JP6902877B2 - 基板の厚みを制御する方法 - Google Patents
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Description
a) 引き出し速度vGB及び正味領域内での平均厚みDで、融液からの引き出し又はプリフォームのリドローにより、ガラスリボンを準備する工程。
b) この正味幅でガラスリボンの基準厚みを予め設定する工程。この場合、ガラスリボンの特性が、仕上がったガラスリボンの後の販売を行えるであろう詳細に記述された限界内にあるようなガラスリボンの幅が、ガラスリボンの正味幅といわれる。ガラスリボンの正味幅Bは、つまりガラスリボンの品質領域の幅Bである。
c) ガラスリボンの全体の正味幅にわたるガラスリボンの厚みを決定する工程。
d) 予め設定された基準厚みからのガラスリボンの少なくとも1つの厚みの偏差を決定する工程。
e) ガラスリボン上で厚み偏差の領域を確定する工程。
f) ガラスリボン上の少なくとも1つの厚み偏差の領域をレーザーにより加熱する工程。この場合、レーザーは、厚み偏差の領域に作用し、この領域を加熱する。この加熱により、この領域は予め設定された厚みになることが起こる。更に、この加熱は、レーザービームの出力、レーザービームの照射時間及び/又はレーザーの波長の少なくとも1つを、工程c)において決定された、ガラスリボンの品質領域中のガラスリボンの厚みに依存して、つまりガラスリボンの特性が予め詳細に記述された限界内にありかつそれにより後の使用、例えば販売を行うことができる領域中のガラスリボンの厚みに依存して制御することを含む。
2・k・vGB・B<D・vLas
− 溶融したガラス又はプラスチックを準備する工程、
− 溶融したガラス又はプラスチックをリボンに成形する工程、
− リボンの厚みを監視する工程、
− リボン中の少なくとも1つの厚み偏差を確認する工程、
− 粘性の状態の、基板の少なくとも1つの領域を選択する工程、この場合、少なくとも1つの領域は、確認された厚み偏差の領域に相当する、及び
− 粘性の状態の、リボンの少なくとも1つの選択された領域を、レーザービームを用いて加熱する工程、このレーザービームは、レーザービームが選択された領域に作用するように偏向されていて、ここで、この加熱により、リボンの少なくとも1つの選択された領域は予め設定された厚みになることが起こり、かつ、ここで、更に、この加熱は、監視された厚みに依存して、少なくとも、選択された領域に作用するレーザービームの出力、滞留時間又は波長を制御することを含む。
(1) 2・k・vB・B<D・vLas
− 一方で、リボンの全体の正味幅にわたる厚みの変動が重要である。このリボンの正味幅にわたる厚みの変動は、厚み変動又は英語で「total thickness variation」(ttv)ともいわれる。
− 更に、例えばリボンの成形プロセスの間のブローノズルによる、僅かな振幅であるが、所定の周期性又は波長を示す厚み変動の出現も生じる。このいわゆるうねりは、微小うねり又は「waviness」ともいわれ、うねりが生じる波長又は周期性の記述によって正確に規定される。
SiO2 64.0
B2O3 8.3
Al2O3 4.0
Na2O 6.5
K2O 7.0
ZnO 5.5
TiO2 4.0
Sb2O3 0.6
Cl- 0.1
α(20-300) 7.2・10-6/K
Tg 557℃
密度 2.5g/cm3
SiO2 80±5
B2O3 13±5
Al2O3 2.5±2
Na2O 3.5±2
K2O 1±1
α(20-300) 3.25・10-6/K
Tg 525℃
密度 2.2g/cm3
次に、本発明を実施例によって詳細に説明する。
リドロー装置で、6.8mmの厚み並びに400mmの正味幅を示すホウケイ酸塩ガラスからなるプリフォームを引き出して、50μmの厚みを示す薄いガラスフィルムにする。この場合、貴金属からなる加熱区域を使用する。このヒーターの約30mm下に、走査するCO2レーザービームの供給のために、炉内に水平のスリットが存在する。この位置で、リボンは、レーザーなしで4・106dPasの粘度を示す。このように作製されたリボンを、引き出し方向に対して横断する方向で色共焦点センサを用いて測定する。厚み分布から、どの横方向位置でガラスが大きすぎる厚みを示すかを突き止める。この情報を用いて、位置、レーザー出力及びビーム速度を含むスキャンプログラムを生成する。この場合、厚い位置では16ワットの平均レーザー出力が置かれる。それにより、大きすぎる厚みを示す領域内で10μmだけ厚みを薄くすることができる。
