JP2022115544A - ガラスフィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラスフィルムの製造コストの低廉化を図る。【解決手段】ガラスフィルムGの製造方法であって、マザーガラスフィルムMGを準備する準備工程S1と、マザーガラスフィルムMGの切断予定線C2に沿って曲げ応力を付与してマザーガラスフィルムMGを切断し、ガラスフィルムGを得る切断工程S2と、基準となる大きさを有する基準板SPにガラスフィルムGを重ね、ガラスフィルムGの大きさを評価する評価工程S3とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、ガラスフィルムの製造方法に関する。
ガラスフィルムは、例えば300μm以下の厚みを有する薄板ガラスであり、その製造工程には、大板のマザーガラスフィルムからガラスフィルムを得るために、マザーガラスフィルムをガラスフィルムに応じた所定の大きさに切断する工程が含まれるのが通例である。
この種の切断工程では、レーザー割断が使用される(例えば特許文献1を参照)。レーザー割断では、まず、マザーガラスフィルムの切断予定線(仮想的に存在する線)の一端部に初期クラックを形成する。次に、レーザーにより加熱された加熱領域とこれに追随する冷媒により冷却された冷却領域とを、ガラスフィルムの切断予定線の一端部から他端部に向けて順次に走査していく。これにより、加熱領域と冷却領域との温度差に起因して発生する熱応力によって初期クラックが切断予定線に沿って進展し、マザーガラスフィルムが割断(フルボディ切断)される。
レーザー割断によりマザーガラスフィルムを切断する場合、切断後の寸法精度は良好であるが、その反面、切断時間がかかる上、レーザーや冷媒等の切断条件の調整に多数の人員を要する。このため、ガラスフィルムの製造コストが高くなるという問題がある。
本発明は、ガラスフィルムの製造コストの低廉化を図ることを課題とする。
(1) 上記の課題を解決するために創案された本発明に係るガラスフィルムの製造方法は、マザーガラスフィルムを準備する準備工程と、マザーガラスフィルムの切断予定線に沿って曲げ応力を付与してマザーガラスフィルムを切断し、ガラスフィルムを得る切断工程と、基準となる大きさを有する基準板にガラスフィルムを重ね、ガラスフィルムの大きさを評価する評価工程とを備えることを特徴とする。
このようにすれば、切断工程において、マザーガラスフィルムは曲げ応力により切断されるため、レーザー割断に比べて切断時間を短くできる。また、切断工程において、レーザー等の調整が不要となるため、少ない人員で切断を実行できる。この一方で、曲げ応力を付与して切断する場合、レーザー割断に比べて切断後の寸法精度が悪くなる傾向がある。そこで、本願発明では、評価工程において、基準板にガラスフィルムを重ね、ガラスフィルムの大きさを評価している。このような基準板を用いた評価方法であれば、ガラスフィルムの大きさを短時間で効率よく評価できる。したがって、ガラスフィルムの中に評価工程で大きさが不合格と評価される不良品が含まれていても、製造時間や人員を大幅に削減できるため、製造コスト全体としては、切断工程でレーザー割断を用いる場合よりも低廉化を図ることができる。
(2) 上記(1)の構成において、準備工程では、ガラスロールから巻き出されたガラスリボンの切断予定線に沿って曲げ応力を付与してガラスリボンを切断し、マザーガラスフィルムを得てもよい。
このようにすれば、ガラスリボンが巻かれたガラスロールからマザーガラスフィルムを効率よく得ることができる。
(3) 上記(2)の構成において、準備工程では、ガラスロールから巻き出されたガラスリボンを下流側に向かって上方傾斜した第一移送面に沿って案内する第一移送部と、第一移送部の下流側で、ガラスリボンを下流側に向かって下方傾斜した第二移送面に沿って案内する第二移送部と、第一移送部と第二移送部との間の頂部でガラスリボンを下方から支持し、ガラスリボンの切断予定線に沿って曲げ応力を付与する曲げ応力付与部とを備えるガラスリボン切断装置を用いて、ガラスリボンを切断することが好ましい。
このようにすれば、第一移送面及び第二移送面の傾斜に倣って、ガラスリボンには、切断予定線を中心として互いに相反する張力が作用する。この張力は、切断予定線が両側に広がるように作用するため、曲げ応力付与部で付与した曲げ応力と共に、切断予定線に沿った切断を促進する。したがって、ガラスリボンを効率よく切断することが可能となる。
(4) 上記(3)の構成において、ガラスリボン切断装置の曲げ応力付与部の種類を、ガラスリボンの厚みに応じて変更することが好ましい。
このようにすれば、ガラスリボンの厚みに応じて、ガラスリボンに最適な曲げ応力を付与できる。
(5) 上記(1)~(4)のいずれかの構成において、切断工程では、マザーガラスフィルムが載置される載置台と、マザーガラスフィルムを載置台に対して位置決めする位置決め部と、マザーガラスフィルムの切断予定線の両側を載置台側に押え付ける一対の押え部材と、一対の押え部材の間でマザーガラスフィルムを載置台から離れる方向に押圧し、マザーガラスフィルムの切断予定線に沿って曲げ応力を付与する曲げ応力付与部とを備えるマザーガラスフィルム切断装置を用いて、マザーガラスフィルムを切断することが好ましい。
このようにすれば、マザーガラスフィルムが位置決め部によって位置決めされた状態で載置台に載置される。そして、載置台に載置されたマザーガラスフィルムは、切断予定線の両側を一対の押え部材によって押えられた状態で、曲げ応力付与部によって載置台から離れる方向(上方又は下方)に押圧されるため、切断予定線に沿って確実に曲げ応力を付与できる。したがって、マザーガラスフィルムを効率よく切断することが可能となる。
(6) 上記(5)の構成において、マザーガラスフィルム切断装置の曲げ応力付与部の種類を、マザーガラスフィルムの厚みに応じて変更することが好ましい。
このようにすれば、マザーガラスフィルムの厚みに応じて、マザーガラスフィルムに最適な曲げ応力を付与できる。
