JP5153965B2 - ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。

従来より、特許文献１（特開２００９−１９６８７９）に示すように、ダウンドロー法を用いてＴＦＴタイプのディスプレイを製造する方法が提案されている。ダウンドロー法では、成形体に溶融ガラスを流し込んだ後、当該溶融ガラスを成形体の頂部からオーバーフローさせる。オーバーフローした溶融ガラスは、成形体の両側面に沿って流下し、成形体の下端部で合流することにより、シート状のガラス（シートガラス）となる。シートガラスは、引張りローラによって下方に引き下げられながら冷却される。冷却されたシートガラスは、所望の長さに切断されて、ガラス基板となる。

ところで、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用のガラス基板上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子が形成されている。ＴＦＴ形成時には、ガラス基板が高温で熱処理されるので、ガラス基板は構造緩和を起こし、熱収縮により体積が収縮する。このとき、熱収縮率が大きいと、ガラス基板上に形成される回路パターンがずれてしまうという問題が生じる。

この問題を解決する手段として、特許文献１に開示される方法が提案されている。この方法では、ダウンドロー法の徐冷工程において、「徐冷点＋１００℃」の温度から徐冷点までの平均冷却速度より、徐冷点から「徐冷点−５０℃」の温度までの平均冷却速度を低くしている。この構成により、熱収縮率の小さいガラスを得ることができる。このように、特許文献１では、熱収縮率を考慮して、シートガラスの流れ方向の冷却速度を規定しているが、より生産性を向上させつつ、熱収縮率を良好にする必要があった。また、特許文献１では、熱収縮率を良好にしつつ、シートガラスの板厚を均一にして、さらにシートガラスの反りおよび歪を低減することは出来なかった。

本発明の課題は、ダウンドロー法を用いてガラス基板を製造する場合に、ガラス基板の生産量を向上させると共に、熱収縮率が良好なガラス基板の製造を可能にするガラス基板の製造方法を提供する。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、成形工程と、冷却工程とを備える。成形工程では、ダウンドロー法によって、溶融ガラスをシートガラスに成形する。冷却工程では、シートガラスを冷却する。また、冷却工程は、第１の冷却工程と、第２の冷却工程と、第３の冷却工程とを含む。第１の冷却工程は、シートガラスの中央領域の温度が、徐冷点になるまで、第１の平均冷却速度で冷却する。第２の冷却工程は、中央領域の温度が、徐冷点から歪点−５０℃になるまで、第２の平均冷却速度で冷却する。第３の冷却工程は、中央領域の温度が、歪点−５０℃から歪点−２００℃になるまで、第３の平均冷却速度で冷却する。また、第１の平均冷却速度は、５．０℃／秒以上である。第１の平均冷却速度は、第３の平均冷却速度より速い。また、第３の平均冷却速度は、第２の平均冷却速度より速い。第２の平均冷却速度が小さいほど、シートガラスの熱収縮率が小さくなる。そのため、第１乃至第３の平均冷却速度の内、第２の平均冷却速度を最も遅くすることで、シートガラスの熱収縮率を効果的に小さくすることができる。これにより、ガラス基板の生産量を向上させると共に、好適なガラス基板を製造することができる。なお、シートガラスの中央領域は、板厚を均一にする対象の部分を含む領域であり、シートガラスの端部は、製造後に切断される対象の部分を含む領域である。

また、第１の平均冷却速度は、５．０℃／秒〜５０℃／秒の範囲内であることが好ましい。第１の平均冷却速度が、５．０℃／秒より低いと、生産性が悪くなる。第１の平均冷却速度が、５０℃／秒を超えると、ガラスに割れが発生する場合があり、シートガラスの反り値および板厚偏差が悪くなる。なお、第１の平均冷却速度は、５．０℃／秒〜４５℃／秒の範囲内であることがより好ましく、５．０℃／秒〜４０℃／秒の範囲内であることがさらに好ましい。

また、第１の冷却工程は、シートガラスの幅方向の端部の温度が、端部に挟まれた中央領域の温度より低く、かつ、中央領域の温度が均一になるようにする第１温度制御工程と、第１温度制御工程が行われた後、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって低くなるようにする第２温度制御工程と、を含む。

第１温度制御工程において、シートガラスの幅方向の端部の温度を中央領域の温度より低くすることで、シートガラスの端部の粘度が高くなる。これにより、シートガラスの幅方向の収縮を抑えることができる。シートガラスが幅方向に収縮すると、収縮した箇所の板厚が大きくなり、板厚偏差が悪くなる。従って、シートガラスの幅方向の端部の温度を中央領域の温度より低くすることにより、板厚を均一化することができる。また、第１温度制御工程において、シートガラスの中央領域の温度を均一にすることで、中央領域の粘度が均一になり、板厚を均一化することができる。

なお、第１温度制御工程は、板厚をより均一にするために、成形体直下で行われることが好ましく、また、シートガラスがガラス軟化点の近傍まで冷却されるまでに行われることが好ましい。ここで、「ガラス軟化点の近傍」は、「ガラス軟化点−２０℃」から「ガラス軟化点＋２０℃」までの温度領域であることが好ましい。

また、第２の冷却工程は、ガラス歪点の近傍に近づくにつれて、シートガラスの幅方向の端部と中央部との温度勾配が低減するようにする第３温度制御工程を含むことが好ましい。

第２温度制御工程において、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって低くなる温度勾配が形成される。第３温度制御工程では、第２温度制御工程において形成された温度勾配は、ガラス歪点の近傍に向かってシートガラスが冷却される過程で、小さくなる。これにより、シートガラスの体積収縮量は、シートガラスの端部から中央部に向かうにつれて大きくなるので、シートガラスの幅方向の中央部には引張り応力が働く。特に、シートガラスの中央部には、シートガラスの流れ方向および幅方向に引張り応力が働く。なお、シートガラスの幅方向に働く引張り応力よりも、シートガラスの流れ方向に働く引張り応力の方が大きいことが好ましい。そして、引張り応力により、シートガラスの平坦度を維持しつつ、シートガラスを冷却することができる。従って、第２温度制御工程および第３温度制御工程において、シートガラスの幅方向の温度分布を制御することにより、シートガラスの反りおよび歪を低減することができる。

シートガラスは、ガラス歪点において温度勾配を有していると、常温まで冷却されたときに歪が生じる。従って、第３温度制御工程において、ガラス歪点の近傍の温度領域に向かって幅方向の温度勾配が低減するように冷却することで、冷却後の歪を低減することができる。

また、第３温度制御工程では、冷却工程におけるシートガラスの幅方向の端部と中央部との温度差が、最も小さくなるようにすることが好ましい。シートガラスは、ガラス歪点において温度差を有していると、常温まで冷却された後に歪が生じる。すなわち、ガラス歪点の近傍の温度領域において、シートガラスの幅方向の端部と中央部との幅方向の温度差を小さくすることで、シートガラスの歪を低減することができる。

なお、第２温度制御工程において、シートガラスの流れ方向の下流に向かうに従って、シートガラスの幅方向の温度勾配が漸減することがより好ましい。

また、第２温度制御工程において、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって漸減するように、シートガラスの幅方向の温度勾配が形成されることがより好ましい。

また、第２温度制御工程において、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって漸減し、かつ、シートガラスの流れ方向の下流に向かうに従って、シートガラスの幅方向の温度勾配が漸減することがより好ましい。

また、第２温度制御工程において、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって凸状に漸減することがより好ましい。

