特許 7587985 薄いガラスシートの成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】薄いガラスシートの成形方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 13/04 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

C03B13/04

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020530320

(86)(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 US2018063561

(87)【国際公開番号】W WO2019112931

(87)【国際公開日】2019-06-13

【審査請求日】2021-12-03

【審判番号】

【審判請求日】2023-07-31

(31)【優先権主張番号】62/594,175

(32)【優先日】2017-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(74)【代理人】

【識別番号】100163050

【弁理士】

【氏名又は名称】小栗 眞由美

(74)【代理人】

【識別番号】100224775

【弁理士】

【氏名又は名称】南 毅

(72)【発明者】

【氏名】フレドホルム，アラン マーク

【合議体】

【審判長】深草 祐一

【審判官】増山 淳子

【審判官】後藤 政博

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１６９４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２７５１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２００５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５３２６２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C03B13/00-13/18

C03B17/06

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスシートを成形する方法において、該方法が、
一対の成形ロールの上面に溶融ガラスの供給を提供する工程であって、前記一対の成形ロールが成形ギャップによって離間されており、前記成形ギャップが約８００μｍ以下の幅を有しており、前記溶融ガラスが約１５０ポアズ（約１５Ｐａ・ｓ）以下の粘度及び約１５０ポアズ（約１５Ｐａ・ｓ）以下の液相粘度を有する、工程；
前記一対の成形ロールを少なくとも１０ｍ／分の速度で回転させて、前記溶融ガラスからガラスシートを連続的に成形する工程であって、前記ガラスシートが、前記成形ギャップを通過した直後に約８００μｍ以下の厚さを有する、工程
を含み、
溶融ガラス送給装置から供給された際、前記溶融ガラスの前記粘度が前記液相粘度より低い、方法。

【請求項2】

前記ガラスシートが、約１．７以上の屈折率を有するガラス組成物を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ガラスシートが前記成形ギャップの幅に垂直な方向に測定された幅を有しており、前記ガラスシートの前記幅の前記ガラスシートの前記厚さに対する比が約１００以上である、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記ガラスシートの前記厚さが約３０μｍ以下で変動する、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記溶融ガラスが前記一対の成形ロールの上面にプールを形成する、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記溶融ガラスが単一の点源から供給される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記溶融ガラスが複数の点源から供給される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記ガラスシートをヒータに向ける工程をさらに含み、該ヒータが１００℃を超える温度で動作するように構成される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記ガラスシートが、前記成形ギャップから少なくとも０．７５ｍの距離において１０^１０ポアズ（１０^９Ｐａ・ｓ）未満の粘度を有する、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１７年１２月４日出願の米国仮特許出願第６２／５９４，１７５号に対する優先権の利益を主張する。

【技術分野】

【0002】

本開示は、ガラス成形のためのプロセスに関し、より詳細には、ガラスシートを成形するためのプロセスに関する。

【背景技術】

【0003】

例えば１ｍｍ未満の厚さを有する非常に薄いガラスシートに対する市場の需要が存在する。このような薄いガラスシートは、消費者向け電子機器に利用することができる。これらのガラスシートは、一定の厚さを有し、比較的平らでなければならない。しかしながら、このような薄いガラスシートを製造するために、切断及び／又は研磨手段などの高価及び／又は時間のかかる工程が必要になる場合がある。加えて、ガラスシートの用途は、比較的高い屈折率など、ガラスの特別な特性を要求する場合がある。例えば、比較的高い屈折率を有する薄いガラスシートをＯＬＥＤ照明デバイス及び拡張現実電子デバイスに組み込むことができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような高屈折率ガラスは、標準的なシート成形動作と相容れない特性を有する場合がある。したがって、薄いガラス基板をより効率的かつ低コストで製造するためのプロセスが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

１つ以上の実施形態によれば、ガラスシートは、一対の成形ロールの上面に溶融ガラスの供給を提供する工程、及び一対の成形ロールを回転させて溶融ガラスからガラスシートを連続的に成形する工程を含む方法によって成形することができる。一対の成形ロールは成形ギャップによって離間させることができ、成形ギャップは約８００μｍ以下の幅を有することができる。溶融ガラスは、約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有することができる。ガラスシートは、成形ギャップを通過した直後に約８００μｍ以下の厚さを有することができる。

【0006】

追加の実施形態によれば、高屈折率ガラスシートは、一対の成形ロールの上面に溶融ガラスの供給を提供する工程、及び一対の成形ロールを回転させて溶融ガラスからガラスシートを連続的に成形する工程を含む方法によって成形することができる。一対の成形ロールは成形ギャップによって離間させることができ、成形ギャップは約８００μｍ以下の幅を有することができる。溶融ガラスは、約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有することができる。ガラスシートは、成形ギャップを通過直後に約８００μｍ以下の厚さを有することができる。ガラスシートのガラス組成物は、約１．７以上の屈折率及び約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の液相粘度を有することができる。