(7) 上記(5)又は(6)の構成において、マザーガラスフィルムの切断予定線からの距離が変わるように、マザーガラスフィルム切断装置の押え部材の載置台に対する位置を、マザーガラスフィルムの厚みに応じて変更することが好ましい。
このようにすれば、切断予定線に沿って付与される曲げ応力の大きさを簡単かつ確実に調整できる。
(8) 上記(1)~(7)のいずれかの構成において、基準板が、基準板の主表面の輪郭部の少なくとも一部に有色のマーキング部を有することが好ましい。
このようにすれば、有色のマーキング部によってガラスフィルムの端面の位置を把握し易くなるため、ガラスフィルムの大きさを正確に評価することが可能となる。このため、当該構成は、基準板が透明材料から構成されている場合に特に効果がある。
(9) 上記(1)~(8)のいずれかの構成において、基準板が、基材としてガラス板を有することが好ましい。
このようにすれば、基準板の寸法変化や反り等が生じ難くなるため、ガラスフィルムの大きさを正確に評価することが可能となる。特に、基準板は、入手が容易である等の点から、ガラスフィルムと同じマザーガラスフィルムから製造されることが好ましい。
(10) 上記(1)~(9)のいずれかの構成において、基準板が、ガラスフィルムとの接触面側に緩衝層を有することが好ましい。
このようにすれば、基準板に重ねられたガラスフィルムに傷が付き難くなる。
(11) 上記(1)~(10)のいずれかの構成において、評価工程では、基準板にガラスフィルムを重ねた積層体の端面を触診することが好ましい。ここで、触診は、例えば作業者の手指によって行う。
このようにすれば、ガラスフィルムの大きさを簡単かつ迅速に評価できる。
(12) 上記(1)~(11)のいずれかの構成において、基準板及びガラスフィルムがそれぞれ矩形状であり、評価工程では、基準板にガラスフィルムを重ねた積層体の四辺のうち、一つの角部で交わる二辺で、基準板及びガラスフィルムをそれぞれ位置決め部に当接させて位置決めし、積層体の残りの二辺で、ガラスフィルムの大きさを評価することが好ましい。
このようにすれば、積層体の二辺で、基準板及びガラスフィルムが位置決め部に当接することによって位置決めされる。つまり、当該積層体の二辺では、基準板の端面とガラスフィルムの端面の位置が揃えられる。一方、積層体の残りの二辺では、基準体とガラスフィルムとの大きさが異なる場合には、基準板の端面とガラスフィルムの端面の位置が異なる。したがって、積層体の残りの二辺のみで、ガラスフィルムの大きさを評価できる。つまり、積層体の四辺全てを評価対象とする必要がないため、ガラスフィルムの大きさを迅速に評価できる。
(13) 上記(1)~(12)のいずれかの構成において、評価工程では、ガラスフィルムが基準板よりも大きい場合は、基準板に対するガラスフィルムの食み出し寸法が第一合格しきい値以下であるときにガラスフィルムを良品とし、ガラスフィルムが基準板よりも小さい場合は、ガラスフィルムに対する基準板の食み出し寸法が第二合格しきい値以下であるときにガラスフィルムを良品とすると共に、第一合格しきい値が、第二合格しきい値よりも小さいことが好ましい。
このようにすれば、第一合格しきい値が第二合格しきい値よりも厳しい基準となるため、基準板よりも大きいガラスフィルムが良品とされる確率を下げることができる。このため、基準板の大きさに対応した枠部の内部に、良品とされたガラスフィルムを配置して使用する場合に、ガラスフィルムを配置し易くなる。
(14) 上記(1)~(13)のいずれかの構成において、評価工程で良品とされたガラスフィルムは、基準板の大きさに対応した成膜用治具の枠部の内部に配置されることが好ましい。
このようにすれば、ガラスフィルムを成膜用治具の枠部の内部に確実に配置できるため、ガラスフィルムに正確に成膜を行うことができる。
本発明によれば、ガラスフィルムの製造コストの低廉化を図ることができる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係るガラスフィルムの製造方法は、準備工程S1と、切断工程S2と、評価工程S3とを備える。準備工程S1、切断工程S2及び評価工程S3は、温度及び湿度が管理された処理室(例えばクリーンルーム)内で行うことが好ましい。
(準備工程)
図2~図6に示すように、準備工程S1は、マザーガラスフィルムMGを準備する工程であり、本実施形態では、ガラスリボン切断装置1が用いられる。
図2~図6に示すように、準備工程S1は、マザーガラスフィルムMGを準備する工程であり、本実施形態では、ガラスリボン切断装置1が用いられる。
図2に示すように、ガラスリボン切断装置1は、ガラスロール2と、ガラスロール2から巻き出したガラスリボンGR及び保護リボンPRのうちのガラスリボンGRのみを切断する切断部3とを備える。ガラスロール2は、キャスター(図示略)により移動可能な台車2vに搭載され、切断部3は、キャスター(図示略)により移動可能な基台3v上に配備されている。なお、同図では、便宜上、ガラスリボンGRを実線で描き、保護リボンPRを鎖線で描いている。
ここで、ガラスリボンGRは、厚みが300μm以下、200μm以下または100μm以下であり、幅寸法が100mm~2000mmまたは500mm~1000mmである。また、保護リボンPRは、樹脂または発泡樹脂からなり、厚みが200μm以下であり、幅方向両端が、ガラスリボンGRの幅方向両端から食み出している。
切断部3は、曲げ応力付与部としての円柱状または円筒状の折割バー4を有する。折割バー4は、基台3v上に枠部材3wを用いて固定された支持部材3xの上端に固定設置されている。この場合、折割バー4は、ガラスロール2におけるガラスリボンGR及び保護リボンPRの巻き出し開始部2zよりも高い位置に配置されている。詳しくは、ガラスロール2の巻き出し開始部2zが、ガラスロール2の下端部に位置している。また、ガラスロール2は、ガラスリボンGRの外周側に保護リボンPRが巻き掛けられており、保護リボンPRの上にガラスリボンGRが重ねられた状態で巻き出されていく。加えて、ガラスロール2の巻き出し開始部2z(厳密には、ガラスロール2が最小径になる際の巻き出し開始部2z)よりも折割バー4が高い位置に配置されている。両リボンGR、PRは、ガラスロール2の巻き出し開始部2zから折割バー4に掛け渡されている。
