JP2015199665A - ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形体を用いて成形したシートガラスの幅が成形体から離れた際に収縮することを抑制して、目標とするシートガラスの幅を確保するガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置を提供する。
【解決手段】成形炉室の上部空間でオーバーフロー方式によりシートガラスＳＧを成形し、シートガラスＳＧの両端部を冷却する下部空間に流し、上部空間と下部空間との間には断熱部材５０で仕切られている、成形体４１を通過する時の熔融ガラスの温度は液相温度以上であり、成形体４１の最下端部４１ａを通過するときの熔融ガラスの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、下部空間において、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にある時、シートガラスＳＧの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるように、断熱性を有する材料が断熱部材５０に用いられるガラス基板製造装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置に関する。

従来より、成形体を用いたオーバーフローダウンドロー法によってガラス基板を製造する方法が用いられている。一般に、成形体において、熔融ガラスの温度が液相温度付近で長時間保持されると、熔融ガラス中に結晶が析出し、失透が生じる。

成形時のガラスの失透を防止するために、成形体供給時の熔融ガラスの温度を従来よりも低くし、成形体下端における熔融ガラスの温度を従来よりも高くし、成形体への供給時の熔融ガラスの温度と成形体下端を通過するときの熔融ガラスの温度との差を９０℃より小さくする技術が知られている（特許文献１）。

特許第４５１１１８７号公報

しかし、上記技術では、成形体の最下端部における熔融ガラスの温度を従来より高くする。さらに、上記技術では、成形中の熔融ガラスの温度を液相温度より十分に高くして失透を防止することになる。このように、上記技術では、ガラスに失透を生じさせないために、成形体を通過する熔融ガラスの温度を、従来に比べて高くしなければならない。したがって、成形体の最下端部における熔融ガラスの温度は従来より高くなりガラスの粘度は低くなるので、成形体から離れることによって生じるシートガラスが幅方向に収縮しようとする力を抑えることはできず、従来に比べてシートガラスの収縮は大きくなる。さらに、成形体の最下端部における熔融ガラスの温度が従来より高くなるので、成形体よりも下方の空間の温度が熔融ガラスからの熱移動によって上昇し、成形体よりも下方の空間におけるシートガラスの幅方向の両端部の粘度を十分に上昇させることができない。この結果、シートガラスの幅が収縮してしまうという問題が顕著となる。

そこで、本発明は、ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置において、成形体を用いて成形したガラスシートの幅が成形体から離れた際に収縮することを抑制して、目標とするシートガラスの幅を確保することができるガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置を提供することを目的とする。

本発明は以下の態様を含む。
本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法である。
［態様１］
当該製造方法は、
炉壁で囲まれた成形炉室の上部空間において、成形体から熔融ガラスをオーバーフローさせてシートガラスを成形する工程と、
前記シートガラスを、前記成形炉室を上部空間と下部空間に間仕切りする断熱部材によって作られるスリット状の隙間を通過させる工程と、
前記下部空間において、前記シートガラスの両端部を冷却する工程、を有し、
前記断熱部材は、
（１）前記シートガラスを成形する工程において、前記熔融ガラスが前記成形体を通過するときの前記熔融ガラスの温度が液相温度以上であり、かつ前記熔融ガラスが前記成形体の最下端部を通過するときの前記熔融ガラスの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）前記シートガラスを冷却する工程において、前記シートガラスの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、前記シートガラスの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるように、断熱性を有する材料が用いられる、ガラス基板の製造方法。

［態様２］
前記断熱部材の前記上部空間と前記下部空間との間の熱抵抗は、前記上部空間の雰囲気温度において０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である、態様１に記載のガラス基板の製造方法。

［態様３］
前記下部空間において、
前記シートガラスの前記中央部における幅方向の温度分布を均一にし、かつ、前記シートガラスの両端部の温度を、前記中央部の温度より低くする工程と、
前記両端部及び前記中央部の温度を、前記中央部の温度より低くする工程における前記両端部及び前記中央部の温度より低温にし、かつ前記中央部の幅方向の中心から前記両端部に向けて前記シートガラスの幅方向に温度勾配を形成する工程と、を有する、態様１または２に記載のガラス基板の製造方法。

［態様４］
前記ガラス基板の液相粘度は、１０^4.3ｄＰａ・秒〜１０^6.7ｄＰａ・秒である、態様１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。

［態様５］
前記ガラス基板の歪点は、６７０℃以上である、態様１〜４のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。

［態様６］
炉壁で囲まれた成形炉室と、
前記成形炉室を上部空間と下部空間に間仕切りし、前記シートガラスが通過するスリット状の隙間を形成する断熱部材と、
前記成形炉室の前記上部空間に設けられ、熔融ガラスをオーバーフローさせてシートガラスを成形する成形体と、
前記下部空間において前記シートガラスの両端部を冷却する冷却部材と、を有し、
前記断熱部材は、
（１）前記シートガラスの成形する工程において、前記熔融ガラスが前記成形体を通過するときの前記熔融ガラスの温度が液相温度以上であり、かつ前記熔融ガラスが前記成形体の最下端部を通過するときの前記熔融ガラスの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）前記シートガラスを冷却する工程において、前記シートガラスの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、前記シートガラスの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるように、断熱性を有する材料が用いられる、ガラス基板製造装置。

前記ガラス基板には、下記の特性を有するガラスを用いることができる。
［態様７］
前記ガラス基板のガラスの液相粘度は、１０^4.3ｄＰａ・秒〜１０^6.7ｄＰａ・秒である、態様１〜６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法またはガラス基板製造装置。

［態様８］
前記ガラス基板は、ジルコニアを含有する、態様１〜７のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法またはガラス基板製造装置。

［態様９］
前記ガラス基板は、酸化スズを含有する、態様１〜８のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法またはガラス基板製造装置。

［態様１０］
態様１〜９のいずれか１項に記載の態様において、前記ガラス基板は、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しない無アルカリガラスで構成される、ガラス基板の製造方法またはガラス基板製造装置。

［態様１１］
また、態様１〜９のいずれか１項に記載の態様において、前記ガラス基板は、アルカリ金属酸化物を０．０５〜２．０質量％含むアルカリ微量含有ガラスで構成される、ガラス基板の製造方法またはガラス基板製造装置。

［態様１２］
前記熔融ガラスは、高ジルコニア系耐火物を含んで構成される熔解槽でガラス原料を電気熔融することによって生成される、態様１〜１１のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法またはガラス基板製造装置。

上記態様のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置によれば、成形体を用いて成形したガラスシートの幅が成形体から離れた際に収縮することを抑制でき、目標とするシートガラスの幅を確保することができる。

本実施形態のガラス基板の製造方法の流れの一例を示す図である。 本実施形態のガラス基板の製造方法を実施するガラス基板製造装置の一例の概略構成図である。 本実施形態のガラス基板の製造方法で用いる成形装置の一例の概略構成図（断面図）である。 図３に示す成形装置の概略構成図（側面図）である。 本実施形態のガラス基板の製造方法で用いる制御装置および制御装置に接続される各機構の一例を示す図である。 本実施形態のガラス基板の製造方法で行われる複数の温度プロファイルに基づいて温度制御により得られる雰囲気温度を示す図である。

（定義）
本明細書における下記語句は、以下のように定める。
シートガラスの端部とは、シートガラスの幅方向の縁から１５０ｍｍ以内の範囲をいう。
シートガラスの中央部とは、シートガラスの端部を除いた部分をいう。
歪点とは、ガラス粘度が１０^１４．５ｄＰａ・秒となるときのガラスの温度をいう。
徐冷点とは、ガラス粘度が１０^１３ｄＰａ・秒となるときのガラスの温度をいう。
徐冷点の近傍の温度領域とは、ガラス徐冷点に１００℃を足した温度（ガラス徐冷点＋１００℃）と、ガラス歪点とガラス徐冷点とを足して２で除した温度（（ガラス歪点＋ガラス徐冷点）／２）との間の領域をいう。
軟化点とは、ガラス粘度が１０^７．６ｄＰａ・秒となるときのガラスの温度をいう。

（全体構成）
本実施形態に係るガラス基板の製造方法は、液晶テレビ、プラズマテレビ、およびノートパソコンなどのフラットパネルディスプレイ用のガラス基板を製造する。ガラス基板は、ダウンドロー法を用いて製造される。

