降低玻璃片中的變形的方法
【專利摘要】描述了一種降低玻璃片中的變形的方法，所述方法包括以下步驟：在玻璃制造過程中形成玻璃帶；從玻璃帶分離玻璃片，所述玻璃片具有基本平坦的表面；測量通過玻璃片表面的延遲；定義表征玻璃片延遲的延遲參數(shù)；將玻璃片切割成多個(gè)子片；測量子片的變形；定義表征子片變形的變形參數(shù)；以及確定延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，使得可以基于該相關(guān)性來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)。
【專利說明】降低玻璃片中的變形的方法
[0001]本申請(qǐng)要求2012年5月31日提交的美國專利申請(qǐng)系列第13/485301號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全文通過引用結(jié)合入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明一般地涉及玻璃基材，更具體地涉及用于顯示器制造過程中的玻璃基材產(chǎn)品O
[0003]發(fā)明背景
[0004]用于液晶顯示器(IXD)器件生產(chǎn)中的玻璃基材的物理尺寸僅允許小的誤差空間，因?yàn)槠骷薪M件的不對(duì)準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致視覺可檢測的缺陷，這導(dǎo)致產(chǎn)品對(duì)于消費(fèi)者是不可接受的。
[0005]會(huì)引起這種缺陷的一個(gè)因素是在制造玻璃母片過程中固定在玻璃片中的應(yīng)力，這導(dǎo)致從玻璃母片切割的子片的變形。隨著玻璃片尺寸的增大，這種變形被發(fā)生惡化。但是，在玻璃制造商制造玻璃母片中，這些將來的變形是不易覺察的。
[0006]因此，存在對(duì)于確定和降低變形的方法需求，所述變形會(huì)在子片中由于玻璃母片中存在的應(yīng)力所展現(xiàn)出來。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)示例性方面，提供了一種降低玻璃片中的變形的方法。所述方法包括以下步驟:在玻璃制造過程中形成玻璃帶；從玻璃帶分離玻璃片，所述玻璃片具有基本平坦的表面；測量通過玻璃片表面的延遲；定義表征玻璃片延遲的延遲參數(shù)；將玻璃片切割成多個(gè)子片；測量子片的變形；定義表征子片變形的變形參數(shù)；確定延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，使得可以基于該相關(guān)性來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)；以及改變玻璃制造工藝，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形。
[0008]在所述示例性方面的一個(gè)例子中，使得變形參數(shù)保持以預(yù)定的概率低于特定值。
[0009]在所述示例性方面的另一個(gè)例子中，測量子片的變形的步驟包括測量面內(nèi)變形，所述面內(nèi)變形定義為在切割步驟之前和之后，沿著子片的平面的第一組點(diǎn)的偏移。
[0010]在所述示例性方面的另一個(gè)例子中，變形參數(shù)等于所述第一組點(diǎn)測得的面內(nèi)變形的最大值。
[0011]在所述示例性方面的另一個(gè)例子中，測量延遲的步驟包括測量表面上的第二組點(diǎn)的延遲，所述延遲參數(shù)是第二組點(diǎn)的延遲的平均值。
[0012]在另一個(gè)示例性方面，提供了一種降低玻璃中的變形的方法。所述方法包括以下步驟:在玻璃制造過程中形成玻璃帶；從玻璃帶分離玻璃片，所述玻璃片具有基本平坦的表面；測量通過玻璃片表面的延遲；定義表征玻璃片延遲的延遲參數(shù)；將玻璃片切割成多個(gè)子片；測量子片的變形；定義表征子片變形的變形參數(shù)；以及確定延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，使得可以基于該相關(guān)性來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)。
[0013]在所述另一個(gè)示例性方面的一個(gè)例子中，所述方法還包括利用延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)的步驟。
[0014]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述方法還包括如下步驟:改變玻璃制造工藝，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形。
[0015]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，使得變形參數(shù)保持以預(yù)定的概率低于特定值。
[0016]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述方法還包括在測量延遲的步驟之前使得玻璃片平坦化的步驟；以及在測量變形的步驟之前使得各個(gè)子片平坦化的步驟。
