JP5797222B2 - Glass substrate manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板の製造方法および製造装置に関する。   The present invention relates to a glass substrate manufacturing method and a manufacturing apparatus.

液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、近年、高精細な画像を表示することが求められ、ディスプレイに用いられるガラス基板として、α−Si・TFT(Amorphous Silicon Thin Film Transistor)ではなく、低温ポリシリコン(Low-temperature Poly Silicon、以下、LTPSという)・TFTに適用できることが求められている。LTPS・TFTのパネル製造時には、α−Si・TFTと比較して、より高温での熱処理が必要である。しかし、TFTが形成されるガラス基板に、このような高温の熱処理が施されると、ガラス基板は熱収縮によって縮み、ガラス基板上に形成されたTFT回路のズレが生じる。このようなズレは、液晶パネル等のディスプレイにおいて表示不良を引き起こす。このため、LTPS・TFTが形成されるガラス基板は、熱収縮率が小さく、かつ、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきが小さいことが求められている。   In recent years, flat panel displays such as liquid crystal displays and organic EL displays have been required to display high-definition images, and glass substrates used for displays are not α-Si TFT (Amorphous Silicon Thin Film Transistor), It is required to be applicable to low-temperature polysilicon (hereinafter referred to as LTPS) TFT. When manufacturing a panel of LTPS • TFT, heat treatment at a higher temperature is required as compared with α-Si • TFT. However, when such a high-temperature heat treatment is performed on the glass substrate on which the TFT is formed, the glass substrate shrinks due to thermal shrinkage, and a shift of the TFT circuit formed on the glass substrate occurs. Such a shift causes a display defect in a display such as a liquid crystal panel. For this reason, the glass substrate on which LTPS · TFT is formed is required to have a small thermal shrinkage rate and a small variation in the thermal shrinkage rate for each glass substrate.

一般に、ガラス基板の熱収縮率は、ガラスの低温度域における粘性が高いほど、すなわち、ガラスの歪点が高いほど、小さくなる。そこで、従来、ガラス原料の組成を調整することで歪点を高くし、これにより、ガラス基板の熱収縮率を小さくする技術が提案されている(特許文献1)。   Generally, the thermal shrinkage rate of a glass substrate decreases as the viscosity of the glass in a low temperature range increases, that is, as the strain point of the glass increases. Thus, conventionally, a technique has been proposed in which the strain point is increased by adjusting the composition of the glass raw material, thereby reducing the thermal shrinkage rate of the glass substrate (Patent Document 1).

特開2011−126728号公報JP 2011-126728 A

ところで、ガラス基板を製造した場合に、徐冷時の冷却条件が一定であっても、生産した時期によって得られたガラス基板ごとに熱収縮率のバラつきが生じることがある。熱収縮率のバラつきが生じる理由として、生産した時期により熔融ガラスに含まれる水分量が変化することによって、ガラス基板ごとに水分量が異なった結果、歪点が異なり、熱収縮率が異なることが挙げられる。このような熱収縮率のバラつきは、LTPS・TFTに適用されるガラス基板として好ましくない。
これは、熱収縮率の絶対値が大きいことによるTFT回路のズレの問題は、LTPS・TFTのパネル製造時に装置設定を変更することで低減することができる。これに対し、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきの影響は、装置設定を変更したとしても低減することが困難であるため、とりわけ重要である。
しかし、特許文献1に開示される技術では、熱収縮の絶対値は小さくすることができても、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきを十分に抑えることができない。
By the way, when manufacturing a glass substrate, even if the cooling conditions at the time of slow cooling are constant, the thermal contraction rate may vary for each glass substrate obtained depending on the time of production. The reason for the variation in thermal shrinkage is that the amount of moisture contained in the molten glass varies depending on the production period, resulting in different amounts of moisture for each glass substrate, resulting in different strain points and different thermal shrinkage rates. Can be mentioned. Such a variation in the thermal shrinkage rate is not preferable as a glass substrate applied to the LTPS • TFT.
This is because the problem of TFT circuit misalignment due to the large absolute value of the thermal contraction rate can be reduced by changing the device settings during the manufacture of the LTPS / TFT panel. On the other hand, the influence of the variation in the thermal shrinkage rate for each glass substrate is particularly important because it is difficult to reduce even if the apparatus setting is changed.
However, with the technique disclosed in Patent Document 1, even if the absolute value of heat shrinkage can be reduced, variation in the heat shrinkage rate of each glass substrate cannot be sufficiently suppressed.

本発明は、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきを抑制できるガラス基板の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the manufacturing method and manufacturing apparatus of a glass substrate which can suppress the variation in the thermal contraction rate for every glass substrate.

本発明の一態様は、ガラス原料とカレットとを熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形工程と、を有する、歪点が680度以上であるガラス基板を製造するディスプレイ用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきを±0.015/mm以下にすることでガラス基板ごとの歪点及び熱収縮率のバラつきを小さくするために、前記ガラス原料と前記ガラス原料よりもβ−OH値が高い前記カレットとの混合物に対する前記カレットの配合比を制御することでガラス基板のβ−OH値を調整する制御工程を有し、
前記制御工程では、
製造された前記ガラス基板のβ−OH値を測定することで製造条件の変化によるβ−OH値の変化量を求め、
前記ガラス基板のβ−OH値が、前記ガラス基板の前記熱収縮率が70ppm以下となるように予め設定された目標β−OH値となるよう、前記β−OH値の変化量に基づいて前記カレットの配合比を制御し、
前記熱収縮率は、常温から10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、その後、10℃/分で常温まで降温し、再び10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、10℃/分で常温まで降温する熱処理を行った後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式:
熱収縮率(ppm)={熱処理によるガラス基板の収縮量/熱処理前のガラス基板の長さ}×10
により求めたものである、ことを特徴とする。
この製造方法によれば、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比が制御されることによって、ガラスのβ−OH値に影響を与える製造条件が変化したとしても、製造されたガラス基板のβ−OH値が変化することを抑制でき、ガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきを小さくすることができる。したがって、ガラス基板ごとの歪点のバラつきを小さくでき、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきを小さくすることができる。
One aspect of the present invention is a melting step in which a glass raw material and cullet are melted to produce a molten glass,
A method for producing a glass substrate for display, comprising producing a glass substrate having a strain point of 680 degrees or more, comprising a molding step of forming the molten glass into a sheet glass,
In order to reduce the variation of the strain point and the heat shrinkage rate for each glass substrate by setting the variation of β-OH value for each glass substrate to ± 0.015 / mm or less, β A control step of adjusting the β-OH value of the glass substrate by controlling the blending ratio of the cullet with respect to the mixture with the cullet having a high -OH value;
In the control step,
By determining the β-OH value of the manufactured glass substrate to determine the amount of change in β-OH value due to changes in manufacturing conditions,
Wherein the beta-OH value of the glass substrate, the so that the thermal shrinkage of the glass substrate becomes a predetermined target beta-OH value to be equal to or less than 70 ppm, based on the change amount of the beta-OH value Control the mixing ratio of cullet ,
The heat shrinkage rate is 10 ° C./min from room temperature, held at 550 ° C. for 1 hour, then lowered to room temperature at 10 ° C./min, raised again at 10 ° C./min, and heated at 550 ° C. Using the amount of shrinkage of the glass substrate after the heat treatment for holding for 1 hour and lowering to room temperature at 10 ° C./min, the following formula:
Thermal shrinkage rate (ppm) = {Shrinkage amount of glass substrate by heat treatment / Length of glass substrate before heat treatment} × 10 6
Ru der ones determined by, characterized in that.
According to this manufacturing method, the β-OH value of the glass substrate is controlled by controlling the compounding ratio of the cullet to the mixture of the glass raw material and the cullet so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value. Even if the manufacturing conditions that give the change are changed, it is possible to suppress the change in the β-OH value of the manufactured glass substrate, and to reduce the variation in the β-OH value for each glass substrate. Therefore, the variation of the strain point for each glass substrate can be reduced, and the variation of the thermal shrinkage rate for each glass substrate can be reduced.

前記ガラス基板の製造方法の好ましい第1の形態では、前記熔解工程では、製造されたガラス基板のβ−OH値に基づいて決定された配合比に従って、前記ガラス原料およびカレットを熔解槽に投入する。
なお、前記配合比は、ガラス中β−OH値量に影響する製造条件の変更実績もしくは予定に基づいて決定されることがより好ましい。
このように、ガラス基板のβ−OH値が次にガラス基板が製造される場合に反映され、フィードバック制御が行われることで、ガラス基板のβ−OH値を精度よく制御することができる。
In the first preferred embodiment of the method for producing a glass substrate, in the melting step, the glass raw material and cullet are charged into a melting tank according to a blending ratio determined based on a β-OH value of the produced glass substrate. .
In addition, it is more preferable that the said mixture ratio is determined based on the change result or schedule of the manufacturing conditions which influence (beta) -OH value amount in glass.
As described above, the β-OH value of the glass substrate is reflected when the glass substrate is manufactured next, and the feedback control is performed, so that the β-OH value of the glass substrate can be accurately controlled.

前記ガラス基板の製造方法の好ましい第2の形態では、前記ガラス基板は、歪点が680度以上である。   In a second preferred embodiment of the method for producing a glass substrate, the glass substrate has a strain point of 680 degrees or more.

前記ガラス基板の製造方法の好ましい第3の形態では、前記ガラス基板は、LiO、NaO、KOの合計含有量が0〜2質量%である。 In a third preferred embodiment of the method for producing a glass substrate, the glass substrate has a total content of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O of 0 to 2% by mass.

前記ガラス基板の製造方法の好ましい第4の形態では、前記ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板である。
前記ガラス基板の製造方法の好ましい第5の形態では、前記ガラス基板は、LTPS・TFT搭載ディスプレイ用ガラス基板である。
また、前記ガラス基板の製造方法の好ましい第6の形態では、前記ガラス基板は、液晶ディスプレイ用ガラス基板又は有機ELディスプレイ用ガラス基板である。
In a fourth preferred embodiment of the method for producing a glass substrate, the glass substrate is a flat panel display glass substrate.
In a fifth preferred embodiment of the method for producing a glass substrate, the glass substrate is a glass substrate for a LTPS / TFT mounted display.
Moreover, in the 6th preferable form of the manufacturing method of the said glass substrate, the said glass substrate is a glass substrate for liquid crystal displays or a glass substrate for organic EL displays.

