JP2018052792A - ガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】清澄管内での白金族金族の凝集を抑制しつつ、清澄後の熔融ガラス内での気泡の発生を抑制するガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置の提供。【解決手段】熔融ガラスの清澄を行う清澄工程では、熔融ガラスの液面の上方に気相空間１２０ａが形成されるように熔融ガラスを清澄管１０２内に流しながら清澄を行い、清澄管１０２は、白金族金属を含む材料で構成され、気相空間１２０ａと接する壁部に、気体を排出する通気孔１０２ａと、熔融ガラスに対して不活性なガスを導く導入孔１０２ｂと、を有し、通気孔１０２ａおよび導入孔１０２ｂは、熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置されており、清澄工程では、導入孔１０２ｂに隣接する清澄管１０２の外側の外部空間１４０に不活性なガスを滞留させ、通気孔１０２ａから気体を排出させることで、外部空間１４０内の不活性なガスを気相空間内１２０ａに引き込む、ガラス基板の製造方法。【選択図】図４

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置に関する。

ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から熔融ガラスを生成させた後、熔融ガラスをガラス基板へと成形する工程を経て製造される。上記の工程中には、熔融ガラスが内包する微小な気泡を除去する工程（以下、清澄ともいう）が含まれる。清澄は、清澄槽の本体（清澄管）を加熱しながら、この清澄管に清澄剤を配合させた熔融ガラスを通過させ、清澄剤の酸化還元反応により熔融ガラス中の泡が取り除かれることで行われる。より具体的には、粗熔解した熔融ガラスの温度をさらに上げて清澄剤を機能させ泡を浮上脱泡させた後、温度を下げることにより、脱泡しきれずに残った比較的小さな泡は熔融ガラスに吸収させるようにしている。すなわち、清澄は、泡を浮上脱泡させる脱泡処理および小泡を熔融ガラスへ吸収させる吸収処理を含む。

成形前の高温の熔融ガラスに接する部材の内壁は、その部材に接する熔融ガラスの温度、要求されるガラス基板の品質等に応じ、適切な材料により構成する必要がある。たとえば、上述の清澄管を構成する材料には、通常、白金、白金合金等の白金族金属が用いられている（特許文献１）。白金族金属は、融点が高く、熔融ガラスに対する耐食性にも優れている。

特開２０１０−１１１５３３号公報

白金族金属が内壁面に用いられた清澄管を熔融ガラスが通過するとき、加熱された内壁面のうち気相空間に接する部分において白金族金属が酸化され、揮発する場合がある。一方、白金族金属の酸化物は、局所的に温度が低下した清澄管の位置で還元され、内壁面に付着する場合がある。内壁面に付着した白金族金属は落下して熔融ガラス中に混入し、ガラス基板内に異物として残存するおそれがある。このような異物を含んだガラス基板は、欠陥品として扱われるおそれがある。
このような白金族金属の揮発を抑制するために、清澄管内に不活性ガスを流して酸素濃度を下げることが知られている。しかし、不活性ガスを流すことで、清澄後の熔融ガラスにおいて気泡が発生する場合があることがわかった。このような気泡は、ガラス基板に残存して、光学欠陥として扱われる場合があり、ガラス基板の歩留まりを低下させるおそれがある。

本発明は、清澄管内での白金族金族の凝集を抑制しつつ、清澄後の熔融ガラス内での気泡の発生を抑制することを目的とする。

本発明は、下記（１）〜（７）を提供する。
（１）清澄管を用いて熔融ガラスの清澄を行う清澄工程を備え、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを前記清澄管内に流しながら前記清澄を行い、
前記清澄管は、白金族金属を含む材料で構成され、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置され、
前記清澄工程では、前記導入孔に隣接する前記清澄管の外側の外部空間に前記不活性なガスを滞留させ、前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記外部空間内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すことを特徴とするガラス基板の製造方法。