[0017]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述確定步驟包括采用最小二乘回歸法制定等式。
[0018]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，測量子片的變形的步驟包括測量面內(nèi)變形，所述面內(nèi)變形定義為在切割步驟之前和之后，沿著子片的平面的點(diǎn)的偏移。
[0019]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，測量子片的面內(nèi)變形的步驟包括測量子片上的第一組點(diǎn)的面內(nèi)變形。
[0020]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，變形參數(shù)等于所述第一組點(diǎn)測得的面內(nèi)變形的最大值。
[0021]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述方法還包括如下步驟:改變玻璃制造工藝，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形；以及使得最大面內(nèi)變形保持以預(yù)定的概率低于特定值。
[0022]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，變形參數(shù)等于所述第一組點(diǎn)測得的面內(nèi)變形的平均值。
[0023]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述方法還包括如下步驟:改變玻璃制造工藝，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形；以及使得平均面內(nèi)變形保持以預(yù)定的概率低于特定值。
[0024]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，子片的角限定所述第一組點(diǎn)。
[0025]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述點(diǎn)是各個(gè)子片的質(zhì)心。
[0026]在所述另一個(gè)示例性方面的另一個(gè)例子中，所述方法還包括測量延遲的步驟，所述測量延遲的步驟包括測量表面上的第二組點(diǎn)的延遲，所述延遲參數(shù)是第二組點(diǎn)的延遲的平均值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]參照附圖閱讀以下具體描述將可更好地理解這些及其它方面，其中:
[0028]圖1是熔融下拉玻璃制造設(shè)備的透視圖；
[0029]圖2是玻璃片的俯視圖，圖中顯示了一條線，根據(jù)示例性方法，可沿著這條線將玻璃片切割成若干子片；
[0030]圖3是圖2的子片的俯視圖，該子片在切割之后由于應(yīng)力釋放而變形，覆蓋在沒有變形的相同子片的輪廓上；
[0031]圖4是具有準(zhǔn)標(biāo)(fiduciary mark)的測量臺(tái)的俯視圖，具有相應(yīng)的準(zhǔn)標(biāo)的玻璃片放在所述測量臺(tái)上。
[0032]圖5顯示用來表示圖4中的臺(tái)和玻璃片的準(zhǔn)標(biāo)之間的偏移的方法；以及
[0033]圖6顯示玻璃母片的樣品的平均延遲和從母片切割的子片的最大變形的絕對(duì)值之間的相關(guān)性。
[0034]發(fā)明詳述
[0035]在此將參照附圖更完整地描述各實(shí)施例，附圖中給出了示例性實(shí)施方式。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或類似的部分。但是，本發(fā)明可以以許多不同的方式實(shí)施，不應(yīng)被解讀成局限于在此提出的實(shí)施方式。
[0036]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(gè)槽內(nèi)，然后溢流，從管的兩側(cè)面或者成形楔形件(更常規(guī)被稱為溢流槽(isopipe))的兩個(gè)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(jié)合)融合，合并的流被向下牽拉，直至冷卻。
[0037]可以借助于圖1所示的實(shí)施方式描述熔融溢流玻璃片制造過程，其中成形楔形件10包括向上敞開的溝槽12，所述溝槽的縱向側(cè)面由壁部分14限制，在壁部分14的上部末端是相對(duì)的縱向延伸的溢流緣或堰16。堰16與成形楔10的相反的外部片成形表面連通。如所示，成形楔形件10具有一對(duì)與堰16相連的基本垂直的成形表面部分18，以及一對(duì)向下傾斜并會(huì)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(diǎn)或根部22，從而形成直的玻璃牽拉線。