前記ガラス基板の製造方法の好ましい第7の形態では、ガラス原料とカレットとを熔解槽において熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程では、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、SnOを含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解し、前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.5以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う。
これにより、ガラス基板のβ―OH値が高くなり、歪点が小さくなることを抑制でき、熱集収縮のばらつきを小さくすることができる。さらに、熔融ガラスの清澄を効率よく行うことができ、熔解槽の損傷あるいは熔損を抑えることができる。
In a preferred seventh embodiment of the method for producing a glass substrate, in the melting step of melting a glass raw material and cullet in a melting tank to form a molten glass, combustion heating in a gas phase using a combustion means, and melting glass The glass raw material is melted so that the glass containing SnO 2 and having a viscosity of 10 2.5 poise and having a temperature of 1580 ° C. or higher is obtained by using the electric heating performed by passing an electric current. The combustion heating and the energization heating are performed so that the ratio of the heat generation amount due to the combustion heating to the heat generation amount due to the combustion heat is from 1.5 to 2.8.
As a result, the β-OH value of the glass substrate is increased, and it is possible to suppress the strain point from being reduced, and the variation in heat collection / shrinkage can be reduced. Furthermore, the clarification of the molten glass can be performed efficiently, and damage or melting of the melting tank can be suppressed.

本発明の他の一態様は、ガラス原料とカレットとを熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形炉と、を有する、歪点が680度以上であるディスプレイ用ガラス基板を製造するガラス基板の製造装置であって、
ガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきを±0.015/mm以下にすることでガラス基板ごとの歪点及び熱収縮率のバラつきを小さくするために、前記ガラス原料と前記ガラス原料よりもβ−OH値が高い前記カレットとの混合物に対する前記カレットの配合比を制御することでガラス基板のβ−OH値を調整する制御部を有し、
前記制御部では、
製造された前記ガラス基板のβ−OH値を測定することで製造条件の変化によるβ−OH値の変化量を求め、
前記ガラス基板のβ−OH値が、前記ガラス基板の前記熱収縮率が70ppm以下となるように予め設定された目標β−OH値となるよう、前記β−OH値の変化量に基づいて前記カレットの配合比を制御し、
前記熱収縮率は、常温から10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、その後、10℃/分で常温まで降温し、再び10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、10℃/分で常温まで降温する熱処理を行った後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式:
熱収縮率(ppm)={熱処理によるガラス基板の収縮量/熱処理前のガラス基板の長さ}×10
により求めたものである、ことを特徴とする。
この製造装置によれば、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、前記ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比が制御されることによって、ガラスのβ−OH値に影響を与える製造条件が変化したとしても、製造されたガラス基板のβ−OH値が変化することを抑制でき、得られるガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきを小さくできる。したがって、ガラス基板ごとの歪点のバラつきを小さくでき、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきを小さくできる。
Another aspect of the present invention is a melting tank for melting glass raw material and cullet to make molten glass,
A glass substrate manufacturing apparatus for manufacturing a glass substrate for display having a strain point of 680 degrees or more, and a molding furnace for forming the molten glass into a sheet glass,
In order to reduce the variation of the strain point and the heat shrinkage rate for each glass substrate by setting the variation of β-OH value for each glass substrate to ± 0.015 / mm or less, β A control unit for adjusting the β-OH value of the glass substrate by controlling the blending ratio of the cullet with respect to the mixture with the cullet having a high -OH value;
In the control unit,
By determining the β-OH value of the manufactured glass substrate to determine the amount of change in β-OH value due to changes in manufacturing conditions,
Wherein the beta-OH value of the glass substrate, the so that the thermal shrinkage of the glass substrate becomes a predetermined target beta-OH value to be equal to or less than 70 ppm, based on the change amount of the beta-OH value Control the mixing ratio of cullet ,
The heat shrinkage rate is 10 ° C./min from room temperature, held at 550 ° C. for 1 hour, then lowered to room temperature at 10 ° C./min, raised again at 10 ° C./min, and heated at 550 ° C. Using the amount of shrinkage of the glass substrate after the heat treatment for holding for 1 hour and lowering to room temperature at 10 ° C./min, the following formula:
Thermal shrinkage rate (ppm) = {Shrinkage amount of glass substrate by heat treatment / Length of glass substrate before heat treatment} × 10 6
Ru der ones determined by, characterized in that.
According to this manufacturing apparatus, the blending ratio of cullet to the mixture of the glass raw material and the cullet is controlled so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value, whereby the β-OH value of the glass is obtained. Even if the production conditions that affect it change, it is possible to suppress the change in the β-OH value of the manufactured glass substrate, and to reduce the variation in the β-OH value for each glass substrate to be obtained. Therefore, the variation of the strain point for each glass substrate can be reduced, and the variation of the thermal shrinkage rate for each glass substrate can be reduced.

本発明の他の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
熔融ガラスをつくる熔解工程と、前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形工程と、
を含み、前記ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるように制御されることを特徴とする。
この製造方法によれば、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう制御されることによって、ガラスのβ−OH値に影響を与える製造条件が変化したとしても、製造されたガラス基板のβ−OH値が変化することを抑制でき、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきを小さくすることができる。
Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a glass substrate,
A melting step for producing molten glass, a molding step for molding the molten glass into a sheet glass,
And the β-OH value of the glass substrate is controlled to be a target β-OH value.
According to this manufacturing method, even if the manufacturing condition affecting the β-OH value of the glass is changed by controlling the β-OH value of the glass substrate to be the target β-OH value, the glass substrate is manufactured. It is possible to suppress a change in the β-OH value of the glass substrate, and to reduce the variation in the thermal shrinkage rate for each glass substrate.

本発明によれば、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比が制御されることによって、得られるガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきが小さくなる。したがって、ガラス基板ごとの歪点のバラつきが小さくなり、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきが小さくなる。また、この製造方法によれば、カレットの配合比を制御することで、ガラス基板のβ−OH値の調整を容易に行える。
さらに、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう制御されることによって、得られるガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきが小さくなる。したがって、ガラス基板ごとの歪点のバラつきが小さくなり、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきが小さくなる。
According to the present invention, β-OH for each glass substrate obtained by controlling the compounding ratio of cullet to the mixture of glass raw material and cullet so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value. The variation in value is reduced. Therefore, the variation of the strain point for each glass substrate is reduced, and the variation of the thermal shrinkage rate for each glass substrate is reduced. Moreover, according to this manufacturing method, the β-OH value of the glass substrate can be easily adjusted by controlling the blending ratio of cullet.
Further, by controlling the β-OH value of the glass substrate to be the target β-OH value, variation in β-OH value for each glass substrate to be obtained is reduced. Therefore, the variation of the strain point for each glass substrate is reduced, and the variation of the thermal shrinkage rate for each glass substrate is reduced.

本発明のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process of the manufacturing method of the glass substrate of this invention. 図1に示す決定工程〜測定工程を行う装置の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the apparatus which performs the determination process-measurement process shown in FIG. 本発明のガラス基板の製造装置の熔解槽を説明する図である。It is a figure explaining the melting tank of the manufacturing apparatus of the glass substrate of this invention.

以下、本発明のガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置について説明する。   The glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus of the present invention will be described below.

(ガラス基板の製造方法)
まず、ガラス基板の製造方法について説明する。
図1に、ガラス基板の製造方法のフローの一例を説明する図を示す。
ガラス基板の製造方法は、決定工程(ST1)と、熔解工程(ST2)と、清澄工程(ST3)と、均質化工程(ST4)と、供給工程(ST5)と、成形工程(ST6)と、徐冷工程(ST7)と、切断工程(ST8)と、測定工程(ST9)と、を主に有する。本発明のガラス基板の製造方法の制御工程は、決定工程(ST1)と、測定工程(ST9)と、を含む。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を経て、最終製品のガラス基板となる。
(Glass substrate manufacturing method)
First, the manufacturing method of a glass substrate is demonstrated.
In FIG. 1, the figure explaining an example of the flow of the manufacturing method of a glass substrate is shown.
The manufacturing method of the glass substrate includes a determination process (ST1), a melting process (ST2), a clarification process (ST3), a homogenization process (ST4), a supply process (ST5), a molding process (ST6), It has mainly a slow cooling process (ST7), a cutting process (ST8), and a measurement process (ST9). The control process of the manufacturing method of the glass substrate of the present invention includes a determination process (ST1) and a measurement process (ST9). In addition to this, the glass substrate of the final product is obtained through a grinding process, a polishing process, a cleaning process, an inspection process, a packing process, and the like.

制御工程では、ガラス基板の水分量として、赤外線分光法によるガラス基板中のOH基に起因する吸光度(β−OH値)を用いて、ガラス基板中のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比(以下、カレット比ともいう)を制御する。ガラス原料とともにカレットを用いるのは、ガラス原料を熔解するためのエネルギーを小さくするためである。カレットは、一度熔融してガラス化されているため、ガラス原料を熔解する場合に比べ、少ないエネルギーで熔解できる。また、ガラス原料とともにカレットを用いることで、ガラス基板の製造工程において生じる製品にならないガラスを再利用することで、産業廃棄物の発生を抑えると共に、原料コス
トを抑えることができる。なお、ガラス原料は、後述するガラス基板の組成となるよう用意されたSiO、Al、B等の各成分である。カレットは、ガラス基板の製造工程において生じる耳部と呼ばれるガラスや、ガラスくずである。耳部は、切断工程(ST8)においてガラス板から切り離された、シートガラスの幅方向両側の部分である。
In the control step, the absorbance (β-OH value) due to the OH group in the glass substrate by infrared spectroscopy is used as the moisture content of the glass substrate, and the β-OH value in the glass substrate becomes the target β-OH value. The blending ratio of cullet to the mixture of glass raw material and cullet (hereinafter also referred to as cullet ratio) is controlled. The reason why the cullet is used together with the glass raw material is to reduce the energy for melting the glass raw material. Since the cullet is melted once and vitrified, it can be melted with less energy compared to melting the glass raw material. In addition, by using cullet together with the glass raw material, it is possible to suppress the generation of industrial waste and to reduce the raw material cost by reusing the glass that does not become a product generated in the manufacturing process of the glass substrate. The glass raw materials, which are the components such as SiO 2, Al 2 O 3, B 2 O 3 that is provided so as to be the composition of the glass substrate to be described later. The cullet is glass or glass waste called an ear generated in the glass substrate manufacturing process. The ears are portions on both sides in the width direction of the sheet glass, which were cut from the glass plate in the cutting step (ST8).

