JP2010506168A5 - - Google Patents

Description

さらに別の実施形態において、脆性材料のシートを耐久試験する装置が開示される。当該装置は、シートと接触し且つ脆性材料のシートに湾曲部を生じさせる少なくとも１つの湾曲部材を含んでいる。少なくとも１つの湾曲部材の曲率半径は、曲げることによりシートの表面に引き起こされる引張応力が予め決められた強度値に対応し、予め決められた値より大きな強度を有するシートが検出されるように選択される。

３つの厚さのガラスシートを曲げる湾曲部材（例えば、ローラ）の曲率半径（ｃｍ）の関数として引張「耐久試験」応力（ＭＰａ）を示す図である。 １つのローラ又はブッシュを使用する本発明の実施形態による脆性材料のシートを耐久試験する装置の側面図である。 １つの円形でない湾曲部材を使用する本発明の実施形態による脆性材料のシートを耐久試験する装置の側面図である。 本発明による耐久試験されるガラスシートに加えられ得る「安全な」応力を耐久試験において使用される曲げ半径の関数として示す図である。 脆性材料のシートを異なる方向に曲げる２つの湾曲部材を使用する本発明の別の実施形態の図である。 脆性材料のシートを異なる方向に曲げ且つ挿入面にシートを戻す３つの湾曲部材を使用する本発明の別の実施形態の図である。 シートの一方の面において脆性材料のシートのエッジにのみ接触し且つ他方の面において幅全体に亘ってシートに接触する湾曲部材を使用する本発明の別の実施形態の図である。 脆性材料のシートのエッジにのみ接触する湾曲部材を使用する本発明の別の実施形態の図である。

本発明のある実施形態によれば、脆性材料のシートを耐久試験する方法が説明される。脆性材料のシートは、ガラス又はガラスセラミックを最も一般的には含んでいるが、フレキシブルな（可撓性のある）シート状に形成され得る別の脆性材料を含んでいてもよい。図２を参照すると、最も簡単な実施形態では、本発明は曲率半径Ｒを有する湾曲部材１８に沿って脆性材料のシート１６を曲げることにより説明され得る。当該湾曲部材１８は、シートに湾曲部を形成する。湾曲部材１８は、図２に示すように、回転可能に取り付けられたローラであってもよいが、固定されたブッシュ（例えば、回転しない）であってもよく、又は図３に示すように、単純には低い摩擦係数を有する材料（例えば、デュポンテフロン（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔＴｅｆｌｏｎ）等のフルオロポリマ樹脂）から形成された曲面を有する形状であってもよい。シート１６は、シート１６の予め決められた長さが、与えられた曲げ半径に連続的にさらされるように湾曲部材１８に沿って（接触して）動かされる。予め決められた長さは、シートの全長であってもよく、又は全長より短い長さであってもよい。あるいは、湾曲部材がシート１６に沿って（接触して）動かされてもよく、湾曲部材は固定されていてもよい。

湾曲部材の曲率半径Ｒは、当該湾曲部材が、上記した式１により所望の応力をシートに与えるように選択される。つまり、所望の応力レベル、よって所望の最小強度は、湾曲部材の曲率半径により決定されてもよく、当該湾曲部材（の曲面）に沿ってシートは曲げられる。図４は、一時的な曲げ状態の間（曲線２０）、長時間の曲げ状態の間（数時間の曲げ状態、曲線２２）、数年に及ぶ曲げ状態の間（５年以上、曲線２４）等の後の使用のための「安全な」曲げ半径を提供するためにシートの耐久試験の間に必要な曲率半径を示している。例えば、図４を見ると、シートが１００ｃｍの曲げ半径を持続して有するならば、５０ｃｍの耐久試験曲げ半径（湾曲部材の曲率半径）が５年以上の耐用年数を確実にするために必要とされる。このような状態・状況は、シートが長期間の間の収容のために巻かれる場合に引き起こされるかもしれない。

上記内容からわかるように、１つの湾曲部材を使用することは、シートについての向きを変えることを必ず必要とする（湾曲部材に沿ってシートが動くことを仮定している）。おそらくより重要なことは、図２及び図３の実施形態では、引張応力がシート１６の１つの面にしか加えられないとういうことである。つまり、１つの方向にしか曲げないことは、湾曲部材が存在する側と反対側の面を所定の張力の状態にし、一方、湾曲部材と接触する面は圧縮状態にする。第１の面と同じ引張応力をシート１６の反対の面に加えるために、シートをひっくり返して、再び湾曲部材に沿ってシートの所定の長さを進める（曲げる）ことが必要となる。