【0007】

追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含めた本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。

【0008】

前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を例証しており、その説明とともに、さまざまな実施形態の原理及び動作を説明する役割を担う。

【0009】

図面に記載される実施形態は、本質的に例証的かつ例示的なものであり、特許請求の範囲によって定義される主題を限定することは意図していない。例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で示されている以下の図面と併せて読むと理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、単一点源の溶融ガラス送給装置を含む一般化されたガラスシート成形装置の概略的な側面図

【図2】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、図１のガラスシート成形装置の概略的な上面図

【図3】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、図２のガラスシート成形装置の概略的な代替側面図

【図4】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、図１に似ているが、複数点源の溶融ガラス送給装置を含む、ガラスシート成形装置の概略的な上面図

【図5】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、図４のガラスシート成形装置の概略的な代替側面図

【図6】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、図１に似ているが、スロットオリフィスの溶融ガラス送給装置を含む、ガラスシート成形装置の概略的な上面図

【図7】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、図６のガラスシート成形装置の概略的な代替側面図

【図8】ヒータを備えたガラスシート成形装置の概略図

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書に記載される実施形態によれば、ガラスシートは、溶融ガラスを比較的一定の厚さを有する薄いガラスシートへと加工するために一対の成形ローラを利用するプロセスによって連続的に成形することができる。ガラスシートは、例えば１ｍｍ未満、例として８００μｍ未満、５００μｍ未満、又はさらには３００μｍ未満などの厚さを有することができる。加えて、成形されたガラスシートは、例えば、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、又はさらに大きい幅を有することができる。このようなガラスシートは、切断によってウエハへとさらに加工することができる。しかしながら、ガラスシートの厚さを低減するために必要とされる追加の切断又は圧延操作は、所望のガラスシートの寸法仕様を達成するために必要ではない場合がある。

【0012】

加えて、幾つかの実施形態によれば、本明細書に記載されるガラスシートは、例えば、５００ポアズ未満、又はさらには１００ポアズ未満などの比較的低い液相粘度を有するガラス組成物から形成することができる。このような液相粘度は、比較的高い屈折率（例えば、１．７超又はさらには１．７５超）を有するガラス組成物にとって一般的でありうる。従来のガラス成形手段は、このようなガラスを取り扱い、それをこのような薄い厚さ及び高いアスペクト比で成形するのに十分には装備が整っていない場合がある。

【0013】

これより、図１～３を参照すると、本明細書に開示される１つ以上の実施形態による、ガラスシート成形装置１００が概略的に示されている。ガラスシート成形装置１００は、少なくとも、溶融ガラス送給装置１３０と一対の成形ロール１１０（すなわち、第１の成形ロール１１２及び第２の成形ロール１１４）とを含みうる。第１の成形ロール１１２及び第２の成形ロール１１４は、互いに対して水平に配置することができ、溶融ガラス送給装置１３０は、一対の成形ロール１１０の実質的に上方に配置することができる。第１の成形ロール１１２は第１の半径方向軸１２２を含むことができ、第２の成形ロール１１４は第２の半径方向軸１２４を含むことができる。第１の成形ロールは第１の半径方向軸１２２の周りを回転するように動作可能とすることができ、第２の成形ロール１１４は第２の半径方向軸１２４の周りを回転するように動作可能とすることができる。幾つかの実施形態では、第１の半径方向軸１２２及び第２の半径方向軸１２４は水平に位置合わせすることができる。

【0014】

第１の成形ロール１１２及び第２の成形ロール１１４は、本明細書で成形ギャップ１２０と称される領域によって分離することができる。成形ギャップ１２０は、第１の成形ロール１１２と第２の成形ロール１１４との間の、それらの最も近い点又はその近くの領域を含む。成形ギャップ１２０は、第１の成形ロール１１２と第２の成形ロール１１４との間で測定される幅１４８を有する。一対の成形ロール１１０が水平に位置合わせされる実施形態では、成形ギャップ１２０の幅１４８は、水平方向で測定される。１つ以上の実施形態では、第１の成形ロール１１２のいずれの部分も、第２の成形ロール１１４のいずれかの部分と接触しない。追加の実施形態では、成形ロール１１０の縁部は互いに接触するが、成形ロール１１０は、溶融ガラス１４０が該成形ロール１１０と接触する成形ギャップ１２０を形成するような形状をしている。

