玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是在制造玻璃基板時，在成形爐室的上部空間，將熔融玻璃利用成形體的溢流方式成形平板玻璃，且使所述平板玻璃自所述上部空間流入使平板玻璃的兩端部冷卻的下部空間。在上部空間與下部空間之間，由隔熱構(gòu)件進(jìn)行分隔。此時，將具有隔熱性的材料用于所述隔熱構(gòu)件，以使通過所述成形體時的所述熔融玻璃的溫度為液相溫度以上，且通過所述成形體的最下端部時的所述熔融玻璃的兩端部的粘度成為104.3～106dPa·秒，且在所述下部空間，所述平板玻璃的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，所述平板玻璃的兩端部的粘度成為109.0～1014.5dPa·秒。
【專利說明】玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造玻璃基板的玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，一直使用通過利用成形體的溢流下拉法制造玻璃基板的方法。一般而言，在成形體中，若將熔融玻璃的溫度長時間保持在液相溫度附近，則熔融玻璃中析出結(jié)晶，產(chǎn)生失透。
[0003]已知一種如下技術(shù)(專利文獻(xiàn)I)，為了防止成形時的玻璃失透，而使成形體供給時的熔融玻璃的溫度低于以往，且使成形體下端的熔融玻璃的溫度高于以往，使對成形體供給時的熔融玻璃的溫度與通過成形體下端時的熔融玻璃的溫度之差小于90°C。
[0004][【背景技術(shù)】文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本專利第4511187號公報
[0007]然而，所述技術(shù)是使成形體的最下端部的熔融玻璃的溫度高于以往。進(jìn)而，所述技術(shù)是使成形中的熔融玻璃的溫度充分地高于液相溫度而防止失透。這樣一來，所述技術(shù)為了使玻璃不產(chǎn)生失透，而必須使通過成形體的熔融玻璃的溫度高于以往。因此，成形體的最下端部的熔融玻璃的溫度變得高于以往，從而玻璃的粘度變低，故無法抑制因自成形體分離而產(chǎn)生的平板玻璃在寬度方向上欲收縮的力，從而與以往相比，平板玻璃的收縮變大。進(jìn)而，由于成形體的最下端部中的熔融玻璃的溫度變得高于以往，所以，相比成形體為下方的空間的溫度因來自熔融玻璃的熱傳遞而上升，從而無法使相比成形體為下方的空間中的平板玻璃的寬度方向兩端部的粘度充分地上升。其結(jié)果，導(dǎo)致平板玻璃的寬度收縮的問題變得顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008][發(fā)明所要解決的問題]
[0009]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造裝置，可抑制使用成形體而成形的玻璃平板的寬度自成形體分離時進(jìn)行收縮，從而確保作為目標(biāo)的平板玻璃的寬度。
[0010][解決問題的技術(shù)手段]
[0011]本發(fā)明包含以下的方式。
[0012]本發(fā)明的一方式是一種玻璃基板的制造方法。
[0013][方式I]
[0014]一種玻璃基板的制造方法，該制造方法包含以下步驟:
[0015]在由爐壁包圍的成形爐室的上部空間中，使熔融玻璃自成形體溢流，成形為平板玻璃；
[0016]使所述平板玻璃通過利用將所述成形爐室分隔為上部空間與下部空間的隔熱構(gòu)件而形成的狹縫狀間隙；及
[0017]在所述下部空間中，將所述平板玻璃的兩端部冷卻；
[0018]所述隔熱構(gòu)件是使用具有隔熱性的材料，以使
[0019](I)在成形所述平板玻璃的步驟中，所述熔融玻璃通過所述成形體時的所述熔融玻璃的溫度為液相溫度以上，且所述熔融玻璃通過所述成形體的最下端部時的所述熔融玻璃的兩端部的粘度成為IO4 3~106dPa ?秒，且
[0020](2)在冷卻所述平板玻璃的步驟中，當(dāng)所述平板玻璃的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，所述平板玻璃的兩端部的粘度成為IO9.。~IO14 5ClPa.秒。
[0021][方式2]
[0022]根據(jù)方式I所述的玻璃基板的制造方法，其中所述隔熱構(gòu)件的所述上部空間與所述下部空間之間的熱阻在所述上部空間的環(huán)境溫度下為0.2m2.Κ/ff以上。
[0023][方式3]
[0024]根據(jù)方式I或2所述的玻璃基板的制造方法，其中在所述下部空間中包含以下步驟:
[0025]使所述平板玻璃的所述中央部的寬度方向的溫度分布均勻，且使所述平板玻璃的兩端部的溫度低于所述中央部的溫度；及
[0026]使所述兩端部及所述中央部`的溫度相比，使所述平板玻璃兩端部溫度低于所述中央部溫度的步驟中的所述兩端部及所述中央部的溫度成為低溫，且自所述中央部的寬度方向中心朝向所述兩端部，在所述平板玻璃的寬度方向上形成溫度梯度。
[0027][方式4]
[0028]根據(jù)方式I至3中任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中所述玻璃基板的液相粘度為104 3dPa.秒~106 7dPa.秒。
[0029][方式5]
[0030]根據(jù)方式I至4中任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中所述玻璃基板的應(yīng)變點為670°C以上。
[0031][方式6]
[0032]一種玻璃基板制造裝置，包含:
[0033]成形爐室，由爐壁圍成；
[0034]隔熱構(gòu)件，將所述成形爐室分隔為上部空間與下部空間，且形成供所述平板玻璃通過的狹縫狀間隙；
[0035]成形體，設(shè)置在所述成形爐室的所述上部空間，且使熔融玻璃溢流，成形為平板玻璃 '及
[0036]冷卻構(gòu)件，在所述下部空間，將所述平板玻璃的兩端部冷卻；
[0037]所述隔熱構(gòu)件使用具有隔熱性的材料，以使
[0038](I)在成形所述平板玻璃的步驟中，所述熔融玻璃通過所述成形體時的所述熔融玻璃的溫度為液相溫度以上，且所述熔融玻璃通過所述成形體的最下端部時的所述熔融玻璃的兩端部的粘度成為IO4 3~106dPa ?秒，且
[0039](2)在冷卻所述平板玻璃的步驟中，當(dāng)所述平板玻璃的中央部溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，所述平板玻璃的兩端部的粘度成為109_°~1014 5dPa.秒。
[0040]所述玻璃基板中，可使用具有下述特性的玻璃。
[0041][方式7]
[0042]根據(jù)方式I至6中任一項所述的玻璃基板的制造方法或玻璃基板制造裝置，其中所述玻璃基板的玻璃的液相粘度為104 3dPa.秒~106 7dPa.秒。
[0043][方式8]
[0044]根據(jù)方式I至7中任一項所述的玻璃基板的制造方法或玻璃基板制造裝置，其中所述玻璃基板含有氧化鋯。
[0045][方式9]
[0046]根據(jù)方式I至8中任一項所述的玻璃基板的制造方法或玻璃基板制造裝置,其中所述玻璃基板含有氧化錫。
[0047][方式10]
[0048]根據(jù)方式I至9中任一項所述的玻璃基板的制造方法或玻璃基板制造裝置，其中所述玻璃基板包含實質(zhì)上不含堿金屬氧化物的無堿玻璃。
[0049][方式11]`[0050]而且，根據(jù)方式I至9中任一項所述的玻璃基板的制造方法或玻璃基板制造裝置，其中所述玻璃基板包含含有0.05~2.0質(zhì)量％的堿金屬氧化物的含微量堿的玻璃。
[0051][方式12]
[0052]根據(jù)方式I至11中任一項所述的玻璃基板的制造方法或玻璃基板制造裝置，其中所述熔融玻璃是通過使玻璃原料在含有高氧化鋯系耐火物而構(gòu)成的熔解槽中電熔融而生成。
[0053][發(fā)明的效果]
