專利名稱：形成具有改善的形狀穩(wěn)定性的玻璃片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及關(guān)于通過生產(chǎn)彎曲的顯示器玻璃帶而具有改善的形狀/尺度一致性的應(yīng)力減小的顯示器玻璃的方法、系統(tǒng)、設(shè)備和產(chǎn)品，具體而言，本發(fā)明涉及在熔制拉延機(jī) (FDM)中形成的、用于拉延液晶顯示器(LCD)玻璃片材的彎曲玻璃帶。相關(guān)技術(shù)描述生產(chǎn)顯示器(例如IXD)用平板產(chǎn)品玻璃(flat product glass)涉及許多挑戰(zhàn)。 該過程中的一個關(guān)鍵需求是在大產(chǎn)品玻璃板中產(chǎn)生非常一致的產(chǎn)品形狀的能力。典型的大產(chǎn)品玻璃片材的尺寸可達(dá)3. 3平方米?？祵幑?Corning Incorporated)已開發(fā)出可形成能用于各種諸如平板顯示器的裝置中的高質(zhì)量薄玻璃片材的工藝，該工藝稱為熔制工藝(例如下拉(downdraw)工藝)。 由于用該熔制工藝生產(chǎn)的玻璃片材的表面與用其它方法生產(chǎn)的玻璃片材相比具有出色的平面度和平滑度，該工藝是生產(chǎn)用于平板顯示器的玻璃片材的優(yōu)選技術(shù)。大體的熔制工藝在多篇出版物(例如美國專利號3，338，696和3，682，609)中有所描述，且為本領(lǐng)域所熟知·熔制工藝的一個實施方式涉及使用熔融拉延機(jī)(fusion draw machine,FDM)形成玻璃片材，然后在兩個軋輥之間拉延玻璃片材，將玻璃片材伸展到所需的厚度。移動式砧機(jī) (traveling anvil machine, ΤΑΜ)用于將玻璃片材切割成提供給客戶的較小玻璃片材。多種因素可導(dǎo)致玻璃片材中存在殘留產(chǎn)品應(yīng)力和成形，例如加工溫度分布、TAM造成的玻璃帶移動以及玻璃切割。每當(dāng)玻璃片材的殘留應(yīng)力較大或其形狀不穩(wěn)定時，在液晶顯示器制造中會產(chǎn)生許多問題。在熔熔拉延技術(shù)中，溢流槽(isopipe)運送大而薄的粘稠玻璃熔體片材。當(dāng)粘稠片材冷卻時，其具有產(chǎn)生變化的機(jī)械應(yīng)力的傾向，該機(jī)械應(yīng)力可由例如如下的原因所導(dǎo)致: 熱梯度、帶材(ribbon)厚度變化、殘留應(yīng)力以及牽引驅(qū)動系統(tǒng)造成的機(jī)械作用力。通常，帶材的寬度的數(shù)量級為2米，長度為2-6米不等。帶材的厚度為I. I毫米或更小。在如此薄且大的帶材、在帶材中存在正常加工應(yīng)力變化的情況下，壓縮應(yīng)力區(qū)域?qū)е铝藥Р牡膹澢?。如果壓縮應(yīng)力相對較大，則會引發(fā)多模態(tài)形狀不穩(wěn)定性。在生產(chǎn)熔制工藝中的這種情況下，帶材的形狀會發(fā)生變動。如果帶材的形狀發(fā)生明顯變動，則會對玻璃產(chǎn)品的應(yīng)力和形狀產(chǎn)生影響，生產(chǎn)必須中止。在嚴(yán)重的情況下，熔制工藝中的玻璃帶會因不穩(wěn)定性而破裂。在液晶顯示器(LCD)玻璃片材的下拉和所得的熔體中，制造者可以高流動密度和大的帶材尺寸獲得具有最小殘留應(yīng)力和變形的LCD玻璃片材穩(wěn)定生產(chǎn)是極其重要的。為了降低LCD平板生產(chǎn)的成本，平板制造商需要越來越大的玻璃片材，例如Gen 7、Gen 8或以上。當(dāng)片材的尺寸增大時，為保持產(chǎn)品形狀和應(yīng)力性能的熔制工藝控制變得更為苛刻。在形成LCD玻璃帶的過程中，如果具有同一方向上的弓形，對于保持加工穩(wěn)定性是有利的。對IXD用戶而言，玻璃片材具有一致的形狀和應(yīng)力模式也是有利的。滿足這些用戶需求中的一些，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的帶材形成工藝中，如圖I所示，將平板垂直懸掛在主要由重力和驅(qū)動棍來穩(wěn)定的中性位置(neutral position)。然而,該機(jī)構(gòu)對伴有偶發(fā)的諸如切除系統(tǒng)或加工溫度的生產(chǎn)變化的帶材彎曲和運動不穩(wěn)定性很敏感。