さらに、切断部3は、折割バー4の後方に配置された第一移送部としての第一テーブル5と、折割バー4の前方に配置された第二移送部としての第二テーブル6とを有する。なお、以下の説明で、「後方」とは、巻き出されたガラスリボンGRの移送方向の上流側を意味し、紙面における左側である。また、「前方」とは、巻き出されたガラスリボンGRの移送方向の下流側を意味し、紙面における右側である。
図3及び図4に示すように、第一テーブル5は、前方に向かって上昇傾斜し、第二テーブル6は、前方に向かって下降傾斜している。図例では、第一テーブル5及び第二テーブル6は、折割バー4から僅かに離反しているが、折割バー4に接触していてもよい。また、第一テーブル5は、固定設置されているのに対し、第二テーブル6は、折割バー4側の端部を支点として、図2に実線で示す定位置から鎖線で示す位置まで回動可能とされている。
ガラスロール2からはガラスリボンGRが保護リボンPR上に重ねられた状態で巻き出される。その巻き出し後の両リボンGR、PR(後述する切断で得られたマザーガラスフィルムMGを含む)は、第一テーブル5の上面である第一移送面5aと、第二テーブル6の上面である第二移送面6aとに沿って移送される。なお、「第一、第二移送面5a、6aに沿って」とは、第一、第二移送面5a、6aの全領域に沿う場合に限られず、第一、第二移送面5a、6aの一部領域に沿う場合も含む。図3は、ガラスリボンGRが切断される前の状態を例示しており(図2も同様)、図例では、第一移送面5aの前側領域のみに両リボンGR、PRが沿っている。また、第二移送面6aについては、移送方向全領域に保護リボンPRが沿い且つ後側領域のみにガラスリボンGRが沿っている。なお、図示しないが第二移送面6aの前側領域には、切断で得られたマザーガラスフィルムMG(詳細は後述する)が沿っている。この実施形態における説明で、保護リボンPRが第一、第二移送面5a、6aに沿っている事は、保護リボンPRが第一、第二移送面5a、6aに接触している事と同義である。
図3に示すように、第一移送面5aは、前方に向かって上り勾配となる面であって、第二移送面6aは、前方に向かって下り勾配となる面である。例えば、第一移送面5aの水平面に対する傾斜角度α1は、20°~60°であって、第二移送面6aの水平面に対する傾斜角度α2は、20°~60°である。第二テーブル6は、第二移送面6aの傾斜角度α2を上記の角度範囲内で任意の角度に設定できるように基台3v上に保持されている。第一テーブル5は、この実施形態では基台3v上に固定設置されているが、第一移送面5aの傾斜角度α1を上記の角度範囲内で任意の角度に設定できるように基台3v上に保持されていてもよい。そして、第一移送面5aと第二移送面6aとのなす角度βは、60°~120°である。
ガラスリボンGRの切断は、両リボンGR、PRの移送が停止した状態で行われる。ここで、第一移送面5aは、後述する切断後のガラスリボンGRを受け止め支持する受け面としての役割も果たす。第二移送面6aは、両リボンGR、PRの移送が停止した時に、両リボンGR、PRを沿わせて保持する役割も果たす。さらに、第二移送面6aは、後述する切断後のマザーガラスフィルムMGを移送する役割も果たす。第一移送面5aの上端5x及び第二移送面6aの上端6xは、何れも、折割バー4の上端よりも低い位置で且つガラスロール2の巻き出し開始部2zよりも高い位置に存在している。
この実施形態では、保護リボンPRを折割バー4よりも前側の位置で引っ張ることで、ガラスロール2から両リボンGR、PRを巻き出すようになっている。したがって、両リボンGR、PRが移送されている時は、保護リボンPRに張力が付与される。この時は、ガラスリボンGRに張力が付与されない。また、両リボンGR、PRの移送が停止した時は、保護リボンPRが第二移送面6a上で定位置に保持されることで、折割バー4よりも後側に存する保護リボンPRに、ガラスリボンGRの垂れ下がりを受けるための張力が付与される。この時も、ガラスリボンGRに張力が付与されない。
なお、切断部3は、図2に示すように、第二移送面6aを通過した保護リボンPRを巻き取るためのシートロール7を備えている。
次に、以上述べたガラスリボン切断装置1を用いてマザーガラスフィルムMGを得る方法を説明する。
ガラスロール2からガラスリボンGR及び保護リボンPRが巻き出される過程では、両リボンGR、PRが第一移送面5aに沿って移送されることで、ガラスリボンGRの先端GRaが折割バー4を通過する。この後、両リボンGR、PRは、第二移送面6aに沿って移送され、図5に示すように、ガラスリボンGRの先端GRaが、折割バー4を所定長さL1だけ行き過ぎた時点で、両リボンGR、PRの移送が停止する。両リボンGR、PRの移送は、この実施形態では、作業者が保護リボンPRを上記の折割バー4よりも前側の位置で引っ張ることによって行われる。具体的には、作業者は、図例のように第二移送面6aに沿わせて保護リボンPRを引っ張ることで、ガラスリボンGRを上記の所定長さL1だけ行き過ぎた位置に到達させる。なお、上記の所定長さL1は、第二移送面6aに付されたマーク(図示略)によって作業者が視認することができる。したがって、作業者は、ガラスリボンGRの先端GRaを上記のマークに位置決めするための作業を行い、位置決めが完了した時点で、保護リボンPRを引っ張る操作を取り止める。これにより、両リボンGR、PRの移送が停止する。なお、作業者は、保護リボンPRを第二移送面6aから離反させて引っ張るようにしてもよいが、上記位置決めのための作業を行う際には、第二移送面6aに沿わせて引っ張る必要がある。ここで、同一長さのマザーガラスフィルムMGをガラスリボンGRから繰り返し切り出す場合には、上記のマークは第二移送面6aの一箇所に付しておけばよい。但し、ガラスリボンGRから切り出すマザーガラスフィルムMGの長さが複数種ある場合は、上記のマークは第二移送面6aにおける移送方向の複数箇所に付される。
