优选实施方式
以下是关于熔合下拉法(也被称为熔合法、溢流下拉法、或者溢流法)的讨论，应当理解本文所述和所要求权利的方法和设备也可用于其他的下拉法，例如狭缝拉制法。熔合设备是本领域已知的，本发明省略了其详细描述，以免混淆示例性实施方式的描述。
如图1所示，常规的熔合法使用成形结构(溢流槽)37，其在腔39内接受熔融玻璃(未显示)。所述溢流槽包括根部41，来自溢流槽的两个会聚侧面的熔融玻璃在所述根部结合在一起，形成玻璃带15。玻璃带离开根部之后，其首先穿过边缘辊27，然后穿过第一组牵拉辊60。当玻璃带在牵拉过程中向下移动的时候，玻璃通过凝固区，图1中显示为31。本领域已知，在高于凝固区的温度下，玻璃基本上表现为粘性液体。在低于凝固区的温度下，玻璃基本上表现为类似弹性固体。当玻璃在凝固区中由高温冷却的时候，其不会显示由粘性向弹性性质的急剧变化。相反，玻璃的粘度逐渐增大，经过同时表现出显著的粘性和弹性性质的粘弹性区域，最终性质表现为弹性固体。
玻璃从高温向低温冷却会导致粘度增大，会造成应力弛豫。假设玻璃材料初始温度为T0，以稳定速率CR冷却。则温度-时间函数可以用下式表示：
T(t)＝T0-CR·t
在t＝0时刻，对玻璃施加很小的瞬时剪切应变γ。需要特定的剪切应力σ以保持所述应变。一般来说，应力会随时间减小，除非温度T0非常低。对于大于0的时刻，剪切驰豫模量可以定义如下：
G(t;T0,CR)=σ(t)γ]]>
如果应变非常小，则剪切应力与剪切应变成线性相关，所述模量与应变无关。随着冷却过程中的时间推移，G(t；T0，CR)通常会由于应力驰豫而减小。如果T0很高且CR很小，则G(t；T0，CR)会迅速衰减至零。如果T0很低或者CR非常大，则G(t；T0，CR)可能不会显著衰减。在任意的情况下，在长时间来说，模量G(t；T0，CR)会接近渐近值G(∞；T0，CR)。
应力驰豫比F(T0，CR)定义如下：
F(T0,CR)=G(∞;T0;CR)G(0;T0,CR)]]>
在高初始温度或缓慢冷却情况下，F接近0。在低初始温度或快速冷却情况下，F接近1。根据以上关于应力驰豫比的定义，凝固区定义如下：
假定冷却速率为CR，则：
T95＝T0使得F(T0，CR)＝0.95
T05＝T0使得F(T0，CR)＝0.05
凝固区是T95-T05的温度区。
在图1中，边缘辊27在凝固区上方的位置接触玻璃带15，而第一组牵拉辊60位于凝固区内。根据应用，第二组牵拉辊70位于凝固区之内或者下方。如图2所示，如果需要，还可以使用另外的牵拉辊组80和90。边缘辊的温度低于玻璃的温度，例如，所述边缘辊是水冷却或空气冷却的。由于边缘辊温度较低，其会局部降低玻璃的温度。这种冷却会减少玻璃带的变细，即所述局部冷却有助于控制拉制过程中发生的玻璃带宽度的减小(例如通过牵拉辊的作用使得宽度减小)。所述牵拉辊通常温度也低于其接触的玻璃，但是由于牵拉辊位于拉制工艺更为靠下的位置，所以温度的差别会小于边缘辊处。
根据某些实施方式，在第一组牵拉辊60下方、第二组牵拉辊70上方的位置，将应力控制区50(应力控制组件)结合入拉制工艺中。如图1所示，所述应力控制区与第一组牵拉辊的距离可以小于其与第二组牵拉辊的距离。在某些实施方式中，所述应力控制区位于凝固区之内，例如位于凝固区的下部三分之一处，但是如果需要，也可以位于其他的位置。
所述应力控制区可以提供一定程度的与牵拉方向横交方向上的温度控制(across-the-draw temperature control)，这是常规拉制法无法完成的。定量来说，所述应力控制区提供在与牵拉方向横交方向上的空间温度分辨率小于或等于150毫米(约6英寸)，例如空间分辨率约为75-125毫米(约3-5英寸)。在本文中，应力控制区的空间温度分辨率表示温度可以基本互相独立地变化(即一个点的温度变化对另一个点造成的温度变化最多为±10％)的两点之间的最小水平距离，所述两个点位于玻璃带的质量部分上，即最终会成为玻璃板(玻璃基板)的部分。其中，可以通过空间温度分辨率的大小来控制玻璃带中的应力，从而减小在切割成子片(见上文)的时候玻璃基板中的扭曲。