在這些情況下， 需要停止產(chǎn)品制造，直到重獲形狀穩(wěn)定性。因此，在FDM中控制弓形方向和帶材的形狀與現(xiàn)有技術(shù)相比將是有益的。當(dāng)產(chǎn)品玻璃尺寸增大時，更難以控制殘留應(yīng)力和變形。然而，人們需要更大尺寸的玻璃產(chǎn)品，因此需要開發(fā)出可實現(xiàn)殘留應(yīng)力和變形都在可接受范圍內(nèi)的更大尺寸產(chǎn)品玻璃的新產(chǎn)品和方法。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，提供了涉及形成顯示器玻璃的曲面玻璃帶的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和產(chǎn)品，它們用于改善玻璃帶的形狀穩(wěn)定性、產(chǎn)生應(yīng)力降低的玻璃帶和產(chǎn)生更具形狀/尺度穩(wěn)定的顯示器玻璃，這些系統(tǒng)、方法、設(shè)備和產(chǎn)品可包括在熔融拉延機(jī) (FDM)中形成略微彎曲的玻璃帶。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，提供了改進(jìn)玻璃帶中的玻璃帶形狀穩(wěn)定性的方法，所述玻璃帶由被熔融玻璃溢流的溢流槽拉延而成，所述方法包括在玻璃帶中引發(fā)曲率，從而形成曲面玻璃帶；然后使得曲面玻璃帶硬化(setting)。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，提供了改善玻璃帶中的形狀穩(wěn)定性的設(shè)備， 所述玻璃帶由被熔融玻璃溢流的溢流槽拉延而成，所述設(shè)備包括曲率引發(fā)部件，該部件可進(jìn)行操作而在玻璃帶中引發(fā)曲率。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，提供了在玻璃帶中產(chǎn)生改善的玻璃帶形狀穩(wěn)定性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可包括具有可操作以生產(chǎn)玻璃帶的溢流槽的熔制拉延機(jī)；和可操作以在玻璃帶中引發(fā)曲率的曲率引發(fā)元件。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，提供了在顯示器玻璃中產(chǎn)生改善的形狀穩(wěn)定性的方法，該方法可包括由熔融玻璃溢流的溢流槽拉延玻璃帶；在玻璃帶中引發(fā)曲率，從而制得曲面玻璃帶；硬化該曲面玻璃帶；由該曲面玻璃帶制備顯示器玻璃片材。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，本發(fā)明的產(chǎn)品可包括具有改善的形狀穩(wěn)定性的顯示器玻璃；其中，所述顯示器玻璃由曲面玻璃帶形成，且所述曲面玻璃帶是通過在由溢流槽拉延而來的玻璃帶中引發(fā)曲率并硬化所述曲面玻璃帶形成的。在本發(fā)明的各種實施方式中，在玻璃帶中引發(fā)曲率的方式可包括使用具有所需曲率的溢流槽；使用具有所需傾斜的溢流槽；沿著傾斜的帶材拉延方向拉延玻璃帶；向玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓從而在第一側(cè)上產(chǎn)生壓差；和/或向玻璃帶的第一側(cè)施加靜電作用力從而產(chǎn)生橫過(across)該玻璃帶的電場差(electric field differential)。在本發(fā)明的各種其它實施方式中，曲率引發(fā)部件可包括具有所需曲率的溢流槽; 具有所需傾斜度的溢流槽；可操作性地在傾斜的帶材拉延方向上拉延玻璃帶的偏置拉延裝置；一個或多個氣體噴射器或真空裝置，其可操作性地向玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓從而在第一側(cè)產(chǎn)生壓差；和/或一個或多個靜電力發(fā)生器，其可操作性地向玻璃帶的第一側(cè)施加靜電力從而產(chǎn)生橫過該玻璃帶的電場差。