図１および図２を参照して、ガラス基板が製造されるまでの複数の工程（ガラス基板の製造方法）および複数の工程に用いられるガラス基板の製造装置１００を説明する。
複数の工程には、熔解工程Ｓ１、清澄工程Ｓ２、成形工程Ｓ３、冷却工程Ｓ４、および切断工程Ｓ５が含まれる。

熔解工程Ｓ１は、ガラスの原料が熔解される工程である。ガラスの原料は、図２に示すように、上流に配置された熔解装置１１に投入される。ガラスの原料は、熔解装置１１の熔解槽で熔解されて、熔融ガラスＦＧになる。熔融ガラスＦＧは、上流パイプ２３を通って清澄装置１２に送られる。
清澄工程Ｓ２は、熔融ガラスＦＧ中の気泡の除去を行う工程である。清澄装置１２内で気泡が除去された熔融ガラスＦＧは、その後、下流パイプ２４を通って、成形装置４０へと送られる。
成形工程Ｓ３は、熔融ガラスＦＧをシート状のガラス（シートガラス）ＳＧに成形する工程である。具体的に、熔融ガラスＦＧは、成形装置４０に含まれる成形体４１に送られた後、成形体４１からオーバーフローする。オーバーフローした熔融ガラスＦＧは、成形体４１の表面に沿って流下する。熔融ガラスＦＧは、その後、成形体４１の最下端部で合流してシートガラスＳＧになる。このとき、シートガラスＳＧは、仕切り部材（断熱部材）５０によって作られるスリット状の隙間を通過し、成形炉室の上部空間から下方空間に移動する。仕切り部材（断熱部材）５０は、成形体４１（図３参照）を有する成形炉室を上部空間と下部空間に間仕切りする。
冷却工程Ｓ４は、シートガラスＳＧを徐冷する工程である。ガラスシートは、冷却工程Ｓ４を経て室温に近い温度へと冷却される。なお、成形工程Ｓ１及び冷却工程Ｓ４における、冷却の状態に応じて、ガラス基板の厚み（板厚）、ガラス基板の反り量、およびガラス基板の歪量が決まる。
切断工程Ｓ５は、室温に近い温度になったシートガラスＳＧを、所定の大きさに切断する工程である。
なお、所定の大きさに切断されたシートガラスＳＧ（ガラス片）は、その後、端面加工等の工程を経て、ガラス基板となる。
以降で説明する実施形態では、シートガラスＳＧにおけるガラスの歪点が６４０℃以上であるガラスが用いられる。

以下、図３及び図４を参照して、成形装置４０の構成を説明する。なお、本実施形態において、シートガラスＳＧの幅方向とは、シートガラスＳＧが流下する方向（流下方向または流下方向）に交差する方向、すなわち、水平方向を意味する。

（成形装置の構成）
まず、図３および図４は、成形装置４０の概略構成を示す。図３は、成形装置４０の断面図である。図４は、成形装置４０の側面図である。成形装置４０は、主として、成形体４１と、仕切り部材５０と、冷却ローラ５１と、冷却ユニット６０と、引下げローラ８１と、切断装置９０とから構成されている。さらに、成形装置４０は、制御装置９１を備える（図９参照）。制御装置９１は、成形装置４０に含まれる各構成の駆動部を制御する。
以下、成形装置４０に含まれる各構成について説明する。

（成形体）
成形体４１は、熔融ガラスＦＧをオーバーフローさせることによって、熔融ガラスＦＧをシート状のガラス（シートガラスＳＧ）へと成形する。
図３に示すように、成形体４１は、断面形状で略５角形の形状（楔形に類似する形状）を有する。略５角形の先端は、成形体４１の最下端部４１ａに相当する。
成形体４１に流し込まれた熔融ガラスＦＧは、成形体４１の一対の頂部４１ｂからオーバーフローし、成形体４１の一対の側面（表面）４１ｃを沿いながら流下する。その後、熔融ガラスＦＧは、成形体４１の最下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧになる。なお、熔融ガラスが成形体４１の最下端部４１ａを通過するときの熔融ガラスの両端部の粘度は１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒であり、１０^4.4〜１０^5.4ｄＰａ・秒であることが好ましく、より好ましくは１０^4.6〜１０^5.2ｄＰａ・秒である。

（仕切り部材）
仕切り部材５０は、熔融ガラスＦＧの合流ポイントの近傍に配置されている。また、図３に示すように、仕切り部材５０は、合流ポイントで合流した熔融ガラスＦＧ（シートガラスＳＧ）の厚み方向の両側に配置される。仕切り部材５０は、断熱部材である。仕切り部材５０は、仕切り部材５０の上方に位置する成形炉室の上部空間と下方に位置する成形炉室の下部空間とに間仕切りすることにより、すなわち、熔融ガラスＦＧの合流ポイントの上側雰囲気および下側雰囲気を仕切ることにより、仕切り部材５０の上側から下側への熱の移動を遮断する。シートガラスＳＧは、シートガラスＳＧの厚み方向の両側に位置する一対の仕切り部材（断熱部材）５０によって作られるスリット状の隙間を通過して、下部空間に移動する。

（冷却ローラ）
冷却ローラ５１は、成形炉室の下部空間に設けられ、シートガラスＳＧの幅方向の両端部を熱処理するユニットである。また、対を成した冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの厚み方向の両側、且つ、シートガラスＳＧの幅方向の両端部に配置される。すなわち、冷却ローラ５１は、成形体４１から離れたシートガラスＳＧの幅方向の両端部を、挟み込むことで熱伝導により冷却する（急冷工程）。冷却ローラ５１は、例えば、内部に通された空冷管により空冷されていてもよい。
冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの両端部の粘度が、１０^９．０〜１０^１４．５ｄＰａ・秒になるようにシートガラスＳＧの両端部を急冷する。なお、冷却ローラ５１によるシートガラスＳＧの両端部の冷却により、シートガラスＳＧの幅方向の収縮を低減でき、シートガラスＳＧの厚みを均一化することができる。また、シートガラスＳＧの平坦度を保つことができる。

（冷却ユニット）
冷却ユニット６０は、成形炉室の下部空間に設けられ、シートガラスＳＧの熱処理を行うユニットである。具体的に、冷却ユニット６０は、シートガラスＳＧを徐冷点近傍の温度領域まで冷却するユニットである。冷却ユニット６０は、仕切り部材５０の下方であって、徐冷炉８０の天板８０ａの上に配置される。冷却ユニット６０は、シートガラスＳＧの上流領域を冷却する（上流領域冷却工程）。シートガラスＳＧの上流領域とは、シートガラスＳＧの中央部の温度が徐冷点より高いシートガラスＳＧの領域である。シートガラスＳＧの中央部は、シートガラスＳＧの両端部に挟まれた部分である。上流領域には、具体的に、第１温度領域と第２温度領域とが含まれる。第１温度領域は、成形体４１の最下端部４１ａの直下から、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点近傍（軟化点±１５℃の範囲）になるまでのシートガラスＳＧの領域である。また、第２温度領域とは、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点近傍から徐冷点近傍になるまでの温度領域である。すなわち、冷却ユニット６０は、シートガラスＳＧの中央部の温度が徐冷点に近づくように、シートガラスＳＧを冷却する。シートガラスＳＧの中央部は、その後、後述の徐冷炉８０内で、歪点を経て、室温近傍の温度まで冷却される（下流領域冷却工程（徐冷工程））。

冷却ユニット６０は、シートガラスＳＧの厚みおよび反り量が所望の値になるように、シートガラスＳＧを複数の温度プロファイルに基づいて冷却する。すなわち、上流領域において、シートガラスＳＧの流下方向に沿って、複数の温度プロファイルが設定される。ここで、温度プロファイルとは、シートガラスＳＧの幅方向に沿った温度分布である。言い換えると、温度プロファイルは、目標となる雰囲気温度の分布である。上述の冷却ローラ５１および冷却ユニット６０は、温度プロファイルを実現させるように雰囲気温度を制御する。

