專利名稱：使玻璃片內的變形最小的方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及玻璃基片，具體涉及用于無源或有源顯示器生產工藝的玻 璃基片產品。
背景技術：
液晶顯示器(LCD)是使用外部光源的非發(fā)射型顯示器。LCD是設計用來對 外部光源發(fā)射的入射偏振光束進行調制的器件。LCD內的LC材料通過使得入 射的偏振光發(fā)生光學旋轉而對光進行調制。旋轉的程度對應于LC材料中各個 LC分子的機械取向。LC材料的機械取向可以通過施加外電場容易進行控制。 考慮常規(guī)的扭轉向列型(TN)液晶盒容易理解該現(xiàn)象。
常規(guī)的TN液晶盒包括兩塊基片和位于它們之間的一層液晶材料。取向互 成90度的偏振膜設置在所述基片的外表面上。當入射的偏振光通過所述偏振 膜的時候，其在第一方向(例如水平方向或垂直方向)線性偏振。當不施加電場 的時候，LC分子形成90度的螺旋。當入射的線性偏振光穿過所述液晶盒的時 候，其被液晶材料旋轉了 90度，在第二方向偏振化(例如垂直方向或水平方向)。 因為光的偏振被所述螺旋旋轉從而與第二膜的偏振匹配，因此所述第二偏振膜 允許所述光通過。當在液晶層上施加電場的時候，LC分子的排列會被打亂， 入射偏振光不會發(fā)生旋轉。因此，所述光會被第二偏振膜阻擋。上述液晶盒起 到了光閥的作用。所述光閥通過施加電場來進行控制。本領域技術人員還能夠 理解，根據(jù)所施加電場的性質，LC盒也可作為可變的光衰減器進行操作。
有源矩陣LCD(AMLCD)通常在矩陣中包括數(shù)百萬個上述LC盒。再來看 AMLCD的構造， 一個基片包括濾色板，對置的基片被稱為有源板。有源板包 括有源薄膜晶體管(TFT)，其用來控制對各個盒或亞像素(subpixd)施加電場。 所述薄膜晶體管使用常規(guī)的半導體類工藝制造，例如采用濺射、CVD、光刻和 蝕刻技術。所述濾色板包括位于其上的一系列紅色、藍色和綠色的有機染料，這些染料理想地、精確地與對置的有源板上的亞像素電極區(qū)域相對應。因此， 濾色板上的各個亞像素應當與設置在有源板上的晶體管控制的電極對準，因為 各個亞像素必須能夠獨立地控制。 一種對各個亞像素進行尋址和控制的方法是 在各個亞像素設置薄膜晶體管。
上述基片玻璃的性質極其重要。必須對用來生產AMLCD器件的玻璃基片 的物理尺寸進行嚴格控制。美國專利第3,338,696號(Dockerty)和第3,682,609 號(Dockerty)中描述的熔融法是能夠輸送基片玻璃，無需高成本的基片成形后 的精整操作的幾種方法之一，所述精整操作包括例如精研、研磨和拋光。另外， 因為所述有源板是使用上述半導體類工藝制造的，所述基片必須同時具有熱穩(wěn) 定性和化學穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性也被稱為熱壓縮或熱收縮，取決于特定玻璃組成 固有的粘度性質(用應變點表示)以及玻璃片的受熱歷程，所述受熱歷程隨制造 工藝變化?；瘜W穩(wěn)定性的意思是對TFT制造過程中所用的各種蝕刻劑溶液具有 耐受性。
對于更大尺寸的顯示器一直存在需求。這種需求，以及規(guī)模經濟得到的利 益驅使AMLCD制造商們去制造更大尺寸的基片。當組裝的時候，在組裝過程 中，用來形成顯示器的兩個基片或者子片(sub-sheet)各個面上的部件必須精確 對準。小至2%的像素未對準可通過目視檢測到，因此是不可接受的。
不幸的是，在制造母片的時候，可能被凍結在玻璃片內的應力可能導致母 玻璃片切開之后子片的變形。隨著玻璃片尺寸的增大，這種變形的情況會惡化。 但是，在玻璃制造商制造母玻璃片的時候，這些以后會產生的變形不易覺察。
人們需要一種方法，用來平衡掉母玻璃片中會導致變形的應力，所述變形 可能會在從母玻璃片上切割后由各個子玻璃片顯示出來。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施方式涉及一種減少玻璃片的變形的方法。 參見附圖，通過以下說明性的描述能夠更容易理解本發(fā)明，同時更清楚地 了解本發(fā)明的其它目的、特征、細節(jié)和優(yōu)點，以下描述不是限制性的。預期所