このように両リボンGR、PRの移送が停止した時点では、折割バー4によってガラスリボンGRに十分な曲げ応力が付与されている。なお、この時点では、ガラスリボンGRに十分な曲げ応力を確実に付与するために、両リボンGR、PRを折割バー4の周辺で第一、第二移送面5a、6aに押し付けるなどの操作を行ってもよい。このような状態の下で、折割バー4の上方(好ましくは折割バー4の中心軸線の上方)からガラスリボンGRの幅方向に延びる切断予定線(仮想的に存在する線)C1の一端部(図5に矢印Aで示すガラスリボンGRの側縁部)に、加傷手段を用いて傷(初期クラック)を入れる。この実施形態では、傷を入れる作業も、作業者によって行われる。これにより、切断予定線C1に沿って傷が切断予定線C1の他端部まで一直線状に進展する。すなわち、切断予定線C1の一端部の一箇所に入れた傷が、曲げ応力の作用によって、ガラスリボンGRの幅方向の全長及び厚み方向の全長に亘って進展する。その結果、ガラスリボンGRの折割り(切断)が完了する。図6に示すように、この切断により得られた矩形状のマザーガラスフィルムMGは、第二移送面6a上で保護リボンPRに追随して移送される。その後、第二テーブル6を、例えば図3に鎖線で示す姿勢にすれば、マザーガラスフィルムMGを、例えば梱包用パレット等に縦姿勢で容易に積み込むことができる。なお、図5に示すように、本実施形態では、後述する切断工程S2におけるマザーガラスフィルムMGの切断予定線C2(マザーガラスフィルムMGの縦方向)は、準備工程S1におけるガラスリボンGRの切断予定線C1(ガラスリボンGRの幅方向)と直交する。
図7に示すように、折割バーは、ガラスリボンGRの厚みに応じて種類を変更可能とされている。本実施形態では、上述の折割バー4を第一折割バーと称呼することにすれば、ガラスリボンGRの厚みが例えば50μm以下の場合に、第一折割バー4よりも曲率の小さい円筒状または円柱状をなす第二折割バー8を、第一折割バー4の上に平行に配置する。第一折割バー4の曲率半径は、例えば30~70mmであり、第二折割バー8の曲率半径は、例えば10~40mmである。そして、この第二折割バー8の上にガラスロール2から巻き出されたガラスリボンGR及び保護リボンPRを配置する。これにより、準備工程S1において、曲げ応力付与部の種類を、ガラスリボンGRの厚みに応じて変更することができる。つまり、ガラスリボンGRの厚みが薄い場合に、ガラスリボンGRの厚みが厚い場合よりも、ガラスリボンGRを急峻に折り曲げることができるため、ガラスリボンGRの厚みによらず、適正な曲げ応力を付与できる。なお、本実施形態では、第一折割バー4の上に第二折割バー8を配置しているため、第一折割バー4から第二折割バー8に変更した場合、曲げ応力付与部とガラスロール2との間の高低差も大きくなる。変更可能な折割バーの種類は、3つ以上であってもよい。
ガラスリボン切断装置1は、以上の構成に加えて、図8に示すような長さ調整機構9を備えている。
長さ調整機構9は、ガラスロール2から保護リボンPR及びガラスリボンGRを巻き出す際に、第二テーブル6の第二移送面6a上でガラスリボンGRの巻き出し長さを調整するものである。詳しくは、長さ調整機構9は、ガラスリボンGRの先端GRaが折割バー4を行き過ぎた時点で、第二移送面6aに付されているマークにガラスリボンGRの先端GRaを正確に位置決めするために、巻き出し長さを微調整するものである。
具体的には、長さ調整機構9は、ガラスロール2のロール軸2aと一体回転可能に同軸上に配置された大径ギヤ10と、大径ギヤ10に噛み合う小径ギヤ11と、小径ギヤ11と一体回転可能に同軸上に配置されたウォームホイル12と、ウォームホイル12に噛み合うウォーム13とを有する。小径ギヤ11、ウォームホイル12及びウォーム13は、エアシリンダ等の流体圧シリンダ14により上下昇降可能とされた昇降台15に保持されている。ウォーム13には、前側に向かって延び出し且つ前端にハンドル16を有する作動軸17が取り付けられている。作動軸17の後端部は、昇降台15の軸支部15aに回転可能に支持され、作動軸17の前端部は、基台3vに固設された複数(図例では二つ)の軸支壁材18に回転可能に支持されている。作動軸17は、軸支部15aと軸支壁材18との間で、複数個(図例では2個)の自在継手19により連結されている。ハンドル16は、第二テーブル6の下方に配置されている。ハンドル16の周辺部位(図例では前側の軸支壁材18)には、昇降台15を上昇及び下降させるための信号を発するスイッチ20が取り付けられている。
この長さ調整機構9は、作業者によって以下のように操作される。先ず、作業者は、保護リボンPRを第二移送面6aに沿わせて引っ張ることで、ガラスリボンGRの先端GRaをマークの近傍に位置させる。この状態で作業者は、スイッチ20を操作して昇降台15を同図に示す上昇端位置まで上動させる。この時点で、ガラスリボンGRの先端GRaからマークまで所定長さだけ空きがある場合には、作業者はハンドル16を正転させる。これにより、ガラスロール2が矢印W1方向に回転して、両リボンGR、PRが巻き出される。これとは逆に、ガラスリボンGRの先端GRaがマークを所定長さだけ行き過ぎている場合には、作業者はハンドル16を逆転させる。これにより、ガラスロール2が矢印W2方向に回転して、両リボンGR、PRが巻き取られる。このように作業者がハンドル16を操作している間は、保護リボンPRに張力が付与されている。この場合、作業者は、ハンドル16の正転または逆転を一回だけ行うことで、或いは、正転と逆転とを繰り返し行うことで、ガラスリボンGRの先端GRaをマークに位置決めするための作業を行う。この位置決めが完了した時点で、作業者はハンドル16の操作を取り止める。この状態で、既述のようにガラスリボンGRの切断を行い、然る後、作業者は、スイッチ20を操作して昇降台15を図示の状態から下降させる。これにより、大径ギヤ10と小径ギヤ11との噛み合いが解除され、ハンドル16から大径ギヤ10ひいてはガラスロール2に動力が伝達されなくなる。なお、ガラスリボンGRの切断と、昇降台15の下降とは、上記の場合と順序が逆でもよい。この後においては、再び、作業者によって保護リボンPRが引っ張られ、既述の場合と同様の操作が行われる。
