通过高分辨率加热改善玻璃条痕的系统和方法技术方案

公开了用于修复由玻璃成型工艺形成的玻璃带中的条痕的系统和方法。所述系统包括产生静态激光束的激光器，所述激光束具有约1μm至约12μm的波长和小于或等于条痕位置处的条痕宽度上的玻璃带的厚度的变化的半峰全宽的光束带宽，该系统还包括光学部件以调节和引导激光束到条痕位置处。方法包括形成玻璃带、识别玻璃带中的条痕以及将激光束引导到条痕位置。激光束在条痕位置加热玻璃带，这降低了玻璃带的粘度，导致玻璃变薄，从而降低了条痕的严重程度。程度。程度。

【技术实现步骤摘要】
通过高分辨率加热改善玻璃条痕的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求依照35U.S.C.
§
119而享有2021年11月23日提交的美国临时申请63/282,370的优先权，所述申请的内容在这里作为依靠并被全部引入以作为参考。


[0003]本说明书总体上涉及用于生产连续玻璃带的玻璃成型工艺，并且更具体地，涉及用于降低由玻璃成型工艺形成的玻璃带上的条痕的严重程度的系统和方法。

技术介绍

[0004]熔融工艺是一种用于形成玻璃带的技术。熔融工艺生产的玻璃带具有相对较少的缺陷，并且表面具有极佳的平整度。因此，熔融工艺被广泛用于生产用于制造电子设备显示器的玻璃底板和其他需要优异平坦度的底板。在熔融工艺中，将熔融玻璃进料到成型体(例如，熔融成型槽)中，该成型体包括沿成型体的底部边缘(例如根部)会聚的成型表面。熔融玻璃流过成型体的成型表面并在根部接合以形成从成型体的根部拉出的具有原始表面的平板玻璃带。熔融工艺可以是下拉工艺或上拉工艺。玻璃带也可以使用流孔拉引工艺或再拉引工艺生产。
[0005]在玻璃带的成型工艺期间，玻璃带可能形成条痕，这些条痕是玻璃带的玻璃厚度随着宽度变化而快速变化的狭窄区域(例如宽度<50毫米(mm))。条痕区域厚度的这些快速变化会导致穿过玻璃带的光失真，例如导致由成品玻璃带或玻璃板制成的电子显示器上显示的图像失真。