有這些另外的系統(tǒng)、方法特征和優(yōu)點都包括在該描述之內，包括在本發(fā)明的范 圍之內，受到所附權利要求書的保護。在本發(fā)明的一個實施方式中，描述了一種用來減小玻璃片中的變形的方 法，該方法包括在玻璃片制造過程中形成玻璃片，獲得大量所述玻璃片的應 力數(shù)據(jù)，由所述應力數(shù)據(jù)確定所述玻璃片預測的變形；根據(jù)所述預測的變形對 所述玻璃片制造過程進行調整。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，描述了一種用來減少玻璃片中的變形的方 法，該方法包括在玻璃制造過程中形成玻璃片，所述玻璃片包括多個邊緣部 分，得到大量所述玻璃片的應力數(shù)據(jù)，將所述玻璃片切割成子片，測定每片子 片代表性的變形，由每片子片代表性的變形確定代表大量子片的變形，將所述 應力數(shù)據(jù)與代表所述大量子片的變形相關聯(lián)，使用所述關聯(lián)預測玻璃制造過程 隨后形成的玻璃片中的變形；根據(jù)預測的變形，對玻璃制造過程進行調整。
在再一個實施方式中，描述了一種減少玻璃片中的變形的方法，該方法包 括在玻璃制造過程中形成玻璃片，所述玻璃片是基本平坦的，包括多個邊緣部 分，沿所述各個邊緣部分測量應力，將所述玻璃片切割成子片，測量每個子片 的最大變形，由測得的最大變形選擇最高的最大變形，將測得的邊緣應力數(shù)據(jù) 與最高的最大變形相關聯(lián)，使用該關聯(lián)調整所述玻璃制造過程。
在本發(fā)明的還有一個實施方式中， 一種使玻璃片的變形最小的方法包括 在玻璃制造過程中形成玻璃片，所述玻璃片是基本平坦的，包括多個邊緣部分， 沿所述各個邊緣部分測量應力，將所述玻璃片切割成子片，測量各個子片的最 大變形，選擇最大變形中的最高值，將測得的邊緣應力數(shù)據(jù)與最大變形的最高 值相關聯(lián)，測量在下拉玻璃制造過程中隨后拉制的玻璃片的邊緣應力，預測隨 后的玻璃片內的最大變形，根據(jù)所述預測的最大變形，對所述玻璃制造過程進 行調整。
在以下詳述中描述了本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，本領域技術人員通過本文 的描述可以很容易地部分地了解，或者通過根據(jù)本文所述內容實施本發(fā)明認識 到這些特征和優(yōu)點。包括示例性的附圖用來進一步理解本發(fā)明，并將其結合 入本發(fā)明的說明書中，構成說明書的一部分。
附圖簡要說明


圖1是熔融下拉玻璃制造設備的透視圖。圖2是玻璃片的俯視圖，圖中顯示了一條線，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式， 要沿著這條線將玻璃片切割成若干子片。
圖3是圖2的子片的俯視圖，該子片在切割之后由于應力釋放而變形，覆
蓋在沒有變形的相同子片的輪廓上。
圖4是具有準標(fiduciary mark)的測量臺的俯視圖，具有相應的準標的玻
璃片放在所述測量臺上。
圖5顯示了一種用來表示圖4中的臺和玻璃片的準標之間的偏移的方法。 圖6是沿著圖2的玻璃的頂部邊緣部分測得的應力的曲線圖(應力分布)，
圖中還顯示了與所述應力分布圖擬合的二次曲線(quadratic curve)。
發(fā)明詳述在以下的詳述中，為了說明而非限制，給出了說明具體細節(jié)的示例性實施 方式，以提供對本發(fā)明的充分理解。但是，對于本領域普通技術人員顯而易見 的是，在從本說明書獲益后，可以以不同于本文詳述的其它實施方式實施本發(fā) 明。另外，本文會省去對于眾所周知的裝置、方法和材料的描述，以不使本發(fā) 明的描述難以理解。最后，在任何適用的情況下，相同的編號表示相同的元件。
在本文中，下拉式玻璃片制造法表示任何下述形式的玻璃片制造法其中 在將粘性的玻璃向下牽拉的過程中形成玻璃片。具體來說，在熔融下拉玻璃成 形過程中，熔融玻璃流入一個槽內，然后溢流，從管的兩惻面或者成形楔形件
(更常規(guī)被稱為溢流糟(is叩ipe))的兩個面流下。兩股液流在被稱為根部的位置 (此處管終止，兩股溢流的玻璃部分重新結合)融合，合并的流被向下牽拉，直 至冷卻。