切断装置1は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。
上記の実施形態では、曲げ応力付与部としての折割バー4を、円筒状または円柱状をなすものとしたが、断面が楕円形やその他の湾曲形状をなすものであってもよく、さらには上部のみがそのような湾曲形状をなすものであってもよく、また湾曲形状をなさないものであってもよい。さらに、折割バー4の個数も一個に限られず、複数個から構成されるものであってもよい。加えて、曲げ応力付与部は、折割バーを有しない構成であってもよく、何れにしても、曲げ応力付与部は、ガラスリボンGRを切断するために必要な曲げ応力を付与できるものであればよい。
上記の実施形態では、折割バー4の上方でガラスリボンGRに傷を入れたが、折割バー4の後方つまり切断される前に、ガラスリボンGRに傷を入れるようにしてもよい。さらに、傷を入れる以外に、スクライブラインを入れるものであってもよいが、切断される前にガラスリボンGRにスクライブラインを入れておくことが好ましい。
上記の実施形態では、第一、第二移送面5a、6aが、第一、第二テーブル5、6の上面とされているが、これらの移送面5a、6aは、テーブル以外の台などの上面であってもよい。また、第一、第二移送面5a、6aは、それらの一方または双方が勾配のない面であってもよい。さらに、第一、第二移送面5a、6aは、コンベヤ等の搬送面であってもよい。この場合には、作業者が保護リボンPRを引っ張らなくてもよい。
上記の実施形態では、ガラスリボンGR及び保護リボンPRをガラスロール2の下部から巻き出すようにしたが、この両リボンGR、PRをガラスロール2の上部から巻き出すようにしてもよい。
上記の実施形態では、ガラスロール2から巻き出されたガラスリボンGRを切断装置1により切断し、マザーガラスフィルムMGを得るようにしたが、マザーガラスフィルムMGを準備する方法はこれに限定されない。例えば、オーバーフローダウンドロー法やフロート方等を実行する成形部によりガラスリボンGRを成形し、成形部に連続するガラスリボンGRを成形部の下流側にて所定長さ毎に切断し、マザーガラスフィルムMGを得るようにしてもよい。
(切断工程)
図9~11に示すように、切断工程S2は、マザーガラスフィルムMGを切断してガラスフィルムGを得る工程であり、本実施形態では、マザーガラスフィルム切断装置21が用いられる。なお、図9において、XYZは直交座標系である。X方向はマザーガラスフィルムMGの縦方向、Y方向はマザーガラスフィルムMGの横方向、Z方向はマザーガラスフィルムMGの厚み方向とする。
図9~11に示すように、切断工程S2は、マザーガラスフィルムMGを切断してガラスフィルムGを得る工程であり、本実施形態では、マザーガラスフィルム切断装置21が用いられる。なお、図9において、XYZは直交座標系である。X方向はマザーガラスフィルムMGの縦方向、Y方向はマザーガラスフィルムMGの横方向、Z方向はマザーガラスフィルムMGの厚み方向とする。
図9に示すように、マザーガラスフィルム切断装置21は、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSが載置される載置台22と、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを載置台22に対して位置決めする位置決め部23と、マザーガラスフィルムMGの切断予定線(仮想的に存在する線)C2の両側で、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを載置台22側に押え付ける押え部材としての一対の押えバー24と、一対の押えバー24の間で切断予定線C2に沿って曲げ応力を付与する曲げ応力付与部としての折割バー25とを備える。切断装置21は、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSのうちのマザーガラスフィルムMGのみを切断する。保護シートPSは、マザーガラスフィルムMGの縦方向両端から食み出している。
載置台22は、X方向に沿って延びる折割バー25を境界として、第一支持部22aと第二支持部22bとに分割されている。換言すれば、折割バー25は、第一支持部22aと第二支持部22bとの間の隙間に配置されている。第一支持部22aの上面及び第二支持部22bの上面は、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを平置き姿勢(好ましくは水平姿勢)で支持する平面とされている。
位置決め部23は、載置台22の第二支持部22bに立設された板状体で構成されている。位置決め部23は、Y方向におけるマザーガラスフィルムMGの先端面MGaに当接する。なお、位置決め部23は、マザーガラスフィルムMGの先端面MGaを位置決めできれば、いずれの形状であってもよく、例えば円柱(ピン)状等であってもよい。マザーガラスフィルムMGは、保護シートPSの上に載置された状態で、第一支持部22aから第二支持部22bへ移送され、その先端面MGaが位置決め部23に当接することにより位置決めされる。なお、マザーガラスフィルムMGの第一支持部22aから第二支持部22bへ移送作業は、作業者の手作業によって行われるが、コンベヤ等の搬送面によって行ってもよい。
押えバー24は、X方向に沿って延びる板状、角柱状または角筒状であり、その下面(押圧面)でマザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを載置台22側に押え付ける。押えバー24の上面の長手方向の中央部には、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを押え付ける際に作業者が把持するハンドル24aが設けられている。なお、押えバー24は、マザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを押え付けることができれば、いずれの形状であってもよく、例えば円柱状または円筒状等で構成し、押圧面が曲面形状をなすものであってもよい。
