,在某些實施例中LL2000mm,在某些實施例中LL2500mm,在某些其他實施例中LL3000mm。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,與槽形部分
連接之閉合通道包含:(A)第一部分,該第一部分在與垂直於開放通道之中心平面之平面相交時具有橫截面,該第一部分具有第一軸及第二軸,該第一軸平行於重力向量,該第二軸垂直於重力向量;以及(B)第二過渡閉合通道,該第二過渡閉合通道將第一部分與槽形部分之開放通道適宜地連接。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之第二軸大於槽形部分之開放通道在開放通道與第二過渡閉合通道連接的末端處的橫截面之寬度WW(IE)。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,WW(IEh)與第一部分之第二軸長度之比值為0.5至0.95,在某些實施例中為0.6至0.9,在某些實施例中為0.6至0.8,在某些其他實施例中為0.6至0.7。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之第一軸小於槽形部分之開放通道在開放通道與第二過渡閉合通道連接的末端處的矩形橫截面之高度HH(IE)。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之橫截面之第一軸與HH(IE)之比值為0.5至0.95,在某些實施例中為0.6至0.9,在某些實施例中為0.6至0.8,在某些其他實施例中為0.6至0.7。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之第一軸與第二軸之比值範圍為1.0至3.0,在某些實施例中為1.2至2.8,在某些其他實施例中為1.5至2.5,在某些其他
實施例中為1.7至2.1。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第二過渡閉合通道相對於槽形部分之開放通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之至少一部分相對於槽形部分之開放通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,自與第二過渡閉合通道的末端連接之第一部分的末端之橫截面的中心至垂直於重力向量且與開放通道的開放端之底部線相切之平面的距離為DT1;自與開放通道的末端鄰接之熔融玻璃之自由表面至垂直於重力向量且與開放通道的開放端之底部線相切之平面的距離為DT2;以及DT1/DT20.50;在某些實施例中DT1/DT20.60;在某些實施例中DT1/DT20.70;在某些實施例中DT1/DT20.80;在某些實施例中DT1/DT20.90。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之橫截面為橢圓形。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,第一部分之第一軸與第二軸之比值範圍為1.0至3.0,在某些實施例中為1.2至2.8,在某些其他實施例中為1.5至2.5,在某些其他實施例中為1.7至2.1。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,恰好在離開第一部分的末端之前的熔融玻璃流之流速分佈相對於開放
通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,恰好在離開第一部分的末端之前的熔融玻璃流之流速分佈相對於一平面為對稱的,該平面垂直於重力向量且穿過第一部分的橫截面之第二軸。
本發明之第二態樣針對一種用於製造玻璃板之裝置,該裝置包含:(a)形成體,該形成體包含:在楔形部分上之槽形部分,該槽形部分具有在槽底面上之第一槽側壁及第二槽側壁,該第一槽側壁及該第二槽側壁界定具有開放端之開放通道,該開放通道具有中心平面,該第一槽側壁具有第一內槽表面、第一槽頂面及第一外槽側面,該第二槽側壁具有第二內槽表面、第二槽頂面及第二外槽側面,該楔形部分具有第一楔形側面及第二楔形側面,該第一楔形側面與第一外槽側面連接,該第二楔形側面與第二外槽側面連接,第一楔形側面及第二楔形側面向下傾斜以在根部線處接合;以及(b)管,該管界定閉合通道,該閉合通道穿過開放通道之開放端與槽形部分之開放通道連接,該管包含:(b1)第一部分,該第一部分在與垂直於中心平面之平面相交時具有橫截面,該第一部分具有第一軸及第二軸,若中心平面平行於重力向量則該第一軸平行於重力向量,該第二軸垂直於該第一軸;以及(b2)第二過渡閉合通道,該第二過渡閉合通道將第一部分與槽形部分之開放通道適宜地連接;
