本發(fā)明涉及一種玻璃板的制造方法、及玻璃板的制造裝置。
背景技術(shù):
業(yè)界使用利用下拉法而制造玻璃板(板玻璃)的方法。通過(guò)下拉法而成形的板玻璃包含:板厚大致固定的制品區(qū)域(寬度方向中央?yún)^(qū)域);及板厚較制品區(qū)域厚的位于制品區(qū)域的寬度方向的兩端的端部(耳部)。為了將所成形的板玻璃穩(wěn)定地朝下方向搬送,而通過(guò)搬送輥夾持板玻璃的制品區(qū)域與端部的交界區(qū)域。
此外,板玻璃是以使翹曲、應(yīng)變滿足固定的品質(zhì)基準(zhǔn)的方式冷卻(緩冷)。具體而言,以使翹曲及應(yīng)變成為特定值的方式,沿行進(jìn)方向預(yù)先設(shè)計(jì)有板玻璃的寬度方向的溫度分布。即,通過(guò)以成為預(yù)先設(shè)計(jì)的溫度分布的方式執(zhí)行溫度管理,而可制造具有預(yù)先設(shè)定的翹曲、應(yīng)變的值的玻璃板。由此,可制造滿足客戶方的翹曲及應(yīng)變的品質(zhì)基準(zhǔn)的玻璃板。因此,利用冷卻裝置或加熱器等以板玻璃成為所設(shè)計(jì)的溫度分布的方式進(jìn)行嚴(yán)格的溫度管理。
[先前技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開(kāi)2013-212987號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
[發(fā)明所要解決的問(wèn)題]
為了抑制在對(duì)板玻璃一面搬送一面進(jìn)行冷卻時(shí)用于板玻璃的搬送的搬送輥因熱而變形,而以搬送輥的溫度成為固定以下的方式進(jìn)行冷卻。當(dāng)搬送輥被冷卻時(shí),搬送輥與板玻璃的溫度差變大,進(jìn)而,當(dāng)板玻璃變薄而板玻璃的保有熱變小時(shí),存在板玻璃變得易于受搬送輥的影響,難以基于特定的溫度分布而成形搬送輥夾持板玻璃的區(qū)域的情形。
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃板的制造方法、及玻璃板的制造裝置,即便為較薄的玻璃板,于在搬送輥夾持板玻璃的區(qū)域欲再現(xiàn)所設(shè)計(jì)的溫度分布的情形時(shí)也可容易地實(shí)現(xiàn)該溫度分布,從而能夠高精度地獲得玻璃板的平面度(翹曲量)。
[解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
本發(fā)明包含以下形態(tài)。
(形態(tài)1)
一種玻璃板的制造方法,其特征在于具備:
成形步驟,使熔融玻璃自成形體流下而成形玻璃板;及
冷卻步驟,一面通過(guò)配置在所述成形體的下方的一對(duì)輥將所述成形步驟中所成形的所述玻璃板向下方搬送,一面通過(guò)以在所述玻璃板的搬送方向上溫度依序降低的方式控制所述玻璃板的溫度的加熱器而冷卻所述玻璃板;且
在所述冷卻步驟中,
所述一對(duì)輥一面被以抑制由熱所致的變形的方式冷卻一面夾持所述玻璃板,
所述加熱器對(duì)通過(guò)所述一對(duì)輥而冷卻的所述玻璃板的區(qū)域的溫度以在所述玻璃板的寬度方向上變得均勻的方式控制。
(形態(tài)2)
如形態(tài)1,其中
在所述成形步驟中成形玻璃板,該玻璃板具有所述玻璃板的寬度方向的兩端、及介于所述兩端的所述玻璃板的厚度較所述兩端的所述玻璃板的厚度薄的寬度方向中央?yún)^(qū)域,
在所述冷卻步驟中,
所述一對(duì)輥夾持所述寬度方向中央?yún)^(qū)域與所述端之間的區(qū)域,
所述加熱器在所述輥夾持之前以所述寬度方向中央?yún)^(qū)域的溫度變得均勻,且所述輥夾持的夾持區(qū)域的溫度變得高于所述寬度方向中央?yún)^(qū)域的溫度的方式控制所述玻璃板的溫度。
(形態(tài)3)
如形態(tài)1或2,其中在所述冷卻步驟中,所述加熱器在所述輥夾持所述玻璃板之前,以使所述夾持區(qū)域的溫度分布朝向介于所述兩端的所述玻璃板的厚度較所述兩端的所述玻璃板的厚度薄的寬度方向中央?yún)^(qū)域及所述端而降低的方式控制所述玻璃板的溫度。
(形態(tài)4)
如形態(tài)1至3中任一項(xiàng)的形態(tài),其中
所述加熱器包含有在所述寬度方向上被分割為多個(gè)的分割加熱器,
所述分割加熱器包含設(shè)置在與所述輥夾持的夾持區(qū)域?qū)?yīng)的寬度方向的位置的夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器。
(形態(tài)5)
如形態(tài)4,其中所述分割加熱器除包含所述夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器以外,還包含中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器,該中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器設(shè)置在與介于所述玻璃板的寬度方向的兩端的所述玻璃板的厚度較所述兩端的所述玻璃板的厚度薄的寬度方向中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的寬度方向的位置,