在本發(fā)明的其它各種實施方式中，溢流槽的底部(root)可包括所需曲率；所需傾斜度可包括與垂直方向成5-20度的夾角；溢流槽的底部可包括所需的傾斜度；傾斜的帶材拉延方向可包括與垂直方向成5-20度的夾角；壓差可為2-15牛/平方米；一個或多個氣體噴射器或真空裝置可施加氣壓；氣體噴射器或真空裝置包括3X3或5X5的氣體噴射器或真空裝置陣列；一個或多個靜電力發(fā)生器可施加靜電力；玻璃帶中的曲率的曲率半徑可為 5-50米，從而產(chǎn)生5-10毫米的彎曲。在閱讀了詳細(xì)技術(shù)描述，并與現(xiàn)有的玻璃質(zhì)量控制工藝聯(lián)系起來，可最佳地理解本發(fā)明的優(yōu)點。雖然如此，所述優(yōu)點可包括該工藝和系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)模放大(scalability)，用以生產(chǎn)大產(chǎn)品玻璃。在本發(fā)明中，規(guī)定用曲面帶來控制在玻璃帶成形工藝中的弓形方向。在如此的方法中，在工藝中形成部分圓柱形的輕微彎曲的帶材。該曲面帶具有可展曲面形狀 (developable shape)。所規(guī)定的可展曲面形狀幾乎不會導(dǎo)致殘留產(chǎn)品應(yīng)力。與規(guī)定的平面帶材相比，所述曲面帶材具有三個主要的優(yōu)點。所述優(yōu)點包括將弓形控制在所選的方向上。當(dāng)優(yōu)選平面帶材時，帶材中的熱機(jī)械應(yīng)力可導(dǎo)致帶材的扭曲或不穩(wěn)定，例如在兩個方向中的任一方向上彎曲和形成弓形。當(dāng)規(guī)定了曲率，熱機(jī)械學(xué)應(yīng)力難以改變弓形的方向。曲面帶材將帶材的形狀規(guī)定為其最穩(wěn)定形式——簡單弓形。采用現(xiàn)有的平面熔融拉延工藝，尤其采用較寬的帶材和變化的加工溫度，可造成多模態(tài)(復(fù)雜的)帶材形狀。 經(jīng)驗表明在使用簡單穩(wěn)定弓形的帶材形狀的工藝中，產(chǎn)品形狀更一致，且產(chǎn)品應(yīng)力水平更低。在所規(guī)定的帶材形狀占結(jié)構(gòu)對齊(structural alignment)主導(dǎo)地位的情況下，當(dāng)帶材中存在弓形或曲率時，難以形成多模態(tài)帶材形狀。通常而言，對顯示器玻璃用戶來說，具有一致片材弓形方向和應(yīng)力模式是有利的。曲面帶材比平面帶材更具剛性，從而提高了帶材的回彈性。玻璃片材的形狀在顯示板制造者的制造工藝中具有重要的作用。例如，玻璃形狀對其懸掛在水平架上時所表現(xiàn)出的垂度量而言非常重要。例如，該垂度對采用自動機(jī)械的預(yù)期制造的間隙要求而言也是很關(guān)鍵的。通常顯示板制造者需要關(guān)于該片材垂度的技術(shù)規(guī)格以改善他們的工藝。在片材拉延工藝中，通過調(diào)控帶材的形狀來控制片材的垂度。本發(fā)明的曲面拉延工藝使得更符合規(guī)定的片材形狀得以實現(xiàn)，該工藝將對顯示板制造中一致的片材垂度具有顯著的益處。將本發(fā)明的說明書與附圖相結(jié)合的情況下，其它方面、特征、優(yōu)點等對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是很明顯的。附圖簡述為了闡明本發(fā)明的各種方面，相同數(shù)字指示相同元件，圖中可以簡化形式顯示。然而應(yīng)理解，本發(fā)明不限于或不限制到確切顯示的設(shè)置和儀器，而僅受限于或限制到出版的權(quán)利要求書。附圖可不按比例繪制，附圖的樣子彼此間可不成比例。圖I所示為采用熔融拉延機(jī)生產(chǎn)平板溢流槽玻璃拉延物的示范性玻璃制造系統(tǒng)的框圖。圖2A所示為平面溢流槽玻璃拉延物的俯視等距框圖(isometric block diagram)。圖2B為沿圖2A中的線2B-2B的橫截面視圖。圖3A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的示范性曲面溢流槽玻璃拉延物的俯視等距框圖。圖3B為沿圖3A中的線3B-3B的橫截面視圖。圖4A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的示范性曲面溢流槽玻璃拉延物的等距框圖。圖4B為圖4A傾斜拉延的側(cè)視圖。圖5A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的另一示范性曲面溢流槽玻璃拉延的俯視等距框圖，該拉延采用了具有氣體噴射器或真空裝置的熔融拉延機(jī)。