其中:自與第二過渡閉合通道的末端連接之第一部分的末端之橫截面的中心至垂直於第一軸且與開放通道之開放端之底部線相切之平面的距離為DT1;自開放通道的末端處之第一槽頂面至垂直於第一軸且與開放通道的開放端之底部線相切之平面的距離為DT2;以及DT1/DT20.50;在某些實施例中DT1/DT20.60;在某些實施例中DT1/DT20.70;在某些實施例中DT1/DT20.80;在某些實施例中DT1/DT20.90。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第一部分之橫截面為橢圓形。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第一部分之第一軸與第二軸之比值範圍為1.0至3.0,在某些實施例中為1.2至2.8,在某些其他實施例中為1.5至2.5,在某些其他實施例中為1.7至2.1。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,界定閉合通道之管之第一部分在與垂直於根部線之平面相交時具有圓柱橫截面。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,根部線垂直於重力向量。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第一部分之第二軸大於槽形部分之開放通道在開放通道與第二過渡閉合通道連接的末端處的橫截面之寬度WW(IE)。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,WW(IE)與
第一部分之第二軸的長度之比值為0.5至0.95,在某些實施例中為0.6至0.9,在某些實施例中為0.6至0.8,在某些其他實施例中為0.6至0.7。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第一部分之第一軸小於槽形部分之開放通道在開放通道與第二過渡閉合通道連接的末端處的橫截面之高度HH(IE)。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第一軸與HH(IE)之比值為0.5至0.95,在某些實施例中為0.6至0.9,在某些實施例中為0.6至0.8,在某些其他實施例中為0.6至0.7。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第二過渡閉合通道相對於槽形部分之開放通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第二態樣之裝置的某些實施例中,第一部分之至少一部分相對於槽形部分之開放通道之中心平面為對稱的。
在本發明之第一態樣之製程的某些實施例中,等靜壓管之槽形部分之開放通道具有自一端至另一端之長度LL,其中LL1200mm,在某些實施例中LL1500mm,在某些實施例中LL2000mm,在某些實施例中LL2500mm,在某些其他實施例中LL3000mm。
本發明之一或更多實施例及/或態樣具有以下優點中之一或更多優點。第一,玻璃入口管之閉合通道設計允許玻璃熔體流速剖面具有比底部附近之平均流速更高的表面附近之平均流速,從而導致在整個堰頂面及側面上可靠地形成玻璃
帶。第二,由本發明之閉合通道設計產生之較高表面流速(尤其在溢流開始位置附近),允許在堰表面及側面上形成沿堰之長度具有更理想質量分佈之玻璃帶,適合於藉由溢流熔體下拉製程製造具有高厚度均勻性之玻璃板。第三,本發明之裝置及方法可尤其有利於製造寬度至少為2000mm之大尺寸玻璃板,尤其寬度至少為3000mm之彼等玻璃板。本發明之反向設計可用於替換先前設備,而不佔據大量額外空間,從而使改裝相對容易。
本發明之額外特徵及優點將闡述於隨後詳細說明中,且根據該詳細說明將部分地對熟習此項技術者顯而易見,或可藉由如書面說明及說明之申請專利範圍以及附圖所述實踐本發明而瞭解。
應瞭解,上述概括說明及以下詳細說明兩者僅為本發明之示例性說明,且皆旨在提供概述或框架以供瞭解本發明所主張之性質及特性。
包括附圖以提供對本發明之進一步瞭解,且將該等附圖併入本說明書中且構成本說明書之一部分。
除非另有陳述,否則應將用於說明書及申請專利範圍中的諸如表達成分的重量百分比及莫耳百分比、尺寸及某些物理性質之值之彼等數目之所有數目理解為在一切情況下均由術語“約”來修飾。亦應瞭解,用於說明書及申請專利範圍中之精確數值形成本發明之額外實施例。已努力確保實例中
所揭示數值之準確性。然而,任何量測數值可固有地含有由量測數值之各個量測技術中存在之標準偏差產生之某些誤差。