（２）前記不活性なガスは、前記熔融ガラスへの溶解量が、前記導入孔から前記気相空間内に噴射される場合よりも低減されるように引き込まれる、前記（１）に記載のガラス基板の製造方法。

（３）前記清澄工程では、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤を用いて前記清澄を行い、
前記清澄管は、前記流れ方向に沿って、前記熔融ガラスの脱泡を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第１の加熱領域と、前記脱泡後に残存する泡の前記熔融ガラスへの吸収を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第２の加熱領域と、を有し、
前記導入孔は、前記第２の加熱領域に配置されている、前記（１）または前記（２）に記載のガラス基板の製造方法。

（４）前記外部空間は、前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された耐火性材料からなる部材、および、前記清澄管によって画定される空間である、前記（１）から前記（３）のいずれか１つに記載のガラス基板の製造方法。

（５）前記不活性なガスはアルゴンガスである、前記（１）から前記（４）のいずれか１つに記載のガラス基板の製造方法。

（６）さらに、前記清澄管の前記流れ方向の下流側に接続された移送管を用いて、前記清澄管から流出した熔融ガラスを移送する移送工程を備え、
前記清澄工程における前記熔融ガラスの最高温度と、前記移送工程における前記熔融ガラスの最低温度との差が２００℃以上である、前記（１）から前記（５）のいずれか１つに記載のガラス基板の製造方法。

（７）熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを前記清澄管内に流しながら前記清澄を行う清澄管であって、白金族金属を含む材料で構成され、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置された清澄管と、
前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された、耐火性材料からなる囲みと、
前記囲み内に前記不活性なガスを供給する不活性ガス供給装置と、
前記通気孔から前記気体を吸引して排出させる吸引装置と、
前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記囲み内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すように前記吸引装置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするガラス基板製造装置。

本発明によれば、清澄管内での白金族金族の凝集を抑制しつつ、清澄後の熔融ガラス内での気泡の発生を抑制することができる。

ガラス基板の製造方法を示すフロー図である。 ガラス基板製造装置の概略図である。 図２に示す清澄管の概略図である。 図２に示す清澄管の長手方向の鉛直断面図である。 従来の清澄管の長手方向の鉛直断面図である。

以下、本実施形態のガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置について説明する。
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）、清澄工程（ＳＴ２）、均質化工程（ＳＴ３）、供給工程（ＳＴ４）、成形工程（ＳＴ５）、徐冷工程（ＳＴ６）、および、切断工程（ＳＴ７）を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。

熔解工程（ＳＴ１）では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。
清澄工程（ＳＴ２）では、熔融ガラスを昇温することにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ_２あるいはＳＯ_２を含んだ泡を発生させる。この泡が、熔融ガラス中に含まれる清澄剤（酸化スズ等）の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を降温することにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質の酸化反応を促進させる。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。

均質化工程（ＳＴ３）では、スターラを用いて熔融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。均質化工程は、後述する撹拌槽において行われる。
供給工程（ＳＴ４）では、均質化された熔融ガラスが成形装置に供給される。

成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）は、成形装置で行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、熔融ガラスを所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、フロート法やフュージョン法（オーバーフローダウンドロー法）等が用いられるが、フュージョン法では製造ライン上の徐冷装置を長くすることが困難であることから、オフラインにおける熱処理（後述）を含むガラス基板の製造方法には、フュージョン法が適している。
徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、徐冷後のシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。シートガラスを、所定の長さの素板に切断することを採板ともいう。採板により得られたガラス基板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。

なお、切断工程（ＳＴ７）において、採板により得られたガラス基板は、例えば、図示されない搬送機構により、ピンチング保持されつつ、熱処理工程を行う炉に誘導、搬送され、熱処理が行なわれてもよい。採板後あるいは熱処理後のガラス基板は、さらに切断を行う装置に搬送され、製品のサイズに切断され、ガラス基板が得られる。切断工程（ＳＴ７）によって得られたガラス基板は、例えば、以下の工程が行われる。
研削工程および研磨工程において、ガラス基板の端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われる。端面加工後のガラス基板は、洗浄工程において、ガラス表面の微細な異物や汚れを取り除くために、洗浄（第１洗浄）される。第１洗浄後、例えば、ガラス基板に対して、粗面化工程及びすすぎ工程を含む表面処理が行われる。表面処理後、さらにガラス基板の洗浄（第２洗浄）を行い、洗浄されたガラス基板は、検査工程において、キズ、塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、光学的検査が行われる。検査により品質の適合したガラス基板は、梱包工程において、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。