可以借助于圖l所示的實施方式描述所述熔融溢流玻璃片制造法，其中成 形楔形件(溢流槽)IO包括向上敞開的溝槽12，所述溝槽的縱向側面由壁部分 14限制，在壁部分14的上部末端是相對的縱向延伸的溢流緣或堰16。所述溢 流堰16與成形楔形件10的相對的外部片成形表面相連。如圖所示，成形楔形 件io具有一對與溢流堰16相連的基本垂直的成形表面部分18，以及一對向下 傾斜并會聚的表面部分20，所述表面部分20終止于基本水平的下部頂點或根 部22，從而形成直的玻璃牽拉線。通過與溝槽12相連的輸送通道26將熔融玻璃24送入溝槽12中。送入溝 槽12中的物料可以是從一端送入，或者如果需要的話，可以是從兩端送入。 在與溝槽12各個端部相鄰的溢流堰16上提供了一對限制堤28，引導熔融玻璃 24的自由表面30以分開的物流的形式溢流過溢流堰16,沿相對的成形表面部 分18、 20向下流到根部22，在該根部22，分開的物流(點劃線所示)匯合形成 具有初始表面的玻璃32的片材或帶材。
在熔融法中，牽拉輥或輥輪34形式的牽拉裝置設置在成形楔形件根部22 的下游，用來調節(jié)形成的玻璃帶在根部離開會聚的成形表面的速率，從而幫助 確定完成的玻璃片的標稱厚度。牽拉輥通常設計成僅與玻璃帶的外部邊緣部分 36接觸，而不接觸玻璃帶的內部區(qū)域，因此不會影響玻璃帶的質量區(qū)域(quality region)。然后將所述玻璃帶切割成各個玻璃片，玻璃片與牽拉輥接觸過的邊緣 部分36從玻璃片上除下，僅余下質量表面。
上述熔融玻璃成形法的一個優(yōu)點在于，在玻璃帶的質量表面不與成形設備 (例如牽拉輥)表面接觸的情況下可形成玻璃帶，同時玻璃的粘度低到足以經受 塑性變形或破壞。這樣提供了平滑無雜質的玻璃表面。另外，這種技術能夠形 成非常平坦且耐受性極高的薄玻璃片。但是，其他的玻璃成形技術也可受益于 本發(fā)明，這些技術包括但不限于單側溢流下拉法、狹縫拉制法、上拉法和浮 法成形技術。
形成的玻璃制品中可能存在的應力高度取決于所用的制造工藝，以及玻璃 的受熱歷程。對于玻璃片和其它玻璃制品來說，同樣都是這樣。許多的情況下， 可能凍結在完成的玻璃片中的應力是由于用來切割玻璃片的玻璃帶由粘稠液 態(tài)轉變?yōu)椴ＡB(tài)固態(tài)的過程中，玻璃帶經歷的熱梯度造成的。還有可能通過 在此轉變過程中玻璃的機械形變在玻璃中帶來這些應力。無論何種來源，這些 應力通過制造設計分布在完成的玻璃片中，使得提供給初始設備制造商(OEM) 的完成的玻璃片基本平坦，具有基本平行的對邊。這大部分是由于在生產過程 中，制造商非常小心，通常盡可能試圖消除玻璃片中的應力，或者在玻璃片中 產生相反的平衡應力，以減輕已知的應力源，但是這些應力源不易消除。因此， 由玻璃制造商制造的基本平坦的玻璃片具有極小的變形。但是，當例如顯示器 制造商或其它OEM對玻璃片進行進一步的加工的時候，這種情況可能會改變。如前文所述，OEM所面臨的任務是首先將用于顯示器件的電子部件安裝在玻 璃基片上，然后把兩個(或更多個)基片對準，使得一個基片上的部件與另一個 基片上的部件精確地對準。 一旦最佳地對準，就可以將這些基片密封，形成顯 示器件。
OEM制造過程可能經常需要將購自玻璃制造商地大塊玻璃片切割成小
塊，或者子片，以便獲得最佳的材料利用或加工能力。這些子片可以作為顯示 器件基片。子片的尺寸尤其取決于所制造的顯示器的具體種類。但是，通常子 片是矩形的，具有平行的對邊。當將母玻璃片切割成子玻璃片的時候，與應力
相關的變形可能會影響OEM的制造過程。切割玻璃片可能造成應力的重新分 布，使得子玻璃片內的應力達到新的平衡。這種平衡通常是通過子玻璃片的形 狀變化-變形而達到的。
由母玻璃片上切下的子片的變形可能是三維的。也就是說，所述子片可能 顯示與母片的平面相交的翹曲，以及平面變形。但是，在加工過程中，OEM 通常會使用例如真空臺板使得玻璃子片變平。因此，OEM經受的變形人為限 制為面內變形。 一旦切割了玻璃片，則玻璃片的面內形狀可能會改變，例如， 子片的對邊可能不再平行。為了使得玻璃制造商預測切割的子片內的變形，需 要通過對已經進行過類似約束的玻璃片進行變形測量，從而盡可能模擬OEM 過程。
回想一下，如果要連接(密封)的基片上相應的部件之間的偏移僅為2%都 可能帶來問題，這樣的各個部件的尺寸可能是微米級的，可以很容易地看到， 即使很小的變形對于顯示器OEM來說都可能是很麻煩的。本發(fā)明提供了一種 方法，通過預測玻璃片中的面內變形，然后將所得的信息反饋給玻璃制造工藝， 以便將預期的變形減小、使之最小或消除，因此也將下游的、成形后操作過 程(OEM進行的那些操作)中經歷的實際的子片變形減小、使之最小或消除。