また、第２温度制御工程において、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって凸状に漸減し、かつ、シートガラスの流れ方向の下流に向かうに従って、シートガラスの幅方向の温度勾配が漸減することがより好ましい。

また、第２の冷却工程では、ガラス歪点の近傍に近づくにつれて、シートガラスの幅方向の端部と中心部との温度勾配が低減するようにする第３温度制御工程を含むことが好ましい。

また、第３の冷却工程では、シートガラスの幅方向の温度が、シートガラスの幅方向の端部から中央部に向かって低くなるようにする第４温度制御工程を含むことが好ましい。

これにより、シートガラスの冷却量は、シートガラスの端部から中央部に向かうにつれて大きくなる。そのため、上述したように、シートガラスの中央部は、シートガラスの流れ方向および幅方向に引張り応力が働くことになる。従って、シートガラスの平坦度を維持しつつ冷却することができるので、シートガラスの反りを低減することができる。

また、第４温度制御工程において、シートガラスの温度が幅方向の端部から中央部に向かって凸状に漸減するように温度勾配が形成されることがより好ましい。

また、第２の平均冷却速度は、０．５℃／秒〜５．５℃／秒であり、第３の平均冷却速度は、１．５℃／秒〜７．０℃／秒であることが好ましい。

第２の平均冷却速度が、０．５℃／秒よりも遅いと、生産性が悪くなる。また、第２の平均冷却速度が、５．５℃／秒を超えると、シートガラスの熱収縮率が大きくなる。また、シートガラスの反りおよび歪が悪くなる。

第３の平均冷却速度が、１．５℃／秒よりも遅いと、生産性が悪くなる。また、第３の平均冷却速度が、７．０℃／秒を超えると、シートガラスに割れが発生する場合もある。また、シートガラスの反りが悪くなる。

なお、第２の平均冷却速度は、１．０℃／秒〜３．０℃／秒の範囲内であることが好ましく、第３の平均冷却速度は、２．０℃／秒〜５．５℃／秒であることが好ましい。

さらに、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、１００ｐｐｍ以下の熱収縮率を有することが好ましい。

なお、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの範囲内の熱収縮率を有することがより好ましく、２０ｐｐｍ〜９５ｐｐｍの範囲内の熱収縮率を有することがさらに好ましく、２０ｐｐｍ〜９０ｐｐｍの範囲内の熱収縮率を有することが特に好ましい。

また、冷却工程は、シートガラスの幅方向の温度勾配を、シートガラスの流れ方向に沿って制御する温度勾配制御工程をさらに含むことが好ましい。

温度勾配制御工程において、シートガラスの流れ方向の冷却速度を、上記の第１の平均冷却速度、第２の平均冷却速度および第３の平均冷却速度となるように制御することにより、シートガラスの熱収縮率を良好にすることができる。さらに、シートガラスの幅方向の温度勾配を制御することにより、均一な板厚を有し、かつ、反りおよび歪が低減されたガラス基板を製造することができる。また、ガラス基板の生産量を向上させることができる。

また、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、１．０ｎｍ以下の歪値を有することが好ましい。

なお、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、０ｎｍ〜０．９５ｎｍの範囲内の歪値を有することがより好ましく、０ｎｍ〜０．９０ｎｍの範囲内の歪値を有することがさらに好ましい。

また、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、０．１５ｍｍ以下の反り値を有することが好ましい。

なお、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲内の反り値を有することが好ましく、０ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲内の反り値を有することがさらに好ましい。

また、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、１５μｍ以下の板厚偏差を有することが好ましい。

なお、冷却工程によって冷却されたシートガラスは、０μｍ〜１４μｍの範囲内の板厚偏差を有することが好ましく、０μｍ〜１３μｍの範囲内の板厚偏差を有することがさらに好ましい。

本発明に係るガラス基板の製造方法では、ガラス基板の生産量を向上させると共に、好適なガラス基板を製造することができる。

本実施形態に係るガラス基板の製造方法のフローチャートである。 ガラス基板の製造方法で用いられるガラス基板の製造装置示す模式図である。 成形装置の概略の概略図（断面図）である。 成形装置の概略の概略図（側面図）である。 制御装置の制御ブロック図である。 シートガラスの所定の高さ位置における温度プロファイルを示す図である。 シートガラスの冷却速度の例を示す図である。

本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、所定の熱収縮率のＴＦＴディスプレイ用のガラス基板を製造する。所定の熱収縮率とは、１００ｐｐｍ以下である。ガラス基板は、ダウンドロー法を用いて製造される。以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るガラス基板の製造方法について説明する。

（１）ガラス基板の製造方法の概要
まず、図１および図２を参照して、ガラス基板の製造方法に含まれる複数の工程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。ガラス基板の製造方法は、図１に示すように、主として、溶融工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、成形工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、切断工程Ｓ５とを含む。

溶融工程Ｓ１は、ガラスの原料が溶融される工程である。ガラスの原料は、所望の組成になるように調合された後、図２に示すように、上流に配置された溶融装置１１に投入される。ガラス原料は、例えば、ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｂ₂Ｏ₃，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ等の組成からなる。具体的には、歪点が６６０℃以上となるガラス原料を用いる。ガラスの原料は、溶融装置１１で溶融されて、溶融ガラスＦＧになる。溶融温度は、ガラスの種類に応じて調整される。本実施形態では、ガラス原料が１５００℃〜１６５０℃で溶融される。溶融ガラス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、溶融ガラス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溶融ガラス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、溶融ガラス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、溶融ガラスＦＧは、成形装置４０に含まれる成形体４１に連続的に供給された後、成形体４１からオーバーフローする。オーバーフローした溶融ガラスＦＧは、成形体４１の表面に沿って流下する。溶融ガラスＦＧは、その後、成形体４１の下端部で合流してシートガラスＳＧへと成形される。

冷却工程Ｓ４は、シートガラスＳＧを冷却（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、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（ガラス板ＰＧ）は、その後、端面加工等の工程を経て、ガラス基板となる。

以下、図３〜図５を参照して、ガラス基板の製造装置１００に含まれる成形装置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（流れ方向）に交差する方向、すなわち、水平方向を意味する。

（２）成形装置の構成
まず、図３および図４に、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、シートガラスＳＧが通過する通路と、通路を取り囲む空間とを有する。通路を取り囲む空間は、成形体室２０、第１冷却室３０、および第２冷却室８０で構成されている。

成形体室２０は、清澄装置１２から送られる溶融ガラスＦＧをシートガラスＳＧに成形する空間である。

第１冷却室３０は、成形体室２０の下方に配置され、シートガラスＳＧの厚みおよび反り量を調整するための空間である。第１冷却室３０では、後述する第１冷却工程Ｓ４１の一部が実行される。具体的に、第１冷却室３０では、シートガラスＳＧの上流領域が冷却される（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の中心部Ｃの温度が徐冷点より上であるシートガラスＳＧの領域である。シートガラスＳＧの中心部Ｃは、シートガラスＳＧの幅方向中心である。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、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度が軟化点近傍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の中心部Ｃ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。シートガラスＳＧは、第１冷却室３０内を通過した後、後述の第２冷却室８０内を通過する。