[0054]根據(jù)所述方式的玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造裝置，可抑制使用成形體而成形的玻璃平板的寬度在自成形體分離時收縮，從而可確保作為目標(biāo)的平板玻璃的寬度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1是表示本實施方式的玻璃基板的制造方法的流程的一例的圖。
[0056]圖2是實施本實施方式的玻璃基板的制造方法的玻璃基板制造裝置的一例的概略構(gòu)成圖。
[0057]圖3是本實施方式的玻璃基板的制造方法中使用的成形裝置的一例的概略構(gòu)成圖(剖視圖)。
[0058]圖4是圖3所示的成形裝置的概略構(gòu)成圖(側(cè)視圖)。
[0059]圖5是表示本實施方式的玻璃基板的制造方法中使用的控制裝置及與控制裝置連接的各機(jī)構(gòu)的一例的圖。
[0060]圖6是表示基于以本實施方式的玻璃基板的制造方法實施的多個溫度分布，利用溫度控制所得的環(huán)境溫度的圖。
【具體實施方式】[0061](定義)
[0062]本說明書中的下述語句是以如下方式規(guī)定。
[0063]所謂平板玻璃的端部是指與平板玻璃的寬度方向的邊緣相距150mm以內(nèi)的范圍。
[0064]所謂平板玻璃的中央部是指將平板玻璃的端部去除后的部分。
[0065]所謂應(yīng)變點是指玻璃粘度成為1014 5dPa.秒時的玻璃的溫度。
[0066]所謂退火點是指玻璃粘度成為1013dPa.秒時的玻璃的溫度。
[0067]所謂退火點附近的溫度區(qū)域是指玻璃退火點加上100°C所得的溫度(玻璃退火點+IOO0C )與玻璃應(yīng)變點和玻璃退火點相加后除以2所得的溫度((玻璃應(yīng)變點+玻璃退火點)/2)之間的區(qū)域。
[0068]所謂軟化點是指玻璃粘度成為107 6dPa.秒時的玻璃的溫度。[0069](整體構(gòu)成)
[0070]本實施方式的玻璃基板的制造方法是制造液晶電視、等離子電視、及筆記本電腦等的平板顯示器用的玻璃基板。玻璃基板是使用下拉法進(jìn)行制造。
[0071]參照圖1及圖2，對制造玻璃基板之前的多個步驟(玻璃基板的制造方法)及用于多個步驟的玻璃基板的制造裝置100進(jìn)行說明。
[0072]多個步驟中，包含熔解步驟S1、澄清步驟S2、成形步驟S3、冷卻步驟S4、及切斷步驟S5。
[0073]熔解步驟SI是將玻璃的原料熔解的步驟。玻璃的原料是如圖2所示地投入至配置在上游的熔解裝置11。玻璃的原料是在熔解裝置11的熔解槽中經(jīng)熔解而成為熔融玻璃FG。熔融玻璃FG是通過上游導(dǎo)管23而傳送至澄清裝置12。
[0074]澄清步驟S2是進(jìn)行熔融玻璃FG中的氣泡去除的步驟。在澄清裝置12內(nèi)去除氣泡所得的熔融玻璃FG其后通過下游導(dǎo)管24而傳送至成形裝置40。
[0075]成形步驟S3是將熔融玻璃FG成形為平板狀玻璃(平板玻璃)SG的步驟。具體而言，熔融玻璃FG是傳送至成形裝置40中包含的成形體41之后，自成形體41溢流。溢流的熔融玻璃FG沿著成形體41的表面流下。熔融玻璃FG是其后在成形體41的最下端部合流而成為平板玻璃SG。此時，平板玻璃SG通過由分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50所形成的狹縫狀間隙，自成形爐室的上部空間移動至下方空間。分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50將具有成形體41 (參照圖3)的成形爐室分隔為上部空間與下部空間。
[0076]冷卻步驟S4是將平板玻璃SG退火的步驟。玻璃平板是經(jīng)由冷卻步驟S4而被冷卻至接近室溫的溫度。另外，根據(jù)成形步驟SI及冷卻步驟S4中的冷卻的狀態(tài)，決定玻璃基板的厚度(板厚)、玻璃基板的翹曲量、及玻璃基板的應(yīng)變量。
[0077]切斷步驟S5是將成為接近室溫的溫度后的平板玻璃SG切斷成特定大小的步驟。
[0078]另外，切斷成特定大小的平板玻璃SG (玻璃片)其后經(jīng)由端面加工等步驟而成為玻璃基板。
[0079]以下說明的實施方式將使用平板玻璃SG的玻璃應(yīng)變點為640°C以上的玻璃。
[0080]以下，參照圖3及圖4，說明成形裝置40的構(gòu)成。另外，在本實施方式中，所謂平板玻璃SG的寬度方向是指與平板玻璃SG流下的方向(下流方向或下流方向)交叉的方向、即水平方向。
[0081](成形裝置的構(gòu)成)[0082]首先，圖3及圖4表示成形裝置40的概略構(gòu)成。圖3是成形裝置40的剖視圖。圖4是成形裝置40的側(cè)視圖。成形裝置40主要包含成形體41、分隔構(gòu)件50、冷卻輥51、冷卻單元60、下拉輥81、及切斷裝置90。進(jìn)而，成形裝置40包含控制裝置91 (參照圖9)?？刂蒲b置91控制成形裝置40中所包含的各構(gòu)成的驅(qū)動部。
[0083]以下，對成形裝置40中所含的各構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0084](成形體)
[0085]成形體41是通過使熔融玻璃FG溢流，而將熔融玻璃FG成形為平板狀玻璃(平板玻璃SG)。
[0086]如圖3所示，成形體41具有剖視形狀為大致五邊形的形狀(類似楔形的形狀)。大致五邊形的前端相當(dāng)于成形體41的最下端部41a。
[0087]流入至成形體41中的熔融玻璃FG是自成形體41的一對頂部41b溢流，且一面沿著成形體41的一對側(cè)面(表面)41c 一面流下。其后，熔融玻璃FG在成形體41的最下端部41a合流而成為平板玻璃SG。另外，熔融玻璃通過成形體41的最下端部41a時的熔融玻璃的兩端部的粘度為IO4.3~106dPa.秒，優(yōu)選IO4.4~105 4dPa.秒，更優(yōu)選IO4.6~105 2dPa.秒。
[0088](分隔構(gòu)件)
[0089]分隔構(gòu)件50是配置在熔融玻璃FG的合流點附近。而且，如圖3所示，將分隔構(gòu)件50配置在于合流點合流的熔融玻璃FG(平板玻璃SG)的厚度方向的兩側(cè)。分隔構(gòu)件50是隔熱構(gòu)件。分隔構(gòu)件50是通過分隔為位于分隔構(gòu)件50的上方的成形爐室的上部空間與位于下方的成形爐室的下部空間，即通過分隔為熔融玻璃FG的合流點的上側(cè)環(huán)境及下側(cè)環(huán)境，而阻隔自分隔構(gòu)件50的上側(cè)朝向下側(cè)的熱傳遞。平板玻璃SG是通過由位于平板玻璃SG的厚度方向兩側(cè)的一對分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50所形成的狹縫狀之間隙，移動至下部空間。
[0090](冷卻輥)
[0091]冷卻輥51是設(shè)置在成形爐室的下部空間，且對平板玻璃SG的寬度方向兩端部進(jìn)行熱處理的單元。而且，成對的冷卻輥51是配置在平板玻璃SG的厚度方向兩側(cè)且平板玻璃SG的寬度方向兩端部。即，冷卻輥51將自成形體41分離的平板玻璃SG的寬度方向兩端部夾入而利用熱傳導(dǎo)進(jìn)行冷卻(淬火步驟)。冷卻輥51例如也可利用通向內(nèi)部的空冷管而進(jìn)行空冷。
[0092]冷卻輥51是以平板玻璃SG的兩端部粘度成為109_°~1014 5dPa.秒的方式，將平板玻璃SG的兩端部進(jìn)行淬火。另外，可利用冷卻輥51對平板玻璃SG的兩端部的冷卻，而減少平板玻璃SG的寬度方向的收縮，從而可使平板玻璃SG的厚度均勻化。而且，可保持平板玻璃SG的平坦度。
[0093](冷卻單元)
[0094]冷卻單元60是設(shè)置在成形爐室的下部空間，且進(jìn)行平板玻璃SG的熱處理的單元。具體而言，冷卻單元60是將平板玻璃SG冷卻至退火點附近的溫度區(qū)域為止的單元。冷卻單元60是配置在分隔構(gòu)件50的下方且退火爐80的頂板80a之上。冷卻單元60將平板玻璃SG的上游區(qū)域冷卻(上游區(qū)域冷卻步驟)。所謂平板玻璃SG的上游區(qū)域是指平板玻璃SG的中央部的溫度高于退火點的平板玻璃SG的區(qū)域。平板玻璃SG的中央部是被平板玻璃SG的兩端部包夾的部分。具體而言，在上游區(qū)域中，包含第I溫度區(qū)域與第2溫度區(qū)域。第I溫度區(qū)域是自成形體41的最下端部41a的正下方起，至平板玻璃SG的中央部的溫度成為軟化點附近(軟化點±15°C的范圍)為止的平板玻璃SG的區(qū)域。而且，所謂第2溫度區(qū)域是指平板玻璃SG的中央部的溫度自軟化點附近變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域。即，冷卻單元60以平板玻璃SG的中央部的溫度接近退火點的方式，將平板玻璃SG冷卻。平板玻璃SG的中央部是其后，在下述退火爐80內(nèi)，經(jīng)由應(yīng)變點被冷卻至室溫附近的溫度為止(下游區(qū)域冷卻步驟(退火步驟))。
