TWI616418B

TWI616418B - 玻璃的製造裝置、使用其的玻璃的製造方法、玻璃以及顯示元件

Info

Publication number: TWI616418B
Application number: TW104113620A
Authority: TW
Inventors: 金吉鎬; 羅相業; 李志燮; 金英植; 韓鍾瓊; 林正煥
Original assignee: Ｌｇ化學股份有限公司
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2018-03-01
Also published as: TW201602036A; CN105314821B; CN105314821A; KR20160001275A

Abstract

本發明的目的是提供一種製造玻璃的裝置及方法、玻璃以及顯示元件。在其中當製造玻璃時存在燃燒空間或自由揮發性玻璃表面的情形中，所述製造玻璃的裝置及方法可在因例如硼酸等低密度揮發性分子的揮發而產生的表面玻璃被投入成型設備中之前，有效地移除所述表面玻璃，進而製造非常均質的玻璃基板以用於其中在產品中不存在光學畸變缺陷及機械表面波紋度的顯示器。

Description

玻璃的製造裝置、使用其的玻璃的製造方法、玻璃以及顯示元件

本申請案主張於2014年6月27日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2014-0079513號的優先權及權利，所述韓國專利申請案的全部內容併入本案供參考。

本發明是有關於一種玻璃的製造裝置及一種使用其的玻璃的製造方法，所述裝置及所述方法用於製造顯示器的玻璃或其他需要具有高表面均質性(homogeneity)的用於光學或機械用途的玻璃。

顯示器的玻璃基板(其代表LCD的玻璃基板)尤其需要高標準規範。所述玻璃基板需要高度耐受在製造所述玻璃基板的製程中所用的各種化學品，且需要低的密度以減小尺寸增大的玻璃基板的重量。另外，所述玻璃基板需要在製造顯示器的製程期間對由高溫處理所造成的熱衝擊具有高的耐受性(resistance)及低熱膨脹特性(thermal expansion characteristics)，且需要要求在成分方面實質上不含鹼組分以使所述玻璃基板與來自形成於基板上的電路的電訊號不相關。

因此，為應對上述要求，應用基於高含量的二氧化矽(silica)及硼酸的硼矽酸鹽玻璃至關重要。然而，存在所述硼矽酸鹽玻璃需要在更高溫度下熔融的缺點。此不僅與熔融區段相關聯，而且與在將熔融玻璃材料投入成型設備之前的所有精煉區段、攪拌區段、及傳送區段相關聯。

在此種情形中，對於熔融玻璃材料，為保持其在傳送區段內的品質，與玻璃接觸的部分是由鉑或鉑合金製成、或在大多數情形中被塗佈以鉑或鉑合金。所述鉑或鉑合金的優點在於：所述鉑或鉑合金與形成熔爐(melting furnace)的耐火材料(refractory material)相比具有很少的接點(joint)，具有平滑的表面，且具有顯著低的材料腐蝕性。然而，由於耐火材料與鉑或鉑合金相比具有長的使用壽命(service life)且廉價，因此耐火材料可用作用於傳送區段的材料，且舉例而言，所述耐火材料詳細揭示於德國專利申請案早期公開第DE 10 2009 000 785 A1號中。

同時，除在製造顯示器的玻璃基板的製程中所要求的前述高標準規範外，由於所述玻璃基板的應用領域內的例如電視機及監視器等產品的性能，顯示器的玻璃基板需要高的光學標準。所述高的光學標準不僅意味著其中不存在具有預定尺寸或更大尺寸的氣泡(泡或小氣泡)、條痕(cord)、節瘤(knot)、及劃痕的狀態、而且意味著其中不存在例如細溝(striae)、波筋(ream)、及表面波紋度(surface waviness)等光學畸變(optical distortion)缺陷的狀態。所述光學畸變缺陷在玻璃因與非均質玻璃混合而變成非均質玻璃的情形中是嚴重的，且隨著產品厚度的減小而變得更為嚴重。在用於建築構造或車輛的厚度為2毫米或大於2毫米的平板玻璃的情形中、抑或在厚度為1毫米或大於1毫米的太陽能玻璃(solar glass)的情形中，所述光學畸變缺陷無法被裸眼看到，且所述光學畸變缺陷的典型水準在其功能方面難以被視為緊要缺陷。然而，在顯示器的玻璃基板的情形中，光學畸變缺陷的典型水準則被視為致命缺陷。

