CN203976606U - 玻璃片材制造装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种玻璃片材制造装置。一种玻璃片材制造装置，包含：成形室，通过下拉法将熔融玻璃成形为玻璃片材；及缓冷室，沿着所述玻璃片材的移动方向对所述玻璃片材进行缓冷；所述缓冷室由多个间隔壁分隔出以对所述玻璃片材进行温度控制，在所述间隔壁的每一个设置着供所述玻璃片材通过的狭缝，且所述玻璃片材制造装置包含空气喷出装置，所述空气喷出装置朝向通过至少一个所述狭缝的玻璃片材的主表面喷出流体而减小沿着所述玻璃片材的主表面流动的气流。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种玻璃片材制造装置。
背景技术
作为液晶显示装置或有机EL显示装置、显示装置用覆盖玻璃等平板显示器的显示部的零件，使用平坦度极高的玻璃板。在以下的说明中，将这种玻璃板称为平板显示器用玻璃基板，或者简称为玻璃基板、玻璃片材。
玻璃片材例如通过溢流下拉法而制造。溢流下拉法是在成形装置中，通过使熔融玻璃从成形体的上部溢出而成形玻璃片材。之后，沿着向铅垂下方延伸的搬送路径连续地移送玻璃片材，从而玻璃片材从成为粘性区域的温度区经过成为粘弹性区域、弹性区域的温度区被冷却至接近室温。为了维持、提高玻璃片材的品质，要求进行通过所述搬送路径时的玻璃片材的温度管理。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2009-173525
[专利文献2]日本专利特开平08-183628
[专利文献3]日本专利特表2009-502706
实用新型内容
[实用新型所要解决的问题]
为了提高玻璃片材的品质，要求更严格地进行成形装置内的玻璃片材的温度管理。本实用新型的课题在于管理成形装置内的玻璃片材搬送路径的环境，提供高品质的玻璃片材。
[解决问题的技术手段]
本实用新型的玻璃片材的制造方法包括：成形步骤，通过下拉法将熔融玻璃成形为 玻璃片材；及缓冷步骤，沿着所述玻璃片材的移动方向对所述玻璃片材进行缓冷；所述缓冷步骤是通过为了个别地对所述玻璃片材进行温度控制而由多个间隔壁分隔出之缓冷部来执行，在所述间隔壁的每一个形成着成为玻璃片材的通路的狭缝，且所述玻璃片材的制造方法具备如下构成：喷出抑制沿着通过所述间隔壁的至少一个所述狭缝的所述玻璃片材的主表面产生的因温度差引起的上升气流的流体。
而且，本实用新型的玻璃片材制造装置包含：成形室，通过下拉法将熔融玻璃成形为玻璃片材；及缓冷室，沿着所述玻璃片材的移动方向对所述玻璃片材进行缓冷；所述缓冷室由多个间隔壁分隔出以对所述玻璃片材进行温度控制，在所述间隔壁的每一个设置着供所述玻璃片材通过的狭缝，且所述玻璃片材制造装置还包含空气喷出装置，所述空气喷出装置朝向通过所述间隔壁的至少一个所述狭缝的玻璃片材的主表面喷出流体而减小沿着所述玻璃片材的主表面流动的气流。
优选地，所述间隔壁的一个是在所述移动方向的下游侧分隔出所述缓冷室的间隔壁，所述玻璃片材是通过所述狭缝而排出。
优选地，所述空气喷出装置设置在与所述玻璃片材通过所述狭缝时的所述玻璃片材的所述移动方向的位置对应的所述移动方向的位置。
优选地，在所述缓冷室的下游侧，设置着切断从所述缓冷室连续地移送的所述玻璃片材的切断室，
所述空气喷出装置通过朝向从所述缓冷室向所述切断室移送的所述玻璃片材的主表面喷出气体，而减小从所述切断室朝向所述缓冷室流动的上升气流。
优选地，所述空气喷出装置包含喷出所述气体的狭缝状的送风口，从所述送风口喷出的空气量为2～10m3/秒。
优选地，所述空气喷出装置包含喷出所述气体的送风口，所述送风口形成为矩形状，所述矩形状具有在与所述玻璃片材的宽度方向相同的方向上延伸的长边方向、及与所述长边方向正交的短边方向，所述送风口的短边方向的长度可以变更。
优选地，所述空气喷出装置包含喷出所述气体的送风口，所述送风口形成为矩形状，所述矩形状具有在与所述玻璃片材的宽度方向相同的方向上延伸的长边方向、及与所述长边方向正交的短边方向，所述送风口的长边方向的长度比与所述玻璃片材的宽度方向相同的方向上的所述狭缝的长度长。
优选地，所述空气喷出装置包含喷出所述气体的送风口，所述送风口的开口方向是从与所述玻璃片材延伸的平面方向垂直的方向朝所述玻璃片材的移动方向倾斜15～75°。