冷却ユニット６０は、複数の冷却用のユニットを含む。シートガラスＳＧの温度分布は、複数のユニットが独立して制御されることにより複数の温度プロファイルを実現する。例えば、冷却ユニット６０は、中央部冷却ユニット６１と、２つの端部冷却ユニット７１、７１とを含む。図４に示すように、中央部冷却ユニット６１は、成形装置４０の幅方向中央に配置され、シートガラスＳＧの中央部を冷却する（中央部冷却工程）。中央部冷却ユニット６１は、シートガラスＳＧの厚み方向の両側に配置されている。端部冷却ユニット７１は、中央部冷却ユニット６１に隣接する位置にそれぞれ配置される。すなわち、端部冷却ユニット７１は、シートガラスＳＧの厚み方向の両側で、シートガラスＳＧを挟んで対向するように配置され、シートガラスＳＧの両端部および両端部周辺を冷却する（端部冷却工程）。また、中央部冷却ユニット６１および端部冷却ユニット７１は、シートガラスＳＧに近接した位置にそれぞれ配置される。

（中央部冷却ユニット）
中央部冷却ユニット６１は、シートガラスＳＧの中央部を、シートガラスＳＧの流下方向に沿って段階的に冷却する（中央部冷却工程）。中央部冷却ユニット６１は、中央上部冷却ユニット６２と、中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂとから構成されている。中央上部冷却ユニット６２および２つの中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂは、シートガラスＳＧの流下方向に沿って配置される。中央上部冷却ユニット６２および各中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂの温度は、それぞれ独立して調整される。

（中央上部冷却ユニット）
中央上部冷却ユニット６２は、上述の仕切り部材５０の直下に位置する。中央上部冷却ユニット６２は、シートガラスＳＧの厚みを決定付ける領域の温度プロファイルを実現するためのユニットである。シートガラスＳＧの厚みを決定付ける領域は、上述の第１温度領域に相当する。中央上部冷却ユニット６２は、シートガラスＳＧの厚みを幅方向に均一にするように制御される（第１中央部冷却工程）。

中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂは、上述したように、中央上部冷却ユニット６２の下方に配置される。中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂは、シートガラスＳＧの反り量の制御を開始する領域の温度プロファイルを実現するためのユニットである。ここで、シートガラスＳＧの反り量の制御を開始する領域は、上述の第２温度領域に相当する。
中央下部冷却ユニット６３ａは、第２温度領域の上流側で、シートガラスＳＧの温度制御を行う（第２中央部冷却工程）。中央下部冷却ユニット６３ｂは、第２温度領域の下流側で、シートガラスＳＧの温度制御を行う（第３中央部冷却工程）。中央下部冷却ユニット６３ａと中央下部冷却ユニット６３ｂは同様の構成を有するようにすることが好ましい。

（端部冷却ユニット）
端部冷却ユニット７１は、冷却ローラ５１によって急冷されたシートガラスＳＧの両端部を、シートガラスＳＧの流下方向に沿って連続的に、または、段階的に冷却する（端部冷却工程）。端部冷却ユニット７１は、冷却ローラ５１よりも低い冷却能で動作する。言い換えると、冷却ローラ５１によってシートガラスＳＧの側部から奪われる熱量と比較して、端部冷却ユニット７１によってシートガラスＳＧの端部から奪われる熱量は少ない。端部冷却ユニット７１は、上述したように、中央部冷却ユニット６１の両側にそれぞれ配置される（図４参照）。端部冷却ユニット７１は、シートガラスＳＧの表面に近接して配置される。端部冷却ユニット７１は、シートガラスＳＧの両端部の粘度を１０^9.0〜１０^14.5ｄＰａ・秒の範囲内に維持するように、シートガラスＳＧの両端部を冷却する。なお、端部冷却ユニット７１は、好ましくは、シートガラスＳＧの両端部の粘度を１０^10.5〜１０^14.5ｄＰａ・秒の範囲内に維持するように、シートガラスの両端部を冷却する。
端部冷却ユニット７１での冷却量が少ないと、シートガラスＳＧの両端部の温度が再び上昇し、シートガラスＳＧが幅方向に収縮してしまう。
端部冷却ユニット７１は、図４に示すように、例えば、端上部冷却ユニット７２と、端下部冷却ユニット７３とから構成されている。端上部冷却ユニット７２および端下部冷却ユニット７３は、シートガラスＳＧの流下方向に沿って配置される。また、端上部冷却ユニット７２および端下部冷却ユニット７３の温度は、それぞれ独立して調整される。

端上部冷却ユニット７２は、シートガラスＳＧの厚みおよび／または反り量の調整に影響を与える領域の温度プロファイルを実現するためのユニットである（第１端部冷却工程）。端上部冷却ユニット７２は、図４に示すように、上述した冷却ローラ５１の直下に位置する。シートガラスＳＧは、端上部冷却ユニット７２の、主に輻射熱伝達によって、所要の冷却速度で冷却される。ここで、所要の冷却速度とは、冷却ローラ５１を通過したガラスＳＧの板幅の収縮が抑えられ、かつ、端下部冷却ユニット７３以降の冷却過程でシートガラスＳＧにクラックが生じないような冷却速度である。すなわち、端上部冷却ユニット７２は、シートガラスＳＧに悪影響を及ぼさない範囲でガラスＳＧを最大限冷却する。

（引下げローラ）
引下げローラ８１は、徐冷炉８０の内部に配置される。徐冷炉８０は、冷却ユニット６０の直下に配置される空間である。徐冷炉８０では、シートガラスＳＧの温度が、徐冷点近傍の温度から室温近傍の温度まで冷却される（下流域冷却工程（徐冷工程））。

（切断装置）
切断装置９０は、徐冷炉８０を通過して室温近傍の温度まで冷却されたシートガラスＳＧを、所定のサイズに切断する。

（制御装置）
制御装置９１は、例えば、冷却ローラ５１、中央上部冷却ユニット６２、端上部冷却ユニット７２、端下部冷却ユニット７３、及び中央下部冷却ユニット６３ａ、６３ｂの温度を制御する。この温度の制御により、以下で説明するように、シートガラスＳＧの温度分布が所定の温度プロファイルに一致させることができる。

（温度プロファイル）
次に、図６を参照して、本実施形態に係るガラス基板の製造方法で用いる温度プロファイルと、当該温度プロファイルを実現する冷却用の各ユニットの制御について説明する。
図６中、破線で区分けされた領域は、冷却ローラ５１および冷却ユニットに含まれる各ユニット６２，６３ａ，６３ｂ，７２，７３の配置を示す。また、破線で区分けされた領域に含まれる曲線１０ｂ，１０ｃ，１０ｅ，１０ｆおよび直線１０ａ，１０ｄは、冷却ローラ５１または各ユニット６２，６３ａ，６３ｂ，７２，７３によって実現される温度プロファイル２０ａ，２０ｂ，２０ｃに含まれるサブプロファイルである。
本実施形態では、上述したように、シートガラスＳＧの流下方向において、複数の温度プロファイルに基づいた雰囲気温度の制御を制御装置９１が独立して行っている。シートガラスＳＧの温度が所定の温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの幅方向に沿ってシートガラスＳＧの側部に向かって張力が加わるように、シートガラスＳＧは冷却される。所定の温度領域とは、シートガラスＳＧが成形体４１から離れた後、シートガラスＳＧの温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域である。すなわち、所定の温度領域とは、上述した、シートガラスＳＧの上流領域である。

成形体４１を離れた後のシートガラスＳＧは、１０^5.7〜１０^7.5ｄＰａ・秒の粘度を有する。シートガラスＳＧは、冷却ローラ５１および冷却ユニット６０によって冷却されることにより、粘度が高くなる。すなわち、シートガラスＳＧの粘度（中央部および両端部の粘度）は、シートガラスＳＧの流下方向に沿って高くなる。言い換えると、シートガラスＳＧの粘度は、シートガラスＳＧの下流側ほど高くなる。本実施形態では、上流領域において、冷却ローラ５１および端部冷却ユニット７１によって、シートガラスＳＧの両端部が冷却される。具体的には、シートガラスＳＧの両端部は、粘度が１０^9.0〜１０^14.5ｄＰａ・秒の範囲内に維持されるように冷却される。より具体的には、冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部の粘度が、１０^9.0〜１０^10.5ｄＰａ・秒の範囲内になるようにシートガラスの両端部を急冷し、端部冷却ユニット７１は、冷却ローラ５１によって急冷されたシートガラスＳＧの両端部の粘度が、１０^10.5〜１０^14.5ｄＰａ・秒の範囲内になるように、シートガラスの両端部を冷却する。