在顯示器玻璃的成分中所用的硼矽酸鹽玻璃的情形中，熔融製程、精煉製程、攪拌製程、及傳送製程的溫度高於在作為厚面板的平板玻璃情形中的溫度，且此本質上更有利於硼矽酸鹽玻璃的成分中的低分子(例如，硼酸)的揮發。硼矽酸鹽玻璃的成分中的低分子的揮發主要在熔融玻璃材料的表面上進行，因此表面玻璃具有較少的硼酸及豐富的二氧化矽及氧化鋁，進而使所述表面玻璃在成分方面變得不同於內部玻璃材料。具有不同成分的表面玻璃的厚度與玻璃停滯時間(glass stagnation time)相關聯，且為近似幾十微米至幾百微米，且即使表面玻璃具有此厚度水準，亦會在產品完全形成時出現光學性能的致命缺陷。此外，在其中存在前述表面玻璃的情形中，表面張力因表面玻璃自身的非均質性質而發生畸變，因而存在以下問題：所述玻璃的表面波紋度被放大，且因此存在不平坦性(unevenness)。在其中需要對玻璃產品進行例如研磨等額外加工的情形中，加工所述產品所需的時間可能延長，抑或上述問題可能不會完全得到解決。此種機械非均質性亦被視為硼矽酸鹽玻璃的致命缺陷。

在其中熔融製程、精煉製程、攪拌製程、及傳送區段被配置於燃燒空間中、抑或存在自然揮發的玻璃表面的情形中，此種缺陷變得更為嚴重，乃因構成玻璃的成分的低分子揮發性組分自熔融玻璃的表面揮發至燃燒空間等且使表面的成分發生微小變化。在其中低分子揮發性組分被揮發且表面玻璃的成分在攪拌製程之前發生微小改變的情形中，所述表面玻璃會經由後續攪拌製程而與內部熔融玻璃局部地混合，使得所述微小改變趨於減小至某一程度，但所述微小改變無法完全消除。此外，在其中在攪拌製程後的區段(例如，用於將玻璃傳送至成型設備的供應通路或工作端(working end))中存在燃燒空間或自然揮發的玻璃表面的情形中，低分子揮發性組分被揮發，且不可避免地產生表面玻璃。此外，在硼矽酸鹽玻璃的情形中，需要保持1,200℃或高於1,200℃的高溫，以便即使在攪拌製程後亦保持低黏度，且在其中存在燃燒空間的情形中，在外部執行排放製程以排出燃燒氣體，且因此，低分子揮發性組分在燃燒空間中的分壓(partial pressure)進一步減小，進而更有利於揮發，並且存在更厚的表面玻璃。熔融玻璃材料在傳送區段中因高的黏度而以層流(laminar flow)方式被傳送，且以其中表面玻璃不與內部熔融玻璃混合的狀態被排出至成型製程，因而存在以下問題：由此製造的產品具有致命的光學畸變缺陷。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

(專利文獻1)韓國專利第KR1207674 B1號

(專利文獻2)韓國專利第KR0496067 B1號

本發明努力提供一種製造玻璃的裝置及方法，在其中當製造玻璃時存在燃燒空間或自由揮發性玻璃表面的情形中，所述製造玻璃的裝置及方法可在因例如硼酸等低密度揮發性分子的揮發而產生的表面玻璃被投入成型設備中之前，有效地移除所述表面玻璃，進而製造非常均質的玻璃基板以用於其中在產品中不存在光學畸變缺陷及機械表面波紋度的顯示器。

本發明的示例性實施例提供一種玻璃的製造裝置，所述玻璃的製造裝置包括：傳送通道，用於傳送熔融玻璃；撇出器(skimmer)，用於撇出所述傳送通道中的表面玻璃；以及排出單元，用以使被撇出的所述表面玻璃溢流並排出所述表面玻璃。所述傳送通道的位置不受特別限制，只要所述傳送通道是在所述熔融玻璃移動時使所述熔融玻璃的表面被暴露出的通道即可。舉例而言，所述傳送通道可為位於前爐(forehearth)、饋送器、及冷卻區的任一者處的通道。

所述撇出器安裝於所述傳送通道的上側，且所述排出單元安裝於所述傳送通道的橫向側(lateral side)。所述撇出器安裝於所述傳送通道的上側，以撇出所述傳送通道的上側的非均質玻璃層(即，表面玻璃)。需注意，「撇出」的含義包含使熔融玻璃表面上的非均質玻璃層的流動自所述熔融玻璃的主要流動分離的操作、以及使所述非均質玻璃層能夠在所需方向上流動的操作。