第２冷却室８０は、成形体室２０の下方に配置され、シートガラスＳＧの反りおよび歪量を調整するための空間である。成形体室２０では、後述する第１冷却工程Ｓ４１の一部、第２冷却工程Ｓ４２、および第３冷却工程Ｓ４３が実行される。具体的に、第２冷却室８０では、第１冷却室３０内を通過したシートガラスＳＧが、徐冷点、歪点を経て、室温近傍の温度まで冷却される（下流域冷却工程）。なお、第２冷却室８０の内部は、断熱部材８０ｂによって、複数の空間に区分けされている。

また、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、温度調整ユニット６０と、引下げローラ８１ａ〜８１ｇと、ヒータ８２ａ〜８２ｇ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５参照）。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詳細に説明する。

（２−１）成形体
成形体４１は、成形体室２０内に設けられる。成形体４１は、溶融ガラスＦＧをオーバーフローさせることによって、溶融ガラス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の下端部４１ａに相当する。

また、成形体４１は、第１端部に流入口４２を有する（図４参照）。流入口４２は、上述の下流パイプ２４と接続されており、清澄装置１２から流れ出た溶融ガラスＦＧは、流入口４２から成形体４１に流し込まれる。成形体４１には、溝４３が形成されている。溝４３は、成形体４１の長手方向に延びる。具体的には、溝４３は、第１端部から、第１端部の反対側の端部である第２端部に延びる。より具体的に、溝４３は、図４の左右方向に延びる。溝４３は、流入口４２近傍が最も深く、第２端部に近づくにつれて、徐々に浅くなるように形成されている。成形体４１に流し込まれた溶融ガラスＦＧは、成形体４１の一対の頂部４１ｂ，４１ｂからオーバーフローし、成形体４１の一対の側面（表面）４１ｃ，４１ｃを沿いながら流下する。その後、溶融ガラスＦＧは、成形体４１の下端部４１ａ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の液相温度は１１００℃以上であり、液相粘度は２．５×１０⁵ｐｏｉｓｅ以上である。

（２−２）仕切り部材
仕切り部材５０は、成形体室２０から第１冷却室３０への熱の移動を遮断する部材である。仕切り部材５０は、溶融ガラス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溶融ガラスＦＧ（シートガラスＳＧ）の厚み方向両側に配置される。仕切り部材５０は、断熱材である。仕切り部材５０は、溶融ガラス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。

（２−３）冷却ローラ
冷却ローラ５１は、第１冷却室３０内に設けられる。より具体的に、冷却ローラ５１は、仕切り部材５０の直下に配置されている。また、冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの厚み方向両側、且つ、シートガラスＳＧの幅方向両側に配置される。シートガラスＳＧの厚み方向両側に配置された冷却ローラ５１は対で動作する。すなわち、シートガラスＳＧの両側部（幅方向両端部）は、二対の冷却ローラ５１，５１，・・・によって挟み込まれる。

冷却ローラ５１は、内部に通された空冷管により空冷されている。冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部（耳部）Ｒ，Ｌに接触し、熱伝導によりシートガラスＳＧの側部（耳部）Ｒ，Ｌを急冷する（急冷工程）。冷却ローラ５１に接触したシートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの粘度は、所定値（具体的には、１０^9.0ｐｏｉｓｅ）以上である。

冷却ローラ５１は、冷却ローラ駆動モータ３９０（図５を参照）により回転駆動される。冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌを冷却すると共に、シートガラスＳＧを下方に引き下げる機能も有する。

なお、冷却ローラ５１によるシートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの冷却は、シートガラスＳＧの幅ＷおよびシートガラスＳＧの厚みの均一化に影響を与える。

（２−４）温度調整ユニット
温度調整ユニット６０は、第１冷却室３０内に設けられ、シートガラスＳＧを徐冷点近傍まで冷却するユニットである。温度調整ユニット６０は、仕切り部材５０の下方であって、第２冷却室８０の天板８０ａの上に配置される。

温度調整ユニット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）。具体的には、温度調整ユニット６０は、シートガラスＳＧの中心部Ｃ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の中心部Ｃは、その後、後述の第２冷却室８０内で、徐冷点、歪点を経て、室温近傍の温度まで冷却される（下流域冷却工程）。

温度調整ユニット６０は、冷却ユニット６１を有する。冷却ユニット６１は、シートガラスＳＧの幅方向に複数（ここでは、３つ）及びその流れ方向に複数配置される。具体的には、冷却ユニット６１は、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの表面に対向するように、１つずつ配置され、且つ、後述する中央領域ＣＡ（図４や図７を参照）の表面に対向するように１つ配置されている。ここで、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡとは、シートガラスＳＧの幅方向中央部分であって、シートガラスＳＧの有効幅およびその近傍を含む領域である。言い換えると、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡは、シートガラスＳＧの両側部（両耳部）に挟まれた部分である。なお、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡは、板厚を均一にする対象の部分を含む領域であり、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌは、製造後に切断される対象の部分を含む領域である。

（２−５）引下げローラ
引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、第２冷却室８０内に設けられ、第１冷却室３０内を通過したシートガラスＳＧを、シートガラスＳＧの流れ方向へ引き下げる。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、第２冷却室８０の内部で、流れ方向に沿って所定の間隔を空けて配置される。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの厚み方向両側（図３参照）、および、シートガラスＳＧの幅方向両側（図４参照）に複数配置される。すなわち、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの幅方向の両側部（両耳部）Ｒ，Ｌ、かつ、シートガラスＳＧの厚み方向の両側に接触しながらシートガラスＳＧを下方に引き下げる。

引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、引下げローラ駆動モータ３９１（図５参照）によって駆動される。また、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧに対して内側に回転する。引下げローラ８１ａ〜８１ｇの周速度は、下流側の引下げローラ程、大きい。すなわち、複数の引下げローラ８１ａ〜８１ｇのうち、引下げローラ８１ａの周速度が最も小さく、引下げローラ８１ｇの周速度が最も大きい。シートガラスＳＧの厚み方向両側に配置された引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、対で動作し、対の引下げローラ８１ａ，８１ａ，・・・が、シートガラスＳＧを下方向に引き下げる。

（２−６）ヒータ
ヒータ８２ａ〜８２ｇは、第２冷却室８０の内部に設けられ、第２冷却室８０の内部空間の温度を調整する。具体的に、ヒータ８２ａ〜８２ｇは、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向に複数配置される。より具体的には、シートガラスＳＧの流れ方向には、７つのヒータが配置され、シートガラスの幅方向には３つのヒータが配置される。幅方向に配置される３つのヒータは、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡと、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌとをそれぞれ熱処理する。ヒータ８２ａ〜８２ｇは、後述する制御装置９１によって出力が制御される。これにより、第２冷却室８０内部を通過するシートガラスＳＧの近傍の雰囲気温度が制御される。ヒータ８２ａ〜８２ｇによって第２冷却室８０内の雰囲気温度が制御されることによって、シートガラスＳＧの温度制御が行われる。また、温度制御により、シートガラスＳＧは、粘性域から粘弾性域を経て弾性域へと推移する。このように、ヒータ８２ａ〜８２ｇの制御により、第２冷却室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）。

なお、各ヒータ８２ａ〜８２ｇの近傍には、雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段（本実施形態では、熱電対）３８０が設けられている。具体的には、複数の熱電対３８０が、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向に配置されている。熱電対３８０は、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度と、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの温度とをそれぞれ検出する。ヒータ８２ａ〜８２ｇの出力は、熱電対３８０によって検出される雰囲気温度に基づいて制御される。

（２−７）切断装置
切断装置９０は、第２冷却室８０内で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。切断装置９０は、所定の時間間隔でシートガラスＳＧを切断する。これにより、シートガラスＳＧは、複数のガラス板ＰＧになる。切断装置９０は、切断装置駆動モータ３９２（図５を参照）によって駆動される。