圖5B為圖5A玻璃拉延的側(cè)視圖。圖6A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的其它示范性曲面溢流槽玻璃拉延的俯視等距框圖，該拉延采用了具有靜電力發(fā)生器的熔融拉延機(jī)。圖6B為圖6A玻璃拉延的側(cè)視圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式產(chǎn)生曲面玻璃可采用的工藝步驟的流程圖。圖8所不為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式與曲面玻璃的產(chǎn)生相關(guān)的系統(tǒng)的框圖。發(fā)明詳述本發(fā)明提供了通過在熔融拉延機(jī)(FDM)中形成輕微彎曲的玻璃帶來實現(xiàn)帶材形狀穩(wěn)定性、殘留應(yīng)力減小和弓形方向控制。曲面帶材可具有圓柱形可展曲面形狀。在具有該曲率的情況下，因冷卻和拉延過程溫度變化造成的壓縮性熱-機(jī)械應(yīng)力可得到釋放。本發(fā)明的曲率使得熱-機(jī)械應(yīng)力難以改變弓形的方向。因此，可將弓形控制在所選的方向上。 當(dāng)壓縮應(yīng)力施加到曲面帶材時，曲面帶材還通過改變帶材的曲率釋放了壓縮應(yīng)力。在使用規(guī)定的帶材形狀占主導(dǎo)地位的情況下，曲面帶材抑制了高頻模式的發(fā)生，使得高頻模式不易發(fā)生。此外，曲面帶材比平面帶材具有更高的硬度。曲面帶材比平面帶材更硬，F(xiàn)DM中的帶材運動減少?？刹捎酶鞣N實施方式中的任何一種來產(chǎn)生曲面玻璃帶。用于產(chǎn)生曲面帶材的本發(fā)明的四種示范性方法可包括(i)使用曲面溢流槽，( )使用傾斜FDM或傾斜帶材拉延，
(iii)使用氣壓板，以及(iv)使用靜電力或磁力，或它們的組合。此外，本發(fā)明可與其它創(chuàng)新技術(shù)(例如溫度控制)聯(lián)合使用來生產(chǎn)具有低殘留應(yīng)力、高流量密度和大帶材尺寸的玻璃片材。參考

圖1，其中顯示了示例性玻璃制造系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)采用了熔制工藝制備玻璃片材105，該工藝采用平面溢流槽玻璃拉延。該玻璃制造系統(tǒng)100包括熔融容器 (vessel) 110，澄清化容器115，混合容器120 (例如攪拌室120)，遞送容器125 (例如，碗狀容器125)，熔融拉延機(jī)(FDM) 140a和移動式砧機(jī)(TAM) 150。將玻璃批料如箭頭112所示地導(dǎo)入熔融容器110，并熔融以形成熔融玻璃126。澄清化容器115(如，澄清化管115)具有接收來自從熔融容器110的熔融玻璃126的高溫加工區(qū)(在該點未示出)，在該容器中從熔融玻璃126中去除氣泡。澄清化容器115與混合容器120(例如，攪拌室120)通過澄清化容器至攪拌室的連接管122連接。混合容器120與遞送容器125通過攪拌室至碗狀容器連接管127連接。遞送容器125通過下導(dǎo)管130將熔融玻璃126遞送到FDM 140a, FDM140a 包括進(jìn)料口 132，成形容器135(例如，溢流槽135)和引出輥組件140。如圖所示，熔融玻璃126從下導(dǎo)管130流入通向成形容器135 (例如，溢流槽135) 的進(jìn)料口 132。成形槽135包括接受熔融玻璃126的開口 136，接受到的熔融玻璃流入料槽137，然后溢流，沿兩個側(cè)面138a和138b (138b在138a后方，不可見)流下,然后在稱為底部139處熔合在一起。兩個側(cè)面138a和138b在底部139處匯合，且熔融玻璃126的兩個溢流壁在此重新結(jié)合(例如重新熔合)，然后通過牽引輥組件140向下拉延，形成玻璃板材105。然后，TAM 150將拉延玻璃片材105切割成獨立的玻璃片材155。參考圖2A和2B，框圖顯示了平面溢流槽玻璃拉延200。平面溢流槽玻璃拉延200 是系統(tǒng)100的示范性玻璃拉延，其中的底部139是平的，從而成形容器135為平面溢流槽 135。因此，熔融玻璃126和玻璃片材105也都是平的。