图3是应力控制区的一种实施方式的示意图，图中显示使用多个紧密间距的加热元件51来获得所述能够对玻璃带内的应力进行控制的与拉制方向横交方向的空间温度分辨率。尽管此前已经出于整体温度控制的目的将加热元件(线圈)用于熔合机械，但是这些线圈在与拉制方向横交的方向上间距过宽，无法在玻璃带的表面上提供足够精细的空间温度分辨率，不足以有效地控制玻璃带中的应力。而且，线圈与玻璃带表面之间的间距过大，无法用于该目的。
根据本发明，利用加热元件沿与拉制方向横交方向的间距(即相邻元件之间中心到中心的距离)以及加热元件与玻璃带之间的间距(即玻璃带到加热元件的距离)来达到小于或等于150毫米的与拉制方向横交方向上的空间温度分辨率。为了便于制造，对于所有的加热元件，相邻加热元件之间的物理间距通常是相等的。但是，如果需要的话，可以使间距发生变化。因此，在本发明中，所述加热元件之间的间距是在应力控制区中使用的所有元件的中心到中心的间距的平均值。
类似的，对于所有的元件，从加热元件到玻璃带的间距通常是相等的，但是如果需要，一部份或全部的元件也可具有不同的与玻璃带的间距。例如，考虑到特殊机器的特异之处，玻璃带一侧的间距可以不同于另一侧的间距，或者接近玻璃带一个边缘的间距可以不同于另一个边缘附近的间距。因此，在本发明中，所述加热元件与玻璃带的间距是在应力控制区中使用的所有元件与玻璃带之间的间距的平均值。这些间距的调节通常会等价地造成所有间距的变化，例如通过将整个一批元件向着靠近或远离玻璃带的位置移动，或者将具有特定元件-玻璃带间距的应力控制区设备替换为具有不同的元件-玻璃带间距的不同设备。或者，如果需要的话，还可以对一部分或者所有的元件的单独间距进行调节。
所述两种间距，即元件之间的间距以及元件与玻璃带之间的间距，其中元件之间的间距通常显著小于元件与玻璃带之间的间距。例如，在一种实施方式中，所述元件之间的间距小于或等于50毫米(约2英寸)，例如约为30毫米(约1英寸)，而元件与玻璃带之间的间距为50-200毫米(约2-8英寸)。在另一种实施方式中，对于类似的元件之间的间距，所述元件与玻璃带之间的间距为最接近的牵拉辊直径的0.5-1.5倍。作为参照，常规的牵拉辊直径为120-150毫米(约5-6英寸)。应当注意，所述加热元件和玻璃带之间的间距内通常不存在牵拉辊或者其它种类的辊，以免影响单独的元件对玻璃带的温度进行局部影响的能力。
在应力控制区中可以使用元件之间间距和元件与玻璃带间距的各种组合。在某些实施方式中，对这些间距进行选择，使得输送给独立的加热元件的电能每发生1瓦的变化，都会造成从玻璃带切割下的代表性玻璃板至少一个区域内至少3.5千帕(约0.5psi)的应力变化。在其它的实施方式中，所述间距会使得应力发生至少7千帕(约1psi)的变化。
应力控制区中的加热元件可以由各种材料组成，可以具有各种构型。例如，可以将线状或棒状的耐高温材料用于该目的。图4显示使用铁/铬/铝高温金属丝形成加热元件51的一种实施方式。通过导线52对元件提供电流，为单独的元件或者一组串联的元件提供电流(将单独供电的中间加热元件和成组在端部供电的元件进行比较)。根据安装规范，串联供电可以与加热元件相邻或不相邻。将元件安装在耐热框53中，耐热框用例如螺栓54在熔合拉制机械中固定就位。可以使用绝热材料(例如氧化铝绝热材料；图中未显示)控制应力控制区的热量损失。在使用过程中，玻璃带通过狭缝55，例如通过狭缝的中部。