如上文所述，玻璃制造商制造的用于顯示器應用的玻璃片是平坦的，優(yōu)選 具有平行的對邊。但是，玻璃制造工藝本身中的尺寸公差通常不在微米范圍內。 另外，作為本發(fā)明的研究對象的變形現(xiàn)象，可僅在對母玻璃片進行切割之后進 行測量，檢測過程本身是破壞性的，對于需要接受大塊玻璃片的OEM來說， 這是不可取的。也就是說，只能在以后母玻璃片已經切割之后進行的直接檢測變形在玻璃制造階段是不可能進行的。但是，玻璃片內的應力，特別是在玻璃 片邊緣處的應力可以更容易地進行測量。這些應力可以用來預測由母玻璃片切 割出的子片內的變形。
圖2中顯示了用來制造顯示器件的示例性的母玻璃片38。圖中還顯示了
玻璃片38的各個邊緣部分頂部邊緣部分40;底部邊緣部分42;第一側邊部分 44;第二側邊部分46。畫出切割線48，其表示OEM可能將母玻璃片38切割 成可控制的尺寸的位置，例如由此形成兩個子片50，52。當然，OEM可以根據(jù) 用途通過不同的方法分割所述玻璃片，制造出任意數(shù)量的子片，為了說明僅將 母玻璃片38分割成最少的兩個子片。
圖3顯示了覆蓋在似乎沒有變形的子片的輪廓上的，對母玻璃片38進行 切割之后形成的一個子片。在圖3中，用虛線顯示了子片50未變形的輪廓， 編號50與圖2所示的編號對應，切割之后實際的變形的子片用實線和編號50' 表示。如圖所示，從母玻璃片38上切割下來之后，子片50，至少顯示了面內彎 曲(圖中放大了這種彎曲)。當然，子片50，可以具有設想的各種不同的形狀，例 如桶狀變形。但是，圖3顯示的彎曲的面內變形將用來描述本發(fā)明，但是可以 假定從母玻璃片上切割之后的子片的實際形狀不限于此。
人們可能預期，在顯示變形的兩塊子片上對準顯示器部件可能原來是有 問題的，特別是當兩塊子片的形狀不同的時候。子片50'所顯示的變形可通過 例如子片50上預定的點與變形造成的切割出的子片50，上該點相應的實際位置 之間的距離來表示。為了說明起見，人們可以選擇子片上的一個或多個角點， 測量從切割后所述角點應當處于的位置(或所需處于的位置)到切割之后該角實 際所處的位置之間的距離。因此，在一個實施方式中，子片50，中的變形可通 過點A和A，， B和B，， C和C，以及D和D，之間的矢量距離(或偏移)來表示。這 種偏移表示變形。當然，如果存在變形的話，要將切割出的子片精確地復位到 其作為母玻璃片的一部分時所占據(jù)的相同位置將會相當困難。當由于切割造成 子片變形的時候，需要在切割之后將子片放置在使所述偏移最小的位置，以便 可以獲得變形的準確的考慮。
在本發(fā)明的一個實施方式中，可以將標有準標54(例如X的陣列)形式的 標記的母片38放置在具有相應的準標58的平面測量臺56上，使得母玻璃片38的準標54與臺的準標58存在偏移(線性偏移)，如圖4所示。需要測量臺56 具有與被測玻璃片38類似的熱膨脹性質。將母玻璃片38放置在臺上，使得 母玻璃片準標54在x方向和y方向略微偏離測量臺準標58。然后用高分辨成 像系統(tǒng)(未顯示)對母玻璃片和測量臺成像，對所成的一幅或多幅圖像進行分析， 以便對X偏移和Y偏移進行定量，例如圖6所示的實例中的行間距用x方向的 距離和y方向的距離表示，R表示兩個準標之間的直接距離。接下來，對母玻 璃片38進行切割，制得多個子片。將每個子片重新放在臺上，重新成像，用 數(shù)學方法使得臺和子片的準標之間的偏移最小。另外，如上文所述，希望通過 使子片變平，將子片顯示的變形限制為面內變形。而且，例如如果測量臺為真 空臺板的形式，可以很容易地做到這一點。因為子片限制成基本平坦的，所以 子片上的各個準標與臺準標之間的偏移會被分解成簡單的位移和旋轉分量，使 用常規(guī)的坐標系變換使得這些偏移最小。這種計算最小化可在計算機的輔助下 完成。簡單的電子表格計算就夠了。當然，也可采用本領域已知的其它用來標 記和測量位置以及位置變化的方法。