（ガラス基板製造装置の全体概要）
図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行うガラス基板製造装置の概略図である。ガラス基板製造装置は、図２に示すように、主に熔解装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００と、を有する。熔解装置１００は、熔解槽１０１と、清澄管１０２と、撹拌槽１０３と、移送管１０４、１０５と、ガラス導入管１０６と、を有する。
図２に示す熔解槽１０１には、図示されないバーナー等の加熱手段が設けられている。熔解槽１０１には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程（ＳＴ１）が行われる。熔解槽１０１で熔融した熔融ガラスは、移送管１０４を介して清澄管１０２に供給される。
清澄管１０２では、熔融ガラスＭＧの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスの清澄工程（ＳＴ２）が行われる。具体的には、清澄管１０２内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ_２あるいはＳＯ_２を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。その後、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質が酸化反応を行う。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄後の熔融ガラスは、移送管１０５を介して撹拌槽１０３に供給される。
撹拌槽１０３では、スターラ１０３ａによって熔融ガラスが撹拌されて均質化工程（ＳＴ３）が行われる。撹拌槽１０３で均質化された熔融ガラスは、ガラス導入管１０６を介して成形装置２００に供給される（供給工程ＳＴ４）。
成形装置２００では、例えばオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスＳＧが成形され（成形工程ＳＴ５）、徐冷される（徐冷工程ＳＴ６）。
切断装置３００では、シートガラスＳＧから切り出された板状のガラス基板が形成される（切断工程ＳＴ７）。

（清澄管の構成）
次に、図３を参照して、清澄管１０２の構成について説明する。図３は、清澄管１０２の構成を示す概略図である。
清澄管１０２は、白金族金属を含む材料で構成された管状の部材である。白金族金属とは、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の６元素を指す。白金族金属を含む材料には、単一の元素からなる白金族金属または白金族金属の合金からなる材料が用いられる。例えば、白金または白金合金が用いられる。

清澄管１０２の外周面には、フランジ状の電極１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが接続されている。電極１２１ａ〜１２１ｃは、図３に示す例において、清澄管１０２の長手方向の両端および中央位置の３箇所に配置されている。電極１２１ａ〜１２１ｃは、電源装置１２２に接続されている。電極１２１ａ、１２１ｂ間、および、電極１２１ｂ、１２１ｃ間のそれぞれに電圧が印加されることにより、電極１２１ａ、１２１ｂ間、電極１２１ｂ、１２１ｃ間のそれぞれに電流が流れて、清澄管１０２が通電加熱される。
この通電加熱により、電極１２１ａ、１２１ｂ間では、清澄管１０２の最高温度が例えば、１６００℃〜１７５０℃、より好ましくは１６３０℃〜１７５０℃となるよう加熱され、清澄管１０２内を流れる熔融ガラスの最高温度は、脱泡に適した温度１６００℃〜１７２０℃、より好ましくは１６２０℃〜１７２０℃に加熱される。また、電極１２１ｂ、１２１ｃ間では、清澄管１０２の最高温度が例えば、１５９０℃〜１６７０℃、より好ましくは１６２０℃〜１６７０℃となるよう加熱され、清澄管１０２内を流れる熔融ガラスの最高温度は、吸収に適した温度１５９０℃〜１６４０℃、より好ましくは１６１０℃〜１６４０℃に加熱される。

