形成具有改善的形狀穩(wěn)定性的玻璃片材的制作方法
【專利摘要】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(gè)或多個(gè)實(shí)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(chǎng)差。
【專利說明】形成具有改善的形狀穩(wěn)定性的玻璃片材
[0001] 本發(fā)明專利申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)日為2007年11月8日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/ US2007/023392、進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?00780044291. 2、發(fā)明名稱為"形成具有改 善的形狀穩(wěn)定性的玻璃片材"的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。 【背景技術(shù)】 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 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。
[0003] 相關(guān)技術(shù)描述
[0004] 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(gè)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。
[0005] 康寧公司（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(guó)專利號(hào)3, 338, 696和3, 682, 609)中有所描述，且為本領(lǐng)域所熟 知·
[0006] 烙制工藝的一個(gè)實(shí)施方式涉及使用烙融拉延機(jī)（fusion draw machine,FDM)形成 玻璃片材，然后在兩個(gè)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(dòng)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。
[0007] 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、ΤΑΜ造 成的玻璃帶移動(dòng)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(shí)，在液晶 顯示器制造中會(huì)產(chǎn)生許多問題。
[0008] 在烙烙拉延技術(shù)中，溢流槽（isopipe)運(yùn)送大而薄的粘稠玻璃烙體片材。當(dāng)粘稠 片材冷卻時(shí)，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(dòng)系統(tǒng)造成的機(jī)械作用力。通常，帶 材的寬度的數(shù)量級(jí)為2米，長(zhǎng)度為2-6米不等。帶材的厚度為1. 1毫米或更小。
[0009] 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 導(dǎo)致了帶材的彎曲。如果壓縮應(yīng)力相對(duì)較大，則會(huì)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(huì)發(fā)生變動(dòng)。如果帶材的形狀發(fā)生明顯變動(dòng)，則會(huì)對(duì)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(huì)因不 穩(wěn)定性而破裂。
[0010] 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(dòng)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(shí)，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。 [0011] 在形成LCD玻璃帶的過程中，如果具有同一方向上的弓形，對(duì)于保持加工穩(wěn)定性 是有利的。對(duì)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(jì)的帶材形成工藝中，如圖1所示，將平板垂直懸掛在 主要由重力和驅(qū)動(dòng)棍來穩(wěn)定的中性位置（neutral position)。然而，該機(jī)構(gòu)對(duì)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(yùn)動(dòng)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。
[0012] 當(dāng)產(chǎn)品玻璃尺寸增大時(shí)，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(shí)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。
[0013] 發(fā)明概述
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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。
[0020] 在本發(fā)明的各種實(shí)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(chǎng)差（electric field differential)。
[0021] 在本發(fā)明的各種其它實(shí)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(chǎng)差。
[0022] 在本發(fā)明的其它各種實(shí)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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。
[0023] 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(diǎn)。雖然如此，所述優(yōu)點(diǎn)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。
[0024] 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(huì)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(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)。
[0025] 所述優(yōu)點(diǎn)包括將弓形控制在所選的方向上。當(dāng)優(yōu)選平面帶材時(shí)，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(gè)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。
[0026] 曲面帶材將帶材的形狀規(guī)定為其最穩(wěn)定形式--簡(jiǎn)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(yàn)表明：在使用簡(jiǎn)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(duì)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(shí)，難以形成多模態(tài)帶材形狀。通常而言，對(duì)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。
[0027] 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(duì)其懸掛在水平架上時(shí)所表現(xiàn)出的垂度量而言非常重要。例如，該垂度對(duì)采用自動(dòng)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(shí)現(xiàn)，該工藝將對(duì)顯示板制造中一致的 片材垂度具有顯著的益處。
[0028] 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(diǎn)等對(duì)于本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員而言是很明顯的。
[0029] 附圖簡(jiǎn)述
[0030] 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(jiǎn)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。
[0031] 圖1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。
[0032] 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)〇
[0033] 圖2Β為沿圖2Α中的線2Β-2Β的橫截面視圖。
[0034] 圖3Α所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的示范性曲面溢流槽玻璃拉延物 的俯視等距框圖。
[0035] 圖3Β為沿圖3Α中的線3Β-3Β的橫截面視圖。
[0036] 圖4Α所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的示范性曲面溢流槽玻璃拉延物 的等距框圖。
