操纵脆性材料板复合形状的方法
【专利说明】操纵脆性材料板复合形状的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35USC§ 120要求2012年11月29日提交的美国申请第13/688293号的优先权益，本申请所依赖的内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
[0003]本发明总体涉及操纵脆性材料板复合形状的方法，且更具体涉及在切断操作期间操纵脆性材料板复合形状的方法。
【背景技术】
[0004]生产用于诸如IXD的显示器的平板产品玻璃涉及多种挑战。该工艺的显著方面是在大型产品玻璃板中生产非常一致的形状。典型的大型产品玻璃板可以是例如高达3.3平方米。
[0005]康宁公司已经开发了称为熔融工艺(例如下拉工艺)的工艺，其形成可用于诸如平板显示器之类各种装置的高质量薄玻璃板。熔融工艺是生产用在平板显示器中的玻璃板的较佳技术，因为这些产品板与其它方法生产的玻璃板相比具有优异的平坦度和光滑度的表面。在例如美国专利第3，338，696和3，682，609号中描述了一般熔融工艺。
[0006]熔融工艺的一实施例涉及使用熔融拉制机(FDM)来形成玻璃板并然后在两辊轮之间拉制玻璃板以将玻璃板拉伸到所需厚度。使用行进砧机(ΤΑΜ)来将玻璃板切割成客户需要的较小玻璃板。
[0007]由于多种因素可在玻璃板内产生残余产品应力和形状，多种因素诸如工艺温度轮廓、ΤΑΜ造成的玻璃带运动、以及玻璃切割。无论何时玻璃板的残余应力大或其形状不稳定时，在液晶显示器的制造中会发生多种问题。
【发明内容】
[0008]以下
【发明内容】
提供详细说明书中所描述的某些示例方面的基本理解。
[0009]在一示例方面，提供切断操作期间操纵玻璃板复合形状的方法。该方法包括:提供玻璃板，该玻璃板具有一对相对边缘部分和横向跨越相对边缘部分之间的中央部分。中央部分具有面向第一方向的第一侧和面向与第一方向相反的第二方向的第二侧。该方法还包括下列步骤:将刻划装置抵靠玻璃板的中央部分的第一侧定位；以及通过对所述玻璃板的所述延伸部分施加力而将所述玻璃板位于所述刻划装置与所述两个边缘部分中的选定边缘部分之间的延伸部分从第一定向临时弯曲到切断定向。该方法还包括:在对玻璃板的延伸部分施加力的同时沿玻璃板的中央部分的第一侧形成刻划线，并沿刻划线将两边缘部分中的选定边缘部分从玻璃板断开。
[0010]在另一示例方面，提供切断操作期间操纵玻璃板复合形状的方法。该方法包括提供玻璃板，该玻璃板具有一对相对边缘部分和横向跨越相对边缘部分之间的中央部分。中央部分具有面向第一方向的第一侧和面向与第一方向相反的第二方向的第二侧。该方法可还包括:将刻划装置抵靠玻璃板的中央部分的第一侧定位；以及对所述玻璃板位于所述刻划装置与所述两个边缘部分中的选定边缘部分之间的延伸部分施加力以沿所述玻璃板的所述第一侧与所述刻划装置相邻实现预定表面应力。该方法可还包括:在对玻璃板的延伸部分施加力的同时沿玻璃板的中央部分的第一侧形成刻划线，并沿刻划线将两边缘部分中的选定边缘部分从玻璃板断开。
[0011]在又一示例方面，提供切断操作期间操纵玻璃板复合形状的方法。该方法包括提供玻璃板，该玻璃板具有一对相对边缘部分和横向跨越相对边缘部分之间的中央部分。中央部分具有面向第一方向的第一侧和面向与第一方向相反的第二方向的第二侧。该方法可还包括:将刻划装置抵靠玻璃板的中央部分的第一侧定位；以及感测所述玻璃板位于所述刻划装置与所述两个边缘部分中的选定边缘部分之间的延伸部分的第一定向。该方法可还包括:基于感测的第一定向与所述预定切断定向的比较确定足以实现预定切断定向的、施加到所述玻璃板的所述延伸部分的力的大小。该方法可还包括:对所述玻璃板的所述延伸部分施加所述力以将所述玻璃板的所述延伸部分临时弯曲以实现所述预定切断定向；以及在对玻璃板的延伸部分施加力的同时沿玻璃板的中央部分的第一侧形成刻划线，并沿刻划线将两边缘部分中的选定边缘部分从玻璃板断开。
【附图说明】
[0012]当参考附图阅读下面的详细说明时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点:
[0013]图1示意性地示出操纵玻璃板的示例设备；
[0014]图2示意性地示出一示例实验的结果图表；