[0038]熔融玻璃24通過與溝槽12連通的傳輸通路26進(jìn)料到溝槽12中。對(duì)溝槽12的進(jìn)料可以是單端的，或者如果需要的話可以是雙端的。在與溝槽12的各個(gè)端部相鄰的溢流堰16上提供了一對(duì)限制堤28，以引導(dǎo)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，并沿相對(duì)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(diǎn)劃線所示)匯合形成初始表面的玻璃32的帶，可以從所述帶分離玻璃片并進(jìn)一步加工。
[0039]在熔融法中，牽拉輥或輥輪34形式的牽拉裝置放置在成形楔形件根部22的下游，用來調(diào)節(jié)形成的玻璃帶在根部離開會(huì)聚的成形表面的速率，從而幫助確定完成的玻璃片的標(biāo)稱厚度。牽拉棍通常設(shè)計(jì)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(nèi)部、質(zhì)量區(qū)域。然后將帶切割成各個(gè)單個(gè)玻璃片，并將與牽拉輥接觸過的邊緣部分36從片上除下，僅留下質(zhì)量表面。
[0040]上文所述的熔融玻璃成形法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在玻璃帶質(zhì)量表面不與成形設(shè)備(例如牽拉輥)表面接觸的情況下可形成帶，同時(shí)玻璃的粘度低到足以不維持塑性變形或破壞。這提供了平滑、無污染的玻璃表面。另外，該技術(shù)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(shù)也可受益于本發(fā)明，包括但不限于，單側(cè)溢流下拉法、狹縫拉制法、上拉法和浮法成形技術(shù)。
[0041]形成的玻璃制品中可能存在的應(yīng)力高度取決于所用的制造工藝，以及玻璃的受熱歷程。對(duì)于玻璃片和其它玻璃制品來說，同樣也是這樣。許多情況下，可能凍結(jié)在完成的玻璃片中的應(yīng)力是由于用來切割玻璃片的玻璃帶由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)固態(tài)的過程中，玻璃帶經(jīng)歷的熱梯度造成的。還有可能通過在此轉(zhuǎn)變過程中，通過玻璃的機(jī)械形變使得它們進(jìn)入玻璃。無論何種來源，這些應(yīng)力通過制造設(shè)計(jì)分布在完成的片中，使得提供給初始設(shè)備制造商(OEM)的完成的片基本平坦，具有基本平行的相對(duì)邊緣。這大部分是由于在生產(chǎn)過程中，制造商非常小心，通常盡可能試圖消除片中的應(yīng)力，或者在片中產(chǎn)生對(duì)抗的平衡應(yīng)力，以減輕已知的應(yīng)力源，但是這些應(yīng)力源不易消除。因此，由玻璃制造商生產(chǎn)的基本平坦的片具有極小的變形。但是，當(dāng)例如顯示器制造商或其它OEM對(duì)玻璃片進(jìn)行進(jìn)一步的加工的時(shí)候，這種情況可能會(huì)改變。如上文所述，OEM所面臨的任務(wù)是首先將用于顯示器件的電子組件沉積到玻璃基材上，然后把兩個(gè)(或更多個(gè))基材對(duì)準(zhǔn)，使得一個(gè)基材上的組件與另一基材上的組件精確地對(duì)準(zhǔn)。一旦最佳地對(duì)準(zhǔn)，就可以將這些基材密封，以形成顯示器件。
[0042]OEM制造過程可能經(jīng)常需要將購自玻璃制造商的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材。子片的尺寸尤其取決于所制造的顯示器的具體種類。但是，子片通常是矩形的，具有平行的相對(duì)邊緣。當(dāng)將玻璃母片切割成子片時(shí)，與應(yīng)力相關(guān)的變形可能會(huì)影響OEM的制造過程。切割玻璃片可能造成應(yīng)力的重新分布，使得子片內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到新的平衡。這種平衡通常是通過子片的形狀變化-變形而達(dá)到的。
[0043]由玻璃母片上切下的子片的變形可能是三維的。也就是說，子片可能顯示與母片的平面橫截的翹曲，以及平面變形。但是，在加工過程中，OEM通常會(huì)使用例如真空臺(tái)板使得玻璃子片變平。從而，OEM經(jīng)受的變形被人為地限制為面內(nèi)變形，從而可定義為在從母片切割子片之前以及切割了子片之后，點(diǎn)(例如，子片的角)沿著子片放置的平面的移動(dòng)的偏移。一旦切割了玻璃片，則片的面內(nèi)形狀可能發(fā)生改變，例如，子片的相對(duì)邊緣可能不再平行。為了使得玻璃制造商預(yù)測切割的子片中的變形，因此需要通過對(duì)已經(jīng)進(jìn)行過類似約束的玻璃片進(jìn)行變形測量，從而盡可能模擬OEM過程。
[0044]由于待連接(密封)的基材上相應(yīng)的組件之間的偏移僅為2%都會(huì)帶來問題，并且此類單獨(dú)組件的尺寸可能是微米級(jí)的，因此可以很容易地看出，即使很小的變形對(duì)于顯示器OEM來說都可能是麻煩的。本發(fā)明提供了一種方法，通過預(yù)測玻璃片中的面內(nèi)變形，然后將所得的信息反饋給玻璃制造工藝，以降低預(yù)期的變形，因此也降低下游的、成形后加工過程(例如OEM進(jìn)行的那些)中經(jīng)歷的實(shí)際的子片變形，來降低成形后過程中的變形。
