[发明专利]复合溢流槽

说明书

本申请要求2010年5月28号提交的美国临时申请第61/349362号的优先权。

技术领域

本发明涉及用来制造玻璃片的方法和设备。具体地，本发明涉及用于制造玻璃片的熔合下拉法以及该方法中所用的设备。本发明可用于，例如制造适用于液晶显示器（LCD）的高精度玻璃基材。

背景技术

在各种目前主要的LCD器件，例如电视机中，使用两片高精度的玻璃片，一片作为电子电路组件，例如薄膜晶体管（TFT）的基材，另一片作为滤色片的基材。各种技术可用于制造所述高精度光学玻璃基材。一种领先的技术是美国纽约康宁公司（Corning Incorporated,Corning,New York,U.S.A.）开发的溢流熔合下拉技术，其涉及使用通常称作溢流槽的成形主体、成形管、成形槽或者成形装置。成形主体通常包含上部件和下部件，所述上部件包含两个上槽壁和槽底部，上槽壁和槽底部限定了用于容纳熔融玻璃的槽空间；所述下部件具有楔形截面，该楔形截面具有两个向下倾斜在根部连接的主侧表面，其中所述上部件和下部件的侧壁形成两个连续成形表面。在操作期间，将熔融玻璃装到槽中，使其可在槽的顶表面（称作堰）溢流，沿着两个主侧表面向下流动，然后在两个表面的会聚线（称作根部）处结合以形成整体玻璃带，所述整体玻璃带的两个外表面没有与成形主体的表面接触。对玻璃带进行下拉并冷却，形成具有所需厚度和完好外表面的弹性玻璃片。

制造尺寸不断增大的具有高图像质量的高质量LCD对于成形主体的几何形状以及尺寸稳定性提出的要求越来越严格。为了制造具有足够宽度的连续玻璃片，通常仅将成形主体悬挂在端部。在操作期间，成形主体受到其自身及其支撑的熔融玻璃的重力，和非常高的操作温度，例如1200-1300°C。在这样的高温和大的外部负荷下，在长期生产周期中要解决稳定性问题是非常复杂的。在过去几十年间，康宁公司已经成功开发了各种技术来解决该问题，包括通过在进口端和压力端施加压力对成形主体施加向上弯曲力矩，以及使用较不容易发生下垂的高性能材料。

但是，随着所需玻璃片的尺寸随时间不断增大，成形主体的水平跨度也不断增大。在给定的时间和给定的工作条件下，用相同材料制造的具有较大跨度（长度）的成形主体倾向于弯曲得更厉害。此外，由符合所有几何形状和形状稳定性要求的单一材料制造的整体成形主体是非常昂贵的，即使是较小尺寸时也是如此。

因此，非常需要一种设计用于溢流熔合下拉法的成形主体，该成形主体对于制造、维护、操作是经济的，并且适用于制造宽度大的玻璃片。

本发明满足了这些需求和其他需求。

发明内容

本文揭示本发明的若干方面。应当理解，这些方面可以彼此重叠，也可以不重叠。因此，一个方面的某个部分可以落入另一个方面的范围内，反之亦然。

每个方面用诸多实施方式来说明，而实施方式又可以包括一个或多个具体实施方式。应当理解，这些实施方式可以彼此重叠，也可以彼此不重叠。因此，一个实施方式或其具体实施方式的某个部分可以落入或不落入另一个实施方式或其具体实施方式的范围内，反之亦然。

因此，根据本发明第一个方面，提供了一种用于熔合下拉法的制造玻璃片的设备，该设备包含：成形主体，所述成形主体具有由第一材料制造的上部件（101）和位于所述上部件（101）下方的由第二材料制造的下部件（103）；其中所述上部件（101）包含两个上槽壁（112、114）和槽底部，所述上槽壁和槽底部限定了用于容纳熔融玻璃的槽空间（105）；所述下部件（103）具有楔形截面，该楔形截面具有两个向下倾斜在根部连接的主表面；上部件（101）和下部件（103）的侧壁实质上形成两个连续成形表面，在正常操作期间所述连续成形表面上的熔融玻璃流可以向下流动在根部（108）结合，所述第一材料在1200°C的蠕变速率为CR1，所述第二材料在1200°C的蠕变速率为CR2，并且CR1<CR2。

在本发明第一方面的某些实施方式中，CR2/CR1>10³，在某些实施方式中，CR2/CR1>10⁴，在某些其他实施方式中，CR2/CR1>10⁵。