除去玻璃片周围部分的方法和设备的制造方法_4

文档序号:8531372阅读:来源:国知局
中的周围区域(尤其是可能存在的任何厚边区域)相同的方向延伸。这种直 线形状的加热装置可以是以下的一种或多种:电阻式加热绕组,例如Pt绕组、镍合金绕组; Sic加热棒;MoSdP热棒;钨丝;红外灯等。希望玻璃片材料对加热元件发射的辐射波长具 有高吸收性。在加热过程中可使用辐射罩、反射镜、折射透镜或其组合将辐射基本只引导到 玻璃片的周围部分中。希望能相对于周围部分移动加热元件,以调节周围部分和加热元件 之间的距离,从而实现最有利的加热功率和加热效果。在一些实施方式中,使用单个加热元 件来从上边缘表面附近到下边缘表面附近对整个周围区域进行加热。在另一些实施方式 中,使用互相串联和/或并联排列的多个加热元件来对从上边缘表面附近延伸到下边缘表 面附近的整个周围区域进行加热。希望对沿着从顶面附近到底面附近的整个高度的周围区 域进行加热。在一些实施方式中,只在玻璃片的一侧设置加热元件。在另一些实施方式中, 只在一侧设置加热元件,并在相对侧设置反射镜,将传输通过玻璃片的所有辐射都反射回 玻璃片,从而实现高加热效率。在另一些实施方式中,在玻璃片的两侧都设置加热元件,同 时对周围部分的两侧进行加热。在一些实施方式中,根据玻璃片中存在的应力分布,希望优 先从顶部到底部对周围区域进行加热。例如,对于通过典型的下拉法制得的玻璃片,希望使 用比第一周围部分的中间区段低的加热功率对靠近上边缘表面和下边缘表面的周围区域 进行加热,因为通常靠近上边缘表面和下边缘表面的周围区域中的残余应力低于中间区域 中的残余应力,如图5的应力曲线中所示。如以上讨论的,在划线步骤之前进行优先加热的 目的是缓解周围部分中存在的残余应力。因此,应努力使加热不至于向玻璃片中引入额外 的不需要的应力。
[0108] 可根据具体玻璃修整操作的需要对各加热元件的加热功率进行选择,具体取决于 例如以下因素:玻璃组成、厚边厚度、中心厚度、需要将厚边加热到的温度等。一般来说,希 望在15秒以内将周围部分加热到目标温度,在一些实施方式中为10秒以内,在另一些实施 方式中为5秒以内,在另一些实施方式中为3秒以内。在一种示例性的设备中,使用标称功 率为5千瓦的SiC灼热棒来加热玻璃片中Th(C)约为300微米的厚边区域。
[0109] 在本发明中,要除去的周围部分中需要通过步骤(V)加热的区域对于成功除去周 围部分而言非常重要。希望将周围部分中具有最高残余应力的区域具体加热到相对于玻璃 片的中心区域为最高的温度,这将尽可能多地起到缓解应力的作用。为了达到这个目的,可 使用应力仪如偏光计来测定玻璃片的周围部分中的残余应力,从而确定具有最高残余应力 的区域,并指定该区域接受较高的辐射。可使用诸如透镜、反射器、偏转器、吸光器等光学元 件将来自加热器的辐射聚焦到具有最高应力的指定区域,使该区域接受最高的加热功率。
[0110] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中,第一机械限制器包括多个吸盘 和一个垂直推杆,所述吸盘适合于以距离D3与第二主表面接触并啮合,所述推杆适合于接 触第一主表面并将其推向所述吸盘,并且步骤(IV)包括:(IV-1)将第一主表面推向第二主 表面;并且(IV-2)使吸盘与第二主表面啮合。
[0111] 在一些具体的实施方式中,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 式中在最多〇. 3秒以内完成。
[0112] 在根据本发明第一方面的方法的另一些实施方式中,在步骤(IV)中,第一机械限 制器包括第一对夹具,所述夹具适合于以距离D3与第一主表面和第二主表面接触并啮合, 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。
[0113] 在一些具体的实施方式中,在步骤(IV-1)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0. 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。
[0114] 在根据本发明第一方面的方法的一些实施方式中,第一机械限制器包括多个吸盘 和一个垂直推杆,所述吸盘适合于以距离D3与第二主表面接触并啮合,所述推杆适合于接 触第一主表面并将其推向所述吸盘,并且步骤(IV)包括:(IV-1)将第一主表面推向第二主 表面;以及(IV-2)使吸盘与第二主表面啮合。
[0115] 在一些具体的实施方式中,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。