所述撇出器浸沒於自沿所述傳送通道移動的所述熔融玻璃的上表面朝向底面的方向上。在此種情形中，相對於所述表面的浸沒深度(immersion depth)是在自所述熔融玻璃的上表面至底面的方向上的總深度的5%至50%。在此種情形中，需注意，所述撇出器的浸沒深度(即，給定深度)是根據所述熔融玻璃表面上的非均質層的程度來確定，且在某些情形中可對所述浸沒深度進行調節。

連接所述撇出器的一端與另一端的線可相對於與所述熔融玻璃沿所述傳送通道移動的方向垂直的表面形成預定角度。作為另一選擇，所述撇出器的一側可被配置成傾斜的。

所述排出單元安裝於所述傳送通道的橫向側，且用作將在沿所述傳送通道移動的熔融玻璃的上表面處所撇出及收集的表面玻璃排出至外部的通道。所述排出單元可包括：外出口，用於排出所撇出及收集的表面玻璃；溢流入口，用於將所述玻璃自所述傳送通道的橫向側傳送至所述外出口；以及排出管道，連接所述溢流入口與所述外出口。

在此種情形中，可視需要藉由模組化來製造自所述溢流入口至所述外出口的區段，且在此種情形中，需注意，存在以下優點：在排出單元的位置改變時、在更換裝備時等，可視需要容易地附接及拆下所述區段。

較佳地，所述排出單元可包括逆流防止構件、加熱機構、及孔口。所述溢流入口是直接形成於傳送通道的橫向側的入口，且被撇出器撇出並在一側收集的表面玻璃流入所述溢流入口。若已經由所述排出單元的溢流入口流至排出管道中的玻璃逆流且流回至傳送通道中，則本發明的目的將難以達成。為防止上述問題，可安裝利用例如門檻(threshold)等形狀來防止玻璃逆流的逆流防止構件。

同時，根據本發明的製造玻璃的裝置可更包括排出模組，且所述排出模組可被配置成由鉑或鉑合金製成的管形式，抑或可被配置成附接有燃燒元件的燃燒空間形式，但並非僅限於此。另外，所述加熱機構可附接至所述排出模組，以調節所收集及排出至外部的表面玻璃的量。

舉例而言，在其中排出模組被製造成由鉑或鉑合金製成的管形狀的管道的情形中，可使用利用電焦耳熱(electrical Joule heat)的直接加熱元件作為加熱機構，且亦可使用間接加熱元件作為加熱機構。另外，在其中排出模組具有燃燒空間的形式的情形中，可使用利用在燃燒器(burner)中燃燒而產生的輻射熱來加熱熔融玻璃的加熱元件作為加熱機構，但需注意，加熱元件的形狀並非僅限於此。

所述孔口安裝於外出口的端部，且所述加熱元件可附接至所述孔口，以調節所收集及排出至外部的表面玻璃的量。作為所述加熱元件，可存在各種加熱元件，例如利用電焦耳熱來加熱熔融玻璃流動管道的直接加熱元件、或利用在安裝於外部的燃燒器中燃燒的熱來加熱熔融玻璃的間接加熱元件，但需注意，所述加熱元件未必僅限於此。

需注意，被排出單元排出的玻璃的量根據沿傳送通道流動的熔融玻璃的總量以及撇出器的浸沒深度而變化，且亦根據形成於熔融玻璃上表面的表面玻璃的程度而變化。

在此種情形中，需注意，被排出的玻璃的量可被設定成較佳地被排出沿傳送通道流動的熔融玻璃的總量的約1%至10%，且加熱結構被選擇成調節被排出的玻璃的量。例如加熱機構的安裝地點等詳細配置不受特別限制，只要所述加熱機構可對表面玻璃進行加熱而使得已移動至排出單元的表面玻璃可在熔融狀態下移動或被排出即可。

同時，根據本發明的製造玻璃的裝置可在自玻璃熔融製程至玻璃產品成型製程的整個製程中安裝於任一地點或各種不同地點。根據所安裝的裝置的數目，撇出、收集、及排出表面玻璃的步驟可重複至少一次或若干次，但需注意，本發明並非僅限於此。

