玻璃板的制造方法

專利名稱：玻璃板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高質(zhì)量玻璃板的制造方法，特別是涉及例如可用作"LCD" 型面板的專用玻璃面板的制造方法，其中從形成設(shè)備中豎直向下拉制玻璃板，然后 進(jìn)行加工，以減少或消除與所形成的玻璃面的觀察區(qū)域接觸，并防止玻璃變形。
背景技術(shù)：
各種各樣的視頻顯示單元使用液晶顯示器(即LCD)，包括膝上型電腦和個(gè) 人數(shù)據(jù)助手之類的電子單元。這些特定的應(yīng)用要求與LCD有關(guān)的玻璃面板具有均 勻平坦的特性，同時(shí)可以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)。
用于LCD面板之類的產(chǎn)品的高質(zhì)量平玻璃一般通過(guò)拉制型方法生產(chǎn)。在這種 方法中，從形成設(shè)備中向下拉制連續(xù)的玻璃帶或玻璃板，并在向下拉制玻璃板時(shí)從 連續(xù)玻璃板的一端切斷各個(gè)玻璃面板。當(dāng)然，為了確保在玻璃板的整個(gè)寬度上具有 均一的厚度和光學(xué)特性，必需精確地保持玻璃板的拉制速度。
提供潔凈表面的經(jīng)濟(jì)的薄玻璃板形成方法是難于獲得的。熔融拉制法提供了 這種質(zhì)量屬性，并相對(duì)于工業(yè)上使用的其它玻璃板形成技術(shù)(如浮法)構(gòu)成了優(yōu)點(diǎn)。 上述的浮法要求在形成LCD面板后進(jìn)行附加的修整和拋光操作。
目前，由于增加生產(chǎn)量可能對(duì)溫度控制和玻璃收縮之類的其它關(guān)鍵方法產(chǎn)生 不利的影響，所以對(duì)提高熔融拉制法的生產(chǎn)速度(玻璃流速)存在明顯的限制。例 如，對(duì)于給定的玻璃板厚度，玻璃流速的增加必然導(dǎo)致速度的增加和更快的材料冷 卻速率。這種經(jīng)變化的受熱過(guò)程一般在材料內(nèi)部產(chǎn)生更高的應(yīng)力，從而使玻璃發(fā)生 更高的收縮和變形。另一種對(duì)于目前在熔融拉制法中使用的豎直取向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所存 在的限制是難于在生產(chǎn)過(guò)程中提供足夠的空間來(lái)改善玻璃帶的受熱過(guò)程，一般必須 增加系統(tǒng)或設(shè)備的高度。然而，即使稍微增加總設(shè)備的高度也會(huì)導(dǎo)致明顯的資本支 出，并限制了其它變化的靈活性。
與目前的熔融拉制法和制造LCD面板之類玻璃產(chǎn)品時(shí)所用的其它方法有關(guān)的 另一個(gè)問(wèn)題是需要足夠大的面積來(lái)儲(chǔ)存熱處理或退火時(shí)的每個(gè)LCD面板。 一般在
制造過(guò)程中相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)對(duì)玻璃板進(jìn)行熱處理。熱處理玻璃的一個(gè)原因是減少
后續(xù)加工過(guò)程中玻璃發(fā)生的收縮。LCD—般是非晶硅(ot-Si)或多晶硅(poly-Si)薄 膜晶體管(TFT)型的。許多顯示器目前使用a-Si，因此可以在低于450。C的溫度 對(duì)其進(jìn)行處理，而且退火時(shí)間可以相對(duì)較短，不到2分鐘左右時(shí)間。然而，多晶硅 工藝是優(yōu)選的。多晶硅具有高得多的驅(qū)動(dòng)電流和電子遷移率，從而提高了像素的響 應(yīng)時(shí)間。另外，也可以使用多晶硅工藝在玻璃基板上直接構(gòu)造顯示驅(qū)動(dòng)電路。與之 相反，oc-Si需要分散的驅(qū)動(dòng)芯片。這些驅(qū)動(dòng)芯片必須用集成電路包裝技術(shù)連接到 顯示器外圍。最有效的多晶硅處理方法在至少800°C的溫度下進(jìn)行。這些方法能 在大范圍內(nèi)形成具有極高電子遷移率(用于快速開(kāi)關(guān))和極好TFT均勻性的多晶 硅薄膜。對(duì)于其它電子器件，常規(guī)的處理步驟也要求高溫基板來(lái)耐處理。最高水平 的電子制造法要求對(duì)柵極氧化物(gate oxide)進(jìn)行退火，并活化摻雜物。這些方 法在600°C以上的溫度進(jìn)行。
即使在使用與基板粘接的單晶硅薄層的單晶硅(x-Si)制造技術(shù)的情況下，也需 要高溫基板。單晶硅可以達(dá)到比多晶硅更大的電子遷移率。上述粘接步驟通常要求 高溫和上述的柵極氧化物和摻雜物活化步驟。