[0015]图3类似于图1，但示出用于操纵玻璃板的示例设备的其它条件；
[0016]图4示意性地示出另一示例实验的结果图表；
[0017]图5示意性地示出操纵装置的一示例构造；
[0018]图6示意性地示出操纵装置的另一示例构造；
[0019]图7示意性地示出示例VBS机器上操纵装置的一示例构造；
[0020]图8A-8D示意性地示出各种示例初始来流和形成的玻璃形状；以及
[0021]图9示意性地示出又一示例实验的结果图表；
【具体实施方式】
[0022]此后将参照示出本发明各示例实施例的附图更完整地描述生产方法。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。然而，本发明可实施成许多不同形式，而不应理解成对这里所述的实施例进行限制。
[0023]IXD玻璃制造的最近趋势已经逐渐尺寸更宽且最近变为更薄的玻璃板，诸如约
0.3mm(即300微米)厚或更薄。这两种趋势(更宽且更薄)显著降低玻璃板的固有刚性并使得生产工艺在拉制底部(B0D)更敏感。该敏感性主要由玻璃板的非平面度驱动。该形状主要由玻璃板的比更厚厚边区域冷却快得多的薄中央部分驱动。因此，热失配导致竖直和/或水平弓曲由于内部应力而被引入玻璃板，该内部应力使玻璃板扭曲成非对称复合形状(例如“薯片”型形状)。这会产生玻璃板处理中的多种问题，诸如断裂和运输稳定性。
[0024]本文讨论的一方面是玻璃切割(例如切断)工艺期间该复合形状的管理。本文讨论的另一方面涉及一种在薄玻璃上操纵板形状，使得玻璃内产生的表面应力有利于刻划和断裂分开工艺的方法。玻璃板朝向预定形状的操纵与刻划轮和断开机构结合用于在设计成去除玻璃板外部厚边部分的机器内去除外部厚边，该机器称为竖直厚边刻划机(VBS)。当玻璃板边缘厚边去除之前玻璃板从FDM(熔融拉制机)传送到VBS时，诸如0.3mm厚的薄玻璃板产生所述复合形状。
[0025]通常，当刻划薄玻璃板以去除边缘厚边时的一个目标是在VBS两侧上(例如在入口和压缩侧两者上)同时产生均匀中值凹痕。对于刻划凹痕深度的一般规则是通常玻璃厚度的约10%。如果玻璃板平坦且表面应力受控，则中值裂纹深度可通过对刻划轮施加稳定刻划力而相对容易地控制。但是，当在薄玻璃上以不可预测形状刻划时，由于单个刻划事件期间玻璃形状在玻璃表面上引起压缩和拉伸应力中的任一个或两个，凹痕深度不能使用标准方法控制。该应力变化导致高度可变的中值裂纹，通常产生板断裂。
[0026]图1-2示出切断操作期间用于操纵薄板102复合形状的示例设备100。如本文更完整讨论的，玻璃板102可至少部分地被切断以提供适用于各种显示装置的玻璃产品。玻璃板102可包括适于液晶显示器，0LED，诸如太阳能电池、光伏阵列和类似应用的光伏装置的各部件。在该示例中，玻璃板102已经先前与玻璃带分离。但是，考虑到本文讨论的结构和方法可用于玻璃带。玻璃板102通常包括一对相对边缘部分104、106和横跨在相对边缘部分104、106之间的、玻璃板102的中央部分108。中央部分108具有面向第一方向的第一侧110和面向与第一方向相反的第二方向的第二侧112。第一和第二侧110、112是为了方便进行标示，并不用于限制。
[0027]相对边缘部分104、106中的每个终止于有利于从玻璃板102去除(例如切断)的扩大厚边区域。尽管以下讨论关注一个选定的边缘部分104，但考虑到该结构和方法可类似地应用于玻璃板102的各种其它部分，诸如另一边缘部分106。切断工艺可包括宽范围的各种技术。例如，边缘部分104可借助于诸如刻划装置114的玻璃切割装置从中央部分108切断。刻划装置114可抵靠玻璃板102的中央部分108的第一侧110定位。
[0028]例如，刻划装置114可例如是划线或其它机械装置，其可用划线尖端形成初始裂痕(例如裂纹、划痕、缺口或其它裂痕)以在玻璃板102被切断的部位形成受控表面裂痕。该刻划装置114可包括尖端，但在其它示例中也可使用刀刃或其它划线技术。再有，可通过蚀刻、激光撞击或其它技术形成初始凹痕或其它表面缺陷。可在玻璃板102的边缘处或玻璃板102表面上的内侧位置形成初始裂痕。有源或无源前突装置115可用在玻璃板102的与刻划装置114相对的另一侧上以抑制从刻划或断开工艺传递的玻璃板运动。侧推断裂组件117位于刻划装置114附近以便于玻璃断开工艺来去除