可通過選擇、計算、或通過其它方式測定子片的代表性變形而進一步表示 子片50'的變形。例如，可以選擇上述點之間最大測得偏移作為代表性的變形。 因此，例如，在A-A，位移為0.1微米、B-B'位移為0.25微米、C-C'位移為0.15 微米、D-D，位移為0.075微米的子片中，所述子片的面內變形可為0.25微米，相 當于B和B'之間的最大位移。應當注意，各個OEM可能采用他們各自的變 形的定義，在開發(fā)預測的變形模型的時候應說明該定義。也就是說，上述方法 包括相對于子片的角的變形，選擇最大值，但是這僅僅是根據(jù)本發(fā)明實施方式 定義變形的一種方法。人們可以很容易地將變形定義為子片中心的位移，或者 子片上任意其他的點或一系列點的位移。例如，OEM可以將多個顯示器件的 部件設置在子片上，OEM可以考慮用更精確的定義來定義變形，例如對于具 有更高變形分辨率的情況?？赏ㄟ^僅僅增加計算的點-點配對偏移距離的數(shù)量 來完成這一點。還可不通過選擇測得變形中的最大值，而是通過各個測得的 變形計算變形值來表示變形。例如，子片的代表性變形可以是各個測得的變形 的平均值。子片的合適的變形代表值很大程度上取決于各個OEM的需求。
為了將基片(例如子片)與相對的相應的用于一個或多個顯示器件的顯示器部件對準，OEM通常采用優(yōu)化常規(guī)方法(例如上文所述的方法)，使得連接基
片的時候，部件的偏移最小。這些優(yōu)化常規(guī)方法通常是特定的OEM專有的。
根據(jù)上述內容，人們可以很容易地看出，玻璃子片內可以容許的變形如何 成為母玻璃片制造工藝中的一個重要考慮問題。同樣還應當清楚一點，對將
來OEM切割出的玻璃面板出現(xiàn)的變形進行直接測量，會使玻璃制造商陷于根 本性的進退兩難的困境。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在母玻璃片38的各個邊緣部分測量應力。 然后以與以下的描述相一致的方式，參照圖6，對應力測量得到的應力數(shù)據(jù)進 行分析。所謂"相一致的"表示分析本身可能是通過計算裝置(例如臺式計算機) 計算進行的，但是為了使得人們更好地理解本發(fā)明的方法，在本文中進行描述 和圖示。
圖6顯示了沿玻璃片38的頂部邊緣部分40的應力的示例性分布(應力曲
線)60， S卩(應力作為沿邊緣的距離x的函數(shù))。注意每個邊緣部分端部的應力為
0，等于玻璃片38的角的應力。盡管圖6顯示了全為拉伸(正值)的應力分布，
但是應力可以是壓縮(負值)應力，拉伸應力，或二者皆有。不考慮應力是否為 壓縮應力、拉伸應力、或二者皆有，在曲線60上確定應力的最大絕對值。
然后使得二次曲線62與曲線60的應力數(shù)據(jù)擬合。注意二次曲線62在邊緣部 分40的兩端都通過零應力。然后測量二次曲線62的最大絕對值2員力^③。然后
從應力曲線60減去二次曲線62，所得的"波形"或差值曲線64表示初始邊緣應
力曲線60的變化分量(variation component)。接下來確定差值曲線的振幅范圍 的絕對值^，。最后，將差值曲線64去巻積成以下形式的組成部分傅立葉振
幅(constituent Fourier amplitude)和調禾口項
F(x) =+ cos(2;^x + A) (1)
式中F(x)得到每個位置x的差值曲線數(shù)據(jù)的近似值；
P是差值曲線數(shù)據(jù)的平均值；
4是第i個傅立葉頻率的振幅(i二l-k);
K是所需的項數(shù)；
X是各個差值曲線點沿邊緣部分的位置；
小i是第i相位移。通常，選擇最初的四個振幅項，A^至"^Jk-4)。盡管可以使用四個以上的項，但是已經發(fā)現(xiàn)，這對結果沒有顯著的影響。
對底部邊緣部分42進行與頂部邊緣部分40類似的計算，得到另外的底部
曲線最大絕對值o^力^，底部二次最大絕對值2ft^^,差值曲線絕對值振幅范 圍A底部，以及振幅項A底部至"4^。圖4中未顯示底部分量。另外，確定了
2最大頂部和2最大底部的最大值2最大以及平均值2平均。
還對第一側邊44和第二側邊46測量了應力分布，得到與頂邊和底邊測量
類似的側邊的應力曲線(應力分布)。但是，對于側邊，對于第一和第二側邊的 各個應力分布，僅分別確定了絕對值最大應力值cx最大p tr最大2。
上述計算得到的應力數(shù)據(jù)為頂部和底部邊緣部分的最大應力絕對值 、大頂部，。最大底部；頂部和底部二次曲線的最大絕對值2最大頂部和2最大底部；二次曲 線的最大絕對值2，*， 二次曲線最大值的平均絕對值a^，頂部和底部差值曲
線的振幅范圍^ , ^ ;去巻積的頂部差值曲線的最初四個振幅組成部分，
A頂部 K底部
"頂部至"4頂部；去巻積的底部差值曲線的最初四個振幅組成部分，",底部至^底部，； 第一側邊和第二側邊的應力分布的最大絕對值，a最大,，。最大2。