從a-Si發(fā)展到多晶硅和最近的x-Si對(duì)使用玻璃基板提出了較大的挑戰(zhàn)。如上 所述，多晶硅和單晶硅涂層要求比oc-Si高得多的處理溫度，即在600-700°C范圍內(nèi)。 因此，玻璃基板必須在上述溫度下熱穩(wěn)定。熱穩(wěn)定(即熱收緊或熱收縮)既取決于 特定玻璃組合物的內(nèi)在粘性(用其應(yīng)變點(diǎn)表示)，也取決于其制造方法決定的玻璃 板受熱過(guò)程。諸如多晶硅薄膜晶體管所要求的高溫處理要求長(zhǎng)的玻璃基板退火時(shí) 間，例如600。C時(shí)5小時(shí)，以確保低的收縮。
熔融拉制法的豎直特性對(duì)玻璃形成設(shè)備的高度和玻璃的在線退火能力提出了 實(shí)際限制。對(duì)熔融拉制法顯示器玻璃的退火一般按如下方法進(jìn)行，即在拉制的玻璃 板上各個(gè)玻璃面板的底部處進(jìn)行切斷，并按水平取向把玻璃面板彼此疊置地放入儲(chǔ) 存架中。為了防止污染面板的表面，每個(gè)面板支承在僅與面板表面外邊緣接觸的支 承臂或銷上。這種支承方法可能使薄面板在支承裝置之間的未支承跨度內(nèi)彎曲。這 也限制了用這種方法支承但不損壞支承或相鄰面板的最大尺寸，或要求在中間點(diǎn)處 對(duì)面板給予支承。另外，在給定體積內(nèi)排列的面板數(shù)量也受到限制，從而降低了工 藝效率和增加了成本。
目前制造方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是拉制的玻璃帶受到切斷各個(gè)玻璃面板時(shí)產(chǎn)生的 玻璃顆粒的污染。上述的切斷一般在玻璃帶還處于豎直取向并接近于玻璃帶形成的 部位進(jìn)行。另外，由于拉制法的豎直特性，該方法產(chǎn)生的熱量會(huì)產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，即 加熱的空氣會(huì)迅速向上流到接近于玻璃板的加工區(qū)域內(nèi)。因此，拉制的玻璃特別易 被切割玻璃顆粒污染。因此，需要有效地增加玻璃板拉制時(shí)經(jīng)過(guò)的距離，以便至少 部分對(duì)玻璃進(jìn)行在線退火，并在遠(yuǎn)離豎直拉制區(qū)域的地方進(jìn)行切割玻璃板。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及一種玻璃板的制造方法，它包括生產(chǎn)具有第一部分和末端部分 的基本上平的玻璃板，第一部分和末端部分都位于基本上豎直的第一取向。該 方法也包括把玻璃板的末端部分扭轉(zhuǎn)至與第一取向基本上垂直的第二取向，同 時(shí)玻璃板的第一部分仍保持在第一取向上，玻璃板的末端部分保持連接在玻璃 板的第一部分，且玻璃板的末端部分是基本上豎直取向的。該方法還可包括對(duì) 玻璃板的末端部分進(jìn)行熱處理。另外，該方法還可包括在扭轉(zhuǎn)末端部分以后沿 玻璃板的至少一部分縱軸把玻璃板的末端部分偏轉(zhuǎn)成弓形。優(yōu)選的是，該弓形 包括基本上正弦形。
該方法還包括對(duì)末端部分進(jìn)行熱處理。在一個(gè)實(shí)施方式中，在切割形成分 離的玻璃面板之前對(duì)末端部分進(jìn)行熱處理。在另一個(gè)實(shí)施方式中，將末端部分 切割成分離的玻璃面板后進(jìn)行熱處理?？梢詫?duì)末端部分進(jìn)行熱處理，并且在切 割成分離的玻璃面板之后，還可對(duì)玻璃面板進(jìn)行熱處理。
生產(chǎn)玻璃板的步驟可包括提供具有一對(duì)邊緣部分和在邊緣部分之間的主 體部分的玻璃板，而且扭轉(zhuǎn)(再取向)玻璃板的步驟在與玻璃板主體部分不接 觸的條件下進(jìn)行。扭轉(zhuǎn)玻璃板的步驟也可包括在扭轉(zhuǎn)玻璃板時(shí)用空氣軸承支承 玻璃板邊緣部分。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，可通過(guò)用夾緊裝置夾緊至少一對(duì)邊緣來(lái)支承邊緣部分。
本發(fā)明也涉及玻璃板的制造方法，該方法包括具有一對(duì)邊緣部分和其間的 主體部分的基本上平的玻璃板，該玻璃板也包括第一部分和第二或末端部分， 該第一部分和第二部分都沿第一方向運(yùn)動(dòng)。該方法也包括將玻璃板的第二部分 進(jìn)行再取向，使得玻璃板的末端部分(36)沿不同于第一運(yùn)動(dòng)方向的第二運(yùn)動(dòng) 方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)玻璃板的第一部分繼續(xù)沿第一方向運(yùn)動(dòng)，而玻璃權(quán)的第二部分 仍保持連接于玻璃板的第一部分，以及在將第二部分再取向之后和第二部分繼 續(xù)沿第二方向運(yùn)動(dòng)時(shí)沿第二部分的縱軸把玻璃板的第二部分形成弓形。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，第一方向是豎直的，而第二方向是水平 的。上述的弓形優(yōu)選包括基本上正弦形。本發(fā)明方法還可包括對(duì)玻璃板的第二 部分進(jìn)行熱處理。