[0045]如上文所述，玻璃制造商制造的用于顯示器應(yīng)用的玻璃片是平坦的，優(yōu)選具有平行的相對(duì)邊緣。但是，玻璃制造工藝本身中的尺寸容差通常不延伸進(jìn)入微米范圍。另外，本發(fā)明的主題，即變形現(xiàn)象，僅可在對(duì)玻璃母片進(jìn)行切割之后測量，檢測過程本身是破壞性的，對(duì)于需要接收大塊玻璃片的OEM來說，這是不可取的。也就是說，只能在玻璃母片已經(jīng)切割之后的未來某天對(duì)變形進(jìn)行直接檢測，而在玻璃制造階段是不可能進(jìn)行這種檢測的。但是，玻璃片內(nèi)的應(yīng)力可以較容易地進(jìn)行測量，特別是在玻璃片邊緣處的應(yīng)力。這些應(yīng)力可以用來預(yù)測由玻璃母片切割出的子片內(nèi)的變形。
[0046]圖2中顯示了用來制造顯示器件的示例性的玻璃母片38。還顯示了片38的各個(gè)邊緣部分:頂部邊緣部分40 ;底部邊緣部分42，第一側(cè)邊緣部分44，以及第二側(cè)邊緣部分46。畫出切割線48，其表示OEM可能將母片38切割成可控制的尺寸的位置，例如由此形成兩個(gè)子片50、52。當(dāng)然，OEM可以根據(jù)應(yīng)用以各種不同方式對(duì)片進(jìn)行分割，生產(chǎn)出任意數(shù)量的子片，將玻璃母片38分割成最少的兩個(gè)子片僅僅是出于說明目的。
[0047]圖3顯示了覆蓋在似乎沒有變形的子片的輪廓上的、對(duì)玻璃母片38進(jìn)行切割之后形成的子片。在圖3中，用虛線和附圖標(biāo)記50 (與圖2所示的編號(hào)對(duì)應(yīng))表示子片50未變形的輪廓，切割之后實(shí)際的變形的子片用實(shí)線和附圖標(biāo)記50’表示。如所示，從玻璃母片38上切割下來之后，子片50’至少顯示了面內(nèi)彎曲(圖中放大了這種彎曲)。當(dāng)然，子片50’可以具有設(shè)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(nèi)變形將用來描述本發(fā)明，但是可以假定從母片切割的子片的實(shí)際形狀不限于此。
[0048]人們可預(yù)期，在展現(xiàn)出變形的兩塊子片上對(duì)準(zhǔn)顯示器組件可能證明是有問題的，特別是如果兩塊子片的形狀不同的話。子片50’所顯示的變形可通過例如子片50上預(yù)定的點(diǎn)與切割子片中的變形造成的切割子片50’上該點(diǎn)相應(yīng)的實(shí)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(gè)或多個(gè)角點(diǎn)，測量從切割后所述角點(diǎn)應(yīng)當(dāng)處于的位置(或所需處于的位置)到切割之后該角實(shí)際所處的位置之間的距離。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，子片50’中的變形可通過點(diǎn)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(dāng)然，如果不存在變形的話，要將切割出的子片精確地復(fù)位到其作為玻璃母片的一部分時(shí)所占據(jù)的相同位置將會(huì)相當(dāng)困難。在由于切割使得子片變形的情況下，希望在切割之后將子片放置在使偏移最小的位置，從而可以獲得變形的準(zhǔn)確反映。
[0049]在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，可以將標(biāo)有準(zhǔn)標(biāo)54(例如X的陣列)形式的標(biāo)記的母片38放置在具有相應(yīng)的準(zhǔn)標(biāo)58的平面測量臺(tái)56上，使得玻璃母片38的準(zhǔn)標(biāo)54與臺(tái)的準(zhǔn)標(biāo)58存在偏移(線性移動(dòng))，如圖4所示。希望測量臺(tái)56具有與被測玻璃片38類似的熱膨脹性質(zhì)。玻璃母片38放置在臺(tái)上，使得玻璃母片準(zhǔn)標(biāo)54在X方向和y方向略微偏離測量臺(tái)準(zhǔn)標(biāo)58。然后用高分辨成像系統(tǒng)(未顯示)對(duì)玻璃母片和測量臺(tái)進(jìn)行成像，對(duì)所成的一幅或多幅圖像進(jìn)行分析，以對(duì)X偏移和Y偏移進(jìn)行定量，例如圖5所示的例子中的線間距用X方向的距離和y方向的距離表示，R表示兩個(gè)準(zhǔn)標(biāo)之間的直接距離。接下來，對(duì)玻璃母片38進(jìn)行切割，產(chǎn)生多個(gè)子片。將每個(gè)子片重新放在臺(tái)上，重新成像，臺(tái)和子片的準(zhǔn)標(biāo)之間的偏移在數(shù)學(xué)上減少。另外，如上文所述，希望通過使子片變平，使得子片展現(xiàn)的變形限制為面內(nèi)變形。再次，例如，如果測量臺(tái)為真空臺(tái)板的形式，可以很容易地做到這一點(diǎn)。因?yàn)樽悠拗瞥苫酒教沟?，所以子片上的各個(gè)準(zhǔn)標(biāo)與臺(tái)準(zhǔn)標(biāo)之間的偏移會(huì)被分解成簡單的位移和旋轉(zhuǎn)分量，使用常規(guī)的坐標(biāo)系變換使得這些偏移減小。這種計(jì)算減少可在計(jì)算機(jī)的輔助下完成。簡單的電子表格計(jì)算就可以是足夠的了。當(dāng)然，也可采用本領(lǐng)域已知的其它用來標(biāo)記和測量位置以及位置變化的方法。
