TWI551559B - 用於製作具有經改善的薄片穩定度的玻璃薄片之設備與方法 - Google Patents
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Description
本申請案請求於2010年8月31日提出申請之美國臨時專利申請號第61/378,544號及於2010年11月9日提出申請之美國臨時申請號第12/942,124號之優先權之利益。
本申請案請求於2010年8月31日提出申請之美國臨時專利申請號第61/378,544號(名稱為APPARATUS AND METHOD FOR MAKING GLASS SHEET WITH IMPROVED SHEET STABILITY)之優先權,該專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。
本發明大體上係關於製作玻璃薄片之裝備及方法。特別地,本發明係關於當在垂直位置形成及處理玻璃薄片時,使玻璃薄片穩定之裝備及方法。本發明可用於,例如,使用下拉式製程(諸如熔融下拉式製程或流孔下拉式)製程)製作適用於液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)玻璃基板之玻璃薄片。
熔融下拉係由美國紐約Corning的Corning Incorporated所發展出之先進技術,該技術用於製作適用於LCD玻璃基板及其他光電裝置之精確的薄玻璃板。此製程牽涉到:將熔融玻璃流引入成形槽(forming trough),該成形槽稱為同管(isopipe),同管具有收斂會合於一條線的兩個側邊,該側邊稱為根部(root),使經玻璃熔體(glass melt)得以溢出同管之槽之上表面,該上表面稱為堰(weir),熔融之玻璃往下沿著同管之兩個側邊,成為兩個熔融玻璃帶,於根部會合並融合,以形成一單一熔融玻璃帶,該單一熔融玻璃帶然後被下拉,並在根部以下冷卻以形成具有所欲尺寸的玻璃薄片。在根部以下的區域,當玻璃帶由黏滯狀態冷卻至黏滯彈性狀態,且最後被冷卻至大體上為彈性之狀態時,玻璃帶大致垂直地向下行進。然後彈性玻璃帶被切割成個別的玻璃薄片,進一步經過諸如邊緣修整及磨光的修整(finish)製程,然後被包裝運送至LCD面板製造商,以作為薄膜電晶體(Thin film transistor,TFT)或彩色濾光基板(color filter substrate)。
使用熔融下拉式製程製作玻璃薄片之一個優點為:因為玻璃薄片之品質區域僅暴露於大氣,而從未暴露於固體材料(諸如同管表面或成形裝備),所以該玻璃薄片之表面具高品質。此製程已被成功地用於製作具有3000mm之寬度及大約0.6mm之厚度之玻璃薄片。
消費性電子市場之LCD的尺寸以及所欲畫質在過去十年已持續增加。這已激起對於大寬度玻璃基板之需求,並對於玻璃薄片之品質產生更嚴格之要求,諸如:邊緣扭曲(warp)及波浪狀、薄片扭曲、表面波浪狀(waviness)及粗糙、厚度一致以及壓力一致。此外,消費者對更輕型之電子產品已展現興趣,這需要更薄的玻璃基板,該玻璃基板之厚度為500μm、400μm、300μm或甚至更低。
使用熔融下拉製作大尺寸及/或薄型玻璃薄片並非易事。數年來,專家們(諸如本發明人)已對於許多製程參數獲得洞見,該等製程參數可大大影響玻璃薄片之所欲特性。例如,已發現,當玻璃在大體上為彈性時,由玻璃帶分離出玻璃薄片可在分離線之上方造成非所欲之玻璃帶移動,該移動可傳播至黏滯彈性區域中,且甚至傳播至黏滯區域中,且因此影響在該等區域中形成的薄片之特性。
因此,仍需要用於製作具有所欲特性之玻璃薄片之設備及方法,該設備及方法在可接受的產量下具有經改進之玻璃帶穩定度。本發明滿足此需要以及其他需求。
本文揭露本發明之數個態樣。應理解,該等態樣可能會或可能不會相互重疊。因此,一個態樣之部份可能會位於另一態樣之範疇中,且反之亦然。
每一態樣係藉由許多實施例所闡述,該等實施例亦可包含一或多個特定實施例。應理解,該等實施例可能會或可能不會相互重疊。因此,一個實施例之部份或一個實施例之特定實施例可能會或可能不會位於另一實施例或另一實施例之特定實施例之範圍中,且反之亦然。
因此,本發明所揭露之第一態樣牽涉一種用於製作目標玻璃薄片之製程,該製程包含以下步驟:(A)提供母材玻璃帶(precursor glass ribbon),該母材玻璃帶包含:彈性部份,該彈性部份具有厚度T1、寬度W1、第一主要表面S1及相對於S1之第二主要表面S2,該第一主要表面S1具有目標點TP,該目標點TP以速度V1平行於重力向量行進(travel),S1包含:第一周邊區域PR1、第二周邊區域PR2及第一中央區域CR1;S2包含:第三周邊區域PR3、第四周邊區域PR4及第二中央區域CR2,其中PR1係與PR3呈相對關係,PR2係與PR4呈相對關係,且CR1係與CR2呈相對關係;(B)在穿過該目標點TP之水平線SL之上方,將第一邊緣抑制器(restrainer)ER1與PR1及PR3之至少一者於第一抑制器位置接觸,該第一邊緣抑制器ER1以與V1大致相同之速度向下行進;(C)在該水平線SL之上方,將第二邊緣抑制器ER2與PR2及PR4之至少一者於第二抑制器位置接觸,該第二邊緣抑制器ER2以與V1大致相同之速度向下行進;(D)在該水平線SL之下方,將第三邊緣抑制器ER3與PR1及PR3之至少一者於第三抑制器位置接觸;
(E)在該水平線SL之下方,將第四邊緣抑制器ER4與PR2及PR4之至少一者於第四抑制器位置接觸,該第四邊緣抑制器ER4以與V1大致相同之速度向下行進;
(F)在該第一邊緣抑制器之處對該彈性部份施加第一張力(tensioning force)F1,該第一張力F1垂直於V1,並在該第二邊緣抑制器之處對該彈性部份施加第二張力F2,該第二張力F2反向於F1;
(G)於該第一邊緣抑制器及該第二邊緣抑制器之位置下方,在S1上沿著該水平線SL形成橫截之劃痕線(score-line);
(H)在該劃痕線下方對該彈性部份該施加開離力(breaking force)F3,該開離力F3垂直於該彈性部份,並在該劃痕線上方以反向於F3的方向,對該彈性部份施加支承力(supporting force)F4,F3之方向由S1指向S2,藉此沿著該劃痕線破壞該彈性部份,以在該劃痕線下方獲得該目標玻璃薄片;及
(I)在步驟(H)之後,由該彈性部份鬆開ER1及ER2。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該製程更在步驟(H)之後但在步驟(I)之前,包含接續步驟(H1):
(H1)將F1及F2連續地減少至大致為零。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該製程更在步驟(H)之後但在步驟(I)之前,包含步驟(H2):
(H2)反轉F1及F2之方向。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該邊緣抑制器ER1以及ER2分別接觸PR1及/或PR3以及PR2及/或PR4之大部分平面區域。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該玻璃帶之邊緣以及ER1及ER2接觸該玻璃帶之區域之中央位置之間的距離至多為40cm,在某些實施例中至多為30cm,在某些其他實施例中至多為20cm,在某些其他實施例中至多為10cm,在某些其他實施例中至多為5cm。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該劃痕線SL以及ER1及ER2接觸該玻璃帶之區域之中央位置之間的距離至多為40cm,在某些實施例中至多為30cm,在某些其他實施例中至多為20cm,在某些其他實施例中至多為10cm,在某些其他實施例中至多為5cm。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,在步驟(B)、(C)、(D)、(E)及(F)之前,S2在該水平線SL之上方展現由PR1至PR2之曲度(curvature)。在某些特定實施例中,該曲度包含:當從S2側邊觀看時為一圓頂形(dome-shape)。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該製程更在步驟(F)之前,包含接續步驟(E1):
(E1) 在該水平線SL之上方施加力F5至該彈性區域,使得在步驟(F)及(G)之時,該曲度不致反轉(reverse),且保持至步驟(I)之後。
在上述實施例之某些特定實施例中,步驟(E1)在步驟(F)、(G)及(H)之時執行。
在某些特定實施例中,F5係藉由從下述方法中所選擇之一方法而被施加:
(F5a)在S2之側保持比S1之側高之空氣壓力;
(F5b)對S2之CR2之部份噴出氣流,使得S2被推向S1;
(F5c)藉由接觸CR2之針銷(pin),將S2推向S1;及
(F5d)步驟(F5a)、(F5b)及(F5c)之至少兩者之組合。
在前述實施例之某些特定實施例中,應用步驟(F5b),且該氣流在CR2之該接觸區域係在該劃痕線上方50cm以內,在某些實施例中係在該劃痕線上方40cm以內,在某些其他實施例中係在該劃痕線上方30cm以內,在某些其他實施例中係在該劃痕線上方20cm以內。
在相關之前述實施例之某些特定實施例中,該力F5係小於20牛頓,在某些實施例中係小於10牛頓,在某些實施例中係小於5牛頓。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,步驟(B)及(C)係大致同時被執行。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,步驟(D)及(E)係大致同時被執行。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,S1包含:中央線CL1,且在步驟(F)、(G)及(H)中,ER1及ER2係位於大致對稱於CL1之位置。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,S1包含:中央線CL1,且在步驟(F)、(G)及(H)中,ER3及ER4係位於大致對稱於CL1之位置。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,(F)先於步驟(G)。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,在步驟(G)之時,一突緣(nosing)於接近該劃痕線之處與S2接觸。
在前述實施例之某些特定實施例中,該突緣係一平突緣條,該平突緣條由PR3延伸至PR4、在步驟(G)之時接觸S2且覆蓋該劃痕線。
在相關前述實施例之某些特定實施例中,在步驟(H)之時,該突緣與S2保持接觸。
在相關前述實施例之某些特定實施例中,在步驟(I)之時或之後,該突緣由S2被鬆開。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,步驟(B)及(C)先於步驟(D)及(E),且步驟(G)先於步驟(F)。