【0015】

溶融ガラス送給装置１３０は、一対の成形ロール１１０の上面１１６、１１８に溶融ガラス１４０の供給を提供することができる。溶融ガラス送給装置１３０は、溶融ガラスが成形ギャップ１２０上に直接供給されるように、第１の成形ロール１１２及び第２の成形ロール１１４に対して位置づけることができる。他の実施形態では、溶融ガラス送給装置１３０は、成形ギャップ１２０上の正確に中心に配置しなくてもよく、溶融ガラスを第１の成形ロール１１２と第２の成形ロール１１４とによって形成される「谷」へと吐出するように位置づけられてもよい。

【0016】

図１～３は、溶融ガラス送給装置１３０をパイプ１３２として示しているが、溶融ガラス１４０は、任意の適切な装置による任意の適切なガラス送給方法を使用して送給することができる。例えば、溶融ガラス１４０は、るつぼ又は予め成形された取鍋からバッチで一対の成形ロール１１０に送給することができる。別の実施形態では、溶融ガラス１４０は、フィッシュテイルオリフィス、スロットオリフィス、溶融成形アイソパイプ、又は押出炉からのガラス流として一対の成形ロール１１０に連続的に供給されうる。

【0017】

図１～３に示されるように、溶融ガラス１４０は、単一のパイプ１３２を介して供給することができる。本明細書に記載されるように、溶融ガラスを実質的に一次元で送給するパイプ又は他の導管手段は、点源送給装置と呼ばれる。例えば、実質的に円筒形のチューブ、導管、ホース、本管、ダクト、ライン、チャネル、パイプライン、及びドレーンはすべて、点源送給装置と見なされる。１つ以上の実施形態によれば、約４ｍｍ～約１５ｍｍの直径を有するパイプ１３２が利用されうる。しかしながら、成形されたガラスシート１７０の所望の幅及び厚さに基づいて、パイプ直径の他のサイズ及び部分範囲が企図されている。

【0018】

他の実施形態では、溶融ガラス１４０は複数の点源によって送給することができる。例えば、図４及び５に示されるように、溶融ガラス送給装置１３０は、第１のパイプ１９４、第２のパイプ１９６、及び第３のパイプ１９８など、複数のパイプを含むことができる。複数のパイプ１９４、１９６、１９８は、成形ギャップ１２０の主要な長さに沿って（成形ギャップ１２０の幅１４８に対して垂直に）配置されうる。

【0019】

追加の実施形態では、溶融ガラス１４０は非点源送給装置によって送給することができる。例えば、図６及び７は、フィッシュテイルオリフィス又はスロットオリフィスなどの細長い開口の送給装置１９２を示している。細長い開口の送給装置１９２の主要な長さは、成形ギャップ１２０の主要な長さに沿って（成形ギャップ１２０の幅１４８に対して垂直に）配置されうる。１つ以上の実施形態によれば、約０．５ｍｍ～約３ｍｍの幅を有する細長い開口の送給装置を利用することができる。しかしながら、成形されたガラスシート１７０の所望の幅及び厚さに基づいて、他のサイズ及び部分範囲の幅が企図されている。

【0020】

追加の実施形態によれば、溶融ガラスが溶融ガラス送給装置１３０から出る点は、第１の成形ロール１１２及び第２の成形ロール１１４の上縁部より下でありうる。しかしながら、溶融ガラスが溶融ガラス送給装置１３０を出る点は、パドル１４２のレベルより上に維持されるのに十分に高くなければならず、それにより、十分なパドルを達成することができ、したがって所望のガラスの幅１７４を達成することができる。

【0021】

本明細書に記載される実施形態によれば、溶融ガラス１４０は、溶融ガラス送給装置１３０から出るときに、約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有しうる。追加の実施形態によれば、溶融ガラス１４０は、溶融ガラス送給装置１３０から出るときに、約１５０ポアズ（約１５Ｐａ・ｓ）以下、約１００ポアズ（約１０Ｐａ・ｓ）以下、約７５ポアズ（約７．５Ｐａ・ｓ）以下、約５０ポアズ（約５Ｐａ・ｓ）以下、約２５ポアズ（約２．５Ｐａ・ｓ）以下、約２０ポアズ（約２．０Ｐａ・ｓ）以下、約１５ポアズ（約１．５Ｐａ・ｓ）以下、又はさらには約１０ポアズ（約１．０Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有しうる。溶融ガラス１４０は、第１の成形ロール１１２の上面１１６及び第２の成形ロール１１４の上面１１８にあるとき、並びに成形ギャップ１２０を通過するときに、開示されたこれらの粘度のいずれかを有しうる。