[0095]冷卻單元60是以平板玻璃SG的厚度及翹曲量成為所需值的方式，根據(jù)多個溫度分布，將平板玻璃SG冷卻。即，在上游區(qū)域，沿著平板玻璃SG的下流方向，設(shè)定多個溫度分布。此處，所謂溫度分布是沿平板玻璃SG的寬度方向的溫度分布。換而言之，溫度分布是成為目標(biāo)的環(huán)境溫度的分布。所述冷卻輥51及冷卻單元60以實現(xiàn)溫度分布的方式，控制環(huán)境溫度。
[0096]冷卻單元60包含多個冷卻用單元。平板玻璃SG的溫度分布是通過獨立地控制多個單元而實現(xiàn)多個溫度分布。例如，冷卻單元60包含中央部冷卻單元61、及兩個端部冷卻單元71、71。如圖4所示，中央部冷卻單元61是配置在成形裝置40的寬度方向中央，將平板玻璃SG的中央部冷卻(中央部冷卻步驟)。中央部冷卻單元61是配置在平板玻璃SG的厚度方向兩側(cè)。端部冷卻單元71是分別配置在與中央部冷卻單元61鄰接的位置上。SP，端部冷卻單元71是配置成在平板玻璃SG的厚度方向兩側(cè)，夾隔平板玻璃SG而對向，且將平板玻璃SG的兩端部及兩端部周邊進(jìn)行冷卻(端部冷卻步驟)。而且，中央部冷卻單元61及端部冷卻單元71是分別配置在近接于平板玻璃SG的位置。
[0097](中央部冷卻單元)
[0098]中央部冷卻單元61是將平板玻璃SG的中央部沿著平板玻璃SG的下流方向階段性進(jìn)行冷卻(中央部冷卻步驟)。中央部冷卻單元61包含中央上部冷卻單元62、及中央下部冷卻單元63a、63b。中央上部冷卻單`元62及兩個中央下部冷卻單元63a、63b是沿著平板玻璃SG的下流方向而配置。中央上部冷卻單元62及各中央下部冷卻單元63a、63b的溫度是分別獨立地進(jìn)行調(diào)整。
[0099](中央上部冷卻單元)
[0100]中央上部冷卻單元62位于所述分隔構(gòu)件50的正下方。中央上部冷卻單元62是用以實現(xiàn)決定平板玻璃SG的厚度的區(qū)域的溫度分布的單元。決定平板玻璃SG的厚度的區(qū)域相當(dāng)于所述第I溫度區(qū)域。中央上部冷卻單元62是以使平板玻璃SG的厚度在寬度方向上均勻的方式受到控制(第I中央部冷卻步驟)。
[0101]中央下部冷卻單元63a、63b是如上所述地配置在中央上部冷卻單元62的下方。中央下部冷卻單元63a、63b是用以實現(xiàn)開始平板玻璃SG的翹曲量控制的區(qū)域的溫度分布的單元。此處，開始平板玻璃SG的翹曲量控制的區(qū)域相當(dāng)于所述第2溫度區(qū)域。
[0102]中央下部冷卻單元63a是在第2溫度區(qū)域的上游側(cè)，進(jìn)行平板玻璃SG的溫度控制(第2中央部冷卻步驟)。中央下部冷卻單元63b是在第2溫度區(qū)域的下游側(cè)，進(jìn)行平板玻璃SG的溫度控制(第3中央部冷卻步驟)。優(yōu)選的是，使中央下部冷卻單元63a與中央下部冷卻單元63b具有相同的構(gòu)成。
[0103](端部冷卻單元)[0104]端部冷卻單元71是將經(jīng)冷卻輥51淬火的平板玻璃SG的兩端部沿著平板玻璃SG的下流方向連續(xù)性地或階段性地進(jìn)行冷卻(端部冷卻步驟)。端部冷卻單元71是以低于冷卻輥51的冷卻能力進(jìn)行運(yùn)行。換而言之，與被冷卻輥51自平板玻璃SG的側(cè)部剝奪的熱量相比，被端部冷卻單元71自平板玻璃SG的端部剝奪的熱量較少。端部冷卻單元71是如上所述地分別配置在中央部冷卻單元61的兩側(cè)(參照圖4)。端部冷卻單元71是與平板玻璃SG的表面近接地配置。端部冷卻單元71是以將平板玻璃SG的兩端部的粘度維持在IO9 0~1014 5dPa.秒的范圍內(nèi)的方式，冷卻平板玻璃SG的兩端部。另外，端部冷卻單元71優(yōu)選以將平板玻璃SG的兩端部的粘度維持在101° 5~1014 5dPa.秒的范圍內(nèi)的方式，冷卻平板玻璃的兩端部。
[0105]若端部冷卻單元71的冷卻量較少，則平板玻璃SG的兩端部的溫度再次上升，導(dǎo)致平板玻璃SG在寬度方向收縮。
[0106]如圖4所示，端部冷卻單元71例如包含端上部冷卻單元72、及端下部冷卻單元73。端上部冷卻單元72及端下部冷卻單元73是沿平板玻璃SG的下流方向而配置。而且，端上部冷卻單元72及端下部冷卻單元73的溫度是分別獨立地進(jìn)行調(diào)整。
[0107]端上部冷卻單元72是用以實現(xiàn)對平板玻璃SG的厚度及/或翹曲量的調(diào)整賦予影響的區(qū)域的溫度分布的單元(第I端部冷卻步驟)。端上部冷卻單元72如圖4所示，位于所述冷卻輥51的正下方。平板玻璃SG主要通過端上部冷卻單元72的輻射熱傳遞而以所需的冷卻速度被冷卻。此處，所謂所需的冷卻速度是指抑制通過冷卻輥51后的玻璃SG的板寬收縮，且在端下部冷卻單元73以后的冷卻過程中不使平板玻璃SG產(chǎn)生裂痕的冷卻速度。即，端上部冷卻單元72在不對平板玻璃SG造成惡劣影響的范圍內(nèi)將玻璃SG最大限度地冷卻。
[0108](下拉輥)
[0109]下拉輥81配置在退火爐80的內(nèi)部。退火爐80是配置在冷卻單元60的正下方的空間。在退火爐80中，將平板玻璃SG的溫度自退火點附近的溫度冷卻至室溫附近的溫度為止(下游區(qū)域冷卻步驟(退火步驟))。
[0110](切斷裝置)
[0111]切斷裝置90是將通過退火爐80而被冷卻至室溫附近的溫度為止的平板玻璃SG切斷成特定的尺寸。
[0112](控制裝置)
[0113]控制裝置91是例如控制冷卻輥51、中央上部冷卻單元62、端上部冷卻單元72、端下部冷卻單元73、及中央下部冷卻單元63a、63b的溫度。如以下所說明，可通過該溫度的控制而使平板玻璃SG的溫度分布與特定的溫度分布一致。
[0114](溫度分布)
[0115]其次，參照圖6，對本實施方式的玻璃基板的制造方法中使用的溫度分布、與實現(xiàn)該溫度分布的冷卻用各單元的控制進(jìn)行說明。
[0116]圖6中，以虛線區(qū)分的區(qū)域表示冷卻輥51及冷卻單元中包含的各單元62、63a、63b,72,73的配置。而且，以虛線區(qū)分的區(qū)域中包含的曲線10b、10c、10e、10f及直線10a、IOd是利用冷卻輥51或各單元62、 63a、63b、72、73而實現(xiàn)的溫度分布20a、20b、20c中包含的子分布。[0117]本實施方式是如上所述地在平板玻璃SG的下流方向，控制裝置91獨立地進(jìn)行基于多個溫度分布的環(huán)境溫度的控制。當(dāng)平板玻璃SG的溫度處于特定的溫度區(qū)域時，以沿平板玻璃SG的寬度方向朝向平板玻璃SG的側(cè)部施加張力的方式，將平板玻璃SG冷卻。所謂特定的溫度區(qū)域是指平板玻璃SG自成形體41分離之后，平板玻璃SG的溫度自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域。即，所謂特定的溫度區(qū)域是指所述平板玻璃SG的上游區(qū)域。
[0118]將成形體41分離后的平板玻璃SG具有IO5 7~107 5dPa ?秒的粘度。平板玻璃SG因被冷卻輥51及冷卻單元60冷卻而粘度變高。即，平板玻璃SG的粘度(中央部及兩端部的粘度)是沿著平板玻璃SG的下流方向變高。換而言之，平板玻璃SG的粘度是隨著朝向平板玻璃SG的下游側(cè)而變高。本實施方式是在上游區(qū)域，利用冷卻輥51及端部冷卻單元71而將平板玻璃SG的兩端部冷卻。具體而言，平板玻璃SG的兩端部是以將粘度維持在IO9 0~1014 5dPa.秒的范圍內(nèi)的方式而冷卻。更具體而言，冷卻輥51以平板玻璃SG的側(cè)部粘度成為109_°~101(l 5dPa.秒的范圍內(nèi)的方式，將平板玻璃的兩端部進(jìn)行淬火，端部冷卻單元71以經(jīng)冷卻輥51淬火的平板玻璃SG的兩端部粘度成為101° 5~1014 5dPa ?秒的范圍內(nèi)的方式，將平板玻璃的兩端部冷卻。