舉例而言，產(chǎn)品玻璃可包括康寧公司玻璃組合物NO. 1737 (CORNING INCORPORATED GLASS COMPOSITION NO. 1737)或康寧公司玻璃組合物 NO. EAGLE2000 (CORNING INCORPORATED GLASS COMPOSITION NO. EAGLE2°°° )。這些玻璃材料具有多種用途，具體為例如用于液晶顯示器的生產(chǎn)。參考圖3A和3B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的示范性曲面溢流槽玻璃拉延300。可通過例如曲面溢流槽的曲面溢流槽底部339來產(chǎn)生曲面溢流槽玻璃拉延300。當(dāng)溢流槽為彎曲時，曲面溢流槽產(chǎn)生玻璃熔體的曲面均一粘性片材326。一旦冷卻過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，粘性玻璃片材的曲面形狀凍結(jié)為仍然垂直懸掛但對形狀變化和水平振動更具抗性的曲面玻璃帶305。然后，可將玻璃帶305切割為獨立的切割玻璃片355，可將這些玻璃片再切分為單獨的顯示器玻璃片材360。該形狀是可展曲面形狀，且在將產(chǎn)品片材平整化時不會導(dǎo)致額外的應(yīng)力。溢流槽或溢流槽底部339的詳細(xì)曲率半徑值取決于工藝溫度分布，機(jī)械約束和帶材尺寸。為了控制弓形方向，5-50米的曲率半徑可以產(chǎn)生足以確定弓形方向的效果。該輕微彎曲的溢流槽在FDM 140a中形成部分圓柱形的玻璃帶。在這種曲率半徑范圍中，尺寸為 1-4米的玻璃片材的弓形范圍為5-100毫米。由于曲率半徑非常大，粘稠片材305的均勻性或動力學(xué)分布均不會受到顯著影響?？赏ㄟ^改進(jìn)現(xiàn)有溢流槽135或生產(chǎn)新的設(shè)計來獲得曲面粘稠片材305。例如，可相應(yīng)地彎曲已有的溢流槽135，相應(yīng)地彎曲已有溢流槽135的底部139，或可將曲率調(diào)節(jié)器連接在現(xiàn)有底部139上用作曲面溢流槽底部339?；蛘?，可設(shè)計新的溢流槽，其整體具有所需的曲率，或僅曲面底部339處具有所需的曲率。參考圖4A和4B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的示例性傾斜的曲面溢流槽玻璃拉延400。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式，傾斜的曲面溢流槽玻璃拉延 400可包括傾斜溢流槽435，其可為平面的或彎曲的，例如具有曲面底部439和/或用于在 FDM440中形成曲面玻璃帶405的傾斜玻璃拉延方向465。采用傾斜玻璃拉延方向465，F(xiàn)DM 440可為垂直，也可為傾斜。在帶材拉延方向465和重力方向之間存在極小的角度470的情況下，重力使得帶材405在邊緣彎曲，尤其當(dāng)拉延主要是在帶材405的中央受到支撐的時候。如下所討論，該不對稱條件還可抑制可能發(fā)生的水平振動?？赏ㄟ^例如(參考圖I)將牽引輥組件140或TAM 150由溢流槽135向前或向后偏置角度470來獲得傾斜玻璃拉延方向465。更通常地，可將FDM 440的偏置拉延裝置475 用于實現(xiàn)傾斜玻璃拉延方向465，該偏置拉延裝置475可偏置更多或更少以加大或減小角度470，從而調(diào)節(jié)傾斜對帶材405的影響。采用傾斜溢流槽435時，底部439可為平面或曲面。如果采用了曲面底部439，曲率可存在于圓化和/或有斜削(用點劃線表示)的底部邊緣439be，在底部139中保持底部平面的平整(如底部139的情況)，從而使得玻璃熔體426可在底部439中央輥送落下的基本同時在傾斜底部邊緣的遠(yuǎn)圓化角輥送落下，從而使得不存在其它因素時垂直落下的帶材 405可重組成拉延300中的帶材305。在該情況下，帶材拉延方向465的傾斜470在玻璃熔體426沿底部439的側(cè)面138a 和138b流下的時候存在，其后的拉延400可為垂直(不傾斜)或在小于角470的條件進(jìn)行， 從而利用了底部439的曲率。如果在該結(jié)構(gòu)中，在等于或大于傾斜470的角度下進(jìn)行拉延 400，曲面底部439中的圓化或有斜面的邊緣439be可產(chǎn)生非常小的效果，從而導(dǎo)致與上文情況不同的情況，所述上文的情況中，傾斜470存在于帶材拉延方向465，而使用無曲率的底部439。不論使用傾斜溢流槽435或傾斜帶材拉延方向465,帶材405因重力而發(fā)生彎曲。 由于帶材405既薄又寬，極小的傾斜角470導(dǎo)致為釋放應(yīng)力的目的而產(chǎn)生的充分曲率。基于平面外(out-of-plane)變形與重力之間的關(guān)系，如圖所示，恰當(dāng)?shù)膬A斜角470與垂直方向之間的角度可為5-20度，這取決于拉延的環(huán)境(玻璃組成、溫度、熔融拉延機(jī)的速度、寬