【0022】

幾つかの実施形態では、形成されるガラス組成物が比較的低い液相粘度を有しうることから、本明細書に開示される比較的低い粘度を利用することができる。結晶相が発達し始める温度は、液相温度として知られている。液相温度における特定のガラス組成物の粘度である液相粘度の観点から、結晶化点においてキャストすることもできる。概して、溶融ガラス送給装置１３０からパドル１４２に送出されるときの溶融ガラス１４０の粘度は、結晶化が防止されるように、溶融ガラス１４０の液相粘度よりも低くすることができる。本明細書で説明するように、溶融ガラス１４０及び／又は成形されたガラスシート１７０の液相粘度は、約１５０ポアズ（約１５Ｐａ・ｓ）以下、約１００ポアズ（約１０Ｐａ・ｓ）以下、約７５ポアズ以下、約５０ポアズ（約５Ｐａ・ｓ）以下、約２５ポアズ（約２．５Ｐａ・ｓ）以下、約２０ポアズ（約２．０Ｐａ・ｓ）以下、約１５ポアズ（約１．５Ｐａ・ｓ）以下、又はさらには約１０ポアズ（約１．０Ｐａ・ｓ）以下でありうる。このような比較的低い液相粘度は、比較的高い屈折率を有する一部のガラスでは一般的でありうる。

【0023】

本明細書に開示されるプロセスによれば、溶融ガラス１４０は、第１の成形ロール１１２の上面１１６及び第２の成形ロール１１４の上面１１８の上にパドル１４２（本明細書では時折プールと呼ばれる）を形成することができる。パドル１４２の形成により、ガラスが溶融ガラス送給装置１３０の周囲を通り過ぎ、パドルの長さにわたって（つまり、成形ギャップ１２０の幅１４８に垂直な方向に）延びることができる。すなわち、パドルの長さは、成形されるガラスシート１７０の幅１７４によって決定されうる。したがって、プールが増えることにより、より広い幅のガラスシート１７０が可能となる。加えて、パドル形成することにより、溶融ガラス１４０の不規則な流れが溶融ガラス送給装置１３０から送給されている間でさえ、ガラスシート１７０の一貫した連続的な成形を可能にしうる。例えば、溶融ガラス１４０の質量流量が変動してもなお、ガラスシート１７０を連続して成形することができる。

【0024】

本明細書に記載される実施形態によれば、一対の成形ロール１１０は、溶融ガラス１４０からガラスシート１７０を連続的に成形するために回転させることができる。図１に示されるように、第１の成形ロール１１２及び第２の成形ロール１１４は、ガラスシート１７０の成形を容易にするために、互いに対して反対方向に回転させることができる。溶融ガラス１４０は、成形ギャップ１２０を通過し、幾らか粘性のある状態で成形ギャップ１２０の下方へと出ることができる。溶融ガラス１４０が成形ギャップ１２０を通過した後、ガラスは固体状態へと冷却されうる。

【0025】

１つ以上の実施形態によれば、一対の成形ロール１１０は、ガラスシート１７０の所望の速度を形成するのに適した回転速度で回転させることができる。例えば、本明細書に開示されるガラス成形プロセスは、約２０ポンド／時－インチ（約３．５７ｋｇ／時－ｃｍ）から約１５０ポンド／時－インチ（約２６．８ｋｇ／時－ｃｍ）の範囲の単位幅当たりの質量流量で行われうる。しかしながら、本明細書では、ガラスの組成及び所望のガラスシート寸法に基づいて、他の成形速度が企図される。幾つかの実施形態では、成形ロール１１０は、少なくとも約１０ｍ／分、少なくとも約１１ｍ／分、少なくとも約１２ｍ／分、少なくとも約１３ｍ／分、少なくとも約１４ｍ／分、少なくとも約１５ｍ／分、少なくとも約１６ｍ／分、少なくとも約１７ｍ／分、少なくとも約１８ｍ／分、少なくとも約１９ｍ／分、又はさらには少なくとも約２０ｍ／分を生成するような速度で回転することができる。

【0026】

成形ギャップ１２０の下方での溶融ガラス１４０の冷却は、溶融ガラス１４０を成形ギャップ１２０において一対の成形ロール１１０と接触させることによって可能にすることができる。一対の成形ロール１１０は、プールされた溶融ガラス１４０の温度より低いが、依然として周囲温度より高い温度を有しうる。例えば、第１の成形ロール１１２及び／又は第２の成形ロール１１４は、約４５０℃～約５００℃の温度を有しうる。ヒータ、熱交換器などを利用して、一対の成形ロール１１０の温度を正確に制御してもよい。幾つかの実施形態では、成形ロール１１０は、溶融ガラス１４０との接触によってのみ加熱されうる。追加の実施形態では、成形ロール１１０は、冷却流体又は他の冷却手段によって溶融ガラス１４０の温度よりも低い温度に維持することができる。