框53的长度取决于玻璃带的宽度。通常所述长度略大于玻璃带的宽度，但是如果需要，应力控制区的长度可以小于玻璃带的宽度。在一种实施方式中，框53的高度为125-150毫米(约5-6英寸)，所述加热元件51略短。例如，所述加热元件的平均高度可以为50-100毫米(约2-4英寸)，例如约75毫米(约3英寸)。如果需要，所述框和加热元件可以较高，在此情况下，如果需要，可以在框53的端部部分形成观察窗。(或者，如图2所示，可以提供一个或多个观察窗45作为牵拉辊组件的一部份。)高度小于50毫米(约2英寸)的加热元件可能需要非常小的元件与玻璃带之间的间距，因此可能不适于大多数应用。
框的深度取决于元件与玻璃带之间的间距。在一些实施方式中，框的深度约为框的高度的三倍。应当注意，当玻璃带通过应力控制区的狭缝的中部的时候，狭缝的深度将等于元件与玻璃带的间距的两倍加上玻璃的厚度。对于薄的玻璃，例如厚度等于或小于0.7毫米的玻璃，这是LCD和OLED玻璃常规的厚度，所述深度基本上等于元件与玻璃带间距的两倍，例如100-400毫米(约4-16英寸)。
从上文可以明显看出，从熔合拉制机械的整体尺寸来看，应力控制区的总体尺寸是适当的，这有助于应力控制区的构建和安装。
使用应力控制区的一个重要的优点在于，其能够减少(在一些实施方式中能够消除)熔合拉制机械其它部分对应力控制的需要。具体来说，玻璃制造法该方面中应力控制区上方的部分对应力控制的需要可以显著减小。所述其他的部分定位不佳，无法良好地控制应力，这意味着相对于应力控制区，需要对玻璃带施加更多的能量(热能)。而更多的能量又会减少玻璃带中与拉制方向横交方向上的张力，使得玻璃带容易在与拉制方向横交方向上发生翘曲，具体来说，会产生幕帘翘曲，其中玻璃带的表面会变成类似垂直悬挂的幕帘横向波动起伏的形状。通过将应力控制区域设置在凝固区中，即凝固区中下部三分之一处，可以对应力进行控制，而不需要向玻璃带施加大量的能量，由此减少了玻璃带在与拉制方向横交方向形成翘曲(例如幕帘翘曲)的机会。
除了能够减少在与拉制反向横交方向产生翘曲的可能性，所述应力控制区还不会对沿拉制方向向下的温度曲线造成负面影响，这同样是因为在应力控制区对玻璃带提供的能量较少。这进一步减少了产生翘曲的可能性，这是因为沿拉制方向向下的温度曲线也会产生翘曲，通过使得所述温度曲线基本不变，在引入应力控制区之前翘曲受到控制的体系不会由于引入所述控制区而失去对翘曲的控制。
以下非限制性实施例举例说明了本发明的应力控制区的具体应用。
实施例
该实施例举例说明了应力控制区可以用来减少使用熔合拉制机械制造的玻璃板中的残余应力。具体来说，该实施例将使用四个主动式加热元件时所产生应力的情况(图5，比较例)与使用九个主动式加热元件时所产生应力的情况(图6；测试例)相比较。应力控制区如上文关于图4所述构建，位于熔合拉制机械的第一组牵拉辊下方、第二组牵拉辊上方(即图1的牵拉辊60和70之间)凝固区的底部三分之一处。
图5和6中沿水平轴的数字表示应力控制区的单独的加热元件，水平轴上方的三角形数据点表示对单独的线圈施加的能量。正方形数据点显示使用三角形数据点所示的功率分布得到的代表性玻璃板中测得的应力。各图中实心数据点显示在玻璃板的顶部边缘测得的应力，空心数据点表示在玻璃板底部测得的应力。水平线表示零应力，水平线以上的点表示正应力值，下方的点表示负的应力值。使用常规的双折射技术测量应力。
在图5中，仅对加热元件27，28，42和43提供电流，元件27和28在大约90瓦/元件的功率下操作，元件42和43在大约35瓦/元件的功率下操作。在图6中，元件24-30以及元件42和43是主动式的，元件42和43也是在大约35瓦/元件的功率下操作，元件27和28也是在大约90瓦/元件的功率下操作，余下的元件24-30在大约50瓦/元件的功率下操作。
这些图非常清楚地显示了应力控制区减少残余应力的效果。在图5中，最高应力约为900千帕(约130psi)，而在图6中，最高应力减小到大约480千帕(约70psi)，即，减小超过45％。另外，图6的应力曲线比图5的应力曲线更平坦，这对于大多数应用也是一个优点。另外，图6中在加热元件未启动的区域出现了最大的应力。通过启动该区域内的元件，可以得到甚至更低的最大应力值和更平坦的总体曲线。