（２−８）制御装置
制御装置９１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびハードディスク等から構成されており、ガラス板の製造装置１００に含まれる種々の機器の制御を行う。

具体的には、図５に示すように、制御装置９１は、ガラス基板の製造装置１００に含まれる各種のセンサ（例えば、熱電対３８０）やスイッチ（例えば、主電源スイッチ３８１）等による信号を受けて、温度調整ユニット６０、ヒータ８２ａ〜８２ｇ、冷却ローラ駆動モータ３９０、引下げローラ駆動モータ３９１、切断装置駆動モータ３９２等の制御を行う。

（３）温度管理
本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、冷却工程Ｓ４が複数の冷却工程Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３からなる。具体的には、シートガラスＳＧの流れ方向に沿って、第１冷却工程Ｓ４１、第２冷却工程Ｓ４２、および第３冷却工程Ｓ４３が順に実行される。

また、冷却工程Ｓ４では、シートガラスＳＧの流れ方向および幅方向の温度管理を行っている。温度管理は、複数の温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ１０に基づいて行われる。温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ１０とは、シートガラスＳＧ近傍の雰囲気温度についての、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ＴＰ１〜ＴＰ１０は、目標の温度分布である。すなわち、温度管理は、複数の温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ１０を実現させるように行われる。温度管理は、上述した、冷却ローラ５１、温度調整ユニット６０、およびヒータ８２ａ〜８２ｇを用いて行われる。

シートガラスＳＧの温度は、シートガラスＳＧの雰囲気温度を制御することにより、管理される。なお、シートガラスＳＧの温度は、シートガラスＳＧの温度の実測値を用いてもよく、また、ヒータ８２ａ〜８２ｇによって制御されるシートガラスＳＧの雰囲気温度に基づいてシミュレーションにより算出された値を用いてもよい。

さらに、各冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３は、所定の冷却速度で、シートガラスＳＧを冷却することにより、シートガラスＳＧの流れ方向の温度管理を行っている。ここで、所定の冷却速度とは、各冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３に応じた冷却速度である。具体的に、全冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３の冷却速度のうち、第１冷却工程の冷却速度（第１冷却速度）が最も速い。また、全冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３の冷却速度のうち、第２冷却工程の冷却速度（第２冷却速度）が最も遅い。すなわち、第３冷却工程の冷却速度（第３冷却速度）は、第１冷却速度よりも遅く、第２冷却速度よりも速い（第１冷却速度＞第３冷却速度＞第２冷却速度）。

また、本実施形態に係る冷却工程Ｓ４では、シートガラスＳＧの中心部Ｃの冷却速度（中心部冷却速度）と、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの冷却速度（耳部冷却速度）とを異なる速度に設定している。中心部冷却速度は、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度変化の量と、温度変化に要する時間とに基づいて算出される。耳部冷却速度は、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの温度変化の量と、温度変化に要する時間とに基づいて算出される。

以下、図６および図７を参照して、各冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３におけるシートガラスＳＧの温度管理について詳細に説明する。図６は、シートガラスＳＧの所定の高さ位置における温度プロファイルを示す。図７は、シートガラスＳＧ（０．７ｍｍ）の冷却速度を示す。

（３−１）第１冷却工程
第１冷却工程Ｓ４１は、成形体４１の直下で合流した溶融ガラスを、徐冷点近傍の温度まで冷却する工程である。具体的に、第１冷却工程では、約１，１００℃〜１，２００℃のシートガラスＳＧを、徐冷点近傍の温度まで冷却する（図７参照）。ここで、徐冷点は、粘度が１０¹³ポワズとなるときの温度であり、ここでは、７１５．０℃である。

第１冷却工程Ｓ４１では、第１温度プロファイルＴＰ１〜第４温度プロファイルＴＰ４に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理が行われる。以下、第１冷却工程Ｓ４１で実行される各温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ４と、第１冷却工程の冷却速度（第１冷却速度）とを詳細に説明する。

（３−１−１）第１温度プロファイル
第１温度プロファイルＴＰ１は、シートガラスＳＧの最も上流側で実現される温度分布である（図６参照）。第１温度プロファイルＴＰ１は、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの温度が均一であり、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌは、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの温度よりも低い。ここで、中央領域ＣＡの温度が均一であるとは、中央領域ＣＡの温度が、所定の温度域に含まれることをいう。所定の温度域とは、基準温度±２０℃の範囲である。基準温度は、中央領域ＣＡの幅方向の平均温度である。

第１温度プロファイルＴＰ１は、第１冷却室３０内の冷却ローラ５１および温度調整ユニット６０を制御することにより実現される。具体的には、冷却ローラ５１によってシートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌが冷却される。シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの温度は、中央領域ＣＡの温度よりも所定温度（例えば、２００℃〜２５０℃）低い温度に冷却する。第１温度プロファイルＴＰ１は、シートガラスＳＧの板厚を均一にする。

なお、第１温度プロファイルＴＰ１に基づく温度管理は、シートガラスＳＧの板厚をより均一にするために成形体直下で行われることが好ましく、また、シートガラスＳＧがガラス軟化点の近傍まで冷却されるまでに行われることが好ましい。ここで、「ガラス軟化点の近傍」は、「ガラス軟化点−２０℃」から「ガラス軟化点＋２０℃」までの温度領域であることが好ましい。

（３−１−２）第２温度プロファイルおよび第３温度プロファイル
第２温度プロファイルＴＰ２および第３温度プロファイルＴＰ３は、第１温度プロファイルＴＰ１の後に実現される温度分布である（図６参照）。具体的には、シートガラスＳＧの流れ方向に対して、上流側に第２温度プロファイルＴＰ２が位置し、下流側に第３温度プロファイルＴＰ３が位置する。

第２温度プロファイルＴＰ３および第３温度プロファイルＴＰ３は、中央領域ＣＡの中心部Ｃの温度が最も高く、耳部Ｒ，Ｌの温度が最も低い。また、第２温度プロファイルＴＰ２および第３温度プロファイルＴＰ３では、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって温度が徐々に低くなる。すなわち、中心部Ｃの温度と耳部Ｒ，Ｌの温度とには勾配（温度勾配）が形成されている。言い換えると、第２プロファイルＴＰ２および第３温度プロファイルＴＰ３は、上に凸を有するなだらかな放物線を形成する。なお、ここで、温度勾配とは、シートガラスＳＧの幅Ｗ（例えば、１６５０ｍｍ、図６を参照）を２で除した値で、中心部Ｃの雰囲気温度から耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度を引いた値を、除したもの（（中心部Ｃの雰囲気温度―耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度）／（シートガラスの幅Ｗ／２））である。

また、第３温度プロファイルＴＰ３における温度勾配ＴＧ３は、第２温度プロファイルＴＰ２における温度勾配ＴＧ２よりも大きい。言い換えると、第３温度プロファイルＴＰ３におけるシートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度と中心部Ｃの雰囲気温度との差（幅方向温度差）は、第２温度プロファイルＴＰ３における幅方向温度差よりも大きい。すなわち、第３温度プロファイルＴＰ３は、第２温度プロファイルＴＰ２よりも大きな放物線となる。第２温度プロファイルＴＰ２および第３温度プロファイルＴＰ３では、耳部Ｒ，Ｌが中心部Ｃよりも早く冷却されるように、大きな放物線状のプロファイルが実現される。