使所述夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器距所述玻璃板的距離遠(yuǎn)于所述中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器距所述玻璃板的距離,在所述輥夾持所述玻璃板之前,以所述夾持區(qū)域的溫度變得高于所述寬度方向中央?yún)^(qū)域的溫度的方式控制所述夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器的輸出。
(形態(tài)6)
如形態(tài)5,其中所述寬度方向中央?yún)^(qū)域具有包含所述寬度方向的中心的第1中央?yún)^(qū)域、及位于所述第1中央?yún)^(qū)域與所述夾持區(qū)域之間的第2中央?yún)^(qū)域,
所述中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器包含設(shè)置在與所述第1中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的寬度方向的位置的第1中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器、及設(shè)置在與所述第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的寬度方向的位置的第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器,
使所述第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器距所述玻璃板的距離遠(yuǎn)于所述第1中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器距所述玻璃板的距離,在所述輥夾持所述玻璃板之前,以使所述第2中央?yún)^(qū)域的溫度變得部分性地高于所述第1中央?yún)^(qū)域的溫度的方式控制所述第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器的輸出。
(形態(tài)7)
如形態(tài)3,其中所述夾持區(qū)域的所述溫度分布的最高溫度與所述寬度方向中央?yún)^(qū)域的溫度之間的溫度差,自所述玻璃板的所述搬送方向的上游側(cè)朝向下游側(cè)而慢慢變小。
(形態(tài)8)
如形態(tài)1至7中任一項(xiàng)的形態(tài),其中
在所述玻璃板與所述加熱器之間以與所述玻璃板的表面對(duì)向的方式配置有均熱板,
通過(guò)利用所述均熱板使所述加熱器的所述寬度方向的熱分布變得平穩(wěn),而控制所述玻璃板的溫度分布。
(形態(tài)9)
一種玻璃板的制造裝置,其特征在于具備:
成形體,其使熔融玻璃流下而成形玻璃板;
一對(duì)輥,其等配置在所述成形體的下方,將所述玻璃板向下方搬送;及
加熱器,其以在所述玻璃板的搬送方向上溫度依序降低的方式控制所述玻璃板的溫度;且
所述一對(duì)輥一面被以抑制由熱所致的變形的方式冷卻一面夾持所述玻璃板,
所述加熱器對(duì)通過(guò)所述一對(duì)輥而冷卻的所述玻璃板的區(qū)域的溫度以在所述玻璃板的寬度方向上變得均勻的方式控制。
[發(fā)明的效果]
根據(jù)本發(fā)明,即便為較薄的玻璃板,在欲在搬送輥夾持板玻璃的區(qū)域再現(xiàn)所設(shè)計(jì)的溫度分布的情形時(shí)也可實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的溫度分布,從而可高精度地獲得玻璃板的平面度(翹曲量)。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)施方式的玻璃板的制造方法的流程圖。
圖2是表示玻璃板的制造方法中所使用的玻璃板的制造裝置的示意圖。
圖3是成形裝置的概略的概略圖(剖視圖)。
圖4是成形裝置的概略的概略圖(側(cè)視圖)。
圖5是控制裝置的控制方塊圖。
圖6是自背面?zhèn)扔^察控制冷卻腔室內(nèi)的環(huán)境溫度的加熱器的圖。
圖7是自上游側(cè)觀察圖6的圖。
圖8是表示冷卻步驟中的板玻璃的特定高度位置的溫度分布的圖。
圖9是表示冷卻步驟中的板玻璃的特定高度位置的板玻璃的溫度分布的圖。
圖10是表示冷卻步驟中的分割加熱器的配置例的圖。
具體實(shí)施方式
在本實(shí)施方式的玻璃板(玻璃基板)的制造方法中,例如制造tft(thinfilmtransistor,薄膜晶體管)顯示器用的玻璃基板。玻璃板是利用下拉法而制造。以下,參照?qǐng)D式對(duì)本實(shí)施方式的玻璃基板的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
(1)玻璃板的制造方法的概要
首先,參照?qǐng)D1及圖2,對(duì)玻璃基板的制造方法中所包含的多個(gè)步驟及多個(gè)步驟中所使用的玻璃基板的制造裝置100進(jìn)行說(shuō)明。玻璃基板的制造方法如圖1所示,主要包含熔融步驟s1、澄清步驟s2、成形步驟s3、冷卻步驟s4、及切斷步驟s5。
熔融步驟s1是將玻璃的原料熔融的步驟。玻璃的原料在以成為所期望的組成的方式調(diào)配之后,如圖2所示投入至配置在上游的熔融裝置11中。玻璃原料例如包含sio2、al2o3、b2o3、cao、sro、bao等組成。具體而言,使用應(yīng)變點(diǎn)為660℃以上的玻璃原料。玻璃的原料在熔融裝置11中熔融而成為熔融玻璃fg。熔融溫度是根據(jù)玻璃的種類而調(diào)整。在本實(shí)施方式中,玻璃原料在1500℃~1650℃熔融。熔融玻璃fg通過(guò)上游管23被輸送至澄清裝置12。