對(duì)玻璃板第二部分進(jìn)行再取向可包括對(duì)玻璃板的第二部分進(jìn)行再取向而 使得玻璃板的第二部分是基本上豎直取向的。在玻璃板再取向過(guò)程中在與玻璃 板的主體部分不接觸的條件下支承玻璃板。也就是說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方式中，上 述的再取向在與玻璃板的主體部分不接觸的條件下進(jìn)行。另外，上述的再取向 可以通過(guò)用空氣軸承支承玻璃板的邊緣部分進(jìn)行。在再取向步驟之后可以通過(guò) 用夾緊裝置夾緊至少一個(gè)邊緣來(lái)支承玻璃板的第二部分。該夾緊裝置可包括排 列有許多支承并與玻璃板一起運(yùn)動(dòng)的夾緊裝置的輸送帶。
該方法也可包括切割末端部分，形成分離的玻璃面板。切斷后可對(duì)該玻璃 面板進(jìn)行熱處理。
本發(fā)明也涉及一種玻璃板的制造方法，它包括生產(chǎn)具有第一部分和第二 (末端)部分的基本上平的玻璃板，第一部分和第二部分都位于相同的給定方 向，以及通過(guò)在玻璃板中形成螺旋扭轉(zhuǎn)把玻璃板的第二部分再取向至不同于第 一取向的第二取向。按照本發(fā)明方法，第一部分的運(yùn)動(dòng)方向可以是基本上豎直 的。
按照本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式，再取向步驟包括在與玻璃板的主體部分 不接觸的條件下支承玻璃板。再取向之后，可對(duì)第二部分進(jìn)行熱處理。該方法 也可包括通過(guò)用夾緊裝置夾緊至少一個(gè)邊緣來(lái)支承玻璃板。在第二部分的運(yùn)動(dòng) 方向保持在基本上水平方向時(shí)，該第二部分還可偏轉(zhuǎn)成弓形。該方法還可包括 切斷末端部分，形成分離的玻璃面板。在某些情況下，可能需要對(duì)玻璃面板進(jìn) 行熱處理。
上述的玻璃板制造方法可以降低玻璃板的制造成本，同時(shí)減少或消除與切 割法有關(guān)的污染。本發(fā)明方法也減少了有關(guān)熱處理所需的房屋空間，為玻璃板 提供了充足的支承，同時(shí)減少了面板的光學(xué)畸變。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
雖然本申請(qǐng)以特別地指出和清楚地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求書結(jié)束，但認(rèn) 為從下述的說(shuō)明并結(jié)合于如下附圖可以更好地理解本發(fā)明。


圖1是可以實(shí)施本發(fā)明玻璃板制造方法的示例性制造設(shè)備的局部示意圖。
圖2是構(gòu)成圖1所示制造設(shè)備的溢流玻璃板拉制設(shè)備的局部剖視圖。 圖3是用于在玻璃板中形成螺旋扭轉(zhuǎn)的本發(fā)明設(shè)備的透視圖。
圖4是制造設(shè)備中用于再取向或再成形玻璃板的空氣軸承的透視圖。
圖5是用于支承玻璃板的輥軸組件的透視圖。
圖6是用于支承玻璃板的許多滾動(dòng)輸送帶的透視圖。
圖7是用于玻璃板的夾緊裝置的透視圖。
圖8是夾緊裝置的一對(duì)夾爪沿圖7中線IV-IV所作的橫截面圖。
圖9是包括許多用于支撐玻璃板的夾緊裝置的軌道組件的局部示意圖。
圖IO是產(chǎn)生有正弦波狀圖形的豎直取向玻璃板的透視圖。
圖11是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖，其中玻璃板被再取向而使得末端部分
為基本上水平。
圖12是產(chǎn)生有正弦波狀圖形的水平取向玻璃板的透視圖。
圖13a是按疊狀結(jié)構(gòu)排列的玻璃板的側(cè)視圖，其中各個(gè)玻璃板在整個(gè)跨度上
產(chǎn)生有向上的弓形。
圖13b是按疊狀結(jié)構(gòu)排列的玻璃板的側(cè)視圖，其中各個(gè)玻璃板可以下垂。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明
為了說(shuō)明的目的，"上"、"下"、"左"、"右"、"前"、"后"、"豎 直"、"水平"等術(shù)語(yǔ)應(yīng)涉及圖1中所示的本發(fā)明的示例性說(shuō)明。然而應(yīng)當(dāng)理解的 是，除了作明確相反說(shuō)明的以外，本發(fā)明的設(shè)備和方法可以體現(xiàn)在各個(gè)替代的取向 或步驟順序中。也應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖及如下說(shuō)明書中描述的具體裝置和方法僅是 用于提供所附權(quán)利要求書限定的發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式。因此，如果權(quán)利要求 書中沒(méi)有作明確說(shuō)明，與所揭示實(shí)施方式有關(guān)的具體尺寸和其它物理特征都不應(yīng)認(rèn) 為是限制性的。