押えバー24は、載置台22に対する固定位置が変更できるように、Y方向にスライド可能とされている。具体的には、押えバー24のX方向の両端部に対応する位置において、Y方向に延びる長孔26が載置台22に設けられており、その長孔26の範囲で押えバー24がスライド移動可能とされている。押えバー24の両端部は、ボルト等の締結部材27によって長孔26の任意の位置で固定可能とされている。これにより、マザーガラスフィルムMGの厚みに応じて、押えバー24と折割バー25(または切断予定線C2)との間の距離L2(図10を参照)を変更し、切断予定線C2に作用する曲げ応力の大きさを簡単かつ確実に調整できる。
折割バー25は、X方向に沿って延びる長尺体であり、Y方向の断面が上方に向かって凸となる半円状である。マザーガラスフィルムMGの切断予定線C2は、折割バー25上に位置する。折割バー25は、図10に示すように、載置台22の上面よりも下方に退避した退避状態と、図11に示すように、載置台22の上面よりも上方に突出した上昇状態との間で、上下動可能とされている。この上昇状態において、折割バー25は、保護シートPSを介してマザーガラスフィルムMGの切断予定線C2を下方から持ち上げ、ガラスフィルムGの上面側が凸状になるように保持する。これにより、切断予定線C2に沿って曲げ応力が付与される。
図12(a)、(b)に示すように、折割バー25は、マザーガラスフィルムMGの厚みに応じて種類を変更することが可能である。本実施形態では、マザーガラスフィルムMGの厚みが例えば100μm以下の場合に、同図(a)の曲率(例えば曲率半径:20~50mm)が相対的に大きい断面半円状をなす折割バー25から、同図(b)の曲率(例えば曲率半径:5~25mm)が相対的に小さい断面半円状をなす折割バー25に変更される。これにより、切断工程S2において、曲げ応力付与部の種類を、マザーガラスフィルムMGの厚みに応じて変更することができる。つまり、マザーガラスフィルムMGの厚みが薄い場合に、マザーガラスフィルムMGの厚みが厚い場合よりも、マザーガラスフィルムMGを急峻に折り曲げることができるため、マザーガラスフィルムMGの厚みによらず、適正な曲げ応力を付与できる。なお、変更可能な折割バーの種類は、3つ以上であってもよい。また、同図(a)、(b)に示すように、マザーガラスフィルムMGの厚みに応じて、折割バー25の押し上げ高さL3を調整してもよい。
次に、以上述べたマザーガラスフィルム切断装置21を用いてマザーガラスフィルムMGを切断してガラスフィルムGを得る方法を説明する。
マザーガラスフィルムMGは、まず、保護シートPSの上に重ねられた状態で、位置決め部23によって載置台22上で位置決めされる。次に、マザーガラスフィルムMGの切断予定線C2の両側で、押えバー24によってマザーガラスフィルムMG及び保護シートPSを載置台22側に押圧する。この状態で、折割バー25を上昇させ、保護シートPSを介してマザーガラスフィルムMGを持ち上げる。これにより、マザーガラスフィルムMGの上面側が凸となるように折り曲げられ、切断予定線C2に沿って曲げ応力が付与される。このような状態の下で、折割バー25の上方(好ましくは折割バー25の中心軸線の上方)からマザーガラスフィルムMGの切断予定線C2の一端部(図9に矢印Bで示すマザーガラスフィルムMGの側縁部)に、加傷手段を用いて傷を入れる。これにより、切断予定線C2に沿って傷が切断予定線C2の他端部まで一直線状に進展する。すなわち、切断予定線C2の一端部の一箇所に入れた傷が、曲げ応力の作用によって、マザーガラスフィルムMGの縦方向の全長及び厚み方向の全長に亘って進展する。この結果、マザーガラスフィルムMGの折割り(切断)が完了し、2枚の矩形状のガラスフィルムGが得られる。
切断装置21は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。例えば、上記の実施形態では、曲げ応力付与部としての折割バー25を、断面が半円状をなすものとしたが、円筒状または円柱状をなすものや、断面が楕円形やその他の湾曲形状をなすものであってもよく、さらには上部のみがそのような湾曲形状をなすものであってもよく、また湾曲形状をなさないものであってもよい。さらに、折割バー25の個数も一個に限られず、複数個から構成されるものであってもよい。
上記の実施形態では、折割バー25の上方でマザーガラスフィルムMGに傷を入れたが、折割バー25を上昇させる前つまり切断される前に、マザーガラスフィルムMGに傷を入れるようにしてもよい。さらに、傷を入れる以外に、スクライブラインを入れるものであってもよいが、切断される前にガラスリボンGRにスクライブラインを入れておくことが好ましい。
上記の実施形態では、マザーガラスフィルムMGに曲げ応力を付与する方法として、折割バー25をマザーガラスフィルムMGの下方から上昇させて、マザーガラスフィルムMGの上面側が凸となるように折り曲げる態様としたが、折割バー25をマザーガラスフィルムMGの上方から下降させて、マザーガラスフィルムMGの下面側が凸となるように折り曲げる態様としてもよい。
(評価工程)
図13~図16に示すように、評価工程S3は、基準となる大きさを有する基準板SPにガラスフィルムGを重ねた積層体LBの状態で、ガラスフィルムGの大きさを評価する工程である。
図13~図16に示すように、評価工程S3は、基準となる大きさを有する基準板SPにガラスフィルムGを重ねた積層体LBの状態で、ガラスフィルムGの大きさを評価する工程である。
図13に示すように、基準板SPは、その四辺SP1~SP4のうち、一つの角部で交わる二辺SP1、SP2の輪郭部に、黒色等の有色のマーキング部SPaが形成されている。これにより、基準板SPとガラスフィルムGとを区別し易くなるため、ガラスフィルムGの端面の位置を簡単に把握できる。なお、本実施形態では、マーキング部SPaが形成されていない基準板SPの残りの二辺SP3、SP4には、後述する測定台31の位置決め部32が当接する。なお、基準板SPの四辺SP1~SP4の全ての輪郭部にマーキング部SPaを形成してもよい。図14~図16では、便宜上、マーキング部SPaの図示は省略している。