优选地，面向所述狭缝的所述间隔壁的端面中的朝向所述玻璃片材的主表面的部分相对于所述玻璃片材的主表面接近或退避。
优选地，所述空气喷出装置相对于所述玻璃片材的主表面接近或退避。
本实用新型的玻璃积层体是堆叠多个玻璃基板而成，其特征在于：所述多片玻璃基板的热收缩偏差小于5％。而且，也可以将多个玻璃基板隔着间隔纸进行积层。
[实用新型的效果]
根据本实用新型，能在所需的温度分布下进行玻璃片材的搬送路径上的玻璃片材的冷却(玻璃片材的降温)，而可以提供高品质且无品质偏差的玻璃片材。
附图说明
图1是表示本实施方式的玻璃基板的制造步骤的流程图的图。
图2是用以说明本实施方式的玻璃基板的制造步骤的图。
图3是用以说明本实施方式的成形装置的示意图。
图4是用以说明本实施方式的空气供给装置的示意图。
图5是用以说明通过本实施方式的玻璃基板的制造方法而制造的玻璃基板、及玻璃积层体的示意图。
具体实施方式
作为使用本实用新型的玻璃片材的领域，可举出显示装置。例如，在液晶显示装置中，通过使对封入至玻璃基板之间的液晶施加的电场发生变化来改变液晶的定向，而可以显示动态图像。因为在使液晶显示装置显示图像时必须使电场发生变化，所以要在玻璃基板形成用以施加电压且控制电压的导通断开的配线及薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。
平板显示器用玻璃基板如果是用于例如液晶显示装置，那么呈现长方形的薄板状形态。液晶显示用玻璃基板通常厚度薄于1mm，为0.3～0.7mm左右，且为了从一片玻璃取得多个面板而使用大型的玻璃基板。也将所述大型的玻璃基板称为母玻璃。
母玻璃的大小习惯以代的叫法来表达，例如第六代的母玻璃的大小为1500mm×1850mm。母玻璃是通过将成形为板状的玻璃板切断成规定的大小而获得。
而且，用于TFT的半导体元件正在采用低温多晶硅(LTPS，Low Temperature PolySilicon)或氧化物半导体。原因在于，这些半导体的电子迁移率高于非晶硅，且集成 化、高清化较为有利。另一方面，在这些迁移率高的TFT的制造中必需将玻璃的温度加热处理(退火)至450度，且视情况要加热处理(退火)至更高温度的步骤，因此有加热处理时的玻璃基板的热收缩成为问题的情况。
此外，在液晶显示装置中伴随高清化，在贴合TFT侧面板与CF(Color Filter，滤色器)侧面板时，即便是少许的间距偏移也不能容许。但是，如果玻璃基板存在应变，那么有产生通过面板切断而切断的玻璃板之间产生间距偏移之类的问题的情况。
另一方面，即便在因热收缩等而导致图案发生偏移之类的情形时，通过最新的面板制造技术，只要为一定范围内便可以在曝光机等进行修正。进而，即便在玻璃基板面内有图案的偏移方式不同的部分，也可以在各部分进行修正。然而，如果在同一批次的玻璃基板中热收缩率有一定以上的偏差，那么必须针对各个玻璃进行制造步骤的调整，或者必须针对各个玻璃进行利用曝光机的修正，因此生产性方面有较大问题。所以，相比于热收缩的大小，各个玻璃基板的特性偏差成为更大的问题。
目前，要求进行应变更小、热收缩量更小、热收缩率的偏差更小的玻璃的制造。因此，在玻璃制造步骤中，要求进行比以往更严格的条件管理来实现所述要求。因此，本实用新型提供一种即便在通过下拉法制造玻璃片材的情形时也可以取得应变或热收缩量、热收缩率的偏差较小的玻璃基板的显示装置用玻璃的制造方法、及显示装置用玻璃的制造装置。而且，提供一种内部应变或热收缩量、热收缩率的偏差较小的玻璃积层体。
以下，对玻璃片材的制造及经管理内部应变、热收缩量、热收缩率的玻璃基板进行说明，所述制造是通过下拉法将熔融玻璃成形为玻璃片材，且将所述玻璃片材向下方移送使之从粘性状态经过粘弹性状态冷却至成为弹性体状态的温度区，所述制造中包括空气喷出装置，是在所述弹性体状态的所述玻璃片材通过具有规定间隙的空间时，朝向所述玻璃片材的主表面喷出流体。
一面参照附图，一面对使用本实施方式的玻璃基板制造装置1制造玻璃基板的玻璃基板的制造方法进行说明。
(1)玻璃基板的制造方法的概要
图1是本实施方式的玻璃基板的制造方法的流程图。