【0027】

１つ以上の実施形態によれば、成形ロール１１０は、均一な成形ギャップ１２０を維持するように設計されうる。例えば、成形ロール１１０は、１０μｍ以内、５μｍ以内、又はさらに良好な半径方向の均一性を有するように正確に機械加工されうる。

【0028】

追加の実施形態では、成形ロール１１０は、該成形ロール１１０の一部分への熱膨張が考慮されるように形作ることができる。理論に縛られはしないが、成形ロール１１０が溶融ガラス１４０に接触すると、それらは通常の非接触温度と比較して加熱されて、熱膨張が生じる。この熱膨張は通常、成形ロール１１０全体にわたって一定ではない。例えば、膨張は、成形ロール１１０の中央部分でより大きくなりうる。したがって、成形ロール１１０は、増加した熱膨張を考慮して、周囲温度条件では、幾つかの領域（成形ロール１１０の中央部分の領域など）でわずかに小さい直径を有しうる。形状補償を利用しない場合には、ガラスシート１７０の縁部の近くでより厚く、中央部分でより薄いガラスシートが形成されうる。少なくとも１つの成形ロール１１０の一定ではないロール直径を有することにより、これが補償されうる。

【0029】

１つ以上の実施形態によれば、成形ギャップ１２０は約８００μｍ以下の幅１４８を有する。追加の実施形態では、成形ギャップ１２０は、約７００μｍ以下、約６００μｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下、又はさらには約１００μｍ以下の幅１４８を有する。追加の実施形態では、成形ギャップ１２０は、約１００μｍ以上、約２００μｍ以上、約１００μｍ以上、約３００μｍ以上、約４００μｍ以上、約５００μｍ以上、約６００μｍ以上、又はさらには約７００μｍ以上の幅１４８を有する。追加の実施形態によれば、成形ギャップ１２０は、本明細書に開示されているいずれかの上限のうちの一の上限と、本明細書に開示されているいずれかの下限のうちの一の下限との範囲を有する幅１４８を有しうる。本明細書で説明するように、成形ギャップ１２０の幅１４８は、ロールの加熱に起因して生じうる熱膨張を考慮するために、ガラス成形中に測定される。

【0030】

溶融ガラス１４０が成形ギャップ１２０を通過すると、ガラスシート１７０が形成される。ガラスシート１７０は、成形ギャップの幅１４８、縁部１７６、及び表面１７８に垂直な方向に測定した幅１７４を有する。加えて、ガラスシート１７０は、成形ギャップの幅１４８と同じ方向に測定した厚さ１７２を有する。

【0031】

１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、成形ギャップ１２０を通過した直後の幅とほぼ同じ厚さ１７２を有する。したがって、１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、成形ギャップ１２０の幅に関して本明細書に開示されている範囲のいずれかの成形ギャップ１２０を通過した直後の厚さ１７２を有する。例えば、１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、成形ギャップ１２０を通過した直後に、約７００μｍ以下、約６００μｍ、以下約５００μｍ、以下約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下、又はさらには約１００μｍ以下の厚さ１７２を有する。追加の実施形態では、ガラスシート１７０は、成形ギャップ１２０を通過した直後に、約１００μｍ以上、約２００μｍ以上、約１００μｍ以上、約３００μｍ以上、約４００μｍ以上、約５００μｍ以上、約６００μｍ以上、又はさらには約７００μｍ以上の厚さ１７２を有する。追加の実施形態によれば、ガラスシート１７０は、本明細書に開示されているいずれかの上限のうちの一の上限と、本明細書に開示されているいずれかの下限のうちの一の下限との範囲を有する厚さ１７２を有する。

【0032】

１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０の厚さ１７２は約３０μｍ以下で変動する。例えば、成形されたガラスシート１７０の厚さ１７２は、約２０μｍ以下、又はさらには約１０μｍ以下で変動する。本明細書で説明するように、ガラスシート１７０の厚さ１７２の変動は、厚さ測定の２つの別個の点におけるガラスシート１７０の厚さの差を指す。

【0033】

１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は約５０μｍ以下のたわみを有する。例えば、１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、約４０μｍ以下、約３０μｍ以下、約２０μｍ以下、又はさらには約１０μｍ以下のたわみを有する。本明細書で用いられる場合、ＡＳＴＭ Ｆ１３９０で説明されているように、「たわみ」とは、基準面からのメジアン表面の最大距離と最小距離の差を指す。

