除去玻璃片周围部分的方法和设备的制造方法
【专利说明】除去玻璃片周围部分的方法和设备
[0001] 相关申请交叉参考
[0002] 本申请根据35U.S.C. §120要求2011年11月30日提交的美国申请序列第 13/307503号的优先权，其全部内容通过参考结合于此。 发明领域
[0003] 本发明涉及修整玻璃片周边的方法和设备。具体来说，本发明涉及除去玻璃片周 围部分的方法和设备。本发明适合用于例如除去因下拉工艺而在玻璃片中形成的厚边区 域，以便用作显示器的玻璃基板。 技术背景
[0004] 玻璃薄片已用于许多光学、电子或光电装置中，例如液晶显示器（LCD)、有机发光 二极管（OLED)显示器、太阳能电池，作为半导体装置基板、滤色器基板、盖片等。厚度为几 微米至几毫米的玻璃薄片可通过许多方法制造，例如浮法、熔合下拉法（美国纽约州康宁 市的康宁公司（Corning Incorporated，Corning，New York，U.S.A.)首先提出的方法）、狭 缝下拉法等。
[0005] 在玻璃薄片的许多应用中，非常希望玻璃片具有以下特性：（i)纯净的表面质量， 基本没有擦痕、颗粒和其他缺陷；（ii)高的厚度均匀性；（iii)低的表面粗糙度和波纹度。 为了达到这个目的，在制造玻璃片的成形工艺中，通常避免使刚形成的玻璃片主表面的中 心区域与固体表面直接接触，而是仅使玻璃片的周围区域与固体表面如边缘辊、牵拉辊、边 缘引导辊等直接接触。因此，从成形装置直接得到的刚形成的玻璃片的两个面的周围部分， 例如在熔合下拉或狭缝下拉工艺的拉制底部区域的周围部分（有时候被称为"厚边"），倾 向于具有低于主表面中心区域的表面质量。而且，取决于所用的具体成形装置，与中心区域 相比，周围部分倾向于具有不同的厚度和明显更尚的厚度变化。
[0006] 之前已采用或提出各种玻璃片厚边去除技术，这些技术具有不同的产率、产率一 致性和工艺设备成本。
[0007] 显示器市场已表现出对高宽厚比（flexibility)玻璃片的持续增加的需求，即具 有大的片宽度和/或长度和/或非常小的厚度的玻璃片。本发明的发明人已经发现，对于 具有高宽厚比的玻璃片，厚边去除是一项重大挑战，并且是玻璃片制造工艺中的总产率瓶 颈。因此，对于具有明显更高宽厚比的玻璃片而言，用于宽厚比较低的玻璃片的可接受的厚 边去除工艺并不适合。
[0008] 因此，确实需要适合用于具有高宽厚比和/或低宽厚比的玻璃片的可靠的玻璃片 厚边去除工艺。本发明满足了这种和其他需求。
[0009] 发明概述
[0010] 本文揭示了本发明的几个方面。应理解，这些方面可互相重叠，或者可不互相重 叠。因此，某方面的一部分可能落入另一方面的范围之内，反之亦然。
[0011] 通过一些实施方式来说明每个方面，因此可包括一种或多种具体的实施方式。应 理解，这些实施方式可互相重叠，或者可不互相重叠。因此，某实施方式的一部分或其具体 实施方式可能落入另一种实施方式或其【具体实施方式】的范围之内，反之亦然。
[0012] 因此，本发明第一方面是从玻璃片中除去第一周围部分的方法，该方法包括以下 步骤：
[0013] (I)提供玻璃片，其包括第一主表面、与该第一主表面相对的第二主表面、具有中 心厚度Th(c)和平均中心温度T(C)的中心区域、上边缘表面、下边缘表面、第一侧边缘表面 和第二侧边缘表面（每个边缘表面都与第一主表面和第二主表面相连）、位于第一边缘表 面附近的具有平均厚度Th(B)(其中Th(B) >1. lTh(C))的第一周围部分；在一些实施方式 中Th(B) >1.5Th(C);在另一些实施方式中Th(C) >1.8Th(C);在另一些实施方式中Th(B) > 2. OTh (C)；
[0014] (II)通过在上边缘表面附近将第一和第二主表面固定到悬挂装置上，将玻璃片设 置在预定位置；
[0015] (III)步骤（II)之后，将第一侧边缘附近的第一和第二主表面限制在与从上边缘 表面至下边缘表面的第一边缘表面末端相距距离D1的位置处；
[0016] (IV)步骤（II)之后，使用第一机械限制器至少将第一侧边缘表面附近的第二主 表面限制在与第一边缘表面末端相距距离D3处，其中D3 < D1 ;
[0017] (V)加热玻璃片的第一周围部分的至少一部分，使得处于与第一边缘表面末端相 距距离D3位置处的第一周围部分的平均温度达到温度T(B)，其中T(B)-T(C)彡40°C ;
[0018] (VI)步骤（V)之后，在第一主表面上形成从上边缘表面附近延伸到下表面表面附 近的与第一边缘表面末端相距距离D2的划线，其中D3 < D2 < D1 ;
[0019] (VII)使第二主表面与突起条（nosing strip)接触，该突起条与划线相对；以及
[0020] (VIII)步骤（V)和（VI)之后，通过第一机械限制器沿着远离第一主表面的方向移 动第二主表面，使得玻璃片中位于第一侧边缘附近的第一周围部分抵靠突起条弯曲，并沿 着划线从玻璃片的中心区域分离。
[0021] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（V)中， T (B) -T (C)彡50 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡60 °C，在一些实施方式 中T (B) -T (C)彡70 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡80 °C，在一些实施方式 中T (B) -T (C)彡90 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡100 °C，在一些实施方式 中T (B) -T (C)彡110 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡120 °C，在一些实施方式 中T (B) -T (C)彡130 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡140 °C，在一些实施方式 中T (B) -T (C)彡150 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡200 °C，在一些实施方式 中T (B) -T (C)彡190 °C，在一些实施方式中T (B) -T (C)彡180 °C，在一些实施方式中 T(B)-T(C)彡 170°C，在一些实施方式中 T(B)-T(C)彡 160°C。