本実施形態のシートガラスＳＧの温度の制御では、複数の温度プロファイルが、シートガラスＳＧの幅方向およびシートガラスＳＧの流下方向に、それぞれ設定される（温度プロファイル設定工程）。具体的に、複数の温度プロファイルには、図６に示すように、第１の温度プロファイル２０ａと、第２の温度プロファイル２０ｂと、第３の温度プロファイル２０ｃとが含まれる。第１の温度プロファイル２０ａは、第２の温度プロファイル２０ｂよりも、流下方向において高温側に位置する。また、第２の温度プロファイル２０ｂは、第３の温度プロファイル２０ｃよりも、流下方向において高温側に位置する。
第１の温度プロファイル２０ａは、シートガラスＳＧの幅方向の中央部における幅方向の温度分布が均一であり、かつ、シートガラスＳＧの幅方向両端部（両側部）の温度がシートガラスＳＧの中央部の温度より低い。ここで、幅方向の温度分布が均一であるとは、幅方向の温度分布が、所定の基準値（温度）に対して±０℃〜１０℃の範囲の値であることを意味する。すなわち、第１の温度プロファイル２０ａに基づいて、シートガラスＳＧの両端部は急冷され、シートガラスＳＧの中央部の温度は、シートガラスＳＧの両端部の温度よりも高い温度で、かつ、幅方向に均一な温度になるように制御される（板厚均一化工程）。なお、第１の温度プロファイル２０ａは、シートガラスＳＧの中央部の温度（平均温度）とシートガラスＳＧの両端部の温度とが第１の温度差Ｘになるように設定されている。板厚均一化工程において、シートガラスＳＧの中央部における幅方向の温度分布を均一にし、かつ、シートガラスＳＧの両端部の温度を、中央部の温度より低くする。これにより、シートガラスＳＧの両端部は幅方向の収縮が抑制されるように冷却され、シートガラスＳＧの中央部は板厚が均一になるように冷却されるので、シートガラスＳＧの板厚偏差は小さくなる。

第２の温度プロファイル２０ｂおよび第３の温度プロファイル２０ｃは、第１の温度プロファイル２０ａより低温である。また、第２の温度プロファイル２０ｂおよび第３の温度プロファイル２０ｃは、シートガラスＳＧの中央部において幅方向に温度勾配を有する。具体的には、第２の温度プロファイル２０ｂおよび第３の温度プロファイル２０ｃは、シートガラスＳＧの幅方向の中心における温度が最も高く、シートガラスＳＧの両端部の温度が最も低い。より具体的には、第２の温度プロファイル２０ｂおよび第３の温度プロファイル２０ｃは、シートガラスＳＧの幅方向の中心からシートガラスＳＧの両端部に向かうに従って温度が徐々に低くなる。すなわち、第２の温度プロファイル２０ｂおよび第３の温度プロファイル２０ｃに基づいて、シートガラスＳＧの幅方向の温度分布は、山形（上に凸を有する曲線）になるように制御される（反り低減工程）。すなわち、反り低減工程は、温度勾配（上に凸を有する曲線）を維持しつつシートガラスＳＧを冷却する。言い換えると、反り低減工程は、温度分布が、上に凸を有する曲線の形状を連続して維持するように、シートガラスＳＧを冷却する。

なお、第２の温度プロファイル２０ｂに基づいた温度の制御は、シートガラスＳＧの流下方向に対して、第２温度領域の上流側で実行される。また、第３の温度プロファイル２０ｃに基づいた制御は、シートガラスＳＧの流下方向に対して、第２温度領域の下流側で実行される。ここで、第３の温度プロファイル２０ｃは、第２の温度プロファイル２０ｂよりも勾配が大きくなるように設定されることが好ましい。具体的に、第２の温度プロファイル２０ｂは、シートガラスＳＧの中心の温度とシートガラスＳＧの端部の温度とが第２の温度差Ｙ１になるように設定されている。また、第３の温度プロファイル２０ｃは、シートガラスＳＧの中心部の温度とシートガラスＳＧの端部の温度とが第３の温度差Ｙ２になるように設定されている。第３の温度差Ｙ２は、第２の温度差Ｙ１より大きい。なお、第２の温度差Ｙ１は、第１の温度差Ｘより大きい。すなわち、温度プロファイル２０ａ〜２０ｃは、シートガラスＳＧの流下方向に沿って、中央部と端部との温度差または中央部と端部との温度差が大きくなっている（Ｘ＜Ｙ１＜Ｙ２）。
なお、反り低減工程は、第３の温度プロファイル２０ｃより低温の温度領域において、シートガラスＳＧの温度が歪点近傍に向かうに従って、シートガラスＳＧの幅方向の温度勾配が低減するように、シートガラスＳＧは冷却される。

以下、各ユニットによる温度制御について、詳細に説明する。
（中央上部冷却ユニットによる温度制御）
中央上部冷却ユニット６２では、上述したように、シートガラスＳＧの厚みを決定付ける領域の温度プロファイルを実現する（第１中央部冷却工程）。具体的に、シートガラスＳＧと対向する中央上部冷却ユニット６２の幅方向の温度分布は均一となっているので、シートガラスＳＧの幅方向の温度は均一になる（サブプロファイル１０ａ）。

中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂでは、上述したように、シートガラスＳＧの反り量の調整を開始する領域の温度プロファイルを実現する（第２中央部冷却工程および第３中央部冷却工程）。具体的に、中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂは、シートガラスＳＧの幅方向の温度が山形（上に凸を有する曲線）になるように調整される。具体的には、中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂの長手方向中心の温度を最も高い温度にする。また、中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂの長手方向の両端部の温度を最も低い温度にする。さらに、中心から両端部に向けて温度が徐々に低くなるように制御する。こうしてシートガラスＳＧの幅方向の温度は、山形になる（サブプロファイル１０ｂ、サブプロファイル１０ｃ）。

なお、本実施形態では、シートガラスＳＧの流下方向に沿って、２つの中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂを配置している。シートガラスＳＧの流下方向下方に配置された中央下部冷却ユニット６３ｂは、上方に配置された中央下部冷却ユニット６３ａよりも、大きな曲線の温度分布を形成するように制御される。具体的には、上述したように、中央下部冷却ユニット６３ａによって実現されたプロファイル１０ｂの温度勾配（中心部と端部との温度勾配）（図６のＹ１参照）よりも、中央下部冷却ユニット６３ｂによって実現された温度プロファイル１０ｃの温度勾配（図６のＹ２参照）を大きくする（Ｙ１＜Ｙ２）。

冷却ローラ５１は、上述したように、シートガラスＳＧの厚みの均一化に影響を与える領域の温度プロファイルを実現する（急冷工程）。冷却ローラ５１は、成形体４１の最下端部４１ａで合流したガラスの両端部を急冷する。すなわち、シートガラスＳＧの両端部および両端部周辺の雰囲気温度は、シートガラスＳＧの中央部周辺の雰囲気温度よりも低い温度になる（サブプロファイル１０ｄ）。

端上部冷却ユニット７２では、上述したように、シートガラスＳＧの厚みおよび／または反り量の調整に影響を与える領域の温度プロファイルを実現する（第１端部冷却工程）。端上部冷却ユニット７２は、中央上部冷却ユニット６２および中央下部冷却ユニット６３ａがシートガラスＳＧに与える温度より低い温度をシートガラスＳＧに与える。すなわち、シートガラスＳＧの両端部および両端部周辺の雰囲気温度は、シートガラスＳＧの中央部周辺の雰囲気温度よりも低い温度になる（サブプロファイル１０ｅ）。

端下部冷却ユニット７３では、上述したように、シートガラスＳＧの反り量の調整に影響を与える領域の温度プロファイルを実現する（第２側部冷却工程）。端下部冷却ユニット７３は、中央下部冷却ユニット６３ａ，６３ｂがシートガラスＳＧに与える温度より低い温度をシートガラスＳＧに与える。すなわち、シートガラスＳＧの両端部の雰囲気温度は、シートガラスＳＧの中央部の雰囲気温度よりも低い温度になる（サブプロファイル１０ｆ）。