技术实现思路

[0006]因此，存在对用于修复由玻璃成型工艺形成的玻璃带中的条痕的系统和方法的持续需求，玻璃成型工艺例如但不限于熔融下拉工艺、熔融上拉工艺、流孔拉引(slot draw)工艺、再拉引工艺或其中玻璃带处于张力之下的其他玻璃带成型工艺。
[0007]在本公开的第一方面，一种用于在玻璃带成型工艺期间修复条痕的方法包括：利用玻璃成型工艺形成玻璃带；保持玻璃带处于张力下；在沿玻璃带的宽度的位置处识别玻璃带的条痕，在该位置处，玻璃带的每单位宽度的玻璃带的厚度的变化率大于或等于约1nm
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。条痕的条痕宽度小于或等于约50mm。该方法进一步包括将激光束引导到条痕位置，其中激光束具有约1μm至约12μm的波长并且激光束加热条痕位置处的玻璃带。加热条痕位置处的玻璃带降低了玻璃带的粘度，以减小条痕位置处的玻璃带的厚度和/或条痕位置处的玻璃带的厚度的变化率。
[0008]本公开的第二方面可包括第一方面，其中激光束具有约10毫瓦每毫米(mW/mm)至约10瓦每毫米(W/mm)的线性平均功率密度。
[0009]本公开的第三方面可以包括第一方面或第二方面，其中在激光束入射到玻璃带上的点处的激光束的光束宽度小于或等于在所述条痕的宽度上的玻璃带的厚度的变化的半
峰全宽，其中所述光束宽度被定义为激光束的1/e2宽度。
[0010]本公开的第四方面可以包括第一至第三方面中的任何一个，其中激光束具有小于或等于约50mm的光束宽度，其中所述光束宽度被定义为在激光束入射到玻璃上的点处的所述激光束的1/e2宽度。
[0011]本公开的第五方面可以包括第一至第四方面中的任何一个，进一步包括确定条痕的宽度、厚度分布、或者两者，并且基于条痕的宽度、厚度分布、或者两者，来调整所述激光束的功率、位置、形状、强度分布或这些的组合中的一个或多个。
[0012]本公开的第六方面可包括第一至第五方面中的任一方面，还包括确定条痕位置处的玻璃带的厚度分布并且基于条痕位置处的玻璃带的厚度分布修改激光束的形状或强度分布中的至少一个。
[0013]本公开的第七方面可以包括第一至第六方面中的任一方面，其中激光束具有顶帽强度分布或高斯强度分布。
[0014]本公开的第八方面可以包括第一至第七方面中的任何一个，进一步包括识别第一条痕和第二条痕，将激光束分成第一光束和第二光束，将所述第一光束引导到所述第一条痕，并且将所述第二光束引导到所述第二条痕。
[0015]本公开的第九方面可以包括第一至第八方面中的任何一个，还包括利用沿着激光束的光束路径反射的视觉激光束来定位激光束。视觉激光束的波长在约400nm至约700nm、约400nm至约550nm、或约500nm至约550nm的范围内。
[0016]本公开的第十方面可以包括第一至第九方面中的任何一个，其中所述条痕是突出条痕并且所述方法包括将激光束引导到所述条痕的中心。
[0017]本公开的第十一方面可以包括第一至第十方面中的任一方面，其中所述条痕是凹陷条痕，并且所述方法包括将激光束分成第一光束和与所述第一光束间隔开的第二光束，并且将所述第一光束和所述第二光束引导到靠近第一条痕的外边缘的位置。
[0018]本公开的第十二方面可以包括第一至第十一方面中的任一方面，其中将激光束引导到条痕处包括将激光束定位在沿条痕的一位置处，在所述位置处，所述玻璃带的玻璃具有在约1x104泊至约7.6x10
7.6
泊的范围内的粘度。
[0019]本公开的第十三方面可以包括第一至第十二方面中的任一方面，其中识别所述条痕包括利用光源照射所述玻璃带，以及识别由于所述条痕的位置处的所述玻璃带的厚度的变化造成的光折射所引起的亮带、暗带或者两者。亮带、暗带或者两者标识所述条痕的位置。
[0020]本公开的第十四方面可以包括第一至第十三方面中的任一方面，其中玻璃成型工艺是熔融拉引工艺。
[0021]本公开的第十五方面可以包括第一至第十四方面中的任何一个，其中将激光束引导到条痕位置包括将激光束引导到玻璃带，其中激光束具有足以产生玻璃带的厚度变化的第一功率水平。将激光束引导到条痕位置还包括测量玻璃带响应于激光束的厚度变化，其中响应于激光束的厚度变化识别激光束在玻璃带上的位置。该方法进一步包括将激光束的位置调整到条痕位置并且将激光束的功率降低到足以修复条痕的第二功率水平。
[0022]本公开的第十六方面涉及一种用于修复玻璃带中的条痕的系统，所述系统包括产生激光束的激光器，所述激光束的波长为约1微米至约12微米且光束宽度小于或等于条痕
位置处的在条痕宽度上的所述玻璃带的厚度的变化的半峰全宽，其中所述光束宽度被定义为所述激光束的1/e2宽度并且在所述激光束入射到所述玻璃带上的点处被确定。所述系统还包括一个或多个光学部件，所述光学部件可操作以改变所述激光束的一个或多个性质。其中，所述激光器和所述一个或多个光学部件被定位以将激光束引导到条痕位置。
[0023]本公开的第十七方面可以包括第十六方面，还包括至少一个分束器，所述分束器可操作以将激光束分成激光束的通过部分和测量部分。
[0024]本公开的第十八方面可以包括第十七方面，还包括功率检测器，其中至少一个分束器可操作以将激光束的通过部分引导到条痕位置，并且将激光束的测量部分引导到功率检测器。
[0025]本公开的第十九方面可以包括第十七或第十八方面中的任一方面，还包括视觉激光器，所述视觉激光器可操作以产生波长在约400n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在玻璃带成型工艺期间修复条痕的方法，所述方法包括：形成所述玻璃带；保持所述玻璃带处于张力下；在沿所述玻璃带的宽度的位置处识别所述玻璃带的第一条痕，在所述位置处，所述玻璃带的每单位宽度的玻璃带的厚度的变化率大于或等于1nm
t
/mm
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，其中所述第一条痕的宽度小于或等于50mm；将激光束引导到所述第一条痕的位置，其中：所述激光束具有1μm至12μm的波长；所述激光束加热所述第一条痕的位置处的所述玻璃带的玻璃；以及加热所述第一条痕的位置处的所述玻璃降低了所述玻璃的粘度，以减小所述第一条痕的位置处的所述玻璃带的厚度和/或所述第一条痕的位置处的所述玻璃带的厚度的变化率。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束具有10毫瓦每毫米(mW/mm)至10瓦每毫米(W/mm)的线性平均功率密度。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在所述激光束入射到所述玻璃上的点处的所述激光束的光束宽度小于或等于在所述第一条痕的宽度上的所述玻璃带的厚度的变化的半峰全宽，其中所述光束宽度被定义为所述激光束的1/e2宽度。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束具有小于或等于50mm的光束宽度，其中所述光束宽度被定义为所述在激光束入射到所述玻璃上的点处的所述激光束的1/e2宽度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括确定所述第一条痕的宽度、厚度分布、或者两者，并且基于所述第一条痕的宽度、厚度分布、或者两者，来调整所述激光束的功率、位置、形状、强度分布或这些的组合中的一个或多个。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束包括顶帽强度分布或高斯强度分布。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：识别第二条痕；将所述激光束分成第一光束和第二光束；以及将所述第一光束引导到所述第一条痕，并且将所述第二光束引导到所述第二条痕。8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括利用沿着所述激光束的光束路径反射的视觉激光束来定位所述激光束，其中所述视觉激光束的波长在400nm至700nm的范围内。9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一条痕是突出条痕，并且所述方法包括将所述激光束引导到所述第一条痕的中心。10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一条痕是凹陷条痕，并且所述方法包括将所述激光束分成第一光束和与所述第一光束间隔开的第二光束，并且将所述第一光束和所述第二光束引导到靠近第一条痕的外边缘的位置。11.根据权利要求1所述的方法，其中识别是第一条痕包括：利用光源照射所述玻璃带；以及识别由于所述第一条痕的位置处的所述玻璃带的厚度的变化造成的光折射所引起的亮带、暗带或者两者，其中所述亮带、暗带或者两者标识所述第一条痕的位置。
12.一种用于修复玻璃带中的条痕的系统，所述系统包括：产生激光束的激光器，所述激光束的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蔚萸，李兴华，迈克尔，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：