ダウンドロー装置で、貴金属オリフィスを通して、0.3mmの厚みを示すガラスリボンを引き出す。スリットを通して、走査するレーザービームをガラスリボンに当てる。この位置で、ガラスは、レーザー加熱なしで、6・105dPasの粘度を示す。このように作製されたリボンを、引き出し方向に対して横断する方向で色共焦点センサを用いて測定する。厚み分布から、どの横方向位置でガラスが大きすぎる厚みを示すかを突き止める。この情報を用いて、位置、レーザー出力及びビーム速度を含むスキャンプログラムを生成する。この場合、厚い位置では3ワットの平均レーザー出力が置かれる。それにより、大きすぎる厚みを示す領域内で10μmだけ厚みを薄くすることができる。
ダウンドロー装置で、貴金属オリフィスを通して、0.3mmの厚みを示すガラスリボンを引き出す。スリットを通して、走査するレーザービームをガラスリボンに当てる。この位置で、ガラスは、レーザー加熱なしで、107dPasの粘度を示す。このように作製されたリボンを、引き出し方向に対して横断する方向で色共焦点センサを用いて測定する。厚み分布から、どの横方向位置でガラスが大きすぎる厚みを示すかを突き止める。この情報を用いて、位置、レーザー出力及びビーム速度を含むスキャンプログラムを生成する。この場合、厚い位置では37ワットの平均レーザー出力が置かれる。それにより、大きすぎる厚みを示す領域内で10μmだけ厚みを薄くすることができる。
ダウンドロー装置で、貴金属オリフィスを通して、0.3mmの厚みを示すガラスリボンを引き出す。スリットを通して、走査するレーザービームをガラスリボンに当てる。この位置で、ガラスは、全体の正味幅にわたり500ワットの連続的なレーザー加熱により6・105dPasの粘度を示す。このように作製されたリボンを、引き出し方向に対して横断する方向で色共焦点センサを用いて測定する。厚み分布から、どの横方向位置でガラスが小さすぎる厚みを示すかを突き止める。この情報を用いて、位置、レーザー出力及びビーム速度を含むスキャンプログラムを生成する。この場合、薄い位置では、リボンの残りの中よりも3ワット低い平均レーザー出力が置かれる。それにより、小さすぎる厚みを示す領域内で厚みを10μmだけ厚くすることができる。
10 レーザーの走査区間
11 レーザービーム
12 光てこの拡大のための光学系
2 スキャナ
3 制御部
4 光学的距離/光路長
41 スキャナミラーとガラスリボンとの実際の距離
5 プリフォーム
51 変形区間
6 引き出されたガラスリボン
7 引き出し方向
8 品質領域
9 品質領域の境界
20 厚みの補正なしのガラス板
201,202 ガラス板20の表面
203 ガラス板20の厚みプロフィール
21 厚みの補正ありのガラス板
211,212 ガラス板21の表面
213 ガラス板21の厚みプロフィール
Claims (24)
- 少なくとも次の工程:
a) 引き出し速度vGB及び正味領域内での平均厚みDで、融液からの引き出し又はプリフォームのリドローにより、ガラスリボンを準備する工程、
b) 前記ガラスリボンの基準厚みを予め設定する工程、
c) 前記ガラスリボンの全体の正味幅にわたる前記ガラスリボンの厚みを決定する工程、
d) 前記予め設定された基準厚みからの前記ガラスリボンの、少なくとも1つの厚みの偏差を決定する工程、
e) 前記ガラスリボン上で前記厚み偏差の領域を確定する工程、
f) 前記ガラスリボン上の少なくとも1つの厚み偏差の領域をレーザーにより加熱する工程を含み、
レーザービームは、前記厚み偏差の領域に作用し、かつ前記領域を加熱し、前記加熱により、前記領域は、前記予め設定された厚みになることが起こり、かつ、更に、前記加熱は、少なくとも、前記レーザービームの出力、前記レーザービームの照射時間又は前記レーザーの波長を、前記ガラスリボンの、工程c)において決定された厚みに依存して制御することを含み、
前記レーザーは、前記ガラスリボンの全体の正味幅が走査可能であるように、スキャンヘッドを備え、かつ、前記ガラスリボンの正味幅B、前記ガラスリボンの引き出し速度vGB、前記レーザービームのビーム直径D、並びに前記レーザーのスキャン速度vLas、並びに補正係数kの間に、次の関係が存在し、