因此，本发明包括但不限于以下方面和实施方式：
C1.一种通过下拉法制造玻璃带、用来制造玻璃板的设备，该设备包括：
(a)第一组牵拉辊，其在所述设备使用过程中接触所述玻璃带；
(b)第二组牵拉辊，其在所述设备使用过程中接触玻璃带，所述第二组牵拉辊设置在所述第一组牵拉辊下方；
(c)应力控制区，在所述设备使用过程中，所述玻璃带从该应力控制区通过，所述应力控制区位于第一组牵拉辊和第二组牵拉辊之间，在玻璃带上具有与牵拉方向横交方向的空间温度分辨率，该空间温度分辨率小于或等于150毫米。
C2.如C1所述的设备，其中所述应力控制区包括多个加热元件。
C3.如C2所述的设备，其中在所述设备的使用过程中，多个加热元件延伸超出玻璃带的边缘。
C4.如C2或C3所述的设备，其中所述多个加热元件形成一个狭缝，在所述设备的使用过程中，玻璃带从所述狭缝中通过。
C5.如C2，C3或C4所述的设备，其中所述加热元件的中心与中心之间的平均间距小于或等于50毫米。
C6.如C2，C3，C4或C5所述的设备，其中在所述设备使用过程中，所述加热元件与所述玻璃带表面之间的平均间距为50-200毫米。
C7.如C2，C3，C4，C5或C6所述的设备，其中，在所述设备的使用过程中，所述加热元件与玻璃带表面之间的平均间距为最接近应力控制区的牵拉辊的直径的0.5-1.5倍。
C8.如C2，C3，C4，C5，C6或C7所述的设备，其中，所述加热元件的平均高度为50-100毫米。
C9.如前述C1-C8中任一项所述的设备，其中，所述应力控制区与第一组牵拉辊的距离小于其与第二组牵拉辊的距离。
C10.如前述C1-C9中任一项所述的设备，其中，所述应力控制区中玻璃带上与拉制方向横交方向上的空间温度分辨率为75-125毫米。
C11.一种设备，其包括多个加热元件，所述加热元件分两排设置，在两排之间具有狭缝，该狭缝用来接收玻璃带，所述设备在玻璃带上具有与牵拉方向横交方向的空间温度分辨率，该空间温度分辨率小于或等于150毫米。
C12.如C11所述的设备，其中，所述加热元件的平均高度为50-100毫米。
C13.如C11或C12所述的设备，其中所述加热元件的中心与中心之间的间距小于或等于50毫米。
C14.如C11，C12或C13所述的设备，其中，所述狭缝的深度为100-400毫米。
C15.如C11，C12，C13或C14所述的设备，其特征在于，所述设备在玻璃带上与拉制方向横交方向上的空间温度分辨率为75-125毫米。
C16.一种用来制造玻璃板的方法，该方法包括：
(A)使用拉制法制造玻璃带，
(B)从玻璃带切割玻璃板；
所述玻璃带通过应力控制区，所述区在玻璃带上具有与牵拉方向横交方向的空间温度分辨率，该空间温度分辨率小于或等于150毫米。
C17.如C16所述的方法，其中，所述应力控制区中玻璃带上与拉制方向横交方向上的空间温度分辨率为75-125毫米。
C18.如C16或C17所述的方法，其中所述应力控制区包括多个加热元件，所述多个加热元件以一定的方式设置，使得对于至少一个加热元件，向加热元件输送的能量的每1瓦的变化会使得从玻璃带切割下的玻璃板中的至少一个区域中的应力发生至少3.5千帕的变化。
C19.如C16，C17或C18所述的方法，其中，所述应力控制区在玻璃凝固区内。
C20.如C19所述的方法，其中所述应力控制区在玻璃的凝固区的底部三分之一之内。
由本文揭示的内容，在不偏离本发明的精神和范围下所做的各种其他修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。下面的权利要求书的目的是覆盖本文中提出的具体实施方式以及这类修改、变化和等同项。