澄清步驟s2是進(jìn)行除去熔融玻璃fg中的氣泡的步驟。在澄清裝置12內(nèi)已除去氣泡的熔融玻璃fg其后通過(guò)下游管24被輸送至成形裝置40。
成形步驟s3是將熔融玻璃fg成形為板狀的玻璃(板玻璃)sg的步驟。具體而言,熔融玻璃fg在連續(xù)地被供給至成形裝置40所包含的成形體41之后,自成形體41溢流。溢流的熔融玻璃fg沿成形體41的表面流下。熔融玻璃fg其后在成形體41的下端部41a合流而成形為板玻璃sg。板玻璃sg具有位于寬度方向的端的側(cè)部(耳部、端部)、及介于側(cè)部的寬度方向的中央?yún)^(qū)域。板玻璃sg的側(cè)部的板厚與中央?yún)^(qū)域的板厚相比成形得較厚。板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域是成為包含固定板厚的玻璃基板的制品的區(qū)域。在欲成形為使板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域的板厚為0.4mm以下的薄板的情形時(shí),板玻璃sg的側(cè)部的板厚與先前相比成形得較薄。
冷卻步驟s4是冷卻(緩冷)板玻璃sg的步驟。板玻璃sg經(jīng)過(guò)冷卻步驟s4而被冷卻至接近室溫的溫度。再者,根據(jù)冷卻步驟s4中的冷卻狀態(tài)而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。
切斷步驟s5是將成為接近室溫的溫度的板玻璃sg切斷為特定大小的步驟。
再者,被切斷為特定大小的板玻璃sg(玻璃板pg),其后經(jīng)過(guò)端面加工等步驟而成為玻璃基板。
以下,參照?qǐng)D3~圖5,對(duì)玻璃基板的制造裝置100所包含的成形裝置40的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。再者,在本實(shí)施方式中,板玻璃sg的寬度方向是指與板玻璃sg流下的方向(行進(jìn)方向)正交的方向,即水平方向。
(2)成形裝置的構(gòu)成
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具有板玻璃sg通過(guò)的通路、及包圍通路的空間。包圍通路的空間包含溢流腔室20、成形腔室30、及冷卻腔室80。
溢流腔室20構(gòu)成將自澄清裝置12輸送的熔融玻璃fg成形為板玻璃sg的空間。
成形腔室30配置在溢流腔室20的下方,構(gòu)成用以調(diào)整板玻璃sg的厚度及翹曲量的空間。在成形腔室30中執(zhí)行冷卻步驟的一部分。板玻璃sg沿成形體41的表面流下,且在成形體41的下端部41a合流而成形為板玻璃sg,但在較成形體41的下端部41a更下游,板玻璃sg的溫度慢慢降低。
冷卻腔室80配置在溢流腔室20的下方,構(gòu)成用以調(diào)整板玻璃sg的應(yīng)變量的空間。具體而言,在冷卻腔室80中。通過(guò)成形腔室30內(nèi)的板玻璃sg經(jīng)過(guò)緩冷點(diǎn)、應(yīng)變點(diǎn)而被冷卻至室溫附近的溫度為止。再者,冷卻腔室80具備被隔熱構(gòu)件80a、80b區(qū)劃為多個(gè)的空間。
又,成形裝置40主要具備成形體41、區(qū)隔構(gòu)件50、冷卻輥51、溫度調(diào)整單元60、下拉輥81a~81g、加熱器82a~82g、及切斷裝置90。進(jìn)而,成形裝置40具備控制裝置500(參照?qǐng)D5)??刂蒲b置500控制成形裝置40所包含的各構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)部。
以下,對(duì)成形裝置40所包含的各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(2-1)成形體
成形體41設(shè)置在溢流腔室20內(nèi)。成形體41通過(guò)使熔融玻璃fg溢流而使熔融玻璃fg成形為板狀的玻璃板。該玻璃板以下稱為板玻璃sg。
如圖3所示,成形體41具有剖面形狀為大致五邊形的形狀(類似于楔形的形狀)。大致五邊形的前端相當(dāng)于成形體41的下端部41a。
又,成形體41在第1端部具有流入口42(參照?qǐng)D4)。流入口42與所述下游管24連接,自澄清裝置12流出的熔融玻璃fg自流入口42流入至成形體41。在成形體41形成有槽43。槽43在成形體41的長(zhǎng)度方向上延伸。具體而言,槽43自第1端部延伸至第1端部的相反側(cè)的端部即第2端部。更具體而言,槽43在圖4的左右方向延伸。槽43是以流入口42附近最深,且隨著靠近第2端部而慢慢變淺的方式形成。流入至成形體41的熔融玻璃fg自成形體41的一對(duì)頂部41b、41b溢流,且沿成形體41的一對(duì)側(cè)面(表面)41c、41c流下。此后,熔融玻璃fg在成形體41的下端部41a合流而成為板玻璃sg。
此時(shí),在成形體41的下端部41a的板玻璃sg的液相溫度為1100℃以上,液相粘度為2.5×105泊以上,更佳為液相溫度為1160℃以上,液相粘度為1.2×105泊以上。又,使在成形體41的下端部41a的板玻璃sg的側(cè)部(耳部、端部)的粘度為未達(dá)105.7泊(poise)。
(2-2)區(qū)隔構(gòu)件
區(qū)隔構(gòu)件50是阻斷自溢流腔室20向成形腔室30的熱移動(dòng)的構(gòu)件。區(qū)隔構(gòu)件50配置在熔融玻璃fg的合流點(diǎn)附近。又,如圖3所示,區(qū)隔構(gòu)件50配置于在合流點(diǎn)合流的熔融玻璃fg(板玻璃sg)的厚度方向兩側(cè)。區(qū)隔構(gòu)件50為隔熱材料。區(qū)隔構(gòu)件50通過(guò)區(qū)隔熔融玻璃fg的合流點(diǎn)的上側(cè)環(huán)境及下側(cè)環(huán)境,而阻斷自區(qū)隔構(gòu)件50的上側(cè)向下側(cè)的熱移動(dòng)。