在前述實施例之某些特定實施例中,在步驟(G)之時,一突緣於接近該劃痕線之處與S2接觸。
在前述實施例之某些特定實施例中,其中在步驟(G)之時,該突緣沿著該劃痕線接觸S2及/或S1,且該突緣係經調整以與S2及/或S1之曲度吻合,而大致不使S2之曲度變形。
在前述實施例之某些特定實施例中,在步驟(G)之後,在步驟(H)之時,該突緣與S2/或S1保持接觸,且該突緣係經調整以保持該接觸區域為大致為平面。
在前述實施例之某些特定實施例中,在步驟(H)之後,在步驟(I)之時或之後,在該突緣由S1及/或S2被鬆開之前,該突緣係經調整以將S2之曲度回復為步驟(G)之前之曲度。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,ER1及ER2係選自吸盤(suction cup)、夾具(clamp)及滾輪(roller)。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,在步驟(F)、(G)及(H)之時,ER1、ER2、ER3、及ER4接觸S2且不接觸S1。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,ER1、ER2及該突緣係固定於平台上,該平台可往返垂直移動。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,在該母材玻璃帶更包含:黏滯彈性區域,該黏滯彈性區域在該劃痕線上方10公尺內以速度V1’行進,在某些實施例中在5公尺內,在其他實施例中在3公尺內,在其他實施例中在2公尺內,在其他實施例中在1公尺內,在其他實施例中在0.5公尺內,其中V1’與V1平行。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該母材玻璃帶更包含:黏滯區域,該黏滯區域在該區域劃痕線上方12公尺內,在某些實施例中在10公尺內,在某些實施例中在8公尺內,在某些實施例中在5公尺內,在某些實施例中在3公尺內,在某些實施例中在2公尺內,在某些實施例中在1公尺內。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,該彈性區域之比例W1/T1至少為1000,在某些實施例中至少為2000,在某些其他實施例中至少為3000,在某些實施例中至少為5000。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,在該彈性區域中,CR1中之玻璃帶之T1至多為1.0mm,在某些實施例中至多為0.8mm,在某些實施例中至多為0.7mm,在某些其他實施例中至多為0.6mm,在某些實施例中至多為0.4mm,在某些其他實施例中至多為0.3mm。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,步驟(G)包含以下步驟:
(Ga)藉由使用機械劃痕輪對S1劃痕,以形成該劃痕線。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,步驟(G)包含以下步驟:
(Gb)藉由將S1暴露於雷射光束之下,以形成該劃痕線。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,在步驟(I)之後,重複步驟(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H),使第二目標玻璃薄片得以產生。
在本發明所揭露之第一態樣之某些實施例中,步驟(A)包含以下步驟:(A1)提供玻璃熔體(glass melt);(A2)藉由下拉式製程,由該玻璃熔體形成連續玻璃帶;及(A3)冷卻該連續玻璃帶,以形成該母材玻璃帶。
在前述實施例之某些實施例中,在步驟(A2)中,該下拉式製程係選自熔融下拉式製程、流孔下拉式製程及重拉式製程。
本發明所揭露之第二態樣牽涉一種用於由連續移動之母材玻璃帶製作目標彈性玻璃薄片之設備,該母材玻璃帶具有彈性部份,該彈性部份包含:第一主要表面S1、相對於S1之第二主要表面S2,S1包含:第一周邊區域PR1、第二周邊區域PR2及第一中央區域CR1,S2包含:相對於PR1之第三周邊區域PR3、相對於PR2之第四周邊區域PR4及相對於CR1之第二中央區域CR2,該設備包含:(I)至少一對可旋轉之邊緣滾輪(edge roller),該等邊緣滾輪具有相對於地面大致固定之軸,該等邊緣滾輪可與PR1、PR2、PR3及PR4接合(engage),以對該母材玻璃帶之該彈性部份提供平行於重力向量之大致不變的向下速度V1;(II)劃痕裝置,該突緣裝置可在該第一主要表面S1上提供大致上水平之劃痕線;(III)突緣,該突緣係適於:(a)接觸及接合S2,以使該母材玻璃帶穩定;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)在將該母材玻璃帶由S2向S1彎曲時,提供垂直於S1之支承力F4;
(IV)第一邊緣抑制器ER1,該第一邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線上方,接觸PR1及PR3之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供垂直於速度V1之張力FI;
(V)第二邊緣抑制器ER2,該第二邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線上方,接觸PR2及PR4之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供垂直於速度V1之張力F2,張力F2與F1反向;
(VI)第三邊緣抑制器ER3,該第三邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線下方,接觸PR1及PR3之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供彎曲力(bending force)F3之至少一部份,該彎曲力F3之方向垂直於S1並與F4相反;及
()第四邊緣抑制器ER4,該第四邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線下方,接觸PR2及PR4之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)提供該彎曲力F3之至少一部份。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1、ER2及該突緣係全部安裝於共同平台上,該共同平台係適於:以與V1大致相同之速度行進。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,該設備更包含:
(VIII)噴氣嘴,該噴氣嘴係適於:向CR2噴出氣流,以對該母材玻璃帶提供力F5,該力F5之方向由S2指向S1。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1、ER2、ER3及ER4係選自吸盤及夾具(clamp)。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1及ER2係適於接觸S1及S2之同一且其中一者。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1及ER2係適於接觸S1及S2兩者。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1及ER2係經調適而僅可接觸S2。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,該母材玻璃帶包含:S1上之中央線CL1,且ER1及ER2係位於基本上對稱於CL1之位置。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,該母材玻璃帶包含:S1上之中央線CL1,且ER3及ER4係位於基本上對稱於CL1之位置。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1及ER2係適於同步地與該母材玻璃帶接觸。
在本發明所揭露之第二態樣之某些實施例中,ER1、ER2、ER3及ER4係適於同步地與該母材玻璃帶接觸。
本發明所揭露之一或多個實施例及/或態樣具有一或多個下述之優點。第一,對於任何向下之玻璃薄片成形製程,本發明可藉由控制並減少向上之薄片移動,提供顯著之製程穩定度,該向上之薄片移動係由所薄片劃痕、彎曲及分離造成,包含:熔融下拉式、流孔拉式、加熱及重拉式(heating-and-redraw)、滾後拉式(rolling-followed-by-drawing),及其類似方式。第二,藉由減少下游之薄片移動(該移動可向上傳播至母材玻璃帶之黏滯彈性區域,且甚至傳播至母材玻璃帶之彈性區域),本發明可使玻璃薄片具有持續性特性,諸如壓力、壓力分布、厚度及厚度變化,及其類似特性。第三,對於具有高可撓性,並以大薄片寬度或低薄片厚度或此兩者為特徵之玻璃薄片而言,由於薄片移動、彎曲不穩定性及甚至弓曲突現(bow-popping),成功的商業薄片玻璃製作製程之瓶頸在下拉底部(bottom of draw,BOD)處產生。本發明可為用於製作此種薄且/或寬之產品之促成工具(enabler)。最後,由於邊緣抑制器可以相對低的成本被改裝至現有之生產線中,或被安裝至新生產線中,因此可容易地實施本發明。
本發明之額外特徵及優點將陳述於下述之實施方式中,且在某種程度上對所屬領域中熟知該技藝之人士而言係顯而易見,或藉由以下方式而被認知:以書面敘述及其請求項及隨附圖示中所描述的方式實施本發明。
應理解,上述之一般敘述及下述之詳細敘述僅為本發明之範例,且意欲提供概觀及架構,以依本發明之請求理解本發明之本質及特徵。
包含隨附圖式以提供本發明之更多理解,且本發明係併入本發明書而構成本發明書之一部份。
除非另有指明,所有本說明書及請求項中所使用之數字應理解為:在所有情況下被辭彙「大約」所修飾,諸如成分之重量百分比及莫耳百分比、尺寸及某些物理性質之數值。亦應理解,本說明書及請求項中所使用精確數值形成本發明之額外實施例。已努力確保例子中所揭露之數值之精確性。然而,任何經量測之數值可先天上包含:由該量測之個別量測技術中之標準差所導致的某些誤差。
當描述並請求本發明時,如本文所使用的,不定冠詞「一」之使用表示「至少一個」,且不應被限制於「僅有一個」,除非另有明確地指明。因此,例如「一吸盤」之引用包含:具有一個、兩個或多個此種吸盤之實施例,除非上下文另有清楚地指明。
在典型的用於製作玻璃薄片之下拉式製程中,在熔融下拉式製程中,黏滯玻璃帶首先於同管之根部形成,在流孔下拉式製程中,黏滯玻璃帶首先於流孔形成,且在重拉下拉式製程中,黏滯玻璃帶首先藉由再加熱(reheat)而形成。然後黏滯玻璃帶在被冷卻時,被下拉至較薄之帶。當溫度減低,玻璃帶由黏滯變成黏滯彈性,最後變成大體上彈性。為了本發明中敘述之便利,在成形設備底下(黏滯帶在此形成且被處理)之黏滯區域、黏滯彈性區域,以及大體上彈性之區域總稱為下拉底部(bottom of draw,BOD)。