[0037] 圖4Β為圖4Α傾斜拉延的側(cè)視圖。
[0038] 圖5Α所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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)。
[0039] 圖5Β為圖5Α玻璃拉延的側(cè)視圖。
[0040] 圖6Α所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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)。
[0041] 圖6Β為圖6Α玻璃拉延的側(cè)視圖。
[0042] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式產(chǎn)生曲面玻璃可采用的工藝步驟的流 程圖。
[0043] 圖8所不為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式與曲面玻璃的產(chǎn)生相關(guān)的系統(tǒng)的 框圖。
[0044] 發(fā)明詳述
[0045] 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(shí)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(shí)，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(yùn)動(dòng)減少。
[0046] 可采用各種實(shí)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，（ii)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。
[0047] 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(dòng)式砧機(jī)（ΤΑΜ) 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(diǎn)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?；旌先萜?20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，F(xiàn)DM140a 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。
[0048] 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(gè)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(gè)側(cè)面138a和138b在底部139處匯合，且熔融玻璃126的兩 個(gè)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，ΤΑΜ 150將拉延玻璃片材105切割成獨(dú)立的玻璃片材155。
[0049] 參考圖2Α和2Β，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。
[0050] 舉例而言，產(chǎn)品玻璃可包括康寧公司玻璃組合物Ν0. 1737 (CORNING INCORPORATED GLASS COMPOSITION NO. 1737)或康寧公司玻璃組合物 NO. EAGLE2°°°?(C0RNING 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)。
[0051] 參考圖3A和3B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的示范性曲面溢 流槽玻璃拉延300?？赏ㄟ^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(shí)，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(duì)形狀變化和水平 振動(dòng)更具抗性的曲面玻璃帶305。然后，可將玻璃帶305切割為獨(dú)立的切割玻璃片355,可 將這些玻璃片再切分為單獨(dú)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(shí)不會(huì)導(dǎo)致額外的應(yīng)力。
[0052] 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(dòng)力學(xué)分布均不會(huì)受到顯著影響。
[0053] 可通過改進(jìn)現(xiàn)有溢流槽135或生產(chǎn)新的設(shè)計(jì)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(jì)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。
[0054] 參考圖4A和4B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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(gè)或多個(gè)實(shí)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。
[0055] 采用傾斜玻璃拉延方向465, FDM 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(shí)候。如下所討論，該不對(duì)稱條件還可抑制可能發(fā)生 的水平振動(dòng)。
[0056] 可通過例如（參考圖1)將牽引輥組件140或ΤΑΜ 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(shí)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(duì)帶材405的影響。
[0057] 采用傾斜溢流槽435時(shí)，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(diǎn)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(shí)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(shí)垂直落下的帶材 405可重組成拉延300中的帶材305。
[0058] 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(shí)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。
[0059] 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?；?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 度、高度等）。
[0060] 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(yùn)動(dòng)。 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(dòng)。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(yùn)動(dòng)。傾斜帶材拉延400引入了減輕可能的帶材移 動(dòng)的抑制效果。
[0061] 參考圖5A和5B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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?體噴射器565或真空裝置565a陣列安裝在現(xiàn)有或新設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)于兩個(gè)側(cè)面138a和138b)產(chǎn)生壓差。該壓差導(dǎo) 致了帶材的曲率。可根據(jù)拉延的條件（玻璃組成、溫度、速度、寬度等），在實(shí)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。
[0062] 氣體噴射器565和/或真空裝置565a陣列設(shè)置為在沖擊點(diǎn)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(duì)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(yùn)動(dòng)，這與拉延400中通過拉延傾斜帶來 的抑制作用是相似的。
[0063] 由于玻璃帶材505既大且薄的事實(shí)，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(duì)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?？赏ㄟ^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。