如本文所用,在描述且主張本發明時,不定冠詞「一」之使用意謂「至少一個」,而不應限於「僅一個」,除非明確表明相反之情況。因此,例如,提及「一側面」包括具有一個、兩個或兩個以上此種側面之實施例,除非上下文另有明確表明。
用於製造玻璃板之溢流下拉製程描述於WO03/014032、WO05/081888等中,該等案之相關內容以引用方式全文併入本文。
第1圖及第2圖示意性圖示在正常操作期間之等靜壓管組件100。等靜壓管包含上槽形部分102及下楔形部分104,該上槽形部分102及下楔形部分104組合而形成單一形成體100。槽形部分包含第一槽側壁、第二槽側壁及槽底面122,該第一槽側壁具有第一內槽側面121,該第二槽側壁具有第二內槽側面123,該第一內槽側面121、第二內槽側面123及槽底面122一起界定開放通道(亦稱為“槽”)103,通常經由該通道之開放端將玻璃熔體引入該開放通道103中。允許玻璃熔體在第一槽壁之第一槽頂面125及第二槽壁之第二槽頂面127上呈兩個獨立玻璃帶、沿第一外槽側面129及第二外槽側面131向下流動,且該玻璃熔體進一步沿傾斜的第一楔形側面133及傾斜的第二楔形側面135向下流動,該第一楔形側面133與第一外槽側面129連接,該第二楔形側
面135與第二外槽側面131連接。在兩個楔形側面133及135接合之根部109處,兩個玻璃帶熔融而形成單一玻璃帶111,該單一玻璃帶111被沿方向113進一步向下拉至所要厚度,冷卻為彈性狀態,且隨後將該單一玻璃帶111切割成為具有所要尺寸之個別玻璃板件。為了達成簡便說明之目的,將虛擬平面199定義為開放通道(槽)103之中心平面,該虛擬平面199具有與(I)第一槽壁之第一內槽側面121及與(II)第二槽壁之第二內槽側面123之最小累加距離差。因此,若開放通道103相對於穿過中心線之平面為對稱的,則中心平面199將為開放通道103之兩個側面相對於其為對稱的平面。理想地,槽形部分及楔形部分兩者均相對於開放通道之中心平面199為對稱的。在此種情況中,中心平面199亦將穿過等靜壓管之根部線109。
在所要製程中,玻璃熔體應溢出第一槽頂面125及第二槽頂面127且連續覆蓋該第一槽頂面125及該第二槽頂面127,以形成平滑且連續的玻璃帶。同樣地,沿等靜壓管之外側面129、131、133、135向下流動之玻璃帶應理想地覆蓋整個側面(受諸如端蓋及邊緣導引件之其他等靜壓管附件等之實體限制),而無自等靜壓管之一端至另一端之顯著厚度變化,末端部分除外,在該等末端部分中可接受比中間厚度更大或更小之厚度。理想地,呈兩個帶流動之玻璃熔體在長時間段內為一致的,使得可在下拉機底部處可靠地產生玻璃板。在形成活動開始時,玻璃可能會耗費一些時間來流動,以形成具有理想厚度及流速之完整、穩定且一致的帶。
為了在整個活動期間提高玻璃之整體產率,極其理想的為,形成此等穩定玻璃帶所需之初始時段應儘可能的短。玻璃熔體沿第一槽頂面及第二槽頂面之整個長度之流速及流速分佈會影響待產生於下拉機(draw)底部處之最終玻璃板之厚度及厚度變化。
如第2圖中所示,此實施例中之等靜壓管槽103在與實質垂直於該等靜壓管槽103之縱軸之平面相交時具有矩形橫截面。因此,槽側壁為實質上垂直的,而槽之底面至少部分地為實質平坦的。槽及等靜壓管具有開放的近端及通常為閉合的遠端,經由入口管將玻璃熔體穿過該近端導入槽中,該槽通常呈閉合通道之形式。
在過去,當長度小於2000mm之較小型等靜壓管用以製造具有相對小的板寬度之玻璃板時,入口管之耦接通常採用如第3圖、第4圖及第5圖中所示之形式。入口管通常具有圓柱部分301及過渡部分303,該圓柱部分301具有中心軸307,該過渡部分303具有焊接至圓柱部分301末端之圓形端305及耦接至槽之矩形開放端之矩形端。一旦玻璃熔體完全填充槽,則玻璃熔體將在頂部槽表面313上流動,形成玻璃熔體流,由於玻璃熔體之整體壓頭(如由上游製程所提供)該玻璃熔體流具有頂部自由表面309。該入口耦接設計產生可滿足寬度小於2000mm之玻璃板之製造需要的玻璃熔體流速剖面。
近來,本發明者發現,第3圖、第4圖及第5圖之習知設計並未滿足使用長度大於3000mm之等靜壓管來形成玻璃
板之需要。難以在等靜壓管之槽側壁頂面及側面上形成連續且一致的玻璃帶,以用於在等靜壓管下方製造具有符合要求的厚度及厚度變化剖面之玻璃板。需要重新設計入口管。
意外地,本發明者發現,藉由使用第6圖、第7圖及第8圖中所示具有閉合通道之入口管設計,可在長度大於3000mm之長等靜壓管上建立穩定、一致且可靠的玻璃帶,且建立穩定的形成製程之速度為完全可接受的。因為該入口管耦接設計實質上為第3圖、第4圖及第5圖中所示設計之反向版本,所以該入口管耦接設計有時稱為“反向入口設計”。