電源装置１２２は、制御装置１２３によって制御される。制御装置１２３は、電源装置１２２が清澄管１０２に通電させる電流量を制御し、これにより清澄管１０２を通過する熔融ガラスの温度を制御する。制御装置１２３は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータである。
また、電極１２１ａ〜１２１ｃは、水または空気を用いて冷却される。このため、清澄管１０２には、電極１２１ａ〜１２１ｃの配置位置と対応して、局所的に温度の下がった領域が形成される。
清澄管１０２に設けられる電極の数は、３個に制限されず、２個であってもよく、４個以上であってもよい。

清澄工程（ＳＴ２）では、熔融ガラスの液面の上方に気相空間１２０ａが形成されるように熔融ガラスを清澄管１０２内に流しながら清澄が行われる。清澄管１０２は、気相空間１２０ａと接する壁部に、図４に示されるように、気相空間内の気体を排出する通気孔１０２ａ、および、熔融ガラスに対して不活性なガス（以降、不活性ガスという）を気相空間内に導く導入孔１０２ｂが形成されている。図４は、清澄管１０２の長手方向における鉛直断面図である。通気孔１０２ａおよび導入孔１０２ｂは、熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置されている。
なお、通気孔１０２ａには、清澄管１０２の使用に伴って形成された孔（例えば、後述する開孔１３１）は含まれない。通気孔１０２ａからの気体の排出は、清澄工程（ＳＴ２）の間、継続して行われてもよく、断続的に行われてもよい。通気孔１０２ａから排出される気体は、酸素を含んだ気体であり、不活性ガスが含まれていてもよい。

清澄管１０２は、キャスタブルセメント（図示せず）で被覆され、その外側には、耐火レンガ、白金族金属からなる部材等の断熱部材（図示せず）が積み重ねられている。すなわち、清澄管１０２の周りには断熱部材が設けられている。断熱部材は、後述する電極１２１ａ〜１２１ｃ、通気管１２７のそれぞれと接するように配置される。

通気孔１０２ａが位置する壁部の外周面には、通気管１２７が接続されている。通気管１２７は、気相空間１２０ａと、清澄管１０２の外側の空間（例えば大気）とを連通する。通気管１２７は、図３に示す例において、壁部の頂部から鉛直上方に延びるように設けられている。通気孔１０２ａおよび通気管１２７は、例えば、清澄工程（ＳＴ２）において、熔融ガラスが最高温度となる位置、あるいは、その下流側近傍に配置される。通気孔１０２ａおよび通気管１２７は、図３に示す例において、電極１２１ａ，１２１ｂ間の清澄管１０２領域（第１の加熱領域）に設けられる。
通気管１２７には、気相空間１２０ａ内の気体および浮遊物を吸引する吸引装置１２９が設けられている。吸引装置１２９により通気管１２７側を減圧（大気圧よりも例えば１０Ｐａ程度減圧）することができる。吸引装置１２９は制御装置１２３により制御される。吸引装置１２９による吸引圧を制御することで、気相空間１２０ａ内の酸素の濃度を低減することができる。また、吸引圧を制御することで、後述する外部空間から気相空間１２０ａに供給される不活性ガスの量を調節することができる。

通気管１２７は、断熱部材（後述）に取り囲まれており、通気管１２７の上端近傍に配置された断熱部材の隙間の大きさを調整することで、通気管１２７の開度を調節することができる。通気孔１０２ａからの気体の排出は、吸引装置１２９による吸引によって行われるほか、清澄管１０２の内外の気圧差によっても行われる。
通気管１２７には、酸素濃度計１２８が設けられている。酸素濃度計１２８は通気孔１０２ａを通過する気体の酸素濃度を計測し、その計測信号を制御装置１２３に出力する。酸素濃度計１２８により計測された酸素濃度の信号が制御装置１２３に出力され、制御装置１２３は酸素濃度の信号に応じて、不活性ガス供給装置１２５を制御し、不活性ガスの供給量、供給圧力を調整する。