本發明的另一示例性實施例提供一種製造玻璃的方法，包括：將熔融玻璃移動至傳送通道；利用安裝於所述傳送通道的上側的撇出器撇出所述熔融玻璃的表面玻璃；以及使被所述撇出器撇出的所述表面玻璃溢流並排出至排出單元。

另外，需注意，根據本發明的利用所述製造玻璃的裝置來製造玻璃的方法可為但並不特別限制於例如浮法製程(float process)、重新引下製程(redraw process)、狹縫下拉製程(slot down-draw process)、及溢流下拉製程(overflow down-draw process)中的任一種。

較佳地，根據本發明的製造玻璃的方法可更包括：冷卻未被所述撇出器撇出的熔融玻璃。

較佳地，根據本發明的製造玻璃的方法可更包括：加熱被所述排出單元排出的表面玻璃。

同時，利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的玻璃的形狀不受特別限制，而是例如，可為板形狀或面板形狀。利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的面板形狀的玻璃具有極佳的平坦度。另外，利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的面板形狀的玻璃具有以下優點：所述面板形狀的玻璃不具有光學畸變缺陷(波筋)或所述光學畸變缺陷減少。原因在於，在玻璃製造方法期間因表面暴露而使物理及化學成分及性能發生改變的部分被有效地撇出、排出、及移除。

根據本發明的玻璃可具有0.01微米至0.07微米的表面波紋度。在此種情形中，所述玻璃具有低表面波紋度，且因此，所述玻璃具有極佳的平坦度。具體而言，所述玻璃的表面波紋度可為0.01微米至0.06微米。

在此種情形中，因所述玻璃具有低的表面波紋度，故所述玻璃適用於在基板上堆疊微電路及圖案，且適合用作用於大尺寸顯示元件的玻璃基板。在此種情形中，根據本發明的玻璃可為硼矽酸鹽玻璃，且在此種情形中，因硼酸揮發而對玻璃表面造成的影響減小，且因此表面波紋度降低。所述硼矽酸鹽玻璃被稱為包含硼酸的矽玻璃，且以所述硼矽酸鹽玻璃的總重量計，硼酸的含量可為但不限於5%至15%。

同時，本發明提供但不限於用於顯示元件的玻璃。所述顯示元件可為電漿顯示面板(plasma display panel，PDP)、發光二極體(light emitting diode，LED)、有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)、液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)、薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor-liquid crystal display，TFT-LCD)、以及陰極射線管(cathode ray tube，CRT)中的任一者。

本發明可在其中當製造玻璃時存在燃燒空間或自由揮發性玻璃表面的情形中，在因例如硼酸等低密度揮發性分子的揮發而產生的表面玻璃被投入成型設備中之前，移除所述表面玻璃，進而製造非常均質的玻璃基板以用於其中在產品中不存在光學畸變缺陷及機械表面波紋度的顯示器。

具體而言，利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的面板形狀的玻璃具有極佳的平坦度。另外，利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的面板形狀的玻璃具有以下優點：所述面板形狀的玻璃不具有光學畸變缺陷(波筋)或所述光學畸變缺陷減少。

1‧‧‧熔融玻璃

2‧‧‧虛擬線

3‧‧‧虛擬表面

4‧‧‧上表面

10、10’‧‧‧傳送通道

20‧‧‧撇出器

30‧‧‧排出單元

31‧‧‧外出口

32‧‧‧溢流入口

33‧‧‧排出管道

40‧‧‧排出模組

50‧‧‧加熱機構

D1‧‧‧浸沒深度

D2‧‧‧總深度

R‧‧‧角度

圖1為根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置的透視圖。

圖2為根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置的橫切剖視圖。

圖3為根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置的俯視平面圖。

以下將參照圖式及示例性實施例詳細闡述本發明。以下示例性實施例是用於闡釋本發明，且本發明的範圍包含隨附申請專利範圍及其變更形式中所揭示的範圍，而並非僅限於所述示例性實施例的範圍。

圖1為根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置的透視圖。圖2為根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置的橫切剖視圖。圖3為根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置的俯視平面圖。以下，將參照圖1至圖3闡述根據本發明的示例性實施例的製造玻璃的裝置。

熔融玻璃1沿傳送通道10流動，撇出器20安裝於傳送通道10的上側，且排出單元30設置於傳送通道10的橫向側。沿傳送通道10流動的熔融玻璃1的上表面是由揮發性材料的揮發造成的非均質成分區，且熔融玻璃1的上表面被所安裝的撇出器20引導至排出單元30，然後在排出元件40處向下排出。藉由此種配置，在排出單元30後(即，撇出器20後)的傳送通道10’中的熔融玻璃的表面的成分相同於內部熔融玻璃的成分。