なお、第２温度プロファイルＴＰ２および第３温度プロファイルＴＰ３は、第１冷却室３０内の温度調整ユニット６０を制御することにより実現される。

（３−１−３）第４温度プロファイル
第４温度プロファイルＴＰ４は、第３温度プロファイルＴＰ３の後に実現される温度分布である（図６参照）。第４温度プロファイルＴＰ４もまた、中央領域ＣＡの中心部Ｃの温度が最も高く、耳部Ｒ，Ｌの温度が最も低い。また、第４温度プロファイルＴＰ４も、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって温度が徐々に低くなり、上に凸を有するなだらかな放物線を形成する。

なお、第４温度プロファイルＴＰ４における温度勾配ＴＧ４は、上流の第３温度プロファイルＴＰ３における温度勾配ＴＧ３よりも小さい。すなわち、第４温度プロファイルＴＰ４は、第３温度プロファイルＴＰ３よりも小さな放物線となる。

なお、第４温度プロファイルＴＰ４は、第２冷却室８０内のヒータ８２ａを制御することにより実現される。

（３−１−４）第１冷却速度
第１冷却工程Ｓ４１では、中心部Ｃの雰囲気温度よりも、耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度を速い平均冷却速度で冷却している。すなわち、中心部Ｃの平均冷却速度（第１の中心部冷却速度）と比較して、耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度（第１の耳部冷却速度）が速い。

第１冷却工程Ｓ４１における第１の中心部冷却速度は、５．０℃／秒〜５０．０℃／秒である。冷却速度が、５．０℃／秒より低いと、生産性が悪くなる。冷却速度が、５０℃／秒を超えると、シートガラスＳＧに割れが発生する場合がある。また、シートガラスＳＧの反り値および板厚偏差が悪くなる。好ましくは、第１の中心部冷却速度は、８．０℃／秒〜１６．５℃／秒である。また、第１冷却工程Ｓ４１における第１の耳部冷却速度は、５．５℃／秒〜５２．０℃／秒である。好ましくは、第１の耳部冷却速度は、８．３℃／秒〜１７．５℃／秒である。

（３−２）第２冷却工程
第２冷却工程Ｓ４２は、徐冷点近傍の温度になったシートガラスＳＧを、歪点−５０℃の近傍まで冷却する工程である（図７参照）。ここで、歪点は、粘度が１０^14.5ポワズとなる温度であり、ここでは、６６１．０℃である。また、歪点−５０℃は、６１１．０℃である。具体的に、第２冷却工程では、７００℃〜７３０℃のシートガラスＳＧを、５９６℃〜６２６℃まで冷却する。

第２冷却工程Ｓ４２では、第５温度プロファイルＴＰ５および第６温度プロファイルＴＰ６に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理が行われる。以下、第２冷却工程Ｓ４２で実行される温度プロファイルＴＰ５，ＴＰ６と、第２冷却工程の冷却速度（第２冷却速度）とを詳細に説明する。

（３−２−１）第５温度プロファイル
第５温度プロファイルＴＰ５は、第４温度プロファイルＴＰ４の後に実現される温度分布である（図６参照）。第５温度プロファイルＴＰ５もまた、中心部Ｃの温度が最も高く、耳部Ｒ，Ｌの温度が最も低い。また、第５温度プロファイルＴＰ５も、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって温度が徐々に低くなり、上に凸を有するなだらかな放物線を形成する。

第５温度プロファイルＴＰ５における温度勾配ＴＧ５は、第４温度プロファイルＴＰ４における温度勾配ＴＧ４よりも小さい。すなわち、第５温度プロファイルＴＰ５は、第４温度プロファイルＴＰ４よりも小さな放物線となる。

なお、第５温度プロファイルＴＰ５は、第２冷却室８０内のヒータ８２ｂを制御することにより実現される。

（３−２−２）第６温度プロファイル
第６温度プロファイルＴＰ６は、シートガラスＳＧの幅方向の雰囲気温度（幅方向の耳部Ｒ，Ｌから中心部Ｃにかけての雰囲気温度）が均一である。言い換えると、第６温度プロファイルＴＰ６は、シートガラスＳＧの幅方向において、耳部Ｒ，Ｌ周辺の雰囲気温度と中心部Ｃ周辺の雰囲気温度との温度勾配が最も小さく、耳部Ｒ，Ｌ周辺の雰囲気温度と中心部Ｃ周辺の雰囲気温度とが、同程度になる温度プロファイルである。

ここで、均一とは、耳部Ｒ，Ｌ周辺の雰囲気温度と中心部Ｃ周辺の雰囲気温度とが、所定の温度域に含まれることをいう。所定の温度域とは、基準温度±５℃の範囲である。基準温度は、シートガラスＳＧの幅方向の平均温度である。

なお、第６温度プロファイルＴＰ６は、第２冷却室８０内のヒータ８２ｃを制御することにより実現される。また、第６温度プロファイルＴＰ６は、歪点近傍で実現されるものとする。ここで、歪点近傍とは、歪点（６６０℃）を含む所定の温度領域を意味する。所定の温度領域とは、「（徐冷点＋歪点）／２」から「歪点−５０℃」までの領域である。第６温度プロファイルＴＰ６は、歪点近傍の少なくとも一点（流れ方向における一箇所）において実現される。

（３−２−３）第２冷却速度
第２冷却工程Ｓ４２では、シートガラスＳＧの幅方向の雰囲気温度がほぼ一定になるように、シートガラスＳＧの中心部Ｃの雰囲気温度と、耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度とを制御している。すなわち、耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度（第２の耳部冷却速度）と比較して、中心部Ｃの平均冷却速度（第２の中心部冷却速度）が若干速い。

第２冷却工程Ｓ４２における第２の中心部冷却速度は、０．５℃／秒〜５．５℃／秒である。第２の中心部冷却速度が、０．５℃／秒よりも遅いと、生産性が悪くなる。また、第２の中心部冷却速度が、５．５℃／秒を超えると、シートガラスＳＧの熱収縮率が大きくなる。また、シートガラスＳＧの反りおよび歪が悪くなる。好ましくは、第２の中心部冷却速度は、１．０℃／秒〜３．０℃／秒である。また、第２冷却工程Ｓ４２における第２の耳部冷却速度は、０．３℃／秒〜５．３℃／秒である。好ましくは、第２の耳部冷却速度は、０．８℃／秒〜２．８℃／秒である。

（３−３）第３冷却工程
第３冷却工程Ｓ４３は、歪点−５０℃近傍の温度になったシートガラスＳＧを、歪点−２００℃近傍の温度まで冷却する工程である（図７参照）。具体的に、第２冷却工程では、５９６℃〜６２６℃のシートガラスＳＧを、４４６℃〜４７６℃まで冷却する。

第３冷却工程Ｓ４３では、第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理が行われる。以下、第３冷却工程Ｓ４３で実行される温度プロファイルＴＰ７〜ＴＰ１０と、第３冷却工程の冷却速度（第３冷却速度）とを詳細に説明する。

（３−３−１）第７温度プロファイル〜第１０温度プロファイル
第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０は、第６温度プロファイルＴＰ６の後に実現される温度分布である（図６参照）。具体的に、第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０は、シートガラスＳＧの流れ方向に沿ってそれぞれ実現される。より具体的には、上流側で第７温度プロファイルＴＰ７が実現され、次に、第８温度プロファイルＴＰ８が実現される。第８温度プロファイルＴＰ８の次には、第９温度プロファイルＴＰ９が実現され、下流側で第１０温度プロファイルＴＰ１０が実現される。