導入孔１０２ｂが位置する壁部の外周面には、導入管１２４が接続されている。図３に示す例において、導入孔１０２ｂおよび導入管１２４は、電極１２１ｂ，１２１ｃ間の清澄管１０２の領域（第２の加熱領域）に設けられている。導入孔１０２ｂおよび導入管１２４が位置する清澄管１０２の外側において、上記断熱部材が、導入孔１０２ｂおよび導入管１２４と隙間をあけて配置されており、図４に示すように、導入孔１０２ｂおよび導入管１２４を囲む外部空間１４０が形成されている。外部空間１４０は、図４に示す例において、囲み１４１、後述する供給管１４２、および清澄管１０２の外周面によって画定されている。外部空間１４０と接する断熱部材の部分を、以降の説明において、囲み１４１という。
導入管１２４の上方には、不活性ガスを外部空間１４０内に供給する供給管１４２が配置されている。供給管１４２は、不活性ガス供給装置１２５と接続されている。供給管１４２は、例えば、セラミックス材料、あるいは、白金族金属、ステンレス等の金属材料からなる。不活性ガス供給装置１２５は、制御装置１２３により制御され、囲み１４１内への不活性ガスの供給量、供給圧力が調整される。
導入管１２４の上端には、気体の流路を塞ぐように蓋（図示せず）が配置されている。蓋には、外部空間１４０と、導入管１２４内とを連通する小さい孔（例えば径１ｍｍ以下）が複数あけられている。不活性ガス供給装置１２５から供給された不活性ガスは、蓋に衝突することで、気相空間１２０ａに向かう方向の速度成分が打ち消される。

不活性ガス供給装置１２５から供給される不活性ガスは、熔融ガラスだけでなく白金族金属に対しても不活性であることが好ましい。例えば、窒素（Ｎ_２）、希ガス（例えばアルゴン（Ａｒ））、一酸化炭素（ＣＯ）等を用いることができる。アルゴンや一酸化炭素は、窒素に比して、ガラス構造中において移動しやすい。そのため、熔融ガラス中に溶け込んだ不活性ガスが気泡として生じた場合でも、熔融ガラスの移送中に再度ガラス中に取り込まれやすく、泡品質の点からはアルゴンの採用が好まれる。

（清澄工程）
次に、清澄工程（ＳＴ２）で行われる不活性ガスの供給について説明する。
清澄工程（ＳＴ２）では、気相空間１２０ａ内の酸素濃度が一定の範囲（例えば５％以下の範囲）となるよう、不活性ガスの供給を行う。具体的に、酸素濃度計１２８により計測された酸素濃度の信号が制御装置１２３に出力され、制御装置１２３は酸素濃度の信号に応じて、不活性ガス供給装置１２５および吸引装置１２９を制御し、不活性ガスの供給量、供給圧力、および吸引圧力を調整する。このように不活性ガスの供給を行うことで、白金族金属の揮発を抑制することができる。

このような不活性ガスの供給は、外部空間１４０に不活性ガスを滞留させ、通気孔１０２ａから気体を排出させることで、外部空間１４０内の不活性ガスを気相空間１２０ａ内に引き込み、熔融ガラスの流れ方向に沿って流すことで行われる。具体的に、制御装置１２３は、不活性ガス供給装置１２５を制御して、不活性ガスを囲み１４１内に供給する。このとき、不活性ガスは、導入管１０２ｂの蓋に衝突し、外部空間１４０内に滞留する。制御装置１２３は、さらに、吸引装置１２９を制御して、囲み１４１内の不活性ガスを気相空間１２０ａ内に引き込み、熔融ガラスの流れ方向に沿って流すように吸引圧力を調整する。これにより、外部空間１４０内に滞留する不活性ガスは、気相空間１２０ａに向かう方向の初速度を有しない状態から、気相空間１２０ａ内に層流によって導入され、熔融ガラスの流れ方向に沿って、図３において右方から左方に流れる。