図14に示すように、基準板SPは、ガラス板GPと、緩衝層CLとを有する。
ガラス板GPは、基準板SPの基材であり、基準となる大きさに正確に切断された矩形状をなす。ガラス板GPは、入手の容易性等の観点から、マザーガラスフィルムMGを切断して得られたガラスフィルムGで構成されることが好ましい。
緩衝層CLは、ガラス板GPの両主表面のうち、ガラスフィルムGと接触する面側に形成される。緩衝層CLは、例えばPET等の樹脂フィルムで構成される。これにより、評価対象のガラスフィルムGに傷が付くのを抑制できる。図15及び図16では、便宜上、緩衝層CLの図示は省略している。
図15に示すように、評価工程S3では、ガラスフィルムGと基準板SPとからなる積層体LBは、ガラスフィルムG側を上にして、位置決め部32を有する測定台31の上に載置される。位置決め部32は、積層体LBの四辺LB1~LB4のうち、一つの角部で交わる二辺LB3、LB4を位置決めするものであり、辺LB3に当接する一対の円柱(ピン)状体32aと、辺LB4に当接する板状体32bとを有する。なお、積層体LBは、基準板SP側を上にして、測定台31の上に載置してもよい。また、位置決め部32は、積層体LBの二辺LB3、LB4を位置決めできれば、いずれの形状であってもよい。
評価工程S3では、積層体LBの二辺LB3、LB4で、基準板SP及びガラスフィルムGのそれぞれの端面を円柱状体32a及び板状体32bに当接させて位置決めした状態で、積層体LBの残りの二辺LB1、LB2で、基準板SP及びガラスフィルムGのそれぞれの端面を作業者の手指により触診する。これにより、ガラスフィルムGの端面の位置と、基準板SPの端面の位置との間のずれを測定し、ガラスフィルムGの大きさを評価する。本実施形態では、積層体LBの二辺LB1、LB2で、基準板SP及びガラスフィルムGのそれぞれの端面を触診し易いように、積層体LBの二辺LB1、LB2が、測定台31から食み出している。なお、ガラスフィルムGの大きさを評価する方法は、画像処理等を用いた方法でもよいが、触診を用いる方法が簡便かつ安価な方法であるため好ましい。
図16に示すように、評価工程S3では、例えば、ガラスフィルムGが基準板SPよりも大きい場合は、基準板SPに対するガラスフィルムGの食み出し寸法が第一合格しきい値T1以下であるときにガラスフィルムを良品とし、ガラスフィルムGが基準板SPよりも小さい場合は、ガラスフィルムGに対する基準板SPの食み出し寸法が第二合格しきい値T2以下であるときにガラスフィルムGを良品とする。この場合、第一合格しきい値T1は、第二合格しきい値T2よりも小さい値に設定することが好ましい。具体的には、例えば、第一合格しきい値T1は1mm、第二合格しきい値T2は2mmに設定される。これにより、第一合格しきい値T1が第二合格しきい値T2よりも厳しい基準となるため、基準板SPよりも大きいガラスフィルムGが良品とされる確率を下げることができる。
(成膜工程)
図17及び図18に示すように、本実施形態に係るガラスフィルムの製造方法は、評価工程S3で良品とされたガラスフィルムGに成膜する成膜工程S4をさらに含んでいてもよい。
図17及び図18に示すように、本実施形態に係るガラスフィルムの製造方法は、評価工程S3で良品とされたガラスフィルムGに成膜する成膜工程S4をさらに含んでいてもよい。
成膜工程S4では、例えば、評価工程S3で良品とされたガラスフィルムGが成膜用治具41に配置される。
図17に示すように、成膜用治具41は、ガラスフィルムGが載置される基台部42と、基台部42に載置されたガラスフィルムGの周囲を取り囲む枠部43とを有する。枠部43は、基準板SPに対応した大きさを有する平面視で矩形状の空間を区画形成し、図18に示すように、枠部43の内部にガラスフィルムGが配置される。そして、このようにガラスフィルムGを成膜用治具41に配置した状態で、ガラスフィルムGの上面に成膜用マスク(図示省略)等をさらに配置し、ガラスフィルムGの表面に所定パターンの成膜が施される。
このように成膜されたガラスフィルムGは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の薄型表示機器やセンサの基板、あるいは固体撮像素子やレーザーダイオード等の半導体パッケージ用カバー、さらには薄膜化合物太陽電池の基板等に使用される。
以上のような製造方法によれば、切断工程S2において、マザーガラスフィルムMGが曲げ応力により切断されるため、レーザー割断を使用する場合に比べて切断時間を短くできる。また、切断工程S2において、レーザー等の調整が不要となるため、少ない人員で切断を実行できる。この一方で、曲げ応力を付与して切断する場合、レーザー割断に比べて切断予定線C2からのズレが大きくなり易い。そこで、評価工程S3において、基準板SPにガラスフィルムGを重ね、ガラスフィルムGの大きさを評価している。このような基準板SPを用いた評価方法であれば、ガラスフィルムGの大きさを短時間で効率よく評価できる。特に、基準板SPにガラスフィルムGを重ねた積層体LBの端面を触診すれば、画像処理等を用いる場合に比べて、ガラスフィルムGの大きさの評価時間を大幅に短縮化できると共に、設備コストも抑えることができる。したがって、ガラスフィルムGの中に評価工程S3で大きさが不合格と評価される不良品が含まれていても、製造時間や人員を大幅に削減できるため、製造コスト全体としては、切断工程S2でレーザー割断を用いる場合よりも低廉化を図ることができる。
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記の実施形態において、ガラスフィルムGの四辺全てが、曲げ応力を用いて切断されることが好ましいが、準備工程S1又はその前工程でレーザー切断が用いられる場合には、ガラスフィルムGの四辺の中にレーザー切断された辺が含まれていてもよい。ここで、レーザー切断には、例えば、レーザー割断やレーザー溶断が含まれる。