然后通過使18個變量與18個相關系數(shù)配對，并使得十八個配對的項與測 得的變形相等，使得上述分析中確定的18個變量與從母玻璃片切割下來的子 片實際測得的變形相關聯(lián)。為了得到測得的變形，將上述測量邊應力的母玻璃 片切割成子片，測量每個子片的多個變形。例如，如上文所述，可以選擇最大 角偏移。但是，因為變形是隨著切割圖案(例如子片的尺寸)變化的，如果由使 用的玻璃成型設備形成的玻璃片中預測的變形最終將被購買者(例如OEM)采 用，則必須根據(jù)特定OEM切割玻璃的方式對玻璃片進行切割，根據(jù)OEM計算 變形的方式計算變形(例如偏移)。這又可能取決于OEM對玻璃所用的用途。 例如，許多OEM將用于多個顯示器的部件設置在單獨的子片上，因此可以選 擇測量變形隨著相對于設置在子片上的每個顯示部件區(qū)域的角的偏移而變化， 而不是測量隨子片自身的角的偏移而變化。在任意的情況下， 一旦對母玻璃片 進行切割，就進行大量變形測量，包括測量切割之前的母玻璃片上的點與切割 之后相應的子片上相同的點之間的偏移，并用至少一個子片變形測量(即偏移) 確定子片的代表性偏移。對于每個子片進行該種測量。
每個子片的代表性變形可以確定為例如最大測得變形，或者所述代表性變形可以是由測量的變形得到的一些其它的值，例如測得的變形的平均值。在大 部分情況下，選擇特定子片的測得變形的最大值作為最差情況的選擇，以便更 好地確保制造商滿足變形的技術要求。
一旦測定了各個子片的代表性變形，確定代表子片的集合總體的變形，將 其記為母玻璃片的代表性變形5 。對于各個子片，子片的集合的代表性變形 可通過各種方法確定。但是，通常代表子片的集合(例如從母玻璃片上切割下 的所有子片)的變形確定為每個單獨的子片的代表性變形中的最大值。
如上所述，由以上分析得到的公式由與S,相等的十八個配對的項組成， 表示如下
5測量=Mro^,3+ Mrcrit^3+ M3.g最大頂部+ M4々最大底部'+ M5-g最大+
Mi2' "4頂部+ M13' ^底部+ M14' fl誠部+ M15' "3底部+ M16' a很部+ M17' ct最力+ M18' 7最大2 (2)
相關系數(shù)N^至Mi8通過進行常規(guī)的多元偏最小二乘回歸確定。對于本文 所述的應用，使用單響應，變形(微米)。當預測值是高度共線的(即成對相關的) 或預測值的數(shù)量超過觀察值的時候，PLS是特別有用的。因為以上整體模型中 所有的預測值表示相同外圍應力數(shù)據(jù)的不同方面，所以這些數(shù)據(jù)經常略有關 聯(lián)。使用常規(guī)的最小二乘回歸(OLS)將得到具有高的標準誤差的系數(shù)(即對于模 型中的系數(shù)，表示在特定值周圍具有高的不確定性)。PLS將預測值的數(shù)量減 少到一組不關聯(lián)的分量，然后將這些分量進行最小二乘回歸。PLS在概念上與 主分量回歸(PCR)的不同之處在于，考慮到用響應構建得到的分量，即構建分 量以提供與響應最大的關聯(lián)。當預測值未關聯(lián)的時候，根據(jù)系數(shù)的數(shù)值，PLS 經常提供與OLS相同的結果。
一旦解出，可以用公式(2)右邊的18個配對的項預測從特定母玻璃片上切 割下來的具有預定尺寸和形狀的子片的變形量。在此情況下，根據(jù)對特定玻璃
母片的邊應力數(shù)據(jù)的表述，確定18個配對的項，用計算的最大變形的數(shù)值代 替測得的變形值。也就是說，在公式(2)中用Sp針代替5測量。實際上，人們可以 例如隨后計算和指定母玻璃片的最大預測變形值，有效地描述從該母片切割下 的子片可能預期顯示的最大變形。如上所述，變形的定義，即變形的測量方式，可由特定的OEM決定，或 者由玻璃制造商選擇。在根據(jù)上述方法對玻璃片進行分析之后，由相同的成形 設備拉制生產的玻璃片可以進行應力測量，根據(jù)本實施方式，使用之前的分析 得到的系數(shù)進行分析，以確定該之后的母玻璃片的預測變形。然后可以根據(jù)該 預測的變形，對所述制造方法進行調整。例如，如本文所述從熔融設備拉制的 玻璃帶可以進行預定的冷卻方案，其中玻璃帶(由其切割出母玻璃片)的溫度作 為玻璃的溫度(或粘度)的函數(shù)而變化，以及/或者作為玻璃帶寬度上位置的函數(shù)