【0034】

幾つかの実施形態によれば、ガラスシート１７０は、成形ロール１１０の上方の溶融ガラス１４０のパドルの長さにほぼ等しい幅１７４を有する。追加の実施形態では、ガラスシート１７０は成形ロール１１０の上方の溶融ガラス１４０のパドルの長さより短い幅１７４を有する。例えば、一実施形態では、ガラスシート１７０は、成形ギャップ１２０から出るときに、張力状態に保持される。成形ロール１１０の下方の任意選択的な追加のローラは、ガラスシート１７０を引っ張り、それを幾らか伸ばすことができる。成形ギャップ１２０から出るガラスシート１７０は、該ガラスシート１７０を下向きに駆動するポスト成形ローラによって誘導され、張力をかけられ、通常、ガラスシート１７０にその速度を付与する。この速度は、成形ロール１１０の速度を上回っていてもよい。しかしながら、１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０の速度は、成形ロール１１０の速度の約５０％以内、約４０％以内、約３０％以内、約２０％以内、約１０％以内、又はさらには約５％以内である。この伸張は、成形ギャップ１２０の寸法と比較して、幅１７４又は厚さ１７２をわずかに減少させることができる。１つ以上の実施形態によれば、処理後のガラスシート１７０の厚さ１７２及び／又は幅１７４は、成形ギャップ１２０の対応する寸法の約３０％以内、約２０％以内、約１０％以内、又はさらには約５％以内である。

【0035】

例えば約５０ｍｍ～約５００ｍｍなど、さまざまな幅１７４が企図されている。例えば、１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、約１００ｍｍ～約２００ｍｍの幅１７４を有する。１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、約５０ｍｍ以上、約１００ｍｍ以上、約１５０ｍｍ以上、約２００ｍｍ以上、約３００ｍｍ以上、又はさらには約５００ｍｍ以上、約４００ｍｍ以下、約３００ｍｍ以下、約２００ｍｍ以下、又はさらには約１００ｍｍ以下、若しくはこれらの境界によって画成される任意の範囲又は部分範囲の幅１７４を有する。

【0036】

ガラスシート１７０は、ガラスシート１７０の幅１７４をガラスシートの厚さ１７２で割った商として定義されるアスペクト比を有しうる。１つ以上の実施形態では、ガラスシートは、約１００以上、約２００以上、約３００以上、約４００以上、約５００以上、約７５０以上、約１０００以上、約１２５０以上、又はさらには約１５００以上のアスペクト比を有する。

【0037】

ガラスシートは比較的高い屈折率を有しうる。例えば、１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０の屈折率は、約１．７以上、約１．７２以上、約１．７４以上、約１．７６以上、約１．７８以上、又はさらには約１．８以上である。

【0038】

ガラスシート１７０の成形に続いて、１つ以上の成形後の工程が、開示されたガラス成形プロセスに含まれうる。しかしながら、成形後の工程は、ガラスシート１７０の厚さ１７２を実質的に変更しなくてよいものと理解されたい。１つ以上の実施形態では、ガラスシート１７０は、実質的に垂直方向から実質的に水平方向へと回転される。別の実施形態では、リボンは、個別のシートへと分離するのに十分に冷却されるまで、実質的に垂直に保たれる。追加の実施形態では、ガラスシート１７０は、まだわずかに粘性がある間に機械的力を印加することによって平坦化され、完全に弾性の状態に達するまでガラスシート１７０は誘導され、及び／又はガラスシート１７０は室温まで（能動的又は受動的に）冷却される。１つ以上の実施形態では、その全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２３日出願の米国仮特許出願第６２／５２４，１９１号明細書、及び２０１７年１０月３１日出願の米国仮特許出願第６２／５７９，５４３号明細書に開示されるものなどの非接触支持体が利用されている。

【0039】

ガラスシート１７０は、室温に冷却後又はまだ高温の間に切断することができる。一実施形態では、ガラスシート１７０はウエハへと切断される。例えば、１つ以上の実施形態では、成形されたガラスシート１７０から切断されたウエハは、直径１００ｍｍのウエハ、直径１５０ｍｍのウエハ、直径２００ｍｍのウエハ、又は直径３００ｍｍのウエハである。

【0040】

図８は、成形ロールからのガラスの出口に続く、ガラスの能動的な加熱を伴うさらなる実施形態を示している。ガラスシート成形装置２００は、第１の成形ロール２１２と第２の成形ロール２１４との間の成形ギャップ２２０に溶融ガラス２４０を送給してガラスシート２７０を成形する、溶融ガラス送給装置２３０を含む。ガラスシート２７０は、ヒータ２３５によって加熱され、空気軸受装置２４５によって、空気軸受支持体２５０及びローラ２５５に向けられ、ヒータ２６０によって加熱される。空気軸受装置２４５及び空気軸受支持体２５０は、加圧空気の適用を通じてガラスシート２７０の方向を支持及び／又は制御する。ガラスシート２７０の回転は任意選択的であることに留意されたい。ヒータ２３５及びヒータ２６０へのガラスシート２７０の曝露は、ガラスシート２７０の冷却速度の制御を可能にする。ヒータ２３５及び２６０は、５０℃超、又は１００℃超、又は１５０℃超、又は２００℃超、又は５０℃～５００℃の範囲、又は７５℃～４００℃の範囲、又は１００℃～３００℃の範囲の温度で動作する。ヒータ２３５及び２６０によって供給される熱は、ガラスシート２７０の冷却速度を遅くし、ガラスシート２７０の応力を低減する。一実施形態では、ガラスシート２７０は加熱されて、ガラスシート２７０が成形ギャップ２２０から出た後少なくとも０．７５ｍの距離において１０^１０ポアズ（１０^９Ｐａ・ｓ）未満の粘度を維持する。制御された冷却に続いて、ガラスシート２７０は冷却器２６５及び２７０に向けられる。ガラスシート２７０のパーツ２７５への分離は、ガラスシートの温度がアニール点より低い場合に行われる。