傳統上,在BOD區域,玻璃帶典型地被滾輪(諸如邊緣滾輪(edge roller))導引並伸張,直至該玻璃帶被薄片分離裝置分離成個別之玻璃薄片。該等滾輪之轉動軸傾向於相對於成形裝置或地面之保持固定,這在某種程度上提供力,該力使玻璃帶可連續地向下行進,而允許連續玻璃薄片成形製程。在典型的BOD設置中,薄片分離裝置可包含下列組件:(1)機器人工具,該機器人工具藉由,例如吸盤,與移動之帶接合(engage)、使移動之帶牢固且隨移動之帶移動;以及(2)行進式砧機(Traveling Anvil Machine,TAM),包含:垂直移動之托架,以與薄片速度同步。在TAM上,可使用水平機械劃痕裝置,以形成一筆直的劃痕線(缺陷),該劃痕線橫越薄片(除擴大之邊緣(bead)區域外),該薄片與一塊突緣條保持接觸並抵住該突緣條,以促進薄片分離。由於存在擴大之邊緣(通常稱為bead),該突緣條典型地比薄片之全寬稍窄。同樣地,由於存在擴大之邊緣,該劃痕線典型地比薄片之全寬稍短。當劃痕線形成時,機器人工具使薄片頂著突緣彎曲,並沿著劃痕線將薄片由玻璃帶分離。突緣條在劃痕時及分離時向前移動,並在分離後退回。機器人工具將經分離之玻璃薄片運送至薄片運送裝置,諸如條板箱或輸送帶。在穩定的製程中,重複此製程以生產多個玻璃薄片,該等玻璃薄片進一步被修整,且然後被用於終端應用,諸如用於LCD之玻璃基板。於2009年7月22日提出申請之美國申請號第12/507,248,且以「METHODS AND APPARATUS FOR INITIATING SCORING」為標題、共同轉讓於申請人且共同待審決之WO08/140,677及WO08/140,678揭露用於在BOD處分離玻璃薄片之設備,該專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。
在BOD處之劃痕、彎曲及分離製程可將非所欲之能量轉移至劃痕線上方之玻璃帶,將移動及形變施加於該玻璃帶,該移動及形變可由彈性區域向上傳播至黏滯彈性區域,甚至傳播至黏滯區域。在一範例性製程中,希望在劃痕、彎曲及分離之前,沿著彈性玻璃帶之寬度保持小而穩定的曲度,使得玻璃帶沿著下拉具有較高之抗撓性(stiffness)。由劃痕、彎曲及分離縮施加之特別不希望的形變為:玻璃帶彎曲方向之反轉。若未經控制,由重複的劃痕、彎曲及分離所造成的黏滯彈性區域之擾動可造成非所欲之薄片厚度及厚度變化、薄片壓力及壓力變化、扭曲、曲度及其他關鍵產品特性。在可以可接受的產量可靠地生產優質玻璃片之前,將干擾減少至可接受程度之製程調整可長時間地持續。
本文將彈性玻璃帶之可撓性定義為W1/T1之比例,其中W1為寬度(mm),T 1為厚度(mm),本發明已發現彈性玻璃帶之可撓性大大地影響下拉式製程之製程穩定度。帶之可撓性越高,則玻璃帶越可能受到因BOD劃痕、彎曲及分離所造成的製程不穩定所影響。例如,寬度超過3000mm之玻璃帶比寬度少於2500mm之玻璃帶更可能在BOD處遭受曲度反轉(假設兩者具有相同厚度700 μm)。因此,當厚度相同時,在相同的扭曲程度、壓力、壓力變化及厚度變化等要求下,製作寬度超過3000mm之玻璃帶比製作寬度為2500mm之玻璃帶更為困難。同理,製作寬度為2000mm,厚度為400μm之玻璃帶比製作寬度相同,但更厚之700 μm厚之玻璃帶更為困難。在分離大尺寸或薄厚度、高可撓性之玻璃薄片時,將相當希望玻璃帶之穩定度顯著改善。
為了闡釋對玻璃帶之黏滯彈性區域之可能擾動,該擾動在習知的下拉式玻璃成形製程中藉由劃痕而產生,該製程並未利用本發明之穩定設備及方法,其中玻璃帶藉由固定式滾輪所限制,該固定式滾輪之軸並不隨著玻璃帶向下行進,進行數學模擬並將結果圖示於第6圖中。在此圖中,橫軸為沿著筆直的劃痕線SL(自一個周邊區域至對面之周邊區域),由帶之中央起算之距離,縱軸為由帶之表面至突緣條之距離。突緣條係圖示為605。601圖示在劃痕前彎曲之玻璃帶之位置,且603圖示緊接劃痕後彎曲之帶之位置。因此,在劃痕之前。玻璃帶典型地展現相對於垂直平面之弓曲曲度。在劃痕時,如果使用平而剛性的突緣605,則該曲度將被下壓而與突緣表面吻合,因此玻璃帶之弓曲形狀被強迫變形。包含玻璃帶扭曲之能量可造成玻璃帶之振動,或者形狀變化可向上傳播至黏滯彈性區域中,造成薄片特性之永久改變,諸如厚度變化、壓力、扭曲、波浪狀及其近似改變。
模型化及實驗更進一步地顯示,在之前段落所提及之習知下拉式成形製程中,劃痕後之彎曲-分離步驟甚至可引發更為顯著的帶形變化及振動,該帶形變化及振動可傳播至黏滯彈性區域中。此種薄片變化可頻繁地包含:玻璃片方向之反轉,稱為弓曲突現。弓曲突現對於玻璃帶成形製程穩定度及產品特性特別有害。
本發明之揭露係關於特別適用於下拉式玻璃薄片成形之玻璃帶穩定設備及製此種下拉式薄片成形製程可包含,但不限於:熔融下拉式、流孔下拉式、重拉下拉式、滾後下拉式,及其類似方式。在各樣態樣及實施例中,本發明達成一或多個以下事項:(i)減少輸入至玻璃帶之能量輸入;(ii)減緩帶之移動;以及(iii)在劃痕、彎曲及分離時以及在分離後加強玻璃帶之曲度。
接著,將更參照隨附圖式而敘述本發明之各樣態樣。應理解,圖式僅用於闡釋特定實施例及態樣,並不應被詮釋為以任何方式限制本發明。圖式中相同參照符號具有相同或相似意義。
在本發明中,使用邊緣抑制器以在劃痕步驟、彎曲步驟及分離步驟之至少一者之前,抑制玻璃帶之兩邊緣,如第1圖、第2圖及第3圖所圖示。如前述,在習知成形製程中,使用穩定的邊緣滾輪以抑制玻璃帶之邊緣,以使帶之位置穩定。然而,由於滾輪之固定軸,在劃痕、彎曲及分離步驟時,劃痕線及滾輪之間的距離增加。由於穩定滾輪及劃痕線之間的距離增加,穩定滾輪及劃痕線之間的區域以及此區域中帶之可撓性亦增加。持續增加之大區域相較之下易受上述之扭曲所影響。藉由利用邊緣抑制器,該邊緣抑制器大致上以與所欲之劃痕線相同的向下速度行進,該劃痕線允許玻璃帶之動態張力(active tension),本發明可顯著地減少在劃痕線及邊緣抑制器之間的玻璃帶之可撓性,並保持在劃痕線及邊緣抑制器之間的玻璃帶之較高程度的剛性,因此顯著地減少薄片形狀大量扭曲之機率,該扭曲可向上傳播至黏滯彈性區域中。
如上所述,根據本發明,將被處理之母材玻璃帶可藉由熔融下拉式製程生產,該熔融下拉式製程使用如WO03/014,032、WO05/081,888及其類似專利所揭露之同管,該等專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。另外,母材帶可藉由流孔下拉生產,其中熔融玻璃流流經槽(vessel)孔,以形成黏滯性玻璃帶,然後冷卻並下拉該黏滯性玻璃帶,以形成一剛性且彈性的玻璃薄片。仍亦可考慮藉由以下方式形成母材玻璃帶:將預先形成之玻璃薄片在爐(furnace)中再加熱至黏滯狀態及/或黏滯彈性狀態,然後下拉至較薄厚度並冷卻至彈性狀態。更可考慮將母材玻璃帶藉由滾動製程而形成,諸如滾動熔融玻璃熔團(gob)或較厚之玻璃薄片,然後下拉、變薄並冷卻。因此,在本發明之特別有利之實施例中,母材玻璃帶包含:黏滯區域VZ、黏滯彈性區域VEZ及彈性區域EZ。然而,應理解,在某些實施例中,母材玻璃帶可包含:僅有黏滯彈性區域VEZ及彈性區域EZ,而無黏滯區域VZ,諸如在重拉下拉式製程中,且更在其他實施例中,連續性母材玻璃帶可包含:僅有彈性區域EZ,而無黏滯彈性區域VEZ或黏滯區域,諸如在精確垂直玻璃薄片切割製程中。母材玻璃帶之彈性部份以V1之速度平行於重力向量向下行進。雖然彈性區域可能以V2之速度行進,V2在V1之外具有垂直於重力向量之非零成份,在許多實施例中,希望彈性部份之總速度向量等於V1,因此彈性部份大體上僅向下行進。在該等實施例中,重力對總體的玻璃帶形狀及形狀變化相較於在V2≠0的情況下有較小影響。
母材玻璃帶之彈性部份具有兩個主要表面S1及S2,分別具有兩個周邊區域PR1及PR2、PR3及PR4,並分別具有中央區域CR1及CR2。在某些實施例中,諸如在製作用於LCD玻璃基板之玻璃薄片之製程中,除非絕對需要,很希望S1及S2之至少一者之中央區域為原始的(pristine),且不受與堅硬物體之直接接觸所影響。此種要保護的區域典型地被稱為「優質區域」。另一方面,接近邊緣之周邊區域係穩定裝置及導引裝置所要施加之處,該穩定裝置及導引裝置諸如本發明之滾輪及邊緣抑制器。在某些實施例中,例如,當玻璃帶形成於熔融下拉式製程或流孔下拉式製程之BOD區域時,相對之周邊區域,諸如PR1及PR3、PR2及PR4,可共同定義具有擴大厚度之邊緣,稱為「擴大之邊緣(bead)」。相當希望邊緣抑制器位於周邊區域之區域,在該區域可建立牢固接觸。因此,當邊緣抑制器為吸盤,相當希望邊緣抑制器接觸玻璃表面之處大致為平的。邊緣抑制器ER1及ER2接觸玻璃表面之中央距離周邊區域的最外側希望為50cm以內,在某些實施例中為40cm以內,在某些其他實施例中為30cm以內,在某些其他實施例中為20cm以內,更在其他實施例中為10cm以內。邊緣抑制器越接近周邊區域的最外側,邊緣抑制器就越不會接觸優質區域,因此越可能產生較大區域之可用玻璃。
根據玻璃製作製程之需要,可在玻璃帶上之任何位置選擇玻璃帶上之劃痕線。決定劃痕線位置(因此決定玻璃薄片由連續形成的玻璃帶所分離的位置)的因素包括,但不限於:(i)將賣出及/或使用之最終玻璃薄片之尺寸;(ii)成形裝置之尺寸;(iii)是否在分離前已在玻璃帶偵測到缺陷;及(iv)行進式砧機之尺寸及範圍,該行進式砧機可攜帶劃痕組件、ER1及ER2;及其類似因素。因此,所屬領域中熟知該技藝之人士可選擇根據產品及製程主要表面S1中之目標點TP。該劃痕線以及邊緣抑制器ER1及ER2接觸該玻璃帶之位置中央之間的距離可為,例如,50cm以內,在某些實施例中為40cm以內,在某些實施例中為30cm以內,在某些實施例中為20cm以內,在某些實施例中為10cm以內,在某些其他實施例中為5cm以內。邊緣抑制器ER1及ER2越接近劃痕線,在劃痕、彎曲及分離時越可能達成抑制效果。
在步驟(B)及(C)之中,允許ER1及ER2接合對應之邊緣區域。為了不干擾或改變玻璃帶之移動,當ER1及ER2之每一者與玻璃帶接合時,相當希望ER1及ER2如同目標點TP一般,以與V1大致相同之向下速度V1行進。只要在最初接觸時,ER1及ER2並不對玻璃帶施加張力、壓縮力或扭力,步驟(B)及(C)可於不同時間被執行。然而,希望ER1及ER2之移動為同步,亦即,步驟(B)及(C)大致上於相同時間被執行使得玻璃帶以大致同步之方式在兩側上皆被抑制及被接合。希望當步驟(B)及(C)一開始被執行時(亦即,當ER1及ER2一開始被允許與玻璃薄片接觸並接合),ER1及ER2並不施加一側向力(亦即,垂直於重力向量之力),因此玻璃帶並不受到張力、壓縮力或扭力所影響。ER1及ER2於PR1及PR2之位置可有利地對稱於S1之中央線CL,因為此種對稱在施加F1及F2時可造成更加穩定之玻璃帶,以及對其他玻璃帶穩定裝置產生更小壓力,諸如上方固定式滾輪對(upper fixed roller pairs)。