ガラス基板中の水分は、ガラス原料やカレットに含まれる水分が熔融ガラスから放出されずにガラス中に残ったり、熔解槽内の熔融ガラスの液面近傍の雰囲気から熔融ガラス中に溶け込んだりすることによって、ガラス基板中に含まれる。ガラス基板中の水分量を一定に保つためには、ガラス原料中の水分量や、熔解槽でのガラス熔解温度、熔融ガラス量、を一定に保つことが挙げられる。しかし、製造するガラス基板の厚さや求められる品質を実現するために、熔解槽でのガラス熔解温度を変更することや、熔解槽中の熔解ガラス量を変更することが必要となる。これにより、ガラス基板中の水分量が変化してしまうのでガラス基板中の水分量を一定に保つことは困難である。また、外因によって意図せずにガラス基板中の水分量が変化することもある。そこで、本実施形態のガラス基板の製造方法では、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比を制御することで、ガラス基板中の水分量の変動による影響を抑えるようにしている。熔解工程(ST2)に先立ってこのようなカレット比の制御が行われることで、熔解工程(ST2)では、制御されたカレット比に従ってガラス原料およびカレットが投入される。なお、制御工程は、後で詳細に説明する。   The moisture in the glass substrate must remain in the glass without being released from the molten glass or from the atmosphere near the liquid surface of the molten glass in the melting tank. Is contained in the glass substrate. In order to keep the moisture content in the glass substrate constant, it is mentioned to keep the moisture content in the glass raw material, the glass melting temperature in the melting tank, and the molten glass amount constant. However, in order to realize the thickness of the glass substrate to be manufactured and the required quality, it is necessary to change the glass melting temperature in the melting tank or to change the amount of molten glass in the melting tank. As a result, the amount of moisture in the glass substrate changes, and it is difficult to keep the amount of moisture in the glass substrate constant. In addition, the amount of water in the glass substrate may change unintentionally due to external factors. Therefore, in the glass substrate manufacturing method of the present embodiment, the influence of fluctuations in the amount of moisture in the glass substrate is suppressed by controlling the blending ratio of cullet to the mixture of the glass raw material and cullet. Such control of the cullet ratio is performed prior to the melting step (ST2), so that in the melting step (ST2), the glass raw material and the cullet are charged according to the controlled cullet ratio. The control process will be described later in detail.

熔解工程(ST2)は熔解槽で行われる。熔解槽では、制御工程で決定されたカレット比に従って、ガラス原料およびカレットを、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面に投入することにより熔融ガラスを作る。ガラス原料およびカレットの投入方法は、例えば、ガラス原料等を収めたバケットを反転して熔解槽内の熔融ガラスに投入する方式でも、ベルトコンベアを用いてガラス原料等を搬送して投入する方式、スクリューフィーダによりガラス原料等を投入する方式、でもよい。本実施形態では、バケットを用いてガラス原料等が投入される。
熔解槽の熔融ガラスは、例えば、バーナの火炎からの輻射熱により加熱されてもよく、モリブデン、白金または酸化錫等で構成された少なくとも1対の電極(図示されない)間に電流を流して熔融ガラスを通電加熱してもよく、また、通電加熱に加えて、バーナによる火焔を補助的に与えてガラス原料を熔解してもよい。本実施形態では、バーナの火炎からの輻射熱及び通電加熱により加熱される。
投入されるガラス原料及びカレットには、清澄剤が添加される。清澄剤として、SnO2,As23,Sb23等が知られているが、特に制限されない。しかし、環境負荷低減の点から、清澄剤としてSnO2(酸化錫)を用いることが好ましい。
The melting step (ST2) is performed in a melting tank. In the melting tank, molten glass is made by introducing the glass raw material and cullet into the liquid surface of the molten glass stored in the melting tank in accordance with the cullet ratio determined in the control step. Glass raw material and cullet charging method, for example, a method of inverting the bucket containing the glass raw material etc. and putting it into the molten glass in the melting tank, or a method of feeding the glass raw material etc. using a belt conveyor, A method of feeding glass raw material or the like with a screw feeder may be used. In this embodiment, a glass raw material etc. are supplied using a bucket.
The molten glass of the melting tank may be heated by, for example, radiant heat from a flame of a burner, and an electric current is passed between at least one pair of electrodes (not shown) made of molybdenum, platinum, tin oxide, or the like. The glass raw material may be melted by supplementary heating with a burner in addition to the current heating. In this embodiment, heating is performed by radiant heat from the flame of the burner and energization heating.
A fining agent is added to the glass raw material and cullet to be charged. SnO 2 , As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and the like are known as fining agents, but are not particularly limited. However, it is preferable to use SnO 2 (tin oxide) as a clarifying agent from the viewpoint of reducing environmental burden.

なお、本実施形態では、熔解槽において、バーナ等の燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、1対の電極等を用いて、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、SnOを含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解することができる。このとき、通電加熱による発熱量に対する、燃焼加熱による発熱量の比が、1.5以上2.8以下となるように、燃焼加熱と通電加熱が行われる、ことが好ましい。 In the present embodiment, in the melting tank, combustion heating in the gas phase using a combustion means such as a burner, and energization heating performed by passing a current through the molten glass using a pair of electrodes or the like are used. Thus, the glass raw material can be melted so that the glass contains SnO 2 and the temperature when the viscosity is 10 2.5 poise is 1580 ° C. or higher. At this time, it is preferable that the combustion heating and the current heating are performed so that the ratio of the heat generated by the combustion heating to the heat generated by the current heating is 1.5 or more and 2.8 or less.

バーナに代表される燃焼加熱の比率が高すぎると、製造されるガラス基板のβ―OH値が高くなり、歪点が小さくなるので、熱集収縮のばらつきも大きくなる。
また、燃焼加熱による発熱量の寄与が大きくなり、気相空間の温度が高くなるので、熔融ガラスの液面上のガラス原料の状態でガラス原料に含まれるSnOなどの清澄剤中の酸素を気相空間中に放出して酸素は拡散する。このため、後工程である清澄工程で熔融ガラスを脱泡するとき、熔融ガラスに含まれる清澄剤から十分な酸素が供給されず、熔融ガラスに含まれる泡に酸素を吸収させて成長させ、熔融ガラスの液面に泡を浮上させて泡を放出させることを十分にできない。すなわち、脱泡処理が十分に行えない。この問題は、清澄効果が高いAsを使用せずに、SnOを清澄剤として用いる場合に顕著となる。
If the ratio of combustion heating typified by a burner is too high, the β-OH value of the glass substrate to be produced becomes high and the strain point becomes small, so that the variation in heat collection and shrinkage also becomes large.
Moreover, since the contribution of the heat generated by combustion heating increases and the temperature of the gas phase space increases, oxygen in the fining agent such as SnO 2 contained in the glass raw material in the state of the glass raw material on the liquid surface of the molten glass. Oxygen diffuses as it is released into the gas phase space. For this reason, when the molten glass is defoamed in the refining process, which is a subsequent process, sufficient oxygen is not supplied from the refining agent contained in the molten glass, and the bubbles contained in the molten glass are allowed to grow by absorbing oxygen. It is not possible to release bubbles by raising the bubbles to the liquid surface of the glass. That is, the defoaming process cannot be performed sufficiently. This problem becomes prominent when SnO 2 is used as a clarifier without using As 2 O 3, which has a high clarification effect.

他方、通電加熱の比率が高すぎると、通電加熱による発熱量の寄与が相対的に大きくなり、通電加熱のために流す電流は多くなる。ここで、歪点が高くなるようにガラス組成を調整すると、粘度が102.5ポアズであるときの温度が高くなる傾向にあり、熔融ガラスの比抵抗がも大きくなる傾向にある。例えば、SnOを含有し、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスは、熔解槽に貯留される熔融ガラスの温度では熔解槽の底壁の耐火レンガの比抵抗との差が小さくなる。この傾向は、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない、あるいはアルカリ金属酸化物の含有率が0質量%以上0.8質量%以下であるアクティブマトリクス型フラットパネルディスプレイ用のガラス基板で特に顕著となる。このため、1対の電極に供給される電流の一部分は熔融ガラスではなく、熔解槽本体の底壁に流れて底壁が通電加熱される。したがって、比抵抗が高く、高温粘性の高い熔融ガラスを熔解槽でつくる場合、電極対に電流を多量に供給することで底壁にも多量に流れ、この結果、底壁の通電加熱による発熱量は大きくなる。この底壁の発熱量の増大によって、熔解槽の底部の断熱特性により熱がこもるという現象が生じる。この熱ごもりは、底部の耐火レンガの機械的強度を弱めて熱クリープを生じさせて、底部を変形させる虞がある。さらに、熱ごもりにより耐火レンガの温度が耐熱温度を超えて熔損する虞もある。このため、通電加熱による発熱量の寄与が過大になることは好ましくない。
以上の点を鑑み、通電加熱による発熱量に対する、燃焼加熱による発熱量の比を1.5〜2.8とすることが好ましい。
On the other hand, if the ratio of current heating is too high, the contribution of the amount of heat generated by current heating becomes relatively large, and the current that flows for current heating increases. Here, when the glass composition is adjusted so as to increase the strain point, the temperature when the viscosity is 10 2.5 poise tends to increase, and the specific resistance of the molten glass also tends to increase. For example, when glass containing SnO 2 and having a viscosity of 10 2.5 poise and having a temperature of 1580 ° C. or higher is the ratio of the refractory bricks on the bottom wall of the melting tank at the temperature of the molten glass stored in the melting tank The difference from the resistance is reduced. This tendency is particularly noticeable in a glass substrate for an active matrix flat panel display that is substantially free of alkali metal oxide or has an alkali metal oxide content of 0% by mass to 0.8% by mass. Become. For this reason, a part of electric current supplied to a pair of electrodes flows into the bottom wall of a melting tank main body instead of molten glass, and a bottom wall is electrically heated. Therefore, when making molten glass with high specific resistance and high temperature viscosity in the melting tank, a large amount of current is supplied to the electrode pair, so that a large amount of current flows also to the bottom wall. Will grow. Due to the increase in the amount of heat generated at the bottom wall, a phenomenon occurs in which heat is trapped due to the heat insulation characteristics of the bottom of the melting tank. This heat weight may weaken the mechanical strength of the refractory bricks at the bottom to cause thermal creep and deform the bottom. Furthermore, there is a possibility that the temperature of the refractory brick exceeds the heat resistance temperature and is melted by the heat. For this reason, it is not preferable that the contribution of the amount of heat generated by energization heating is excessive.
In view of the above points, it is preferable that the ratio of the amount of heat generated by combustion heating to the amount of heat generated by energization heating is 1.5 to 2.8.