[0050]可通過選擇、計(jì)算、或通過其它方式確定表征子片的變形的變形參數(shù)，來進(jìn)一步表示子片50’的變形。例如，可以選擇上述點(diǎn)之間最大的測得偏移作為變形參數(shù)。因此，例如，在A-A’位移為0.1 μπκ Β-Β’位移為0.25 μ m、C_C’位移為0.15μπι以及D_D’位移為0.075 μ m的子片中，可將所述子片描述為具有為0.25 μ m的面內(nèi)變形，相當(dāng)于B和B’之間的最大位移。應(yīng)當(dāng)注意，單獨(dú)的OEM可采用他們各自的變形定義，并且這應(yīng)該在開發(fā)預(yù)測的變形模型時(shí)進(jìn)行說明。也就是說，上述方法包括相對(duì)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(shí)施方式定義變形的一種方法。人們可以容易地將變形定義為子片質(zhì)心的位移，或者子片上任意其他的點(diǎn)或一系列點(diǎn)的位移。例如，OEM可以將多個(gè)顯示器件的組件沉積到子片上，并且OEM可以考慮用更精確的定義來定義變形，例如對(duì)于具有更高變形分辨率的情況。這可以通過僅僅增加計(jì)算的點(diǎn)-點(diǎn)配對(duì)偏移距離的數(shù)量來完成。可不通過選擇測得變形中的最大值，而是通過對(duì)單獨(dú)的測得的變形的變形值進(jìn)行計(jì)算來表示變形。例如，子片的變形參數(shù)可以是各個(gè)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單獨(dú)的OEM的需求。
[0051]為了將基材(例如子片)與相對(duì)的、相應(yīng)的用于一個(gè)或多個(gè)顯示器件的顯示器組件對(duì)準(zhǔn)，OEM通常采用優(yōu)化常規(guī)方法(例如上文所述的方法)，使得連接基材時(shí)候的部件的偏移減小。這些優(yōu)化常規(guī)方法通常是特定的OEM專有的。
[0052]根據(jù)上述內(nèi)容，人們可以容易地看出，玻璃子片內(nèi)可以容許的變形如何成為玻璃母片制造工藝中的一個(gè)重要考慮問題。還應(yīng)當(dāng)清楚的是，對(duì)OEM切割出的玻璃面板的將來的變形進(jìn)行直接測量，會(huì)使玻璃制造商陷于根本性的進(jìn)退兩難的困境。
[0053]處于各向異性應(yīng)力的玻璃片是雙折射的。雙折射材料具有擁有不同折射率的兩個(gè)正交光軸。平行于一個(gè)軸偏振的光通過材料的速度不同于平行于正交軸偏振的光。這導(dǎo)致這兩個(gè)光分量之間的相偏移，稱作延遲。進(jìn)而，所述延遲可用于計(jì)算應(yīng)力。這些計(jì)算的應(yīng)力然后可用來進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算，以預(yù)測由玻璃母片切割出的子片內(nèi)的變形?？赡苄枰馕黾夹g(shù)或者有限元分析來確定片中心的應(yīng)力，而結(jié)果通常對(duì)于基本假定中的小變化是靈敏的。
[0054]使用應(yīng)力，特別是玻璃片邊緣處的應(yīng)力，作為玻璃子片變形的預(yù)測因子的可用性，會(huì)隨著玻璃片尺寸的增加而減小，因?yàn)殡S著片的總尺寸變大，邊緣應(yīng)力變得較為無法代表玻璃母片(以及從而由其切割的子片)的中心區(qū)域中的應(yīng)力。此外，隨著玻璃母片的尺寸變得更大，計(jì)算的應(yīng)力中的誤差會(huì)如同可允許的最大變形那么大或者更大。另一方面，測量的延遲值自身會(huì)是更為確定的(certainty)。因此，對(duì)于尺寸大于或等于約1200mm x 1300mm的玻璃母片，甚至對(duì)于大于或等于約1500mm x 1800mm的玻璃母片，延遲自身比使用中間計(jì)算的應(yīng)力會(huì)是更好的玻璃子片變形的預(yù)測因子。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在設(shè)置在基本平坦的玻璃母片38的整個(gè)表面上的二維網(wǎng)格中的各個(gè)點(diǎn)上測量延遲。然后以與如下描述一致的方式分析分析延遲數(shù)據(jù)?！耙恢隆敝傅氖欠治鲎陨砜赏ㄟ^計(jì)算裝置(例如，桌面電腦等)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行。