如图1所示，玻璃基板是经过包含熔解步骤T1、澄清步骤T2、成形步骤T3、缓冷步骤T4、切断步骤T5的各种步骤而制造。以下，对这些步骤进行说明。
在熔解步骤T1中，通过在熔解装置100内加热并熔解玻璃原料而使之成为熔融玻璃。玻璃原料包含具有SiO2、Al2O3等的组成。
在澄清步骤T2中，将从熔融装置100经由移送管200供给的熔融玻璃进行澄清。 具体而言，在澄清装置300内使熔融玻璃中所含的气体成分从熔融玻璃中释出。或者，将熔融玻璃中所含的气体成分吸收到熔融玻璃中。经澄清的熔融玻璃由移送管400供给至成形装置500。
在成形装置500中，实施成形步骤T3与缓冷步骤T4。在成形步骤T3中，将熔融玻璃成形为玻璃片材G。本实施方式中，通过溢流下拉法成形板状的玻璃片材G(成形步骤T3)，并对成形的玻璃片材G进行冷却(缓冷步骤T4)。
将经成形装置成形、缓冷的玻璃片材G移送至切断步骤T5。
例如，在切断步骤T5中，将经冷却的玻璃片材G视需要每当玻璃片材G的移动方向(图3的上下方向)的规定长度进行切断而制造玻璃基板G1。此外，将每当规定长度切断而成的玻璃基板G1进一步切断成规定尺寸，并进行端面的研削/研磨、端面及主表面的清洗、出货检查，而制造出作为制品的玻璃基板11。然后，对于如图5所示的捆包构件15，将多片玻璃基板11隔着间隔纸(插入片材)12积层并进行捆包(成为玻璃积层体10)。之后，在所述玻璃积层体10的捆包形态下进行搬送并供给至面板制造步骤。
(2)本实施方式的说明
使用图3对本实施方式的成形装置500进行说明。成形装置500是指用以进行成形步骤T3及缓冷步骤T4的装置，但也可以包括设置在切断室513的切断装置512。本实施方式中，切断装置512包含在成形装置500中。这里也一并对切断步骤T5进行说明。
成形装置500包含：外壁506a，用以将成形装置500的内侧的空间与外部隔离；及间隔壁506b，在玻璃片材G的移动方向上分隔成形装置500的内侧的空间以执行各步骤。而且，进行各步骤的空间也可以分隔为两个以上的空间，在本实施方式中缓冷室508由区隔壁506c分隔为两个。此外，本说明书中，将外壁506a、间隔壁506b、区隔壁506c统称为壁构件506。
本实施方式中，如图3所示，包括收容成形体501的上部成形室504、设置在上部成形室504的下游侧的下部成形室505、及设置在下部成形室505的下游侧的缓冷室508。而且，在缓冷室508的下游侧设置着切断室513。进行各步骤的室504、508、513由间隔壁(分隔壁)506b分隔，并且在上下方向上相邻的两个室之间设置着用以供玻璃片材G向下游移动的空间连结部(狭缝)。上部成形室504与下部成形室505通过空间连结部531而连接，下部成形室505与缓冷室508通过空间连结部532而连接，缓冷室508与切断室513通过空间连结部533而连接。
在上部成形室504内具备成形体501，在下部成形室505内具备辊507，在缓冷室508内具备辊509，在分隔缓冷室508与切断室513的间隔壁506b具备空气喷出装置520， 在切断室513内具备切断装置。具备空气喷出装置520的间隔壁506b是在移动方向的下游侧分隔出缓冷室508的间隔壁，玻璃片材G是通过空间连结部533而排出。也就是说，空气喷出装置520设置在与玻璃片材G通过空间连结部533时的玻璃片材G的上下方向(移动方向)的位置对应的上下方向位置。而且，在上部成形室、下部成形室、缓冷室分别具备未图示的加热单元，且设置成可以在由间隔壁分隔的各室内个别地进行温度调整。由此，可以控制熔融玻璃、或由熔融玻璃成形的玻璃片材G的温度。
这里，对玻璃的移动进行说明。成形体501具有将经过熔解装置100、澄清装置300由移送管400供给的熔融玻璃成形为带状玻璃的功能。成形体501形成为在一方向延伸的形状，且沿相对于其长边方向垂直的方向切断的截面形状具有楔形形状，且成形体501是由砖构成。在成形体501中沿着长边方向形成着向上方开放的槽部502。供给至槽部502的熔融玻璃503从上方溢出并沿着成形体501的两侧壁移动。然后，熔融玻璃503在成形体501的下端部合流而形成玻璃片材G。
在成形装置500的上部成形室成形为板状的玻璃片材G向铅垂下方降下，通过空间连结部531而移动至下部成形室505。在所述上部成形室504中，玻璃是维持粘性状态向下方降下，玻璃粘度会逐渐变高而形成玻璃片材G。