/又、冋/又寸)ο除了產(chǎn)生曲面帶材之外，傾斜帶材拉延400可有利地抑制可能發(fā)生的帶材運動。 當(dāng)帶材拉延方向465為重力方向(即垂直方向)，帶材405在其穩(wěn)定位置中性溫度，但不具有水平穩(wěn)定化因素。很小的外部干擾可導(dǎo)致帶材405在該垂直位置周圍水平振動。當(dāng)帶材 405是傾斜的，干擾必須足夠強(qiáng)才能克服帶材405的重力垂直矢量，以及帶材拉延方向465 的力的水平矢量，從而造成帶材405的運動。傾斜帶材拉延400引入了減輕可能的帶材移動的抑制效果。參考圖5A和5B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的另一示例性曲面溢流槽玻璃拉延500，其使用了具有氣體噴射器565和/或真空裝置565a的熔融拉延機(jī) 540。由氣體噴射器565和/或真空裝置565a施加氣壓570可產(chǎn)生曲面帶材505?？蓪怏w噴射器565或真空裝置565a陣列安裝在現(xiàn)有或新設(shè)計的FDM 540中。氣體噴射器565 和/或真空裝置在帶材504的兩側(cè)(對應(yīng)于兩個側(cè)面138a和138b)產(chǎn)生壓差。該壓差導(dǎo)致了帶材的曲率?？筛鶕?jù)拉延的條件(玻璃組成、溫度、速度、寬度等)，在實踐中調(diào)節(jié)噴射器565和/或真空裝置的數(shù)目和強(qiáng)度。此外，可用氣體噴射器565和/或真空裝置來影響帶材的溫度。氣體噴射器565和/或真空裝置565a陣列設(shè)置為在沖擊點575作用于帶材505 的一側(cè)，例如后側(cè)138b，帶材505前側(cè)的后面，玻璃硬化區(qū)到硬化區(qū)下方約50英寸的范圍內(nèi)。這對應(yīng)于在900-300°C的溫度范圍中的帶材505。帶材505兩側(cè)的壓差還可通過為帶材505提供偏轉(zhuǎn)的水平非接觸性支撐以抑制帶材運動,這與拉延400中通過拉延傾斜帶來的抑制作用是相似的。由于玻璃帶材505既大且薄的事實，僅用小的壓差可使帶材505產(chǎn)生足夠的曲率， 以控制弓形方向。對于LCD玻璃帶材505，2-15牛/平方米的壓差產(chǎn)生了具有大于5mm的平面外變形的曲面帶材。可通過改變氣體噴射器565和/或真空裝置565a的位置、改變氣流壓強(qiáng)570和氣體溫度，來調(diào)節(jié)通過氣體壓差產(chǎn)生的帶材曲率，以獲得優(yōu)化的帶材形狀。如此一來，氣體壓差的使用成為帶材形狀的有效控制方法。為了避免帶材505中的過高的局部形狀扭曲，施加的氣壓507不應(yīng)集中在一個狹窄的沖擊區(qū)575。如果氣體噴射器565和/或真空裝置565a集中在一個具體的部位上，氣體噴射器或真空產(chǎn)生器本身可產(chǎn)生不利的和不可展的平面外的變形?？烧{(diào)節(jié)具有基本均勻分布的氣體噴射器或真空裝置陣列以產(chǎn)生部分圓柱形的曲率。對于實踐應(yīng)用，氣體噴射器 565或真空裝置565a陣列可排列為3X3 5X5，例如圖5中的3X4陣列，以在帶材505 上產(chǎn)生充分均一分布的氣壓570。然而，應(yīng)理解氣體噴射器和/或真空裝置可在帶材505上產(chǎn)生變化的壓力分布。例如，帶材前方和后方側(cè)面或表面的壓差在帶材的中央可大于帶材邊緣附近。噴射器565或真空裝置565a的數(shù)目不限于該范圍。在拉延500中，氣體噴射器 565或真空裝置565a可連續(xù)起作用。為了彌補氣體噴射器565或真空裝置565a可稍許改變帶材505的逐漸冷卻這一事實，系統(tǒng)100可(例如)提高繞組功率或調(diào)節(jié)氣體溫度。