第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０は、中央領域ＣＡの中心部Ｃの温度が最も低く、耳部Ｒ，Ｌの温度が最も高い。また、第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０では、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって温度が徐々に高くなる。すなわち、中心部Ｃの温度と耳部Ｒ，Ｌの温度とには勾配（温度勾配）が形成されている。言い換えると、第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０は、下に凸を有するなだらかな放物線を形成する。

また、第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０における温度勾配ＴＧ７〜１０は、シートガラスＳＧの流れ方向に沿って、徐々に大きくなっている。言い換えると、第１０温度プロファイルＴＰ１０におけるシートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度と中心部Ｃの雰囲気温度との差（幅方向温度差）は、第７温度プロファイルＴＰ７における幅方向温度差よりも大きい。すなわち、第１０温度プロファイルＴＰ１０は、第７温度プロファイルＴＰ７よりも大きな放物線となる。第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０でも、中心部Ｃが耳部Ｒ，Ｌよりも早く冷却される。

なお、第７温度プロファイルＴＰ７〜第１０温度プロファイルＴＰ１０は、第２冷却室８０内のヒータ８２ｄ〜８２ｇを制御することにより実現される。具体的には、ヒータ８２ｄによって第７温度プロファイルＴＰ７が実現され、ヒータ８２ｅによって第８温度プロファイルＴＰ８が実現され、ヒータ８２ｆによって第９温度プロファイルＴＰ９が実現され、ヒータ８２ｇによって第１０温度プロファイルＴＰ１０が実現される。

（３−３−２）第３冷却速度
第３冷却工程Ｓ４３では、中心部Ｃの雰囲気温度を、耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度よりも早い速度で冷却している。すなわち、耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度（第３の耳部冷却速度）と比較して、中心部Ｃの平均冷却速度（第３の中心部冷却速度）が速い。

また、第３冷却工程Ｓ４３では、シートガラスＳＧの流れ方向の下流側に向かうにつれて、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度の冷却速度と中心部Ｃの雰囲気温度の冷却速度との差を大きくする。

第３冷却工程Ｓ４３における第３の中心部冷却速度は、１．５℃／秒〜７．０℃／秒である。第３の中心部冷却速度が、１．５℃／秒よりも遅いと、生産性が悪くなる。また、第３の中心部冷却速度が、７．０℃／秒を超えると、シートガラスＳＧに割れが発生する場合もあり、シートガラスＳＧの反りも悪くなる。好ましくは、第３の中心部冷却速度は、２．０℃／秒〜５．５℃／秒である。また、第３冷却工程Ｓ４３における第３の耳部冷却速度は、１．３℃／秒〜６．８℃／秒である。好ましくは、第３の耳部冷却速度は、１．５℃／秒〜５．０℃／秒である。

上記ガラス基板の製造装置１００およびガラス基板の製造方法を用いて、以下の条件でガラス基板を製造する。

ガラスの組成（質量％）は、ＳｉＯ２ ６０％，Ａｌ２Ｏ３ １７％，Ｂ２Ｏ３ １０％，ＣａＯ ３％，ＳｒＯ ３％，ＢａＯ １％であるものとする。ガラスの液相温度は、１，１００℃であり、液相粘度は２．５×１０⁵ｐｏｉｓｅである。ガラスの徐冷点は、７１５．０℃であり、歪点は、６６１℃である。また、シートガラスＳＧの幅は、１６００ｍｍであるものとする。さらに、異なる厚み（０．３ｍｍ，０．４ｍｍ，０．５ｍｍ，０．７ｍｍ）のシートガラスＳＧをそれぞれ製造した。

表１〜４に、冷却工程Ｓ４における、シートガラスＳＧの温度変化（℃）および温度変化に要する時間（秒）の実測値と、実測値に基づいて補間した、徐冷点（７１５℃）、歪点−５０℃（６１１℃）、および歪点−２００℃（４６１℃）に到達するまでの時間に関する値（補間値）と、中心部Ｃの冷却速度（℃／秒）とを示す。表１〜表４は、それぞれ、０．７ｍｍ，０．５ｍｍ，０．３５ｍｍ，０．３ｍｍの板厚を有するシートガラスＳＧに関する値を示す。

冷却工程Ｓ４は、第１冷却工程Ｓ４１における冷却速度が最も大きい値となり、第３冷却工程Ｓ４３における冷却速度が次に大きい値となり、第２冷却工程Ｓ４２における冷却速度が最も小さい値となるように冷却工程を実施する。

また、表５に、表１〜４に示す冷却速度（℃／秒）でシートガラスＳＧを冷却した場合のガラス基板の熱収縮率、歪値、および反り値の実測値をそれぞれ示す。表５に示すように、熱収縮率は、１００ｐｐｍ以下の値となり、歪値は、１．０ｎｍ以下の値となり、反り値は、０．１５ｍｍ以下の値となり、板厚偏差は、１５μｍ以下の値となる。

なお、上記実施例において、ガラス基板の熱収縮率は、ケガキ線法により得られる。具体的には、サンプルとなるガラス基板の両端に基準線となるケガキ線をつけ、その後、サンプルを半分に切断する。その後、半分に切断されて二枚になったサンプルのうち、一方のサンプルを熱処理し、熱処理をしていない他方のサンプルと付き合わせて、ケガキ線のズレを測定する。熱処理は、５５０℃×６０分×２回行われる。より詳細には、常温から１０℃／分で昇温し、５５０℃で６０分保持し、その後、１０℃／分で常温まで降温し、再び１０℃／分で昇温し、５５０℃で６０分保持し、１０℃／分で常温まで降温する。ケガキ線のズレの測定値に基づいて、ガラス基板の熱収縮量（熱収縮率）が得られる。

また、ガラス基板の歪値は、平面歪に関する値である。歪値は、複屈折率の大きさに基づいて決定する。複屈折率は、ユニオプト製の複屈折率測定器ＡＢＲ−１０Ａを使用して測定し、最大値を歪値として採用した。

さらに、ガラス基板の反り値は、次の方法により得られた。まず、シートガラス（マザーガラス）から切り出された、所定有効幅を有するガラス板ＰＧから、複数枚のガラス片を切り出す。次に、ガラス片をガラス定盤に置く。各ガラス片とガラス定盤との隙間（本実施形態では、ガラス片の角４箇所と、長辺の中央部２箇所と、短辺の中央部２箇所と）を、隙間ゲージを用いて測定する。

また、板厚偏差は、ガラス板の有効領域において、キーエンス社製の変位計を使用して、幅方向に５ｍｍの間隔で測定した。

（４）特徴
（４−１）
上記実施形態では、シートガラスＳＧの冷却工程Ｓ４に含まれる三つの冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３において、異なる冷却速度でシートガラスＳＧを冷却する。具体的には、三つの冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３のうち、第１冷却工程Ｓ４１の冷却速度が最も速い。また、第３冷却工程Ｓ４３の冷却速度は、第１冷却工程Ｓ４１の冷却速度の次に速い。さらに、第２冷却工程Ｓ４２の冷却速度は、冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３のうち、最も遅い。また、第１冷却工程Ｓ４１の平均冷却速度は、５．０℃／秒以上である。