(2-3)冷卻輥
冷卻輥51設(shè)置在成形腔室30內(nèi)。更具體而言,冷卻輥51配置在區(qū)隔構(gòu)件50的正下方。又,冷卻輥51配置在板玻璃sg的厚度方向兩側(cè)、且板玻璃sg的寬度方向兩側(cè)。配置在板玻璃sg的厚度方向兩側(cè)的冷卻輥51成對(duì)地進(jìn)行動(dòng)作。即,板玻璃sg的兩側(cè)部(寬度方向兩端部)被兩對(duì)冷卻輥51、51、···夾住。
冷卻輥51通過(guò)穿過(guò)內(nèi)部的空冷管而空冷。冷卻輥51接觸于板玻璃sg的側(cè)部(耳部),通過(guò)熱傳導(dǎo)而對(duì)板玻璃sg的側(cè)部(耳部)進(jìn)行急冷(急冷步驟)。接觸于冷卻輥51的板玻璃sg的側(cè)部的粘度為特定值(具體為109.0泊)以上。
冷卻輥51通過(guò)冷卻輥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)390(參照?qǐng)D5)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。冷卻輥51對(duì)板玻璃sg的側(cè)部進(jìn)行冷卻,并且也具有將板玻璃sg向下方下拉的功能。
(2-4)溫度調(diào)整單元
溫度調(diào)整單元60是設(shè)置在溢流腔室20內(nèi)及成形腔室30內(nèi),且將板玻璃sg冷卻至緩冷點(diǎn)附近為止的單元。溫度調(diào)整單元60具有多個(gè)冷卻單元61~65。多個(gè)冷卻單元61~65配置在板玻璃sg的寬度方向及板玻璃sg的行進(jìn)方向上。具體而言,在多個(gè)冷卻單元61~65中包含中央?yún)^(qū)域冷卻單元61~63、及側(cè)部冷卻單元64、65。中央?yún)^(qū)域冷卻單元61~63對(duì)板玻璃sg的寬度方向中央?yún)^(qū)域ca進(jìn)行空冷。寬度方向中央?yún)^(qū)域ca以下稱為中央?yún)^(qū)域ca。此處,所謂板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域是板玻璃sg的寬度方向中央部分、且包含板玻璃sg的有效寬度及其附近的區(qū)域。換言之,板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域是介于板玻璃sg的兩側(cè)部的部分。板玻璃sg的兩側(cè)部也稱為兩耳部。中央?yún)^(qū)域冷卻單元61~63沿行進(jìn)方向配置在與板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域ca的表面對(duì)向的位置。中央?yún)^(qū)域冷卻單元61~63所包含的各單元是可獨(dú)立地控制。又,側(cè)部冷卻單元64、65對(duì)板玻璃sg的側(cè)部進(jìn)行水冷。側(cè)部冷卻單元64、65沿行進(jìn)方向配置在與板玻璃sg的側(cè)部的表面對(duì)向的位置。側(cè)部冷卻單元64、65所包含的各單元是可獨(dú)立地控制。
(2-5)下拉輥(搬送輥)
下拉輥(搬送輥)81a~81g設(shè)置在冷卻腔室80內(nèi),將通過(guò)成形腔室30內(nèi)的板玻璃sg向板玻璃sg的行進(jìn)方向下拉。下拉輥81a~81g在冷卻腔室80的內(nèi)部沿行進(jìn)方向隔開(kāi)特定的間隔而配置。下拉輥81a~81g在板玻璃sg的厚度方向兩側(cè)(參照?qǐng)D3)、及板玻璃sg的寬度方向兩側(cè)(參照?qǐng)D4)配置有多個(gè)。即,下拉輥81a~81g一面接觸于板玻璃sg的寬度方向的兩側(cè)部、且板玻璃sg的厚度方向的兩側(cè),一面將板玻璃sg向下方下拉。
下拉輥81a~81g通過(guò)下拉輥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)391(參照?qǐng)D5)而驅(qū)動(dòng)。又,下拉輥81a~81g相對(duì)于板玻璃sg而向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。下拉輥81a~81g的圓周速度是越向下游側(cè)的下拉輥則圓周速度越大。即,多個(gè)下拉輥81a~81g中,下拉輥81a的圓周速度最小,下拉輥81g的圓周速度最大。配置在板玻璃sg的厚度方向兩側(cè)的下拉輥81a~81g成對(duì)地進(jìn)行動(dòng)作,成對(duì)的下拉輥81a、81a、···將板玻璃sg向下方下拉。
下拉輥81a~81g由于夾持高溫的板玻璃sg,因此為了防止由熱所致的變形,而通過(guò)穿過(guò)下拉輥81a~81g的內(nèi)部的空冷管進(jìn)行空冷。在下拉輥81a~81g夾持板玻璃sg的夾持區(qū)域中,板玻璃sg的溫度降低(黏度上升)。特別是在欲成形為使板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域的板厚為0.4mm以下的薄板的情形時(shí),板玻璃sg的保有熱較小,板玻璃sg的溫度容易受到下拉輥81a~81g的影響。如果下拉輥81a~81g夾持的夾持區(qū)域的粘度上升,則產(chǎn)生與鄰接于夾持區(qū)域的其他區(qū)域的粘度差,從而成為產(chǎn)生應(yīng)變等的原因。因此,通過(guò)實(shí)現(xiàn)后述的溫度分布而抑制在下拉輥81a~81g夾持的夾持區(qū)域、及鄰接于夾持區(qū)域的區(qū)域產(chǎn)生較大的應(yīng)變。