而變化。在熔融下拉法中，通常將該溫度作為與成形楔形件10根部22的距離 的函數(shù)。該溫度調整干涉的一個特別有效的區(qū)域是在根部22和牽拉輥34之間， 該區(qū)域通常是玻璃經歷由粘性液態(tài)轉變?yōu)閺椥怨虘B(tài)的大部分轉變的區(qū)域。因此 在該區(qū)域內，最終的母玻璃片中存在的大部分應力凍結在玻璃內。這些方法在 例如美國專利申請第11/233565號中進行了討論。但是，對玻璃溫度的控制也 可在成形楔形件的成形表面18和/或20上或者牽拉輥下方進行。
根據(jù)該實施方式，可以觀察公式(2)中的項，以確定對預測的變形大小的 重要貢獻。因此，如果需要的話，可通過例如在拉制玻璃帶的時候改變玻璃帶 的冷卻和/或加熱方案來調整玻璃制造和成形工藝，從而減小預測的變形?？梢?根據(jù)預測的變形，按照已知的方法進行調整的其它工藝變量包括，但不限于 玻璃片拉制或牽拉速率，牽拉張力，以及溢流槽/玻璃的溫度。
為了確保更精確地預測變形，以上應力分析可以在特定時間內對大量母玻 璃片進行，以掌握不可避免的工藝變化的影響。因此，例如，人們可以根據(jù)本 發(fā)明，在數(shù)日或數(shù)周的時間內，根據(jù)本發(fā)明每天對大量母玻璃片進行分析。然 后可以通過例如求平均而將這多次測量的結果合并起來，得到單一的代表性預 測模型(公式(2))。
盡管已經根據(jù)邊應力測量描述了上面的分析，但是也可使用二維應力測 量，其中應力不是沿著各個邊緣部分線性測量的，而是沿著玻璃片的寬度和長 度測量的，例如沿對角線從角到對角線的對角進行測量，或者在玻璃片中心區(qū) 域的多個點測量(即在玻璃片邊內測量)。但是，至少出于以下的原因，不大希 望采用二維法l)全片應力測量消耗時間比邊應力測量久；2)進行內應力測量所 需的測量能力要超過邊應力測量所需的測量能力。通過本文的說明書，對本領域技術人員顯而易見的是，可使用預測的變形 值依照本領域己知的方式作為制造控制參數(shù)。因此，對預測的變形值設置控制 限值，并將玻璃片制造工藝控制在這些限值之內。例如，預測的最大變形可以
控制在0-6微米之內(即0微米幼p最^6微米)。因為公式(2)中使用的應力數(shù)據(jù) 是絕對值，因此是正值，所以預測的變形值是正值，因此范圍0-6微米相當于 S6微米?；蛘?，合適的目標變形可以是具有給定偏差的標稱變形，例如2微米 ±1微米。當將預測的變形值與生產限值比較的時候，可將預測的變形值用于反 饋機構，用來如上所述控制玻璃片生產過程。
預測的變形值還可作為OEM和玻璃制造商之間的玻璃片交易和貿易的產 品技術要求。這種情況下，將特定母玻璃片的預測最大變形與作為玻璃片合格 /不合格標準的預定最大變形值相比較。例如，預定的合格/不合格標準可以設 定在Sp^S2微米。也可采用本領域已知的統(tǒng)計取樣法，使得可以對玻璃片的 總體進行取樣，而不是測量各個單獨的玻璃片應力，以確定合格/不合格限值的 使用性能。
本領域技術人員還可通過本文很明顯地了解到，所述模型的殘值(實際值 減去預測值)可以用來以本領域已知的方式評價模型使用性能。因此，將控制 限值設定在零中線的附近的殘值上。如果作圖的殘值保持在控制限值之內，隨 時間未檢測出非隨機的圖案，則模型使用性能獲得滿足。
盡管關于制造玻璃片的熔融下拉法的方面提供了以上描述，但是本發(fā)明還 可用于其它玻璃片成形工藝，包括但不限于上拉法和浮法。
應當強調，本發(fā)明上述實施方式、特別是任意"優(yōu)選的"實施方式僅 僅是可能實現(xiàn)的實施例，僅表示用來清楚理解本發(fā)明的原理?？梢栽诨?上不偏離本發(fā)明的精神和原理的情況下，對本發(fā)明的上述實施方式進行許 多的改變和調整。所有這些調整和改變都包括在本文中，包括在本發(fā)明和 說明書的范圍之內，受到所附權利要求書的保護。
權利要求
1. 一種使玻璃片中的變形最小的方法，該方法包括在玻璃片制造過程中形成玻璃片；得到所述玻璃片的大量應力數(shù)據(jù)；由所述應力數(shù)據(jù)確定所述玻璃片的預測的變形；根據(jù)所述預測的變形，對所述玻璃片制造過程進行調整。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述玻璃片包括大量邊緣 部分，所述得到大量應力數(shù)據(jù)的步驟包括沿各個邊緣部分測量應力。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述確定預測的變形的步 驟包括將所述玻璃片切割成大量的子片。