撇出器20浸沒於自沿傳送通道10移動的熔融玻璃的上表面朝向底面的方向上。參見圖2，撇出器20相對於熔融玻璃的表面被浸沒的浸沒深度D1是自熔融玻璃的上表面至底面的方向上的總深度D2的5%至50%。舉例而言，在其中自傳送通道10中的熔融玻璃的表面至底面的垂直深度為500毫米的情形中，5%的深度意味著相對於熔融玻璃的表面為25毫米的垂直深度。

亦即，較佳地，撇出器20被配置成相對於熔融玻璃的表面位於熔融玻璃的總深度的5%至50%的深度處。

原因在於，在其中浸沒深度小於總深度的5%的情形中，儘管所述非均質玻璃層的流動被撇出器20阻止，然而熔融玻璃的表面上的非均質玻璃層的一部分被原樣排出至傳送通道10’的安置於後端的區中，因此撇出器20實際上無法用於有效地移除熔融玻璃表面上的非均質玻璃層。另外，在其中浸沒深度等於或大於總深度的50%的情形中，撇出器20的形狀會因由熔融玻璃的流動造成的壓力而變形，此會造成撇出器20的使用壽命縮短的缺點。

同時，所述浸沒深度是基於熔融玻璃1的表面上的非均質層的程度來確定，且需注意，在某些情形中可對浸沒深度進行調節。

另外，參見圖1及圖2，排出單元30的排出管道33被設定成位於比撇出器20的浸沒深度D1高的部分處。亦即，在撇出器20與排出管道33之間存在具有預定高度的台階，且因此，熔融玻璃1可被安裝於沿傳送通道10流動的熔融玻璃1的上表面(表面玻璃部分)上的撇出器20引導至排出單元30，然後可有效地排出所述表面玻璃。

撇出器20的連接撇出器20的一端與另一端的虛擬線2可相對於與熔融玻璃沿傳送通道10移動的方向垂直的虛擬表面3形成大於0°且小於90°之間的角度。具體而言，垂直於所述熔融玻璃移動的方向的虛擬表面3與連接撇出器20的一端和另一端的虛擬線2之間的角度R更佳地為30°至60°。

原因在於，在其中角度R小於30°的情形中，由移動的熔融玻璃施加至撇出器20的機械負載(mechanical load)增大，使得撇出器20的形狀可能發生變形且難以有效地排出表面玻璃，並且在其中角度R等於或大於60°的情形中，撇出器20的長度無謂地增大，使得撇出器20的製造成本增加。

同時，撇出器20的厚度可為0.5毫米至10毫米。隨著所述厚度變大，撇出器可更佳地承受由移動的熔融玻璃施加至所述撇出器的機械負載。具體而言，撇出器20的厚度可為0.7毫米至2毫米。在此種情形中，撇出器20可承受由移動的熔融玻璃施加至撇出器20的機械負載，且可降低製造撇出器20所需的成本。

可基於撇出器20的安裝點處的溫度來選擇撇出器20的材料，且所述材料不受特別限制，只要所述材料是在1,000℃或高於1,000℃，具體而言為1,300℃至1,400℃的溫度下具有機械強度的金屬或耐火材料即可。舉例而言，撇出器的材料可包括熔點為1,400℃或高於1,400℃的金屬、金屬陶瓷、及陶瓷中的一種或多種。

所述金屬可為但不限於金、銀、鉑、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋁、鎵、錫、銥、銦、及其合金中的任一者。所述陶瓷可為但不限於藉由研磨且利用自然界中存在的天然原生礦物質製成的陶瓷、或利用以高純度精煉的材料製成的陶瓷。舉例而言，所述材料可為但不限於氮化矽、碳氫化合物、矽鋁氮氧化物(sialon)、及氧化鋯中的任一者。所述金屬陶瓷不受特別限制，只要所述金屬陶瓷是藉由將金屬的氧化物、碳化物、矽化物、硼化物等分散至金屬基體材料(base material)中而具有提高的耐熱特性的硬質材料即可。具體而言，撇出器20較佳為由鉑、鉑合金、及增強鉑(enhanced platinum)中的任一者製成的基於金屬的撇出器、或由具有高鋯石含量的耐火磚製成的撇出器。