(2-6)加熱器
加熱器82(82a~82g)設(shè)置在冷卻腔室80的內(nèi)部,調(diào)整冷卻腔室80的內(nèi)部空間的溫度。具體而言,加熱器82a~82g在板玻璃sg的行進(jìn)方向及板玻璃sg的寬度方向上配置有多個(gè)。更具體而言,在板玻璃sg的行進(jìn)方向上配置有7個(gè)加熱器,在板玻璃的寬度方向上配置有7個(gè)加熱器。配置在寬度方向上的7個(gè)加熱器分別對(duì)板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域ca、及包含下拉輥81a~81g夾持的夾持區(qū)域ra的板玻璃sg的側(cè)部(耳部)進(jìn)行熱處理。加熱器82a~82g通過(guò)后述的控制裝置500而控制輸出。由此,控制通過(guò)冷卻腔室80內(nèi)部的板玻璃sg的附近的環(huán)境溫度。通過(guò)利用加熱器82a~82g控制冷卻腔室80內(nèi)的環(huán)境溫度,而進(jìn)行板玻璃sg的溫度控制。又,通過(guò)溫度控制,而板玻璃sg自粘性域經(jīng)過(guò)粘彈性域向彈性域推移。如此,通過(guò)加熱器82a~82g的控制而在冷卻腔室80中,板玻璃sg的溫度自緩冷點(diǎn)附近的溫度被冷卻至室溫附近的溫度為止。此處,緩冷點(diǎn)為粘度成為1013泊時(shí)的溫度,例如為715.0℃。
對(duì)配置在板玻璃sg的寬度方向上的多個(gè)加熱器進(jìn)行說(shuō)明。圖6是自背面?zhèn)扔^察控制冷卻腔室80內(nèi)的環(huán)境溫度的加熱器82a的圖,圖7是自上游側(cè)觀察圖6的圖。加熱器82a包含配置在板玻璃sg的寬度方向上的多個(gè)分割加熱器82a1~82a7。各分割加熱器分為:分割加熱器82a1、82a7,設(shè)置在與板玻璃sg的側(cè)部的最外端部區(qū)域r、l對(duì)應(yīng)的寬度方向的位置,對(duì)最外端部區(qū)域r、l進(jìn)行加熱;分割加熱器(夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a2、82a6,設(shè)置在與下拉輥81a~81g夾持的內(nèi)側(cè)端部區(qū)域?qū)?yīng)的寬度方向的位置,對(duì)內(nèi)側(cè)端部區(qū)域進(jìn)行加熱;分割加熱器(第1中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a4,設(shè)置在與板玻璃sg的第1中央?yún)^(qū)域ca1對(duì)應(yīng)的寬度方向的位置,對(duì)第1中央?yún)^(qū)域ca1進(jìn)行加熱;及分割加熱器(第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a3、82a5,設(shè)置在與板玻璃sg的第2中央?yún)^(qū)域ca2對(duì)應(yīng)的寬度方向的位置,對(duì)第2中央?yún)^(qū)域ca2進(jìn)行加熱。由于內(nèi)側(cè)端部區(qū)域?yàn)橄吕?1a~81g夾持的區(qū)域,故而以下將該區(qū)域稱為夾持區(qū)域ra。
板玻璃sg的側(cè)部為自板玻璃sg的兩側(cè)的端朝向板玻璃sg的寬度方向內(nèi)側(cè)例如至10~500mm、或10~300mm為止的范圍的區(qū)域,下拉輥81a~81g夾持板玻璃sg的夾持區(qū)域ra,較佳為位于所述側(cè)部的區(qū)域中自兩側(cè)的端朝向板玻璃sg的寬度方向內(nèi)側(cè)例如至50~500mm或50~300mm為止的范圍。最外端部區(qū)域r、l是位于相對(duì)于夾持區(qū)域ra更靠板玻璃sg的寬度方向外側(cè)的區(qū)域。中央?yún)^(qū)域ca是相對(duì)于夾持區(qū)域ra更靠板玻璃sg的寬度方向內(nèi)側(cè)的區(qū)域。
中央?yún)^(qū)域ca進(jìn)而分為:第1中央?yún)^(qū)域ca1,未與夾持區(qū)域ra鄰接,包含板玻璃sg的寬度方向中心;及第2中央?yún)^(qū)域ca2,與夾持區(qū)域ra鄰接。第2中央?yún)^(qū)域ca2是位于相對(duì)于夾持區(qū)域ra更靠板玻璃sg的寬度方向內(nèi)側(cè)的區(qū)域,且為自?shī)A持區(qū)域ra朝向板玻璃sg的寬度方向內(nèi)側(cè)具有中央?yún)^(qū)域ca的20~80%的寬度的區(qū)域。第1中央?yún)^(qū)域ca1是自第2中央?yún)^(qū)域ca2朝板玻璃sg的寬度方向內(nèi)側(cè)的區(qū)域。
各分割加熱器82a1~82a7通過(guò)控制裝置500獨(dú)立地控制輸出而控制通過(guò)冷卻腔室80內(nèi)部的板玻璃sg的附近的環(huán)境溫度,進(jìn)行板玻璃sg的溫度控制。分割加熱器82a1~82a7分別獨(dú)立地被控制,而實(shí)現(xiàn)最外端部區(qū)域r、l、夾持區(qū)域ra、第1中央?yún)^(qū)域ca1、第2中央?yún)^(qū)域ca2的溫度分布。
再者,由于加熱器82b~82g中的配置在板玻璃的寬度方向的加熱器為與分割加熱器82a1~82a7相同的構(gòu)成,故而省略說(shuō)明。
