CN103068755B - 用于成形玻璃基材的设备和方法 - Google Patents

Abstract

揭示了用于成形大致平坦玻璃基材的设备和方法。该玻璃基材支承在成形体上，该成形体具有大致平坦中心部分和弧形边缘部分。该基材通过适当的辐射热源加热，其中热屏蔽件用于屏蔽玻璃基材的中心定位表面，从而仅玻璃基材的边缘部分被加热和软化。重力使玻璃基材边缘部分下垂并符合成形体的形状。在某些实施例中，将成形件压抵玻璃基材边缘部分以辅助相符。在某些其它实施例中，通过成形模使多个玻璃基材顺次变形。

Description

用于成形玻璃基材的设备和方法

要求在先提交的美国申请的优先权

本申请要求要求2010年8月30提交的美国临时申请序列号第61/378,114的权益。该文献的内容和本文提到的公开物、专利和专利文献的全部内容以参见的方式纳入本文。

领域

本发明涉及成形玻璃基材的方法和设备，且更具体来说涉及在玻璃基材的边缘部分形成弯曲表面的方法和设备。

背景

过去，通常通过加热并压制、或加热或软塌来完成各单片玻璃板的成形。即，单片玻璃板被加热到适当的成形温度，然后被压制以获得最终形状。或者，板被放置在模具中、加热，并允许经由重力（使软塌）来符合所想要的形状。这些方法限于影响整个板的大半径弯曲，并在汽车挡风玻璃的成形中广泛地采用。

近来，显示器工业中的趋势指向日益变薄的装置。一个这种示例是电视机的发光二极管背光，相比于先前的冷阴极荧光光，这允许显著更薄的装置。对总体产品，正在采取其它步骤来显著地降低或消除围绕显示器的框架或外框来提供简单的、更简洁的外观。生产该类型的产品的一个方法是包括围绕产品前部且尤其是产品的边缘区域包裹的面板或覆盖玻璃。

发明内容

根据一实施例，揭示了一种成形玻璃基材的方法，该方法包括：将大致平坦玻璃基材定位在成形体与热屏蔽件之间，成形体具有与玻璃基材接触的接触表面，且其中成形体接触表面包括平坦中心部分和弧形边缘部分；加热大致平坦玻璃基材，其中在加热期间，热屏蔽件屏蔽大致平坦玻璃基材的中心部分，但露出大致玻璃基材的边缘部分，使得仅边缘部分由于加热而软化；以及其中加热使边缘部分变形并与成形体边缘部分接触，同时基材的中心部分保持大致平坦。

在某些实例中，在加热期间，热屏蔽件可与大致平坦玻璃板接触。

该方法还可包括将成形件压抵大致平坦玻璃基材的边缘部分以使玻璃基材边缘部分符合成形体边缘部分。可通过设置在成形体内的通道对玻璃基材边缘部分施加真空，从而将玻璃基材边缘部分抽吸和保持成抵靠成形体边缘部分。

某些方法可包括产生成形模与堆叠组件之间的相对运动，该堆叠组件包括多个大致平坦玻璃基材和多个成形模，使得多个玻璃基材的边缘部分通过成形模的弧形接触表面顺次变形并压抵多个成形体的弧形边缘部分。在其它实施例中，成形模的接触表面可以是平坦的，且定向成使得相对于垂直平面成角度。

在又一实施例中，描述了一种成形玻璃基材的设备，包括：成形体，该成形体包括第一表面，其中成形体第一表面包括平坦中心部分和弧形边缘部分；热屏蔽件，该热屏蔽件设置在热源与成形体之间，从而将玻璃基材的由成形体第一表面支承的一部分与从热源发出的热辐射屏蔽。该成形体可包括与真空源连通的通道，从而可对玻璃基材的边缘部分施加真空。

成形设备还可包括成形件，该成形件构造成将玻璃基材的边缘部分压抵成形体的弧形边缘部分。成形件包括与成形体的弧形边缘部分大致互补的弧形表面，设备可包括多个成形体，多个成形体用于将多个玻璃基材支承在多个成形体之间；以及成形模，成形模包括接触表面，该接触表面构造成使得接触表面在成形模与多个成形体之间产生相对运动时与多个玻璃基材的边缘部分顺次接触并使边缘部分变形。成形模可包括用于加热多个玻璃基材的边缘部分的加热元件。

本发明的另外的特征和优点在下面的详细说明中予以阐述，并且对于本领域技术人员而言，一部分可从说明中变得明白或通过实施在此所述的本发明得以认知。包括附图以提供本发明的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。应理解，说明书中和附图中揭示的本发明的各种特征可单独使用和组合使用。