在下部成形室505中，将在上部成形室504中形成为带状的玻璃片材G保持为规定宽度，并且与辊507的旋转速度相应地拉伸玻璃片材G使之成为规定厚度。此外，将玻璃片材G的宽度方向称为图3的纸面深度方向。然后，成为规定厚度的玻璃片材G通过空间连结部532向缓冷室508移动。在下部成形室505中，玻璃因被夺取热而成为粘弹性状态，且进一步变化为弹性状态。
在缓冷室508中，在规定的温度分布下将经过上部成形室504及下部成形室505而形成为规定宽度与规定厚度的玻璃片材G降温，由此调整玻璃片材G的热收缩特性，或者抑制玻璃片材G的内部应变。具体而言，热收缩特性的调整是通过在以辊509保持玻璃片材G并使之下降时，让所述玻璃片材G以规定时间通过形成在缓冷室内的温度区(800℃～400℃)而进行。而且，内部应变的调整是通过跨及玻璃片材G的宽度方向管理玻璃冷却速度而进行。
在上部成形室504、下部成形室505、缓冷室508设置着未图示的加热单元，控制熔融玻璃503、玻璃片材G的温度，并且控制各室内的温度。而且，也可以在下部成形室505设置未图示的冷却单元，所述冷却单元与成形体501的下端部隔开，且用以促进进入至下部成形室508的玻璃片材G的冷却。而且，用以测定各室内的温度的多个温度传感器设置在各室的内外。
设置在下部成形室505、缓冷室508的加热单元在玻璃片材G的移动方向上设置为多段，且各加热单元可以在玻璃片材G的宽度方向上分割地设置。由此，可以在玻璃片材G的移动方向、宽度方向上每一定长度分开对其进行温度控制。
通过缓冷室而降温至规定温度的玻璃片材G通过空间连结部533进入至大致室温的切断室。然后，利用切断装置512将玻璃片材G切断而形成玻璃基板G1。
接下来，使用图3、图4说明空气喷出装置。
在玻璃片材G的移动方向上的缓冷室508的出口侧或切断室513的入口侧，设置着用以供玻璃片材G从缓冷室508移动至切断室513的空间连结部533。空间连结部533是以具有足以让玻璃片材G通过的宽度的方式设置在缓冷室508的缓冷室底壁510的间隙。缓冷室底壁510是在下游侧分隔出缓冷室508的间隔壁，玻璃片材G是通过空间连结部533而排出。面向空间连结部533的缓冷室底壁510的端面中的朝向玻璃片材G的主表面的部分也可以相对于玻璃片材G的主表面接近或退避，以使得可以对空间连结部533的狭缝间隔进行调节。狭缝间隔是与玻璃片材G的厚度方向相同的方向上的空间连结部533的距离。空间连结部533的狭缝间隔是与玻璃片材G的厚度方向相同的方向上的空间连结部533的长度。因可以调节空间连结部533的狭缝间隔，而可以扩宽空间连结部533的狭缝间隔，减小上升气流的风速(降低风压)，或者缩小空间连结部533的狭缝间隔，加快上升气流的风速(提高风压)。此外，如果扩宽空间连结部533的狭缝间隔，那么通过空间连结部533的上升气流的空气的量会增加，如果缩小空间连结部533的狭缝间隔，那么通过空间连结部533的上升气流的空气的量会减少。
本实用新型中，以抑制空气通过所述空间连结部533从切断室513向缓冷室508流入的方式形成着作为气流阻断装置的空气喷出装置。因移动至切断室513的玻璃片材G的主表面的温度与切断室513的温度相比具有温度差，而会产生沿着玻璃片材G的主表面流动的上升气流。为了抑制所述上升气流，而从空气喷出装置喷出如成为与上升气流相对向的风的气体。如图3所示，空气喷出装置优选在空间连结部533的两侧以与玻璃片材G的主表面相对的方式设置。
从未图示的空气供给装置对空气喷出装置520供给空气，空气通过本体部521内部从设置在喷出部522的狭缝状的送风口523喷出。如图4所示，送风口523形成为矩形状，所述矩形状具有在与玻璃片材G的宽度方向相同的方向上延伸的长边方向(符号523a的两箭头所指的方向)、及与长边方向523a正交的短边方向(符号523b的两箭头所指的方向)。而且，通过将送风口的宽度(短边方向长度)523b设置为可变，可以调整喷出力。本实施方式中，采用将空气喷出装置的本体部521的上表面设置在缓冷室底壁510的切 断室侧上部的形态。而且，风量、风压的变更是通过调整空气喷出装置或调整送风口523的宽度523b而进行。本实施方式中，以对玻璃片材G的两面以均等的风量、风压喷出空气的方式调整空气喷出装置的位置或送风口523的宽度523b。