從噴射器發(fā)出氣體的溫度優(yōu)選與玻璃溫度相匹配，從而避免在帶材中產(chǎn)生熱梯度和應(yīng)力。參考圖6A和6B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的另一示范性曲面溢流槽玻璃拉延600,其米用了具有靜電作用力發(fā)生器665的熔融拉延機(jī)640。由于靜電場差異，靜電力發(fā)生器665可施加靜電力670以拉動或推動帶材605以形成曲面形狀。由于在靜電作用力670的施加點675中可能的溫度變化,在帶材605上會產(chǎn)生一些表面電荷。 在所導(dǎo)致的若干帕的壓力能改變帶材形狀的情況下，誘導(dǎo)所需曲率所需要的電場670的數(shù)量級為106V/m。雖然拉延500(氣壓570)和拉延600(電場670)間施加力的手段不同，就拉延500和拉延600在工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)以得到帶材505和605中的不同曲率這一方面而言， 它們是類似的。參考圖7，流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式可用于實現(xiàn)在玻璃帶中產(chǎn)生改善的形狀穩(wěn)定性和/或產(chǎn)生減小應(yīng)力的玻璃帶的加工操作。示例性的組合工藝可包括以下操作中的一些或全部。在圖3、圖4、圖5和圖6的實施方式大體不相互排斥的情況下，可將兩個或多個所述實施方式的操作組合起來形成更為完善(雖然可能更昂貴)的工藝700。在工藝700的操作710中，熔融玻璃可從FDM的溢流槽溢流，并沿溢流槽底部的側(cè)面下拉。在操作720中，來自隔離壁底部側(cè)面的熔融玻璃層可在底部的底面合并而形成玻璃帶。在操作730中，可在玻璃帶中引發(fā)所需曲率，例如在冷卻到玻璃化轉(zhuǎn)變點和固化之前、玻璃帶處于熔融玻璃狀態(tài)的時候引發(fā)所需曲率。操作730可包括操作731，733，735， 737和739中的一個或多個。
在操作731中，可通過使用具有所需曲率的溢流槽(例如在溢流槽底部)在玻璃帶材中引發(fā)所需曲率。在操作733中，可通過使用具有所需傾斜度的溢流槽(例如在溢流槽底部，可能包括圓化的底部邊緣)在玻璃帶材中引發(fā)所需曲率。在操作735中，可通過沿傾斜帶材拉延方向拉延玻璃帶,在玻璃帶材中引發(fā)所需曲率。在操作737中，可通過將氣壓施加到帶材的一側(cè)(例如通過氣體噴射器)來產(chǎn)生造成帶材彎曲的壓差，在玻璃帶材中引發(fā)所需曲率。在操作739中，可通過將靜電作用力施加到帶材的一側(cè)(例如通過靜電作用力發(fā)生器)來產(chǎn)生造成帶材彎曲的電場差，在玻璃帶材中弓I發(fā)所需曲率。在操作740中，可將曲面玻璃帶向下拉延到更遠(yuǎn)，造成或使其冷卻和硬化，從而形成硬化玻璃(set glass)的曲面帶材。在操作750中，可將硬化玻璃的曲面帶材切割成曲面玻璃片材。在操作760中，可加工曲面玻璃片材，并將調(diào)整尺寸以產(chǎn)生用于顯示器(例如液晶顯不器)的顯不器玻璃片材。參考圖8，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的涉及在生產(chǎn)玻璃帶 805的過程中，改善玻璃中產(chǎn)生的形狀穩(wěn)定性的系統(tǒng)800。系統(tǒng)800是用于改進(jìn)玻璃帶805 中產(chǎn)生的形狀穩(wěn)定性的系統(tǒng)。系統(tǒng)800可包括熔融拉延機(jī)840和至少一個曲率引發(fā)部件 865。FDM 840包括用于拉延熔融玻璃(玻璃熔體826)的溢流槽835。玻璃熔體826從溢流槽835溢流，向下拉延到曲率引發(fā)部件865，在該元件中，在玻璃帶材805中引發(fā)彎曲。曲面玻璃帶805硬化以后，可將曲面玻璃帶805切割成玻璃片材855。玻璃片材855可用于形成具有改善形狀穩(wěn)定性和減小的應(yīng)力的顯示器玻璃的片材。可在系統(tǒng)800之外進(jìn)行曲面玻璃帶805的切割。可將曲率誘導(dǎo)元件865與圖3、圖4、圖5、圖6和圖7中討論的實施方式和/或方法的一個或多個方面結(jié)合起來。