シートガラスＳＧの流れ方向の冷却速度は、ガラス基板の熱収縮率に影響を与える。特に、第２冷却工程Ｓ４２の冷却速度がシートガラスＳＧの熱収縮率に与える影響が大きい。そのため、３つの冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３の内、第２冷却工程Ｓ４２の冷却速度を最も遅くすることで、シートガラスＳＧの熱収縮率を効果的に小さくすることができる。これにより、ガラス基板の生産量を向上させることができると共に、好適な熱収縮率を有するガラス基板を得ることができる。

さらに、本実施形態に係るガラス基板の製造方法によると、表１に示すように、板厚偏差、反り量および平面歪の量も一定の範囲に抑えることができる。

（４−２）
上記実施形態では、シートガラスＳＧの上流側の温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ５で、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの冷却温度を、シートガラスの中心部Ｃの冷却温度よりも低い温度に設定し、シートガラスの幅方向に温度勾配を形成するので、上記実施形態では、耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度（第１の耳部冷却速度）を中心部Ｃの平均冷却速度（第１の中心部冷却速度）よりも速くする。第２冷却工程Ｓ４２では、中心部Ｃの平均冷却速度（第２の中心部冷却速度）を耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度（第２の耳部冷却速度）より速くし、上流側の温度勾配の傾きよりも、温度勾配を小さくする。さらに、第３の冷却工程でも、中心部Ｃの平均冷却速度（第３の中心部冷却速度）を、耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度（第３の耳部冷却速度）よりさらに速くし、温度勾配の傾きを大きくする。

第１冷却工程Ｓ４１では、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの温度を中心部Ｃの温度より低くすることで、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの粘度を高くして、シートガラスＳＧの幅方向の収縮を抑える。シートガラスＳＧが幅方向に収縮すると、収縮した箇所の板厚が大きくなり、板厚偏差が悪くなる。従って、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの温度を中心部Ｃの温度より低くすることにより、板厚を均一化することができる。また、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度を均一にすることで、中心部Ｃの粘度を均一にして、板厚を均一化することができる。

ガラス基板の反り量を低減するためには、シートガラスＳＧの幅方向および流れ方向において、中心部Ｃに常に引張り応力がかかるように冷却されることが好ましい。シートガラスＳＧの幅方向中心部Ｃに圧縮応力がかかると、シートガラスＳＧの幅方向に沿った反りと、シートガラスＳＧの流れ方向に沿った反りとがそれぞれ発生する。

第２冷却工程Ｓ４２では、シートガラスＳＧの幅方向の温度が中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって低くなる温度勾配が形成される。そして、第２冷却工程Ｓ４２において形成された温度勾配は、ガラス歪点の近傍に向かってシートガラスＳＧが冷却される過程で、小さくなる。すなわち、第２冷却工程Ｓ４２では、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌの平均冷却速度に比べて、シートガラスＳＧの中心部Ｃの平均冷却速度が速い。これにより、反り量、歪量に影響を及ぼしやすい第２冷却工程Ｓ４２において、シートガラスＳＧの体積収縮量は、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌから中心部Ｃに向かうにつれて大きくなるので、シートガラスＳＧの中心部Ｃには引張り応力が働く。特に、シートガラスＳＧの中心部Ｃには、シートガラスＳＧの流れ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の流れ方向に働く引張り応力の方が大きいことが好ましい。引張り応力により、シートガラスＳＧの平坦度を維持しつつ、シートガラスＳＧを冷却することができるので、ガラス基板の反り量を制御することができる。

また、シートガラスＳＧは、ガラス歪点において温度勾配を有していると、常温まで冷却されたときに歪が生じる。従って、第２冷却工程Ｓ４２において幅方向の温度勾配が低減するようにシートガラスＳＧを冷却することで、冷却後の歪を低減することができる。

また、シートガラスＳＧは、ガラス歪点において温度差を有していると、常温まで冷却された後に歪が生じる。従って、ガラス歪点の近傍の温度領域において、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌと中心部Ｃとの幅方向の温度差を小さくすることで、シートガラスＳＧの歪を低減することができる。

第３冷却工程Ｓ４３では、シートガラスＳＧの幅方向の温度が、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌから中心部Ｃに向かって低くなる。これにより、シートガラスＳＧの冷却量は、シートガラスＳＧの耳部Ｒ，Ｌから中心部Ｃに向かうにつれて大きくなる。そのため、上述したように、シートガラスＳＧの中心部Ｃは、シートガラスＳＧの流れ方向および幅方向に引張り応力が働くことになる。従って、シートガラスＳＧの平坦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の反りを低減することができる。

（４−３）
また、上記実施形態に係るガラス基板の製造方法では、歪点近傍でシートガラスＳＧの幅方向の温度が均一になるように制御されている。これにより、平面歪の量（残留応力）を低減することができる。

（４−４）
シートガラスＳＧの温度制御において、徐冷点から歪点までの温度制御が反り量および歪量に最も影響を及ぼす。上記実施形態では、３つの冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３のうち、徐冷点から歪点−５０℃までのシートガラスＳＧの冷却を行う第２冷却工程Ｓ４２において、冷却速度を最も遅くしている。これにより、シートガラスＳＧの温度制御の精度を上げることができる。

また、シートガラスＳＧは上下方向に連続するリボン状であるため、歪点−５０℃以下の温度制御もまた、シートガラスＳＧの反り量および歪量に影響を及ぼし易い。上記実施形態では、歪点−５０℃から歪点−２００℃の範囲の冷却速度を、第２冷却工程における冷却速度の次に遅い冷却速度に設定している。すなわち、第３冷却工程における冷却速度は、３つの冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３のうち、２番目に遅い冷却速度にしている。これにより、シートガラスＳＧの幅方向の温度制御の精度をさらに向上させることができる。

（４−５）
上記実施形態では、第１冷却工程Ｓ４１において、複数の異なる温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ４に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理を行っている。第１冷却工程Ｓ４１において複数の異なる温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ４を用いることにより、シートガラスＳＧの板厚の均一化および反り量の低減を可能にすることができる。

（４−６）
上記実施形態では、冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３において、シートガラスＳＧの幅方向の温度勾配は、シートガラスＳＧの流れ方向に沿って制御される。そして、シートガラスＳＧの流れ方向の冷却速度が上記の平均冷却速度となるように制御することにより、シートガラスＳＧの熱収縮率を良好にすることができる。さらに、シートガラスＳＧの幅方向の温度勾配を制御することにより、均一な板厚を有し、かつ、反りおよび歪が低減されたガラス基板を製造することができる。また、ガラス基板の生産量を向上させることができる。

（５）変形例
（５−１）
上記実施形態で用いた冷却ローラ５１および温度調整ユニット６０は、空冷および水冷のいずれの方法を採用しても良く、また、空冷および水冷の組み合わせであってもよい。

（５−２）
上記実施形態では、第２冷却室８０内でシートガラスＳＧの流れ方向に、７つのヒータが配置され、シートガラスＳＧの幅方向には３つのヒータが配置される。しかし、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向には、実施形態で用いたヒータの数よりも多くのヒータを配置しても構わない。

これにより、シートガラスＳＧの温度を、温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ１０により近づけることができ、温度管理の精度をさらに向上させることができる。

（５−３）
上記実施形態では、１０の温度プロファイルＴＰ１〜ＴＰ１０に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理を行ったが、シートガラスＳＧの温度管理は、１０以上の温度プロファイルを用いて行ってもよい。但し、１０以上の温度プロファイルを用いる場合であっても、上記実施形態で示した冷却速度を維持するような温度プロファイルを補間する温度プロファイルを用いるものとする。