[0119]在本實施方式的平板玻璃SG的溫度控制下，將多個溫度分布分別設(shè)定在平板玻璃SG的寬度方向及平板玻璃SG的下流方向(溫度分布設(shè)定步驟)。具體而言，如圖6所示，多個溫度分布中包含第I溫度分布20a、第2溫度分布20b、及第3溫度分布20c。第I溫度分布20a是相比第2溫度分布20b在下流方向位于高溫側(cè)。而且，第2溫度分布20b是相比第3溫度分布20c在下流方向位于高溫側(cè)。
[0120]第I溫度分布20a是平板玻璃SG的寬度方向的中央部中的寬度方向的溫度分布均勻，且平板玻璃SG的寬度方向兩端部(兩側(cè)部)的溫度低于平板玻璃SG的中央部的溫度。此處，所謂寬度方向的溫度分布均勻是指寬度方向的溫度分布為相對于特定的基準(zhǔn)值(溫度)±0°C~10°C的范圍之值。即，基于第I溫度分布20a，將平板玻璃SG的兩端部進(jìn)行淬火，從而將平板玻璃SG的中央部的溫度控制為比平板玻璃SG的兩端部溫度高的溫度，且在寬度方向變得均勻的溫度(`板厚均勻化步驟)。另外，將第I溫度分布20a設(shè)定為平板玻璃SG的中央部溫度(平均溫度)與平板玻璃SG的兩端部溫度成為第I溫度差X。在板厚均勻化步驟中，使平板玻璃SG的中央部中的寬度方向的溫度分布均勻，且使平板玻璃SG的兩端部溫度低于中央部溫度。由此，將平板玻璃SG的兩端部以寬度方向的收縮受到抑制的方式進(jìn)行冷卻，且將平板玻璃SG的中央部以板厚變得均勻的方式進(jìn)行冷卻，所以，平板玻璃SG的板厚偏差變小。
[0121]第2溫度分布20b及第3溫度分布20c是相比第I溫度分布20a為低溫。而且，第2溫度分布20b及第3溫度分布20c在平板玻璃SG的中央部在寬度方向上具有溫度梯度。具體而言，第2溫度分布20b及第3溫度分布20c是平板玻璃SG的寬度方向的中心的溫度最高，且平板玻璃SG的兩端部的溫度最低。更具體而言，第2溫度分布20b及第3溫度分布20c是隨著自平板玻璃SG的寬度方向中心朝向平板玻璃SG的兩端部，溫度緩緩變低。即，基于第2溫度分布20b及第3溫度分布20c,將平板玻璃SG的寬度方向的溫度分布以成為山形(具有朝上凸起的曲線)的方式進(jìn)行控制(翹曲減少步驟)。即，翹曲減少步驟是一面維持溫度梯度(具有朝上凸起的曲線)一面冷卻平板玻璃SG。換而言之，翹曲減少步驟是以溫度分布連續(xù)地維持具有朝上凸起的曲線的形狀的方式，將平板玻璃SG冷卻。
[0122]另外，基于第2溫度分布20b的溫度控制是相對于平板玻璃SG的下流方向而在第2溫度區(qū)域的上游側(cè)執(zhí)行。而且，基于第3溫度分布20c的控制是相對于平板玻璃SG的下流方向而在第2溫度區(qū)域的下游側(cè)執(zhí)行。此處，優(yōu)選將第3溫度分布20c設(shè)定為梯度大于第2溫度分布20b。具體而言，將第2溫度分布20b設(shè)定為平板玻璃SG的中心溫度與平板玻璃SG的端部溫度成為第2溫度差Yl。而且，將第3溫度分布20c設(shè)定為平板玻璃SG的中心部溫度與平板玻璃SG的端部溫度成為第3溫度差Y2。第3溫度差Y2大于第2溫度差Yl0另外，第2溫度差Yl大于第I溫度差X。即，溫度分布20a~20c是沿著平板玻璃SG的下流方向，中央部與端部的溫度差或中央部與端部的溫度差變大(X < Yl < Y2)。
[0123]另外，翹曲減少步驟是在和第3溫度分布20c相比為低溫的溫度區(qū)域，以平板玻璃SG的寬度方向的溫度梯度隨著平板玻璃SG的溫度趨向于應(yīng)變點附近而下降的方式，冷卻平板玻璃SG。
[0124]以下，對各單元的溫度控制詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0125](中央上部冷卻單元的溫度控制)
[0126]中央上部冷卻單元62是如上所述地實現(xiàn)決定平板玻璃SG的厚度的區(qū)域的溫度分布(第I中央部冷卻步驟)。具體而言，由于與平板玻璃SG對向的中央上部冷卻單元62的寬度方向的溫度分布變得均勻，所以，平板玻璃SG的寬度方向的溫度變得均勻(子分布IOa)。
[0127]中央下部冷卻單元63a、63b是如上所述地實現(xiàn)開始平板玻璃SG的翹曲量調(diào)整的區(qū)域的溫度分布(第2中央部冷卻步驟及第3中央部冷卻步驟)。具體而言，中央下部冷卻單元63a、63b是以平板玻璃SG的寬度方向的溫度成為山形(具有朝上凸起的曲線)的方式進(jìn)行調(diào)整。具體而言，使中央下部冷`卻單元63a、63b的長度方向中心的溫度成為最高溫度。而且，使中央下部冷卻單元63a、63b的長度方向的兩端部的溫度成為最低溫度。進(jìn)而，以溫度自中心朝向兩端部緩緩變低的方式進(jìn)行控制。如此一來，平板玻璃SG的寬度方向的溫度成為山形(子分布10b、子分布10c)。
[0128]另外，本實施方式是沿著平板玻璃SG的下流方向，配置有兩個中央下部冷卻單元63a、63b。以配置在平板玻璃SG的下流方向下方的中央下部冷卻單元63b形成比配置在上方的中央下部冷卻單元63a大的曲線的溫度分布的方式進(jìn)行控制。具體而言，如上所述，使通過中央下部冷卻單元63b實現(xiàn)的溫度分布IOc的溫度梯度(參照圖6的Y2)大于通過中央下部冷卻單元63a實現(xiàn)的分布IOb的溫度梯度(中心部與端部的溫度梯度)(參照圖6的 Yl) (Yl < Y2)。
[0129]如上所述，冷卻輥51實現(xiàn)對平板玻璃SG的厚度均勻化賦予影響的區(qū)域的溫度分布(淬火步驟)。冷卻輥51將在成形體41的最下端部41a合流的玻璃的兩端部進(jìn)行淬火。即，平板玻璃SG的兩端部及兩端部周邊的環(huán)境溫度成為比平板玻璃SG的中央部周邊的環(huán)境溫度低的溫度(子分布IOd)。
[0130]端上部冷卻單元72如上所述實現(xiàn)對平板玻璃SG的厚度及/或翹曲量的調(diào)整賦予影響的區(qū)域的溫度分布(第I端部冷卻步驟)。端上部冷卻單元72將比中央上部冷卻單元62及中央下部冷卻單元63a賦予平板玻璃SG的溫度低的溫度賦予平板玻璃SG。即，平板玻璃SG的兩端部及兩端部周邊的環(huán)境溫度成為比平板玻璃SG的中央部周邊的環(huán)境溫度低的溫度(子分布IOe)。
[0131]端下部冷卻單元73如上所述實現(xiàn)對平板玻璃SG的翹曲量調(diào)整賦予影響的區(qū)域的溫度分布(第2側(cè)部冷卻步驟)。端下部冷卻單元73是將比中央下部冷卻單元63a、63b賦予平板玻璃SG的溫度低的溫度賦予平板玻璃SG。即，平板玻璃SG的兩端部的環(huán)境溫度成為比平板玻璃SG的中央部的環(huán)境溫度低的溫度(子分布IOf)。
[0132]這種平板玻璃SG的溫度控制是經(jīng)由控制裝置91、冷卻輥51及各單元而實施。在成形體41所在的成形爐室的上部空間中，維持高溫的溫度環(huán)境，以將熔融玻璃保持著特定粘度進(jìn)行成形。另一方面，在由分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50自上部空間分隔而成的成形爐室的下部空間中，將通過成形而自熔融玻璃生成的平板玻璃SG進(jìn)行冷卻。因此，分隔構(gòu)件50中使用隔熱性優(yōu)異的隔熱構(gòu)件，以使上部空間至下部空間中難以產(chǎn)生熱傳遞。具體而言，將具有隔熱性的材料用于隔熱構(gòu)件，以使
[0133](I)在成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時的熔融玻璃FG的溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41的最下端部時的熔融玻璃FG的兩端部的粘度成為IO4'3~106dPa.秒，且[0134](2)在冷卻平板玻璃SG時，當(dāng)平板玻璃SG的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，平板玻璃SG的兩端部的粘度成為109_°~1014 5dPa.秒。