附图的简要描述

图1是诸如电视机显示器的装置的一部分的剖视边缘视图，示出为从顶部向下看该装置，并具有局部挪开而示出的环绕面板。

图2是成形玻璃基材，且具体来说在玻璃基材上形成弓形边缘的设备的剖视图，其中，热屏蔽件不接触玻璃基材。

图3是成形玻璃基材的另一设备的剖视图，其中，热屏蔽件接触玻璃基材。

图4是成形玻璃基材的设备的又一实施例的剖视图，其中，成形件用于抵抗成形体压制玻璃基材的边缘部分。

图5是成形玻璃基材的设备的又一实施例，其中，成形体中的真空通道用于辅助成形件将玻璃基材的边缘部分压入与成形体接触。

图6A-6B是示出抵抗布置在具有多个成形体和热屏蔽件的堆叠件中的多个玻璃基材的边缘部分施加的具有弓形成形表面的成形模具的连续操作的剖视图。

图7是成形玻璃基材的设备的实施例的剖视侧视图，类似于图6A-6B中的设备，除了成形模具的接触多个玻璃基材的成形表面相对于垂直平面倾斜。

详细描述

在以下详细描述中，为了解释而非限制的目的，陈述公开具体细节的示例实施例以提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的普通技术人员在借鉴了本文所揭示的内容之后，对他们来说显而易见的是，可以不偏离本文所揭示具体细节的其它实施例来实践本发明。此外，关于已知器件、方法及材料的描述可被省略，以便于不混淆本发明的描述。最后，尽可能用相同的附图标记来标示相同的构件。

图1中所示的是诸如电视机或计算机显示器的显示器产品10的边缘部分，说明将安装到显示装置14的前部（观众侧）的环绕覆盖玻璃12的放置。该产品的边缘部分以当人们在装置上向下看时的横截面示出。环绕的意思是覆盖玻璃的弯曲边缘部分16偏离玻璃覆盖板表面的主要部分的平面。当被放置在适当的显示器产品上方时，覆盖玻璃的弯曲边缘部分16围绕显示器装置的厚度的至少一部分包裹或折叠。最终结果是平滑的、美观的显示器前部。这种覆盖玻璃板的制造是下面发明的目的。

图2示出根据第一实施例的成形初始基本平坦玻璃基材21的设备20。如这里所使用的，基本平坦玻璃基材是包括两个主要平行表面的玻璃板，两个平行表面之间的厚度较佳地小于1mm，且其中相对于平面的失重偏离不大于约500m。失重意思是玻璃基材在失重时的形状，否则重力会扭曲或弯曲基材的形状。设备20包括模具或成形体22，该模具或成形体22具有在其表面的主要区域上大致平坦的上表面24，但具有弧形边缘部分26。设备20还包括设置在成形体22与诸如辐射热源30的热源之间的热屏蔽件28。辐射热源可以是能够辐射足够热量以软化大致平坦玻璃基材21的任何适当热源。例如，辐射热源可以是红外热源、诸如一个或多个红外灯，或者热源可包括电阻加热元件。辐射热源将热能（由箭头32总地表示）沿朝向由成形体22支承的大致平坦玻璃基材21的第一表面34的方向引导。阻挡辐射热能32照射由热屏蔽件28屏蔽的玻璃基材21的内部表面部分。即，玻璃基材的第一表面在玻璃基材边缘部分36内侧的主要区域面向热源。但是，热屏蔽件28尺寸做成使得由热源30发出的辐射热能32仅照射在玻璃基材21的延伸超出热屏蔽件28的边缘部分36上。可使用其它辐射热源38将辐射热能40沿朝向大致平坦玻璃基材21的第二表面42的方向引导，该第二表面42与第一表面34相反并平行。边缘部分36被足够量的辐射热能32，且可选地被辐射热能40加热致使边缘部分的粘度减小，且边缘部分变形。也就是说，大致平坦玻璃基材的边缘部分36通过来自照射辐射能的热量软化并通过重力变形，使得它们符合成形体边缘部分26的弧形形状。因此，形成具有大致平坦内表面（边缘部分内侧）和弧形边缘部分36的玻璃基材。热屏蔽件28的效果是限制玻璃基材的内部表面部分的温度的任何增加，该内部表面部分的温度低于会发生内部表面部分变形的温度。换言之，玻璃基材选择性地被加热，使得内部表面部分保持自然弹性。因此，玻璃基材21的内部表面部分不经受塑性变形，且仍然是最初提供给成形过程的表面光洁度。

在某些实施例中，热屏蔽件28可定位在大致平坦玻璃基材21上方，使得热屏蔽件在成形过程期间不与玻璃基材接触，如图2所示。在其它实施例中，如图3所示，热屏蔽件28与大致平坦玻璃板21（即第一基材表面34）接触放置。但应当指出，在两种情况下热屏蔽件28都不延伸超过大致平坦玻璃基材21的边缘部分36。