このようなシートガラスＳＧの温度制御が、制御装置９１、冷却ローラ５１及び各ユニットを通して行われる。成形体４１が位置する成形炉室の上部空間では、熔融ガラスが所定の粘度を保って成形されるように高温の温度雰囲気が維持される。一方、仕切り部材（断熱部材）５０により上部空間から区切られている成形炉室の下部空間では、熔融ガラスから成形によって生成されるシートガラスＳＧを冷却する。このため、上部空間から下部空間に熱移動が生じ難いように、仕切り部材５０には、断熱性に優れた断熱部材が用いられる。具体的には、
（１）シートガラスＳＧを成形するとき、熔融ガラスＦＧが成形体４１を通過するときの熔融ガラスＦＧの温度が液相温度以上であり、かつ熔融ガラスＦＧが成形体４１の最下端部を通過するときの熔融ガラスＦＧの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）シートガラスＳＧを冷却するとき、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるように、断熱性を有する材料が、断熱部材に用いられる。
このとき、仕切り部材（断熱部材）５０の、仕切り部材５０と接する上部空間の雰囲気温度における上部空間と下部空間との間の熱抵抗は０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上であることが好ましい。このような熱抵抗を備える仕切り部材５０を用いることにより、下部空間におけるシートガラスＳＧの収縮を抑制できるような温度プロファイルを実現することができる。具体的には、仕切り部材５０の熱抵抗が０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ未満であるとき、冷却ローラ５１及び端部冷却ユニット７１により急冷されたシートガラスＳＧの両端部は、上部空間から下部空間へ移動した熱の影響を受けて温度の低下が抑制され、所望の粘度まで大きくならない。この場合、シートガラスＳＧの両端部における粘度は高くないため、成形体４１から離間してシートガラスＳＧが成形されたときの表面張力の作用によってシートガラスＳＧは、幅方向に収縮し易い。このため、シートガラスＳＧの目標とする幅を確保することが困難となる。しかし、仕切り部材（断熱部材）５０の熱抵抗を０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上とすることにより、急冷されたシートガラスＳＧの両端部は、上部空間から下部空間へ移動した熱の影響が低減され、所定の温度プロファイルに沿って冷却することができる。仕切り部材５０の熱抵抗は、好ましくは０．３ｍ²・Ｋ／Ｗ以上であり、より好ましくは０．４ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である。なお、熱抵抗を極めて大きくするためには、例えば仕切り部材５０の厚さを極めて厚くする必要があり、好ましくない。そのため、仕切り部材５０の熱抵抗は、好ましくは０．２〜２ｍ²・Ｋ／Ｗであり、より好ましくは０．４〜２ｍ²・Ｋ／Ｗであることが好ましい。

このような熱抵抗を有する仕切り部材（断熱部材）５０には、熱伝導率が０．１〜０．４Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは０．１〜０．２５Ｗ／ｍ・Ｋの素材が用いられる。仕切り部材（断熱部材）５０として、例えばアルミナの含有率の高いセラミックファイバボードが用いられる。
仕切り部材５０の好ましい形態として、シートガラスＳＧが成形炉室の上部空間から下部空間に移動するとき通過するスリット状の隙間に接する仕切り部材５０の面における素材の熱伝導率（上部空間の雰囲気温度における熱伝導率）は、０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。特に好ましくは、仕切り部材５０が、熱伝導率（上部空間の雰囲気温度における熱伝導率）が０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である１つの素材によって構成されることである。この構成により、仕切り部材５０の板厚を過度に厚くせずに、熱抵抗を０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上にすることができる。

本実施形態のシートガラスの冷却では、図６に示したように、シートガラスＳＧの幅方向の中央部における幅方向の温度分布を均一にし、かつ、シートガラスＳＧの両端部の温度を、シートガラスＳＧの幅方向の中央部の温度より低くする工程（板厚均一化工程）と、この工程における両端部及び中央部の温度に比べて、シートガラスＳＧの両端部及び中央部の温度を低温にし、かつシートガラスＳＧの幅方向の中心から両端部に向けてシートガラスＳＧの幅方向に温度勾配を形成する工程と、を有する。この２つの工程が実現できるように、制御装置９１は、各ユニット及び冷却ローラ５１等を用いてシートガラスＳＧの温度を制御することができる。本実施形態では、上記仕切り部材５０を設けることにより、成形炉室の上部空間と成形炉室の下部空間との熱の移動が十分に抑制されるので、成形炉室の下部空間にて上記シートガラスＳＧの温度の制御が可能となる。

上述のシートガラスＳＧの温度の制御では、最初の工程では、シートガラスＳＧの中央部における幅方向の温度分布を均一にするので、シートガラスＳＧの幅方向の収縮のみならず、シートガラスＳＧから作製されるガラス基板の板厚偏差を抑制することができる。

さらに、次の工程では、最初の工程と比べてシートガラスＳＧの幅方向の温度分布を低温にし、かつ、シートガラスＳＧの幅方向の中心から両端部に向かって、シートガラスＳＧの幅方向に温度勾配を形成する。このとき、シートガラスＳＧの幅方向の中央部の冷却量は、シートガラスＳＧの幅方向の両端部の冷却量よりも大きくなる。これにより、シートガラスＳＧの体積収縮率は、幅方向の両端部から中央部に向かって大きくなるので、シートガラスＳＧの中央部には引張り応力が働く。特に、シートガラスＳＧの中央部には、シートガラスＳＧの流下方向および幅方向に引張り応力が働く。なお、シートガラスＳＧの幅方向に働く引張り応力よりも、シートガラスＳＧの流下方向に働く引張り応力の方が大きいことがガラス板の反りを向上する点で好ましい。この引張り応力により、シートガラスＳＧの平面度を維持しつつ冷却することができるので、シートガラスＳＧ、ひいては、ガラス板の反り量を低減できる。

なお、ガラスの液相温度が高い場合、このガラスの液相温度よりも十分に高い温度の熔融ガラスを用いて成形することにより、ガラスの失透を防止することはできる。しかし、オーバーフローダウンドロー法を適用するためには、成形体４１の最下端部４１ａにおける熔融ガラスの粘度が中央部および両端部において１０^4.3ｄＰａ・秒以上であることが好ましい。この粘度は、１０^4.4Ｐａ・秒以上であることがより好ましく、１０^4.6ｄＰａ・秒以上であることがさらに好ましい。このような粘度を確保するのは、以下の理由による。すなわち、最下端部４１ａから離れたシートガラスＳＧは、冷却ローラ５１で挟持される領域まで自重により落下しようとする。この時の落下速度は、成形体４１の最下端部４１ａでの熔融ガラスの粘度により異なるためである。最下端部４１ａにおける熔融ガラスの粘度が上記範囲よりも小さい場合、冷却ローラ５１によるシートガラスＳＧの引張速度に比べて、シートガラスＳＧの自重で落下しようとする速度の方が勝ってしまい、結果的に冷却ローラ５１上でシートガラスＳＧが弛んでしまう虞がある。このため、成形体４１の最下端部４１ａにおける熔融ガラスの粘度が１０^4.3ｄＰａ・秒以上であることが好ましい。なお、冷却ローラ５１及び冷却ローラ５１よりも下流に位置する引下げローラ８１の周速度を十分に速くすれば、冷却ローラ５１及び引下げローラ８１の周速度よりガラスリボンの自由落下速度を遅くすることができる。しかし、この場合、通常、所定のガラス流量の条件下で得たいシートガラスＳＧの厚みは予め決まっている他、下流の徐冷工程で行われるガラスリボンの温度制御を実現するためにも冷却ローラ５１及び引下げローラ８１の周速度をむやみに速くすることは実用上好ましくない。