另外，可利用基於金屬的材料與耐火磚的組合，且在此種情形中，耐火磚與玻璃直接接觸的表面可被襯墊以鉑、鉑合金、及增強鉑中的任一種基於金屬的材料。撇出器20的形狀不受特別限制，只要撇出器20可安裝於傳送通道的上側且可撇出移動的熔融玻璃的上部即可。需注意，撇出器20的橫截面的形狀可為但不限於例如彎曲形狀、直線形狀、彎曲的直線形狀等。

排出單元30用於使被撇出器20撇出的表面玻璃溢流並排出。

具體而言，排出單元30可包括：外出口31，用於將表面玻璃排出至外部；溢流入口32，形成於傳送通道10的橫向側且用於將所述表面玻璃傳送至外出口31；以及排出管道33，連接外出口31與溢流入口32。

在此種情形中，若已流至排出管道30中一次的表面玻璃逆流且流回至傳送通道10中，則本發明的目的將難以達成。為防止上述問題，可在排出管道33中設置逆流防止構件(未示出)，所述逆流防止構件利用例如門檻等形狀來防止所述表面玻璃逆流。

同時，需注意，排出單元30可更包括孔口，所述孔口安裝於外出口31的端部且將所收集的表面玻璃排出至外部。所述孔口是供流體流出的孔且使用公知的技術元件，故將不再對其予以贅述。

引入至排出單元30中的玻璃經由排出模組40而被排出至外部。排出模組40可包括加熱機構50。

排出模組40可被製造成由鉑或鉑合金製成的管形式，抑或可被製成為其中附接有燃燒器的燃燒元件的燃燒空間形式，但並非僅限於此。在熔融玻璃穿過排出模組40的情形中，當溫度降低時，黏度迅速增大且流動性嚴重劣化，並且存在以下擔憂：在某些情形中，所述玻璃的流動將在排出模組40中停止且所述玻璃將不被排出。因此，為防止上述問題，排出模組40包括適當的加熱機構50。藉由加熱機構50，可調節經由排出模組40而被排出至外部的玻璃的量，且加熱機構50亦用於調節經由排出單元30而被排出的玻璃的量。

可視需要藉由模組化來製造排出模組40，且在此種情形中，存在以下優點：在排出單元30的位置改變時、在排出單元30因裝備故障更換時等，可視需要容易地附接及拆下排出模組40。

利用排出模組40而被排出的玻璃的量根據沿傳送通道10流動的熔融玻璃的總量、撇出器20的浸沒深度、及形成於熔融玻璃的上表面上的表面玻璃的程度而變化。一般而言，較佳地，排出模組40被製造成使得熔融玻璃可被排出的量為沿傳送通道10流動的熔融玻璃的總量的1%至20%。更佳地，排出模組40被製造成使得熔融玻璃可被排出的量為沿傳送通道10流動的熔融玻璃的總量的1%至10%，且較佳地，可選擇加熱元件以使得可調節所排出的熔融玻璃的量。

在此種情形中，需注意，例如加熱機構50的安裝地點等詳細配置不受特別限制，只要加熱機構50可對熔融玻璃進行加熱以使已移動至排出單元30的熔融玻璃可在熔融狀態下移動或被排出即可。

根據本發明的一種製造玻璃的方法包括：使熔融玻璃沿傳送通道移動；利用安裝於所述傳送通道的上側的撇出器撇出所述熔融玻璃的表面玻璃；以及使被所述撇出器撇出的表面玻璃溢流且排出至排出單元。

此處，需注意，利用根據本發明的製造玻璃的裝置來製造玻璃的方法可為但不特別限制於例如浮法製程、重新引下製程、狹縫下拉製程、及溢流下拉製程中的任一種。

較佳地，根據本發明的製造玻璃的方法可更包括：冷卻未被撇出器撇出的熔融玻璃。

較佳地，根據本發明的製造玻璃的方法可更包括：加熱被排出單元排出的表面玻璃。

藉由加熱所排出的表面玻璃，可調節被排出至外部的玻璃的量，且所述加熱步驟亦用於調節經由排出單元而被排出的玻璃的量。

同時，利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的玻璃的形狀不受特別限制，而是例如可為板形狀或面板形狀。利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的面板形狀的玻璃具有極佳的平坦度。另外，利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的面板形狀的玻璃具有以下優點：所述面板形狀的玻璃不具有光學畸變缺陷(波筋)或所述光學畸變缺陷減少。原因在於，在玻璃製造方法期間因表面暴露而使物理及化學成分及性能已發生改變的部分被有效地撇出、排出、及移除。