在步驟(D)及(E)中,允許ER3及ER4與相對應之周邊區域接合。ER3及ER4在比TP、預先決定之劃痕線SL及邊緣抑制器ER1及ER2之位置還低之位置與玻璃帶接觸並接合。為了不干擾或改變玻璃帶之行進,希望當ER3及ER4之每一者與玻璃帶接合時,希望ER3及ER4如同目標點TP一般,以與V1大致相同之向下速度V1行進。只要在最初接觸時,ER3及ER4並不對玻璃帶施加張力、壓縮力或扭力,步驟(D)及(E)可於不同時間被執行。然而,希望ER3及ER4之移動為同步,亦即,步驟(D)及(E)大致上於相同時間被執行使得玻璃帶以大致同步之方式在兩側上皆被抑制及被接合。希望當步驟(D)及(E)一開始被執行時(亦即,當ER3及ER4一開始被允許與玻璃薄片接觸並接合),ER3及ER4並不施加一側向力(亦即,垂直於重力向量之力),因此玻璃帶並不受到張力、壓縮力或扭力所影響。
只要ER1、ER2、ER3及ER4之最初之接觸及接合並不造成不希望之薄片移動或對薄片施加不希望之力,步驟(B)、(C)、(D)及(E)可以任何順序被執行。然而,如前所述,希望步驟(B)及(C)大致上同時且以同步之方式被執行,且如前所述,希望步驟(D)及(E)大致上同時且以同步之方式被執行。在又一所欲實施例中,步驟(B)、(C)、(D)及(E)大致上同時且以同步之方式被執行。
在步驟(F),在ER1及ER2在步驟(B)及(C)中的最初之接觸及接合之後,在所欲之劃痕線SL上方施加張力F1及F2至該玻璃帶。希望F1及F2之應用以同步之方式作用,亦即,由開始實施至減少且最後消除,儘管力F1及F2方向相反,力F1及F2係大致上大小相同。希望F1及F2大致上與主要平面S1平行,使得F1及F2之應用並不對玻璃帶造成扭轉力矩。此外,作為張力,F1及F2之方向係由中央區域往周邊區域,在玻璃帶內部造成張力。張力F1及F2作用以達成數個影響:(a)當劃痕、彎曲及分離時穩定玻璃帶;(b)沿著玻璃帶之寬度W1改變玻璃帶之曲度,使得該曲度吻合突緣條之需求,該突緣將更詳細地描述如下;以及(c)防止或減少玻璃帶之移動,使該移動無法向上傳播得太遠,該移動係藉由劃痕、彎曲及分離所造成。
在步驟(G)中,劃痕線係在ER1及ER2下方,但在ER3及ER4下方,在玻璃帶上形成。此種劃痕線可藉由以下方式產生:使用所屬領域中熟知該技藝之人士所知的機械、熱及/或光學手段。希望劃痕線SL大致上與重力向量垂直。
在步驟(H)中,目標玻璃薄片係藉由彎曲及分離,而沿著在步驟(G)中形成的劃痕線由玻璃帶分離。彎曲係藉由以下方式實現:在劃痕線SL上方或沿著劃痕線SL之支承力F4,以及藉由在劃痕線SL下方之開離力F3,F4可藉由突緣條施加,F3可藉由ER3及/或ER4施加。兩反向之力F3及F4沿著劃痕線對玻璃帶產生彎曲力矩,該彎曲力矩之量足夠大且由所屬領域中熟知該技藝之人士所決定,使目標玻璃薄片由帶斷裂並分離。
如上述之發明內容,邊緣抑制器ER1、ER2、ER3及ER4以與玻璃帶之彈性部份大致相同之垂直速度行進。在邊緣抑制器上方,可在黏滯區域EZ及/或黏滯彈性區域VZ中藉由一連串的固定式滾輪對FR1、FR2、FR3及FR4,更進一步在邊緣部份使玻璃帶牢固並導引玻璃帶。固定式滾輪對實際上可為拉式滾輪(pulling roller)、邊緣滾輪(edge roller)或短軸滾輪(stub roller),該等滾輪係藉由馬達(主動)或閒置(被動)所驅動,或兩種類型之組合。該等滾輪之軸可與重力向量大致平行,或相對於重力向量具有一角度。因此,固定式滾輪對將玻璃帶固定定位,在某種程度上使玻璃帶穩定,並對玻璃帶之彈性部份提供所欲速度。當操作時,相當希望固定式滾輪不會相對於玻璃表面滑動。因此,希望定位於彈性區域之滾輪之表面速度與玻璃帶之彈性區域之總速度大致相同。在某些所欲之熔融下拉式製程及流孔下拉式製程中(其中玻璃帶以大致平行於重力向量之速度行進),希望固定式滾輪總共對玻璃帶提供V1之向下速度。在該等實施例中,固定式滾輪對及邊緣抑制器之組合共同使成形裝置下方之玻璃帶穩定。
在本發明之製程之某些實施例中,希望在步驟(H)之後但在步驟(I)之前,執行步驟(H1):
(H1)將F1及F2連續地減少至大致為零。
藉由執行步驟(H1),在緊接於玻璃薄片由玻璃帶彎曲並分離之後,劃痕線上方之玻璃帶將大致上由ER1及ER2維持被抑制。一般相信,F1及/或F2之突然減少至大致為零(例如,經由ER1及ER2之張力在短時間內完全消除)可造成儲存於玻璃帶中之(由張力造成的)能量無法控制地釋放,這可導致不希望之玻璃帶移動之產生,該移動可向上傳播至黏滯彈性區域VEZ,且甚至傳播至黏滯區域VZ。緩慢地且經控制地由劃痕線上方之玻璃帶減少F1及F2(因此緩慢地且經控制地由劃痕線上方之玻璃帶移除F1及F2)使儲存於玻璃帶中之能量得以緩慢地被釋放及吸收,該能量係來自當劃痕、彎曲及分離時被強迫之形變。希望每當施加F1及F2至玻璃帶之後,F1及F2之量值大致相同,且F1及F2之方向大致相反。
在某些實施例中,在步驟(H)之後但在步驟(I)之前,可選擇在上述之步驟(H1)之後,執行步驟(H2):
(H2)將F1及F2之方向反轉。
一般相信,藉由將F1及F2之方向反轉,亦即,在彎曲及分離之後,並在F1及F2皆被減少至大致為零之後,藉由將經由ER1及ER2施加之力由張力改變為壓縮力,可有利於保持玻璃帶之曲度(弓曲)方向。所屬領域中熟知該技藝之人士可決定步驟(H2)中壓縮力F1及F2之正確大小,使得玻璃帶不致被顯著地壓縮而沿著玻璃帶之寬度(W1)曲度至以下的程度:比未在玻璃帶上施加側向力(亦即,F1=F2=0)時之原始曲度顯著地大得多的程度。與步驟(H1)相似,在步驟(H2)之後,通常希望在步驟(I)之前,力F1及F2逐漸被減少至零,使得由於F1及F2之減少及消除,不致產生不希望之玻璃帶移動。
如上所述,藉由利用邊緣抑制器ER1及ER2,本發明可在劃痕、彎曲及分離時使玻璃帶穩定。在ER1、ER2、ER3及ER4及/或突緣接合後,玻璃帶在劃痕線上方可大致為平的。在某些有利之實施例中,在將邊緣抑制器接合至玻璃帶之前,玻璃帶由PR1至PR2展現曲度。此種自然的曲度可由以下原因造成:例如,有目的之成形設置,成形後冷卻以及由張力及/或壓縮力所造成之機械性施加,該張力及/或壓縮力係藉由驅動機制所施加,諸如邊緣拉式滾輪、短軸滾輪或其類似機制。當從表面S2之側邊觀看時,由PR1至PR2之此種曲度可具有突出之中央區域CR2之形狀,稱為「碗形(bowl-shape)」,或具有凹入之中央區域CR1之形狀,稱為「圓頂形(dome-shape)」。
如上所述,當目標玻璃薄片由玻璃帶劃痕、彎曲並分離時,若在ER1、ER2、ER3及ER4及/或突緣接合前,玻璃帶展現如上所討論之由PR1至PR2之曲度,則相當希望玻璃帶之該曲度轉為反向。此種曲度曲度反轉有時被稱為「弓曲突現(bow-popping)」,該弓曲突現可造成顯著的薄片移動量,該移動可向上移動至黏滯彈性區域VEZ中及/或黏滯區域VZ中,這可接著影響玻璃帶之特性,諸如壓力及壓力分布、厚度變化及其近似特性。為了更使玻璃帶穩定,在本發明之某些實施例中,更希望在步驟(F)之前執行步驟(E1):
(E1) 在該水平線SL之上方施加力F5至該彈性區域,使得在步驟(F)及(G)之時,該曲度不致反轉(reverse),且保持至步驟(I)之後。
因此,為達此目的,希望力F5之方向加強該曲度。因此,當由S1之表面觀看時,若該曲度展現由PR1至PR2之凹入(凹陷),則希望F5由S1指向S2,反之亦然。在某些實施例中,可在步驟(F)、(G)及(H)時執行步驟(E1),亦即,在玻璃帶之伸張、劃痕、彎曲及分離時。可根據以下方式之一者施加力F5,例如:
(F5a)在S2之側保持比S1之側高之空氣壓力;
(F5b)對S2之CR2之部份噴出氣流,使得S2被推向S1;
(F5c)藉由接觸CR2之針銷(pin),將S2推向S1;及
(F5d)步驟(F5a)、(F5b)及(F5c)之至少兩者之組合。
若選擇步驟(F5b)產生力F5,在某些實施例中,可選擇該氣流在CR2之接觸區域在劃痕線上方50cm以內,在某些實施例中在劃痕線上方40cm以內,在某些其他實施例中在劃痕線上方30cm以內,在某些其他實施例中在劃痕線上方20cm以內。一般而言,F5所施加至之主要區域與劃痕線之間的短距離使小量的F5得以達成形狀保持之功效。因此,在該等實施例中,力F5可小於20牛頓,在某些實施例中小於10牛頓,在某些實施例中小於5牛頓。
在本發明之製程之某些實施例中,步驟(G)先於步驟(F),亦即,在劃痕步驟時,邊緣抑制器ER1及ER2並不對玻璃帶之周邊區域施加張力。此種實施例可被有利地採行於玻璃帶具有相對小的寬度之處,諸如比2000mm窄之處,玻璃帶在該處一般展現為相對較高之抗撓性,或者玻璃帶在步驟(B)、(C)、(D)及(E)之前在該處大致上為平面且並不展現由一側至另一側之曲度。然而,在某些實施例中,在步驟(G)之前執行步驟(F)相當有利,使得在劃痕之步驟時,玻璃帶在劃痕線上方藉由張力F1及F2被穩定。應理解,儘管邊緣抑制器ER1及ER2在不有意地施加張力F1及F2之情況下,提供一些邊緣抑制功能,應用F1及F2可產生以下功能:使玻璃帶更抗撓,及使玻璃帶與突緣條NB吻合,該突緣條NB可為平的。
在步驟(G),可使用突緣條NB支承表面S2上接近劃痕線SL之區域,使得機械性劃痕輪可沿著劃痕線SL壓在表面S1上,對表面S1刻線以形成由PR1延伸至PR2之連續的刻痕。如前所述,在某些實施例中希望SL大致上為水平並與重力向量垂直,儘管在其他實施例中亦可接受歪斜的劃痕線,該歪斜的劃痕線對重力向量成非零之角度。突緣條NB支承玻璃帶,並在機械輪於表面S1之上下壓時防止玻璃帶移動。突緣條之材料、形狀、位置及操作,以及劃痕輪之位置、材料及操作可在例如WO08/140,677及WO08/140,678中找到。
因此在某些實施例中,突緣條NB包含:一塊大致為平之材料,該材料接觸S2並由PR3及PR4延伸。當以垂直於S1之方向由S1觀看時,劃痕線SL可因此位於突緣條NB區域內,或位於突緣條NB區域之稍上方或稍下方。由於玻璃帶將突緣條NB及劃痕線SL分離,在所有這三種情境中,突緣條區域被視為位於劃痕線SL之接近區域。一般相信,在突緣條NB區域覆蓋劃痕線SL之處,由於提供直接支承,玻璃帶較為穩定。
在某些實施例中,在步驟(H),當玻璃帶被彎曲並分離時,突緣條保持與玻璃帶之表面S2直接接觸。在該等實施例中,突緣條NB提供至少一部份之力F4,該力F4連同F3產生彎曲力矩,玻璃帶需要該彎曲力矩以彎曲並分離。
在步驟(H)的最後,玻璃薄片由玻璃帶分離,此後邊緣抑制器ER1及ER2在步驟(I)由玻璃帶鬆開。在步驟(H)中,在突緣條NB接觸S2之處,希望突緣條NB在步驟(I)之時或之後由S2鬆開。
如上所述且如第5圖所圖示,在某些實施例中,接觸表面S2之突緣條NB可為平的。在該等實施例中,希望在步驟(G)(表面S1在此步驟中被劃痕)之前執行步驟(F),使得玻璃帶被張力F1及F2拉平,以與平的突緣條吻合。在某些實施例中,使用第4圖所圖示之彎曲突緣條相當有利,該彎曲突緣條可經調整以與S2及/或S1之曲度吻合,而不致大幅改變S2之曲度。吻合性突緣可經調適成僅接觸S2,或S1及S2兩者。WO08/140,677及WO08/140,678提供此種吻合性突緣之細節,包含:材料選擇、結構及操作,兩專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。在利用吻合性突緣之此種實施例中,不在步驟(G)之前執行步驟(F)係相當有利,使得張力F1及F2不被施加而改變玻璃帶之表面曲度。在該等實施例中,步驟(F)有利地在步驟(G)之後,但在步驟(H)之前執行,使得當彎曲及分離時,玻璃帶藉由邊緣抑制器ER1及ER2更被穩定及伸張。此外,在某些實施例中,在步驟(H)中調整突緣曲度係為有利,使得突緣大致上為平的,以協助玻璃帶之彎曲及分離。更進一步,在該等實施例中,以下做法為有利:在步驟(H)之後但在在步驟(I)之前調整突緣曲度,以吻合執行步驟(G)之前S2之曲度,使得當ER1及ER2由玻璃帶鬆開時,玻璃帶之曲度可回復至玻璃帶之自然形狀,該自然形狀係當邊緣抑制器及突緣條所在曾之外加伸張或壓縮不存在時。