而且，本实施方式中，倾斜地设置空气喷出装置本体部521的设置喷出部522的前端524。具体而言，空气喷出装置的送风口523的开口方向是从与玻璃片材G延伸的平面方向垂直的方向朝玻璃片材G的移动方向倾斜15～75°(例如约45°)。前端534是以在与送风口523的开口方向相同的方向上延伸的方式形成。送风口523的开口方向相对于所述垂直的方向倾斜的倾斜角度等于90°减去玻璃片材G的移动方向与空气的风向所成的角度(之后叙述)所得的角度。以使从空气喷出装置520的送风口523喷出的空气的风向从玻璃片材G的垂直方向朝玻璃片材G的行进方向侧倾斜规定角度而进行吹送的方式形成空气喷出装置。
此外，空气喷出装置520及送风口523优选跨及比玻璃片材G所通过的空间连结部533(狭缝)的长度宽的宽度而设置。换言之，例如送风口523的长边方向的长度优选比与玻璃片材G的宽度方向相同的方向上的空间连结部533的长度长。所谓玻璃片材G所通过的空间连结部533的长度，是指在与玻璃片材G的宽度方向相同的方向上延伸的长边方向的长度。此外，送风口523也可以使宽度523b的长度根据长边方向的区域的不同而不同，由此使矩形状的形状变化。更具体而言，送风口523也可以针对长边方向的每规定长度的区域独立地变更宽度523b的长度。由此，当在玻璃片材G的宽度方向上上升气流的风量、风速存在差异时，能够以对应长边方向的各个部位的上升气流的喷出量喷出空气。
而且，空气喷出装置520也可以相对于玻璃片材G的主表面接近或退避。作为这种情况的示例，可以举出如下情况：在如上所述那样可以使缓冷室底壁510相对于玻璃片材G的主表面接近或退避的情形时，空气喷出装置520追随缓冷室底壁510进行接近或退避。
这里，对通过空气喷出装置的运转而进行的上升气流的抑制进行说明。
当玻璃片材G进入至切断室513时，玻璃片材G的主表面具有100℃～250℃左右的温度。因此，由玻璃片材G加热的空气与周围的空气一起在玻璃片材G的主表面形成上升气流511。如图3所示，空气喷出装置520是以成为与从切断室513向缓冷室508流动的气流511相对向的风的方式喷出空气521。本实施方式中，以玻璃片材G的移动方向与空气的风向所成的角度成为15～75°(例如约45°)的方式跨及成形装置500的宽度(与玻璃片材G的宽度方向相同的方向上的长度)的全长设置空气喷出装置520，由此抑制上升气流流入至缓冷室508内。
(3)热收缩特性的调整
本实施方式中，当玻璃片材G通过缓冷室508内时，一面将玻璃片材G的温度长期保持在比应变点低50℃的温度左右的状态，一面对玻璃片材G进行缓冷，由此制造在平板显示器的显示装置的制造(以下称为面板制造)工艺中实现高良率的玻璃基板。
通过使比应变点低50℃的温度左右的温度下的玻璃的缓冷时间较长，可以减小显示装置的工艺退火温度450℃～600℃下的玻璃的热收缩。另一方面，比应变点低50℃的温度左右的温度下的保持时间必须对于要利用切断装置512切断的各个玻璃基板为固定。原因在于，如果有要利用切断装置512切断的各个玻璃基板G保持在比应变点低50℃的温度左右的时间产生偏差之类的情况，那么各个玻璃基板的热收缩量不同。
本实施方式中，通过使用所述空气喷出装置，而抑制空气从切断室513向缓冷室508流入，减小成形装置500内的温度、尤其是缓冷室508内的温度变动。由此，可以使会对显示装置的工艺退火温度下的热收缩量产生影响的“比应变点低50℃的温度左右的温度下的保持时间”在要利用切断装置512切断的各玻璃基板之间为大致固定。
(4)内部应变的调整
本实施方式中，以如下方式进行加热单元的操作：在下部成形装置的上游侧对宽度方向的两端部进行急冷而形成玻璃片材G之后，从下部成形装置的下游侧至缓冷室508的上游侧，使玻璃片材G的中央部从宽度方向的外侧开始缓缓地冷却并凝固。中央部的宽度方向的急剧的温度变化会使玻璃片材G的内部应变增大，因此在宽度方向设置平缓的温度梯度。具体而言，以使玻璃片材G的中央部从宽度方向外侧开始缓缓地冷却的方式调整宽度方向、移动方向的加热单元的设定。此外，所谓玻璃片材G的中央部是夹在两端部间的宽度方向的区域，也是用于面板制造的区域。
