[发明专利]使用控制的冷却制造玻璃片的方法

说明书

本申请是国际申请号为PCT/US2006/028461，国际申请日为2006年7月21日的PCT国际专利申请进入中国阶段后的国家申请号为200680026657.9，发明名称为“使用控制的冷却制造玻璃片的方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及形成玻璃片(玻璃带)的方法，具体来说涉及一种形成玻璃片的方法，该方法在形成玻璃片的位置(例如溢流管(isopipe)的根部)与从所述玻璃片上分离独立的基片的位置(例如对所述玻璃带进行刻划，作为分离工艺的初始步骤的位置)之间进行控制的冷却。

背景技术

液晶显示器(LCD)形式的玻璃显示板正在被越来越多地用于各种用途-从手持式个人数据助手(PDA)到计算机监视器到电视显示器。这些应用需要具有原始的无缺陷表面的玻璃片。LCD由至少若干玻璃薄片组成，这些玻璃薄片密封在一起，形成封套。人们非常需要组成这些显示器的玻璃片在切割的时候不会发生变形，从而在元件之间保持合适的配准或对齐。可能冻结在玻璃中的残余应力，如果因为将玻璃切割成较小的部分而释放，则可能会造成玻璃的变形，还可能造成合适的配准的损失。

通常LCD为无定形硅(α-Si)薄膜晶体管(TFT)类或多晶硅(ρ-Si或多-Si(poly-Si))TFT类。多-Si具有高得多的驱动电流和电子迁移率，从而缩短像素的响应时间。另外，可以使用ρ-Si工艺，直接在玻璃基片上建立显示器驱动电路。相反，α-Si需要分立的驱动器芯片，这些芯片必须使用集成电路封装技术连接在显示器周围。

从α-Si到ρ-Si的发展对玻璃基片的使用提出了很大的挑战。多-Si涂层需要比α-Si高得多的处理温度，为600-700℃。因此，玻璃基片在此温度下必须是热稳定的。热稳定性(即热压缩或热收缩)取决于特定玻璃组合物的固有粘度性质(通过其应变点表示)和由制造工艺决定的所述玻璃片的受热历程。高温处理(例如多-Si TFT所需的)可能需要对玻璃基片进行长时间加热处理，以确保低压缩，例如在600℃加热5小时。

制备用于光学显示器的玻璃的一种方法是采用溢流下拉法(也称为熔融下拉法)。该方法得到的原始表面质量堪与文献中所述的浮法和狭缝技术之类的其它工艺相媲美。美国专利第3,338,696号和第3,682,609号(Dockerty)揭示了一种熔融下拉法，该方法包括使熔融玻璃从成形楔形件(通常称为溢流槽)的边缘或堰上流过，这些文献全文参考结合入本文中。同样还参见美国专利公开第2005/0268657号和第2005/0268658号，这些专利的全部内容也都参考结合入本文。所述熔融玻璃在所述溢流槽的会聚成形表面上流过，在两个会聚的成形表面相遇的顶端即根部，独立的物流重新结合，形成玻璃带或玻璃片。因此，与成形表面接触的玻璃位于玻璃片的内部，而玻璃片的外表面是无接触的。所述玻璃片在展开的同时，在重力和牵拉设备的作用力之下，厚度减小。具体来说，将牵拉辊置于溢流槽根部的下游，俘获所述玻璃带的边缘部分，以调节所述玻璃带离开溢流槽的速率，从而帮助确定完成的玻璃片的厚度。所述牵拉设备位于下游足够远处，使得玻璃片在牵拉时已经冷却，具有足够的刚性。所述接触的边缘部分以后从完成的玻璃片除去。在玻璃带从溢流槽下降通过牵拉辊的时候，其冷却形成固态的弹性玻璃带，然后将该玻璃带切割形成较小的玻璃片。

所述熔融下拉生产线的建设需要相当大的资本投入。由于由这种生产线制造的基片通常用来制造消费产品(见上文)，因此一直存在需要降低成本的压力。这些成本降低可通过以下方式完成：提高生产线的产量和/或降低建设生产线的成本，例如基建成本等。如下文所讨论，本发明的各种方面可用来实施这些成本降低方法中的一种或两种，即本发明的这些方面可以用来加快牵拉速度，从而提高生产线的生产能力，以及/或者可用来缩短生产线的总体长度，例如形成玻璃片的溢流槽根部与基片从玻璃片分离的牵拉底部之间的垂直高度。(本领域已知，在基片从玻璃片分离之后，对基片进行进一步的处理，例如除去基片侧边的珠粒部分，将其再分成更小的玻璃片材，边缘研磨等，然后用来制造例如液晶显示器。在本文和本领域中，词语″基片″表示任意进一步处理之前的从玻璃带上分离下来的独立的玻璃块料(pane)，以及LCD制造者使用的最后的基片，从上下文可以很明显地看出应使用何种含义。)