また、上述した熔融ガラスの粘度の数値範囲よりも低い粘度で成形を行うために成形体４１の最下端部４１ａの熔融ガラス温度を上昇させようとすると、成形体４１よりも下流側の雰囲気温度が上昇する。このため、成形体４１の最下端部４１ａにおいて成形体の両側の壁面のそれぞれを流れる熔融ガラスを合流させて形成されるシートガラスＳＧの幅方向の両端部の粘度を十分に上昇させることができない。このため、シートガラスＳＧの幅が収縮してしまう。シートガラスＳＧの幅が収縮してしまうと、切断直前のシートガラスＳＧの幅や製品幅を確保できないという問題が生じる。この問題は、ガラスの液相温度が高い（液相粘度が小さい）ほど顕著となる。

本実施形態は、仕切り部材（断熱部材）５０の熱抵抗を０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上とすることにより、成形炉室の上部空間から下部空間への熱の移動が抑制されるので、ガラスの液相温度が高いため、成形炉室の上部空間の雰囲気温度が高く設定されたとしても、急冷されたシートガラスＳＧの両端部は、上部空間から下部空間へ移動した熱の影響を受けることなく、所定の粘度を確保することができる。したがって、シートガラスＳＧの幅が縮小することを抑制できる。
すなわち、ガラスの液相温度が高い（液相粘度が小さい）ガラスを用いる場合に、本実施形態の効果は顕著である。この場合、熱抵抗が０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である断熱部材５０を用い、シートガラスＳＧ両端部に向かって引張張力を加えながら、シートガラスＳＧの両端部の粘度を１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒になるようにシートガラスＳＧを冷却することにより、製品幅を確保することができる。

（ガラスの特性）
本実施形態で作製されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に好適に用いられる。また、ガラス基板は、特に熱収縮率の小さいことが要求される、ＬＴＰＳ(Low Temperature Poly Silicon：低温ポリシリコン)・ＴＦＴ(Thin Film Transistor)や酸化物半導体を形成し高温処理を行うガラス基板にも用いることができる。さらに、表示装置などのカバーガラス、磁気ディスク用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板などに用いることができる。

また、本実施形態のガラス基板の液相粘度は、１０^4.3ｄＰａ・秒〜１０^6.7ｄＰａ・秒であることが好ましい。成形工程において、ガラスの失透を生じさせないためには成形体４１の最下端部４１ａにおける粘度を液相粘度よりも小さくする必要があり、したがって、成形炉室の上部空間の雰囲気温度は下部空間と比較して高く設定される。このため、成形炉室の上部空間と下部空間との間には大きな熱の段差が存在し、熱の移動が大きくなり易い。本実施形態では、成形炉室の上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間におけるシートガラスＳＧの幅方向の収縮を抑制することができる。液相粘度が高いガラスほど成形体４１の最下端部４１ａにおける粘度を高くすることができるので、上述したシートガラスＳＧの幅方向の収縮を抑制することができる。したがって、本実施形態のガラス基板の液相粘度は、１０^4.7ｄＰａ・秒〜１０^6.7ｄＰａ・秒であることが好ましく、１０⁵ｄＰａ・秒〜１０^6.7ｄＰａ・秒であることがより好ましい。 また、本実施形態のガラス基板の液相粘度は、１０^５．３ｄＰａ・秒以下であってもよい。ガラスの液相粘度が小さいほど成形炉室の上部空間の雰囲気温度は高く設定されるため、上述したようにシートガラスＳＧの幅方向の収縮が大きくなりやすい。つまり、液相粘度が１０^５．３ｄＰａ・秒以下であるガラスを用いる場合、本実施形態の効果は顕著となり、１０^４．３〜１０^５．３ｄＰａ・秒であるとより効果が顕著となり、１０^４．３ｄＰａ・秒〜１０^５．０ｄＰａ・秒であると効果がさらに顕著となり、１０^４．３ｄＰａ・秒〜１０^４．９ｄＰａ・秒であると効果が一層顕著となる点で好ましい。液相粘度が１０^４．３ｄＰａ・秒未満のガラスの場合、オーバーフローダウンドロー法の適用が困難となる。

また、本実施形態のガラス基板の液相温度は、１０００℃〜１２５０℃であることが好ましい。ガラスの液相温度が高いほど、ガラスの失透を生じさせないために、成形炉室の上部空間の雰囲気温度を高く設定する必要がある。このため、成形炉室の上部空間と下部空間との間の熱の段差が大きく、熱の移動が大きくなり易い。本実施形態では、成形炉室の上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間におけるシートガラスＳＧの幅方向の収縮を抑制できる。すなわち、成形炉室の上部空間から下部空間への熱の移動量を低減し、シートガラスＳＧの幅方向の収縮を低減させるという観点からは、ガラス基板の液相温度が１２５０℃以下であることが好ましく、１２００℃以下であることがより好ましく、１１０５℃以下であることがさらに好ましい。 また、本実施形態のガラス基板の液相温度は、１１５０℃〜１２５０℃であってもよい。ガラスの液相温度が高いほど、ガラスの失透を生じさせないために、成形炉室の上部空間の雰囲気温度を高く設定する必要がある。つまり、ガラスの液相温度が１１５０℃以上であるガラスをシートガラスＳＧに用いる場合、本実施形態の効果はより顕著となる。なお、ガラスの液相温度の上限を１２５０℃とするのは、ガラスの液相温度が１２５０℃を越える場合、成形体４１のクリープ現象が生じやすくなるなどの問題が発生する虞があるためである。すなわち、本実施形態では、ガラスの液相温度が１１５０℃〜１２５０℃であることにより本実施形態の効果が顕著となり、１１７０℃〜１２５０℃であると効果がより顕著となり、１１８０℃〜１２５０℃であるとさらに効果が顕著となり、１２００℃〜１２５０℃であると一層効果が顕著になる点で好ましい。

本実施形態のガラス基板の歪点は、６７０℃以上であることが好ましい。ガラス基板の歪点が６７０℃以上である場合、このガラスは、液相温度が高くなる傾向にあり、成形工程で失透が生じる虞がある。このため、歪点が６７０℃以上であるガラスを用いる場合、成形工程における失透の発生を抑制するために、失透が生じにくいガラスを製造する場合と比較して成形時の熔融ガラスの温度を高くする必要があり、成形体４１が位置する成形炉室の上部空間の雰囲気温度も高く設定される。したがって、成形炉室の上部空間と下部空間との間には大きな熱の段差が存在し、熱の移動が大きくなり易い。本実施形態では、熱抵抗が０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である仕切り部材５０を用いて成形炉室の上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間におけるシートガラスＳＧの幅方向の収縮を抑制することができる。すなわち、ガラス基板の歪点が６７０℃以上である場合、本実施形態の効果は顕著である。
本実施形態では、ガラス基板の歪点が６７０℃以上のガラスを用いることができ、歪点が６７５℃以上、歪点が６８０以上のガラス、さらには、歪点６９０℃以上のガラスを用いても、シートガラスＳＧの幅、製品幅を確保することができる点で、本実施形態の効果は顕著である。ＬＴＰＳ・ＴＦＴや酸化物半導体を形成するガラス基板としては、歪点が６７５℃以上のガラスが好ましく用いられ、歪点が６８０℃以上のガラスさらに好ましく用いられることから、本実施形態で製造されるガラス基板は、ＬＴＰＳ・ＴＦＴや酸化物半導体を形成するガラス基板として好ましい。

また、ガラス基板の熱収縮率が７５ｐｐｍ以下である場合、このガラスの歪点は一般的に高く、液相温度の高い傾向にある。熱収縮率が７５ｐｐｍ以下のガラス基板を製造しようとする場合においても、熱抵抗が０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である仕切り部材５０を用いて成形炉室の上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間におけるシートガラスＳＧの幅方向の収縮を抑制できる。したがって、シートガラスＳＧが、成形体４１から離れたときに生じるシートガラスＳＧの幅方向の幅の収縮を抑制し、シートガラスＳＧの幅を確保することができる。熱収縮率が７５ｐｐｍ以下であるガラスを用いたガラス基板の場合、画像表示装置の作製のために、このガラス基板にＬＴＰＳ・ＴＦＴや酸化物半導体を形成し高温処理を行っても、画像表示装置における画素のピッチずれなどの問題を抑制することができる。
なお、熱収縮率とは、昇降温速度が１０／分、５５０℃で２時間保持する熱処理が施された後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式にて求められる値である。
熱収縮率（ｐｐｍ）
＝｛熱処理後のガラス基板の収縮量／熱処理前のガラス基板の長さ｝×１０⁶