[0056]由于延遲在母片的表面上可能不是相同的，可以設(shè)計(jì)延遲參數(shù)，該延遲參數(shù)表征母片上測得的延遲值。玻璃片上所有單獨(dú)的延遲測量的簡單算術(shù)平均值確定為玻璃母片38的平均延遲值Rtjs。然后將玻璃母片38切割成子片，并對(duì)各個(gè)子片測量多個(gè)變形。例如，如上文所述，可以選擇最大角偏移。但是，因?yàn)樽冃问请S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(shè)備形成的玻璃片中預(yù)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(duì)片進(jìn)行切割，根據(jù)OEM計(jì)算變形的方式計(jì)算變形(例如偏移)。這又可能取決于OEM對(duì)玻璃所用的用途。例如，許多OEM將用于多個(gè)顯示器的組件沉積在單獨(dú)的子片上，因此可以選擇測量變形與相對(duì)于設(shè)置在子片上的每個(gè)顯示組件區(qū)域的角的偏移的關(guān)系，而不是測量隨子片自身的角的偏移的關(guān)系。在任意的情況下，一旦對(duì)玻璃母片進(jìn)行切割，就進(jìn)行大量變形測量，包括測量切割之前的玻璃母片上的點(diǎn)與切割之后相應(yīng)的子片上相同的點(diǎn)之間的偏移，并用至少一個(gè)子片變形測量(即偏移)確定子片的代表性偏移。對(duì)于每個(gè)子片進(jìn)行該種測量。
[0057]每個(gè)子片的變形參數(shù)可以確定為例如最大測得變形，或者變形參數(shù)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，對(duì)于給定子片，選擇測得變形的最大值，因?yàn)樵撟畈钋闆r的選擇為使得制造商滿足變形要求提供了更好的保護(hù)。
[0058]—旦確定了各個(gè)子片的變形參數(shù)，則確定代表子片的集合總體的變形，將其記為母片的變形參數(shù)在各個(gè)子片的情況下，子片的集合的變形參數(shù)可通過各種方法確定。但是，通常代表子片的集合(例如從玻璃母片上切割下的所有子片)的變形確定為每個(gè)單獨(dú)的子片的變形參數(shù)中的(最大)最大值。
[0059]構(gòu)成單個(gè)產(chǎn)品的η個(gè)母片的變形參數(shù)δ SJ4的絕對(duì)值和平均延遲Rtjs的關(guān)系如下等式所示:
[0060]I δ 測量 I = M.R平均 +B(I)
[0061]通過進(jìn)行截距為B的普通最小二乘回歸法來確定相關(guān)系數(shù)Μ。
[0062]一旦用公式表示，等式(I)可用于預(yù)測從給定玻璃母片上切割下來的具有預(yù)定尺寸和形狀的子片的變形量。在該情況下，根據(jù)基于對(duì)給定玻璃母片的平均延遲數(shù)據(jù)的表述，確定Rira，用計(jì)算的最大變形的絕對(duì)值的數(shù)值代替測得的變形值。也就是說，在等式(I)中用代替δ#β。實(shí)際上，人們可以例如隨后計(jì)算和指定玻璃母片的最大預(yù)測變形值，有效地描述從母片切割下的子片可能預(yù)期顯示的最大變形。
[0063]如所述，變形的定義，即如何測量變形，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(duì)玻璃片進(jìn)行分析之后，由相同的成形設(shè)備拉制制造的玻璃片可以測量延遲，使用之前的分析過程中得到的系數(shù)M和截距B，應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施方式的分析，以確定后續(xù)玻璃母片的預(yù)測變形。然后可以根據(jù)預(yù)測的變形，對(duì)制造方法進(jìn)行改變。例如，如本文所述從熔融設(shè)備拉制的玻璃帶可以進(jìn)行預(yù)定的冷卻方案，其中玻璃帶(由其切割出玻璃母片)的溫度作為玻璃和/或作為帶寬度上的位置的溫度(或粘度)的函數(shù)而變化。
[0064]如果需要的話，可通過例如在拉制玻璃帶的時(shí)候改變玻璃帶的冷卻和/或加熱方案來改變玻璃制造和成形工藝，以減小預(yù)測的變形?？梢愿鶕?jù)預(yù)測的變形，按照已知的方法改變其它工藝變量，包括但不限于，片拉制或牽拉速率，拉制張力，以及溢流槽/玻璃溫度。
[0065]為了確保更精確地預(yù)測變形，以上延遲分析可以在給定時(shí)間段內(nèi)對(duì)大量玻璃母片進(jìn)行，從而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(shí)間內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明每天對(duì)大量玻璃母片進(jìn)行分析。這些多次測量的結(jié)果然后可以進(jìn)行結(jié)合并對(duì)等式(I)進(jìn)行修整。
[0066]通過本文的說明書，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可使用平均延遲值依照本領(lǐng)域已知的方式作為制造控制參數(shù)。因此，對(duì)平均延遲值設(shè)置控制限值，并將玻璃片制造工藝控制在這些限值內(nèi)，從而使得變形的制造限值不超過預(yù)定量。