2・k・vGB・B<D・vLas
前記補正係数kは、少なくとも1に等しく、好ましくは1より大であり、特に好ましくは10より大であり、又は少なくとも10に等しい、
ガラスリボンの厚みを制御する方法。 - 前記少なくとも1つの厚み偏差の領域は、加熱前に、104〜109dPas、好ましくは104〜108dPasの範囲の粘度を示し、大きすぎる厚みを示す領域には、適切な厚み又は小さすぎる厚みを示す領域よりも高いレーザー出力が加えられる、
請求項1に記載の方法。 - ガラスリボンとスキャナミラーとの間の光てこ又は光路長は、少なくとも1.8m〜長くても5.0mである、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記レーザー出力は、高くても3000W、好ましくは高くても2000W、特に好ましくは高くても1500Wである、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記レーザービームは、前記ガラスリボンの変形区域に作用する、
請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記引き出しを、前記ガラスリボンの自重の下で行う、
請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記レーザーは、CO2レーザーとして形成されている、
請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記ガラスリボンの厚みの決定は、干渉測定、色共焦点測定、白色光トポグラフィー及び/又は白色光干渉分光により行う、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記レーザービームを、ガルバノメータースキャナ及び/又はポリゴンミラーホイールによって偏向する、
請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。 - 5mm超の波長のうねりなしに、好ましくは1mm超の波長のうねりなしに、ガラス基板又はプラスチック基板の少なくとも1つの選択された領域の第1の表面と第2の表面との間の厚みを制御する方法において、
a) 溶融したガラス又はプラスチックを準備する工程、
b) 前記溶融したガラス又はプラスチックをリボンに成形する工程、ここで、前記成形は、前記リボンのエッジでの引張を行うことを含まない、
c) 前記リボンの厚みを監視する工程、
d) 前記リボン中の少なくとも1つの厚み偏差を確認する工程、
e) 粘性の状態の、基板の少なくとも1つの領域を選択する工程、ここで、前記少なくとも1つの領域は、10 5 dPasより大きい粘度を有し、前記確認された厚み偏差の領域に相当する、及び
f) 粘性の状態の、前記リボンの少なくとも1つの選択された領域を、レーザービームを用いて加熱する工程を含み、
前記レーザービームは、前記レーザービームが前記選択された領域に作用するように偏向されていて、前記加熱により、前記リボンの少なくとも1つの選択された領域は、予め設定された厚みになることが起こり、かつ、更に、前記加熱は、前記監視された厚みに依存して、少なくとも、前記選択された領域に作用する前記レーザービームの出力、滞留時間又は波長を制御することを含み、
前記レーザーは、前記リボンの全体の正味幅が走査可能であるように、スキャンヘッドを備え、かつ、更に前記リボンの引き出し速度v B 、前記リボンの正味幅B、前記レーザービームのビーム直径D、前記レーザーのスキャン速度v Las 、並びに補正係数kの間に、次の関係が存在し、
2・k・v B ・B<D・v Las
前記補正係数kは、少なくとも1に等しく、好ましくは1より大であり、特に好ましくは10より大であり、又は少なくとも10に等しい、
厚みを制御する方法。 - 5mm超の波長のうねりなしに、好ましくは1mm超の波長のうねりなしに、ガラス基板又はプラスチック基板の少なくとも1つの選択された領域の第1の表面と第2の表面との間の厚みを制御する方法において、
a) 溶融したガラス又はプラスチックを準備する工程、
b) 前記溶融したガラス又はプラスチックをリボンに成形する工程、ここで前記成形は、前記リボンのエッジでの引張を行うことを含む、
c) 前記リボンの厚みを監視する工程、
d) 前記リボン中の少なくとも1つの厚み偏差を確認する工程、