[0135]此時，分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50的與分隔構(gòu)件50相接的上部空間的環(huán)境溫度的上部空間與下部空間之間的熱阻優(yōu)選0.2m2.Κ/ff以上?？赏ㄟ^使用具備此種熱阻的分隔構(gòu)件50，而實現(xiàn)可抑制下部空間中的平板玻璃SG收縮的溫度分布。具體而言，當(dāng)分隔構(gòu)件50的熱阻小于0.2m2.Κ/ff時，經(jīng)冷卻輥51及端部冷卻單元71淬火的平板玻璃SG的兩端部受到自上部空間朝向下部空間傳遞的熱的影響而抑制溫度下降，從而無法變大至所需的粘度。在該情形時，由于平板玻璃SG的兩端部中的粘度不高，所以，因自成形體41分離而成形為平板玻璃SG時的表面張力的作用，平板玻璃SG在寬度方向上容易收縮。因此，難以確保平板玻璃SG的作為目標(biāo)的寬度。然而，可通過將分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50的熱阻設(shè)為0.2m2 -Κ/ff以上，而使經(jīng)淬火的平板玻璃SG的兩端部減少自上部空間朝向下部空間傳遞的熱的影響，從而沿特定的溫度分布進(jìn)行冷卻。分隔構(gòu)件50的熱阻優(yōu)選0.3m2.Κ/ff以上，更優(yōu)選0.4m2.Κ/ff以上。另外，為使熱阻變得極大，而必須例如使分隔構(gòu)件50的厚度變得極厚，所以欠佳。因此，分隔構(gòu)件50的熱阻優(yōu)選0.2~2m2.Κ/ff,更優(yōu)選0.4~2m2.K/W。
[0136]具有此種熱阻的分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50中，使用熱導(dǎo)率為0.1~0.4ff/m.K，更優(yōu)選0.1~0.25ff/m.K的原材料。作為分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50，例如使用氧化鋁含有率較高的陶瓷纖維板。
[0137]作為分隔構(gòu)件50的優(yōu)選形態(tài)，與平板玻璃SG自成形爐室的上部空間移動至下部空間時所通過的狹縫狀間隙相接的分隔構(gòu)件50的面上的原材料的熱導(dǎo)率(上部空間的環(huán)境溫度下的熱導(dǎo)率)優(yōu)選0.5ff/m.Κ以下。尤其優(yōu)選的是，分隔構(gòu)件50包含熱導(dǎo)率(上部空間的環(huán)境溫度下的熱導(dǎo)率)為0.25ff/m.Κ以下的I個原材料。由于該構(gòu)成，故可不必過度增厚分隔構(gòu)件50的板厚而將熱阻設(shè)為0.2m2.Κ/ff以上。
[0138]如圖6所示，本實施方式的平板玻璃的冷卻包含以下步驟:使平板玻璃SG的寬度方向的中央部中的寬度方向的溫度分布均勻，且使平板玻璃SG的兩端部溫度低于平板玻璃SG的寬度方向的中央部溫度(板厚均勻化步驟)；及與該步驟中的兩端部及中央部的溫度相比，使平板玻璃SG的兩端部及中央部的溫度成為低溫，且自平板玻璃SG的寬度方向中心朝向兩端部，在平板玻璃SG的寬度方向上形成溫度梯度。為實現(xiàn)該兩個步驟，控制裝置91可使用各單元及冷卻輥51等，控制平板玻璃SG的溫度。本實施方式是通過設(shè)置所述分隔構(gòu)件50，而充分地抑制成形爐室的上部空間與成形爐室的下部空間的熱傳遞，所以，在成形爐室的下部空間可進(jìn)行所述平板玻璃SG的溫度控制。
[0139]所述平板玻璃SG的溫度控制是在最初的步驟中，使平板玻璃SG的中央部中的寬度方向的溫度分布均勻，所以，不僅可抑制平板玻璃SG的寬度方向的收縮，而且可抑制由平板玻璃SG制作的玻璃基板的板厚偏差。
[0140]進(jìn)而，在其次的步驟中，與最初的步驟相比，使平板玻璃SG的寬度方向的溫度分布成為低溫，且自平板玻璃SG的寬度方向中心朝向兩端部，在平板玻璃SG的寬度方向上形成溫度梯度。此時，平板玻璃SG的寬度方向的中央部的冷卻量變得大于平板玻璃SG的寬度方向的兩端部的冷卻量。由此，平板玻璃SG的體積收縮率自寬度方向的兩端部朝向中央部變大，所以，拉伸應(yīng)力作用于平板玻璃SG的中央部。尤其在平板玻璃SG的下流方向及寬度方向上拉伸應(yīng)力作用于平板玻璃SG的中央部。另外，在提升玻璃板的翹曲方面，優(yōu)選作用于平板玻璃SG的下流方向上的拉伸應(yīng)力大于作用于平板玻璃SG的寬度方向上的拉伸應(yīng)力?？衫迷摾鞈?yīng)力，而一面維持平板玻璃SG的平面度一面進(jìn)行冷卻，所以，可減少平板玻璃SG、甚至玻璃板的翹曲量。
[0141]另外，在玻璃的液相溫度較高的情形時，可通過使用溫度充分地高于該玻璃的液相溫度的熔融玻璃進(jìn)行成形，而防止玻璃的失透。然而，為適用溢流下拉法，優(yōu)選成形體41的最下端部41a中的熔融玻璃的粘度在中央部及兩端部為104 3dPa.秒以上。該粘度更優(yōu)選104 4dPa.秒以上，進(jìn)而更優(yōu)選104 6dPa.秒以上。確保如此的粘度取決于以下的原因。即，自最下端部41a分離的平板玻璃SG因自重而欲墜落至由冷卻輥51夾著的區(qū)域。其原因在于，此時的墜落速度因成形體41的最下端部41a中的熔融玻璃的粘度而不同。在最下端部41a中的熔融玻璃的粘度小于所述范圍的情形時，與冷卻輥51所進(jìn)行的平板玻璃SG的拉伸速度相比，平板玻璃SG因自重而欲墜落的速度更大，最終存在于冷卻輥51上平板玻璃SG松弛之虞。因此，成形體41的最下端部41a中的熔融玻璃的粘度優(yōu)選104 3dPa ?秒以上。另外，若使冷卻輥51及和冷卻輥51相比位于下游的下拉輥81的圓周速度充分地變快，則可使玻璃帶的自由墜落速度慢于冷卻輥51及下拉輥81的圓周速度。然而，在該情形時，通常，不僅要預(yù)先決定在特定的玻璃流量條件下想要獲得的平板玻璃SG的厚度，而且也要為了實現(xiàn)在下游的退火步驟中進(jìn)行的玻璃帶的溫度控制，而過度地加速冷卻輥51及下拉輥81的圓周速度，此情形在實用方面欠佳。
[0142]而且，若為了以比所述熔融玻璃的粘度數(shù)值范圍低的粘度進(jìn)行成形而欲使成形體41的最下端部41a的熔融玻璃溫度上升，則相比成形體41為下游側(cè)的環(huán)境溫度上升。因此，無法在成形體41的最下端部41a，使在成形體的兩側(cè)的各壁面流動的熔融玻璃合流所形成的平板玻璃SG的寬度方向的兩端部粘度充分地上升。因此，導(dǎo)致平板玻璃SG的寬度收縮。若導(dǎo)致平板玻璃SG的寬度收縮，則產(chǎn)生無法確保即將切斷前的平板玻璃SG的寬度或制品寬度之類的問題。該問題是玻璃的液相溫度越高(液相粘度越小)則越顯著。
[0143]本實施方式是通過將分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)50的熱阻設(shè)為0.2m2.Κ/ff以上，而抑制自成形爐室的上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以，即便因玻璃的液相溫度較高而較高地設(shè)定成形爐室的上部空間的環(huán)境溫度，經(jīng)淬火的平板玻璃SG的兩端部也可不受自上部空間朝向下部空間傳遞的熱的影響而確保特定的粘度。因此，可抑制平板玻璃SG的寬度縮小。
[0144]即，在使用玻璃的液相溫度較高(液相粘度較小)的玻璃的情形時，本實施方式效果顯著。在該情形時，使用熱阻為0.2m2 -Κ/ff以上的隔熱構(gòu)件50，一面朝向平板玻璃SG兩端部施加拉伸張力，一面以平板玻璃SG的兩端部粘度成為109_°~1014 5dPa.秒的方式，冷卻平板玻璃SG，由此可確保制品寬度。
[0145](玻璃的特性)
[0146]以本實施方式制作的玻璃基板適宜用于平板顯示器用玻璃基板。而且，玻璃基板也可用于尤其要求熱收縮率小的形成LTPS(Low Temperature Poly Silicon,低溫多晶硅)、TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)或氧化物半導(dǎo)體進(jìn)行高溫處理的玻璃基板。進(jìn)而，可用于顯示裝置等的防護(hù)罩玻璃、磁盤用玻璃基板、太陽能電池用玻璃基板等。