[0116] 对于步骤(IV),也就是将第一和第二主表面限制在第一侧边缘附近与第一侧边缘 表面相距距离D3的位置的步骤,其中D3 < D2,将步骤(IV)包括在本发明方法中的结果是, 与只使用吸盘限制玻璃片的方法相比,本发明方法大大方便了第一机械限制器与玻璃片的 第一和/或第二主表面的啮合。与只使用吸盘的方法相比,本发明方法的一些实施方式中 使用第一对夹具或者吸盘与垂直推杆的组合,从而使啮合完成时间缩短至少1/4,在一些实 施方式中缩短至少1/3,在另一些实施方式中缩短至少1/2。使用吸盘来限制玻璃片时,吸 盘与玻璃片表面的啮合通常包括使吸盘与玻璃片表面接触的步骤,然后向吸盘的内腔施加 真空,如同工业吸盘中的常见情况,从而在吸盘和玻璃片表面之间形成紧密稳固的啮合。吸 盘和玻璃片表面的紧密稳固啮合使得能经由玻璃片对玻璃片进行张力调整。如本文所用, 吸盘啮合完成时间定义为第一个吸盘触碰到第二主表面的时刻和所有吸盘都牢固地与第 二主表面啮合的时刻之间的时间段,例如,所有吸盘内的空气内压都已经降低至最多60千 帕时,在一些实施方式中为最多50千帕,在另一些实施方式中为最多40千帕。如本文所 用,第一对夹具的啮合完成时间定义为首先启动第一对夹具以进行啮合的时刻到夹具与第 一和第二主表面紧密接触的时刻之间的时间段。
[0117] 对于具有高宽厚比的玻璃片,即玻璃片的FXTY = LD/Th彡1000,其中FXTY是宽 厚比,LD是玻璃片的宽度和高度这两个维度中的较大者(以毫米为单位),所述宽度从第 一侧边缘表面末端到第二侧边缘表面末端进行测量,所述高度从上边缘表面到下边缘表面 进行测量,Th是玻璃片品质区域的厚度(以毫米为单位),玻璃片与吸盘和/或第一对夹 具的啮合是工艺稳定性的重要工艺参数,对于吸盘,如果不辅以垂直推杆217,则啮合时间 可能相当长。通常,玻璃片的宽厚比越大,则玻璃片沿着平面发生翘曲的可能性越大,如果 不辅以推杆,使玻璃片与吸盘啮合所需的时间越长。因此,在使用第一对夹具或者吸盘与 推杆组合的本发明方法中,特别优选对FXTY多1000的玻璃片进行厚边去除,甚至更优选 FXTY多2000,甚至更优选FXTY多3000,甚至更优选FXTY多4000,甚至更优选FXTY多5000, 甚至更优选FXTY多6000,甚至更优选FXTY多7000,甚至更优选FXTY多8000,甚至更优选 FXTY彡9000,甚至更优选FXTY彡10000。而且,部分地由于在本发明方法中包括并实施了 步骤(IV),使用第一对夹具或者吸盘和推杆组合的本发明方法使得各次操作之间的第一机 械限制器啮合完成时间的可变性减小,并且使得具有不同FXTY的不同玻璃片的啮合完成 时间的可变性减小。因此,可利用这些实施方式中的方法来制造具有大工艺窗口的多种不 同的玻璃片产品。
[0118] 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 将上边缘表面附近的第一和第二主表面固定到悬挂装置中。可将所述夹具附连到架空的玻 璃片传送装置上。可将夹具与玻璃片啮合,之后将玻璃片移动到本发明的用于除去周围部 分的设备中,然后将玻璃片转移到用于周围部分修整的设备中。在将玻璃片与第一对夹具 啮合之前,固定玻璃片上部的夹具将基本上提供作用力以抵消玻璃片的重力,并将玻璃片 悬挂在垂直位置中。或者,可使用吸盘代替夹具固定玻璃片的上部。用夹具、吸盘等固定的 上边缘表面附近的位置与第一侧边缘表面相距最小距离D0。
[0119] 在一些实施方式中,在步骤(III)中,通过夹具(或吸盘或其他固定装置)以与从 上边缘表面到下边缘表面的第一侧边缘表面末端相距距离D1的方式对第一侧边缘表面附 近的第一和第二主表面进行固定。在一些实施方式中,5厘米< D1 < 50厘米,在一些实施 方式中5厘米< D1 < 40厘米,在一些实施方式中5厘米< D1 < 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 < 15厘米,在另一些实施方式中 5厘米< D1S 10厘米。通常Dl< D0。
[0120] 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以形成划线。通常,使用 机械划线轮在玻璃片表面上形成划线时,需要在玻璃片的相对侧设置支撑装置如突起条, 使得划线轮和玻璃片表面之间产生足够的接触力并在玻璃片的第一主表面上形成连续一 致的划线。在对具有高FXTY的玻璃片进行划线时,存在突起条是特别有益的。或者,可通 过激光法形成划线,例如通过用C0 2激光器进行扫描然后施加冷却射流以形成缺口。采用 激光划线时,划线形成过程中可能不需要背衬突起,因此不一定要求步骤(VII)位于步骤 (IV)之前。
[0121] 虽然如以上讨论的,根据本发明各方面的方法和设备能特别有利地对具有高宽厚 比FXTY的玻璃片进行修整,但是所述方法和设备还能特别有利地对中心厚度Th (C)最多为 500微米的玻璃片进行修整,在一些实施方式中为最多400微米,在一些实施方式中为最多 300微米,在一些实施方式中为最多200微米,在一些实施方式中为最多150微米,在一些 实施方式中为最多100微米。这是因为,当玻璃片的Th(C)如此小时,玻璃片中由周围部分 中的残余应力沿着第一和第二周围部分引起的翘曲可能非常大,使得难以与划线轮发生啮 合。而且,所述翘曲会导致无法使用吸盘来啮合并限制周围部分。
[0122] 如以上讨论的,由于存在涉及对周围部分进行优先加热的步骤(V)以及使用第一 机械限制器对第一周围部分进行限制的步骤(IV),根据本发明各方面的方法和设备具有 能对高宽厚比的大玻璃片进行修整的大工艺窗口的优点。这对于具有大垂直高度HT的玻 璃片而言是特别有利的,在这种高度方向中,玻璃片会表现出明显的翘曲,并且在使用吸盘 时,难以与第二主表面进行啮合。因此,所述方法和设备能
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