附圖標(biāo)記20 (圖l)總地表示可以實(shí)施本發(fā)明制造方法的制造設(shè)備。設(shè)備20 包括幾個(gè)部件，包括玻璃板形成裝置22，玻璃板再取向組件24、第一熱處理工位 26和切割或切斷工位。該設(shè)備也可包括第二熱處理工位30。該玻璃板制造方法包 括生產(chǎn)具有第一部分34和末端部分36的基本上平的玻璃板32，上述的第一部分 和末端部分最初都位于基本豎直的第一取向(A)。將玻璃板32進(jìn)一步成形為包 括一對(duì)邊緣部分38和位于其間的主體部分40。當(dāng)用于有關(guān)的部件中時(shí)，邊緣部分 38位于構(gòu)成從玻璃板上切割下的玻璃面板最終臨界區(qū)域(如LCD面板的觀察區(qū))
的面積之外。該方法還包括通過(guò)玻璃板再取向組件扭轉(zhuǎn)玻璃板32，使得末端部分
36呈現(xiàn)與第一取向(A)成一定角度取向的第二取向(B)。如圖所示，當(dāng)玻璃板32 通過(guò)并沿改變的第二取向延伸時(shí)，該玻璃板的第一部分32保持在第一取向上，且 玻璃板32的末端部分36保持連接于玻璃板32的第一部分34上。同樣如圖所示， 玻璃板32的末端部分36位于與第一部分34的豎直取向不同的基本上豎直的取向。 換句話說(shuō)，如圖1所示，雖然玻璃板32已從其邊緣部分38位于側(cè)面的基本上豎直 的位置被再取向，但現(xiàn)在仍是基本上豎直，不過(guò)其邊緣部分3現(xiàn)在位于玻璃板的頂 部和底部。當(dāng)然，如果末端部分38通過(guò)與第一取向差90。的角度進(jìn)行再取向，邊 緣部分38會(huì)呈現(xiàn)圖1中所示的"側(cè)面"(取向(A))以及"頂部"和"底部" 之間的某個(gè)中間位置。
玻璃板形成裝置22 —般用于溢流拉制法制造玻璃，其更詳細(xì)地表示于圖2中。 溢流板制造方法例如記載在美國(guó)專利3,338,696和3，682，609中，這些專利公開(kāi)的內(nèi) 容全部結(jié)合于本申請(qǐng)中供參考。如圖2所示，裝置22包括成形楔的溢流槽件42， 該楔件具有在其縱向側(cè)由壁部分46限定的向上開(kāi)放的槽44，上述壁部分46的上 端終止于相對(duì)的縱向延伸的溢流唇或溢流堰48處。溢流堰48與楔件42的相對(duì)的 外板形成表面相連通。如圖所示，楔件42配置有一對(duì)與溢流堰48相連通的基本上 豎直的成形表面部分50以及一對(duì)向下傾斜的會(huì)聚表面部分52。該會(huì)聚表面部分52 終止于形成玻璃拉制直線的基本上水平的下頂或根54處。
熔融玻璃56通過(guò)與槽44連通的供料通道58供入槽44中。對(duì)槽44的供料可 以是單端的，或如有需要可以是雙端的。在與槽44每一端相鄰的溢流堰上配置一 對(duì)限流壩，以使熔融玻璃的自由表面以分流形式溢過(guò)溢流堰，并沿相對(duì)的成形表面 部分50、 52向下流向根部54，如虛線所示，分流在根部相會(huì)聚而形成初始表面的 玻璃板32。
在溢流下拉熔制法中，拉輥64放在楔件42的根部54的下游，并用于調(diào)節(jié)形 成的玻璃帶離開(kāi)會(huì)聚成形表面的速度，并因此決定了最終玻璃板的標(biāo)稱厚度。合適 的拉輥例如記載在公開(kāi)的美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0181302中，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容 結(jié)合于本申請(qǐng)中供參考。該拉輥優(yōu)選設(shè)計(jì)成在邊緣部分38處，具體地說(shuō)剛好在玻 璃板的極邊緣處出現(xiàn)的增厚珠內(nèi)側(cè)區(qū)域中接觸玻璃帶。與拉輥接觸的玻璃邊緣部分 38以后從玻璃板中去除。
從玻璃板形成裝置22中拉制的玻璃板32可以被多個(gè)附加的輥組件在拉輥之 后豎直向下導(dǎo)向再取向組件24，以支承、弓l導(dǎo)和/或拉伸玻璃板。在下文中上述的
附加輥組件稱為邊緣輥66，并作更詳細(xì)的說(shuō)明。當(dāng)玻璃板32進(jìn)入一個(gè)該玻璃變成 具有彈性的溫度區(qū)域時(shí)，對(duì)該玻璃板進(jìn)行再取向和/或再成形。