e) 液状の状態の、基板の少なくとも1つの領域を選択する工程、ここで、液状の状態とは、109dPas未満の粘度を示し、かつ、ここで、更に前記少なくとも1つの領域は、前記確認された厚み偏差の領域に相当する、及び
f) 液状の状態の、前記リボンの少なくとも1つの選択された領域を、レーザービームを用いて加熱する工程を含み、
前記レーザービームは、前記レーザービームが前記選択された領域に作用するように偏向されていて、前記加熱により、前記リボンの少なくとも1つの選択された領域は予め設定された厚みになることが起こり、かつ、ここで、更に、前記加熱は、前記監視された厚みに依存して、少なくとも、前記選択された領域に作用するレーザービームの出力、滞留時間又は波長を制御することを含み、
前記レーザーは、前記リボンの全体の正味幅が走査可能であるように、スキャンヘッドを備え、かつ、更に前記リボンの引き出し速度v B 、前記リボンの正味幅B、前記レーザービームのビーム直径D、前記レーザーのスキャン速度v Las 、並びに補正係数kの間に、次の関係が存在し、
2・k・v B ・B<D・v Las
前記補正係数kは、少なくとも1に等しく、好ましくは1より大であり、特に好ましくは10より大であり、又は少なくとも10に等しい、
方法。 - リボンとスキャナミラーとの間の光学的距離又は光路長は、少なくとも1.8m〜長くても5.0mである、
請求項10又は11に記載の方法。 - 前記スキャンヘッドは、ガルバノメーターアクチュエータ及び/又はポリゴンミラーホイールを用いる、
請求項10から12までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記レーザー出力は、高くても3000W、好ましくは高くても2000W、特に好ましくは高くても1500Wである、
請求項10から13までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記リボンの引き出しを、リボンの自重の下で行う、
請求項10に記載の方法。 - 前記レーザーは、CO2レーザーとして形成されている、
請求項10から15までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記リボンの厚みの監視は、干渉測定、色共焦点測定、白色光トポグラフィー及び/又は白色光干渉分光により行う、
請求項10から16までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記加熱は、前記レーザービームを発生させる装置から反射する表面に、前記レーザービームを偏向すること、及び前記反射する表面で、前記少なくとも1つの選択された領域に、前記レーザービームを反射させることを含む、
請求項10から17までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記レーザービームを、前記リボンの、多数の選択された領域に次々に偏向する、
請求項10から18までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記多数の選択された領域は、前記リボンの全体の正味幅にわたって延在している、
請求項19に記載の方法。 - 前記選択された領域の各々について、少なくとも前記レーザービームの出力、滞留時間及び/又は波長を、適切に制御及び調節する、
請求項19又は20に記載の方法。 - 前記リボン中で、前記レーザービームの吸収が、前記レーザービームの出力の少なくとも20%で行われる、
請求項10から21までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記溶融したガラス又は前記溶融したプラスチックは、引き続く付形を伴う溶融プロセスにおいて提供されるか、又はガラス又はプラスチックからなるプリフォームの加熱下でのリドローにより提供される、
請求項10から22までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記付形は、フロートプロセス、引き出しプロセス、例えばダウンドロープロセス、又はオーバーフローフュージョンプロセスで行われる、
請求項23に記載の方法。
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