通電加熱による発熱量は、例えば電力計から消費電力を計測し、消費電力量を求めることができる。消費電力量(kW)から、通電加熱による発熱量(kcal/時)に変換する(1kW=860kcal/時)。なお、消費電力は、電極114の印加電圧と電極114に流れる電流から求めてもよい。
燃焼ガスを用いた燃焼加熱の発熱量は、燃焼ガスの燃焼による単位体積当たりの発熱量に単位時間の燃焼ガスの供給量(燃焼ガスの流量)を乗算することで算出される。
本実施形態で用いる発熱量の比は、一定時間当たりの発熱量の平均値の比である。ここで、一定時間は、1時間であっても1日でもよい。
The amount of heat generated by energization heating can be obtained by, for example, measuring power consumption from a power meter. The amount of power consumed (kW) is converted into the amount of heat generated by energization heating (kcal / hour) (1 kW = 860 kcal / hour). Note that the power consumption may be obtained from the voltage applied to the electrode 114 and the current flowing through the electrode 114.
The calorific value of combustion heating using the combustion gas is calculated by multiplying the calorific value per unit volume due to combustion of the combustion gas by the supply amount of combustion gas per unit time (flow rate of combustion gas).
The ratio of the calorific value used in the present embodiment is the ratio of the average value of the calorific value per certain time. Here, the fixed time may be one hour or one day.

清澄工程(ST3)は、少なくとも清澄槽において行われる。清澄工程(ST3)では、清澄槽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O、COあるいはSOを含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じたOを吸収して成長し、熔融ガラスの液面に泡は浮上して放出される。さらに、清澄工程では、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得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中のO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。清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。なお、清澄工程は、減圧雰囲気を清澄槽につくり、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。この場合、
清澄剤を用いない点で有効である。なお後述する清澄工程では、酸化錫を清澄剤として用いた清澄方法を用いる。
The clarification step (ST3) is performed at least in the clarification tank. In the clarification step (ST3), the molten glass in the clarification tank is heated, so that bubbles containing O 2 , CO 2, or SO 2 contained in the molten glass are produced by the reduction reaction of the clarifier. It absorbs 2 and grows, and bubbles rise to the liquid surface of the molten glass and are released. Furthermore, in the clarification step, the reducing substance obtained by the reduction reaction of the clarifier undergoes an oxidation reaction by lowering the temperature of the molten glass. Thereby, gas components such as O 2 in the foam remaining in the molten glass are reabsorbed in the molten glass, and the foam disappears. The oxidation reaction and reduction reaction by the fining agent are performed by controlling the temperature of the molten glass. In the clarification step, a reduced pressure defoaming method in which a reduced pressure atmosphere is created in a clarification tank and bubbles present in the molten glass are grown in a reduced pressure atmosphere and defoamed can be used. in this case,
It is effective in that no clarifier is used. In the clarification step described later, a clarification method using tin oxide as a clarifier is used.

均質化工程(ST4)では、清澄槽から延びる配管を通って供給された攪拌槽内の熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、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。なお、攪拌槽は1つ設けても、2つ以上設けてもよい。供給工程(ST5)では、攪拌槽から延びる配管を通して熔融ガラスが成形装置に供給される。   In the homogenization step (ST4), the glass component is homogenized by stirring the molten glass in the stirring tank supplied through the pipe extending from the clarification tank using a stirrer. Thereby, the composition unevenness of the glass which is a cause of striae or the like can be reduced. One stirring tank or two or more stirring tanks may be provided. In the supplying step (ST5), the molten glass is supplied to the molding apparatus through a pipe extending from the stirring tank.

成形装置では、成形工程(ST6)及び徐冷工程(ST7)が行われる。成形工程(ST6)では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形は、オーバーフローダウンドロー法あるいはフロート法等の他の方法を用いることができる。
本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。徐冷工程(ST7)では、成形されて流れるシートガラスが、熱収縮率、内部歪及び反りが小さくなるよう、冷却される(熱収縮低減処理)。このように、本発明のガラス基板の製造方法では、シートガラス成形後の徐冷工程(ST7)において徐冷を行うオンラインアニールのみによって熱収縮低減処理を行うことが好ましい。オンラインアニールのみによって熱収縮低減処理を行うことが好ましい理由は、切断工程(ST8)でシートガラス切断後に再度熱処理を施すオフラインアニールによって熱収縮処理を行う場合は、別途アニール炉が必要となるためである。アニール炉は、例えば、後述する成形装置の徐冷炉202の他の炉である。オフラインアニールによって熱収縮低減処理を行うと、ガラス組成の調整によって歪点を例えば680℃以上としなくても熱収縮率を小さくすることが可能である。しかし、このような方法は生産効率が著しく低くなる。
In the molding apparatus, a molding step (ST6) and a slow cooling step (ST7) are performed. In the forming step (ST6), the molten glass is formed into a sheet glass to make a flow of the sheet glass. For the molding, other methods such as an overflow downdraw method or a float method can be used.
In this embodiment, the overflow downdraw method is used. In the slow cooling step (ST7), the sheet glass that is formed and flows is cooled so that the thermal shrinkage rate, internal strain, and warpage are reduced (thermal shrinkage reduction process). Thus, in the manufacturing method of the glass substrate of this invention, it is preferable to perform a thermal contraction reduction process only by the online annealing which performs slow cooling in the slow cooling process (ST7) after sheet glass shaping | molding. The reason why it is preferable to perform the thermal shrinkage reduction process only by online annealing is that when the thermal shrinkage process is performed by offline annealing in which the heat treatment is performed again after cutting the sheet glass in the cutting step (ST8), a separate annealing furnace is required. is there. An annealing furnace is another furnace of the slow cooling furnace 202 of the shaping | molding apparatus mentioned later, for example. When the thermal shrinkage reduction treatment is performed by offline annealing, the thermal shrinkage rate can be reduced without adjusting the strain point to, for example, 680 ° C. or higher by adjusting the glass composition. However, such a method has a significantly low production efficiency.

切断工程(ST8)では、切断装置において、成形装置から供給されたシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス板を得る。このとき、シートガラスから耳部が切り出され、カレットが生成する。切断されたガラス板はさらに、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。この後、ガラス基板の端面の研削、研磨が行われ、ガラス基板の洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。   In the cutting step (ST8), in the cutting device, the sheet glass supplied from the forming device is cut into a predetermined length to obtain a plate-like glass plate. At this time, an ear | edge part is cut out from a sheet glass and a cullet produces | generates. The cut glass plate is further cut into a predetermined size to produce a glass substrate of a target size. After this, the end surface of the glass substrate is ground and polished, the glass substrate is cleaned, and further, the presence of abnormal defects such as bubbles and striae is inspected. Will be packed as.

(制御工程)
次に、制御工程について、より詳細に説明する。制御工程では、測定工程(ST9)において、ガラス基板のβ−OH値の測定を行い、決定工程(ST1)において、測定されたβ−OH値に基づいて、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比(カレット比)を決定する。
(Control process)
Next, the control process will be described in more detail. In the control process, the β-OH value of the glass substrate is measured in the measurement process (ST9), and the cullet for the mixture of the glass raw material and the cullet is determined based on the measured β-OH value in the determination process (ST1). The blending ratio (cullet ratio) is determined.

(測定工程)
測定工程では、切断工程において所定の長さに切断されたガラス基板のβ−OH値を、分光光度計を用いて得られたガラス基板の赤外線吸収スペクトルから次式によって求める。なお、ガラス基板のβ−OH値を測定する頻度は特に限定されない。
β−OH値=(1/X)log10(T1/T2)
X:ガラス厚さ(mm)
T1:参照波長2600nmにおける透過率(%)
T2:水酸基吸収波長2800nmにおける最小透過率(%)
β−OH値は、mm-1で表される。なお、β−OH値は、ガラス基板中に泡が生じないよう、ガラス基板中の水分量が一定量以内になるようにする目的で測定されたものを用いることができる。測定工程(ST9)は、他の実施形態では、切断工程(ST8)の直後でなく、熔解工程(ST2)の前に行われる決定工程の直前に行われてもよい。
(Measurement process)
In the measurement step, the β-OH value of the glass substrate cut to a predetermined length in the cutting step is obtained from the infrared absorption spectrum of the glass substrate obtained using a spectrophotometer according to the following equation. In addition, the frequency which measures the beta-OH value of a glass substrate is not specifically limited.
β-OH value = (1 / X) log 10 (T1 / T2)
X: Glass thickness (mm)
T1: Transmittance (%) at a reference wavelength of 2600 nm
T2: Minimum transmittance (%) at a hydroxyl group absorption wavelength of 2800 nm
The β-OH value is expressed in mm −1 . As the β-OH value, a value measured for the purpose of keeping the water content in the glass substrate within a certain amount so that bubbles are not generated in the glass substrate can be used. In other embodiments, the measurement step (ST9) may be performed not immediately after the cutting step (ST8) but immediately before the determination step performed before the melting step (ST2).