[0064] 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(gè)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(gè)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。可調(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(duì)于實(shí)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(bǔ)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(shí)，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。 [0065] 參考圖6A和6B，框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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的烙融拉延機(jī)640。由于靜電 場(chǎng)差異，靜電力發(fā)生器665可施加靜電力670以拉動(dòng)或推動(dòng)帶材605以形成曲面形狀。由 于在靜電作用力670的施加點(diǎn)675中可能的溫度變化，在帶材605上會(huì)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(chǎng)670的數(shù) 量級(jí)為l〇 6V/m。雖然拉延500 (氣壓570)和拉延600 (電場(chǎng)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。
[0066] 參考圖7,流程圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可用于實(shí)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(shí)施方式大體不相互排斥的情 況下，可將兩個(gè)或多個(gè)所述實(shí)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。
[0067] 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。
[0068] 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。
[0069] 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(diǎn)和固化 之前、玻璃帶處于熔融玻璃狀態(tài)的時(shí)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(gè)或多個(gè)。
[0070] 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。
[0071] 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。
[0072] 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。
[0073] 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。
[0074] 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(chǎng)差，在玻璃帶材中引發(fā)所需曲率。
[0075] 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。
[0076] 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。
[0077] 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。
[0078] 參考圖8,框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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(gè)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?？稍谙到y(tǒng)800之外進(jìn)行曲面玻 璃帶805的切割。
[0079] 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(shí)施方式和/或方 法的一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)氣體噴射器565,和/或一個(gè)或多個(gè)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(shí)，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。
[0080] 雖然本文中的發(fā)明是參考具體的實(shí)施方式描述的，應(yīng)理解這些實(shí)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(duì)示例性的實(shí)施方式做出多種更改且可設(shè)計(jì)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，所述玻璃帶是從熔融玻璃溢流的溢流槽拉延 獲得的，所述方法包括： 在下拉過程中在基本垂直于玻璃帶的平面內(nèi)引發(fā)基本橫過整個(gè)玻璃帶的曲率，從而產(chǎn) 生彎曲的玻璃帶；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1所述的方法，其特征在于，在玻璃帶中引發(fā)彎曲的曲率的步驟包括使 溢流槽傾斜。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述溢流槽的傾斜包括與垂直方向成5-20 度的角度。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，溢流槽的底部是傾斜的。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在玻璃帶中引發(fā)彎曲的曲率的步驟包括沿 傾斜帶材拉延方向拉延所述玻璃帶。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述傾斜帶材拉延方向包括與垂直方向成 5-20度的角度。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在玻璃帶中引發(fā)彎曲的曲率的步驟包括在 所述玻璃帶的第一側(cè)施加氣壓，從而產(chǎn)生所述玻璃帶第一側(cè)的氣壓和所述玻璃帶第二側(cè)的 氣壓之間的壓差。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述壓差為2-15牛/平方米。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，用一個(gè)或多個(gè)氣體噴射器施加所述氣壓。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氣體噴射器包括3 X 3?5 X 5的氣體 噴射器陣列。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將正壓施加到所述玻璃帶的第一側(cè)，將負(fù) 壓施加到所述玻璃帶的第二側(cè)。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述玻璃帶中的彎曲的曲率具有5-50米 的曲率半徑，從而在玻璃帶中產(chǎn)生5-100毫米的弓形。
13. -種改進(jìn)玻璃帶的形狀穩(wěn)定性的方法，所述玻璃帶是從熔融玻璃溢流的溢流槽拉 延獲得的，所述方法包括： 用彎曲的溢流槽形成玻璃帶，所述溢流槽在基本垂直于玻璃帶且橫過所述玻璃帶的平 面內(nèi)具有曲率，從而在下拉過程中在基本垂直于玻璃帶的平面內(nèi)引發(fā)橫過所述玻璃帶的曲 率，從而產(chǎn)生彎曲的玻璃帶；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。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，溢流槽的底部形成有曲率。
15. -種改進(jìn)玻璃帶的形狀穩(wěn)定性的方法，所述玻璃帶是從熔融玻璃溢流的溢流槽拉 延獲得的，所述方法包括： 在玻璃帶的第一側(cè)施加靜電作用力，從而產(chǎn)生橫過所述玻璃帶的電場(chǎng)差，并在下拉過 程中在基本垂直于玻璃帶的平面內(nèi)引發(fā)橫過所述玻璃帶的曲率，從而產(chǎn)生彎曲的玻璃帶； 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 中硬化所述曲率。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，用一個(gè)或多個(gè)靜電作用力發(fā)生器施加靜 電力。
17. -種用來在顯示器玻璃中產(chǎn)生改善的形狀穩(wěn)定性的方法，所述方法包括： 從熔融玻璃溢流的溢流槽下拉玻璃帶； 在下拉過程中在基本垂直于玻璃帶的平面內(nèi)引發(fā)基本橫過整個(gè)所述玻璃帶的曲率，從 而產(chǎn)生彎曲的玻璃帶；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 中硬化所述曲率；以及 由所述彎曲的玻璃帶制造顯示器玻璃片材； 其中在玻璃帶中引發(fā)曲率包括以下的一種或多種方式：采用在基本垂直于玻璃帶的平 面內(nèi)具有所需曲率的彎曲的溢流槽；采用傾斜的溢流槽；沿傾斜帶材拉延方向拉延所述玻 璃帶；以及對(duì)所述玻璃帶的第一側(cè)施加靜電作用力，從而產(chǎn)生橫過所述玻璃帶的電場(chǎng)差。
【文檔編號(hào)】C03B17/06GK104193147SQ201410403569
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2006年11月30日
【發(fā)明者】S·R·伯德特, 賀隆庭, L·K·克林史密斯, L·王 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司