【実施例】

【0041】

以下の実施例によって、さまざまな実施形態がさらに明らかになるであろう。ガラスを約１０ポアズの粘度で貴金属のるつぼから一対の回転ロールの上に注いだ。ロールは、その中央領域に、互いに閉じたときに０．３ｍｍのギャップを残すように設計されたアンダーカットを有していた。表１は、さまざまな圧延速度におけるガラスシートの厚さを示している。データは、圧延速度が適切に調整されると、ガラスシートの所望の厚さを達成することができることを示している。また、データから、より小さいギャップ（例えば、０．２ｍｍ）をロール間に用いた場合に、約０．２ｍｍの厚さのガラスシートを十分な圧延速度で製造することができると推定することもできる。加えて、データから、所与の圧延速度について、加熱圧延がガラスシートの厚さの低下をもたらしたとことがわかる。示された特定の実施例では、加熱圧延で得られたガラスシートの厚さは、成形ギャップの寸法よりも小さかった。

【0042】

【表1】

【0043】

本明細書で用いられる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。よって、例えば、ある１つの（ａ）「構成要素」への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含む。

【0044】

本明細書で使用される方向用語（例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部）は、描かれた図を参照してのみ作られており、絶対的な方向を意味することは意図していない。

【0045】

本明細書で使用される用語「実質的な」、「実質的に」、及びそれらの変形は、記載された特徴が値又は説明に等しい又はほぼ等しいことを示すことが意図されている。例えば、「実質的に平坦な」表面は、平坦な又はほぼ平坦な表面を示すことが意図されている。さらには、「実質的に」は、２つの値が等しいかほぼ等しいことを示すことが意図されている。幾つかの実施形態では、「実質的に」は、互いの約１０％以内、例えば、互いの約５％以内、又は互いの約２％以内などの値を意味しうる。

【0046】

本明細書では、範囲は、「約」１つの特定の値から、及び／又は「約」別の特定の値までとして表現することができる。本明細書で用いられる場合、用語「約」とは、量、サイズ、配合、パラメータ、及び他の量及び特性が正確ではなく、かつ、正確である必要はなく、許容誤差、変換係数、四捨五入、測定誤差など、及び当業者に知られている他の要因を反映して、必要に応じて近似及び／又はより大きく又はより小さくてもよいことを意味する。範囲の値又は端点を説明する際に「約」という用語が使用される場合、本開示は、言及される特定の値又は端点を含むと理解されるべきである。明細書の範囲の数値又は端点が「約」を記載しているかどうかにかかわらず、範囲の数値又は端点は、「約」によって修飾されたものと、修飾されていないものの２つの実施形態を含むことが意図されている。さらには、範囲の各々の端点は、他の端点に関連して、及び他の端点とは独立してのいずれにおいても重要であることが理解されよう。

【0047】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0048】

実施形態１
ガラスシートを成形する方法において、該方法が、
一対の成形ロールの上面に溶融ガラスの供給を提供する工程であって、前記一対の成形ロールが成形ギャップによって離間されており、前記成形ギャップが約８００μｍ以下の幅を有しており、前記溶融ガラスが約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有する、工程；
前記一対の成形ロールを回転させて、前記溶融ガラスからガラスシートを連続的に成形する工程であって、前記ガラスシートが、前記成形ギャップを通過した直後に約８００μｍ以下の厚さを有する、工程
を含む、方法。

【0049】

実施形態２
前記ガラスシートが、約１．７以上の屈折率を有するガラス組成物を含む、実施形態１に記載の方法。

【0050】

実施形態３
前記ガラスシートが前記成形ギャップの幅に垂直な方向に測定された幅を有しており、前記ガラスシートの前記幅の前記ガラスシートの前記厚さに対する比が約１００以上である、実施形態１又は２に記載の方法。

【0051】

実施形態４
前記ガラスシートが、約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の液相粘度を有するガラス組成物を含む、実施形態１～３のいずれかに記載の方法。