1 ガラスリボン切断装置
2 ガラスロール
3 切断部
4 折割バー
5 第一テーブル
6 第二テーブル
21 マザーガラスフィルム切断装置
22 載置台
23 位置決め部
24 押えバー
25 折割バー
31 測定台
32 位置決め部
41 成膜用治具
C1、C2 切断予定線
GR ガラスリボン
MG マザーガラスフィルム
G ガラスフィルム
SP 基準板
SPa マーキング部
GP ガラス板
CL 緩衝層
2 ガラスロール
3 切断部
4 折割バー
5 第一テーブル
6 第二テーブル
21 マザーガラスフィルム切断装置
22 載置台
23 位置決め部
24 押えバー
25 折割バー
31 測定台
32 位置決め部
41 成膜用治具
C1、C2 切断予定線
GR ガラスリボン
MG マザーガラスフィルム
G ガラスフィルム
SP 基準板
SPa マーキング部
GP ガラス板
CL 緩衝層
Claims (14)
- ガラスフィルムの製造方法であって、
マザーガラスフィルムを準備する準備工程と、
前記マザーガラスフィルムの切断予定線に沿って曲げ応力を付与して前記マザーガラスフィルムを切断し、ガラスフィルムを得る切断工程と、
基準となる大きさを有する基準板に前記ガラスフィルムを重ね、前記ガラスフィルムの大きさを評価する評価工程とを備えることを特徴とするガラスフィルムの製造方法。 - 前記準備工程では、ガラスロールから巻き出されたガラスリボンの切断予定線に沿って曲げ応力を付与して前記ガラスリボンを切断し、前記マザーガラスフィルムを得る請求項1に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記準備工程では、前記ガラスロールから巻き出された前記ガラスリボンを下流側に向かって上方傾斜した第一移送面に沿って案内する第一移送部と、前記第一移送部の下流側で、前記ガラスリボンを下流側に向かって下方傾斜した第二移送面に沿って案内する第二移送部と、前記第一移送部と前記第二移送部との間の頂部で前記ガラスリボンを下方から支持し、前記ガラスリボンの前記切断予定線に沿って曲げ応力を付与する曲げ応力付与部とを備えるガラスリボン切断装置を用いて、前記ガラスリボンを切断する請求項2に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記ガラスリボン切断装置の前記曲げ応力付与部の種類を、前記ガラスリボンの厚みに応じて変更する請求項3に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記切断工程では、前記マザーガラスフィルムが載置される載置台と、前記マザーガラスフィルムを前記載置台に対して位置決めする位置決め部と、前記マザーガラスフィルムの前記切断予定線の両側を前記載置台側に押え付ける一対の押え部材と、前記一対の押え部材の間で前記マザーガラスフィルムを前記載置台から離れる方向に押圧し、前記マザーガラスフィルムの前記切断予定線に沿って曲げ応力を付与する曲げ応力付与部とを備えるマザーガラスフィルム切断装置を用いて、前記マザーガラスフィルムを切断する請求項1~4のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記マザーガラスフィルム切断装置の前記曲げ応力付与部の種類を、前記マザーガラスフィルムの厚みに応じて変更する請求項5に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記マザーガラスフィルムの前記切断予定線からの距離が変わるように、前記マザーガラスフィルム切断装置の前記押え部材の前記載置台に対する位置を、前記マザーガラスフィルムの厚みに応じて変更する請求項5又は6に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記基準板が、前記基準板の主表面の輪郭部の少なくとも一部に、有色のマーキング部を有する請求項1~7のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記基準板が、基材としてガラス板を有する請求項1~8のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記基準板が、前記ガラスフィルムとの接触面側に緩衝層を有する請求項1~9のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記評価工程では、前記基準板に前記ガラスフィルムを重ねた積層体の端面を触診する請求項1~10のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記基準板及び前記ガラスフィルムがそれぞれ矩形状であり、
前記評価工程では、前記基準板に前記ガラスフィルムを重ねた積層体の四辺のうち、一つの角部で交わる二辺で、前記基準板及び前記ガラスフィルムをそれぞれ位置決め部に当接させて位置決めし、前記積層体の残りの二辺で、前記ガラスフィルムの大きさを評価する請求項1~11のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。 - 前記評価工程では、前記ガラスフィルムが前記基準板よりも大きい場合は、前記基準板に対する前記ガラスフィルムの食み出し寸法が第一合格しきい値以下であるときに前記ガラスフィルムを良品とし、前記ガラスフィルムが前記基準板よりも小さい場合は、前記ガラスフィルムに対する前記基準板の食み出し寸法が第二合格しきい値以下であるときに前記ガラスフィルムを良品とすると共に、
前記第一合格しきい値が、前記第二合格しきい値よりも小さい請求項1~12のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。 - 前記評価工程で良品とされた前記ガラスフィルムは、基準板の大きさに対応した成膜用治具の枠部の内部に配置される請求項1~13のいずれか1項に記載のガラスフィルムの製造方法。
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