根據本發明的玻璃可具有0.01微米至0.07微米的表面波紋度。在此種情形中，所述玻璃具有低的表面波紋度，且因此，所述玻璃具有極佳的平坦度。具體而言，所述玻璃的表面波紋度可為0.01微米至0.06微米。

在此種情形中，因所述玻璃具有低的表面波紋度，故所述玻璃適用於在基板上堆疊微電路及圖案，且適合用作用於大尺寸顯示元件的玻璃基板。在此種情形中，根據本發明的玻璃可為硼矽酸鹽玻璃，且在此種情形中，因硼酸揮發而對玻璃的表面造成的影響減小，且因此，所述表面波紋度降低。所述硼矽酸鹽玻璃被稱為包含硼酸的矽玻璃，且以所述硼矽酸鹽玻璃的總重量計，硼酸的含量可為但不限於5%至15%。

同時，本發明提供但不限於顯示元件的玻璃。所述顯示元件可為電漿顯示面板(PDP)、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、液晶顯示器(LCD)、薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)、及陰極射線管(CRT)中的任一者。

<實驗實例>

自以下實驗實例可明確地看到利用具有前述配置的製造玻璃的裝置以及利用所述製造玻璃的方法來製造玻璃的方法及其效果。

首先，對各硼矽酸鹽玻璃材料進行組合。此意味著組合各原材料，以使所述玻璃具有基於SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-RO的成分。具體而言，以質量百分比計，所述玻璃包含58%至65%的SiO₂、6%至10.5%的B₂O₃、14%至25%的Al₂O₃、0至3%的MgO、0至9%的CaO、3%至8%的BaO(此處，8%至18%的MgO+CaO+BaO)以及0至2%的ZnO，且實質上不包含鹼。

將組合的玻璃原材料放入熔爐中然後進行熔融，且將完全熔融的玻璃引入至傳送通道10。在傳送通道10處安裝撇出器20，浸沒深度D1為總深度D2的30%，且將撇出器20浸沒於約150毫米的深度處。所述玻璃的上表面4夠高以將玻璃排出至排出單元30，且因此，可充分地排出所述玻璃的被撇出器20撇出的部分、特別是表面玻璃。流經撇出器20之後的傳送通道10’的熔融玻璃流至浮法熔池(float bath)(未示出)中，然後在適當溫度下藉由恰當方法而被形成為顯示器的玻璃基板。

首先以檢查員的裸眼測試光學畸變缺陷水準，且此測試被稱為波筋測試。為進行波筋測試，將已成型的玻璃基板切割成具有水平長度及垂直長度分別為600毫米的尺寸，然後執行所述測試。為進行測試，量測了20片樣品，且隨機地設定取出樣品的位置及時間，以提高量測的準確度。所述波筋測試是用於測試玻璃基板的表面上的光學畸變缺陷的定性方法。所述波筋意味著當光投射至玻璃基板上時是否存在條紋圖案，且通常，顯示器的玻璃基板必需不具有波筋。

作為測試光學畸變缺陷的定性測試方法，亦執行了表面波紋度的量測。為了進行表面波紋度測試，將已成型的玻璃基板切割成具有水平長度及垂直長度分別為100毫米的尺寸，然後執行所述測試。為提高所述測試的準確度，量測了20片樣品，且隨機地設定取出樣品的位置及時間，以提高量測的準確度。所述量測使用Surfcom裝置。所述Surfcom裝置是對玻璃基板的表面的100毫米區段執行物理掃描且量測表面波紋度的裝置。量測結果顯示於下表1中。

<比較實例>

利用比較實例來驗證本發明的效果。以與上述實驗實例中的方式相同的方式執行各硼矽酸鹽玻璃材料的組合，且在所述玻璃材料完全熔融後，將熔融玻璃引入至傳送通道10。在此種情形中，預先移除撇出器。因此，沿傳送通道10流動的熔融玻璃的上側的表面玻璃不會經由排出單元30及排出模組40排出至外部。所述熔融玻璃流至浮法熔池(未示出)中，且以與實驗實例相同的方式在適當溫度下藉由恰當方法被形成為用於顯示器的玻璃基板。