(決定工程)
決定工程(ST1)では、測定されたガラス基板のβ−OH値に基づいて、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比(カレット比)を決定する。このとき、カレットのβ−OH値は、上記ガラス基板のβ−OH値の測定方法と同様の方法であらかじめ測定されている。このようにガラス基板のβ−OH値が測定され、カレット比が決定され、さらに、熔解工程(ST2)において、決定されたカレット比に従ってガラス原料およびカレットが熔解槽に投入されることによって、フィードバック制御が行われ、ガラス基板のβ−OH値が精度よく制御される。
(Decision process)
In the determination step (ST1), based on the measured β-OH value of the glass substrate, the blending ratio (cullet ratio) of the cullet to the mixture of the glass raw material and the cullet is determined. At this time, the β-OH value of the cullet is measured in advance by the same method as the method for measuring the β-OH value of the glass substrate. In this way, the β-OH value of the glass substrate is measured, the cullet ratio is determined, and further, in the melting step (ST2), the glass raw material and the cullet are fed into the melting tank according to the determined cullet ratio, thereby providing feedback. Control is performed, and the β-OH value of the glass substrate is accurately controlled.

次に、カレット比の制御により、ガラス基板のβ−OH値を制御できる理由を説明する。
ガラス基板中のβ−OH値は、主に(1)ガラス原料およびカレット中に含まれる水分のうち、熔解工程において、ガス泡として熔融ガラス外に放出されずに熔融ガラス中に溶け込んだ水分量と、(2)熔解工程において熔融ガラス液面に接する雰囲気から、熔融ガラス液面を介して熔融ガラス中に溶け込む水分量とによって決定される。
製造対象となるガラスがソーダライムガラスなどと比較してアルカリ金属酸化物量が少なく、熔融温度の高いLTPS・TFT搭載ディスプレイ用ガラス基板又は有機ELディスプレイ用ガラス基板である場合、上記(2)において熔融ガラス中に溶け込む水分量が増加する。これは、熔解温度の高いガラスの製造においては、熔解工程で使用されるガスバーナとして、空気燃焼ガスバーナではなく、燃焼効率が良く高い酸素ガスバーナが用いられているためである。酸素ガスバーナでは、燃焼に関与しない窒素を含まないので、高温の燃焼温度を得られる代わりに、燃焼排ガスには多量の水蒸気が含まれることになる。すなわち、熔融ガラス中に溶け込む水分量が増加する。
ここで、カレットは、一度熔解してガラス化されたものであるため、ガラス原料とカレットを比べると、一般的にカレットの方がβ−OH値が高くなる。そのため、カレットの比率を高めることにより、生産されるガラス基板のβ−OH値を高めることができ、カレットの比率を下げることで、生産されるガラス基板のβ−OH値を下げるなどの制御が可能となる。
Next, the reason why the β-OH value of the glass substrate can be controlled by controlling the cullet ratio will be described.
The β-OH value in the glass substrate is mainly (1) Of the moisture contained in the glass raw material and cullet, the amount of moisture dissolved in the molten glass without being released out of the molten glass as gas bubbles in the melting step And (2) the amount of moisture dissolved in the molten glass from the atmosphere in contact with the molten glass liquid surface in the melting step through the molten glass liquid surface.
When the glass to be manufactured is a glass substrate for LTPS / TFT mounted display or a glass substrate for organic EL display having a low alkali metal oxide amount and a high melting temperature compared to soda lime glass, etc., melting in the above (2) The amount of moisture that dissolves in the glass increases. This is because in the production of glass having a high melting temperature, an oxygen gas burner having a high combustion efficiency and a high combustion efficiency is used as a gas burner used in the melting process, instead of an air combustion gas burner. Since the oxygen gas burner does not contain nitrogen that does not participate in combustion, instead of obtaining a high combustion temperature, the combustion exhaust gas contains a large amount of water vapor. That is, the amount of water that dissolves in the molten glass increases.
Here, since the cullet is once melted and vitrified, the cullet generally has a higher β-OH value than the glass raw material and the cullet. Therefore, by increasing the cullet ratio, the β-OH value of the produced glass substrate can be increased, and by reducing the cullet ratio, control such as lowering the β-OH value of the produced glass substrate can be achieved. It becomes possible.

カレット比の決定は、測定されたβ−OH値に基づいて、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値となるように行われる。例えば、カレット比の決定は、測定されたβ−OH値に基づいて、ガラス基板のβ−OH値に影響を与える製造条件の変化実績及び変更予定に基づいて行われることが好ましい。目標β−OH値は、種々の値を採ることができ、例えば、過去に作製したガラス基板のβ−OH値を基準に、ガラス原料中の水和物の量や液面雰囲気中の水分量を参考にして決定されてもよい。なお、目標β−OH値は、熱収縮率の絶対値を小さくする観点からは低いほど好ましい。目標β−OH値は、例えば、0.35/mm以下とすることができる。本実施形態において、カレット比は、ガラス原料およびカレットの混合物100質量%に対して、例えば、20〜30質量%である。なお、カレット比は、ガラス原料およびカレットの混合物に対する配合比として決定されてもよく、ガラス原料に対する配合比として決定されてもよい。決定工程(ST1)は、他の実施形態では、熔解工程(ST2)の直前に行われずに、当該カレットが生じた切断工程(ST8)の後の測定工程(ST9)に続けて行われてもよい。また、決定工程(ST1)は、測定工程(ST9)の後、時間を置いて(例えば、数日)行われてもよく、測定工程(ST9)の直後に測定工程(ST9)に続けて行われてもよい。   The cullet ratio is determined so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value based on the measured β-OH value. For example, the cullet ratio is preferably determined on the basis of the measured β-OH value, based on the change in production conditions and the change schedule that affect the β-OH value of the glass substrate. The target β-OH value can take various values. For example, based on the β-OH value of a glass substrate produced in the past, the amount of hydrate in the glass raw material and the amount of water in the liquid surface atmosphere May be determined with reference to FIG. The target β-OH value is preferably as low as possible from the viewpoint of reducing the absolute value of the heat shrinkage rate. The target β-OH value can be set to 0.35 / mm or less, for example. In the present embodiment, the cullet ratio is, for example, 20 to 30% by mass with respect to 100% by mass of the mixture of the glass raw material and cullet. In addition, a cullet ratio may be determined as a compounding ratio with respect to the mixture of a glass raw material and a cullet, and may be determined as a compounding ratio with respect to a glass raw material. In another embodiment, the determination step (ST1) is not performed immediately before the melting step (ST2), and may be performed subsequent to the measurement step (ST9) after the cutting step (ST8) in which the cullet is generated. Good. Further, the determination step (ST1) may be performed after a measurement step (ST9) with a time (for example, several days), and is performed immediately after the measurement step (ST9) and subsequently to the measurement step (ST9). It may be broken.

なお、上述したガラス基板のβ−OH値に影響を与える製造条件の変化又は変更としては、例えば、ガラス原料の変更、ガラス原料の保管方法、熔解槽に熔融ガラスが滞在する時間、熔解工程における熔融ガラス温度、熔解工程で用いるガスバーナのガスの変更、ガスバーナと電気溶融の比率の変更などが挙げられる。なお、ガスバーナに使用されるガスとして、例えば、炭素鎖数の長いガス(例えば、メタンガスに代えてプロパンガス)に変更することで、ガラス基板のβ−OH値を小さくできる。
以上のガラス基板の製造方法は、例えば、後述するガラス基板の製造装置を用いて行うことができる。その場合に、ガラス基板の製造方法の一部の工程のみ、当該ガラス基板の製造装置を用いて行なわれてもよい。
In addition, as a change or change of the manufacturing conditions affecting the β-OH value of the glass substrate described above, for example, a change of the glass raw material, a storage method of the glass raw material, a time during which the molten glass stays in the melting tank, in the melting step Examples thereof include a molten glass temperature, a gas burner gas used in the melting process, a gas burner / electric melting ratio, and the like. In addition, the β-OH value of the glass substrate can be reduced by changing the gas used in the gas burner to, for example, a gas having a long carbon chain (for example, propane gas instead of methane gas).
The above glass substrate manufacturing method can be performed using, for example, a glass substrate manufacturing apparatus described later. In that case, only a part of the steps of the glass substrate manufacturing method may be performed using the glass substrate manufacturing apparatus.

本実施形態のガラス基板の製造方法によれば、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比が制御される。これによって、例えばβ−OH値に影響を与える製造条件の変更があったとしても、ガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきが小さくなる。したがって、ガラス基板ごとの歪点のバラつきが小さくなり、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきが小さくなる。また、カレットの配合比を制御することで、ガラス基板のβ−OH値を容易に調整できる。
他の実施形態のガラス基板の製造方法では、オーバーフローダウンドロー法に代えて、スロットダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法等の他の方法が用いられてもよい。また、ガラス原料に必ずしもカレットが配合される必要はなく、ガラス原料のみを用いて熔融ガラスがつくられてもよい。
According to the manufacturing method of the glass substrate of this embodiment, the compounding ratio of the cullet to the mixture of the glass raw material and the cullet is controlled so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value. As a result, even if there is a change in manufacturing conditions that affect the β-OH value, for example, the variation in β-OH value for each glass substrate is reduced. Therefore, the variation of the strain point for each glass substrate is reduced, and the variation of the thermal shrinkage rate for each glass substrate is reduced. Moreover, the β-OH value of the glass substrate can be easily adjusted by controlling the mixing ratio of cullet.
In the method for manufacturing a glass substrate of another embodiment, other methods such as a slot down draw method, a float method, and a roll out method may be used instead of the overflow down draw method. Further, it is not always necessary to add cullet to the glass raw material, and the molten glass may be made using only the glass raw material.