在操作中，玻璃板32 (圖2)先被邊緣輥66支撐，然后相對(duì)于豎直的第一部 分34而向上彎過(guò)一個(gè)直角，并同時(shí)旋轉(zhuǎn)。因此，可以把一個(gè)螺旋扭轉(zhuǎn)(即螺旋) 提供到玻璃板中，其中玻璃板的流動(dòng)經(jīng)受一個(gè)從箭頭68 (圖1)所示的第一方向到 箭頭70 (圖l)所示的第二方向的方向改變。這就是說(shuō)，第一部分34的橫軸與第 二末端部分36的橫軸不重合。不重合是指第一部分的橫軸與第二部分(末端部分) 的橫軸不平行。此外，方向的總體改變當(dāng)然取決于圓柱體和輥相對(duì)于參照方向(如 玻璃板的縱軸)的角度。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員會(huì)理解，用于扭轉(zhuǎn)(即彎曲和旋轉(zhuǎn)) 玻璃板的角度可以根據(jù)制造設(shè)備的設(shè)計(jì)和可用的房屋面積進(jìn)行改變。優(yōu)選的是，橫 軸35垂直于橫軸33，并把玻璃板扭轉(zhuǎn)到如下程度，即從再取向組件24中露出的 玻璃板末端部分36基本上與玻璃板32第一部分34正交地延伸，但玻璃板32第一 部分34的平面基本上平行于末端部分36的平面。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，玻璃 板32的表面是豎直取向的，而邊緣部分現(xiàn)在形成末端部分36的上下邊緣部分38。
在一個(gè)圖3所示的實(shí)施方式中，再取向組件34進(jìn)行的同步彎曲和旋轉(zhuǎn)作用可 以通過(guò)以下來(lái)說(shuō)明，沿螺旋途徑的柔性薄片材料(本申請(qǐng)中使用玻璃)在與該材料 的第一表面74接觸的單個(gè)大半徑中心圓柱體72和第二組繞該圓柱體的至少一部分 而同心排列并與該材料片的第二相反表面接觸的小半徑軸76之間通過(guò)并被引導(dǎo)。 大半徑輥的旋轉(zhuǎn)軸80平行于小半徑軸的旋轉(zhuǎn)軸，且與該材料的縱軸(或水平軸) 形成一個(gè)角度。
圖3所示的結(jié)構(gòu)有效地實(shí)現(xiàn)了該材料途徑的方向改變。例如，如圖3所示， 如果中心輥軸80與該片材的豎直縱軸82的角度為45°，可以看到該片材的流動(dòng)方 向發(fā)生90。的改變，即從箭頭84所示的第一豎直流動(dòng)方向改變到箭頭86所示的基 本上水平的第二流動(dòng)方向。另外，在該實(shí)施例中，當(dāng)該片材通過(guò)上述圓柱體時(shí)，螺 旋扭轉(zhuǎn)之前與第一表面垂直的矢量經(jīng)受180。的方向改變。換言之，相對(duì)于片材32 的第一豎直部分，該片材的第二末端部分36發(fā)生了扭轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，豎直的第一 部分34的平面與末端部分36的平面基本上平行，但末端部分36的運(yùn)動(dòng)方向垂直 于第一部分34的運(yùn)動(dòng)方向。優(yōu)選的是，末端部分36取向成末端部分36的寬側(cè)面 (即正面)是豎直的。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，對(duì)玻璃板的扭轉(zhuǎn)可以使得 該末端部分與第一部分非正交(即該末端部分的運(yùn)動(dòng)方向與第一部分的運(yùn)動(dòng)方向相 互不垂直)，從而使得該末端部分的縱軸與第一部分的縱軸形成一個(gè)角度，例如可
以為25°、 50°或100°。更一般地說(shuō)，玻璃板32再取向以后，末端部分36的橫軸 (即與該末端部分的運(yùn)動(dòng)方向86垂直的軸)與第一部分34的橫軸(即與第一部分 運(yùn)動(dòng)方向84垂直的軸)不重合(即不平行)。另一方面，如果對(duì)片材32進(jìn)行沒(méi)有 旋轉(zhuǎn)分量的彎曲(即非扭轉(zhuǎn))，則橫軸33會(huì)與橫軸35平行。
雖然上述實(shí)施方式和圖3所示的方向可適合于某些玻璃制造方法，但對(duì)于生 產(chǎn)液晶顯示器玻璃面板的方法來(lái)說(shuō)，與玻璃表面的內(nèi)部接觸會(huì)對(duì)該表面產(chǎn)生瑕疵， 從而使該方法不太適合于這種面板。
因此，按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，可以用與玻璃板的內(nèi)部40不接觸的玻 璃板扭轉(zhuǎn)方法代替上述方法。如圖l-2所示，再取向組件24優(yōu)選包括空氣軸承88 來(lái)支承邊緣部分38。上述的空氣軸承使用本領(lǐng)域中己知的空氣軸承原理。空氣軸 承的一個(gè)示例性實(shí)施方式表示在圖4中。因此，當(dāng)輸送玻璃板通過(guò)螺旋扭轉(zhuǎn)時(shí)，用 空氣軸承88支承和引導(dǎo)邊緣部分88。或者，邊緣部分38可以通過(guò)與圖5所示的 多對(duì)邊緣輥接觸進(jìn)行支承或由圖6所示的輸送帶組件支承。