對使用流變性質類似於在正常操作中處置之玻璃熔體之油的油模型化之深入研究(包括數學模型化及模擬)發現第6圖、第7圖及第8圖之反向設計產生與第3圖、第4圖及第5圖之玻璃熔體流速分佈顯著不同的玻璃熔體流速分佈,第6圖、第7圖及第8圖所產生之玻璃熔體流速分佈尤其有益於在等靜壓管表面上快速建立玻璃帶。具體而言,玻璃熔體流動之主要且理想的特性為:熔融玻璃流在一垂直平面中之流速分佈使得從自由表面起頂部四分之一中之熔融玻璃之流速高於恰好高於槽底面之底部四分之一中之熔融玻璃之流速,該垂直平面在第一槽頂面及第二槽頂面上之溢流開始於的點處與開放通道之中心平面相切。據發現,處於頂部(尤其玻璃熔體之自由表面)處之流速高於底部區域中之流速尤其有益於在等靜壓管之槽側頂面及側面上快速建立穩定且連續的玻璃流,同時具有滿足用於LCD基板之玻璃板的製造需要之理想的質量分佈。本發明者認為,雖然該流速分
佈尤其有利於大尺寸等靜壓管且該流速分佈可能為長度大於3000mm之彼等等靜壓管所需,但亦可將該流速分佈有利地應用於較小型等靜壓管,諸如長度小於3000mm之彼等等靜壓管,尤其有效長度為至少2000mm之彼等等靜壓管。
在本發明之製程之某些實施例中,極其理想的為,在槽形部分之兩個側面129、131及楔形部分之兩個側面133、135上向下流動之玻璃帶為實質對稱的,亦即,該等玻璃帶自等靜壓管之一端至另一端具有實質相同之寬度,且該等玻璃帶自等靜壓管之頂部側壁表面至根部具有實質相同之厚度分佈。由於玻璃熔體之溫度及黏度自頂部至底部改變,所以玻璃帶在每一側自等靜壓管之頂部至底部可具有不同厚度。當沿兩個側面向下流動之兩個玻璃帶在根部處接合時,接觸等靜壓管側面之內表面熔融成為大塊玻璃帶,將該玻璃帶向下拉至等靜壓管下方,從而留下玻璃帶之兩個外表面繼續暴露於空氣且未接觸任何固體表面,進而保留原始的表面品質,該品質將帶入最終玻璃板產品中。
毋庸多言,為了如上所述在側面129、131、133及135上建立實質對稱的玻璃帶,玻璃熔體在等靜壓管之堰表面上(亦即,第一槽頂面及第二槽頂面)及沿側面129、131、133及135之流動需要實質上同時發生,且具有實質相同之流速剖面。為達成彼目標,極其理想的為,以下中之所有者均相對於槽103之開放通道之中心平面199為對稱的:(i)槽103之開放通道;(ii)第一內槽側面121及第二內槽側面123;(iii)第一外槽側面129及第二外槽側面131;以及(iv)楔形部分之
第一楔形側面133及第二楔形側面135。在該等實施例中,理想的為,外力(諸如,重力)對等靜壓管之形狀及幾何形狀改變之影響及對玻璃熔體沿等靜壓管之兩個側面的流動之影響同樣為對稱的。為達成彼目標,理想的為,以某種方式置放等靜壓管,以使開放通道之中心平面199平行於重力向量,且使根部線位於中心平面199之內。
第一槽頂面125及第二槽頂面127可能為實質平坦的,儘管可使用曲面。同樣地,側面129、131、133及135可為實質平坦的,儘管亦可使用曲面。第一槽頂面125及第二槽頂面127可能實質上垂直於中心平面199,或相對於相同基準平面形成角度α。儘管如此,理想的為,其中0°α10°,在某些實施例中82°α90°,在某些實施例中84°α90°,在某些實施例中85°α90°。第一槽頂面125及第二槽頂面127之縱軸理想地位於共同平面中,該共同平面與垂直於開放通道之中心平面199之基準平面相交以形成角度γ,其中0°γ10°,在某些實施例中0°γ8°,在某些實施例中0°γ6°,在某些實施例中0°γ5°,在某些實施例中0°γ3°。當置放等靜壓管使得中心平面199平行於重力向量時,角度γ為第一槽頂面及第二槽頂面相對於水平平面(基準平面)之向下傾斜角度。據發現,本發明尤其有利於:在槽頂面以小角度γ向下傾斜時,在等靜壓管之兩個側面上快速建立穩定且一致的玻璃流。
槽底面122可為平坦面或彎曲面。無論如何,為了達成等靜壓管之兩個側面上之對稱的玻璃流,極其理想的為,槽底
面122亦相對於開放通道103之中心平面199為實質對稱的。槽底面122自一個側壁至另一個側壁可為平坦的或彎曲的,且該槽底面122自通道之一端至另一端可為平坦的或彎曲的。在第1圖中所示一個尤其有利的實施例中,槽底面122自近端(入口端)至遠端向上傾斜,因此與垂直於中心平面199之基準平面相交以形成角度β。理想的為,0°β10°,在某些實施例中0°β80°,在某些實施例中0°β5°,在某些實施例中0°β3°。在另一個實施例中,如第3圖及第6圖中所示,槽底面122自近端至遠端向下傾斜,因此與垂直於中心平面199之基準平面相交以形成角度β 2。理想的為,0°β 210°,在某些實施例中0°β 28°,在某些實施例中0°β 26°,在某些實施例中0°β 25°。若第一槽頂面及第二槽頂面自近端至遠端向下傾斜,則理想的為,底面122亦自近端至遠端向下傾斜,以便可以相對快速地在等靜壓管之兩個側面上建立穩定且一致的流。