[0022] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（I)中，玻璃片的中心 厚度Th (C)最多为400微米，在一些实施方式中最多为300微米，在另一些实施方式中最多 为200微米，在另一些实施方式中最多为100微米。
[0023]在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（I)中，玻璃片的高度 至少为1000厘米，在一些实施方式中至少为1200厘米，在另一些实施方式中至少为1500 厘米，在另一些实施方式中至少为1800厘米，在另一些实施方式中至少为2000厘米，在另 一些实施方式中至少为2500厘米，在另一些实施方式中至少为3000厘米。
[0024] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（I)中，玻璃片的宽度 至少为1000厘米，在一些实施方式中至少为1200厘米，在另一些实施方式中至少为1500 厘米，在另一些实施方式中至少为1800厘米，在另一些实施方式中至少为2000厘米，在另 一些实施方式中至少为2500厘米，在另一些实施方式中至少为3000厘米。
[0025] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（I)中，当所提供的玻 璃片在室温下具有基本均匀的温度并且没有受到外力时，该玻璃片的第一周围部分沿着从 上边缘表面到下边缘表面的方向翘曲。
[0026] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（I)中，所提供的玻璃 片的第一周围部分包括第一区段和第二区段，第一区段具有至少位于第二主表面侧的隆起 表面，第二区段与第一区段相邻，第二区段具有位于第二主表面侧的平滑表面。
[0027] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（IV)中，第一机械限制 器包括多个吸盘和一个垂直推杆，所述吸盘适合与第二主表面以距离D3接触并啮合，所述 推杆适合接触第一主表面并将其推向吸盘，而且步骤（IV)包括：
[0028] (IV-1)将第一主表面推向第二主表面；以及
[0029] (IV-2)使吸盘与第二主表面啮合。
[0030] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（IV-2)中，多个吸盘与 第一周围部分的第二主表面的嗤合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中在最多1秒以 内完成，在另一些实施方式中在最多〇. 5秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0. 4秒以 内完成，在另一些实施方式中在最多〇. 3秒以内完成。
[0031] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（IV)中，第一机械限 制器包括适合与第一主表面和第二主表面以距离D3接触并啮合的第一对夹具，并且步骤 (IV)包括：（IV-1)使第一对夹具与第一和第二主表面啮合。
[0032] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（IV)中，第一对夹具与 第一周围部分的第一主表面和第二主表面的啮合在最多5秒以内完成，在一些实施方式中 在最多1秒以内完成，在另一些实施方式中在最多〇. 5秒以内完成，在另一些实施方式中在 最多0. 4秒以内完成，在另一些实施方式中在最多0. 3秒以内完成。
[0033] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（II)中，通过使用夹具 将位于上边缘表面附近的第一和第二主表面固定到悬挂装置。
[0034] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（III)中，通过第二对 夹具将位于第一侧边缘附近的第一和第二主表面固定到与第一边缘表面末端相距距离D1 的位置。
[0035] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，第二对夹具从上边缘表面延伸 到下边缘表面。
[0036] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，步骤（VII)位于步骤（VI)之 前，并且在步骤（VI)中，使用机械划线轮抵靠第一主表面进行按压并形成划线。
[0037] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，玻璃片通过下拉法制成。
[0038] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，在步骤（IV)中，划线通过使用 激光束形成。
[0039] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中，5厘米< D1 < 50厘米，在一些 实施方式中5厘米< Dl< 40厘米，在一些实施方式中5厘米< Dl< 30厘米，在一些实施 方式中5厘米< D1 < 20厘米，在一些实施方式中5厘米< D1 <