（５−４）
成形装置４０は、第２冷却室８０内に複数の断熱部材を有していてもよい。複数の断熱部材は、複数の引下げローラ８１ａ〜８１ｇのそれぞれの間で、シートガラスＳＧの厚み方向の両側に配置される。これにより、シートガラスＳＧの温度管理を、より精度よく行うことができる。

（５−５）
上記実施例では、液相温度が１，１００℃であり、液相粘度は２．５×１０⁵ｐｏｉｓｅであり、歪点は、６６１℃でとなる組成を有するガラス基板を製造した。上記実施形態に係るガラス基板の製造方法では、その他の組成を有するガラス基板の製造方法にも用いることができる。

例えば、液相温度が１，２００℃以下であり、液相粘度は１０⁵ｐｏｉｓｅ以上あり、歪点は、６８０℃以上となる組成を有するガラス基板（低温ｐ−Ｓｉ用ガラス基板）を製造してもよい。このような組成を有するガラス基板を製造した場合であっても、所定の熱収縮率を得ることができる。具体的には、４０ｐｐｍ以下の熱収縮率を有するガラス基板を製造することができる。

なお、この場合には、各冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３の平均冷却速度の大小は維持し（すなわち、第１冷却工程＞第３冷却工程＞第２冷却工程）、かつ、各冷却工程Ｓ４１〜Ｓ４３の平均冷却速度を適宜調整することが好ましい。

（５−６）
以上、本実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（５−７）
上記実施形態では、第２冷却工程Ｓ４２において、シートガラスＳＧの幅方向の温度が中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって漸減し、かつ、シートガラスＳＧの流れ方向の下流に向かうに従って、シートガラスＳＧの幅方向の温度勾配が漸減する。

しかし、第２冷却工程Ｓ４２において、シートガラスＳＧの幅方向の温度は、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって凸状に漸減することがより好ましい。

また、第２冷却工程Ｓ４２において、シートガラスＳＧの幅方向の温度は、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって凸状に漸減し、かつ、シートガラスＳＧの流れ方向の下流に向かうに従って、シートガラスＳＧの幅方向の温度勾配が漸減することがより好ましい。

（５−８）
上記実施形態では、第３冷却工程Ｓ４３において、シートガラスＳＧの幅方向の温度が、耳部Ｒ，Ｌから中心部Ｃに向かって低くなるように温度勾配が形成される。しかし、第３冷却工程Ｓ４３において、シートガラスＳＧの幅方向の温度は、耳部Ｒ，Ｌから中心部Ｃに向かって凸状に漸減するように温度勾配が形成されることがより好ましい。

（５−９）
上記実施例では、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、１００ｐｐｍ以下の熱収縮率を示した。しかし、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの範囲内の熱収縮率を示すことがより好ましく、２０ｐｐｍ〜９５ｐｐｍの範囲内の熱収縮率を示すことがさらに好ましく、２０ｐｐｍ〜９０ｐｐｍの範囲内の熱収縮率を示すことが特に好ましい。

（５−１０）
上記実施例では、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、１．０ｎｍ以下の歪値を示した。しかし、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、０ｎｍ〜０．９５ｎｍの範囲内の歪値を示すことがより好ましく、０ｎｍ〜０．９０ｎｍの範囲内の歪値を示すことがさらに好ましい。

（５−１１）
上記実施例では、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、０．１５ｍｍ以下の反り値を示した。しかし、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲内の反り値を示すことがより好ましく、０ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲内の反り値を示すことがさらに好ましい。

（５−１２）
上記実施例では、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、１５μｍ以下の板厚偏差を示した。しかし、冷却工程Ｓ４によって冷却されたシートガラスＳＧは、０μｍ〜１４μｍの範囲内の板厚偏差を示すことがより好ましく、０μｍ〜１３μｍの範囲内の板厚偏差を示すことがさらに好ましい。

本発明は、ダウンドロー法を用いたガラス基板の製造方法に適用可能である。

１１ 溶解装置
１２ 清澄装置
４０ 成形装置
４１ 成形体
５１ 冷却ローラ
６０ 温度調整ユニット
８１ａ〜８１ｇ 引下げローラ
８２ａ〜８２ｇ ヒータ
９０ 切断装置
９１ 制御装置
１００ ガラス基板の製造装置
Ｃ シートガラスの中心部
Ｒ，Ｌ シートガラスの耳部（幅方向の端部）
ＳＧ シートガラス
Ｓ３ 成形工程
Ｓ４ 冷却工程
Ｓ４１ 第１冷却工程
Ｓ４２ 第２冷却工程
Ｓ４３ 第３冷却工程

特開２００９−１９６８７９公報

Claims (9)

1. ダウンドロー法によって、溶融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、
   前記シートガラスを冷却する冷却工程と
   を備え、
   前記冷却工程は、
   前記シートガラスの中央領域の温度が、徐冷点になるまで、第１の平均冷却速度で冷却する第１の冷却工程と、
   前記中央領域の温度が、前記徐冷点から歪点−５０℃になるまで、第２の平均冷却速度で冷却する第２の冷却工程と、
   前記中央領域の温度が、前記歪点−５０℃から前記歪点−２００℃になるまで、第３の平均冷却速度で冷却する第３の冷却工程と、
   を含み、
   前記第１の平均冷却速度は、５．０℃／秒以上であり、
   前記第１の平均冷却速度は、前記第３の平均冷却速度より速く、
   前記第３の平均冷却速度は、前記第２の平均冷却速度より速く、
   前記第１の冷却工程は、
   前記シートガラスの幅方向の端部の温度が、前記端部に挟まれた中央領域の温度より低く、かつ、前記中央領域の温度が均一になるようにする第１温度制御工程と、
   前記第１温度制御工程が行われた後、前記シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって低くなるようにする第２温度制御工程と、
   を含む、
   ガラス基板製造方法。
2. 前記第２の冷却工程は、
   ガラス歪点の近傍に近づくにつれて、前記シートガラスの幅方向の端部と中央部との温度勾配が低減するようにする第３温度制御工程を含む、
   請求項１に記載のガラス基板製造方法。
3. 前記第３の冷却工程は、
   前記シートガラスの幅方向の温度が、前記シートガラスの幅方向の端部から中央部に向かって低くなるようにする第４温度制御工程を含む、
   請求項１または２に記載のガラス基板製造方法。
4. 前記第２の平均冷却速度は、０．５℃／秒〜５．５℃／秒であり、
   前記第３の平均冷却速度は、１．５℃／秒〜７．０℃／秒である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板製造方法。
5. 前記冷却工程によって冷却された前記シートガラスは、１００ｐｐｍ以下の熱収縮率を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス基板製造方法。
6. 前記冷却工程は、
   前記シートガラスの幅方向の温度勾配を、前記シートガラスの流れ方向に沿って制御する温度勾配制御工程をさらに含む、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス基板製造方法。
7. 前記冷却工程によって冷却された前記シートガラスは、１．０ｎｍ以下の歪値を有する、
   請求項６に記載のガラス基板製造方法。
8. 前記冷却工程によって冷却された前記シートガラスは、０．１５ｍｍ以下の反り値を有する、
   請求項６または７に記載のガラス基板製造方法。
9. 前記冷却工程によって冷却された前記シートガラスは、１５μｍ以下の板厚偏差を有する、
   請求項６から８のいずれか１項に記載のガラス基板製造方法。

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