因此,等靜壓管之開放通道103可具有自近端至遠端之長度LL,且當等靜壓管之開放通道103與垂直於中心平面199之基準平面相交時,開放通道103可具有矩形橫截面。當將中心平面199置放為平行於重力向量時,橫截面可具有沿重力向量方向之高度HH,及寬度WW。如上所述,本發明尤其有利於與適合於製造大尺寸玻璃板之具有較長長度之等靜壓管一起使用。例如,有利的為,在本發明之製程之某些實施例中,LL2000mm,在某些實施例中LL2500mm,在某些其他實施例中LL3000mm。如以上所提及的,本發明
製程亦可有利地用於LL小於2000mm之等靜壓管。
在涉及使用溢流熔融下拉法形成之示意性圖示於第9圖中之玻璃板製造系統900中,通常藉由將原材料912熔融於玻璃熔融罐910中來形成玻璃熔體926,隨後,在(例如)由管922連接之精製管915及攪拌器920中調節該玻璃熔體926,以減少或移除非均質部分,諸如玻璃波筋(cord)及氣泡。隨後,將玻璃熔體穿過通道927傳遞至槽池925,隨後穿過降流管930進入入口管組件932中,該入口管組件932包含垂直部分及水平部分。在等靜壓管之近端,水平部分936耦接至開放通道937之開放端。一旦玻璃熔體填充開放通道,則允許該玻璃熔體在開放通道937之兩個側壁(稱為堰)上、沿等靜壓管之側面呈兩個玻璃帶938向下流動,該兩個玻璃帶938在等靜壓管之根部939處接合以形成單一玻璃帶926,隨後由(例如)熔融拉伸機(fusion draw machine;FDM)940內之拉引滾筒940向下拉該單一玻璃帶926,且使該單一玻璃帶926冷卻為彈性玻璃帶905,隨後將該彈性玻璃帶905切割成為獨立玻璃板。
本發明涉及對入口管組件之水平部分之改良。如以上所提及的,第3圖、第4圖及第5圖示意性圖示先前用於較小型等靜壓管(諸如,LL小於2000mm之彼等等靜壓管)之入口管組件之設置。入口管組件之水平部分包含橢圓柱部分301,該橢圓柱部分301具有在垂直線503(該垂直線503通常平行於重力向量)方向中之第一軸及在水平線501方向中之第二軸。入口管組件之水平部分進一步包含過渡部分
303,該過渡部分303將橢圓柱部分301耦接至開放通道之開放端305。因此,過渡部分包含橢圓柱端及矩形端,該橢圓柱端適宜地連接至橢圓柱部分301之末端,該矩形端適宜地連接至等靜壓管的槽之開放通道之近端。第3圖之設計導致橢圓柱部分301之縱軸307低於過渡部分303之矩形端之中心。由邊緣引導件(未圖示)將玻璃熔體包含於其中,且不允許該玻璃熔體溢出第一槽頂面313,直至該玻璃熔體到達位置311,在位置311處邊緣引導件終止。如第5圖中所示,橢圓柱部分之第二軸大於過渡部分在線501方向中之寬度。因此,當玻璃流離開橢圓柱部分且進入過渡部分時,在寬度上將該玻璃流壓縮而在高度上將該玻璃流放大。如第3圖所示,該入口組件佈置可達成玻璃熔體在溢出開始位置311處溢出。然而,據發現,該佈置對於長度大於3000mm之較大尺寸等靜壓管為不可接受的,如下文所論述。
鑒於針對大尺寸等靜壓管操作之深入研究及開發成果,本發明者提出入口組件之水平部分之反向設計,該設計之實施例圖示於第6圖中。類似於第3圖之設計,入口組件之水平部分包括第一部分601及過渡部分603,該第一部分601具有縱軸607,過渡部分603之一端與第一部分601連接而第二端適宜地與等靜壓管槽之開放通道之近端連接。在第6圖、第7圖及第8圖中所示實施例中,第一部分601具有橢圓柱形狀(即,橢圓橫截面),且過渡部分具有橢圓柱端及矩形端,該橢圓柱端與第一部分601連接,該矩形端與等靜壓管槽之開放通道之近端連接。應理解,可使用第一部分之
其他橫截面,且因此可使用過渡部分之其他橫截面。例如,第一部分可具有為矩形或正方形、梨形、心形或其他形狀之橫截面。第一部分之橫截面之第一軸為第一部分之垂直中心線,而第一部分之橫截面之第二軸為第一部分之水平中心線。橫截面之中心為第一軸與第二軸之交點。理想的為,第一部分之橫截面相對於該第一部分之第一軸為實質對稱的。由於反向設計,第一部分601之縱軸607高於過渡部分603之矩形端之中心。矩形端之中心為矩形橫截面之對角線之交點。同樣地,由邊緣引導件(未圖示)限制玻璃熔體,且不允許該玻璃熔體溢出第一槽頂面613,直至該玻璃熔體到達位置611。另外,如第7圖及第8圖所示,第一部分601具有橫截面,該橫截面具有方向803(在某些實施例中,為重力向量之方向)中之第一軸及方向803(該方向803垂直於801)中之第二軸。在如第7圖及第8圖所示之實施例中,第一部分601之第二軸大於過渡部分603之矩形端之寬度,從而產生在寬度方向中經壓縮而在高度方向中經放大之玻璃流。在尤其理想的實施例中,入口組件之水平部分之第一部分至少在直接連接至過渡閉合通道的部分中採用圓柱形狀。由於該反向設置,假設所有其他條件均相等,表面區域中之玻璃熔體流速高於底部區域中之玻璃熔體流速,且接近於溢流開始點之區域中表面中之玻璃熔體流速高於第3圖、第4圖及第5圖中所示實施例。儘管第6圖、第7圖及第8圖中所示實施例之第二軸大於等靜壓管近端處之開放通道的橫截面之寬度WW(IE),但此種關係並非為必須的。在某