このようにして供給された不活性ガスは、図５に示すように、導入孔２０２ａから気相空間２２０ａ内に直接、不活性ガスを噴射した場合と比べて、熔融ガラスへの溶解量が低減されることがわかった。
図５は、従来の清澄管２０２の長手方向の鉛直断面図である。図５に示す例では、不活性ガス供給装置（図示せず）から供給される不活性ガスは、互いに接続された供給管２４２および導入管２２４を通って、気相空間２２０ａ内に供給される。この場合、不活性ガスは、熔融ガラスの液面に動圧を作用させるように吹き付けられるため、熔融ガラスに溶解しやすい。熔融ガラスに溶解した不活性ガスは、清澄後に気泡となって現れやすく、ガラス基板に残存することで、ガラス基板の品質を低下させるおそれがある。
本実施形態では、不活性ガスを、清澄管１０２の外側において一旦滞留させてから、気相空間１２０ａ内に引き込むようにして気相空間１２０ａ内に供給するため、熔融ガラスの液面に対して作用する圧力は、図５に示す場合と比べ小さく、不活性ガスの熔融ガラスへの溶解量が低減される。このため、清澄後の熔融ガラスに気泡が発生することを抑えることができ、泡品質の高いガラス基板を得ることができる。

本実施形態では、具体的に、気相空間１２０ａの酸素濃度を同じ濃度にするために必要な量の不活性ガスを、図５に示す例と比べて、遅い流速で気相空間１２０ａに供給する、あるいは、図５に示す例と比べて、開度を大きくした通気管１２７から吸引する。図５に示す例では、吸引装置による吸引圧は、不活性ガスが気相空間に供給される供給圧より小さくなるのに対して、本実施形態では、吸引装置１２９による吸引圧は、不活性ガスが気相空間１２０ａ内に供給される圧力より大きくなる。

本実施形態では、不活性ガスを、清澄管１０２の第２の加熱領域に設けた導入孔１０２ｂから引き込むことが好ましい。清澄管１０２では、第１の加熱領域において脱泡処理が行われ、第２の加熱領域において吸収処理が行われる。このため、第２の加熱領域に位置する気相空間１２０ａの部分に存在する不活性ガスは、熔融ガラスに取り込まれやすい。本実施形態では、上述したように、不活性ガスを、清澄管１０２の外側で一旦滞留させてから気相空間１２０ａ内に引き込むことで、不活性ガスが熔融ガラスに熔解することを抑制することができる。

本実施形態において、不活性ガスは、清澄後の熔融ガラスに気泡が発生することを抑制する観点から、アルゴンガスであることが好ましい。
また、気相空間１２０ａ内で揮発した白金族金属の凝集を抑制するため、囲み１４１内の不活性ガスを余熱することが好ましい。不活性ガスの余熱温度は、例えば５００℃以上であることが好ましい。

本実施形態は、清澄工程（ＳＴ２）における熔融ガラスの最高温度と、移送工程における熔融ガラスの最低温度との差が２００℃以上である場合に好適である。移送工程は、清澄工程（ＳＴ２）の後、清澄管１０２から流出した熔融ガラスを移送する工程である。移送工程では、熔融ガラスは、清澄管１０２の流れ方向の下流側に接続された移送管１０５内を移送される。
脱泡処理後の熔融ガラスは、清澄管１０２を通過した後、移送管１０５内を移送され、撹拌槽１０３において均質化工程（ＳＴ３）が行われる。移送管１０５の外側には、一般的に、加熱装置が配置されており、熔融ガラスは保温されながら移送される。この過程で、熔融ガラスは降温されるが、局部的に温度が上昇する結果、吸収処理によって熔融ガラスに吸収された気泡が再び脱泡される場合がある。また、撹拌槽１０３において熔融ガラスがスターラ１０３ａと接触することによっても生じうる。このような気泡は、清澄工程と移送工程との温度差が大きいほど発生しやすいことがわかった。本実施形態によれば、清澄工程と移送工程との温度差が大きい場合であっても、上述したように不活性ガスを気相空間１２０ａ内に引き込むことによって、不活性ガスの熔融ガラスへの溶解量が低減されるため、このような気泡の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、図５に示す例と異なって、導入管１２４と供給管１４２が離間しているが、万一、外部空間１４０内で異物が発生したとしても、導入管１２４の蓋によって遮られるため、導入管１２４内に落下し、熔融ガラスに混入することを防止できる。