本發明之邊緣抑制器可具有各樣形式。例如,ER1及ER2之每一者可為吸盤、夾具或滾輪對。無論是吸盤材料或夾具材料或滾輪對材料,直接接觸表面S1及/或S2之材料可有利地由高溫聚合物所構成,諸如矽膠、鐵氟龍及其類似聚合物。邊緣抑制器與S1及/或S2之周邊區域建立緊密的接觸,邊緣抑制器可以與V1大致相同之速度向下行進,且可以所欲之大小經由表面接觸對玻璃帶施加張力及/或壓縮力。玻璃薄片處理領域中熟知該技藝之人士可根據所要處理之玻璃帶之尺寸、速度、厚度、溫度及其他參數,設計並選擇吸盤、夾具及邊緣滾輪之合適的材料、尺寸、結構及致動裝置。
在某些實施例中,邊緣抑制器ER1及ER2在步驟(F)、(G)及(H)僅接觸S1且不接觸S2。在某些實施例中,邊緣抑制器ER1及ER2在步驟(F)、(G)及(H)僅接觸S2且不接觸S1。在其他實施例中,邊緣抑制器ER1及ER2在步驟(F)、(G)及(H)接觸S2及S1兩者。在某些實施例中,邊緣抑制器ER3及ER4在步驟(F)、(G)及(H)僅接觸S1且不接觸S2。在其他實施例中,邊緣抑制器ER3及ER4在步驟(F)、(G)及(H)僅接觸S2且不接觸S1。在其他實施例中,邊緣抑制器ER3及ER4在步驟(F)、(G)及(H)接觸S2及S1兩者。在使用夾具作為邊緣抑制器之處,夾具典型地接觸S2及S1兩者,以提供所需之抑制、伸張及壓縮功能。在使用吸盤作為邊緣抑制器之處,可選擇要接觸S1及S2之一側或兩側。
從以上描述可清楚看到,當在第1圖、第2圖及第3圖中之玻璃帶之每一周邊區域PR1及PR2僅圖示一個邊緣抑制器ER1及ER2時,可使用多個邊緣抑制器ER1及ER2以同時地或接續地接觸帶之表面S1及/或S2。例如,在每一周邊區域PR1或PR2中,可使用兩個、三個或甚至多個邊緣抑制器ER1及ER2以集體提供邊緣抑制、導引及伸張功能。接觸PR1之多個邊緣抑制器ER1可稱為ER1(1)、ER1(2)、……、ER1(n),且接觸PR2之多個邊緣抑制器ER2可稱為ER2(1)、ER2(2)、……、ER2(n),依此類推。ER1(1)、ER1(2)、……、ER1(n)之位置可形成水平線或垂直線、三角形態、方形形態、圓形形態,及其類似形態。類似地,ER2(1)、ER2(2)、……、ER2(n)之位置可形成水平線或垂直線、三角形態、方形形態、圓形形態,及其類似形態。然而,在某些實施例中希望由ER1(1)、ER1(2)、……、ER1(n)之位置所形成之形態與由ER2(1)、ER2(2)、……、ER2(n)之位置所形成之形態對稱於S1之中央線CL1。此外,ER1(1)、ER1(2)、……、ER1(n)及ER2(1)、ER2(2)、……、ER2(n)之操作係有利地經同步化,且形態對稱於中央線CL1。藉由使用諸如行進式砧機之共同平台,可相對容易地達成此種同步化及對稱。
類似地,從以上描述可清楚看到,當在第1圖、第2圖及第3圖中之玻璃帶之每一周邊區域PR1及PR2僅圖示一個邊緣抑制器ER3及ER4時,可使用多個邊緣抑制器ER3及ER4以同時地或接續地接觸帶之表面S1及/或S2。例如,在每一周邊區域PR1或PR2中,可使用兩個、三個或甚至多個邊緣抑制器ER3及ER4以集體提供邊緣抑制、導引及伸張功能。接觸PR1之多個邊緣抑制器ER3可稱為ER3(1)、ER3(2)、……、ER3(n),且接觸PR2之多個邊緣抑制器ER4可稱為ER4(1)、ER4(2)、……、ER4(n),依此類推。ER3(1)、ER3(2)、……、ER3(n)之位置可形成水平線或垂直線、三角形態、方形形態、圓形形態,及其類似形態。類似地,ER4(1)、ER4(2)、……、ER4(n)之位置可形成水平線或垂直線、三角形態、方形形態、圓形形態,及其類似形態。然而,在某些實施例中希望由ER3(1)、ER3(2)、……、ER3(n)之位置所形成之形態與由ER4(1)、ER4(2)、……、ER4(n)之位置所形成之形態對稱於S1之中央線CL1。此外,ER3(1)、ER3(2)、……、ER3(n)及ER4(1)、ER4(2)、……、ER4(n)之操作係有利地經同步化,且形態對稱於中央線CL1。藉由使用諸如機器人工具之共同平台,可相對容易地達成此種同步化及對稱。
在某些實施例中,為了使邊緣抑制器ER1及ER2之操作同步化,邊緣抑制器ER1及ER2可被安裝在單一平台上,該平台由玻璃帶之一個周邊區域延伸至其他周邊區域,該平台可以與V1大致相同之速度行進,V1為當操作時玻璃帶之速度。在某些實施例中,平台可有利地往返垂直移動,使得在多個伸張、劃痕、彎曲及分離操作中可重複步驟(B)至步驟(I),此外,在某些實施例中,希望邊緣抑制器ER1及ER2、突緣條及劃痕組件係安裝在單一平台上,該平台可往返垂直移動並允許重複操作。此種平台有時被稱為行進式砧機(TAM),因為行進式砧機在劃痕、彎曲及分離步驟時提供砧之功能。TAM之詳細敘述提供於,例如,美國專利號第6,616,025及WO08/133,800中,兩專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。
邊緣抑制器ER3及ER4有利地為機器人工具之部份,該機器人工具用於在垂直下拉式製程之BOD區域處理玻璃。ER3及ER4可共同地或單獨地提供所需之開離力F3,該開離力F3使玻璃帶沿著劃痕線彎曲並斷開。在步驟(H)之最後以及在步驟(I)中,ER3及ER4可將經分離之玻璃薄片帶至下游位置或機制,諸如條板箱、輸送帶、輸送平台及其類似機制。機器人工具之敘述提供於,例如,美國專利號第6,616,025中,該專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。
如上所述,本發明之製程對於玻璃製作製程特別有利,諸如熔融下拉式製程、流孔下拉式製程或重拉製程,其中除了要被劃痕、彎曲及分離之彈性區域以外,母材玻璃帶包含:直接與彈性區域連接之黏滯彈性區域,該黏滯彈性區域可被彈性區域中之移動負面地影響。黏滯彈性區域可以垂直速度V1’行進,該速度V1’大致與V1相等,或由於此區域可能變薄而稍微小於V1。在某些實施例中,黏滯彈性區域在劃痕線上方10公尺內,在某些實施例中在5公尺內,在其他實施例中在3公尺內,在其他實施例中在2公尺內,在其他實施例中在1公尺內,在其他實施例中在0.5公尺內。
如上所述,本發明之製程對於玻璃製作製程特別有利,諸如熔融下拉式製程、流孔下拉式製程或重拉製程,其中除了要被劃痕、彎曲及分離之彈性區域以外,母材玻璃帶包含:直接與彈性區域連接且在彈性區域上方之黏滯彈性區域,以及直接與黏滯彈性區域連接且在黏滯彈性區域上方之黏滯區域,該該黏滯區域可被彈性區域中之移動負面地影響。在某些實施例中,黏滯區域在劃痕線上方12公尺內,在某些實施例中在10公尺內,在某些實施例中在8公尺內,在某些實施例中在5公尺內,在其他實施例中在3公尺內。
如上所述,本發明之製程對於用於玻璃薄片製作之製程特別有利,該玻璃薄片具有母材帶,該母材帶具有由比例W1/T1所定義之高可撓性(低抗撓性)。特別地,本發明之製程對於製作玻璃薄片特別有利,該玻璃薄片具有至少1000之W1/T1比例,在某些實施例中至少2000,在某些其他實施例中至少3000,在某些其他實施例中至少5000,在某些其他實施例中至少6000,在某些其他實施例中至少7000,在某些其他實施例中至少8000,在某些其他實施例中至少9000,在某些其他實施例中至少10000。看似簡單的邊緣抑制器ER1及ER2使製程穩定度顯著改善,並使產品特性一致,特別是具有高W1/T1比例之玻璃薄片之厚度變化、壓力及壓力分布。
特別地,本發明製程對於製作玻璃薄片特別有利,該玻璃薄片具有至多1.0mm之厚度T1,在某些實施例中至多0.8mm,在某些實施例中至多0.7mm,在某些其他實施例中至多0.6mm,在某些實施例中至多0.4mm,在某些其他實施例中至多0.3mm,在步驟(G)中,表面S1上之劃痕線可藉由機械劃痕形成,該機械劃痕使用機械劃痕輪,該機械劃痕輪之細節於WO08/133,800之中,該專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。另外,描述於例如WO08/140,818、WO09/045,319、WO09/067,164及WO09/091,510之中之雷射劃痕亦可用以製作劃痕線,該等專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。雷射劃痕及使用邊緣抑制器之組合可特別有利於製作具有低抗撓性之玻璃薄片,諸如上述具有大寬度及/或低厚度之玻璃薄片。
如上所述,在連續玻璃製程中,提供於步驟(A)之中之母材玻璃帶通常為連續的,且玻璃帶需要被重複地劃痕並分離,以製作多個玻璃薄片產品。在此種連續玻璃薄片製程中,諸如使用熔融下拉式玻璃成形技術之製程中,可重複步驟(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)及(H),特別是在使用具有可往返垂直移動的TAM之處,使得可連續地製作多個玻璃薄片,而具有一致之品質及顯著的製程穩定度。機器人工具可經程式化,以重複以下動作:將邊緣抑制器ER3及ER4與玻璃帶表面接合、彎曲玻璃帶、將經分離之玻璃帶輸送至下游裝置、由邊緣抑制器ER3及ER4鬆開玻璃薄片,且然後回到預定位置以接合下一輪中將要被分離的玻璃帶。
因此,步驟(A)之例子可包含以下步驟:
(A1)提供玻璃熔體(glass melt);
(A2)藉由熔融下拉式製程或流孔下拉式製程,由該玻璃熔體形成連續玻璃帶;及
(A3)冷卻該連續玻璃帶,以形成該母材玻璃帶。
熔融下拉式製程係詳述於例如WO03/014,032及WO05/081,888之中,該等專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容。
本發明所揭露之第二態樣係一種用於由連續行進之母材玻璃帶製作目標彈性玻璃薄片之設備,該母材玻璃帶包含:彈性部份,該彈性部份具有:第一主要表面S1、相對於S1之第二主要表面S2,S1包含:第一周邊區域PR1、第二周邊區域PR2及第一中央區域CR1,S2包含:相對於PR1之第三周邊區域PR3、相對於PR2之第四周邊區域PR4及相對於CR1之第二中央區域CR2,該設備包含:(I)至少一對可旋轉之邊緣滾輪(edge roller),該等邊緣滾輪具有相對於地面大致固定之軸,該等邊緣滾輪可與PR1、PR2、PR3及PR4接合(engage),以對該母材玻璃帶提供平行於重力向量之大致不變的向下速度V1;(II)劃痕裝置,該突緣裝置可在該第一主要表面S1上提供大致上水平之劃痕線;(III)突緣,該突緣係適於:(a)接觸及接合S2,以使該母材玻璃帶穩定;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)在將該母材玻璃帶由S2向S1彎曲時,提供垂直於S1之支承力F4;(IV)第一邊緣抑制器ER1,該第一邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線上方,接觸PR1及PR3之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供垂直於速度V1之張力F1;