[0067]平均延遲值還可作為OEM和玻璃制造商之間的玻璃片交易和貿(mào)易的產(chǎn)品規(guī)格。這種情況下，將對(duì)于給定玻璃母片的平均延遲的給定值的該給定玻璃母片的預(yù)測的最大變形與最大變形的預(yù)定值相比較，作為片合格/不合格的標(biāo)準(zhǔn)。例如，預(yù)定的合格/不合格標(biāo)準(zhǔn)可以設(shè)定為1.5μπι?；蛘撸赡苄枰沟脧哪覆Ａ懈畹牟Ａё悠械淖冃蔚钠骄档椭?.7 μm，并且在單個(gè)基準(zhǔn)上小于Ι.ομπι。也可采用本領(lǐng)域已知的統(tǒng)計(jì)取樣法，使得可以對(duì)玻璃片的總體進(jìn)行取樣，而不是測量各個(gè)單獨(dú)的玻璃片的平均延遲，以確定合格/不合格限值的性能。
[0068]以下顯示使得平均延遲與變形相關(guān)聯(lián)的一個(gè)例子。該例子顯示使用普通最小二乘回歸法，使得從熔融拉制玻璃批次的樣品玻璃片的各個(gè)玻璃片的平均延遲與從所述樣品的各個(gè)母片切割的四個(gè)子片的最大變形的絕對(duì)值相關(guān)聯(lián)。
[0069]各個(gè)母片在X方向和y方向分別是1850mm X 1500mm。對(duì)各個(gè)母片進(jìn)行平坦化，并在X方向間隔20mm以及y方向間隔10mm的點(diǎn)上進(jìn)行單個(gè)延遲測量。計(jì)算每個(gè)片的1674次延遲測量的平均值。在OEM處將各個(gè)母片切割成4個(gè)子片，記錄各個(gè)子片的各個(gè)角的X和y坐標(biāo)的變形。計(jì)算各個(gè)子片的最靠近零的y坐標(biāo)的兩個(gè)角之間的X坐標(biāo)之差。所述差為節(jié)距。對(duì)y坐標(biāo)最靠近1500的兩個(gè)角進(jìn)行相似測量。計(jì)算各個(gè)子片的X坐標(biāo)最靠近零的兩個(gè)角之間的I坐標(biāo)之差，并對(duì)I坐標(biāo)最靠近1850的兩個(gè)角進(jìn)行類似的測量。這導(dǎo)致每個(gè)子片4個(gè)節(jié)距，以及屬于一個(gè)母片的所有子片的16個(gè)節(jié)距。將對(duì)應(yīng)一個(gè)母片的各組子片的最大節(jié)距的絕對(duì)值與各個(gè)母片的平均延遲進(jìn)行作圖，并使用普通線性回歸得到線性擬合。
[0070]圖6顯示曲線60是從回歸擬合獲得的平均線(line of means)的結(jié)果。曲線61是置信系數(shù)為0.95的95%的統(tǒng)計(jì)容差上限。曲線62對(duì)在上述方法中測得的變形的制造限值為1.9μπι處進(jìn)行取樣。該變形限值在0.335nm的平均延遲處與統(tǒng)計(jì)容差上限相交。因此，如果在制造中控制平均延遲使其不超過0.335nm，則預(yù)期95%制造的片具有95%置信的彡1.9μπι的變形。在制造中設(shè)定目標(biāo)平均延遲，使得3 σ控制上限彡0.335nm，并且改變玻璃制造工藝以形成具有該目標(biāo)平均延遲值的玻璃母片。因此，可以通過控制延遲參數(shù)，使得以預(yù)定的概率(例如，95%)、以預(yù)定的置信水平(例如，95%)，保持變形參數(shù)(例如，最大變形)低于特定值(例如1.9 μ m)。
[0071]通過如下方式降低平均延遲:降低片中會(huì)導(dǎo)致局部引力場的任意局部熱梯度，特別是平行于玻璃流動(dòng)路徑的。通過機(jī)械設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)成沒有熱癥痕(design out thermalscarring)和設(shè)計(jì)成小心卷繞(designing in discreet windings))來降低這些溫度場。此外，控制片的所有區(qū)域通過凝固區(qū)溫度的冷卻速率，以降低片的一個(gè)部分相對(duì)于另一部分的膨脹差異。這減小了張力和壓縮帶，因而降低了延遲。還降低了最終產(chǎn)品中的片的面外形狀，以降低當(dāng)玻璃由于重力或真空受迫平坦化的時(shí)候產(chǎn)生的張力和壓縮帶。由通過凝固區(qū)的冷卻速率以及通過機(jī)械裝置來保持形成片時(shí)片處于平面內(nèi)，來降低面外形狀，所述機(jī)械裝置包括但不限于全輪驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)片裝置和自動(dòng)張緊和分離技術(shù)。
[0072]盡管關(guān)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。
[0073]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，明顯可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動(dòng)，而不偏離本發(fā)明的范圍和精神。
【權(quán)利要求】