(ガラス基板の製造装置)
次に、ガラス基板の製造装置について説明する。
図2は、本実施形態における決定工程(ST1)〜測定工程(ST9)を行う装置の一例を模式的に示す図である。当該装置は、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、清澄槽102と、攪拌槽103と、ガラス供給管104,105,106と、決定部116と、を有する。切断装置300は、測定部117を有する。また、本発明のガラス基板の製造装置の制御部は、決定部116および測定部117を含む。制御部は、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比を制御する。具体的には、決定部116および測定部117によって、カレット比の決定、それに先立つβ−OH値の測定を行う。
(Glass substrate manufacturing equipment)
Next, a glass substrate manufacturing apparatus will be described.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of an apparatus that performs the determination step (ST1) to the measurement step (ST9) in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the apparatus mainly includes a melting apparatus 100, a forming apparatus 200, and a cutting apparatus 300. The melting apparatus 100 includes a melting tank 101, a clarification tank 102, a stirring tank 103, glass supply pipes 104, 105, 106, and a determination unit 116. The cutting device 300 includes a measuring unit 117. The control unit of the glass substrate manufacturing apparatus of the present invention includes a determination unit 116 and a measurement unit 117. A control part controls the compounding ratio of the cullet with respect to the mixture of a glass raw material and a cullet so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value. Specifically, the determination unit 116 and the measurement unit 117 determine the cullet ratio and measure the β-OH value prior to that.

図2に示す例の熔解槽101では、ガラス原料およびカレットの投入がバケット101dを用いて行われる。熔解槽101には、決定部116が接続されている。決定部116は、測定部117が測定したガラス基板のβ−OH値に基づいて、カレット比を決定する。清澄槽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MGの清澄が行われる。さらに、攪拌槽103では、スターラ103aによって熔融ガラスMGが攪拌されて均質化される。
成形装置200は、成形炉201および徐冷炉202を有し、成形炉201内に配された成形体210を用いたオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスMGからシートガラスSGが成形される。
切断装置300は、成形装置200から供給されるシートガラスSGを所定のサイズに切断し、目標サイズのガラス基板を作成する。このとき、カレットが生成する。切断装置300には、測定部117が接続されている。測定部117は、ガラス基板のβ−OH値を測定する。
In the melting tank 101 of the example shown in FIG. 2, the glass raw material and cullet are charged using a bucket 101d. A determination unit 116 is connected to the melting tank 101. The determination unit 116 determines the cullet ratio based on the β-OH value of the glass substrate measured by the measurement unit 117. In the clarification tank 102, the temperature of the molten glass MG is adjusted, and the clarification of the molten glass MG is performed using the oxidation-reduction reaction of the clarifier. Further, in the stirring vessel 103, the molten glass MG is stirred and homogenized by the stirrer 103a.
The forming apparatus 200 includes a forming furnace 201 and a slow cooling furnace 202, and a sheet glass SG is formed from the molten glass MG by an overflow down draw method using a formed body 210 disposed in the forming furnace 201.
The cutting device 300 cuts the sheet glass SG supplied from the forming device 200 into a predetermined size, and creates a glass substrate having a target size. At this time, cullet is generated. A measuring unit 117 is connected to the cutting device 300. The measuring unit 117 measures the β-OH value of the glass substrate.

本実施形態のガラス基板の製造装置によれば、ガラス基板のβ−OH値が目標β−OH値になるよう、ガラス原料およびカレットの混合物に対するカレットの配合比が制御されることによって、例えばβ−OH値に影響を与える製造条件の変更があったとしても、得られるガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきが小さくなる。したがって、ガラス基板ごとの歪点のバラつきが小さくなり、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきが小さくなる。
また、カレットの配合比を制御することで、ガラス基板のβ−OH値を容易に調整できる。
According to the glass substrate manufacturing apparatus of the present embodiment, the cullet ratio relative to the mixture of the glass raw material and the cullet is controlled so that the β-OH value of the glass substrate becomes the target β-OH value, for example, β Even if there is a change in the production conditions affecting the —OH value, the variation in β-OH value for each glass substrate obtained is reduced. Therefore, the variation of the strain point for each glass substrate is reduced, and the variation of the thermal shrinkage rate for each glass substrate is reduced.
Moreover, the β-OH value of the glass substrate can be easily adjusted by controlling the mixing ratio of cullet.

(ガラス基板)
ここで、本発明のガラス基板の製造方法及び製造装置によって製造されるガラス基板の概略を説明する。
ガラス基板の厚さは、例えば、0.1〜1.5mmである。
ガラス基板のサイズは、例えば、300〜2500mm×400〜3500mm(短手方向長さ×長手方向長さ)である。
(Glass substrate)
Here, the outline of the glass substrate manufactured with the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass substrate of this invention is demonstrated.
The thickness of the glass substrate is, for example, 0.1 to 1.5 mm.
The size of the glass substrate is, for example, 300 to 2500 mm × 400 to 3500 mm (length in the lateral direction × length in the longitudinal direction).

液晶ディスプレイ用ガラス板や有機EL(Electro-Luminescence)用ガラス板としては、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しない無アルカリガラス基板、あるいはアルカリ金属酸化物を2%以下しか含有しないアルカリ微量ガラス基板を適用することが好ましい。   As a glass plate for liquid crystal display and a glass plate for organic EL (Electro-Luminescence), a non-alkali glass substrate containing substantially no alkali metal oxide or an alkali trace glass substrate containing only 2% or less of alkali metal oxide Is preferably applied.

また、ガラス基板を構成するガラスの特性に関して、粘度が102.5ポアズにおける熔融ガラスの温度は、1580℃以上であってもよく、例えば1590〜1700℃である。また、ガラス基板を構成するガラスの1550℃の熔融ガラスにおける比抵抗が100Ω・cm以上であってもよく、100〜350Ω・cmとすることができ、さらに、150〜350Ω・cmとすることができる。上記比抵抗が高いほど、上述した熔解槽の熔損の問題が顕著になる。なお、ガラス基板の歪点を高くしようとすると、上記比抵抗と粘度が102.5ポアズにおける熔融ガラスの温度が高くなる傾向にある。 In addition, regarding the characteristics of the glass constituting the glass substrate, the temperature of the molten glass at a viscosity of 10 2.5 poise may be 1580 ° C. or higher, for example, 1590 to 1700 ° C. Further, the specific resistance of the glass constituting the glass substrate in the molten glass at 1550 ° C. may be 100 Ω · cm or more, and may be 100 to 350 Ω · cm, and may be 150 to 350 Ω · cm. it can. The higher the specific resistance, the more prominent the problem of melting of the melting tank described above. Incidentally, an attempt to increase the strain point of the glass substrate, there is a tendency that the specific resistance and the viscosity becomes high temperature of the molten glass in 10 2.5 poise.

ガラス基板は、例えば、下記に示す組成からなる。下記組成比率の%表示はいずれも質量%を意味する。
SiO:50〜70%、
Al:5〜25%、
:0〜15%。
なお、下記に示す組成を任意に含んでもよい。
MgO:0〜10%、
CaO:0〜20%、
SrO:0〜20%、
BaO:0〜10%、
ZrO:0〜10%。
また、上記の組成のうち、特に、SiO:50〜70%、B:5〜18%、Al:10〜25%、MgO:0〜10%、CaO:0〜20%、SrO:0〜20%、BaO:0〜10%、RO:5〜20%(ただし、RはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる、ガラス基板に含有される全成分である)を含有することが好ましい。
A glass substrate consists of a composition shown below, for example. In the following composition ratios,% means mass%.
SiO 2: 50~70%,
Al 2 O 3: 5~25%,
B 2 O 3: 0~15%.
In addition, you may include arbitrarily the composition shown below.
MgO: 0 to 10%,
CaO: 0 to 20%,
SrO: 0 to 20%,
BaO: 0 to 10%,
ZrO 2: 0~10%.
Further, among the above compositions, in particular, SiO 2: 50~70%, B 2 O 3: 5~18%, Al 2 O 3: 10~25%, MgO: 0~10%, CaO: 0~20 %, SrO: 0 to 20%, BaO: 0 to 10%, RO: 5 to 20% (wherein R is selected from Mg, Ca, Sr and Ba, and is all components contained in the glass substrate). It is preferable to contain.

さらに、R’O:0%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、NaおよびKから選ばれる、ガラス基板に含有される全成分である)を含むことができる。これにより、β―OH値を小さくしても熔解温度が過剰に高くなることを防止できる。ガラス基板のβ―OH値が小さくなると、歪点が高くなるため、ガラス基板の熱収縮率の絶対値を小さくすることができる。これにより、ガラス基板の熱収縮率のバラつきも低減できる。 Furthermore, R ′ 2 O: more than 0% and 2.0% or less (provided that R ′ is all components contained in the glass substrate selected from Li, Na, and K). This can prevent the melting temperature from becoming excessively high even if the β-OH value is reduced. As the β-OH value of the glass substrate decreases, the strain point increases, so that the absolute value of the thermal contraction rate of the glass substrate can be decreased. Thereby, the variation in the thermal contraction rate of a glass substrate can also be reduced.

さらにまた、清澄剤を合計で0.05〜1.5%含み、As、Sb及びPbOを実質的に含まないことが好ましい。As、Sb及びPbOは、ガラスを清澄する効果を有する物質ではあるが、環境負荷が大きい物質であるためである。ここで、実質的に含まないとは、質量%が0.01%未満であって、不純物を除き意図的に含有させないことを意味する。清澄剤としては、SnOを含むことが好ましい
また、ガラス中の酸化鉄の含有量が0.01〜0.2%であることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that 0.05 to 1.5% of the refining agent is contained in total, and As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and PbO are not substantially contained. This is because As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and PbO are substances having an effect of clarifying glass, but are substances having a large environmental load. Here, “substantially not contained” means that the mass% is less than 0.01% and is not intentionally contained except for impurities. The fining agent preferably contains SnO 2 The content of iron oxide in the glass is preferably 0.01 to 0.2%.