[0147]而且，本實施方式的玻璃基板的液相粘度優(yōu)選104 3dPa.秒~106 7dPa.秒。在成形步驟中，為了避免產(chǎn)生玻璃失透而必須使成形體41的最下端部41a中的粘度小于液相粘度，因此，將成形爐室的上部空間的環(huán)境溫度設(shè)定為高于下部空間。因此，成形爐室的上部空間與下部空間之間存在較大的熱階梯，從而熱傳遞容易變大。本實施方式抑制自成形爐室的上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以可抑制成形爐室的下部空間中的平板玻璃SG的寬度方向的收縮。液相粘度越高的玻璃，越可提高成形體41的最下端部41a中的粘度，所以，可抑制所述平板玻璃SG的寬度方向的收縮。因此，本實施方式的玻璃基板的液相粘度優(yōu)選104'7dPa.秒~IO6'7dPa.秒，更優(yōu)選105dPa.秒~IO6'7dPa.秒。而且，本實施方式的玻璃基板的液相粘度也可為105 3dPa ?秒以下。玻璃的液相粘度越小則成形爐室的上部空間的環(huán)境溫度設(shè)定得越高，所以，如上所述平板玻璃SG的寬度方向的收縮容易變大。即，在使用液相粘度為105 3dPa.秒以下的`玻璃的情形時，本實施方式的效果變得顯著，若為IO4 3~105 3dPa.秒，則效果更顯著，若為104 3dPa.秒~105_°dPa.秒，則效果變得進(jìn)一步顯著，若為104 3dPa.秒~104 9dPa.秒，則效果變得進(jìn)一步更顯著，在所述方面均為較佳。在液相粘度小于104 3dPa.秒的玻璃的情形時，溢流下拉法的應(yīng)用變得困難。
[0148]而且，本實施方式的玻璃基板的液相溫度優(yōu)選1000°C~1250°C。玻璃的液相溫度越高，則為避免產(chǎn)生玻璃的失透而必須越高地設(shè)定成形爐室的上部空間的環(huán)境溫度。因此，成形爐室的上部空間與下部空間之間的熱階梯較大，從而熱傳遞容易變大。本實施方式抑制自成形爐室的上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以，可抑制成形爐室的下部空間中的平板玻璃SG的寬度方向的收縮。即，就減少自成形爐室的上部空間朝向下部空間的熱傳遞量，使平板玻璃SG的寬度方向的收縮降低的觀點而言，玻璃基板的液相溫度優(yōu)選1250°C以下，更優(yōu)選1200°C以下，進(jìn)而更優(yōu)選1105°C以下。而且，本實施方式的玻璃基板的液相溫度也可為1150°C~1250°C。玻璃的液相溫度越高，則為避免產(chǎn)生玻璃失透而必須越高地設(shè)定成形爐室的上部空間的環(huán)境溫度。即，將玻璃的液相溫度為1150°C以上的玻璃用于平板玻璃SG的情形時，本實施方式的效果變得更顯著。另外，玻璃的液相溫度的上限設(shè)為1250°C的原因在于當(dāng)玻璃的液相溫度超過1250°C時，存在容易產(chǎn)生成形體41的蠕變現(xiàn)象等問題之虞。即，本實施方式是因玻璃的液相溫度為1150°C~1250°C而本實施方式的效果變得顯著，且若為1170°C~1250°C，則效果變得更顯著，若為1180°C~1250°C，則效果變得進(jìn)一步顯著，若為1200°C~1250°C，則效果變得進(jìn)一步更顯著，在所述方面均為較佳。
[0149]本實施方式的玻璃基板的應(yīng)變點優(yōu)選670°C以上。當(dāng)玻璃基板的應(yīng)變點為670°C以上的情形時，該玻璃存在液相溫度變高的傾向，從而存在于成形步驟中產(chǎn)生失透之虞。因此，在使用應(yīng)變點為670°C以上的玻璃的情形時，為抑制成形步驟中產(chǎn)生失透，而與制造不易產(chǎn)生失透的玻璃的情形相比，必須提高成形時的熔融玻璃的溫度，從而也較高地設(shè)定成形體41所在的成形爐室的上部空間的環(huán)境溫度。因此，成形爐室的上部空間與下部空間之間存在較大的熱階梯，從而熱傳遞容易變大。本實施方式是使用熱阻為0.2m2.Κ/ff以上的分隔構(gòu)件50，抑制成形爐室的上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以，可抑制成形爐室的下部空間中的平板玻璃SG的寬度方向的收縮。即，在玻璃基板的應(yīng)變點為670°C以上的情形時，本實施方式的效果較為顯著。
[0150]本實施方式可使用玻璃基板的應(yīng)變點為670°C以上的玻璃，且即便使用應(yīng)變點為675°C以上、應(yīng)變點為680以上的玻璃、進(jìn)而應(yīng)變點為690°C以上的玻璃，也可確保平板玻璃SG的寬度、及制品寬度，就該方面而言，本實施方式的效果較為顯著。作為形成LTPS、TFT或氧化物半導(dǎo)體的玻璃基板，優(yōu)選使用應(yīng)變點為675V以上的玻璃，更優(yōu)選使用應(yīng)變點為6800C以上的玻璃，所以，以本實施方式制造的玻璃基板作為形成LTPS、TFT或氧化物半導(dǎo)體的玻璃基板而言較佳。
[0151]而且，在玻璃基板的熱收縮率為75ppm以下的情形時，該玻璃的應(yīng)變點普遍較高，從而存在液相溫度較高的傾向。即便需要制造熱收縮率為75ppm以下的玻璃基板，也使用熱阻為0.2m2.Κ/ff以上的分隔構(gòu)件50，抑制自成形爐室的上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以，可抑制成形爐室的下部空間中的平板玻璃SG的寬度方向的收縮。因此，可抑制平板玻璃SG自成形體41分離時產(chǎn)生的平板玻璃SG的寬度方向的寬度收縮，從而確保平板玻璃SG的寬度。在使用有熱收縮率為75ppm以下的玻璃的玻璃基板的情形時，即便為了圖像顯示裝置的制作，而在該玻璃基板上形成LTPS、TFT或氧化物半導(dǎo)體，進(jìn)行高溫處理，也可抑制圖像顯示裝置中的像素之間距偏移等問題。
[0152]另外，所謂熱收縮率是指使用經(jīng)實施升降溫速度為10/分鐘且在550°C下保持2小時的熱處理后的玻璃基板的收縮量，根據(jù)下式而求得的值。
[0153]熱收縮率(ppm)
[0154]= {熱處理后的玻璃基板的收縮量/熱處理前的玻璃基板的長度} X IO6
[0155]而且，本實施方式的玻璃基板也可含有氧化鋯。在制作平板玻璃SG進(jìn)而由該平板玻璃SG制作的玻璃基板含有氧化鋯的情形時，玻璃的液相溫度上升，所以，也必須為了避免產(chǎn)生玻璃失透，而減小成形體41、尤其最下端部41a附近的粘度(以不產(chǎn)生失透的程度使熔融玻璃溫度上升)。本實施方式是即便成形體41的最下端部41a中的熔融玻璃的粘度較小，且上部空間中的環(huán)境溫度較高，也使用熱阻為0.2m2 -Κ/ff以上的分隔構(gòu)件50，抑制自上部空間朝向下部空間的 熱傳遞，所以，可抑制成形爐室的下部空間中的板寬收縮。因此，在使用此種玻璃的情形時，本實施方式的效果變得顯著。
[0156]而且，本實施方式的玻璃基板優(yōu)選含有氧化錫。氧化錫容易結(jié)晶產(chǎn)生失透。因此，在制造含有氧化錫的玻璃的情形時，為避免產(chǎn)生失透，而必須減小成形體41、尤其最下端部41a附近的熔融玻璃的粘度(以不產(chǎn)生失透的程度使熔融玻璃溫度上升)。本實施方式是抑制自上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以，可抑制成形爐室的下部空間中的板寬收縮。
[0157]另外，在圖2中所示的熔解裝置11的熔解槽包含高氧化鋯系耐火物等爐材而構(gòu)成的情形時，存在于熔解步驟中氧化鋯自高氧化鋯系耐火物熔析到熔融玻璃中的情形。在該情形時，熔融玻璃中的氧化鋯濃度上升，從而液相溫度上升。因此，必須較高地保持成形時的熔融玻璃的溫度。本實施方式是抑制自上部空間朝向下部空間的熱傳遞，所以，可抑制成形爐室的下部空間中的板寬收縮。因此，在使用此種玻璃的情形時，本實施方式的效果變得顯著。
[0158](玻璃組成)