また、本実施形態のガラス基板は、ジルコニアを含有してもよい。シートガラスＳＧを作製し、さらにこのシートガラスＳＧから作製するガラス基板がジルコニアを含有する場合、ガラスの液相温度が上昇するので、ガラスの失透が生じないためにも、成形体４１、特に最下端部４１ａ近傍での粘度を小さく（失透が生じない程度に熔融ガラス温度を上昇）する必要がある。本実施形態では、成形体４１の最下端部４１ａでの熔融ガラスの粘度が小さく、上部空間における雰囲気温度が高くても、熱抵抗が０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である仕切り部材５０を用いて上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間における板幅の収縮を抑制できる。したがって、このようなガラスを用いる場合、本実施形態の効果は顕著となる。

また、本実施形態のガラス基板は酸化スズを含有することが好ましい。酸化スズは晶出して失透を生じさせやすい。このため、酸化スズを含有するガラスを製造する場合、失透を生じさせないために、成形体４１、特に最下端部４１ａ近傍での熔融ガラスの粘度を小さく（失透が生じない程度に熔融ガラス温度を上昇）する必要がある。本実施形態では、上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間における板幅の収縮を抑制できる。

なお、図２に示す熔解装置１１の熔解槽が、高ジルコニア系耐火物等の炉材を含んで構成される場合、熔解工程において高ジルコニア系耐火物からジルコニアが熔融ガラス中に熔け出してしまう場合がある。この場合、熔融ガラス中のジルコニア濃度が上昇し、液相温度が上昇する。このため、成形時の熔融ガラスの温度を高く保つ必要がある。本実施形態では、上部空間から下部空間への熱の移動を抑制するので、成形炉室の下部空間における板幅の収縮を抑制できる。したがって、このようなガラスを用いる場合、本実施形態の効果は顕著となる。

（ガラス組成）
本実施形態で作製されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ、特に液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適に用いることができる。このようなガラス基板は、例えば、質量％表示で、ＳｉＯ_２ ５０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１５％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＺｒＯ₂ ０〜１０％、を含有する。

また、本実施形態で作製されるガラス基板は、ＬＴＰＳ・ＴＦＴや酸化物半導体をガラス表面に形成するガラス基板に好適に用いることができる。このようなガラス基板は、例えば質量％表示で、ＳｉＯ₂ ５８〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜２３％、Ｂ₂Ｏ₃ １〜１２％、 ＲＯ(但し、ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのうち、ガラス板に含有される全成分の合量) ６〜１７％、を含有し、歪点が６８０℃以上である。

このとき、下記の数式の何れかあるいは複数を満たすようにすると、ＬＴＰＳ・ＴＦＴ用ガラス板により好適である。
・歪点をより上昇させるために（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）／Ｂ₂Ｏ₂：８〜５０及び／又はＳｉＯ₂+Ａｌ₂Ｏ₃：７５%以上とすること。
・歪点をより上昇させるために、質量比(ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃)／ＲＯは７．５以上であること。
・ガラスの比抵抗を低下させるために、Ｆｅ₂Ｏ₃を０．０１〜１質量％含有すること。
・ガラスの高い歪点を実現しつつ液相温度の上昇を防止するためにＣａＯ／ＲＯを０．６５以上とすること。
また、モバイル通信端末のようなモバイル機器などに適用されることを考慮すると、軽量化の観点からはＳｒＯ及びＢａＯの合計含有率が０〜５質量％であることが好ましく、０〜３．３質量％であることがさらに好ましい。

なお、ガラス基板は、上述したように実質的にアルカリ金属酸化物（Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ）を実質的に含有しない無アルカリガラス、あるいは、アルカリ金属酸化物（Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ）を０．０５〜２．０質量％含むアルカリ微量含有ガラスであってもよい。フラットパネルディスプレイ用のガラス基板は、パネル製造工程でガラス基板からアルカリ金属が熔出すると、ＴＦＴ特性や半導体特性を劣化させる虞があるため、アルカリ金属酸化物を実質的に含まないか、含んでも０．０５〜２．０質量％含むことが好ましい。
なお、アルカリ微量含有ガラスのように、アルカリ金属をあえて微量含有させることで、ＴＦＴ特性や半導体特性の劣化やガラスの熱膨張を一定範囲内に抑制しつつ、熔解性および清澄性を向上させることができる。また、アルカリ微量含有ガラスは、熔融ガラスの比抵抗を効果的に低下させることができるので、電気熔融中に熔融ガラスに電気が通りやすくなり、相対的に高ジルコニア系耐火物等の熔解槽の壁面を構成する炉材に電気が通り難くなると考えられる。その結果、炉材の侵食が抑えることができる。また、ジルコアニアが熔融ガラス中に熔出することを低減できるので、ガラスの失透を改善することができる。この点で、アルカリ微量含有ガラスを用いることは効果的である。

上記実施形態では、中央上部冷却ユニット６２によって、シートガラスＳＧの幅方向に沿って、雰囲気温度が均一になるように制御した（板厚均一化工程）。これにより、上記実施形態では、シートガラスＳＧの厚み（肉厚）を均一にすることができる。しかし、中央上部冷却ユニット６２は、シートガラスＳＧの幅方向に沿って、温度を変更できるような構成を用いることもできる。例えば、中央冷却ユニット６２の内部に形成される空間を複数に分け、空間ごとにそれぞれ冷却できるようにしたり、中央冷却ユニット６２の内部に部分的に保温材を設置できる構成を設けたりすることにより、幅方向の雰囲気温度を変更できるようにしてもよい。これにより、シートガラスＳＧの中央部の温度を均一にしているにもかかわらず、何らかの影響により、シートガラスＳＧの幅方向の肉厚の均一化が実現できなかった場合にも、シートガラスＳＧの肉厚の均一化を図ることができる。

［実験例１］
本実施形態の効果を確かめるために、ガラス基板の製造方法を変更してガラス基板を作製した。

（実施例１）
製造されるガラス基板が下記組成となるように、熔解装置１１の熔解槽においてガラス原料を熔解して熔融ガラスとした。この熔融ガラスを白金合金製の管を介して清澄装置１２の清澄槽に搬送し、熔融ガラスの清澄をおこなった。次に、清澄後の熔融ガラスを均質化した後、成形体４１に熔融ガラスを供給し、オーバーフローダウンドロー法にて約２ｍ／分の速度でシートガラスＳＧを形成した。このとき、用いた仕切り部材（断熱部材５０）の熱抵抗を、０．４ｍ²・Ｋ／Ｗとした。成形体４１の最下端部４１ａを流れる熔融ガラスの両端部の粘度は、１０⁵ｄＰａ・秒であった。このとき、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの両端部に向かって張力を加えながら、シートガラスＳＧの両端部の粘度を１０^9.0〜１０^14.5ｄＰａ・秒になるように冷却できた。
すなわち、
（１）シートガラスＳＧを成形するとき、熔融ガラスＦＧが成形体４１を通過するときの熔融ガラスＦＧの温度が液相温度以上であり、かつ熔融ガラスＦＧが成形体４１の最下端部を通過するときの熔融ガラスＦＧの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）シートガラスＳＧを冷却するとき、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるような断熱性を有する材料が断熱部材５０に用いられた。その後、シートガラスＳＧを切断して、厚さが０．７ｍｍ、サイズが２２００ｍｍ×２５００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。なお、製造したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の液相温度は１１２５℃であり、歪点は６６０℃であった。

（実施例１のガラス組成）
ＳｉＯ₂：６０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１９．５質量％、Ｂ₂Ｏ₃：１０質量％、ＣａＯ:５．３質量％、ＳｒＯ：５質量％、ＳｎＯ₂：０．２質量％。

（比較例１）
比較例１では、実施例１に用いた仕切り部材（断熱材）と異なる熱抵抗を有する仕切り部材（断熱材）を用いた。仕切り部材（断熱部材）の熱抵抗を、０．１ｍ²・Ｋ／Ｗとした。
このため、
（１）シートガラスＳＧを成形するとき、熔融ガラスＦＧが成形体４１を通過するときの熔融ガラスＦＧの温度が液相温度以上であり、かつ熔融ガラスＦＧが成形体４１の最下端部を通過するときの熔融ガラスＦＧの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）シートガラスＳＧを冷却するとき、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となる、条件を満たさなかった。
上記以外は、実施例１と同じ方法を用いてガラス基板を製造した。比較例１のガラス組成は実施例１のガラス組成と同様になるようにガラス原料を調合してフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。