（ガラス基板）
本実施形態において製造されるガラス基板の大きさは、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが、５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１８００〜３５００ｍｍ、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましい。
ガラス基板の厚さは、例えば、０．１〜１．１ｍｍであり、より好ましくは０．７５ｍｍ以下の極めて薄い矩形形状の板であり、例えば、０．５５ｍｍ以下、さらには０．４５ｍｍ以下の厚さがより好ましい。ガラス基板の厚さの下限値は、０．１５ｍｍが好ましく、０．２５ｍｍがより好ましい。

＜ガラス組成＞
このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成のガラス基板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
ＳｉＯ₂ ５５〜８０モル％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ８〜２０モル％、
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１２モル％、
ＲＯ ０〜１７モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量)。

ＳｉＯ₂は６０〜７５モル％、さらには、６３〜７２モル％であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
ＲＯのうち、ＭｇＯが０〜１０モル％、ＣａＯが０〜１５モル％、ＳｒＯが０〜１０％、ＢａＯが０〜１０％であることが好ましい。

また、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、及びＲＯを少なくとも含み、モル比（（２×ＳｉＯ₂）＋Ａｌ₂Ｏ₃）／（（２×Ｂ₂Ｏ₃）＋ＲＯ）は４．５以上であるガラスであってもよい。また、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯの少なくともいずれか含み、モル比（ＢａＯ＋ＳｒＯ）／ＲＯは０．１以上であることが好ましい。

また、モル％表示のＢ₂Ｏ₃の含有率の２倍とモル％表示のＲＯの含有率の合計は、３０モル％以下、好ましくは１０〜３０モル％であることが好ましい。
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、０モル％以上０．４モル％以下であってもよい。
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物（酸化スズ、酸化鉄）を合計で０．０５〜１．５モル％含み、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含まないということは必須ではなく任意である。

また、本実施形態によって製造されるガラス基板には、無アルカリのボロアルミノシリケートガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスが用いられることが好ましい。
本実施形態によって製造されるガラス基板は、例えば以下の組成を含む無アルカリガラスからなることが好ましい。
本実施形態によって製造されるガラス基板のガラス組成として、例えば、次が挙げられる（質量％表示）。
ＳｉＯ_２：５０〜７０％（好ましくは、５７〜６４％）、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２５％（好ましくは、１２〜１８％）、Ｂ_２Ｏ_３：０〜１５％（好ましくは、６〜１３％）を含み、さらに、次に示す組成を任意に含んでもよい。任意で含む成分として、ＭｇＯ：０〜１０％（好ましくは、０．５〜４％）、ＣａＯ：０〜２０％（好ましくは、３〜７％）、ＳｒＯ：０〜２０％（好ましくは、０．５〜８％、より好ましくは３〜７％）、ＢａＯ：０〜１０％（好ましくは、０〜３％、より好ましくは０〜１％）、ＺｒＯ_２：０〜１０％（好ましくは、０〜４％，より好ましくは０〜１％）が挙げられる。さらに、Ｒ’_２Ｏ:０．１０％を超え２．０％以下（ただし、Ｒ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）を含むことがより好ましい。

或いは、ＳｉＯ_２：５０〜７０％（好ましくは、５５〜６５％）、Ｂ_２Ｏ_３：０〜１０％（好ましくは、０〜５％、１．３〜５％）、Ａｌ_２Ｏ_３：１０〜２５％（好ましくは、１６〜２２％）、ＭｇＯ：０〜１０％（好ましくは、０．５〜４％）、ＣａＯ：０〜２０％（好ましくは、２〜１０％、２〜６％）、ＳｒＯ：０〜２０％（好ましくは、０〜４％、０．４〜３％）、ＢａＯ：０〜１５％（好ましくは、４〜１１％）、ＲＯ:５〜２０％（好ましくは、８〜２０％、１４〜１９％）,を含有することが好ましい（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種である）。さらに、Ｒ’_２Ｏが０．１０％を超え２．０％以下（ただし、Ｒ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）を含むことがより好ましい。