[0159]以本實施方式制作的玻璃基板可適宜用于平板顯示器，尤其液晶顯示器用玻璃基板。此種玻璃基板是例如以質(zhì)量％表示而含有50~70%的Si02、5~25%的A1203、0~15%的民03、0 ~10% 的 Mg0、0 ~20% 的 Ca0、0 ~20% 的 Sr0、0 ~10% 的 BaO、及 O ~10%的 ZrO2。
[0160]而且，以本實施方式制作的玻璃基板可適宜用于在玻璃表面上形成有LTPS、TFT或氧化物半導(dǎo)體的玻璃基板。此種玻璃基板是例如以質(zhì)量％表示時含有58~75%的Si02、
15~23% 的 A1203、1 ~12% 的 B2O3、及 6 ~17% 的 R0(其中，RO 是 Mg0、Ca0、Sr0 及 BaO 中的玻璃板所含的總成分的總量)，且應(yīng)變點為680°C以上。
[0161]此時，若滿足以下數(shù)式的任一個或多個，則因LTPS、TFT用玻璃板而較佳。
[0162].為使應(yīng)變點進(jìn)一步上升，而必須設(shè)為(Si02+Al203) /B2O2:8~50及/或Si02+Al203:75% 以上。
[0163].為使應(yīng)變點進(jìn)一步上升，而必須使質(zhì)量比(Si02+Al203)/R0為7.5以上。
`[0164].為使玻璃的比電阻降低，而必須含有0.01~I質(zhì)量％的Fe203。
[0165].為實現(xiàn)玻璃的較高應(yīng)變點，同時防止液相溫度上升，而必須使Ca0/R0為0.65以上。
[0166]而且，若考慮應(yīng)用于如移動通訊終端之類的移動設(shè)備等，則就輕量化的觀點而言，SrO及BaO的合計含有率優(yōu)選O~5質(zhì)量％，更優(yōu)選O~3.3質(zhì)量％。
[0167]另外，玻璃基板也可為如上所述實質(zhì)上不含堿金屬氧化物(Na20、K2O, Li2O)的無堿玻璃，或含有0.05~2.0質(zhì)量％的堿金屬氧化物(Na20、K2O, Li2O)的含微量堿的玻璃。平板顯示器用玻璃基板是若在面板制造步驟中堿金屬自玻璃基板中熔析，則存在導(dǎo)致TFT特性或半導(dǎo)體特性劣化之虞，所以，優(yōu)選實質(zhì)上不含堿金屬氧化物，或者即便含有，也含有
0.05~2.0質(zhì)量％。
[0168]另外，可如含微量堿的玻璃那樣，通過盡量微量地含有堿金屬，而在固定范圍內(nèi)抑制TFT特性或半導(dǎo)體特性劣化或玻璃熱膨張，同時使熔解性及澄清性提升。而且，含微量堿的玻璃可使熔融玻璃的比電阻有效地降低，所以，認(rèn)為在電熔融過程中容易對熔融玻璃進(jìn)行通電，相對地對高氧化鋯系耐火物等構(gòu)成熔解槽壁面的爐材難以進(jìn)行通電。其結(jié)果，可抑制爐材侵蝕。而且，可減少氧化鋯熔析至熔融玻璃中，所以可改善玻璃的失透。就該點方面而言，使用含微量堿的玻璃較為有效。
[0169]所述實施方式是利用中央上部冷卻單元62沿著平板玻璃SG的寬度方向，以環(huán)境溫度變得均勻的方式進(jìn)行控制(板厚均勻化步驟)。由此，在所述實施方式中，可使平板玻璃SG的厚度(壁厚)均勻。然而，中央上部冷卻單元62也可使用沿著平板玻璃SG的寬度方向可變更溫度的構(gòu)成。例如，也可將形成在中央冷卻單元62的內(nèi)部的空間分成多個，將每一個空間分別地冷卻，或者設(shè)置可在中央冷卻單元62的內(nèi)部局部地設(shè)置保溫材的構(gòu)成，由此，可變更寬度方向的環(huán)境溫度。由此，無論平板玻璃SG的中央部的溫度是否均勻，當(dāng)因某些影響而無法實現(xiàn)平板玻璃SG的寬度方向的壁厚均勻化的情形時，也可謀求平板玻璃SG的壁厚均勻化。
[0170][實驗例I]
[0171]為確認(rèn)本實施方式的效果，而變更玻璃基板的制造方法，制作玻璃基板。
[0172](實施例1)
[0173]以所制造的玻璃基板成為下述組成的方式，在熔解裝置11的熔解槽中，將玻璃原料熔解，制成熔融玻璃。將該熔融玻璃經(jīng)由鉬合金制的管搬送至澄清裝置12的澄清槽，實施熔融玻璃的澄清。其次，使澄清后的熔融玻璃均質(zhì)化之后，將熔融玻璃供給至成形體41，利用溢流下拉法以約2m/分鐘的速度形成平板玻璃SG。此時，將所用的分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件50)的熱阻設(shè)為0.4m2.K/W。成形體41的最下端部41a中進(jìn)行流動的熔融玻璃的兩端部的粘度為105dPa ?秒。此時，當(dāng)平板玻璃SG的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，一面朝向平板玻璃SG的兩端部施加張力，一面以平板玻璃SG的兩端部的粘度成為109_°~1014 5dPa.秒的方式進(jìn)行冷卻。
[0174]即，將具有隔熱性的材料用于隔熱構(gòu)件50，以使
[0175](I)在成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時的熔融玻璃FG的溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41的最下端部時的熔融玻璃FG的兩端部的粘度成為IO4'3~106dPa.秒，且
[0176](2)在冷卻平板玻璃SG時，當(dāng)平板玻璃SG的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度`區(qū)域時，平板玻璃SG的兩端部的粘度成為109_°~1014 5dPa.秒。其后，切斷平板玻璃SG，制造厚度為0.7mm、尺寸為2200mmX 2500mm的平板顯示器用玻璃基板。另外，所制造的平板顯示器用玻璃基板的液相溫度為1125°C，應(yīng)變點為660。。。
[0177](實施例1的玻璃組成)
[0178]SiO2:60 質(zhì)量％、Al2O3:19.5 質(zhì)量％、B2O3:10 質(zhì)量％、CaO:5.3 質(zhì)量％、SrO:5 質(zhì)量％、SnO2:0.2 質(zhì)量％。
[0179](比較例I)
[0180]比較例I中，使用具有與用于實施例1的分隔構(gòu)件(隔熱材)不同的熱阻的分隔構(gòu)件(隔熱材)。將分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)的熱阻設(shè)為0.1m2.K/W。
[0181]因此，不滿足以下條件:
[0182](I)在成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時的熔融玻璃FG的溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41的最下端部時的熔融玻璃FG的兩端部的粘度成為IO4'3~106dPa.秒，且
[0183](2)在冷卻平板玻璃SG時，當(dāng)平板玻璃SG的中央部溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，平板玻璃SG的兩端部的粘度成為109_°~1014 5dPa.秒。
[0184]除所述情況之外，使用與實施例1相同的方法，制造玻璃基板。以比較例I的玻璃組成成為與實施例1的玻璃組成相同的方式，調(diào)合玻璃原料，制造平板顯示器用玻璃基板。
[0185](平板玻璃的寬度的收縮量)
[0186]測定實施例1及比較例I中的平板玻璃的寬度方向相對于成形體寬度的收縮量。實施例1的收縮量為180mm，相對于此，比較例I的收縮量為230mm。另外，在利用實施例1及比較例I的制造方法而制造的玻璃基板中，未產(chǎn)生失透。
[0187][實驗例2]
[0188]進(jìn)而，為了以玻璃組成不同于所述玻璃組成的的玻璃確認(rèn)本實施方式的效果，而變更玻璃基板的制造方法，制造玻璃基板。
[0189](實施例2)
[0190]所制作的玻璃基板為下述玻璃組成的玻璃，在成形體41的最下端部41a中流動的熔融玻璃的兩端部的粘度為104 6dPa.秒，玻璃基板的液相溫度為1230°C，應(yīng)變點為715°C，除所述方面以外，使用與實施例1相同的分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)的熱阻，以相同方法，制造平板顯示器用玻璃基板。