【0052】

実施形態５
前記ガラスシートの前記厚さが約３０μｍ以下で変動する、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【0053】

実施形態６
前記成形ロールが互いに水平に配置されている、実施形態１～５のいずれかに記載の方法。

【0054】

実施形態７
前記成形ロールのいずれの部分も互いに接触しない、実施形態１～６のいずれかに記載の方法。

【0055】

実施形態８
前記溶融ガラスが前記一対の成形ロールの上面にプールを形成する、実施形態１～７のいずれかに記載の方法。

【0056】

実施形態９
前記溶融ガラスが単一の点源から供給される、実施形態１～８のいずれかに記載の方法。

【0057】

実施形態１０
前記単一の点源がパイプである、実施形態９に記載の方法。

【0058】

実施形態１１
前記溶融ガラスが複数の点源から供給される、実施形態１～８のいずれかに記載の方法。

【0059】

実施形態１２
前記複数の点源が前記成形ギャップの主要な長さに沿って配置される、実施形態１１に記載の方法。

【0060】

実施形態１３
前記ガラスシートを切断する工程をさらに含む、実施形態１～１２のいずれかに記載の方法。

【0061】

実施形態１４
前記ガラスシートがウエハへと切断される、実施形態１３に記載の方法。

【0062】

実施形態１５
前記ガラスシートをヒータに向ける工程をさらに含み、該ヒータが１００℃を超える温度で動作するように構成される、実施形態１～１４のいずれかに記載の方法。

【0063】

実施形態１６
前記ガラスシートが、前記成形ギャップから少なくとも０．７５ｍの距離において１０^１０ポアズ（１０^９Ｐａ・ｓ）未満の粘度を有する、実施形態１５に記載の方法。

【0064】

実施形態１７
高屈折率ガラスシートを成形する方法であって、該方法が、
一対の成形ロールの上面に溶融ガラスの供給を提供する工程であって、前記一対の成形ロールが成形ギャップによって離間されており、前記成形ギャップが約８００μｍ以下の幅を有しており、前記溶融ガラスが約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有する、工程；
前記一対の成形ロールを回転させて、前記溶融ガラスからガラスシートを連続的に成形する工程であって、前記ガラスシートが、前記成形ギャップを通過した直後に約８００μｍ以下の厚さを有する、工程
を含み、
前記ガラスシートのガラス組成物が、約１．７以上の屈折率及び約２００ポアズ（約２０Ｐａ・ｓ）以下の液相粘度を有する、
方法。

【0065】

実施形態１８
前記溶融ガラスが約５０ポアズ（５Ｐａ・ｓ）以下の粘度を有する、実施形態１７に記載の方法。

【0066】

実施形態１９
前記ガラスシートの前記ガラス組成物が約１．７５以上の屈折率を有する、実施形態１７又は１８に記載の方法。

【0067】

実施形態２０
前記ガラスシートの前記ガラス組成物が約５０ポアズ（５Ｐａ・ｓ）以下の液相粘度を有する、実施形態１７～１９のいずれかに記載の方法。

【0068】

実施形態２１
前記ガラスシートが、前記成形ギャップを通過した直後に約４００μｍ以下の厚さを有する、実施形態１７～２０のいずれかに記載の方法。

【0069】

実施形態２２
前記ガラスシートをヒータに向ける工程をさらに含み、該ヒータが１００℃を超える温度で動作するように構成される、実施形態１７～２１のいずれかに記載の方法。

【0070】

実施形態２３
前記ガラスシートが、前記成形ギャップから少なくとも０．７５ｍの距離において１０^１０ポアズ（１０^９Ｐａ・ｓ）未満の粘度を有する、実施形態２２に記載の方法。

【符号の説明】

【0071】

１００，２００ ガラスシート成形装置
１１０ 一対の成形ロール
１１２，２１２ 第１の成形ロール
１１４，２１４ 第２の成形ロール
１２０ 成形ギャップ
１２２ 第１の半径方向軸
１２４ 第２の半径方向軸
１３０，２３０ 溶融ガラス送給装置
１３２ 単一のパイプ
１４０，２４０ 溶融ガラス
１４２ パドル
１４８ 成形ギャップの幅
１７０ ガラスシート
１７２ ガラスシートの厚さ
１７４ ガラスシートの幅
１７６ 成形ギャップの縁部
１７８ 成形ギャップの表面
１９２ 細長い開口の送給装置
１９４，１９６，１９８複数のパイプ
２３５，２６０ ヒータ
２４５ 空気軸受装置
２５０ 空気軸受支持体
２５５ ローラ
２６５ 冷却器
２７０ ガラスシート／冷却器
２７５ パーツ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】