如上所述，在玻璃片材G的冷却过程中，要求以不会发生内部应变的方式进行玻璃片材G的宽度方向的冷却顺序、冷却速度的管理。因此，在下部成形室及缓冷室中必须利用加热单元控制从玻璃片材G的散热。然而，如果成形装置500内的环境温度或气流混乱，那么即便使用设置在成形装置500内的未图示的加热器，也无法排除这种混乱的影响，导致玻璃片材G的冷却条件混乱，无法实现所要求的低内部应变。
因此，本实施方式中，通过使用所述空气喷出装置，而抑制空气从切断室513向缓冷室508流入，使成形装置500内的环境温度或气流的变动变小，由此精度良好地通过未图示的加热单元的输出控制进行玻璃片材G的冷却管理。
以上，已基于附图对本实施方式进行了说明，但具体构成并不限于所述实施方式，可以在不脱离实用新型主旨的范围内进行变更。而且，本实施方式中，所谓应变点，表 示玻璃粘度为logη＝14.5左右的玻璃板的温度，所谓缓冷点，表示logη＝13左右的玻璃板的温度。
(5)本实用新型的玻璃基板的制造方法的优选实施方式
接下来，说明使用以上所说明的显示装置用玻璃基板的制造装置的玻璃基板的制造方法的优选实施方式及实施例。
本实施方式的一例中，为了制造第六代的母玻璃，而使用可以成形具有约2000mm的宽度的玻璃片材G的成形体501，制造小于1mm、具体而言为0.3～0.7mm的厚度的玻璃基板。本实施例中，成形0.4mm的玻璃片材G。
作为通过本实用新型而制造的玻璃基板，例示出以玻璃基板的质量％表示而含有以下成分的玻璃基板。而且，作为平板显示器(液晶显示器或等离子体显示器等)用玻璃基板，例示出玻璃板以质量％表示而含有以下主成分的玻璃基板。
SiO2：50～70％(55～65％、57～64％、58～62％)、
Al2O3：5～25％(10～20％、12～18％、15～18％)。
此外，括弧内的示出内容为各成分的优选含有率，越靠左侧为越优选的数值。
尤其优选含有
SiO2：50～70％、
B2O3：5～18％、
Al2O3：10～25％、
MgO：0～10％、
CaO：0～20％、
SrO：0～20％、
BaO：0～10％、
RO：5～20％(其中，R为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的至少一种)。进而，优选含有R′2O超过0.20％且为3.0％以下(其中，R′为选自Li、Na及K中的至少一种)。而且，优选含有澄清剂合计0.05～1.5％，且实质上不含有As2O3、Sb2O3及PbO。而且，更优选玻璃中的氧化铁的含有量为0.01～0.2％。此外，就玻璃的特性而言，优选应变点为690℃以上的玻璃。
空气喷出装置520是以跨及空间连结部533的长边方向的全长喷出空气的方式相对于空间连结部533在长边方向上较宽地设置。而且，空气喷出装置520与玻璃片材G的距离是在25mm～150mm的范围内进行调整。所谓空气喷出装置520与玻璃片材G的距离，是指从空气喷出装置520的送风口523至玻璃片材G的最短距离。将从送风口 523喷出的空气的温度设为20℃～80℃，将空气的流量设为2～10m3/秒，将最大静压设为19.6kPa。
此外，根据本实用新型创作者的研究可知，用以抑制上升气流511向缓冷室508内流入的空气的风量、风压即便为所述较低的水平，也充分地发挥效果。确认到通过以所述风量、风压进行运转，便不存在切断室513内扬尘的问题。也就是说，即便使用刀轮进行玻璃片材的切断，通过以所述风量、风压使用空气喷出装置，也可以抑制玻璃屑附着在切断后的玻璃基板G的表面等。
(6)实施例的效果
测定由本实施例制造并加工成制品尺寸的玻璃基板的热收缩特性。具体而言，将堆入在图5所示的玻璃积层体10的任意部位的玻璃基板切断，设为测定用样品片而进行热收缩量的测定。样品片是从玻璃基板的中央部切出了多片。作为热收缩量的测定方法，使用能以规定的温度梯度升温至600℃以上的退火装置，在退火装置内重复两次从室温升温至550℃(升温时间为10℃/min)且在550℃下保持1小时的退火，通过公知的划线法测定这时的收缩量。
不使空气喷出装置运转而制造的玻璃积层体中的玻璃基板的热收缩量的测定结果在50ppm～60ppm的范围内，有20％左右的偏差，差异较大，相对于此，通过使空气喷出装置运转的本实施例而制造的玻璃积层体中的玻璃基板的热收缩量在48ppm～50ppm的范围内，可以将差异抑制得较小，为4％左右的偏差。