本発明のより効率の良い実施形態が図５に示されており、図５においては、２つの湾曲部材がシート１６と接触している。２つの湾曲部材１８ａ及び１８ｂのそれぞれは、他方の湾曲部材とは異なる面においてシート１６と接触している。つまり、複数の湾曲部材はシートの表面及び裏面に交互に接触する。シート１６は、曲率半径Ｒ１を有する第１湾曲部材１８ａに沿って第１方向（例えば、時計回りの方向）に曲げられ、その後、第２の曲率半径Ｒ２を有する第２湾曲部材１８ｂに沿って第１方向とは異なる第２方向（例えば反時計回りの方向）に曲げられる。よって、シート１６の第１の面２６が引張応力を受け、その後第２の面２８が引張応力を受ける。よって、シートの両面に引張応力を加えるために湾曲部材同士の間を通るシート１６の経路は１つしか要求されない。シートエッジが耐久試験の後の機械的な損傷から保護されることを確実にするために、エッジは保護コーティング剤によりコーティングされてもよい。例えば、エッジは、ポリマコーティング層によりコーティングされてもよい。幾つかの実施形態では、シートの一方の面又は両方の面がコーティングされてもよい。

更なるローラが使用されてもよいことは容易に理解される。例えば、シートが湾曲部材に挿入されるのと同じ面２９において湾曲部材同士の間からシートを取り出すことが望まれるならば、曲率半径Ｒ_３を有する第３湾曲部材１８ｃが図６のように加えられてもよい。このような条件は、例えば物理的な空間を考慮することにより強要されるかもしれない。Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３が等しい（同一である）と好ましいが、望まれるならば異なっていてもよい。

上記した実施形態では、シートの幅全体に及ぶ湾曲部材が使用された。幾つかの実施形態では、幅全体と接触することが望まれない場合もある。例えば、フラットパネルディスプレイの製造において使用されるガラスシートは厳密な表面品質要求を満たさなければならない。シートの使用可能な領域すなわち「品質」領域と接触することは、当該シートを使用できないようにする表面欠損を与えるかもしれない。通常、品質領域は、処理の間に接触される全ての領域の内側の領域として画定される。よって、湾曲部材は、シートの周縁領域だけがシートの少なくとも一方の面において湾曲部材により接触されるようにシートのエッジに隣接して設けられる。このような構成・配置は図７に示されており、図７では、ガラスシート１６はエッジローラ３０と幅全体に及ぶローラ３２との間を進むように示されている。シート１６は図面における方向を示す矢印により示される方向に動く。この配置・構成はシートの少なくとも一方の面における表面品質を確保する。シートの両面との接触が最小化されるべきであるならば、エッジローラが、両面においてシートの品質領域に接触することなく、シートの両面の周辺部においてシートに接触するために使用されてもよい。図８は、図７に示した状況・状態と類似しているが、シートの両面における中央品質領域３２と接触することなくシート１６の両面のエッジと接触するエッジローラ３０を示している。

Claims (9)

1. 脆性材料のシートを耐久試験する方法であって、
   前記シートの品質領域に接触することなく前記シートの周辺領域のみが少なくとも１つの湾曲部材に接触するように前記シートを前記湾曲部材に沿って曲げる屈曲ステップと、
   前記シートと前記湾曲部材との間に相対移動を生成する相対移動ステップと、を含み、
   前記湾曲部材により前記シートの表面に誘発される引張応力は予め決められた強度値に対応し、これによって当該予め決められた強度値よりも大きな強度を有するシートを検出することを特徴とする方法。
2. 前記屈曲ステップは複数の前記湾曲部材に沿って前記シートを曲げて複数の湾曲部を形成するステップを含み、前記複数の湾曲部材は前記シートの表面及び裏面に交互に接触することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記湾曲部材はローラであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記複数の湾曲部材は複数のローラを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 脆性材料の前記シートはガラス又はガラスセラミックを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記湾曲部材の曲率半径は約２０ｃｍより小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 脆性材料のシートを耐久試験する装置であって、
   前記シートに接触しかつ前記脆性材料の前記シートを曲げる少なくとも１つの湾曲部材を含み、前記少なくとも１つの湾曲部材は前記シートの品質領域には接触せず、前記少なくとも１つの湾曲部材の曲率半径は、曲げることにより誘発される前記シートの表面における引張応力が予め決められた強度値に対応し、これによって前記予め決められた値より大きな強度を有するシートを検出するように選択されることを特徴とする装置。
8. 前記少なくとも１つの湾曲部材は複数の湾曲部材を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つの湾曲部材は前記シートの周辺領域のみに接触するエッジローラを含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。