在图4所示的又一实施例中，一旦进行对大致平坦玻璃基材21的辐射和加热，就按压成形件43与大致平坦玻璃基材的软化边缘部分36接触，从而使玻璃基材的边缘部分符合成形体22的边缘部分。在某些实施例中，如图5所示，成形体内的通道44用于从适当的真空源向边缘部分36处的第二表面42传送真空，如箭头46所示。该真空有助于将边缘部分36抽吸成与成形体接触。

在又一实施例中，如图6A-6B所示，多个成形体22和大致平坦玻璃基材21以交替垂直布置堆叠以形成堆叠组件48。热屏蔽件28放置在堆叠组件中最顶部大致平坦玻璃基材上方。为了清楚示出设备的其它部件，从图6A、6b和7中省略了辐射加热元件30。如前述实施例中那样，将玻璃基材与由热源30发出的辐射热能屏蔽的热屏蔽件28可与最顶部大致平坦玻璃基材接触或不接触。成形模50定位在堆叠组件周界的上方和外部。成形模可构成如图6A-6B所示的单个模，或多个模。成形模50可包括加热成形模的一个或多个加热元件52。例如，成形模50可包括设置在成形模内的一个或多个电阻加热元件。在一个或多个成形模与成形体和玻璃基材的堆叠组件之间产生相对运动，如箭头54所示。例如，成形模可相对于堆叠组件48移动，或堆叠组件相对于成形模移动，或成形模和堆叠组件都相对于彼此移动。可通过任何适当的移动设备来实现该运动，包括但不限于液压或气动起重器、或电动或液压马达和适当的传动装置。成形模包括当成形模移动到与堆叠组件侧向相邻位置时面向堆叠组件48方向的接触表面56。成形模的接触表面布置成每个玻璃基材的周界与成形模的接触表面之间的距离随着堆叠组件和/或成形模移动而减小。因而，与成形模接触的第一玻璃板21a通过接触表面56逐渐变形，变形的幅度随着成形模与玻璃基材周界之间相对运动的进行而增加。该效果使得当相对运动进行时，每个玻璃基材的边缘部分36顺次变形增加的量，直到玻璃基材的边缘部分与成形体22接触并符合成形体22的形状为止，即大致平坦的内部表面部分和一个或多个弧形边缘。接触表面56可以是弧形表面，或其可以是相对于垂直平面（例如，在图6A中在边缘上看的平面58）以非零角度定向的平坦表面。

给出本发明的优点，对本领域的技术人员来说显然与玻璃基材的边缘部分接触的成形模的表面不一定是弧形的，而是可以替代为如图7所示的倾斜平坦接触表面56。

应该强调本发明的上述各实施例、尤其任何“优选”实施例仅是实现的可能示例，仅为清楚理解本发明的原理而阐述。可对本发明的上述各实施例作出许多变体和修改，而不完全背离本发明的精神和原理。所有这些调整和改变都包括在本文中，包括在本发明和说明书的范围之内，并受到所附权利要求书的保护。

Claims (7)

1.一种成形多个玻璃基材的方法，所述方法包括：

将多个大致平坦玻璃基材定位在多个成形体与热屏蔽件之间，所述多个成形体用于将多个玻璃基材支承在所述多个成形体之间，所述成形体具有与所述玻璃基材接触的接触表面，且其中所述成形体接触表面包括平坦中心部分和弧形边缘部分；

用定位于所述热屏蔽件上方的热源加热所述大致平坦玻璃基材，其中在加热期间，所述热屏蔽件屏蔽所述大致平坦玻璃基材的中心部分，但露出所述大致平坦玻璃基材的边缘部分，使得仅所述玻璃基材的边缘部分由于所述加热而软化，其中所述加热使所述玻璃基材的边缘部分变形并与所述成形体边缘部分接触，同时所述基材的所述中心部分保持大致平坦；

使得成形模与所述多个成形体之间产生相对运动，同时用所述成形模的接触表面与所述多个玻璃基材的边缘部分顺次接触并使所述边缘部分变形。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述加热期间，热屏蔽件与最顶部大致平坦玻璃板接触。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：对所述被加热边缘部分施加真空以将所述被加热边缘部分抽吸成抵靠所述成形体的边缘部分。

4.一种成形多个玻璃基材的设备，包括：

热源；

多个成形体，所述多个成形体用于将多个玻璃基材支承在所述多个成形体之间，所述成形体包括第一表面，其中所述第一表面包括平坦中心部分和弧形边缘部分；

热屏蔽件，所述热屏蔽件定位在所述热源与所述成形体第一表面之间，从而将玻璃基材的由所述成形体第一表面支承的一部分与从所述热源发出的热辐射屏蔽；以及

成形模，所述成形模包括接触表面，所述接触表面构造成使得所述接触表面在所述成形模与所述多个成形体之间产生相对运动时与所述多个玻璃基材的边缘部分顺次接触并使所述边缘部分变形。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述成形体包括与真空源连通的通道。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述成形模包括加热元件。

7.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述接触表面是弧形表面。