本实施例中，可以减小热收缩量的偏差，并且也可以减小热收缩量的绝对值。原因在于，如上所述，通过本实用新型的空气喷出装置，可以抑制向缓冷室流入的上升气流，减小缓冷室508的环境温度的变动，从而减小所需温度区内的玻璃片材G的停留时间的偏差。
例如，示出通过使用本实施例，可以稳定地制造适合于制造用于高清显示面板的LTPS-TFT元件的、热收缩量较小为50ppm以下的玻璃基板。
接下来，对由本实施例所得的玻璃基板的内部应变进行评估。具体而言，对于堆叠在图5所示的玻璃积层体10的任意位置的玻璃基板，使用Uniopt公司制造的双折射测定装置，测定玻璃基板面内的相位差。此外，相位差与主应力差成比例。在片状玻璃的制造中，经验上可知相位差与主应力有成正比的关系，因此本实用新型中，将双折射测定所得的相位差用于玻璃基板的内部应变的评估。
不使空气喷出装置运转而制造的玻璃积层体中的玻璃基板的测定出的相位差的最大值为1.2nm以上，且在玻璃基板的面内的任意部位，均在1.2～2.3nm的范围内测定 出。相对于此，测定从通过使空气喷出装置运转的本实施例而制造的玻璃积层体中抽出的多个玻璃基板，结果各玻璃基板的测定值的最大值均为0.7nm以下，且在各玻璃基板的面内的任意部位也均为0.5～0.7nm的范围内。也就是说，根据本实用新型的玻璃基板的制造方法，可以减小玻璃基板的内部应变的绝对值与偏差这两方面。
本实施例中，可以减小内部应变的偏差，并且也可以减小内部应变的最大值。原因在于，通过抑制上升气流，可以减小成形装置500内的气流的混乱，而使玻璃片材G的冷却过程中的温度分布稳定。由此，可以减小构成图5所示的玻璃积层体的玻璃基板的品质偏差，在积层着例如400片至1000片玻璃基板的玻璃积层体中，也可以维持稳定的品质。
而且，在成形装置500内，通过在玻璃板的温度成为缓冷点以上的区域抑制炉内环境的温度的变动，可以抑制玻璃板的应变。通过在玻璃板的温度成为缓冷点～应变点附近的区域抑制炉内环境的温度的变动，可以抑制玻璃板产生内部应变。通过抑制玻璃板的温度成为应变点以下的区域内的炉内环境的温度变动，可以防止玻璃板的翘曲等。通过抑制从切断室向缓冷室流入的上升气流，也可以对所述内容进行更有效的调整。
(6)变化例1
改变玻璃组成，与所述实施例同样地制造多片玻璃基板并获得玻璃积层体。评估热收缩量、内部应变。玻璃组成含有SiO2 70～75％、B2O3 1～6％、Al2O3 10～15％、MgO0～5％、CaO 0～5％、SrO 0～5％、BaO 2～10％、RO 5～18％(其中，R为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的至少一种)。就玻璃的特性而言是应变点为700℃～730℃的玻璃。
评估从玻璃积层体中抽出的玻璃基板，结果热收缩量在30～31ppm的范围内，偏差在3％左右的范围内。而且，也通过双折射的测定对内部应变的大小、偏差进行评估，结果测定值与实施例同样地被抑制为小于0.7nm，可以确认到对于应变点更高的玻璃也发挥本实用新型的效果。
(7)变化例2
对于实施例1、变化例1的玻璃片材改变玻璃片材G的厚度，制造厚度为0.3mm的玻璃基板，进行同样的评估，结果可以将热收缩量的偏差抑制在3～5％的范围内，内部应变的大小、偏差也与实施例、变化例1同样地可以抑制得较小。本变化例中，为了变更玻璃片材G的厚度，而减小供给至成形体的熔融玻璃的流量。如果熔融玻璃的供给量变小，那么由熔融玻璃带入至成形装置内的整体的热量也变小，因此从下部成形室至缓冷室，内部的环境温度变得容易变动，但根据使用空气喷出装置的本实用新型，可以调整成形装置内的环境温度，而能够获得实现所需的热收缩量、内部应变的玻璃基板积 层体。
如上所述，本实用新型的使用空气喷出装置而制造的玻璃积层体中，可以将积层的玻璃基板的热收缩量的偏差抑制为小于5％，进而可以将内部应变及内部应变的偏差抑制得较小。由此，可以实现面板制造步骤中的生产性、良率的提高。
所述实施方式或实施例中，以在切断室的入口使用空气喷出装置的构成进行了说明，但本实用新型并不限定于所述构成。本实用新型包括：成形步骤，通过下拉法将熔融玻璃成形为玻璃片材；及缓冷步骤，在可以调整温度的分隔出的室内冷却并移送成形的玻璃片材。只要是用以进行分隔的间隔壁具有可以将玻璃片材向分隔出的室的外部移送的狭缝，且通过从空气喷出装置朝向通过狭缝的所述玻璃片材的主表面喷出流体，而调整沿着玻璃片材的主表面流动的气流即可，作为流体优选气体，可以选择氮气或空气。