些實施例中,第一部分之第二軸可小於WW(IE)。儘管如此,有利的為,建立覆蓋等靜壓管之第一槽頂面及第二槽頂面以及側面之預期區域的可靠玻璃流,其中WW(IE)與第一部分之第二軸長度之比值為0.5至0.95,在某些實施例中為0.6至0.9,在某些實施例中為0.6至0.8,在某些其他實施例中為0.6至0.7。
極其理想的為,第一部分之第一軸小於槽形部分之開放通道在開放通道與第二過渡閉合通道連接的末端處的矩形橫截面高度HH(IE)。此舉將導致:當玻璃熔體自第一部分流動至過渡部分時,在垂直方向中玻璃流放大。放大允許在堰表面及等靜壓管側面上形成可靠的玻璃流。在某些實施例中,第一部分之橫截面之第一軸與HH(IE)之比值為0.5至0.95,在某些實施例中為0.6至0.9,在某些實施例中為0.6至0.8,在某些其他實施例中為0.6至0.7。
同樣地,為了在等靜壓管之兩個側面上獲得對稱的玻璃流,極其理想的為,過渡閉合通道之置放使得該過渡閉合通道相對於等靜壓管槽之開放通道之中心平面199為對稱的。進一步理想的為,在某些實施例中,將與過渡閉合通道連接之圓柱閉合通道之至少一部分定位,以使該圓柱閉合通道相對於等靜壓管之開放通道之中心平面為對稱的。
在某些實施例中,自與第二過渡閉合通道之末端連接之第一部分的末端之橫截面中心至垂直於重力向量且與開放通道的開放端之底部線相切之平面的距離為DT1;自與開放通道之末端鄰接之熔融玻璃之自由表面至垂直於重力向量且
與開放通道的開放端之底部線相切之平面的距離為DT2;並且DT1/DT20.50;在某些實施例中DT1/DT20.60;在某些實施例中DT1/DT20.70;在某些實施例中DT1/DT20.80;在某些實施例中DT1/DT20.90。該佈置允許建立相對於底部區域玻璃熔體流速更快之表面區域玻璃熔體流速。另外,該裝置設置將導致更快且更穩定地建立在堰表面上流動之玻璃帶,該玻璃帶具有自近端至遠端橫跨開放通道寬度之更均勻的厚度。
為了使用本發明獲得等靜壓管之兩個側面上之對稱的玻璃流,極其理想的為,恰好在離開第一部分末端之前的熔融玻璃流之流速分佈相對於開放通道之中心平面為對稱的。在某些實施例中,同等理想的為,恰好在離開第一部分末端之前的熔融玻璃流之流速分佈相對於一平面為對稱的,該平面垂直於重力向量且通過第一部分的橫截面之第二軸。
本發明之第二態樣為用於製造玻璃板之裝置,該裝置包含:(a)形成體,該形成體包含:楔形部分上之槽形部分,該槽形部分具有槽底面上之第一槽側壁及第二槽側壁,該第一槽側壁及該第二槽側壁界定具有開放端之開放通道,該開放通道具有中心平面,該第一槽側壁具有第一內槽表面、第一槽頂面及第一外槽側面,該第二槽側壁具有第二內槽表面、第二槽頂面及第二外槽側面,該楔形部分具有第一楔形側面及第二楔形側面,該第一楔形側面與第一外槽側面連接,該第二楔形側面與第二外槽側面連接,第一楔形側面及第二楔形
側面向下傾斜以在根部線處接合;以及(b)管,該管界定閉合通道,該閉合通道穿過槽形部分之開放通道之開放端與開放通道連接,該管包含:(b1)第一部分,該第一部分在與垂直於中心平面之平面相交時具有橫截面,該第一部分具有第一軸及第二軸,若中心平面平行於重力向量則該第一軸平行於重力向量,該第二軸垂直於該第一軸;以及(b2)第二過渡閉合通道,該第二過渡閉合通道將第一部分與槽形部分之開放通道適宜地連接;其中:自與第二過渡閉合通道末端連接之第一部分末端之橫截面的中心至垂直於第一軸且與開放通道的開放端之底部線相切之平面之距離為DT1;自開放通道末端處之第一槽頂面至垂直於第一軸且與開放通道的開放端之底部線相切之平面之距離為DT2;以及DT1/DT20.50;在某些實施例中DT1/DT20.60;在某些實施例中DT1/DT20.70;在某些實施例中DT1/DT20.80;在某些實施例中DT1/DT20.90。
在上述製程說明中,可發現本發明之裝置之各種實施例的詳細說明。
分別使用第3圖及第6圖之裝置設置,進行玻璃熔體流在長度大於3000mm之等靜壓管上之模擬。假定對兩種設定而言,除如第3圖及第6圖中所示的入口組件組態之外的條件均相同,可使用流體動力模型計算第二槽頂面上之自由表面(VFS)處之玻璃熔體之流速向量量值及玻璃熔體之厚度
(TH)。儘管在第10圖中VFS經圖示為實質垂直於中心平面199,但是VFS並非必須如此。在第11圖中,實心菱形資料序列為使用第6圖中設置之玻璃熔體之VFS;實心三角形資料序列為使用第3圖中設置之玻璃熔體之VFS;空心正方形資料序列1105為使用第6圖中設置之玻璃熔體之厚度TH;且空心三角形資料序列1107為使用第3圖中設置之玻璃熔體之厚度TH。左垂直軸圖示VFS;右垂直軸圖示厚度TH尺度;且水平軸圖示與玻璃熔體沿頂部第二槽表面127開始溢流之點相距之距離。相同的資料以不同的方式呈現於第12圖中,其中實心菱形資料序列1201圖示與使用第3圖設置相比藉由使用第6圖設置之VFS增加百分比(VI,VI之尺度圖示於左垂直軸上);並且空心正方形資料序列1203圖示玻璃熔體厚度之變化百分比(THI,THI之尺度圖示於右垂直軸上);並且水平軸圖示與玻璃熔體沿第二槽頂面127開始溢流之位置相距之距離。