＜ヤング率＞
本実施形態によって製造されるガラス基板のヤング率として、例えば、７２ＧＰａ以上が好ましく、７５ＧＰａ以上がより好ましく、７７ＧＰａ以上がより更に好ましい。

＜歪点＞
本実施形態によって製造されるガラス基板の歪率として、例えば、６５０℃以上が好ましく、６８０℃以上がより好ましく、７００℃以上、７２０℃以上が更により好ましい。

＜熱収縮率＞
本実施形態によって製造されるガラス基板の熱収縮率は、例えば、５０ｐｐｍ以下であり、好ましくは４０ｐｐｍ以下、より好ましくは３０ｐｐｍ以下、更により好ましくは２０ｐｐｍ以下である。熱収縮率を低減する前のガラス基板の熱収縮率の範囲としては、１０ｐｐｍ〜４０ｐｐｍが好ましい。

本実施形態で製造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、カーブドパネルディスプレイ用ガラス基板を含むディスプレイ用ガラス基板として好適であり、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ＥＬディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、高精細ディスプレイに用いられる、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素）等の酸化物半導体を使用した酸化物半導体ディスプレイ用ガラス基板、及びＬＴＰＳ（低温度ポリシリコン）半導体を使用したＬＴＰＳディスプレイ用ガラス基板に好適である。
また、本実施形態で製造されるガラス基板は、カバーガラス、磁気ディスク用ガラス、太陽電池用ガラス基板などにも適用することが可能である。

以上、本発明のガラス基板の製造方法およ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。

１００ 熔解装置
１０１ 熔解槽
１０２ 清澄管
１０２ａ 通気孔
１０２ｂ 導入孔
１０３ 撹拌槽
１０３ａ スターラ
１０４、１０５ 移送管
１０６ ガラス導入管
１２０ａ 気相空間
１２１ａ〜１２１ｃ 電極
１２３ 制御装置
１２４ 導入管
１２５ 不活性ガス供給装置
１２７ 通気管
２００ 成形装置
３００ 切断装置
ＭＧ 熔融ガラス
ＳＧ シートガラス

Claims (5)

1. 清澄管を用いて熔融ガラスの清澄を行う清澄工程を備え、
   前記清澄工程では、前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを前記清澄管内に流しながら前記清澄を行い、
   前記清澄管は、白金族金属を含む材料で構成され、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置され、
   前記清澄工程では、前記導入孔に隣接する前記清澄管の外側の外部空間に前記不活性なガスを滞留させ、前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記外部空間内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すことを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 前記不活性なガスは、前記熔融ガラスへの溶解量が、前記導入孔から前記気相空間内に噴射される場合よりも低減されるように引き込まれる、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記清澄工程では、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤を用いて前記清澄を行い、
   前記清澄管は、前記流れ方向に沿って、前記熔融ガラスの脱泡を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第１の加熱領域と、前記脱泡後に残存する泡の前記熔融ガラスへの吸収を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第２の加熱領域と、を有し、
   前記導入孔は、前記第２の加熱領域に配置されている、請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記外部空間は、前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された耐火性材料からなる部材、および、前記清澄管によって画定される空間である、請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
5. 熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを前記清澄管内に流しながら前記清澄を行う清澄管であって、白金族金属を含む材料で構成され、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置された清澄管と、
   前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された、耐火性材料からなる囲みと、
   前記囲み内に前記不活性なガスを供給する不活性ガス供給装置と、
   前記通気孔から前記気体を吸引して排出させる吸引装置と、
   前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記囲み内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すように前記吸引装置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするガラス基板製造装置。

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