當(dāng)玻璃板32的末端部分36離開(kāi)螺旋扭轉(zhuǎn)時(shí)，邊緣部分38取向成形成末端部 分36的上下邊緣部分，而且末端部分36由至少一個(gè)邊緣部分支承。在一個(gè)實(shí)施例 中，末端部分36處的至少一個(gè)邊緣部分由多個(gè)夾緊組件90 (圖l)支承，每個(gè)夾 緊組件毗鄰邊緣部分38之一。在該說(shuō)明性的實(shí)施例中，夾緊組件夾緊上邊緣部分。 如圖7所示，每一個(gè)夾緊組件90可包括主體部分92和一對(duì)可操作地連接到主體部 分90的剪刀臂。在本實(shí)施方式中每個(gè)臂94包括一個(gè)固定在遠(yuǎn)端98 (相對(duì)于主體 部分)的夾爪96。最好如圖8所示，每個(gè)夾爪96包括用合適彈性柔順材料制成并 相互協(xié)作的夾子IOO。夾子100毗鄰末端部分36的上邊緣部分38，并在豎直取向 上牢固地支承末端部分36。如圖9所示，每個(gè)夾緊組件90由沿方向箭頭106所示 方向旋轉(zhuǎn)的連續(xù)環(huán)路支承的軌道組件104支撐，從而沿生產(chǎn)線支承末端部分36。 可以理解，許多裝置可用作預(yù)期的玻璃板支承裝置，包括輥、軸承、空氣軸承、輥 軸組件、夾具、輸送帶等的組合，其中部分裝置將在下文中作進(jìn)一步描述。類似地， 根據(jù)本發(fā)明的啟示，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可以知道或使用其它一些不同的裝置。 例如，柔性的U形槽(未畫出)可用于支撐上下邊緣部分中的至少一個(gè)，最好是 二個(gè)。
軌道組件104可構(gòu)制成在末端部分36范圍內(nèi)沿末端部分36的縱軸87產(chǎn)生弓 形，如圖IO所示的基本上正弦波狀圖形。這種圖形可通過(guò)各種方式產(chǎn)生于末端部 分36范圍內(nèi)，如由沿相似形狀運(yùn)動(dòng)的軌道組件104、其軸線排列成預(yù)定形狀的許
多輥106、和/或沿這種幾何形狀運(yùn)動(dòng)的上述空氣軸承88 (圖4)或滾動(dòng)輸送帶108 (圖6)。與平面情況相比，在這種偏轉(zhuǎn)加工步驟中產(chǎn)生的彎曲顯著地提高了玻璃 板32的慣性，從而為玻璃板提高了額外的剛度，以提高大面積區(qū)的自支承能力和防 止玻璃板下垂。波狀弓形曲線半徑最好小到足以增加玻璃板的慣性,并大到足以避 免影響玻璃的永久幾何形狀。例如，厚度約為0.7毫米和寬度約為2-3米的玻璃板 可按半徑至少為約1米，較好至少為約2米，更好至少為約5米，最好至少為約 10米的正弦形狀彎曲。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員知道，在玻璃板橫向通過(guò)熱處理工 位26 (如本領(lǐng)域中已知的玻璃韌化爐110)時(shí)，可以在玻璃板中形成上述弓形。有 利的是，實(shí)施本發(fā)明可以對(duì)由上述熔融拉制設(shè)備中拉制的連續(xù)玻璃板進(jìn)行熱處理， 而無(wú)需增加成形楔42的操作高度。另外，在用于制造玻璃板的常規(guī)下拉熔融法中， 成形楔相對(duì)于拉制根部處通常較低溫度的高溫會(huì)產(chǎn)生一個(gè)煙囪效應(yīng)。按照常規(guī)方法 從拉制根部處從拉制玻璃板上切割各個(gè)玻璃面板可能會(huì)產(chǎn)生向上飛入拉制區(qū)域的 玻璃碎片。這些玻璃碎片可能粘附在玻璃板上造成污染。有益的是，通過(guò)實(shí)施本發(fā) 明，可以從遠(yuǎn)離拉制區(qū)域的地方從玻璃板上切割各個(gè)玻璃面板。 一旦對(duì)玻璃板32 進(jìn)行第一次熱處理，就可以用激光器112之類的切割裝置從末端部分36上切下各 個(gè)玻璃面板。在本說(shuō)明性的實(shí)施例中，激光器112的支承方式使得激光器112的運(yùn) 動(dòng)適當(dāng)跟隨玻璃板32的運(yùn)動(dòng)，從而使得形成方法是連續(xù)的，并具有較高的速度。
在如圖ll所示的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式中，邊緣輥66用于把坂璃板32的末 端部分36彎曲成相對(duì)于第一部分34大體上垂直的取向，末端部分36大體上是水 平的，然后該末端部分由沿玻璃板32縱軸87延伸的弓形途徑(圖12)排列的空 氣軸承88偏轉(zhuǎn)，同時(shí)該末端部分36大體沿水平方向繼續(xù)前進(jìn)。如上所述，把末端 部分36偏轉(zhuǎn)成弓形有利于增加玻璃的剛度，并防止邊緣部分之間主體跨度內(nèi)的下 垂。該弓形優(yōu)選基本上是正弦形的。適用于這個(gè)用途的其它支承設(shè)備和方法可替代 上述的把末端部分36彎曲成正交取向和/或把末端部分36偏轉(zhuǎn)成弓形，較好為基 本上正弦形。