再者,在各加熱器82a~82g附近設(shè)置有檢測(cè)環(huán)境溫度的環(huán)境溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)即熱電偶380。具體而言,多個(gè)熱電偶380配置在板玻璃sg的行進(jìn)方向及板玻璃sg的寬度方向上。熱電偶380分別對(duì)板玻璃sg的第1中央?yún)^(qū)域ca1的寬度方向的中心位置的溫度、及板玻璃sg的最外端部區(qū)域r、l的溫度進(jìn)行檢測(cè)。加熱器82a~82g的輸出是根據(jù)通過(guò)熱電偶380所檢測(cè)的環(huán)境溫度而控制。
在加熱器82a~82g與板玻璃sg之間的空間,以與板玻璃sg的表面對(duì)向的方式設(shè)置有均熱板83。均熱板83接收自加熱器82a~82g輻射的熱,且使所接收的熱擴(kuò)散至均熱板83的表面全體。均熱板83自其對(duì)向面朝向板玻璃sg的表面輻射熱。均熱板83包含一片金屬板、或多片金屬板。加熱器82a~82g的各者朝向?qū)?yīng)的均熱板83輻射熱。例如,與加熱器82a對(duì)應(yīng)的均熱板83接收自加熱器82a輻射的熱,并朝向與均熱板83對(duì)向的板玻璃sg的表面輻射所接收的熱。在本實(shí)施方式中,被下拉輥81a~81g夾持的板玻璃sg的區(qū)域?yàn)闇囟染植啃缘亟档偷膮^(qū)域。均熱板83使自加熱器82a~82g接收的熱擴(kuò)散至均熱板83的表面全體并朝向板玻璃sg的表面輻射,由此抑制玻璃板3的表面溫度的局部降低。即,在本實(shí)施方式中,通過(guò)使用均熱板83而使加熱器82a~82g的在板玻璃sg的寬度方向上的熱分布平穩(wěn),由此控制板玻璃sg的溫度分布。
均熱板83例如較佳為可在高溫下使用、且熱傳導(dǎo)率較高的鎳金屬板。就沿板玻璃sg的寬度方向形成平穩(wěn)的溫度分布的觀點(diǎn)而言,較佳為均熱板83的熱傳導(dǎo)率為10w/(m·k)以上。又,均熱板83為了使自其表面的熱的輻射率提高,可涂布陶瓷涂料而形成陶瓷層,也可在表面形成有氧化覆膜。就抑制在板玻璃sg的表面附著灰塵等異物的觀點(diǎn)而言,較佳為在均熱板83的表面形成有膜厚1μm左右的鈍態(tài)覆膜(超黑處理膜)。
(2-7)切斷裝置
切斷裝置90是將在冷卻腔室80內(nèi)被冷卻至室溫附近的溫度為止的板玻璃sg切斷為特定的尺寸。切斷裝置90以特定的時(shí)間間隔切斷板玻璃sg。由此,板玻璃sg成為多個(gè)玻璃板pg。切斷裝置90通過(guò)切斷裝置驅(qū)動(dòng)馬達(dá)392(參照?qǐng)D5)而驅(qū)動(dòng)。
(2-8)控制裝置
控制裝置500包含cpu(centralprocessingunit,中央處理器)、ram(randomaccessmemory,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、rom(readonlymemory,只讀存儲(chǔ)器)、及硬盤等,對(duì)玻璃板的制造裝置100所包含的各種機(jī)器進(jìn)行控制。
具體而言,如圖5所示,控制裝置500接收來(lái)自玻璃基板的制造裝置100所包含的各種傳感器(例如熱電偶380)或開(kāi)關(guān)(例如主電源開(kāi)關(guān)381)等的信號(hào),而對(duì)溫度調(diào)整單元60、加熱器82a~82g、分割加熱器82a1~82a7、冷卻輥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)390、下拉輥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)391、切斷裝置驅(qū)動(dòng)馬達(dá)392等進(jìn)行控制。
(3)溫度管理
在本實(shí)施方式的玻璃基板的制造方法中,在冷卻步驟s4中進(jìn)行板玻璃sg的行進(jìn)方向及寬度方向的溫度管理。溫度管理是根據(jù)溫度分布tp1而進(jìn)行。溫度分布tp1是關(guān)于板玻璃sg附近的環(huán)境溫度的沿板玻璃sg的寬度方向上的溫度分布。換言之,溫度分布tp1是目標(biāo)的溫度分布。即,溫度管理是以實(shí)現(xiàn)溫度分布tp1的方式進(jìn)行。溫度管理是使用所述的下拉輥81a~81g、及具備分割加熱器82a1~82a7的加熱器82a~82g而進(jìn)行。
板玻璃sg的溫度是通過(guò)控制板玻璃sg的環(huán)境溫度而管理。此處,板玻璃sg的溫度與通過(guò)下拉輥81a~81g及具備分割加熱器82a1~82a7的加熱器82a~82g而控制的環(huán)境溫度基本上為相同的值。
以下,參照?qǐng)D8對(duì)冷卻步驟s4中的板玻璃sg的溫度管理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖8表示板玻璃sg的特定高度位置的溫度分布。又,圖9是表示板玻璃sg的特定高度位置的板玻璃sg的溫度分布的圖。
(3-1)冷卻步驟