(V)第二邊緣抑制器ER2,該第二邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線上方,接觸PR2及PR4之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供垂直於速度V1之張力F2,張力F2與F1反向;
(VI)第三邊緣抑制器ER3,該第三邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線下方,接觸PR1及PR3之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供彎曲力(bending force)F3之至少一部份,該彎曲力F3之方向垂直於S1並與F4相反;及
(VII)第四邊緣抑制器ER4,該第四邊緣抑制器係適於:(a)在該劃痕線下方,接觸PR2及PR4之至少一者;(b)以與V1大致相同之速度行進;及(c)提供該彎曲力F3之至少一部份。
本發明之設備之各樣組件已如上述。例如,在某些特別有利之實施例中,ER1、ER2及該突緣係全部安裝於單一平台(諸如TAM)上,該共同平台係適於:以與V1大致相同之速度行進。同樣地,在某些特別有利之實施例中,ER1及ER2係安裝於機器人工具上,如上所述。
在本發明之設備之某些實施例中,設備更包含:
(VIII)噴氣嘴,該噴氣嘴係適於:向CR2噴出氣流,以對該母材玻璃帶提供力F5,該力F5之方向由S1指向S2。
可根據特定薄片製作製程之需求決定該噴嘴提供之氣流之溫度及流率,該需求係基於以下因素:諸如薄片寬度、薄片厚度、薄片材料組成、薄片表面曲度及其近似因素。
在本發明之設備之某些實施例中,ER1、ER2、ER3及ER4可為吸盤或夾具。在某些實施例中,ER1、ER2、ER3及ER4包含:制動器(actuator)、閥及其他控制機制,可使用該控制機制以依照需求調整吸盤及/或夾具之位置、施加之真空、夾具力量、張力、壓縮力、接合、脫離及其類似物。
在某些實施例中,建議邊緣抑制器ER1及ER2距離劃痕線為70mm至150mm。實驗室測試建議可使用更寬的範圍,例如,50mm至200mm。裝備空間限制可為另一決定性因素。在某些實施例中,為了節省空間,吸盤ER1及ER2係與機器人工具吸盤ER3及ER4水平對齊。吸盤ER1及ER2必須可提供(accommodate)如機器人工具之薄片行進。盤之調適可為垂直、水平或三角形,每一側面具有2至3個抑制器單位,以給予足夠之負載攜帶能力(無滑動以及長的吸盤壽命)。吸盤可由S1及/或S2之側面上與玻璃帶接合。在某些實施例中,相當希望ER3及ER4至少與S1接合,因為在步驟(H)時,當玻璃帶被彎曲並分離,玻璃帶將推動而非拉動ER3及ER4,而產生更為穩定之製程。在某些實施例中,視諸如薄片尺寸、薄片厚度及其類似因素而定,張力F1及F2之範圍可由0至50磅(0至222牛頓)。在某些有利之實施例中,邊緣抑制器ER1及ER2具有所有如現有的機器人工具之位置對齊能力。如果使用塑膠材料以製作ER1及ER2,ER1及ER2可熱屏蔽於較熱之上游組件。在某些實施例中,ER1及ER2被放置在關節臂(articulating arm)上,使得當某些情況下(諸如上游災難性的薄片破裂),ER1及ER2可自落下之玻璃塊之路徑被移開。
第7圖圖示基於動態製程模擬,藉由使用根據本發明之一個實施例之邊緣抑制器,所帶來的玻璃帶移動減少及玻璃帶曲度增強之影響。在本圖中,橫軸為時間(秒),縱軸圖示接近劃痕線之玻璃表面及具有固定位置的感測器之間之距離,700代表平突緣條,範圍701表示劃痕期間,範圍703表示當劃痕輪不接觸玻璃表面時之劃痕後期間,實線曲線705表示一實施例,在該實施例中玻璃帶並不被根據本發明之邊緣抑制器所抑制,虛線曲線707表示一實施例,在該實施例中玻璃帶被根據本發明之邊緣抑制器所抑制。在使用根據本發明之邊緣抑制器之實施例中,玻璃帶移動被顯著地減少,且弓曲形狀被加強(弓曲突現之傾向減少)。
以下事項對所屬領域中熟知該技藝之人士而言係顯而易見:可對本發明進行各樣修改及改變,而不偏離本發明之範疇及精神。因此,本發明意欲涵蓋本發明之修改及改變,只要該修改及改變在隨附請求項及等效物之範疇內。
VZ...黏滯區域
VEZ...黏滯彈性區域
EZ...彈性區域
S1...表面
S2...表面
CL1...中央線
CL2...中央線
V1...速度
CR1...中央區域
CR2...中央區域
SL...劃痕線
NB...突緣條
TP...目標點
TA...行進式砧機
F1...力
F2...力
F3...力
F4...力
F5...力
PR1...周邊區域
PR2...周邊區域
PR3...周邊區域
PR4...周邊區域
ER1...邊緣抑制器
ER2...邊緣抑制器
ER3...邊緣抑制器
ER4...邊緣抑制器
FR1...滾輪
FR2...滾輪
FR3...滾輪
FR4...滾輪
601...玻璃帶位置
603...玻璃帶位置
605...突緣條
700...平突緣條
701...劃痕期間
703...劃痕後期間
705...玻璃表面及感測器之間之距離
707...玻璃表面及感測器之間之距離
在隨附圖式中:
第1圖綱要性地圖示當由表面S1之側觀看時,依據本發明之製程之實施例所操作之設備之俯視圖。
第2圖綱要性地圖示當由表面S2之側觀看時,第1圖中所圖示之相同設備之俯視圖。
第3圖綱要性地圖示第1圖中所圖示之相同設備之側視圖。
第4圖綱要性地圖示依據本發明之製程之實施例所操作之玻璃帶之截面,在該截面處利用吻合性(conformable)突緣。
第5圖綱要性地圖示依據本發明之製程之實施例所操作之玻璃帶之截面,在該截面處利用平突緣。
第6圖係圖示在薄片曲度上劃痕之影響之圖表。
第7圖係一圖表,該圖表圖示在使用及未使用本發明之邊緣抑制器時,在薄片曲度上劃痕,在劃痕時一段時間及在劃痕後一段時間內之影響。
VZ...黏滯區域
VEZ...黏滯彈性區域
EZ...彈性區域
S1...表面
CL1...中央線
V1...速度
CR1...中央區域
SL...劃痕線
TP...目標點
NB...突緣條
F1...力
F2...力
PR1...周邊區域
PR2...周邊區域
ER1...邊緣抑制器
ER2...邊緣抑制器
ER3...邊緣抑制器
ER4...邊緣抑制器
FR1...滾輪
FR2...滾輪
FR3...滾輪
FR4...滾輪
Claims (20)
- 一種用於製作一目標玻璃薄片之製程,該製程包含以下步驟:(A)提供一母材玻璃帶(precursor glass ribbon),該母材玻璃帶包含:一彈性部份,該彈性部份具有一厚度(T1)、一寬度(W1)、一第一主要表面(S1)及一相對於該第一主要表面(S1)之第二主要表面(S2),該第一主要表面(S1)具有一目標點(TP),該目標點(TP)以一第一速度(V1)平行於重力向量行進(travel),該第一主要表面(S1)包含:一第一周邊區域(PR1)、一第二周邊區域(PR2)及一第一中央區域(CR1);該第二主要表面(S2)包含:一第三周邊區域(PR3)、一第四周邊區域(PR4)及一第二中央區域(CR2),其中該第一周邊區域(PR1)係與該第三周邊區域(PR3)呈相對關係,該第二周邊區域(PR2)係與該第四周邊區域(PR4)呈相對關係,且該第一中央區域(CR1)係與該第二中央區域(CR2)呈相對關係;(B)在穿過該目標點(TP)之一水平線(SL)之上方,將一第一邊緣抑制器(restrainer)(ER1)與該第一周邊區域(PR1)及該第三周邊區域(PR3)之至少一者於一第一抑制器位置接觸,該第一邊緣抑制器(ER1)以與該第一速度(V1)大致相同之速度向下行進;(C)在該水平線(SL)之上方,將一第二邊緣抑制器(ER2)與該第二周邊區域(PR2)及該第四周邊區域(PR4)之至少一 者於一第二抑制器位置接觸,該第二邊緣抑制器(ER2)以與該第一速度(V1)大致相同之速度向下行進;(D)在該水平線(SL)之下方,將一第三邊緣抑制器(ER3)與該第一周邊區域(PR1)及該第三周邊區域(PR3)之至少一者於一第三抑制器位置接觸;(E)在該水平線(SL)之下方,將一第四邊緣抑制器(ER4)與該第二周邊區域(PR2)及該第四周邊區域(PR4)之至少一者於一第四抑制器位置接觸,該第四邊緣抑制器(ER4)以與該第一速度(V1)大致相同之速度向下行進;(F)在該第一邊緣抑制器(ER1)之處對該彈性部份施加一第一張力(tensioning force)(F1),該第一張力(F1)垂直於該第一速度(V1),並在該第二邊緣抑制器(ER2)之處對該彈性部份施加一第二張力(F2),該第二張力(F2)反向於該第一張力(F1);(G)於該第一邊緣抑制器(ER1)及該第二邊緣抑制器(ER2)之位置下方,在該第一主要表面(S1)上沿著該水平線(SL)形成一橫截之劃痕線(score-line);(H)在該劃痕線下方對該彈性部份施加一開離力(breaking force)(F3),該開離力(F3)垂直於該彈性部份,並在該劃痕線上方以反向於該開離力(F3)的方向,對該彈性部份施加一支承力(supporting force)(F4),該開離力(F3)之方向由該第一主要表面(S1)指向該第二主要表面(S2),藉此沿著該劃痕線破壞該彈性部份,以在該劃痕線下方獲得該目標玻璃薄片;及 (I)在步驟(H)之後,由該彈性部份鬆開該第一邊緣抑制器(ER1)及該第二邊緣抑制器(ER2)。
- 如請求項1所述之製程,更在步驟(H)之後但在步驟(I)之前,包含一步驟(H1):(H1)將該第一張力(F1)及該第二張力(F2)連續地減少至大致為零。
- 如請求項1或2所述之製程,其中在步驟(B)、(C)、(D)、(E)及(F)之前,該第二主要表面(S2)在該水平線(SL)之上方展現一由該第一周邊區域(PR1)至該第二周邊區域(PR2)之曲度(curvature)。
- 如請求項1或2所述之製程,其中步驟(F)先於步驟(G)。
- 如請求項4所述之製程,其中在步驟(G)之時,一突緣(nosing)於接近該劃痕線之處與該第二主要表面(S2)接觸。
- 如請求項5所述之製程,其中在步驟(H)之時,該突緣與該第二主要表面(S2)保持接觸。
- 如請求項1或2所述之製程,其中在步驟(G)之時, 一突緣於接近該劃痕線之處與該第二主要表面(S2)接觸。
- 如請求項7所述之製程,其中在步驟(G)之時,該突緣於接近該劃痕線之處與該第二主要表面(S2)接觸,且該突緣係經調整以與該第二主要表面(S2)之曲度吻合,而大致不使該第二主要表面(S2)之曲度變形。