對(duì)于可用于多晶硅顯示用途的高應(yīng)變點(diǎn)玻璃面板，需要附加的熱處理。在這 種情況下， 一旦單個(gè)面板114與玻璃板32的末端部分分離，面板114被輸送到第 二熱處理工位30 (如圖1所示)，該熱處理工位包括第二玻璃韌化爐，并進(jìn)行第 二熱處理步驟。在圖13a所示的說(shuō)明性實(shí)施例中，在一個(gè)豎直疊層中的各個(gè)玻璃面 板114在該熱處理循環(huán)中相互側(cè)向?qū)R。這些面板在豎直方向上相互分離，并在其 邊緣處用銷、軌道、凹槽或本領(lǐng)域中已知的其它支承裝置118支承。在玻璃面板中
產(chǎn)生向上的彎曲或弓形有利于防止玻璃面板下垂和與相鄰的面板接觸。這種向上的 彎曲例如可通過(guò)把水平布置的支承裝置118 (如上述的支承裝置)之間的距離設(shè)計(jì) 成稍小于被支承面板的寬度或跨度來(lái)產(chǎn)生。通過(guò)按這種方式控制偏轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生向上 的偏轉(zhuǎn)而不是讓其如圖13b所示的那樣無(wú)限制地下垂(沒(méi)有產(chǎn)生向上的弓形)，可
以在給定的容積內(nèi)豎直布置更多的玻璃面板，而不會(huì)如圖13b所示的無(wú)限制結(jié)構(gòu)中 可能發(fā)生的面板之間相互接觸。例如，在邊緣處支承的1.5平方米玻璃面板由于重 力作用可以下垂15毫米。然而，在相同的面板中向上僅產(chǎn)生2毫米的彎曲會(huì)顯著 地增加可達(dá)到的堆積密度，并把平面外偏轉(zhuǎn)限定為l毫米左右。
在第二次熱處理循環(huán)中，為了進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐嘶?，需再次升高各個(gè)面板114的 溫度，然后控制其溫度的下降。當(dāng)然，在第二次熱處理步驟中可使用面板114的其 它取向，如將面板表面豎直布置，也可以改變溫度變化速率。在豎直或水平層疊方 法中，第二次熱處理工位30可包括固定的玻璃韌化爐，其中面板的結(jié)構(gòu)保持固定， 或優(yōu)選用輸送帶或其它常規(guī)運(yùn)輸方法將這些面板輸送通過(guò)第二玻璃韌化爐，從而可 以按更連續(xù)的方式而不是批量方式進(jìn)行退火。在批量方式中，面板層疊分組進(jìn)入或 運(yùn)出玻璃韌化爐。應(yīng)當(dāng)注意的是，上述的熱處理也可包括讓面板114的溫度返回到 室溫，而不加人工改變或控制。
上述的LCD玻璃板制造方法會(huì)降低生產(chǎn)成本，同時(shí)減少或消除與切割方法有 關(guān)的污染，減少與熱處理有關(guān)的房屋面積，和為玻璃片提供充足的支承，同時(shí)減少 玻璃面板的光學(xué)畸變。
在上述的說(shuō)明書中，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員易于理解，在不偏離本申請(qǐng)所揭 示的發(fā)明構(gòu)思條件下可以對(duì)本發(fā)明作改變。如果權(quán)利要求書沒(méi)有用語(yǔ)言作明確說(shuō) 明，這些改變被認(rèn)為包括在如下權(quán)利要求書中。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍應(yīng) 用如下權(quán)利要求書進(jìn)行限定，而不能局限于說(shuō)明書和附圖中所述和所示的結(jié)構(gòu)和操 作的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種玻璃板的制造方法，它包括從玻璃板形成裝置(22)按豎直向下的第一運(yùn)動(dòng)方向(A)拉制連續(xù)的玻璃板(32)，該玻璃板包括一對(duì)邊緣部分(38)和所述邊緣部分之間的主體部分(40)，其特征在于如下步驟在再取向組件(24)中使玻璃板扭轉(zhuǎn)和再取向，從而使玻璃板的末端部分(36)沿不同于所述第一運(yùn)動(dòng)方向的第二運(yùn)動(dòng)方向(B)運(yùn)動(dòng)，其中，所述邊緣部分支承在所述再取向組件中，并不與所述主體部分接觸。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第二運(yùn)動(dòng)方向垂直于所述 第一運(yùn)動(dòng)方向。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述玻璃板的末端部分(36) 由至少一個(gè)所述邊緣部分(38)支承。