第11圖及第12圖中之資料清楚地展示以下內容。第6圖設置(本發明之一實施例)產生橫跨第二槽頂面127之長度的表面流速更加均勻且厚度更加均勻之玻璃熔體。使用第3圖之設置將產生溢流開始點之附近區域中的低表面玻璃熔體流速及玻璃熔體厚度兩者。使用第6圖之設置將極大地提高溢流開始點之附近位置中的表面玻璃熔體流速(高達12%)及初始玻璃熔體厚度(高達4%)。因此,與使用第3圖之設置相比,使用第6圖之設置可建立厚度更均勻之玻璃帶。此外,堰頂面上流速及厚度剖面更均勻之玻璃流將導致更可靠
且更一致的玻璃板拉伸製程。
對熟習此項技術者將顯而易見的為,在不脫離本發明之範疇及精神之情況下可對本發明進行各種修改及變化。因此,本發明意欲涵蓋本發明之修改及變動,條件為該等修改及變動均屬於所附申請專利範圍及所附申請專利範圍之等效物之範疇內。
100‧‧‧等靜壓管組件/單一形成體
101‧‧‧入口管
102‧‧‧上槽形部分
103‧‧‧槽/通道
104‧‧‧下楔形部分
105‧‧‧端蓋
107‧‧‧玻璃帶
109‧‧‧根部
111‧‧‧玻璃帶
113‧‧‧方向
121‧‧‧第一內槽側面
122‧‧‧槽底面
123‧‧‧第二內槽側面
125‧‧‧第一槽頂面
127‧‧‧第二槽頂面
129‧‧‧第一外槽側面
131‧‧‧第二外槽側面
133‧‧‧第一楔形側面
135‧‧‧第二楔形側面
199‧‧‧虛擬平面
301‧‧‧圓柱部分
303‧‧‧過渡部分
305‧‧‧圓形端
307‧‧‧中心軸/縱軸
309‧‧‧頂部自由表面
311‧‧‧位置
313‧‧‧頂部槽表面
501‧‧‧水平線
503‧‧‧垂直線
601‧‧‧第一部分
603‧‧‧過渡部分
607‧‧‧縱軸
611‧‧‧位置
613‧‧‧第一槽頂面
801‧‧‧方向
803‧‧‧方向
900‧‧‧玻璃板製造系統
905‧‧‧玻璃帶
910‧‧‧玻璃熔融罐
912‧‧‧原材料
915‧‧‧精製管
920‧‧‧攪拌器
922‧‧‧管
925‧‧‧槽池
926‧‧‧玻璃熔體/玻璃帶
927‧‧‧通道
930‧‧‧降流管
932‧‧‧入口管組件
936‧‧‧水平部分
937‧‧‧開放通道
938‧‧‧玻璃帶
939‧‧‧根部
940‧‧‧熔融拉伸機/拉引滾筒
1105‧‧‧資料序列
1107‧‧‧資料序列
1201‧‧‧資料序列
1203‧‧‧資料序列
在附圖中:
第1圖為圖示用於製造玻璃帶之在溢流熔體下拉製程中操作的等靜壓管之示意圖。
第2圖為圖示第1圖中所示等靜壓管之橫截面之示意圖。
第3圖為圖示在入口端與等靜壓管耦接之閉合通道之示意圖。
第4圖為圖示第3圖中所示的閉合通道之部分之側視圖之示意圖。
第5圖為圖示第3圖中所示的閉合通道之端視圖之示意圖。
第6圖為圖示以不同於第3圖之方式的方式在入口端與等靜壓管耦接之閉合通道之示意圖。
第7圖為圖示第6圖中所示的閉合通道之部分之側視圖之示意圖。
第8圖為圖示第6圖中所示的閉合通道之端視圖之示意圖。
第9圖為使用溢流下拉製程之玻璃板製造系統之示意圖。
第10圖圖示第2圖中所示的操作中之等靜壓管的轉角之局部放大圖,該局部放大圖圖示玻璃熔體溢出第二槽頂面。
第11圖為圖示分別使用第3圖及第6圖之入口組件的溢出第10圖中所示等靜壓管的玻璃熔體之計算表面流速及厚度剖面之圖解。
第12圖為圖示使用第6圖設置相對於使用第3圖設置之玻璃熔體表面流速增大及厚度增大之圖解。
601‧‧‧第一部分
603‧‧‧過渡部分
607‧‧‧縱軸
611‧‧‧位置
613‧‧‧第一槽頂面
Claims (16)
- 一種使用一形成體藉由一溢流製程製造一玻璃板之方法,該形成體包含:一槽形部分及該槽形部分下方之一楔形部分,該槽形部分具有在一槽底面上之一第一槽側壁及一第二槽側壁,該第一槽側壁及該第二槽側壁界定具有一開放端之一開放通道,該開放通道具有一中心平面,該第一槽側壁具有一第一內槽表面、一第一槽頂面及一第一外槽側面,該第二槽側壁具有一第二內槽表面、一第二槽頂面及一第二外槽側面,該楔形部分具有一第一楔形側面及一第二楔形側面,該第一楔形側面與該第一外槽側面連接,該第二楔形側面與該第二外槽側面連接,該第一楔形側面及該第二楔形側面向下傾斜以在一根部線處接合,該方法包含以下步驟:(i)經由一閉合通道將一熔融玻璃之一流穿過該槽形部分之該開放通道之該開放端傳遞至該開放通道中;(ii)允許該熔融玻璃在該第一槽頂面之至少一部分上、沿該第一外槽側面向下流動,以在該第一外槽側面上形成一第一玻璃帶;以及(iii)允許該熔融玻璃在該第二槽頂面之至少一部分上、沿該第二外槽側面向下流動,以在該第二外槽側面上形成一第二玻璃帶;其中在步驟(i)中,該閉合通道及該開放通道經佈置,以使該熔融玻璃之該流在一垂直基準平面中之流速分佈使得頂部四分之一中之該熔融玻璃之平均流速高於恰好在該槽底面上方的底部四分之一中之該平均流速,該垂直基準平面與 該開放通道之該中心平面相切在該第一槽頂面上之溢流開始的一點處。