例如，曲率引發(fā)部件865可包括曲面溢流槽底部339，傾斜溢流槽底部439，偏置拉延裝置475，一個或多個氣體噴射器565，和/或一個或多個靜電發(fā)生器665。曲率引發(fā)部件865的選擇或可能的組合很大程度上取決于給定系統(tǒng)和所選材料的制造參數(shù)。當(dāng)條件改變時，其中相當(dāng)重要的一部份因素是重新裝備的相關(guān)成本，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可調(diào)整曲率誘導(dǎo)元件的選擇和效果以獲得所需的結(jié)果。雖然本文中的發(fā)明是參考具體的實施方式描述的，應(yīng)理解這些實施方式僅是說明本發(fā)明的原理和應(yīng)用。因此，應(yīng)理解可對示例性的實施方式做出多種更改且可設(shè)計出其它排列而不脫離本發(fā)明所附權(quán)利要求書中所限定的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)玻璃帶的形狀穩(wěn)定性的方法，所述玻璃帶是在下拉法中從熔融玻璃溢流的溢流槽拉延獲得的，所述方法包括通過如下方式中的至少一種，通過向所述玻璃帶的第一側(cè)施加力引發(fā)基本橫過整個所述玻璃帶的曲率從而產(chǎn)生曲面玻璃帶(a)采用具有彎曲底部的溢流槽，對所述玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓，和(b)對所述玻璃帶的第一側(cè)施加靜電作用力，產(chǎn)生橫過所述玻璃帶的電場差；和使所述彎曲的玻璃帶冷卻過所述玻璃帶的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而在所述彎曲的玻璃帶中硬化所述彎曲的曲率。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述溢流槽或傾斜帶材拉延方向與垂直方向成5-20度的角度。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對所述玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓，在玻璃帶的第一側(cè)和第二側(cè)之間形成2-15牛/平方米的壓差。
4.一種用來改進(jìn)玻璃帶中形狀穩(wěn)定性的設(shè)備，所述玻璃帶是在下拉法中從熔融玻璃溢流的溢流槽拉延獲得的，所述設(shè)備包括曲率引發(fā)部件，其可操作用來在玻璃帶中引發(fā)延伸橫過所述玻璃帶的曲率，其中所述曲率引發(fā)兀件包括(a) —個或多個氣體噴射器，其對所述玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓，在玻璃帶的第一側(cè)和第二側(cè)之間形成2-15牛/平方米的壓差和(b) —個或多個靜電作用力發(fā)生器，其對所述玻璃帶的第一側(cè)施加靜電力，產(chǎn)生橫過所述玻璃帶的電場差。
全文摘要
本發(fā)明提供了涉及如下特征的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和產(chǎn)品獲自曲面玻璃帶的顯示器玻璃，改善玻璃帶的形狀穩(wěn)定性，產(chǎn)生應(yīng)力減小的玻璃帶，以及產(chǎn)生具有改善的形狀穩(wěn)定性和減小的應(yīng)力的顯示器玻璃，它們可包括在熔融拉延機(jī)(FDM)中形成輕微彎曲的玻璃帶。一個或多個實施方式可包括具有所需曲率的溢流槽；具有所需傾斜度的溢流槽；可操作性地沿傾斜的帶材拉延方向拉延玻璃帶的偏置拉延裝置；一個或多個氣體噴射器或真空裝置，其可操作性地向玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓從而在第一側(cè)產(chǎn)生壓差；和/或一個或多個靜電作用力發(fā)生器，其可操作性地向玻璃帶的第一側(cè)施加靜電作用力從而產(chǎn)生橫過該玻璃帶的電場差。
文檔編號C03B17/06GK102583967SQ20111046271
公開日2012年7月18日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者L·K·克林史密斯, L·王, S·R·伯德特, 賀隆庭 申請人:康寧股份有限公司