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在扭轉(zhuǎn)和再取向過(guò)程中，所述 對(duì)的邊緣部分(38)由空氣軸承(88)支承。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，它還包括在扭轉(zhuǎn)和再取向之后 把所述玻璃板的末端部分(36)偏轉(zhuǎn)成弓形。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述弓形包括基本上正弦的圖形。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，它還包括對(duì)所述玻璃板的末端 部分(36)進(jìn)行熱處理。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，它還包括切斷所述玻璃板的末 端部分(36)而產(chǎn)生玻璃面板(114)。
9. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過(guò)用夾緊組件(90)夾緊至 少一個(gè)邊緣部分來(lái)支承所述玻璃板的末端部分(36)。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的夾緊組件(90)包括 用于在所述第二運(yùn)動(dòng)方向上輸送玻璃板的輸送組件(104)。
11. 一種玻璃板的制造方法，它包括從玻璃板形成裝置(22)按豎直向下的第一運(yùn)動(dòng)方向(A)拉制連續(xù)的玻 璃板(32)，該玻璃板包括一對(duì)邊緣部分(38)和所述邊緣部分之間的主體部 分(40)，其特征在于如下步驟 在再取向組件(24)中使玻璃板扭轉(zhuǎn)和再取向，從而使所述玻璃板的末端部分(36)沿不同于所述第一運(yùn)動(dòng)方向的第二運(yùn)動(dòng)方向(B)運(yùn)動(dòng)， 在扭轉(zhuǎn)和再取向之后輸送所述玻璃板，使所述玻璃板的面豎直， 其中，所述邊緣部分支承在所述再取向組件中，并不與所述主體部分接觸。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，所述的輸送包括用夾緊組件 夾緊至少一個(gè)所述邊緣部分來(lái)支承。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的輸送包括把所述玻璃 板的一個(gè)邊緣部分支承在輸送帶上。
14. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，它還包括在扭轉(zhuǎn)和再取向之 后把所述玻璃板的末端部分(36)偏轉(zhuǎn)成弓形。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述弓形包括基本上正弦的 圖形。
16. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，它還包括在輸送過(guò)程中對(duì)所 述玻璃板的末端部分(36)進(jìn)行熱處理。
17. —種用于制造玻璃板的設(shè)備，它包括 玻璃板形成裝置(22); 玻璃板再取向裝置(24); 玻璃板輸送組件；其中所述玻璃板再取向裝置通過(guò)螺旋扭轉(zhuǎn)而扭轉(zhuǎn)和再取向所述玻璃板。
18. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述玻璃板再取向組件(24) 不與所述玻璃板的主體部分(40)接觸。
19. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述玻璃板再取向組件(24) 包括用于支承所述玻璃板邊緣部分(38)的空氣軸承(88)。
20. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述輸送組件包括用于支承 所述玻璃板的邊緣部分的夾緊組件(90)。
全文摘要
一種制造高質(zhì)量玻璃板的方法包括生產(chǎn)具有第一部分和末端部分的基本上平的玻璃板，其中第一部分和末端部分都位于基本上豎直的第一取向；和把玻璃板的末端部分扭向不同于第一取向的第二取向，而玻璃板的第一部分仍保持在第一取向，玻璃板的末端部分仍保持連接在玻璃板的第一部分。該方法還包括對(duì)玻璃板的末端部分進(jìn)行熱處理。
文檔編號(hào)C03B17/06GK101171204SQ200680015802
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者C·J·瓦諾蒂, J·P·勒爾布萊, P·J·赫夫, T·L·達(dá)努克斯 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司