- 如請求項1所述之製造一玻璃板之方法,其中該閉合通道及該開放通道經佈置,以使該熔融玻璃之該流在該垂直基準平面中之該流速分佈使得頂部三分之一處之該熔融玻璃之該平均流速高於恰好在該槽底面上方的底部三分之一處之該平均流速,而該垂直基準平面在該第一槽頂面上之溢流開始於的一點處。
- 如請求項1或2所述之製造一玻璃板之方法,其中與該槽形部分連接之該閉合通道包含:(A)一第一部分,該第一部分在與垂直於該開放通道之該中心平面之一平面相交時具有一橫截面,該第一部分具有一第一軸及一第二軸,該第一軸平行於重力向量,該第二軸垂直於該重力向量;以及(B)一第二過渡閉合通道,該第二過渡閉合通道將該第一閉合通道與該槽形部分之該開放通道適宜地連接。
- 如請求項3所述之製造一玻璃板之方法,其中該第一部分之該橫截面為橢圓形。
- 如請求項3所述之製造一玻璃板之方法,其中該第一部分之該第一軸與該第二軸之比值範圍為1.0至3.0。
- 如請求項3所述之製造一玻璃板之方法,其中該第一部分之該第二軸大於該槽形部分之該開放通道的在該開放通道與該第二過渡閉合通道連接的末端處之一橫截面之寬度WW(IE)。
- 如請求項6所述之製造一玻璃板之方法,其中WW(IE)與該第一部分之該第二軸之長度之比值為0.5至0.95。
- 如請求項6所述之製造一玻璃板之方法,其中該第一部分之該第一軸小於該槽形部分之該開放通道的在該開放通道與該第二過渡閉合通道連接的末端處之該矩形橫截面之高度HH(IE),且該第一部分之橢圓橫截面之該第一軸與HH(IE)之比值為0.5至0.95。
- 如請求項3所述之製造一玻璃板之方法,其中:自與該第二過渡閉合通道之一末端連接之該第一部分的末端之該橫截面的中心至垂直於該重力向量且與該開放通道之該開放端之一底部線相切之一平面的距離為DT1;自與該開放通道之該末端鄰接之該熔融玻璃之自由表面至垂直於該重力向量且與該開放通道之該開放端之一底部線相切之該平面之距離為DT2;並且DT1/DT20.50。
- 一種用於製造一玻璃板之裝置,該裝置包含:(a)一形成體,該形成體包含:在一楔形部分上之一槽形部分,該槽形部分具有在一槽底面上之一第一槽側壁及一第二槽側壁,該第一槽側壁及該第二槽側壁界定具有一開放端之一開放通道,該開放通道具有一中心平面,該第一槽側壁具有一第一內槽表面、一第一槽頂面及一第一外槽側面,該第二槽側壁具有一第二內槽表面、一第二槽頂面及一第二外槽側面,該楔形部分具有一第一楔形側面及一第二楔形側面,該第一楔形側面與該第一外槽側面連接,該第二楔形側面與該第二外槽側面連接,該第一楔形側面及該第二楔形側面向下傾斜以在一根部線處接合;以及(b)一管,該管界定一閉合通道,該閉合通道穿過該槽形部分之該開放通道之該開放端與該開放通道連接,該管包含:(b1)一第一部分,該第一部分在與垂直於該中心平面之一平面相交時具有一橢圓橫截面,該第一部分具有一第一軸及一第二軸,若該中心平面平行於重力向量則該第一軸平行於該重力向量,該第二軸垂直於該第一軸;以及(b2)一第二過渡閉合通道部分,該第二過渡閉合通道部分將該第一部分與該槽形部分之該開放通道適宜地連接;其中:自與該第二過渡閉合通道之一末端連接之該第一部分的末端之橫截面的中心至垂直於該第一軸且與該開放通道之該開放端之一底部線相切之一平面之距離為DT1; 自該開放通道之該末端處之該第一槽頂面至垂直於該第一軸且與該開放通道之該開放端之一底部線相切之該平面之距離為DT2;並且DT1/DT20.50。
- 如請求項10所述之裝置,其中該第一部分之該橫截面為橢圓形。
- 如請求項10或11所述之裝置,其中該第一部分之該第一軸與該第二軸之比值範圍為1.0至3.0。
- 如請求項10或11所述之裝置,其中該第一部分之該第二軸大於該槽形部分之該開放通道的在該開放通道與該第二過渡閉合通道連接的末端處之一橫截面之寬度WW(IE)。
- 如請求項10或11所述之裝置,其中WW(IE)與該第一部分之該第二軸之長度之比值為0.5至0.95。
- 如請求項10或11所述之裝置,其中該第一部分之該第一軸小於該槽形部分之該開放通道的在該開放通道與該第二過渡閉合通道連接的末端處之該橫截面之高度HH(IE)。
- 如請求項15所述之裝置,其中該第一軸與HH(IE)之比值為0.5至0.95。
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