- 如請求項8所述之製程,其中在步驟(G)之後,在步驟(H)之時,該突緣與該第二主要表面(S2)保持接觸,且該突緣係經調整以保持該接觸區域為大致為一平面。
- 如請求項9所述之製程,其中在步驟(H)之後,在步驟(I)之時或之後,在該突緣由該第二主要表面(S2)被鬆開之前,該突緣係經調整以將該第二主要表面(S2)之曲度回復為步驟(G)之前之曲度。
- 如請求項1或2所述之製程,其中在步驟(G)之時,一突緣於接近該劃痕線之處與該第二主要表面(S2)接觸,且該第一邊緣抑制器(ER1)、該第二邊緣抑制器(ER2)及該突緣係固定於一平台上,該平台可往返垂直移動。
- 如請求項1或2所述之製程,其中該母材玻璃帶更包含:一黏滯彈性(visco-elastic)區域,該黏滯彈性區域在該劃痕線上方10公尺內以一第二速度(V2)行進,在某些實 施例中係在該劃痕線上方5公尺內以該第二速度(V2)行進,其中該第二速度(V2)與該第一速度(V1)平行。
- 如請求項12所述之製程,其中該母材玻璃帶更包含:一黏滯(viscous)區域,該黏滯區域在該黏滯彈性區域上方5公尺內。
- 如請求項1或2所述之製程,其中該彈性部份之該寬度(W1)除以該厚度(T1)的比例至少為1000。
- 如請求項1或2所述之製程,其中該彈性部份之該厚度(T1)至多為1.0mm。
- 如請求項1或2所述之製程,其中步驟(A)包含以下步驟:(A1)提供一玻璃熔體(glass melt);(A2)藉由一熔融下拉式(fusion down-draw)製程或一流孔下拉式(slot down-draw)製程,由該玻璃熔體形成一連續玻璃帶;及(A3)冷卻該連續玻璃帶,以形成該母材玻璃帶。
- 一種用於由一連續行進之母材玻璃帶製作一目標彈性玻璃薄片之設備,該母材玻璃帶包含:一彈性部份,該彈性部份具有:一第一主要表面(S1)、一相對於該第一 主要表面(S1)之第二主要表面(S2),該第一主要表面(S1)包含:一第一周邊區域(PR1)、一第二周邊區域(PR2)及一第一中央區域(CR1),該第二主要表面(S2)包含:一相對於該第一周邊區域(PR1)之第三周邊區域(PR3)、一相對於該第二周邊區域(PR2)之第四周邊區域(PR4)及一相對於該第一中央區域(CR1)之第二中央區域(CR2),該設備包含:(I)至少一對可旋轉之邊緣滾輪(edge roller),該等邊緣滾輪具有相對於地面大致固定之軸,該等邊緣滾輪可與該第一周邊區域(PR1)、該第二周邊區域(PR2)、該第三周邊區域(PR3)及該第四周邊區域(PR4)接合(engage),以對該母材玻璃帶提供一平行於重力向量之向下之速度(V1);(II)一劃痕裝置,該劃痕裝置可在該第一主要表面(S1)上提供一大致上水平之劃痕線。(III)一突緣,該突緣係適於:(a)接觸及接合該第二主要表面(S2),以使該母材玻璃帶穩定;(b)以與該向下之速度(V1)大致相同之速度行進;及(c)在將該母材玻璃帶由該第二主要表面(S2)向該第一主要表面(S1)彎曲時,提供一垂直於該第一主要表面(S1)之支承力(F4);(IV)一第一邊緣抑制器(ER1),該第一邊緣抑制器(ER1)係適於:(a)在該劃痕線上方,接觸該第一周邊區域(PR1)及該第三周邊區域(PR3)之至少一者;(b)以與該向下之速度(V1)大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供垂直於該向下之速度(V1)之一第一張力(F1);(V)一第二邊緣抑制器(ER2),該第二邊緣抑制器(ER2) 係適於:(a)在該劃痕線上方,接觸該第二周邊區域(PR2)及該第四周邊區域(PR4)之至少一者;(b)以與該向下之速度(V1)大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供一垂直於該向下之速度(V1)之一第二張力(F2),該第二張力(F2)與該第一張力(F1)反向;(VI)一第三邊緣抑制器(ER3),該第三邊緣抑制器(ER3)係適於:(a)在該劃痕線下方,接觸該第一周邊區域(PR1)及該第三周邊區域(PR3)之至少一者;(b)以與該向下之速度(V1)大致相同之速度行進;及(c)對該彈性部份提供一彎曲力(bending force)(F3)之至少一部份,該彎曲力(F3)在與該支承力(F4)反向的方向垂直於該第一主要表面(S1);及(VII)一第四邊緣抑制器(ER4),該第四邊緣抑制器(ER4)係適於:(a)在該劃痕線下方,接觸該第二周邊區域(PR2)及該第四周邊區域(PR4)之至少一者;(b)以與該向下之速度(V1)大致相同之速度行進;及(c)提供該彎曲力(F3)之至少一部份。
- 如請求項17所述之設備,其中該第一邊緣抑制器(ER1)、該第二邊緣抑制器(ER2)及該突緣係全部安裝於一共同平台上,該共同平台係適於:以與該向下之速度(V1)大致相同之速度行進。
- 如請求項17或18所述之設備,更包含:(VIII)一噴氣嘴,該噴氣嘴係適於:向該第二中央區域 (CR2)噴出一氣流,以對該母材玻璃帶提供一力(F5),該力(F5)之方向由該第一主要表面(S1)指向該第二主要表面(S2)。
- 如請求項17或18所述之設備,其中該第一邊緣抑制器(ER1)、該第二邊緣抑制器(ER2)、該第三邊緣抑制器(ER3)及該第四邊緣抑制器(ER4)係吸盤(suction cup)或夾具(clamp)。
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CN102992591B (zh) * | 2012-11-09 | 2015-05-27 | 陕西彩虹电子玻璃有限公司 | 一种玻璃基板生产中成型形状的控制方法 |
DE102014100750B4 (de) * | 2013-04-30 | 2023-08-17 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von Glaskomponenten |
DE102013105734A1 (de) | 2013-06-04 | 2014-12-04 | Schott Ag | Verfahren zum Wiederziehen von Glas |
JP6351715B2 (ja) * | 2013-06-25 | 2018-07-04 | コーニング インコーポレイテッド | 移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する方法および装置 |
WO2014209926A1 (en) | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Corning Incorporated | Glass ribbon breaking devices and methods of producing glass sheets |
WO2016060646A1 (en) | 2014-10-14 | 2016-04-21 | Heraeus Tenevo Llc | Apparatus and method for preform or tube drawing based on its viscosity |
KR102339936B1 (ko) * | 2014-12-22 | 2021-12-16 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 유리판의 제조 장치 |
TWI657058B (zh) * | 2014-12-22 | 2019-04-21 | 日商日本電氣硝子股份有限公司 | 玻璃板之製造裝置 |
JP6388210B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2018-09-12 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスリボンの製造装置及びガラスリボンの製造方法 |
CN104556658B (zh) * | 2014-12-27 | 2018-01-19 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种固定液晶基板玻璃的装置及其固定方法 |
JP6952689B2 (ja) * | 2015-10-30 | 2021-10-20 | コーニング インコーポレイテッド | ガラスリボンを分割するための装置及び方法 |
US11760683B2 (en) * | 2017-09-26 | 2023-09-19 | Corning Incorporated | Glass manufacturing apparatus and methods for separating a glass ribbon |
US20210024412A1 (en) * | 2017-10-06 | 2021-01-28 | Corning Incorporated | Apparatus and method for processing a glass sheet |
KR20210104797A (ko) * | 2018-12-21 | 2021-08-25 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 유리판 제조 방법 및 그 제조 장치 |
CN112573837A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-30 | 沙河市禾木新能源有限公司 | 一种柔性玻璃连续式化学强化的方法 |
CN113735430A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-03 | 郑州旭飞光电科技有限公司 | 超薄玻璃边料的分离装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090250497A1 (en) * | 2005-05-17 | 2009-10-08 | Judy Kathleen Cox | Method and apparatus for separating a pane of brittle material from a moving ribbon of the material |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1469379A (en) * | 1919-07-07 | 1923-10-02 | Libbeyowens Sheet Glass Compan | Sheet-glass-drawing mechanism |
US1885245A (en) | 1929-02-21 | 1932-11-01 | Duplate Corp | Apparatus for separating composite glass plates |
US2101478A (en) | 1936-03-20 | 1937-12-07 | Reich Frederick | Adjustable templet |