1.一種降低玻璃片中的變形的方法，所述方法包括以下步驟: 在玻璃制造過程中形成玻璃帶； 從玻璃帶分1?玻璃片，所述玻璃片具有基本平坦的表面； 測量通過玻璃片表面的延遲； 定義表征玻璃片延遲的延遲參數(shù)； 將玻璃片切割成多個(gè)子片； 測量子片的變形； 定義表征子片變形的變形參數(shù)； 確定延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，使得可以基于該相關(guān)性來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)；以及 改變玻璃制造過程，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使得變形參數(shù)保持以預(yù)定的概率低于特定值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測量子片的變形的步驟包括測量面內(nèi)變形，所述面內(nèi)變形定義為在切割步驟之前和之后，沿著子片的平面的第一組點(diǎn)的偏移。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，變形參數(shù)等于所述第一組點(diǎn)處測得的面內(nèi)變形的最大值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測量延遲的步驟包括測量表面上的第二組點(diǎn)處的延遲，所述延遲參數(shù)是第二組點(diǎn)處的延遲的平均值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括: 在測量延遲的步驟之前使得玻璃片平坦化的步驟；以及 在測量變形的步驟之前使得各個(gè)子片平坦化的步驟。
7.—種降低玻璃片中的變形的方法，所述方法包括以下步驟: 在玻璃制造過程中形成玻璃帶； 從玻璃帶分尚玻璃片，所述玻璃片具有基本平坦的表面； 測量通過玻璃片表面的延遲； 定義表征玻璃片延遲的延遲參數(shù)； 將玻璃片切割成多個(gè)子片； 測量子片的變形； 定義表征子片變形的變形參數(shù)；以及 確定延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，使得可以基于該相關(guān)性來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，測量延遲的步驟包括測量表面上的第二組點(diǎn)處的延遲，所述延遲參數(shù)是第二組點(diǎn)處的延遲的平均值。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括利用延遲參數(shù)和變形參數(shù)之間的相關(guān)性，來預(yù)測后續(xù)玻璃片的子片的變形參數(shù)的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括以下步驟:改變玻璃制造過程，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使得變形參數(shù)保持以預(yù)定的概率低于特定值。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定步驟包括采用最小二乘回歸法制定等式。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，測量子片的變形的步驟包括測量面內(nèi)變形，所述面內(nèi)變形定義為在切割步驟之前和之后，沿著子片的平面的點(diǎn)的偏移。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述點(diǎn)是各個(gè)子片的質(zhì)心。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，測量子片的面內(nèi)變形的步驟包括測量子片上的第一組點(diǎn)的面內(nèi)變形。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，子片的角定義為第一組點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，變形參數(shù)等于所述第一組點(diǎn)處測得的面內(nèi)變形的平均值。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，變形參數(shù)等于所述第一組點(diǎn)處測得的面內(nèi)變形的最大值。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，該方法還包括如下步驟:改變玻璃制造過程，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形；并且其中，使得最大面內(nèi)變形保持以預(yù)定的概率低于特定值。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，該方法還包括如下步驟:改變玻璃制造過程，從而基于所述相關(guān)性對(duì)后續(xù)玻璃片的延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低來自后續(xù)玻璃片的子片的變形；并且其中，使得平均面內(nèi)變形保持以預(yù)定的概率低于特定值。
【文檔編號(hào)】G02F1/13GK104471467SQ201380038437
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】C·C·康崔萊斯, E·A·奎利亞爾, S·R·馬卡姆 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司