冷卻步驟s4是對(duì)經(jīng)過(guò)成形步驟s3并被搬送至冷卻腔室80的板玻璃sg進(jìn)行冷卻的步驟。在冷卻步驟s4中,根據(jù)溫度分布tp1而進(jìn)行板玻璃sg的溫度管理。板玻璃sg在先前的制造方法中是通過(guò)下拉輥81a~81g而冷卻,故而如圖9所示,夾持區(qū)域ra的溫度變得低于板玻璃sg的第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度。在如板玻璃sg的中央?yún)^(qū)域ca的板厚成為0.4mm以下般的薄板玻璃sg中,其溫度容易受到下拉輥81a~81g的影響,從而板玻璃sg的夾持區(qū)域ra的溫度容易降低。如果在夾持區(qū)域ra與鄰接于夾持區(qū)域ra的第2中央?yún)^(qū)域ca2之間產(chǎn)生溫度差,則成為翹曲、應(yīng)變的原因。因此,必須在冷卻腔室80內(nèi)以成為目標(biāo)的溫度分布的方式控制溫度分布,以抑制板玻璃sg的夾持區(qū)域ra的溫度降低。以下,對(duì)冷卻步驟s4中所執(zhí)行的溫度分布tp1進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(3-1-1)溫度分布
溫度分布tp1是在冷卻腔室80內(nèi)通過(guò)分割加熱器82a1~82a7而實(shí)現(xiàn)的板玻璃sg附近的環(huán)境溫度的溫度分布。由于該溫度分布反映在即將被下拉輥81a~81g夾持之前的板玻璃sg的溫度分布,故而溫度分布tp1也可為即將被下拉輥81a~81g夾持之前的板玻璃sg的溫度分布。關(guān)于溫度分布tp1,第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度均勻,且最外端部區(qū)域r、l的末端溫度低于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度。又,溫度分布tp2為第1中央?yún)^(qū)域ca1、第2中央?yún)^(qū)域ca2及夾持區(qū)域ra的溫度均勻的理想的溫度分布。此處,所謂第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度均勻是指第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度相對(duì)于基準(zhǔn)溫度而包含在特定的溫度域。特定的溫度域是基準(zhǔn)溫度±20℃的范圍?;鶞?zhǔn)溫度為第1中央?yún)^(qū)域ca1的寬度方向的平均溫度。又,關(guān)于溫度分布tp1,夾持區(qū)域ra的溫度高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度。夾持區(qū)域ra的溫度的最高溫度與第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度的溫度差td例如為30℃~150℃。夾持區(qū)域ra的溫度通過(guò)接觸下拉輥81a~81g而溫度降低。因此,可通過(guò)使夾持區(qū)域ra的最高溫度較第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度高30℃~150℃,而緩和由下拉輥81a~81g所致的冷卻,從而如溫度分布tp2所示,使板玻璃sg的第1中央?yún)^(qū)域ca1、第2中央?yún)^(qū)域ca2及夾持區(qū)域ra的溫度變得均勻。即,一對(duì)下拉輥81a~81g一面被以抑制由熱所致的變形的方式冷卻一面夾持板玻璃sg,分割加熱器82a1~82a7是以在板玻璃sg的寬度方向上變得均勻的方式控制通過(guò)下拉輥81a~81g而冷卻的板玻璃sg的夾持區(qū)域ra的溫度。由于均熱板83使自分割加熱器82a2、82a6接收的熱擴(kuò)散至表面全體,故而夾持區(qū)域ra的溫度呈現(xiàn)出拋物線形狀的平緩的曲線。隨著使夾持區(qū)域ra的溫度變得高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度,而鄰接于夾持區(qū)域ra的第2中央?yún)^(qū)域ca2及最外端部區(qū)域r、l的溫度也變高。其原因在于,由下拉輥81a~81g所致的冷卻的影響不僅波及至夾持區(qū)域ra,也波及至鄰接于夾持區(qū)域ra的第2中央?yún)^(qū)域ca2及最外端部區(qū)域r、l。從而不僅使夾持區(qū)域ra,也使鄰接于夾持區(qū)域ra的第2中央?yún)^(qū)域ca2及最外端部區(qū)域r、l的一部分高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度,由此也能夠在包含夾持區(qū)域ra的鄰接區(qū)域抑制翹曲、應(yīng)變。
如此,一對(duì)下拉輥81a~81g夾持第1中央?yún)^(qū)域ca1與最外端部區(qū)域r、l之間的區(qū)域,分割加熱器82a1~82a7以第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度變均勻,且?jiàn)A持區(qū)域ra的溫度變得高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度的方式,控制下拉輥81a~81g夾持之前的板玻璃sg的溫度。
夾持區(qū)域ra的溫度的最高溫度與第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度的溫度差td是上游側(cè)即通過(guò)加熱器82a而加熱的空間最大,且隨著朝向下游側(cè)而慢慢變小,通過(guò)加熱器82g而加熱的空間變得最小。例如,通過(guò)加熱器82a~82g的各者加熱的空間的溫度差td為150℃、130℃、110℃、90℃、70℃、50℃、30℃而慢慢變小。其原因在于,越為板玻璃sg的溫度較高的上游側(cè),由于越容易受到由下拉輥81所致的冷卻的影響,故而使溫度差td變大而緩和由下拉輥81所致的冷卻。
