[发明专利]刻画玻璃带特性的方法和装置

说明书

技术领域

本发明针对形成玻璃的方法，特别是在熔化向下拉制玻璃制造工艺中形成 的那些玻璃。尤其，根据本发明的装置和方法提供玻璃带的特性，其中用高的 空间分辨率来获得带的属性。

背景技术

在多种应用中使用显示设备。例如，在笔记本计算机、平板台式监视器、 LCD电视机以及因特网和通信设备中使用薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)， 仅提出了几种应用。

直接在平玻璃板(玻璃基板)上制造诸如TFT-LCD板和有机发光二极管 (OLED)板之类的许多显示设备。为了提高生产率和降低成本，典型的板制造 工艺在单块基板上或基板的子板上同时制造多块板。在这种工艺的各个点上， 沿切割线把基板分割成各个部分。

这种切割改变了玻璃中的应力分布，具体地，当在真空下使玻璃平坦时看 到的同平面应力分布。尤其，切割解除了切割线处的应力以致切割边缘部分会 显示出无应力。如此的应力解除一般导致玻璃子板在真空下的平坦形状改变， 这是显示器制造者称之为“畸变”或“缠绕”的一种现象。虽然形状改变量一 般是十分小的，但是考虑到现代显示器中使用的像素结构，从切割引起的畸变 会大到足以引起相当大数量的有缺陷的(不合格的)显示。因此，显示器制造 者给予畸变问题相当大的关注，并且关于切割导致的可允许畸变的规格要低至 2微米或更小。为了符合如此小的容差以及将来可能的更小的容差，重要的是 基板制造者要提供可能残留应力为最小的基板产品。

制造供显示应用的基板玻璃的一个方法是通过溢出向下拉制工艺。例如， 美国专利3,338,696号和3,682,609号(审查中(Dockerty))揭示了一种熔 化向下拉制工艺，该工艺包括使熔化的玻璃在通常称之为均匀管道(isopipe) 的形成楔子的边缘或溢水孔(weir)上流动。熔化的玻璃在均匀管道的收敛形 成表面上流动，并且分立的流在两个收敛形成表面相遇的顶点和根部再结合， 以形成玻璃板或带。在均匀管道根部的下游设置拖曳或牵引滚筒，并且获得带 的边缘部分以调节带离开均匀管道的速率，因此确定完工的板的厚度。随后从 完工的玻璃板除去接触边缘部分。

当玻璃带从均匀管道的根部下降时，它冷却而形成固态的、有伸缩性的玻 璃带，然后可以切割玻璃带而形成较小的玻璃板。例如，这可以通过对带进行 划线和接着根据划痕线折断玻璃。

在向下拉制玻璃形成工艺的情况中，特别薄的流动玻璃板-0.7mm或更小 的数量级-在板的宽度和长度上都可能经受大的温度变化。当板从粘滞的液体 冷却成有伸缩性的固体时，这些温度变化会使板中产生应力。此外，划线工艺 或其它下游处理会产生带中的运动，这种运动会向上传送到带的粘滞-有伸缩 性区域，这种运动会在该区域中导致剩余应力或玻璃形状的冻结，使完工的产 品变形。通常认为玻璃的粘滞-有伸缩性区域是温度大于玻璃的软化温度的一 个区域。此外，由于可变热收缩或厚度可变性的影响，玻璃带冷却时还可以具 有伸缩性形状或变弯曲。这可以是有伸缩性区域中带形状变化的源，这传播到 粘滞-有伸缩性区域，因此导致应力或形状的冻结。一般认为有伸缩性区域是 玻璃的温度小于可施加的软化温度的一个区域。