4. 如權利要求2所述的方法，所述方法還包括使得二次曲線對至少一 個邊緣部分的測得的應力進行擬合。
5. 如權利要求4所述的方法，所述方法還包括從所述測得的應力減去 所述二次曲線，得到差值曲線。
6. 如權利要求5所述的方法，所述方法還包括對所述差值曲線進行去 巻積，得到所述差值曲線的振幅分量。
7. 如權利要求3所述的方法，所述方法還包括確定各個子片的代表性 變形。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，各個子片的代表性變形是 各個子片的最大變形。
9. 如權利要求7所述的方法，所述方法還包括由各個子片的代表性變 形，確定代表所有子片變形的變形。
10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預測的變形是最大 的預測變形。
11. 一種使玻璃片中的變形最小的方法，該方法包括 在玻璃制造過程中形成玻璃片，所述玻璃片包括大量邊緣部分； 得到所述玻璃片的大量應力數(shù)據(jù)； 將所述玻璃片切割成子片；確定各個子片的代表性變形；由各個子片的代表性變形確定代表所述大量子片的變形； 將應力數(shù)據(jù)與代表所述大量子片的變形相關聯(lián)；使用所述關聯(lián)預測由所述玻璃制造過程隨后形成的玻璃片中的變形； 根據(jù)所述預測的變形，對所述玻璃片制造過程進行調整。
12. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于，所述確定各個子片的代 表性變形的步驟包括選擇各個子片的大量變形中的最大值。
13. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述確定代表大量子片 的變形的步驟包括選擇代表所述各個子片的變形的最大值。
14. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于，所述玻璃制造過程是拉 制法。
15. —種使玻璃片中的變形最小的方法，該方法包括 在玻璃制造過程中形成玻璃片，所述玻璃片基本平坦，包括大量邊緣部分；沿所述各個邊緣部分測量應力； 將所述玻璃片切割成子片； 確定各個子片的最大變形； 選擇所述最大變形中的最高值；將測得的邊緣應力數(shù)據(jù)與所述最大變形中的最高值相關聯(lián)； 測量所述玻璃制造過程中隨后形成的玻璃片中的邊緣應力； 預測所述隨后的玻璃片中的最大變形； 根據(jù)所述預測的變形，對所述玻璃片制造過程進行調整。
16. 如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述進行關聯(lián)的步驟包 括由測得的至少一個邊緣部分的應力確定大量應力分量。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述確定大量應力分量 包括將二次曲線與測得的至少一個邊緣部分的應力數(shù)據(jù)擬合。
18. 如權利要求17所述的方法，所述方法還包括從所述測得的至少一 個邊緣部分的應力數(shù)據(jù)減去所述二次曲線，得到差值曲線。
19. 如權利要求18所述的方法，所述方法還包括對所述差值曲線進行去巻積，得到所述差值曲線的振幅分量。
20.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述確定各個子片的最 大變形的步驟包括測量玻璃片上的標記與各個子片上的標記之間的偏移。
全文摘要
一種使玻璃片制造法中的變形最小化的方法，其中沿所述玻璃片的各條邊測量玻璃母片內的應力。然后用這些應力數(shù)值求出變形預測值，用來預測將母片切割成預定尺寸的子片的時候，所述母片的子片可能顯示的面內變形。所述面內變形可以根據(jù)玻璃制造商制定的標準，或者初始設備制造商(OEM)提供的標準進行預測。
文檔編號C03B33/02GK101432235SQ200780015638
公開日2009年5月13日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權日2006年3月24日
發(fā)明者C·A·沃林奧, C·D·吉爾布里尼, D·R·克爾特里特, D·V·牛鮑威, R·A·阿萊爾 申請人:康寧股份有限公司