圖10是表示分割加熱器82a1~82a7的配置例的圖。如果不使分割加熱器82a1~82a7的輸出變化而使分割加熱器82a1~82a7靠近板玻璃sg側(cè)、均熱板83側(cè),則板玻璃sg的溫度變高。雖然分割加熱器82a1~82a7的熱在均熱板83的表面擴(kuò)散,但如果使分割加熱器82a1~82a7過(guò)于靠近均熱板83,則存在不會(huì)通過(guò)均熱板83而擴(kuò)散熱的情形。因此,通過(guò)使位于與欲提高溫度的夾持區(qū)域ra對(duì)向的位置的分割加熱器82a2、82a6自均熱板83遠(yuǎn)離,且提高分割加熱器82a2、82a6的輸出,而可抑制夾持區(qū)域ra的局部性的加熱,從而使夾持區(qū)域ra的溫度分布變平穩(wěn)。在使分割加熱器82a2、82a6的位置自分割加熱器82a4的位置向背面?zhèn)绕凭嚯xd1的情形時(shí),由放射所致的導(dǎo)熱量與自物體的距離的平方成反比例而衰減,故而根據(jù)離開(kāi)的距離d1而提高分割加熱器82a2、82a6的輸出。即,較佳為使分割加熱器(夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a2、82a6距板玻璃sg的距離遠(yuǎn)于分割加熱器(第1中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a4距板玻璃sg的距離,且在下拉輥81a~81g夾持板玻璃sg之前,以?shī)A持區(qū)域ra的溫度變得高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度的方式控制分割加熱器(夾持區(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a2、82a6的輸出。
又,使與鄰接于夾持區(qū)域ra的第2中央?yún)^(qū)域ca2對(duì)應(yīng)的分割加熱器82a3、82a5的位置自分割加熱器82a4的位置向背面?zhèn)绕凭嚯xd2,且提高分割加熱器82a3、82a5的輸出。距離d2小于距離d1。由于在鄰接于夾持區(qū)域ra的第2中央?yún)^(qū)域ca2也受到由下拉輥81所致的冷卻的影響,故而提高第2中央?yún)^(qū)域ca2的溫度。由于第2中央?yún)^(qū)域ca2受到由下拉輥81所致的冷卻的影響小于夾持區(qū)域ra,故而必須使第2中央?yún)^(qū)域ca2的溫度分布成為較夾持區(qū)域ra的溫度分布更平穩(wěn)的曲線。因此,可通過(guò)使分割加熱器82a3、82a5的位置自分割加熱器82a4的位置向背面?zhèn)绕凭嚯xd2,且提高分割加熱器82a3、82a5的輸出而實(shí)現(xiàn)。即,較佳為使分割加熱器(第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a3、82a5距板玻璃sg的距離遠(yuǎn)于分割加熱器(第1中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a4距板玻璃sg的距離,在下拉輥81a~81g夾持板玻璃sg之前,如圖8所示的溫度分布tp1般,以第2中央?yún)^(qū)域ca2的溫度部分高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度的方式控制分割加熱器(第2中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)加熱器)82a3、82a5的輸出。
由于距離d1、d2越大,溫度分布成為越平穩(wěn)的曲線,故而也可設(shè)為距離d1<距離d2、分割加熱器82a2、82a6的輸出<分割加熱器82a3、82a5的輸出??梢种茰囟确植嫉膶挾确较虻募眲∽兓瑥亩煽刂茒A持區(qū)域ra與第2中央?yún)^(qū)域ca2的翹曲、應(yīng)變。
在本實(shí)施方式中,通過(guò)在被下拉輥81a~81g夾持之前的板玻璃sg,使通過(guò)下拉輥81a~81g而冷卻的夾持區(qū)域ra的溫度高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度,可緩和由下拉輥81a~81g所致的冷卻,從而可抑制在夾持區(qū)域ra產(chǎn)生的翹曲、應(yīng)變。又,通過(guò)在被下拉輥81a~81g夾持之前的板玻璃sg,使最外端部區(qū)域r、l及第2中央?yún)^(qū)域ca2、即鄰接于夾持區(qū)域ra的區(qū)域的溫度高于第1中央?yún)^(qū)域ca1的溫度,而可抑制在最外端部區(qū)域r、l、及第2中央?yún)^(qū)域ca2產(chǎn)生的翹曲、應(yīng)變。尤其是在板玻璃sg的板厚為0.4mm以下的情形時(shí),由于可緩和由下拉輥81a~81g所致的板玻璃sg的冷卻,故而可在板厚為自0.05mm至0.4mm的范圍的板玻璃sg抑制較大的應(yīng)變。
以上,基于圖式對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明,但具體的構(gòu)成并未限定在所述實(shí)施方式,可在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行變更。
[符號(hào)的說(shuō)明]
11熔融裝置
12澄清裝置
40成形裝置
41成形體
51冷卻輥
60溫度調(diào)整單元
81a~81g下拉輥
82a~82g加熱器
82a1~82a7分割加熱器
90切斷裝置
100玻璃基板的制造裝置
500控制裝置