LTPS・TFTが形成されるガラス基板のガラス組成として、下記ガラス組成が挙げられる。下記組成比率の%表示はいずれも質量%を意味する。
SiO:52〜78%、Al:3〜25%、B:0〜15%、RO(但し、RはMg、Ca、Sr及びBaのうち、ガラス基板に含まれる全成分):3〜20%、R’O(但し、RはLi、Na及びKのうち、ガラス基板に含まれる全成分):0.01〜0.8%、Sb:0〜0.3質量%、を含有し、Asは実質的に含有せず、質量比CaO/ROは0.65以上であり、質量比(SiO+Al)/Bは7〜30の範囲であり、かつ質量比(SiO+Al)/ROは5以上である。このとき、歪点は688℃以上であることが好ましい。
The following glass composition is mentioned as a glass composition of the glass substrate in which LTPS * TFT is formed. In the following composition ratios,% means mass%.
SiO 2: 52~78%, Al 2 O 3: 3~25%, B 2 O 3: 0~15%, RO ( where, R represents Mg, Ca, among Sr and Ba, all contained in the glass substrate Component): 3 to 20%, R ′ 2 O (where R is all components contained in the glass substrate among Li, Na and K): 0.01 to 0.8%, Sb 2 O 3 : 0 0.3 mass%, As 2 O 3 is not substantially contained, the mass ratio CaO / RO is 0.65 or more, and the mass ratio (SiO 2 + Al 2 O 3 ) / B 2 O 3 Is in the range of 7 to 30, and the mass ratio (SiO 2 + Al 2 O 3 ) / RO is 5 or more. At this time, the strain point is preferably 688 ° C. or higher.

ガラス基板のβ−OH値は、0.45/mm以下であることが好ましく、0.35/mm以下であることがより好ましく、0.30/mm以下であることがさらに好ましく、0.25/mm以下であることが一層好ましい。これは、β−OH値が小さいほど歪点を高くでき(粘性が上昇し)、熱収縮率を小さくすることができるためである。他方、β−OH値を無理に下げようとすると原料価格や製造コストが高騰する。そのため、ガラス基板のβ−OH値は、0〜0.35/mmであることが好ましく、0.05〜0.35/mmであってもよく、0.05〜0.30/mmであってもよい。
また、本発明によれば、ガラス基板のβ−OH値のバラつきは、例えば、±0.015/mm以下に維持することができ、±0.01/mm以下にも維持することができる。このように、β−OH値のバラつきを小さくすることで、ガラス基板ごとの熱収縮率のバラつきを小さくすることができる。
The β-OH value of the glass substrate is preferably 0.45 / mm or less, more preferably 0.35 / mm or less, further preferably 0.30 / mm or less, 0.25 / Mm or less is more preferable. This is because the smaller the β-OH value, the higher the strain point (viscosity increases) and the lower the heat shrinkage rate. On the other hand, if the β-OH value is forcibly lowered, the raw material price and manufacturing cost rise. Therefore, the β-OH value of the glass substrate is preferably 0 to 0.35 / mm, may be 0.05 to 0.35 / mm, and is 0.05 to 0.30 / mm. May be.
Further, according to the present invention, the variation of the β-OH value of the glass substrate can be maintained at ± 0.015 / mm or less, for example, and can be maintained at ± 0.01 / mm or less. Thus, by reducing the variation in the β-OH value, the variation in the thermal contraction rate for each glass substrate can be reduced.

ガラス基板の歪点は、熱収縮率を小さくできる点で、680℃以上であることが好ましく、690℃以上であることがより好ましい。歪点を680℃以上とすることで、ガラス基板の熱収縮率の絶対値を小さくすることができる。これにより、ガラス基板の熱収縮率のバラつきも低減できる。歪点は、例えば、ビーム曲げ法により粘度を測定する粘度計を用いて測定される。   The strain point of the glass substrate is preferably 680 ° C. or higher, and more preferably 690 ° C. or higher in that the thermal shrinkage rate can be reduced. By setting the strain point to 680 ° C. or higher, the absolute value of the thermal contraction rate of the glass substrate can be reduced. Thereby, the variation in the thermal contraction rate of a glass substrate can also be reduced. The strain point is measured using, for example, a viscometer that measures the viscosity by a beam bending method.

ガラス基板の熱収縮率は、例えば、70ppm以下である。このような低い熱収縮率を有するガラス基板は、熱安定性が高く、特に、LTPS・TFTが形成されるガラス基板として好ましい。また、オンラインアニールのみによって熱収縮低減処理を行う場合には、製造設備の巨大化及びコストを抑制するために、10〜70ppmであることが好ましい。   The thermal contraction rate of the glass substrate is, for example, 70 ppm or less. A glass substrate having such a low thermal shrinkage rate has high thermal stability and is particularly preferable as a glass substrate on which LTPS · TFT is formed. Moreover, when performing a thermal shrinkage reduction process only by online annealing, in order to suppress the enlargement of manufacturing equipment and cost, it is preferable that it is 10-70 ppm.

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である。フラットパネルディスプレイとしては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等が挙げられる。中でも、熱収縮のバラつきを小さくできる点で、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイに好ましく用いられる。   A glass substrate is a glass substrate for flat panel displays. Examples of the flat panel display include a liquid crystal display, a plasma display, and an organic EL display. Especially, it is preferably used for a liquid crystal display or an organic EL display in that the variation in heat shrinkage can be reduced.

(実験例)
以下、実験例を示して、本発明の効果を確認した。
(Experimental example)
Hereinafter, experimental examples were shown to confirm the effects of the present invention.

上述の本発明のガラス基板の製造方法に従ってカレット比を制御して、オーバーフローダウンドロー法により、ガラス基板を製造した。具体的には、ガラス基板がSiO;61.3質量%、Al;19.5質量%、B;9質量%、CaO;9.8質量%、KO;0.15質量%、Fe;0.05質量%、SnO;0.2質量%を含むように調合されたガラス原料に対し、β−OH値が0.24/mmであるカレットを、カレット比30質量%の割合で熔解槽に投入した。カレットの組成は上記ガラス基板と同様であった。また、ガラス基板のβ−OH値は0.24/mmであり、目標β−OH値も0.24/mmであった。また、このときのガラスの歪点は700℃であり、粘度が102.5ポアズであるときの温度は1595℃であった。
次に、熔解工程における熔融ガラス温度を20℃上昇させたところ、一週間後、ガラス基板のβ−OH値は0.26/mmとなり、かつ熱収縮率も2%大きくなっていた。そこで、ガラス基板のβ−OH値を0.02/mm低下させるためのカレット比を算出し、熔解工程に投入するカレット比を変更した。ここでは、ガラス原料及びカレットの混合物100質量%に対して、カレット比を30質量%から21質量%に低下させた。その結果、ガラス基板のβ−OH値を0.24/mmとすることができた。また、ガラス基板ごとの熱収縮率も、熔融ガラス温度を約20℃上昇させる前に製造したガラス基板と同等であった。
また、熔解工程におけるガラス溶融温度を20℃上昇させた場合のβ−OH値上昇率を予め推定して、溶融温度を20℃上昇させるのに合わせてカレット比を30質量%から21質量%に低下させた場合も、ガラス基板のβ−OH値を0.24/mmに維持することができ、熱収縮率も維持することができた。
なお、上記ガラス基板およびカレットのβ−OH値、熱収縮率はそれぞれ下記要領で求めた。
β−OH値を所定値低下させるためのカレット比を算出するためには、ガラス原料のガラス基板β−OH値に対する寄与度(ガラス原料およびカレット中に含まれる水分のうち、熔解工程において、ガス泡として熔融ガラス外に放出されずに熔融ガラス中に溶け込んだ水分量)を予め測定しておくことが好ましい。例えば、本実験例で使用したガラス原料の寄与度が0.023である場合、上記熔融ガラスの温度操作により、熔解工程で高水蒸気濃度の雰囲気からのガラスへの溶け込む水分によるβ−OH値への寄与度Xを下記式(1)により算出することができる。「原料比」は、ガラス原料およびカレットの混合物に対するガラス原料の配合比である。
β−OH値=(ガラス原料の寄与度×原料比)+(カレットβ−OH値×カレット比)+寄与度X (1)
つまり、上記実施例では、熔融ガラス温度操作前の寄与度X1は0.152であり、熔融ガラス温度操作後の寄与度X2は0.172であり、0.20増加している。そのため、β−OH値を熔融ガラスの温度操作前の0.24/mmに戻す為には、上記式(1)に数値を入れて得られる下記式(2)に示すように、カレット比C≒0.21にすれば良い。
0.24=(0.023×(1−C))+(0.24×C)+0.172
(2)
The glass substrate was manufactured by the overflow down draw method by controlling the cullet ratio according to the method for manufacturing the glass substrate of the present invention described above. Specifically, the glass substrate is SiO 2 ; 61.3 mass%, Al 2 O 3 ; 19.5 mass%, B 2 O 3 ; 9 mass%, CaO; 9.8 mass%, K 2 O; 0 .15% by mass, Fe 2 O 3 ; 0.05% by mass, SnO 2 ; with respect to a glass raw material prepared so as to contain 0.2% by mass, a cullet having a β-OH value of 0.24 / mm The cullet ratio was added to the melting tank at a ratio of 30% by mass. The composition of cullet was the same as that of the glass substrate. Moreover, the β-OH value of the glass substrate was 0.24 / mm, and the target β-OH value was 0.24 / mm. At this time, the strain point of the glass was 700 ° C., and the temperature when the viscosity was 10 2.5 poise was 1595 ° C.
Next, when the molten glass temperature in the melting step was increased by 20 ° C., one week later, the β-OH value of the glass substrate was 0.26 / mm, and the heat shrinkage rate was also increased by 2%. Therefore, a cullet ratio for reducing the β-OH value of the glass substrate by 0.02 / mm was calculated, and the cullet ratio to be introduced into the melting process was changed. Here, the cullet ratio was reduced from 30% by mass to 21% by mass with respect to 100% by mass of the mixture of the glass raw material and cullet. As a result, the β-OH value of the glass substrate could be 0.24 / mm. Moreover, the thermal contraction rate for every glass substrate was also equivalent to the glass substrate manufactured before raising the molten glass temperature about 20 degreeC.
Moreover, the β-OH value increase rate when the glass melting temperature in the melting process is increased by 20 ° C. is estimated in advance, and the cullet ratio is increased from 30% by mass to 21% by mass in accordance with the increase of the melting temperature by 20 ° C. Even when it was lowered, the β-OH value of the glass substrate could be maintained at 0.24 / mm, and the thermal shrinkage rate could be maintained.
In addition, the β-OH value and the heat shrinkage rate of the glass substrate and cullet were determined as follows.
In order to calculate the cullet ratio for lowering the β-OH value by a predetermined value, the contribution of the glass raw material to the glass substrate β-OH value (the gas contained in the glass raw material and the cullet, in the melting step, the gas It is preferable to measure in advance the amount of water dissolved in the molten glass without being discharged out of the molten glass as bubbles. For example, when the contribution of the glass raw material used in this experimental example is 0.023, the temperature operation of the molten glass leads to a β-OH value due to moisture dissolved in the glass from an atmosphere having a high water vapor concentration in the melting step. Can be calculated by the following equation (1). “Raw material ratio” is the compounding ratio of the glass raw material to the mixture of the glass raw material and cullet.
β-OH value = (contribution ratio of glass raw material × raw material ratio) + (caret β-OH value × caret ratio) + contribution X (1)
That is, in the said Example, the contribution X1 before molten glass temperature operation is 0.152, and the contribution X2 after molten glass temperature operation is 0.172, and has increased by 0.20. Therefore, in order to return the β-OH value to 0.24 / mm before the temperature operation of the molten glass, as shown in the following formula (2) obtained by adding a numerical value to the above formula (1), the cullet ratio C It is sufficient to set ≈0.21.
0.24 = (0.023 × (1-C)) + (0.24 × C) +0.172
(2)