（シートガラスの幅の収縮量）
実施例１及び比較例１におけるシートガラスの成形体幅に対する幅方向の収縮量を測定した。実施例１の収縮量は１８０ｍｍであるのに対し、比較例１の収縮量は２３０ｍｍであった。なお、実施例１及び比較例１の製造方法により製造したガラス基板には、失透は発生していなかった。

［実験例２］
さらに、上述のガラス組成と異なるガラス組成のガラスで本実施形態の効果を確かめるために、ガラス基板の製造方法を変更してガラス基板を製造した。

（実施例２）
作製するガラス基板が下記ガラス組成のガラスであり、成形体４１の最下端部４１ａを流れる熔融ガラスの両端部の粘度は１０^４．６ｄＰａ・秒であり、ガラス基板の液相温度は１２３０℃であり、歪点は７１５℃である点以外は実施例１と同じ仕切り部材（断熱部材）の熱抵抗を用い同じ方法でフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。

（実施例２のガラス組成）
ＳｉＯ₂：６１．５質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：２０質量％、Ｂ₂Ｏ₃：８．４質量％、ＣａＯ:１０質量％、ＳｎＯ₂：０．１質量％。
（比較例２）
比較例２では、実施例２に用いた仕切り部材と異なる熱抵抗を有する仕切り部材を用いた。仕切り部材の熱抵抗を、０．１ｍ²・Ｋ／Ｗとした。
このため、
（１）シートガラスＳＧを成形するとき、熔融ガラスＦＧが成形体４１を通過するときの熔融ガラスＦＧの温度が液相温度以上であり、かつ熔融ガラスＦＧが成形体４１の最下端部を通過するときの熔融ガラスＦＧの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）シートガラスＳＧを冷却するとき、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となる、
条件を満たさなかった。
上記以外は、実施例２と同じ方法を用いてガラス基板を製造した。比較例２のガラスは実施例２のガラスと同様の組成になるようにガラス原料を調合してフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。

（実施例３）
実施例３は、作製するガラス基板が下記ガラス組成のガラスであり、液相温度が１２００℃であり、歪点は６９９℃である点以外は実施例２と同じ仕切り部材（断熱部材）の熱抵抗を用い同じ方法でフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。

（実施例３のガラス組成）
ＳｉＯ₂：６１．２質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１９．５質量％、Ｂ₂Ｏ₃：９．０質量％、Ｋ₂Ｏ：０．１９質量％、ＣａＯ:１０質量％、Ｆｅ₂Ｏ₃：０．０１質量％、ＳｎＯ₂：０．１質量％。

（実施例４〜７）
仕切り部材（断熱部材）の熱抵抗を、０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ（実施例４）、０．６ｍ²・Ｋ／Ｗ（実施例５）、１．０ｍ²・Ｋ／Ｗ（実施例６）、１．２ｍ²・Ｋ／Ｗ（実施例７）と変更した以外、実施例３と同じガラスを用い、同じ方法でフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。

（比較例３）
比較例３では、実施例３に用いた仕切り部材と異なる熱抵抗を有する仕切り部材を用いた。仕切り部材の熱抵抗を、０．１ｍ²・Ｋ／Ｗとした。
このため、
（１）シートガラスＳＧを成形するとき、熔融ガラスＦＧが成形体４１を通過するときの熔融ガラスＦＧの温度が液相温度以上であり、かつ熔融ガラスＦＧが成形体４１の最下端部を通過するときの熔融ガラスＦＧの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
（２）シートガラスＳＧを冷却するとき、シートガラスＳＧの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、シートガラスＳＧの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となる、
条件を満たさなかった。
上記以外は、実施例３と同じ方法を用いてガラス基板を製造した。比較例３のガラスは実施例３のガラスと同じガラス組成になるようにガラス原料を調合してフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。

（シートガラスの幅の収縮量）
実施例２〜７及び比較例２〜３の製造方法におけるシートガラスの成形体幅に対する幅方向の収縮量を測定した。実施例２〜４の収縮量は１９０ｍｍ以下であり、実施例５の収縮量は１７０ｍｍ以下であり、実施例６の収縮量は１６０ｍｍ以下であり、実施例７の収縮量は１５０ｍｍ以下であるのに対し、比較例２及び実施例３の収縮量は２２０ｍｍを超えていた。

以上の実験例１，２より、本実施形態の効果は明らかである。さらに、熱抵抗が０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である仕切り部材（断熱材）を用いて、シートガラスの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5ｄＰａ・秒になるように冷却することが、シートガラスの収縮量を抑制する点で好ましいことがわかった。

以上、本発明のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態や実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

３２ 温度制御ユニット
４１ 成形体
４１ａ 成形体の下端部
４１ｂ 成形体の頂部
５０ 仕切り部材
５１ 冷却ローラ
６０ 冷却ユニット
６１ 中央部冷却ユニット
６２ 中央上部冷却ユニット
６３ａ，６３ｂ 中央下部冷却ユニット
７１ 端部冷却ユニット
７２ 端上部冷却ユニット
７３ 端下部冷却ユニット

Claims (6)

1. 炉壁で囲まれた成形炉室の上部空間において、成形体から熔融ガラスをオーバーフローさせてシートガラスを成形する工程と、
   前記シートガラスを、前記成形炉室を上部空間と下部空間に間仕切りする断熱部材によって作られるスリット状の隙間を通過させる工程と、
   前記下部空間において、前記シートガラスの両端部を冷却する工程、を有し、
   前記断熱部材は、
   （１）前記シートガラスを成形する工程において、前記熔融ガラスが前記成形体を通過するときの前記熔融ガラスの温度が液相温度以上であり、かつ前記熔融ガラスが前記成形体の最下端部を通過するときの前記熔融ガラスの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
   （２）前記シートガラスを冷却する工程において、前記シートガラスの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、前記シートガラスの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるように、断熱性を有する材料が用いられる、ガラス基板の製造方法。
2. 前記断熱部材の前記上部空間と前記下部空間との間の熱抵抗は、前記上部空間の雰囲気温度において０．２ｍ²・Ｋ／Ｗ以上である、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記下部空間において、
   前記シートガラスの前記中央部における幅方向の温度分布を均一にし、かつ、前記シートガラスの両端部の温度を、前記中央部の温度より低くする工程と、
   前記両端部及び前記中央部の温度を、前記中央部の温度より低くする工程における前記両端部及び前記中央部の温度より低温にし、かつ前記中央部の幅方向の中心から前記両端部に向けて前記シートガラスの幅方向に温度勾配を形成する工程と、を有する、請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記シートガラスにおけるガラスの液相粘度が、１０^4.3ｄＰａ・秒〜１０^6.7ｄＰａ・秒である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記ガラス基板の歪点は、６７０℃以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
6. 炉壁で囲まれた成形炉室と、
   前記成形炉室を上部空間と下部空間に間仕切りし、前記シートガラスが通過するスリット状の隙間を形成する断熱部材と、
   前記成形炉室の前記上部空間に設けられ、熔融ガラスをオーバーフローさせてシートガラスを成形する成形体と、
   前記下部空間において前記シートガラスの両端部を冷却する冷却部材と、を有し、
   前記断熱部材は、
   （１）前記シートガラスの成形する工程において、前記熔融ガラスが前記成形体を通過するときの前記熔融ガラスの温度が液相温度以上であり、かつ前記熔融ガラスが前記成形体の最下端部を通過するときの前記熔融ガラスの両端部の粘度が１０^4.3〜１０⁶ｄＰａ・秒となり、かつ、
   （２）前記シートガラスを冷却する工程において、前記シートガラスの中央部の温度が軟化点より高い温度から徐冷点近傍になるまでの温度領域にあるとき、前記シートガラスの両端部の粘度が１０^9.0〜１０^14.5 ｄＰａ・秒となるように、断熱性を有する材料が用いられる、ガラス基板製造装置。

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