[0191](實施例2的玻璃組成)
[0192]SiO2:61.5 質(zhì)量％、Al2O3:20 質(zhì)量％、B2O3:8.4 質(zhì)量％、CaO:10 質(zhì)量％、SnO2:0.1
質(zhì)量％。
[0193](比較例2)
[0194]比較例2使用具有與用于實施例2的分隔構(gòu)件不同的熱阻的分隔構(gòu)件。將分隔構(gòu)件的熱阻設(shè)為0.1m2.K/W。
[0195]因此，不滿足以下條件:
[0196](I)在成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時的熔融玻璃FG的溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41的最下端部時的熔融玻璃FG的兩端部的粘度成為IO4'3~106dPa.秒，且
[0197](2)在冷卻平板玻璃SG時，當(dāng)平板玻璃SG的中央部溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，平板玻璃SG的兩端部的粘度成為109_°~1014 5dPa.秒。
[0198]除所述情況之外，使用與實施例2相同的方法制造玻璃基板。以比較例2的玻璃成為與實施例2的玻璃相同的組成的方式，調(diào)合玻璃原料，制造平板顯示器用玻璃基板。
[0199](實施例3)
[0200]實施例3中，所制作的玻璃基板為下述玻璃組成的玻璃，液相溫度為1200°C，應(yīng)變點為699°C，除所述方面以外，使用與實施例2相同的分隔構(gòu)件(隔熱構(gòu)件)的熱阻，以相同方法制造平板顯示器用玻璃基板。
[0201 ](實施例3的玻璃組成)
[0202]SiO2:61.2 質(zhì)量％、Al2O3:19.5 質(zhì)量％、B2O3:9.0 質(zhì)量％、K2O:0.19 質(zhì)量％、CaO:10 質(zhì)量％、Fe2O3:0.01 質(zhì)量％、SnO2:0.1 質(zhì)量％。
[0203](實施例4~7)
[0204]將分隔構(gòu)件 (隔熱構(gòu)件)的熱阻變更為0.2m2.K/W(實施例4)、0.6m2.K/ff (實施例5)、1.0m2 *K/ff(實施例6)、及1.2m2 *K/ff(實施例7)，除此以外，使用與實施例3相同的玻璃，以相同的方法制造平板顯示器用玻璃基板。[0205](比較例3)
[0206]比較例3中，使用具有與用于實施例3的分隔構(gòu)件不同的熱阻的分隔構(gòu)件。將分隔構(gòu)件的熱阻設(shè)為0.1m2.K/W。
[0207]因此，不滿足以下條件:
[0208](I)在成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時的熔融玻璃FG的溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41的最下端部時的熔融玻璃FG的兩端部的粘度成為IO4'3~106dPa.秒，且
[0209](2)在冷卻平板玻璃SG時，當(dāng)平板玻璃SG的中央部溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，平板玻璃SG的兩端部粘度成為109_°~1014 5dPa.秒。
[0210]除所述情況之外，使用與實施例3相同的方法，制造玻璃基板。以比較例3的玻璃成為與實施例3的玻璃相同的玻璃組成的方式，調(diào)合玻璃原料，制造平板顯示器用玻璃基板。
[0211](平板玻璃的寬度的收縮量)
[0212]測定實施例2~7及比較例2~3的制造方法中的平板玻璃的寬度方向相對于成形體寬度的收縮量。實施例2~4的收縮量為190mm以下，實施例5的收縮量為170mm以下，實施例6的收縮量為160mm以下,實施例7的收縮量為150mm以下,相對于此，比較例2及實施例3的收縮量超過220_。
[0213]根據(jù)以上的實驗例1、2，本實施方式的效果較為明顯。進(jìn)而，可知使用熱阻為
0.2m2 -K/W以上的分隔構(gòu)件(隔熱材)，以平板玻璃的兩端部粘度成為109_°~IO14 5dPa ?秒的方式進(jìn)行冷卻在抑制平板玻璃收縮量的方面較佳。
[0214]以上，對本發(fā)明的玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造裝置詳細(xì)地進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于所述實施方式或?qū)嵤├?，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，當(dāng)然也可進(jìn)行各種改良或變更。
[0215][符號的說明]
[0216]
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃基板的制造方法，其包含以下步驟: 在由爐壁包圍的成形爐室的上部空間中，使熔融玻璃自成形體溢流，成形為平板玻璃； 使所述平板玻璃通過利用將所述成形爐室分隔為上部空間與下部空間的隔熱構(gòu)件而形成的狹縫狀之間隙；及 在所述下部空間中，將所述平板玻璃的兩端部冷卻； 所述隔熱構(gòu)件使用具有隔熱性的材料，以使 (1)在成形所述平板玻璃的步驟中，所述熔融玻璃通過所述成形體時的所述熔融玻璃的溫度為液相溫度以上，且所述熔融玻璃通過所述成形體的最下端部時的所述熔融玻璃的兩端部的粘度成為IO4 3~106dPa.秒，且 (2)在冷卻所述平板玻璃的步驟中，當(dāng)所述平板玻璃的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，所述平板玻璃的兩端部的粘度成為109_°~.1014 5dPa.秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其中所述隔熱構(gòu)件的所述上部空間與所述下部空間之間的熱阻在所述上部空間的環(huán)境溫度中為0.2m2.Κ/ff以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或 2所述的玻璃基板的制造方法，其中在所述下部空間中包含以下步驟: 使所述平板玻璃的所述中央部的寬度方向的溫度分布均勻，且使所述平板玻璃的兩端部的溫度低于所述中央部的溫度；及 使所述兩端部及所述中央部的溫度，相比使所述平板玻璃的兩端部的溫度低于所述中央部的溫度的步驟中的所述兩端部及所述中央部的溫度成為低溫，且自所述中央部的寬度方向的中心朝向所述兩端部，在所述平板玻璃的寬度方向上形成溫度梯度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中所述平板玻璃中的玻璃的液相粘度為104 3dPa.秒~106 7dPa.秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中所述玻璃基板的應(yīng)變點為670°C以上。
6.一種玻璃基板制造裝置，包含: 成形爐室，由爐壁圍成； 隔熱構(gòu)件，將所述成形爐室分隔為上部空間與下部空間，形成供所述平板玻璃通過的狹縫狀間隙； 成形體，設(shè)置在所述成形爐室的所述上部空間中，使熔融玻璃溢流，成形為平板玻璃；及 冷卻構(gòu)件，在所述下部空間，將所述平板玻璃的兩端部冷卻； 所述隔熱構(gòu)件使用具有隔熱性的材料，以使 (1)在成形所述平板玻璃的步驟中，所述熔融玻璃通過所述成形體時的所述熔融玻璃的溫度為液相溫度以上，且所述熔融玻璃通過所述成形體的最下端部時的所述熔融玻璃的兩端部的粘度成為IO4 3~106dPa.秒，且 (2)在冷卻所述平板玻璃的步驟中，當(dāng)所述平板玻璃的中央部的溫度處于自高于軟化點的溫度變?yōu)橥嘶瘘c附近為止的溫度區(qū)域時，所述平板玻璃的兩端部的粘度成為109_°~.1014 5dPa.秒。
【文檔編號】C03B17/06GK103842304SQ201380002707
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】前田伸廣 申請人:安瀚視特控股株式會社