(ガラス基板およびカレットのβ−OH値)
得られたガラス基板およびカレットについて、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて、ガラス基板の赤外線吸収スペクトルから前述の式に従って、それぞれβ−OH値を求めた。カレットには、過去にガラス基板を製造した際にシートガラスから切断されてできたものを用いた。
(Β-OH value of glass substrate and cullet)
About the obtained glass substrate and cullet, (beta) -OH value was calculated | required according to the above-mentioned formula from the infrared absorption spectrum of the glass substrate using the Fourier-transform infrared spectrophotometer, respectively. The cullet used was cut from sheet glass when a glass substrate was manufactured in the past.

(熱収縮率)
熱収縮率は、常温から10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、その後、10℃/分で常温まで降温し、再び10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、10℃/分で常温まで降温した後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式にて求めた。
熱収縮率(ppm)={熱処理前後のガラスの収縮量/熱処理前のガラスの長さ}×106
(Heat shrinkage)
The heat shrinkage rate was raised from room temperature at 10 ° C./min, held at 550 ° C. for 1 hour, then lowered to room temperature at 10 ° C./min, raised again at 10 ° C./min, and increased at 1 at 550 ° C. Using the shrinkage amount of the glass substrate after holding for a time and lowering to room temperature at 10 ° C./min, the following formula was used.
Thermal shrinkage (ppm) = {Shrinkage amount of glass before and after heat treatment / Glass length before heat treatment} × 10 6

以上、本発明のガラス基板の製造方法及び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。   As mentioned above, although the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass substrate of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, even if various improvement and a change are carried out. Of course it is good.

101 熔解槽
116 制御部
201 成形炉
ST1 制御工程
ST2 熔解工程
ST6 成形工程
101 Melting tank 116 Control unit 201 Molding furnace ST1 Control process ST2 Melting process ST6 Molding process

Claims (7)

ガラス原料とカレットとを熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形工程と、を有する、歪点が680度以上であるガラス基板を製造するディスプレイ用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきを±0.015/mm以下にすることでガラス基板ごとの歪点及び熱収縮率のバラつきを小さくするために、前記ガラス原料と前記ガラス原料よりもβ−OH値が高い前記カレットとの混合物に対する前記カレットの配合比を制御することでガラス基板のβ−OH値を調整する制御工程を有し、
前記制御工程では、
製造された前記ガラス基板のβ−OH値を測定することで製造条件の変化によるβ−OH値の変化量を求め、
前記ガラス基板のβ−OH値が、前記ガラス基板の前記熱収縮率が70ppm以下となるように予め設定された目標β−OH値となるよう、前記β−OH値の変化量に基づいて前記カレットの配合比を制御し、
前記熱収縮率は、常温から10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、その後、10℃/分で常温まで降温し、再び10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、10℃/分で常温まで降温する熱処理を行った後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式:
熱収縮率(ppm)={熱処理によるガラス基板の収縮量/熱処理前のガラス基板の長さ}×10
により求めたものである、ことを特徴とするディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
Melting process for melting glass raw material and cullet to make molten glass;
A method for producing a glass substrate for display, comprising producing a glass substrate having a strain point of 680 degrees or more, comprising a molding step of forming the molten glass into a sheet glass,
In order to reduce the variation of the strain point and the heat shrinkage rate for each glass substrate by setting the variation of β-OH value for each glass substrate to ± 0.015 / mm or less, β A control step of adjusting the β-OH value of the glass substrate by controlling the blending ratio of the cullet with respect to the mixture with the cullet having a high -OH value;
In the control step,
By determining the β-OH value of the manufactured glass substrate to determine the amount of change in β-OH value due to changes in manufacturing conditions,
Wherein the beta-OH value of the glass substrate, the so that the thermal shrinkage of the glass substrate becomes a predetermined target beta-OH value to be equal to or less than 70 ppm, based on the change amount of the beta-OH value Control the mixing ratio of cullet ,
The heat shrinkage rate is 10 ° C./min from room temperature, held at 550 ° C. for 1 hour, then lowered to room temperature at 10 ° C./min, raised again at 10 ° C./min, and heated at 550 ° C. Using the amount of shrinkage of the glass substrate after the heat treatment for holding for 1 hour and lowering to room temperature at 10 ° C./min, the following formula:
Thermal shrinkage rate (ppm) = {Shrinkage amount of glass substrate by heat treatment / Length of glass substrate before heat treatment} × 10 6
Der Ru, method of manufacturing a glass substrate for a display, wherein the ones determined by.
前記ガラス基板は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ搭載ディスプレイ用ガラス基板である、請求項1に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。   The said glass substrate is a manufacturing method of the glass substrate for displays of Claim 1 which is a glass substrate for low-temperature polysilicon thin-film transistor mounted displays. 前記ガラス基板は、液晶ディスプレイ用ガラス基板又は有機ELディスプレイ用ガラス基板である、請求項1又は2に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。   The said glass substrate is a manufacturing method of the glass substrate for displays of Claim 1 or 2 which is a glass substrate for liquid crystal displays, or a glass substrate for organic EL displays. 前記カレットの配合比は、前記カレットの配合比が前記混合物に対して20〜30質量%の範囲で調整される、請求項1からのいずれか1項に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。 The method for producing a glass substrate for a display according to any one of claims 1 to 3 , wherein the blending ratio of the cullet is adjusted so that the blending ratio of the cullet is in a range of 20 to 30% by mass with respect to the mixture. . 前記熔解工程は、燃焼手段を用いて行う燃焼加熱と、前記熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱と、を用いて行われ、
前記通電加熱による発熱量に対する前記燃焼加熱による発熱量の比が1.5以上2.8以下となるよう、前記燃焼加熱および前記通電加熱を行う、請求項1からのいずれか1項に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
The melting step is performed using combustion heating performed using combustion means, and energization heating performed by passing a current through the molten glass,
Wherein as the ratio of the amount of heat generated by the combustion heat to the heating amount by the electrical heating is 1.5 or more 2.8 or less, performs the combustion heating and the conduction heat, according to any one of claims 1 4 Manufacturing method of glass substrate for display.
前記燃焼手段は、酸素ガスバーナである、請求項に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。 The method for manufacturing a glass substrate for display according to claim 5 , wherein the combustion means is an oxygen gas burner. ガラス原料とカレットとを熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形炉と、を有する、歪点が680度以上であるディスプレイ用ガラス基板を製造するガラス基板の製造装置であって、
ガラス基板ごとのβ−OH値のバラつきを±0.015/mm以下にすることでガラス基板ごとの歪点及び熱収縮率のバラつきを小さくするために、前記ガラス原料と前記ガラス原料よりもβ−OH値が高い前記カレットとの混合物に対する前記カレットの配合比を制御することでガラス基板のβ−OH値を調整する制御部を有し、
前記制御部では、
製造された前記ガラス基板のβ−OH値を測定することで製造条件の変化によるβ−OH値の変化量を求め、
前記ガラス基板のβ−OH値が、前記ガラス基板の前記熱収縮率が70ppm以下となるように予め設定された目標β−OH値となるよう、前記β−OH値の変化量に基づいて前記カレットの配合比を制御し、
前記熱収縮率は、常温から10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、その後、10℃/分で常温まで降温し、再び10℃/分で昇温し、550℃で1時間保持し、10℃/分で常温まで降温する熱処理を行った後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式:
熱収縮率(ppm)={熱処理によるガラス基板の収縮量/熱処理前のガラス基板の長さ}×10
により求めたものである、ことを特徴とするガラス基板の製造装置。
A melting tank for melting glass raw material and cullet to make molten glass;
A glass substrate manufacturing apparatus for manufacturing a glass substrate for display having a strain point of 680 degrees or more, and a molding furnace for forming the molten glass into a sheet glass,
In order to reduce the variation of the strain point and the heat shrinkage rate for each glass substrate by setting the variation of β-OH value for each glass substrate to ± 0.015 / mm or less, β A control unit for adjusting the β-OH value of the glass substrate by controlling the blending ratio of the cullet with respect to the mixture with the cullet having a high -OH value;
In the control unit,
By determining the β-OH value of the manufactured glass substrate to determine the amount of change in β-OH value due to changes in manufacturing conditions,
Wherein the beta-OH value of the glass substrate, the so that the thermal shrinkage of the glass substrate becomes a predetermined target beta-OH value to be equal to or less than 70 ppm, based on the change amount of the beta-OH value Control the mixing ratio of cullet ,
The heat shrinkage rate is 10 ° C./min from room temperature, held at 550 ° C. for 1 hour, then lowered to room temperature at 10 ° C./min, raised again at 10 ° C./min, and heated at 550 ° C. Using the amount of shrinkage of the glass substrate after the heat treatment for holding for 1 hour and lowering to room temperature at 10 ° C./min, the following formula:
Thermal shrinkage rate (ppm) = {Shrinkage amount of glass substrate by heat treatment / Length of glass substrate before heat treatment} × 10 6
The Ru der ones determined, apparatus for manufacturing a glass substrate, characterized in that.
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