為量測藉由上述方法製造的玻璃基板的光學畸變缺陷水準，執行了波筋測試及表面波紋度的量測。量測結果顯示於下表1中。

如表1所示，確認到，在利用根據本發明的製造玻璃的裝置及方法製造的玻璃基板的情形中，因熔融玻璃的上側的表面玻璃揮發而出現的光學畸變缺陷顯著減少。

亦即，根據本發明，在因例如硼酸等低密度揮發性分子的揮發而產生的表面玻璃被投入成型設備中之前，藉由撇出器移除所述表面玻璃，進而製造出非常均質的玻璃基板以用於其中在產品中不存在光學畸變缺陷及機械表面波紋度的顯示器。

Claims

一種玻璃的製造裝置，包括：傳送通道，其中熔融玻璃沿所述傳送通道傳送；撇出器(skimmer)，用於撇出在所述傳送通道中傳送的所述熔融玻璃的表面玻璃；以及排出單元，用以使被所述撇出器撇出的所述表面玻璃溢流並排出所述表面玻璃，其中所述撇出器被配置成相對於所述熔融玻璃的表面位於所述熔融玻璃的總深度的5%至50%的深度處，其中所述撇出器被配置成使所述撇出器的一側傾斜、或者使連接所述撇出器的一端與另一端的線相對於與所述熔融玻璃在所述傳送通道中移動的方向垂直的表面保持為預定角度，其中所述預定角度介於30°至60°。
如申請專利範圍第1項所述的玻璃的製造裝置，其中所述傳送通道是位於前爐(forehearth)、饋送器、及冷卻區的任一者處的通道。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的玻璃的製造裝置，其中所述撇出器設置於所述傳送通道的上側，且所述排出單元設置於所述傳送通道的橫向側(lateral side)。
如申請專利範圍第1項所述的玻璃的製造裝置，其中所述排出單元包括：外出口，將所述表面玻璃排出至外部；溢流入口，形成於所述傳送通道的橫向側並將所述表面玻璃傳送至所述外出口；以及排出管道，連接所述外出口與所述溢流入口。
如申請專利範圍第4項所述的玻璃的製造裝置，其中所述排出單元更包括逆流防止構件，所述逆流防止構件位於所述排出管道中並防止被撇出的所述表面玻璃逆流回至所述傳送通道。
如申請專利範圍第4項所述的玻璃的製造裝置，更包括：排出模組，被配置成由鉑或鉑合金製成的管形式，或者被配置成燃燒空間形式，其中燃燒元件附接至所述燃燒空間。
如申請專利範圍第6項所述的玻璃的製造裝置，其中加熱機構設置於所述排出模組上，所述加熱機構對位於所述排出模組中的所述表面玻璃進行加熱。
如申請專利範圍第4項所述的玻璃的製造裝置，其中所述排出單元更包括孔口，所述孔口安裝於所述外出口的一端並將被收集的所述表面玻璃排出至外部。
如申請專利範圍第8項所述的玻璃的製造裝置，其中加熱機構設置於所述孔口上，所述加熱機構對位於所述孔口中的所述表面玻璃進行加熱。
如申請專利範圍第1項所述的玻璃的製造裝置，其中經由所述排出單元排出的所述表面玻璃為在所述傳送通道中傳送的所述熔融玻璃的1%至10%。
一種玻璃的製造方法，包括：將熔融玻璃移動至傳送通道；利用安裝於所述傳送通道的上側的撇出器撇出所述熔融玻璃的表面玻璃；以及使被所述撇出器撇出的所述表面玻璃溢流並排出至排出單元，其中所述撇出器被配置成相對於所述熔融玻璃的表面位於所述熔融玻璃的總深度的5%至50%的深度處，其中所述撇出器被配置成使所述撇出器的一側傾斜、或者使連接所述撇出器的一端與另一端的線相對於與所述熔融玻璃在所述傳送通道中移動的方向垂直的表面保持為預定角度，其中所述預定角度介於30°至60°。
如申請專利範圍第11項所述的玻璃的製造方法，其中所述傳送通道是位於前爐、饋送器、及冷卻區的任一者處的通道。
如申請專利範圍第11項所述的玻璃的製造方法，更包括：冷卻未被所述撇出器撇出的所述熔融玻璃。
如申請專利範圍第11項所述的玻璃的製造方法，更包括：加熱被所述排出單元排出的所述表面玻璃。