US4113162A (en) | 1977-02-09 | 1978-09-12 | Libbey-Owens-Ford Company | Method of and apparatus for thermally severing glass |
US4072259A (en) | 1977-02-25 | 1978-02-07 | Ppg Industries, Inc. | Method of and apparatus for opening scores in a glass sheet |
JPH0331384A (ja) | 1989-06-28 | 1991-02-12 | Aica Kogyo Co Ltd | 二液型レゾルシノール系樹脂接着剤 |
AT399865B (de) | 1990-05-15 | 1995-08-25 | Lisec Peter | Verfahren und vorrichtung zum brechen von glasscheiben |
DE4123929C2 (de) | 1991-07-19 | 1995-04-06 | Schott Glaswerke | Verfahren und Vorrichtung zum Zerteilen von Flachglastafeln |
AU1937400A (en) | 1998-12-09 | 2000-06-26 | Billco Manufacturing Inc. | Process and apparatus for processing and transporting flat glass workpieces |
DE10041519C1 (de) | 2000-08-24 | 2001-11-22 | Schott Spezialglas Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Durchschneiden einer Flachglasplatte in mehrere Rechteckplatten |
US6616025B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-09-09 | Corning Incorporated | Automated flat glass separator |
US6889526B2 (en) | 2001-08-08 | 2005-05-10 | Richard B. Pitbladdo | Overflow downdrawn glass forming method and apparatus |
DE10317834B3 (de) | 2003-04-16 | 2004-10-21 | Parker Hannifin Gmbh | Zuschneideanlage mit zwei gegeneinander verfahrbaren Greiferbalken |
JP2004323301A (ja) | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Nec Plasma Display Corp | ガラス板の切断方法・装置、及び、pdp装置の製造方法 |
US7690221B2 (en) | 2004-02-23 | 2010-04-06 | Corning Incorporated | Sheet width control for overflow downdraw sheet glass forming apparatus |
US7260959B2 (en) | 2004-08-27 | 2007-08-28 | Corning Incorporated | Glass handling system and method for using same |
US20060042314A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Abbott John S Iii | Noncontact glass sheet stabilization device used in fusion forming of a glass sheet |
US20060070504A1 (en) | 2004-10-01 | 2006-04-06 | Downing Daniel R | Apparatus for cutting elastomeric materials |
US20070039990A1 (en) * | 2005-05-06 | 2007-02-22 | Kemmerer Marvin W | Impact induced crack propagation in a brittle material |
US20060249553A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-09 | Ljerka Ukrainczyk | Ultrasonic induced crack propagation in a brittle material |
EP1746076A1 (en) * | 2005-07-21 | 2007-01-24 | Corning Incorporated | Method of making a glass sheet using rapid cooling |
US20070095108A1 (en) | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Kirby Thomas E | Methods and apparatus for reducing stress variations in glass sheets produced from a glass ribbon |
WO2008005250A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-10 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for reducing stress variations in glass sheets produced from a glass ribbon |
JP4947488B2 (ja) * | 2006-07-10 | 2012-06-06 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス板の製造方法及びその装置 |
JP5076443B2 (ja) | 2006-10-24 | 2012-11-21 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスリボンの製造装置及びその製造方法 |
WO2008133800A1 (en) | 2007-04-30 | 2008-11-06 | Corning Incorporated | Apparatus, system, and method for scoring a moving glass ribbon |
US7895861B2 (en) * | 2007-05-09 | 2011-03-01 | Corning Incorporated | Conformable nosing device for reducing motion and stress within a glass sheet while manufacturing the glass sheet |
US8051681B2 (en) | 2007-05-09 | 2011-11-08 | Corning Incorporated | Constant force scoring device and method for using same |
US7982162B2 (en) | 2007-05-15 | 2011-07-19 | Corning Incorporated | Method and apparatus for scoring and separating a brittle material with a single beam of radiation |
US20090085254A1 (en) | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Anatoli Anatolyevich Abramov | Laser scoring with flat profile beam |
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US20090178298A1 (en) | 2008-01-15 | 2009-07-16 | Anatoli Anatolyevich Abramov | Device for fluid removal after laser scoring |
US8899078B2 (en) * | 2008-11-26 | 2014-12-02 | Corning Incorporated | Glass sheet stabilizing system, glass manufacturing system and method for making a glass sheet |
US8528364B2 (en) * | 2010-01-08 | 2013-09-10 | Corning Incorporated | Active edge roll control in a glass drawings process |
US8245539B2 (en) * | 2010-05-13 | 2012-08-21 | Corning Incorporated | Methods of producing glass sheets |
US9027815B2 (en) * | 2010-08-31 | 2015-05-12 | Corning Incorporated | Apparatus and method for making glass sheet with improved sheet stability |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20090250497A1 (en) * | 2005-05-17 | 2009-10-08 | Judy Kathleen Cox | Method and apparatus for separating a pane of brittle material from a moving ribbon of the material |
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