所述实施例中是考虑热收缩量而决定从缓冷步骤进行移送的温度，但在仅考虑内部应变的情形时，也可以在玻璃片材G的温度为比应变点低100℃的温度时结束缓冷步骤并从狭缝移送至分隔出的室的外部。这时，也通过使用空气供给装置抑制朝向分隔出的室的内部的气流，而可以消除分隔出的室的内部的温度偏差，充分实现玻璃片材的内部应变的降低。也可以是为了减小热收缩量及内部应变的偏差，而在玻璃片材G的温度为比应变点低300℃的温度时结束缓冷步骤并从狭缝移送至分隔出的室的外部的实施方式。例如，从空气供给装置对在350℃下通过狭缝的玻璃片材喷出300℃至350℃的空气。
空气喷出装置也可以设置在分隔成形室与缓冷室的间隔壁。此外，空气喷出装置也可以设置在设置着间隔壁的与玻璃片材的移动方向位置不同的位置。
[符号的说明]
1 玻璃基板制造装置
10 玻璃积层体
11 玻璃基板
100 熔解装置
500 成形装置
504 上部成形室
505 下部成形室
508 缓冷室
513 切断室
520 空气喷出装置。
Claims (10)
1.一种玻璃片材制造装置，包含：
成形室，通过下拉法将熔融玻璃成形为玻璃片材；
缓冷室，沿着所述玻璃片材的移动方向对所述玻璃片材进行缓冷；
所述缓冷室由多个间隔壁分隔出以对所述玻璃片材进行温度控制；
在所述间隔壁的每一个设置着供所述玻璃片材通过的狭缝；且
所述玻璃片材制造装置包含空气喷出装置，所述空气喷出装置朝向通过所述间隔壁的至少一个所述狭缝的玻璃片材的主表面喷出流体而减小沿着所述玻璃片材的主表面流动的气流。
2.根据权利要求1所述的玻璃片材制造装置，其中所述间隔壁的一个是在所述移动方向的下游侧分隔出所述缓冷室的间隔壁，所述玻璃片材是通过所述狭缝而排出。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃片材制造装置，其中所述空气喷出装置设置在与所述玻璃片材通过所述狭缝时的所述玻璃片材的所述移动方向的位置对应的所述移动方向的位置。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃片材制造装置，其中在所述缓冷室的下游侧，设置着切断从所述缓冷室连续地移送的所述玻璃片材的切断室，
所述空气喷出装置通过朝向从所述缓冷室向所述切断室移送的所述玻璃片材的主表面喷出气体，而减小从所述切断室朝向所述缓冷室流动的上升气流。
5.根据权利要求4所述的玻璃片材制造装置，其中所述空气喷出装置包含喷出所述气体的狭缝状的送风口，从所述送风口喷出的空气量为2～10m3/秒。
6.根据权利要求4所述的玻璃片材制造装置，其中所述空气喷出装置包含喷出所述气体的送风口，所述送风口形成为矩形状，所述矩形状具有在与所述玻璃片材的宽度方向相同的方向上延伸的长边方向、及与所述长边方向正交的短边方向，所述送风口的短边方向的长度可以变更。
7.根据权利要求4所述的玻璃片材制造装置，其中所述空气喷出装置包含喷出所述气体的送风口，所述送风口形成为矩形状，所述矩形状具有在与所述玻璃片材的宽度方向相同的方向上延伸的长边方向、及与所述长边方向正交的短边方向，所述送风口的长边方向的长度比与所述玻璃片材的宽度方向相同的方向上的所述狭缝的长度长。
8.根据权利要求4所述的玻璃片材制造装置，其中所述空气喷出装置包含喷出所述气体的送风口，所述送风口的开口方向是从与所述玻璃片材延伸的平面方向垂直的方向朝所述玻璃片材的移动方向倾斜15～75°。
9.根据权利要求1所述的玻璃片材制造装置，其中面向所述狭缝的所述间隔壁的端面中的朝向所述玻璃片材的主表面的部分相对于所述玻璃片材的主表面接近或退避。
10.根据权利要求1或9所述的玻璃片材制造装置，其中所述空气喷出装置相对于所述玻璃片材的主表面接近或退避。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141203 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |