JP5952311B2 - Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ダウンドロー法によるガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置に関する。   The present invention relates to a glass substrate manufacturing method and a glass substrate manufacturing apparatus by a downdraw method.

従来より、ダウンドロー法を用いてガラス基板を製造する方法が用いられている。このようなダウンドロー法でガラス基板を製造する場合、ガラス基板の板厚偏差、反り、あるいは歪を低減するために、予め、シートガラスの流下方向のシートガラス冷却速度やシートガラスの流下方向に直交する幅方向のシートガラス温度プロファイルが設計されることがある。この場合、シートガラスの温度がこの温度プロファイルの温度を実現するように、シートガラスを取り巻く雰囲気温度の温度管理が行われる。   Conventionally, a method of manufacturing a glass substrate using a downdraw method has been used. When manufacturing a glass substrate by such a downdraw method, in order to reduce the thickness deviation, warpage, or distortion of the glass substrate, in advance, the sheet glass cooling rate in the sheet glass flowing direction or the sheet glass flowing direction. An orthogonal width direction sheet glass temperature profile may be designed. In this case, the temperature management of the ambient temperature surrounding the sheet glass is performed so that the temperature of the sheet glass realizes the temperature of this temperature profile.

例えば、タウンドロー法の一例として、下記特許文献1に記載のガラス基板の製造方法が知られている。この製造方法では、徐冷工程においてシートガラスの幅方向における温度分布を低減する点が開示されている。   For example, as an example of the town draw method, a method for manufacturing a glass substrate described in Patent Document 1 is known. This manufacturing method discloses that the temperature distribution in the width direction of the sheet glass is reduced in the slow cooling step.

特許第3586142号公報Japanese Patent No. 3586142

しかし、上記製造方法では、意図しない熱移動が生じた場合に、シートガラスの冷却段階で、シートガラスの流下方向の冷却速度やシートガラスの幅方向における温度分布を十分に低減できない虞があった。   However, in the above manufacturing method, when unintended heat transfer occurs, there is a possibility that the cooling rate in the sheet glass flow direction and the temperature distribution in the width direction of the sheet glass cannot be sufficiently reduced in the sheet glass cooling stage. .

近年、液晶表示装置や有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板では、ガラス基板の板厚偏差、反り、歪、熱収縮などに関する品質要求が厳しくなっている。ダウンドロー法でガラス基板を製造する場合、近年の品質要求に応じて、シートガラスを取り巻く雰囲気温度の温度を従来に比べて精度良く管理しなければならない。   In recent years, in glass substrates used for flat panel displays such as liquid crystal display devices and organic EL displays, quality requirements regarding thickness deviation, warpage, distortion, heat shrinkage, and the like of glass substrates have become strict. When a glass substrate is manufactured by the downdraw method, the temperature of the ambient temperature surrounding the sheet glass must be managed with higher accuracy than in the past in accordance with recent quality requirements.

そこで、本発明は、ダウンドロー法によってガラス基板を製造するに際し、シートガラスの周りの雰囲気温度の温度を精度良く管理することにより、ガラス基板の品質要求を満足するガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a glass substrate manufacturing method that satisfies the quality requirements of the glass substrate by accurately controlling the temperature of the ambient temperature around the sheet glass when manufacturing the glass substrate by the downdraw method. For the purpose.

本発明は、以下の態様を含む。   The present invention includes the following aspects.

本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法である。
[態様1]
ガラス基板の製造方法であって、
成形炉室に設けられた成形体を用いてダウンドロー法により熔融ガラスからシートガラスを成形する成形工程と、
前記成形炉室と隣接した徐冷炉室内を前記シートガラスが流れるとき、前記シートガラスの流れ方向の冷却速度及び前記シートガラスの幅方向の温度分布を制御しながら、前記シートガラスの両側の端部と前記端部よりもシートガラスの幅方向の中心に近い中央部とを含む前記シートガラスを徐冷する冷却工程と、を有し、
前記冷却工程は、前記シートガラスの前記中央部の温度が、徐冷点になるまで、第1の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第1の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記徐冷点から歪点−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第2の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記歪点−50℃から前記歪点−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第3の冷却速度制御工程と、を含み、
前記徐冷炉室は、少なくとも2以上の空間に区切られており、前記成形炉室と前記徐冷
炉室との間の隔壁、及び、前記徐冷炉室に設けられる前記空間に設けられる隔壁で、前記第1の冷却速度制御工程、前記第2の冷却速度制御工程、及び前記第3の冷却速度制御工程を行なう上部空間と、前記中央部の温度が前記歪点−200℃の温度未満となる前記シートガラスの領域を、前記徐冷点+100℃から前記歪点−200℃までの領域における冷却よりも急速に冷却する下部空間とを区切る隔壁には、断熱板が用いられ、
前記断熱板の熱抵抗を0.07m・K/W以上にすることで、
(1)前記第1の平均冷却速度を、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下にし、
(2)前記第1の平均冷却速度を、前記第2の平均冷却速度及び前記第3の平均冷却速度より速くする、ことを実現し、
前記冷却工程によって製造されたガラス基板は、75ppm以下の熱収縮率を有し、歪のリタデーション値が1.0nm以下の値を有する、ガラス基板の製造方法。
One embodiment of the present invention is a method for manufacturing a glass substrate.
[Aspect 1]
A method of manufacturing a glass substrate,
A molding step of molding a sheet glass from molten glass by a downdraw method using a molded body provided in a molding furnace chamber;
When the sheet glass flows through the slow cooling furnace chamber adjacent to the forming furnace chamber, while controlling the cooling rate in the flow direction of the sheet glass and the temperature distribution in the width direction of the sheet glass, A cooling step of gradually cooling the sheet glass including a center part closer to the center in the width direction of the sheet glass than the end part, and
The cooling step includes a first cooling rate control step of cooling the central portion at a first average cooling rate until the temperature of the central portion of the sheet glass reaches a slow cooling point,
A second cooling rate control step of cooling the central portion at a second average cooling rate until the temperature of the central portion reaches a strain point of −50 ° C. from the annealing point;
A third cooling rate control step of cooling the central portion at a third average cooling rate until the temperature of the central portion reaches the strain point of -200 ° C from the strain point of -50 ° C,
The slow cooling furnace chamber is divided into at least two spaces, a partition wall between the forming furnace chamber and the slow cooling furnace chamber, and a partition wall provided in the space provided in the slow cooling furnace chamber, The upper space where the cooling rate control step, the second cooling rate control step, and the third cooling rate control step are performed, and the temperature of the central portion is less than the strain point of −200 ° C. A heat insulating plate is used for a partition wall that divides the region from a lower space that cools more rapidly than cooling in the region from the annealing point + 100 ° C. to the strain point −200 ° C. ,
By making the thermal resistance of the heat insulating plate 0.07 m 2 · K / W or more,
(1) The first average cooling rate is set to 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less,
(2) realizing that the first average cooling rate is faster than the second average cooling rate and the third average cooling rate;
The glass substrate manufactured by the cooling step has a heat shrinkage rate of 75 ppm or less and a strain retardation value of 1.0 nm or less.

[態様2]
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なるように制御される、態様1に記載のガラス基板の製造方法。
[Aspect 2]
Said third average cooling rate, said second average that are controlled to be faster than the cooling rate, manufacturing method for a glass substrate according to Embodiment 1.

[態様3]
前記成形体の最下端部から、前記シートガラスの中央部の温度がガラス軟化点以上である温度領域において、前記シートガラスの幅方向の端部が前記端部に挟まれた中央領域の温度より低く、且つ、前記中央領域の温度が均一になるように温度制御をする第1温度制御工程が行われる、態様1または2に記載のガラス基板の製造方法。
[Aspect 3]
In the temperature region where the temperature of the center portion of the sheet glass is equal to or higher than the glass softening point from the lowermost end portion of the molded body, the end portion in the width direction of the sheet glass is more than the temperature of the center region sandwiched between the end portions. The manufacturing method of the glass substrate of the aspect 1 or 2 with which the 1st temperature control process which controls temperature so that it is low and the temperature of the said center area | region becomes uniform is performed.

[態様4]
前記シートガラスの中央部の温度がガラス軟化点より低く、ガラス歪点近傍までの温度領域において、前記シートガラスの幅方向の温度が前記中央部から端部に向かって低くなるように温度制御をする第2温度制御工程が行われる、態様1〜3のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
[Aspect 4]
The temperature of the central portion of the sheet glass is lower than the glass softening point, and the temperature control is performed so that the temperature in the width direction of the sheet glass decreases from the central portion toward the end portion in the temperature region near the glass strain point. The manufacturing method of the glass substrate as described in any one of the aspects 1-3 by which the 2nd temperature control process to perform is performed.

[態様5]
前記シートガラスの中央部の温度が、ガラス歪点の近傍の温度領域において、前記シートガラスの幅方向の端部と前記中央部との温度勾配が0に近づくように温度制御をする第3温度制御工程が行われる、態様1〜4のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
[Aspect 5]
A third temperature at which the temperature of the central portion of the sheet glass is controlled so that the temperature gradient between the end portion in the width direction of the sheet glass and the central portion approaches 0 in the temperature region near the glass strain point. The manufacturing method of the glass substrate as described in any one of the aspects 1-4 with which a control process is performed.

[態様6]
前記第3の冷却速度制御工程では、前記シートガラスの中央部の温度が、ガラス歪点−50℃からガラス歪点−200℃の温度領域において、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制御する、態様1〜5のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
[Aspect 6]
In the third cooling rate control step, the sheet glass has a temperature in the width direction of the sheet glass in a temperature range from a glass strain point of −50 ° C. to a glass strain point of −200 ° C. The manufacturing method of the glass substrate as described in any one of the aspects 1-5 which controls so that it may become low toward the center part from the edge part of the width direction of glass.

[態様7]
本発明の他の一態様は、ガラス基板の製造装置である。当該製造装置は、
成形炉室を備え、前記成形炉室に設けられた成形体を用いてダウンドロー法により熔融ガラスからシートガラスを成形する成形装置と、
前記成形炉室と隣接した徐冷炉室を備え、前記徐冷炉室内を前記シートガラスが流れるとき、前記シートガラスの流れ方向の冷却速度及び前記シートガラスの幅方向の温度分布を制御しながら、前記シートガラスの両側の端部と前記端部よりもシートガラスの幅方向の中心に近い中央部とを含む前記シートガラスを徐冷する徐冷装置と、を有し、
前記徐冷装置は、
前記シートガラスの前記中央部の温度が、徐冷点になるまで、第1の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第1の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記徐冷点から歪点−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第2の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記歪点−50℃から前記歪点−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第3の冷却速度制御工程と、を行い、
前記徐冷炉室は、少なくとも2以上の空間に区切られており、前記成形炉室と前記徐冷
炉室との間の隔壁、及び、前記徐冷炉室に設けられる前記空間に設けられる隔壁で、前記第1の冷却速度制御工程、前記第2の冷却速度制御工程、及び前記第3の冷却速度制御工程を行なう上部空間と、前記中央部の温度が前記歪点−200℃の温度未満となる前記シートガラスの領域を、前記徐冷点+100℃から前記歪点−200℃までの領域における冷却よりも急速に冷却する下部空間とを区切る隔壁には、断熱板が用いられ、
前記断熱板の熱抵抗を0.07m・K/W以上にすることで、
(1)前記第1の平均冷却速度は、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下にし、
(2)前記第1の平均冷却速度は、前記第2の平均冷却速度及び前記第3の平均冷却速度より速くする、ことを実現し、
前記冷却工程によって製造されたガラス基板は、75ppm以下の熱収縮率を有し、歪のリタデーション値が1.0nm以下の歪値を有する、ガラス基板の製造装置。
[Aspect 7]
Another embodiment of the present invention is a glass substrate manufacturing apparatus. The manufacturing equipment
A molding apparatus comprising a molding furnace chamber, and molding a sheet glass from molten glass by a downdraw method using a molded body provided in the molding furnace chamber;
The sheet glass includes a slow cooling furnace chamber adjacent to the forming furnace chamber, and controls the cooling rate in the flow direction of the sheet glass and the temperature distribution in the width direction of the sheet glass when the sheet glass flows in the slow cooling furnace chamber. And a slow cooling device that slowly cools the sheet glass including the end portions on both sides and a center portion closer to the center in the width direction of the sheet glass than the end portions,
In the slow cooling apparatus,
A first cooling rate control step of cooling the central portion at a first average cooling rate until the temperature of the central portion of the sheet glass reaches a slow cooling point ;
A second cooling rate control step of cooling the central portion at a second average cooling rate until the temperature of the central portion reaches a strain point of −50 ° C. from the annealing point ;
Performing a third cooling rate control step of cooling the central portion at a third average cooling rate until the temperature of the central portion reaches the strain point of -200 ° C from the strain point of -50 ° C.
The slow cooling furnace chamber is divided into at least two spaces, a partition wall between the forming furnace chamber and the slow cooling furnace chamber, and a partition wall provided in the space provided in the slow cooling furnace chamber, the cooling rate controlling step, the second cooling rate controlling step, and the upper space to perform the third cooling rate controlling step, the sheet glass temperature of the central portion is less than the temperature of the strain point -200 ° C. A heat insulating plate is used for a partition wall that divides the region from a lower space that cools more rapidly than cooling in the region from the annealing point + 100 ° C. to the strain point −200 ° C. ,
By making the thermal resistance of the heat insulating plate 0.07 m 2 · K / W or more,
(1) The first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less,
(2) realizing that the first average cooling rate is faster than the second average cooling rate and the third average cooling rate;
The glass substrate manufactured by the cooling step has a heat shrinkage rate of 75 ppm or less, and has a strain retardation value of 1.0 nm or less.

上述のダウンドロー法によるガラス基板の製造方法及び製造装置によれば、シートガラスの周りの雰囲気温度の温度を精度良く管理でき、例えば、ガラス基板の反り及び歪を低減し、ガラス基板の品質要求を満足するガラス基板を提供することができる。   According to the glass substrate manufacturing method and manufacturing apparatus using the downdraw method described above, the temperature of the ambient temperature around the sheet glass can be accurately controlled, for example, the warpage and distortion of the glass substrate can be reduced, and the glass substrate quality requirements can be reduced. Can be provided.

本実施形態に係るガラス基板の製造方法の一部のフローチャート。The flowchart of a part of manufacturing method of the glass substrate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るガラス基板の製造方法に用いられるガラス基板の製造装置に含まれる熔解装置を主として示す模式図。The schematic diagram which mainly shows the melting apparatus contained in the manufacturing apparatus of the glass substrate used for the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this embodiment. 図2に示す成形装置の概略の正面図。The schematic front view of the shaping | molding apparatus shown in FIG. 図2に示す成形装置の概略の側面図。The schematic side view of the shaping | molding apparatus shown in FIG. 本実施形態に係るガラス基板の製造方法に用いられる制御装置の制御ブロック図。The control block diagram of the control apparatus used for the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るガラス基板の製造方法で行う温度制御工程で用いる各温度プロファイルにおけるシートガラスSGの温度を示す図。The figure which shows the temperature of the sheet glass SG in each temperature profile used at the temperature control process performed with the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this embodiment. 図6に示す表における温度プロファイルのグラフ図。The graph of the temperature profile in the table | surface shown in FIG. 本実施形態に係るガラス基板の製造方法で行う温度制御工程における冷却速度及び温度勾配を示す図。The figure which shows the cooling rate and temperature gradient in the temperature control process performed with the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る温度制御工程と冷却速度制御工程を対比して説明する図。The figure explaining the temperature control process and cooling rate control process which concern on this embodiment by contrast.

本明細書における下記語句は、以下のように定める。
・シートガラスの端部(R,L)とは、シートガラスの幅方向の縁から50mm以内の範囲をいう。
・シートガラスの中央領域(CA)とは、シートガラスの端部を除いた部分をいう。
・シートガラスの右部(CR)及び左部(CL)は、中央領域(CA)の一部であり、シートガラスの端部と隣接し、端部から150mmの範囲内の領域である。
・シートガラスの中央部(C)とは、シートガラスの上記中央領域(CA)から右部(CR)及び左部(CL)を除いた領域であり、シートガラスの幅方向の両側の縁から幅方向内側に200mm入った位置から幅方向内側の部分をいう。
・ 歪点とは、ガラス粘度が1014.5dPa・秒となるときのガラスの温度をいう。
・徐冷点とは、ガラス粘度が1013dPa・秒となるときのガラスの温度をいう。
・軟化点とは、ガラス粘度が107.6dPa・秒となるときのガラスの温度をいう。
The following words and phrases in this specification are defined as follows.
-The edge part (R, L) of a sheet glass means the range within 50 mm from the edge of the width direction of a sheet glass.
-The center area | region (CA) of sheet glass means the part except the edge part of sheet glass.
The right part (CR) and the left part (CL) of the sheet glass are a part of the central area (CA), are adjacent to the end part of the sheet glass, and are areas within a range of 150 mm from the end part.
-The center part (C) of sheet glass is an area | region except the right part (CR) and the left part (CL) from the said center area | region (CA) of sheet glass, From the edge of the both sides of the width direction of sheet glass The portion inside 200 mm in the width direction from the position 200 mm inside in the width direction.
The strain point is the temperature of the glass when the glass viscosity is 10 14.5 dPa · sec.
-An annealing point means the temperature of glass when a glass viscosity will be 10 < 13 > dPa * second.
- The softening point refers to the temperature of the glass when the glass viscosity of 10 7.6 dPa · s.

以下、図面を参照しながら、本実施形態のガラス基板の製造装置100を用いてガラス基板を製造するガラス基板の製造方法について説明する。   Hereinafter, a glass substrate manufacturing method for manufacturing a glass substrate using the glass substrate manufacturing apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係るガラス基板の製造方法の一部のフローチャートである。
以下、図1を用いてガラス基板の製造方法について説明する。
FIG. 1 is a partial flowchart of the glass substrate manufacturing method according to the present embodiment.
Hereinafter, the manufacturing method of a glass substrate is demonstrated using FIG.

ガラス基板は、図1に示すように、熔解工程ST1と、清澄工程ST2と、均質化工程ST3と、成形工程ST4と、冷却工程ST5と、切断工程ST6とを含む種々の工程を経て製造される。以下、これらの工程について説明する。   As shown in FIG. 1, the glass substrate is manufactured through various processes including a melting process ST1, a clarification process ST2, a homogenization process ST3, a molding process ST4, a cooling process ST5, and a cutting process ST6. The Hereinafter, these steps will be described.

熔解工程ST1では、ガラス原料を加熱して熔解して熔融ガラスとなる。
清澄工程ST2では、熔融ガラスを清澄する。具体的には、熔融ガラス中に含まれるガス成分を熔融ガラスから放出する、或いは、熔融ガラス中に含まれるガス成分を熔融ガラス中に吸収する。
均質化工程ST3では、熔融ガラスを均質化する。
成形工程ST4では、ダウンドロー法(具体的には、オーバーフローダウンドロー法)により熔融ガラスをシート状のガラス、すなわちシートガラスSG(図3、図4を参照)に成形する。
冷却工程ST5では、成形工程ST4で成形されたシートガラスSGの徐冷を行う。当該冷却工程ST5において、シートガラスSGは、室温近くまで冷却される。
切断工程ST6では、室温近くまで冷却されたシートガラスSGを、所定の長さ毎に切断して切断シートガラスSG1(図3を参照)とする。なお、切断工程ST6は、冷却工程の直後に行わなくてもよい。
In the melting step ST1, the glass raw material is heated and melted to form molten glass.
In the clarification step ST2, the molten glass is clarified. Specifically, the gas component contained in the molten glass is released from the molten glass, or the gas component contained in the molten glass is absorbed into the molten glass.
In the homogenization step ST3, the molten glass is homogenized.
In the forming step ST4, the molten glass is formed into a sheet-like glass, that is, a sheet glass SG (see FIGS. 3 and 4) by a downdraw method (specifically, an overflow downdraw method).
In the cooling step ST5, the sheet glass SG formed in the forming step ST4 is gradually cooled. In the cooling step ST5, the sheet glass SG is cooled to near room temperature.
In the cutting step ST6, the sheet glass SG cooled to near room temperature is cut every predetermined length to obtain a cut sheet glass SG1 (see FIG. 3). Note that the cutting step ST6 may not be performed immediately after the cooling step.

図2は、ガラス基板の製造装置100に含まれる熔解装置200を主として示す模式図である。図3は、ガラス基板の製造装置100に含まれる成形装置300の概略の正面図である。図4は、成形装置300の概略の側面図である。以下、ガラス基板の製造装置100について説明する。   FIG. 2 is a schematic view mainly showing a melting apparatus 200 included in the glass substrate manufacturing apparatus 100. FIG. 3 is a schematic front view of a forming apparatus 300 included in the glass substrate manufacturing apparatus 100. FIG. 4 is a schematic side view of the molding apparatus 300. The glass substrate manufacturing apparatus 100 will be described below.

ガラス基板の製造装置100は、主として、熔解装置200と、成形装置300と、を有する。   The glass substrate manufacturing apparatus 100 mainly includes a melting apparatus 200 and a forming apparatus 300.

熔解装置200は、熔解工程ST1、清澄工程ST2、及び、均質化工程ST3を行うための装置である。
熔解装置200は、図2に示すように、熔解槽201、清澄槽202、攪拌槽203、第1配管204、及び、第2配管205を有する。
熔解槽201は、ガラス原料を熔解するための槽である。熔解槽201では、熔解工程ST1を行う。
清澄槽202は、熔解槽201で熔解された熔融ガラスから泡を除去するための槽である。熔解槽201より送り込まれた熔融ガラスを、清澄槽202でさらに加熱することで、熔融ガラス中の気泡の脱泡が促進される。清澄槽202では、清澄工程ST2を行う。
攪拌槽203は、スターラーによって熔融ガラスを攪拌する。攪拌槽203では、均質化工程ST3を行う。
The melting apparatus 200 is an apparatus for performing the melting process ST1, the clarification process ST2, and the homogenization process ST3.
As shown in FIG. 2, the melting apparatus 200 includes a melting tank 201, a clarification tank 202, a stirring tank 203, a first pipe 204, and a second pipe 205.
The melting tank 201 is a tank for melting a glass raw material. In the melting tank 201, the melting step ST1 is performed.
The clarification tank 202 is a tank for removing bubbles from the molten glass melted in the melting tank 201. By further heating the molten glass fed from the melting tank 201 in the clarification tank 202, defoaming of bubbles in the molten glass is promoted. In the clarification tank 202, a clarification step ST2 is performed.
The stirring tank 203 stirs the molten glass with a stirrer. In the stirring tank 203, the homogenization step ST3 is performed.

成形装置300は、成形工程ST4、及び、冷却工程ST5を行うための装置であり、炉壁301で囲まれた内部空間である炉室S1に設けられている。
成形装置300は、図3や図4に示すように、成形体310と、雰囲気仕切り部材320と、冷却ローラ330と、冷却ユニット340と、引っ張りローラ350a〜350eと、ヒータ360a〜360eと、第1〜第5隔壁355a〜355dと、炉壁301と、を有する。以下、これらの構成について説明する。
The molding apparatus 300 is an apparatus for performing the molding process ST4 and the cooling process ST5, and is provided in the furnace chamber S1 that is an internal space surrounded by the furnace wall 301.
As shown in FIGS. 3 and 4, the molding apparatus 300 includes a molded body 310, an atmosphere partition member 320, a cooling roller 330, a cooling unit 340, pulling rollers 350 a to 350 e, heaters 360 a to 360 e, 1st-5th partition 355a-355d and the furnace wall 301 are provided. Hereinafter, these configurations will be described.

なお、炉室S1は、第1隔壁355aにより成形炉室S2と徐冷炉室S3とに区切られている。したがって、成形炉室S2と徐冷炉室S3とは隣接した部屋となっている。成形炉室S2は、炉壁301と第1隔壁355aとにより囲まれている。徐冷炉室S3は、炉壁301と第1隔壁355aとにより囲まれている。成形炉室S2は、さらに、雰囲気仕切り部材320により、上部成形炉室S2Uと下部成形炉室S2Bとに区切られている。一方、徐冷炉室S3は、第2隔壁355b、第3隔壁355c及び第4隔壁355dにより、第1徐冷室S3A、第2徐冷室S3B、第3徐冷室S3C、第4徐冷室S3D、及び第5徐冷室S3Eに区切られている。   The furnace chamber S1 is divided into a forming furnace chamber S2 and a slow cooling furnace chamber S3 by a first partition 355a. Therefore, the forming furnace chamber S2 and the slow cooling furnace chamber S3 are adjacent rooms. The forming furnace chamber S2 is surrounded by the furnace wall 301 and the first partition 355a. The slow cooling furnace chamber S3 is surrounded by the furnace wall 301 and the first partition 355a. The molding furnace chamber S2 is further divided into an upper molding furnace chamber S2U and a lower molding furnace chamber S2B by an atmosphere partition member 320. On the other hand, the slow cooling furnace chamber S3 includes a first slow cooling chamber S3A, a second slow cooling chamber S3B, a third slow cooling chamber S3C, and a fourth slow cooling chamber S3D by the second partition 355b, the third partition 355c, and the fourth partition 355d. And the fifth annealing chamber S3E.

成形体310は、成形工程ST4を行うための装置であり、成形炉室S2、より詳しくは、上部成形炉室S2Uに設けられている。
成形体310は、図3に示すように、成形装置300の上方部分に位置し、熔解装置200から流れてくる熔融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法によりシート状のガラス基板(シートガラスSG)に成形する機能を有する。
成形体310の溝部312に流れた熔融ガラスMGは、当該溝部312の頂部においてオーバーフローし、成形体310の両側面313を沿って流下する。そして、成形体310の両側面313を沿って流下する熔融ガラスMGは、成形体310の最下端部314で合流してシートガラスSGとなる。シートガラスSGは、一対の雰囲気仕切り部材320の間のスリット状の隙間を通して、下部成形炉室S2Bに供給される。
The molded body 310 is an apparatus for performing the molding step ST4, and is provided in the molding furnace chamber S2, more specifically, the upper molding furnace chamber S2U.
As shown in FIG. 3, the molded body 310 is located in the upper part of the molding apparatus 300, and the molten glass flowing from the melting apparatus 200 is molded into a sheet-like glass substrate (sheet glass SG) by the overflow down draw method. It has the function to do.
The molten glass MG that has flowed into the groove 312 of the molded body 310 overflows at the top of the groove 312 and flows down along both side surfaces 313 of the molded body 310. And the molten glass MG which flows down along the both side surfaces 313 of the molded object 310 joins at the lowest end part 314 of the molded object 310, and becomes sheet glass SG. The sheet glass SG is supplied to the lower forming furnace chamber S2B through a slit-like gap between the pair of atmosphere partition members 320.

図3及び図4に示すように、雰囲気仕切り部材320は、成形体310の最下端部314の近傍に配置される板状の部材であり、断熱部材である。
雰囲気仕切り部材320は、成形体310の最下端部314から流下していくシートガラスSGの厚み方向の両側に、略水平となるように配置されている。雰囲気仕切り部材320は、その上下の空気を仕切ることにより、雰囲気仕切り部材320の上側から下側への熱の移動を抑制している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the atmosphere partition member 320 is a plate-like member disposed in the vicinity of the lowermost end portion 314 of the molded body 310 and is a heat insulating member.
The atmosphere partition member 320 is disposed so as to be substantially horizontal on both sides in the thickness direction of the sheet glass SG flowing down from the lowermost end portion 314 of the molded body 310. The atmosphere partition member 320 suppresses the movement of heat from the upper side to the lower side of the atmosphere partition member 320 by partitioning the upper and lower air.

冷却ローラ330は、雰囲気仕切り部材320の下方に位置する下部成形炉室S2Bに配置されている。また、冷却ローラ330は、シートガラスSGの厚み方向の両側に、且つ、その幅方向の両側の端部に対向するように配置されている。冷却ローラ330は、例えば、内部に通された空冷管により空冷されている。よって、シートガラスSGは、冷却された冷却ローラ330に接触するその厚み方向の両側部分且つその幅方向の両側の端部(以下では、当該部分をシートガラスSGの耳部R,L(図4及び図7を参照)ともいう)が冷却される。これにより、当該耳部R,Lの粘度は、所定値以上、具体的には、109.0dPa・秒以上に調整される。冷却ローラ330は、また、冷却ローラ駆動モータ390(図5を参照)による駆動力が伝達されることにより、シートガラスSGを下方に引っ張る。The cooling roller 330 is disposed in the lower molding furnace chamber S2B located below the atmosphere partition member 320. Moreover, the cooling roller 330 is arrange | positioned so as to oppose the edge part of the both sides of the width direction on the both sides of the thickness direction of the sheet glass SG. The cooling roller 330 is air-cooled by, for example, an air-cooling tube passed through the inside. Therefore, the sheet glass SG is in contact with the cooled cooling roller 330 on both side portions in the thickness direction and on both end portions in the width direction (hereinafter, the portions are the ear portions R and L of the sheet glass SG (FIG. 4). And also referred to as FIG. 7) is cooled. Thereby, the viscosities of the ear portions R and L are adjusted to a predetermined value or more, specifically, 10 9.0 dPa · sec or more. The cooling roller 330 also pulls the sheet glass SG downward as a driving force from the cooling roller drive motor 390 (see FIG. 5) is transmitted.

冷却ユニット340(図4参照)は、下部成形炉室S2Bに配置されている。冷却ユニット340は、冷却ローラ330及びその下方を通るシートガラスSGの雰囲気温度を冷却する。
冷却ユニット340は、シートガラスSGの幅方向に複数及びその流下方向に複数の冷却源を有している。冷却源の数は特に限定されないが、多い方が精度よく温度制御ができる。
The cooling unit 340 (see FIG. 4) is disposed in the lower forming furnace chamber S2B. The cooling unit 340 cools the cooling roller 330 and the ambient temperature of the sheet glass SG passing therebelow.
The cooling unit 340 includes a plurality of cooling sources in the width direction of the sheet glass SG and a plurality of cooling sources in the flow-down direction thereof. The number of cooling sources is not particularly limited, but a larger number can perform temperature control with higher accuracy.

引っ張りローラ350a〜350eは、冷却ローラ330の下方に位置し、具体的には、徐冷炉室S3内に、シートガラスSGの流下方向に所定の間隔をもって配置される。引っ張りローラ350a,350bは、第1徐冷炉室S3Aに配置され、引っ張りローラ350cは、第2徐冷炉室S3Bに配置され、引っ張りローラ350dは、第3徐冷炉室S3Cに配置され、引っ張りローラ350eは、第4徐冷炉室S3Dに配置されている。   The pulling rollers 350a to 350e are located below the cooling roller 330. Specifically, the pulling rollers 350a to 350e are arranged in the slow cooling furnace chamber S3 with a predetermined interval in the flow direction of the sheet glass SG. The pulling rollers 350a and 350b are disposed in the first slow cooling furnace chamber S3A, the pulling roller 350c is disposed in the second slow cooling furnace chamber S3B, the pulling roller 350d is disposed in the third slow cooling furnace chamber S3C, and the pulling roller 350e is 4 Arranged in the slow cooling furnace chamber S3D.

引っ張りローラ350a〜350eは、それぞれ、シートガラスSGの厚み方向の両側に、且つ、シートガラスSGの幅方向の両側の端部に対向するように配置される。そして、引っ張りローラ350a〜350eは、冷却ローラ330において耳部R,Lの粘度が所定値以上になったシートガラスSGの厚み方向の両側部分であってその幅方向の両側の端部に接触しながら当該シートガラスSGを下方に引っ張る。引っ張りローラ350a〜350eの周速度は、冷却ローラ330の周速度よりも大きい。   The pulling rollers 350a to 350e are respectively arranged on both sides in the thickness direction of the sheet glass SG and so as to face ends on both sides in the width direction of the sheet glass SG. The pulling rollers 350a to 350e are in contact with the end portions on both sides in the thickness direction of the sheet glass SG in which the viscosity of the lugs R and L is equal to or higher than a predetermined value in the cooling roller 330. However, the sheet glass SG is pulled downward. The peripheral speed of the pulling rollers 350 a to 350 e is larger than the peripheral speed of the cooling roller 330.

ヒータは、シートガラスSGの流下方向に複数、且つシートガラスSGの幅方向に複数配置される。ヒータ360a〜360eは、後述する制御装置500によって出力を制御されることで、引っ張りローラ350a〜350eによって下方に牽引されるシートガラスSGの近傍の雰囲気温度を制御する(具体的には、昇温する)温度制御装置として機能する。   A plurality of heaters are arranged in the flow direction of the sheet glass SG and a plurality of heaters in the width direction of the sheet glass SG. The heaters 360a to 360e control the ambient temperature in the vicinity of the sheet glass SG pulled downward by the pulling rollers 350a to 350e by controlling the output by the control device 500 described later (specifically, the temperature rises). It functions as a temperature control device.

ここでは、引っ張りローラ350a〜350eによって下方に牽引されるシートガラスSGの雰囲気温度が、ヒータ360a〜360eによって温度制御されることによって(具体的には、シートガラスSGの周りの雰囲気温度が制御されることにより、シートガラスSGが温度制御されることによって)、シートガラスSGが粘性域から粘弾性域を経て弾性域へと推移する冷却が行われる。
なお、ヒータ360a〜360eのそれぞれの近傍には、シートガラスSGの各領域の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段としての複数の熱電対(ここでは、熱電対ユニット380(図5を参照)という)が、ヒータ360a〜360eのそれぞれに対応するように配置されている。すなわち、熱電対は、シートガラスSGの流下方向に複数且つその幅方向に複数配置されている。
以上のように、成形体310の最下端部314以下の領域において、冷却ローラ330、冷却ユニット340、ヒータ360a〜360eによってシートガラスSGが冷却されていく工程が冷却工程ST5である。したがって、冷却工程は、上部成形炉室S2B、第1徐冷炉室S3A、第2徐冷炉室S3B、第3徐冷炉室S3C、及び第4徐冷炉室S3Dにて行われる。
Here, the ambient temperature of the sheet glass SG pulled downward by the pulling rollers 350a to 350e is controlled by the heaters 360a to 360e (specifically, the ambient temperature around the sheet glass SG is controlled). Thus, the sheet glass SG is controlled in temperature), so that the sheet glass SG is cooled from the viscous region to the elastic region through the viscoelastic region.
In addition, in the vicinity of each of the heaters 360a to 360e, a plurality of thermocouples (here, thermocouple units 380 (see FIG. 5)) serving as ambient temperature detection means for detecting the ambient temperature of each region of the sheet glass SG. ) Are arranged to correspond to each of the heaters 360a to 360e. That is, a plurality of thermocouples are arranged in the flow direction of the sheet glass SG and a plurality in the width direction.
As described above, the cooling process ST5 is a process in which the sheet glass SG is cooled by the cooling roller 330, the cooling unit 340, and the heaters 360a to 360e in the region below the lowermost end 314 of the molded body 310. Therefore, the cooling process is performed in the upper forming furnace chamber S2B, the first slow cooling furnace chamber S3A, the second slow cooling furnace chamber S3B, the third slow cooling furnace chamber S3C, and the fourth slow cooling furnace chamber S3D.

切断装置400では、切断工程ST6を行う。本実施形態では、切断装置400は、炉室S1の外側下方に配置されているが、これに限定されない。また、切断装置400は設けられず、シートガラスSGを所定の形状にして、例えばロール状に巻いて、次工程に搬送してもよい。   In the cutting device 400, the cutting step ST6 is performed. In the present embodiment, the cutting device 400 is disposed on the outside lower side of the furnace chamber S1, but is not limited thereto. Further, the cutting device 400 is not provided, and the sheet glass SG may be formed into a predetermined shape, for example, rolled into a roll shape, and conveyed to the next step.

図5は、制御装置500の制御ブロック図である。
制御装置500は、炉壁301の外部に設けられている。制御装置500は、CPU、ROM、RAM、ハードディスク等から構成され、ガラス基板の製造装置100に含まれる種々の機器の制御を行う制御部として機能する。
制御装置500は、冷却ユニット340、ヒータ360a〜360e、冷却ローラ駆動モータ390、引っ張りローラ駆動モータ391、切断装置駆動モータ392等の制御を行う。制御装置500による温度制御により、以下で説明するように、シートガラスSGの温度分布を所定の温度プロファイルに一致させることができる。
FIG. 5 is a control block diagram of the control device 500.
The control device 500 is provided outside the furnace wall 301. The control device 500 includes a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk, and the like, and functions as a control unit that controls various devices included in the glass substrate manufacturing apparatus 100.
The control device 500 controls the cooling unit 340, the heaters 360a to 360e, the cooling roller driving motor 390, the pulling roller driving motor 391, the cutting device driving motor 392, and the like. As described below, the temperature control by the control device 500 can make the temperature distribution of the sheet glass SG coincide with a predetermined temperature profile.

図6は、各温度プロファイル(後述する)におけるシートガラスSGの温度の一例を示す表を示す。図7は、図6の表における温度プロファイルのグラフを示す。図8は、温度制御工程ST11〜ST14における冷却速度及び温度勾配を示す表を示す。図9は、後述する温度制御工程と冷却速度制御工程を対比して説明する図である。   FIG. 6 shows a table showing an example of the temperature of the sheet glass SG in each temperature profile (described later). FIG. 7 shows a graph of the temperature profile in the table of FIG. FIG. 8 shows a table showing cooling rates and temperature gradients in the temperature control steps ST11 to ST14. FIG. 9 is a diagram illustrating a temperature control step and a cooling rate control step, which will be described later, in comparison.

冷却工程ST5では、シートガラスSGを温度制御する温度制御工程ST10(図8を参照)を行っている。温度制御工程ST10は、成形体310の下部からガラス歪点の近傍の温度領域を下回るまでの温度領域においてシートガラスSGの幅方向の温度制御を行う工程である。具体的には、温度制御工程ST10では、制御装置500が、冷却ローラ330を制御することにより、シートガラスSGの温度を制御する。また、温度制御工程ST10では、制御装置500は、冷却ユニット340、及び、ヒータ360a〜360eを制御してシートガラスSGの温度を直接的あるいは間接的に制御する。なお、図6,7に示されるシートガラスSGの温度は、冷却ユニット340およびヒータ360a〜360eによって制御されるシートガラスSGの周りの雰囲気温度に基づいて、シミュレーションによって算出された値である。   In cooling process ST5, temperature control process ST10 (refer FIG. 8) which temperature-controls sheet glass SG is performed. The temperature control step ST10 is a step of performing temperature control in the width direction of the sheet glass SG in a temperature range from the lower part of the molded body 310 to a temperature range near the glass strain point. Specifically, in the temperature control step ST10, the control device 500 controls the temperature of the sheet glass SG by controlling the cooling roller 330. In the temperature control step ST10, the control device 500 controls the cooling unit 340 and the heaters 360a to 360e to directly or indirectly control the temperature of the sheet glass SG. The temperature of the sheet glass SG shown in FIGS. 6 and 7 is a value calculated by simulation based on the ambient temperature around the sheet glass SG controlled by the cooling unit 340 and the heaters 360a to 360e.

冷却工程ST5では、温度制御工程ST10を行うことによって、シートガラスSGの温度が所定の高さ位置において所定の温度範囲に入るように、且つ、シートガラスSGの温度がその幅方向に所定の温度分布を有するようにしている。すなわち、シートガラスSGの温度は、その流下方向及び幅方向において制御されている。   In the cooling step ST5, by performing the temperature control step ST10, the temperature of the sheet glass SG enters a predetermined temperature range at a predetermined height position, and the temperature of the sheet glass SG is a predetermined temperature in the width direction. Have a distribution. That is, the temperature of the sheet glass SG is controlled in the flow-down direction and the width direction.

温度制御工程ST10は、図8に示すように、ガラス歪点上温度制御工程ST10aと、歪点下方温度制御工程ST14とを有する。以下、各温度制御工程について説明する。   As shown in FIG. 8, the temperature control step ST10 includes a glass strain point upper temperature control step ST10a and a strain point lower temperature control step ST14. Hereinafter, each temperature control process will be described.

ガラス歪点上温度制御工程ST10aは、成形体310の最下端部314から、シートガラスSGの中央部Cの温度がガラス歪点の近傍の温度領域に位置する温度までの、シートガラスSGの温度の制御を行う工程であって、第1温度制御工程ST11と、第2温度制御工程ST12と、第3温度制御工程ST13とを有する。すなわち、成形により得られた直後の高温のシートガラスSGは、ガラス歪点上温度制御工程ST10aにより、ガラス歪点の近傍の温度領域内に位置する温度まで、温度制御にしたがって冷却される。ガラス歪点の近傍の温度領域とは、ガラス歪点とガラス徐冷点とを足して2で除した温度((ガラス歪点+ガラス徐冷点)/2)と、ガラス歪点から50℃を引いた温度(ガラス歪点−50℃)との間の領域をいう。   The temperature control step ST10a on the glass strain point is the temperature of the sheet glass SG from the lowermost end portion 314 of the molded body 310 to the temperature at which the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is located in the temperature region near the glass strain point. And includes a first temperature control step ST11, a second temperature control step ST12, and a third temperature control step ST13. That is, the high-temperature sheet glass SG immediately after being obtained by molding is cooled according to the temperature control to a temperature located in the temperature region near the glass strain point by the glass strain point upper temperature control step ST10a. The temperature range near the glass strain point is the temperature obtained by adding the glass strain point and the glass annealing point and dividing by 2 ((glass strain point + glass annealing point) / 2), and 50 ° C. from the glass strain point. The region between the temperature (glass strain point −50 ° C.) minus.

第1温度制御工程ST11は、シートガラスSGの幅方向の中央部の温度がガラス軟化点以上である場合に行われる。
第1温度制御工程ST11では、温度プロファイルが、第1温度プロファイルTP11となるように制御している。
1st temperature control process ST11 is performed when the temperature of the center part of the width direction of the sheet glass SG is more than a glass softening point.
In the first temperature control step ST11, the temperature profile is controlled to be the first temperature profile TP11.

第1温度プロファイルTP11とは、図7に示すように、シートガラスSGの耳部R,Lの温度が中央領域CAの温度よりも低くなり、且つ、耳部R,Lによって挟まれる中央領域CAの幅方向の温度が均一になる温度プロファイルである。ここで、「中央領域CA幅方向の温度が均一になる」とは、中央領域CAにおける幅方向の温度差が−20℃から20℃までの範囲に入ることを意味する。   As shown in FIG. 7, the first temperature profile TP11 is a central region CA in which the temperature of the ears R and L of the sheet glass SG is lower than the temperature of the central region CA and is sandwiched between the ears R and L. This is a temperature profile in which the temperature in the width direction becomes uniform. Here, “the temperature in the central area CA width direction is uniform” means that the temperature difference in the width direction in the central area CA falls within a range from −20 ° C. to 20 ° C.

第1温度制御工程ST11では、例えば、冷却ローラ330によってシートガラスSGの耳部R,Lを冷却することにより、また、冷却ユニット340によってシートガラスSGの雰囲気温度を制御することにより、耳部R,Lの温度が中央領域CAの温度よりも所定温度低くなり、且つ、中央領域CAの幅方向の温度が均一になる温度プロファイルを形成・維持している。これにより、シートガラスSGの中央領域CAの板厚を極力均一にすることができる。ここで、上述したように、冷却ユニット340は、幅方向に複数の冷却源を有しているので、シートガラスSGの耳部R,Lのそれぞれの温度と中央領域CAの温度とを独立して温度制御することができる。   In the first temperature control step ST11, for example, the ears R and L of the sheet glass SG are cooled by the cooling roller 330, and the ambient temperature of the sheet glass SG is controlled by the cooling unit 340, thereby the ears R. , L is lower than the temperature of the central area CA by a predetermined temperature, and the temperature profile in which the temperature in the width direction of the central area CA is uniform is formed and maintained. Thereby, the plate | board thickness of center area | region CA of the sheet glass SG can be made uniform as much as possible. Here, as described above, since the cooling unit 340 includes a plurality of cooling sources in the width direction, the temperatures of the ear portions R and L of the sheet glass SG and the temperature of the central region CA are independent. Temperature can be controlled.

第2温度制御工程ST12は、シートガラスSGの中央部Cの温度がガラス軟化点より低い、すなわちガラス軟化点を下まわってから、中央部Cの温度がガラス徐冷点の近傍の温度領域を通ってガラス歪点の近傍の温度領域に位置するある温度までの間に行われる。ガラス徐冷点の近傍の温度領域とは、ガラス徐冷点に100℃を足した温度(ガラス徐冷点+100℃)と、ガラス歪点とガラス徐冷点とを足して2で除した温度((ガラス歪点+ガラス徐冷点)/2)との間の領域をいう。
第2温度制御工程ST12では、温度プロファイルが、第2温度プロファイルTP20となるように制御する。
In the second temperature control step ST12, the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is lower than the glass softening point, that is, the temperature of the central portion C is close to the glass annealing point after the glass softening point is lowered. This is done up to a certain temperature located in the temperature region near the glass strain point. The temperature range near the glass annealing point is the temperature obtained by adding 100 ° C. to the glass annealing point (glass annealing point + 100 ° C.), the glass strain point and the glass annealing point, and dividing by 2. The region between ((glass strain point + glass annealing point) / 2).
In the second temperature control step ST12, the temperature profile is controlled to be the second temperature profile TP20.

第2温度プロファイルTP20とは、シートガラスSGの幅方向における温度が中央部Cから耳部R,Lに向かって低くなる温度プロファイルであり、上に凸の曲線を描く形状を有する。すなわち、第2温度制御工程ST12では、幅方向において、シートガラスSGの中央部Cの温度が最も高く、シートガラスSGの耳部R,Lの温度が最も低い。なお、第2温度プロファイルTP20では、温度が幅方向において中央部Cから耳部R,Lに向かって連続的に低くなる。
第2温度プロファイルTP20には、複数の温度プロファイル(例えば、本実施形態では、第2a温度プロファイルTP21、第2b温度プロファイルTP22)が含まれる。第2a温度プロファイルTP21及び第2b温度プロファイルTP22は、シートガラスSGの流下方向の上流側から下流側に向かって順に位置する。
The second temperature profile TP20 is a temperature profile in which the temperature in the width direction of the sheet glass SG decreases from the central portion C toward the ear portions R and L, and has a shape that draws a convex curve upward. That is, in 2nd temperature control process ST12, the temperature of the center part C of the sheet glass SG is the highest in the width direction, and the temperature of the ear | edge parts R and L of the sheet glass SG is the lowest. In the second temperature profile TP20, the temperature continuously decreases from the center C toward the ears R and L in the width direction.
The second temperature profile TP20 includes a plurality of temperature profiles (for example, in the present embodiment, the 2a temperature profile TP21 and the 2b temperature profile TP22). The 2a temperature profile TP21 and the 2b temperature profile TP22 are sequentially located from the upstream side in the flow-down direction of the sheet glass SG toward the downstream side.

第2温度プロファイルTP20は、シートガラスSGの流下方向の下流側に向かうにつれて(すなわち、シートガラスSGの中央領域CAの温度がガラス軟化点を下回ってから、シートガラスSGの温度がガラス歪点の近傍の温度領域へ向かうにつれて)、シートガラスSGの幅方向において、耳部R,Lの温度と中央部Cの温度との温度差の絶対値(ここでは、温度差絶対値という)が小さくなる。よって、第2b温度プロファイルTP22の温度差絶対値のほうが、第2a温度プロファイルTP21の温度差絶対値よりも小さい。
ここで、シートガラスSGの流下方向の下流側に向かうにつれて、温度差絶対値が小さくなるということは、言い換えれば、第2温度プロファイルTP20は、シートガラスSGの流下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の温度と中央部Cの温度との温度勾配が小さくなるということである。シートガラスSGの耳部R,Lの温度と中央部Cの温度との温度勾配とは、図7の二点差線に示すように、中央部Cの温度から耳部Rの温度を引いた値を、シートガラスSGの幅Wを2で除した値で、除したものの絶対値(ここでは、第1勾配絶対値という)、又は、中央部Cの温度から耳部Lの温度を引いた値を、シートガラスSGの幅Wを2で除した値で、除したものの絶対値(ここでは、第2勾配絶対値という)である。なお、以下の説明においては、シートガラスSGの耳部R,Lの温度と中央部Cの温度との温度勾配とは、第1勾配絶対値と第2勾配絶対値との平均値を意味するものとする。
第2温度制御工程ST12では、第2a温度プロファイルTP21の温度勾配TG21、第2b温度プロファイルTP22の温度勾配TG22の順に大きい。
As the second temperature profile TP20 moves toward the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG (that is, after the temperature of the central region CA of the sheet glass SG falls below the glass softening point, the temperature of the sheet glass SG becomes the glass strain point). In the width direction of the sheet glass SG, the absolute value of the temperature difference between the temperatures of the ear portions R and L and the temperature of the central portion C (herein referred to as the temperature difference absolute value) decreases in the width direction of the sheet glass SG. . Therefore, the absolute value of the temperature difference of the 2b temperature profile TP22 is smaller than the absolute value of the temperature difference of the 2a temperature profile TP21.
Here, the fact that the absolute value of the temperature difference becomes smaller toward the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG, in other words, the second temperature profile TP20, as it goes to the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG, That is, the temperature gradient between the temperatures of the ears R and L of the sheet glass SG and the temperature of the central part C is reduced. The temperature gradient between the temperatures of the ears R and L of the sheet glass SG and the temperature of the center C is a value obtained by subtracting the temperature of the ears R from the temperature of the center C as shown by the two-dot chain line in FIG. Is the value obtained by dividing the width W of the sheet glass SG by 2 (the absolute value of the first gradient here) or the value obtained by subtracting the temperature of the ear L from the temperature of the center C. Is a value obtained by dividing the width W of the sheet glass SG by 2, and is an absolute value (herein referred to as a second gradient absolute value). In the following description, the temperature gradient between the temperatures of the ear portions R and L and the temperature of the central portion C of the sheet glass SG means an average value of the first gradient absolute value and the second gradient absolute value. Shall.
In the second temperature control step ST12, the temperature gradient TG21 of the second-a temperature profile TP21 and the temperature gradient TG22 of the second-b temperature profile TP22 are increased in this order.

第2温度制御工程ST12では、ヒータを制御することにより、温度プロファイルが第2温度プロファイルTP20となるようにしている。
具体的には、ヒータ360aを制御することにより、第2a温度プロファイルTP21を形成し、ヒータ360bを制御することにより、第2b温度プロファイルTP22を形成している。
なお、本実施形態では、耳部R,L、右部CR,左部CL、中央部Cの5点の温度の近似曲線が、第2温度プロファイルTP20となるようにしている。
また、第2温度制御工程ST12では、シートガラスSGの幅方向において、中央部Cの冷却速度が最も速くなるように、ヒータを制御している。すなわち、シートガラスSGの幅方向において耳部R,Lの温度の冷却速度よりも中央部Cの温度の冷却速度が速くなるように、ヒータを制御している。これにより、第2a温度プロファイルTP21及び第2b温度プロファイルTP22を形成できる。
In the second temperature control step ST12, the heater is controlled so that the temperature profile becomes the second temperature profile TP20.
Specifically, the 2a temperature profile TP21 is formed by controlling the heater 360a, and the 2b temperature profile TP22 is formed by controlling the heater 360b.
In the present embodiment, five approximate temperature curves of the ears R and L, the right part CR, the left part CL, and the center part C are set to be the second temperature profile TP20.
Moreover, in 2nd temperature control process ST12, the heater is controlled so that the cooling rate of the center part C becomes the fastest in the width direction of the sheet glass SG. That is, the heater is controlled so that the cooling rate of the temperature at the center C is faster than the cooling rate of the temperatures at the ears R and L in the width direction of the sheet glass SG. Thereby, the 2a temperature profile TP21 and the 2b temperature profile TP22 can be formed.

第3温度制御工程ST13は、シートガラスSGの中央部Cの温度がガラス歪点の近傍の温度領域に入っている間に行われる。
第3温度制御工程ST13では、温度プロファイルが第3温度プロファイルTP31となるように制御する。
The third temperature control step ST13 is performed while the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is in the temperature region near the glass strain point.
In the third temperature control step ST13, the temperature profile is controlled to be the third temperature profile TP31.

第3温度プロファイルTP31とは、シートガラスSGの幅方向の温度が均一になる温度プロファイルである。別の言い方をすると、第3温度プロファイルTP31とは、シートガラスSGの幅方向において、温度の耳部R,Lと中央部Cとの温度勾配がなくなる(温度勾配が0に近づく)温度プロファイルである。
ここで、「均一になる」、「温度勾配がなくなる」とは、シートガラスSGの幅方向において、中央部Cの温度から耳部R,Lの温度を引いた値(温度差)が、−20℃から20℃までの範囲に入ることである。
The third temperature profile TP31 is a temperature profile in which the temperature in the width direction of the sheet glass SG is uniform. In other words, the third temperature profile TP31 is a temperature profile in which the temperature gradient between the temperature ear portions R and L and the central portion C disappears (the temperature gradient approaches 0) in the width direction of the sheet glass SG. is there.
Here, “becomes uniform” and “no temperature gradient” means that the value (temperature difference) obtained by subtracting the temperatures of the ears R and L from the temperature of the center C in the width direction of the sheet glass SG is − It is in the range from 20 ° C to 20 ° C.

第3温度制御工程ST13では、ヒータを制御することによって、温度プロファイルが第3温度プロファイルTP31になるようにしている。ここでは、冷却工程ST5における温度差絶対値が最も小さくなるようにヒータ360cを制御している。   In the third temperature control step ST13, the temperature profile is set to the third temperature profile TP31 by controlling the heater. Here, the heater 360c is controlled so that the absolute value of the temperature difference in the cooling process ST5 is minimized.

また、第3温度制御工程ST13では、第2温度制御工程ST12と同様に、シートガラスSGの幅方向において、中央部Cの温度の冷却速度が最も速くなるように、ヒータ360cを制御している。すなわち、シートガラスSGの耳部R,Lの温度の冷却速度よりも中央部Cの温度の冷却速度が速くなるように、ヒータ360cを制御している。   In the third temperature control step ST13, similarly to the second temperature control step ST12, the heater 360c is controlled so that the cooling rate of the temperature of the central portion C is the fastest in the width direction of the sheet glass SG. . That is, the heater 360c is controlled so that the cooling rate of the temperature of the central portion C is faster than the cooling rate of the temperature of the ear portions R and L of the sheet glass SG.

歪点下方温度制御工程ST14は、シートガラスSGの中央部Cの温度が、ガラス歪点の近傍の温度領域を下回ってから、ガラス歪点から200℃を引いた温度までの間にあるときに行われる。
歪点下方温度制御工程ST14では、温度プロファイルが第4温度プロファイルTP40となるように制御する。
The strain point lower temperature control step ST14 is performed when the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is lower than the temperature region in the vicinity of the glass strain point and until the temperature obtained by subtracting 200 ° C. from the glass strain point. Done.
In the strain point lower temperature control step ST14, the temperature profile is controlled to be the fourth temperature profile TP40.

第4温度プロファイルTP40とは、シートガラスSGの幅方向における温度が耳部R,Lから中央部Cに向かって低くなる温度プロファイルであり、下に凸の曲線を描く形状を有する。すなわち、歪点下方温度制御工程ST14では、幅方向において、シートガラスSGの耳部R,Lの温度が最も高く、シートガラスSGの中央部Cの温度が最も低い。
第4温度プロファイルTP40には、複数の温度プロファイル(具体的には、本実施形態では、第4a温度プロファイルTP41及び第4b温度プロファイルTP42)が含まれる。第4a温度プロファイルTP41及び第4b温度プロファイルTP42は、シートガラスSGの流下方向の上流側から下流側にかけて順に位置する。
第4温度プロファイルTP40は、シートガラスSGの流下方向の下流側に向かうにつれて(すなわち、シートガラスSGの温度が、ガラス歪点の近傍の温度領域を下回ってから、ガラス歪点から200℃を引いた温度領域に向かうにつれて)、温度差絶対値が大きくなる。よって、歪点下方温度制御工程ST14においては、第4a温度プロファイルTP41における温度差絶対値は、第4b温度プロファイルTP42における温度差絶対値よりも小さい。
The fourth temperature profile TP40 is a temperature profile in which the temperature in the width direction of the sheet glass SG decreases from the ears R and L toward the center C, and has a shape that draws a downwardly convex curve. That is, in the strain point lower temperature control step ST14, in the width direction, the temperatures of the ear portions R and L of the sheet glass SG are the highest, and the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is the lowest.
The fourth temperature profile TP40 includes a plurality of temperature profiles (specifically, in the present embodiment, the 4a temperature profile TP41 and the 4b temperature profile TP42). The 4a temperature profile TP41 and the 4b temperature profile TP42 are sequentially positioned from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG.
As the fourth temperature profile TP40 moves toward the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG (that is, after the temperature of the sheet glass SG falls below the temperature region near the glass strain point, 200 ° C. is subtracted from the glass strain point. The temperature difference absolute value increases as the temperature range increases. Therefore, in the strain point lower temperature control step ST14, the temperature difference absolute value in the 4a temperature profile TP41 is smaller than the temperature difference absolute value in the 4b temperature profile TP42.

ここで、シートガラスSGの流下方向の下流側に向かうにつれて、温度差絶対値が大きくなるということは、言い換えれば、第4温度プロファイルTP40は、シートガラスSGの流下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の温度と中央部Cの温度との温度勾配が大きくなるということである。
よって、歪点下方温度制御工程ST14では、温度勾配の大きさは、大きい順に、第4b温度プロファイルTP42の温度勾配TG42、第4a温度プロファイルTP41の温度勾配TG41となる。
Here, the fact that the absolute value of the temperature difference increases toward the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG, in other words, the fourth temperature profile TP40, as it goes to the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG, That is, the temperature gradient between the temperature of the ear portions R and L of the sheet glass SG and the temperature of the central portion C is increased.
Therefore, in the strain point lower temperature control step ST14, the magnitude of the temperature gradient becomes the temperature gradient TG42 of the 4b temperature profile TP42 and the temperature gradient TG41 of the 4a temperature profile TP41 in descending order.

歪点下方温度制御工程ST14では、ヒータを制御することにより、温度プロファイルが第4温度プロファイルTP40となるようにしている。
具体的には、第4a温度プロファイルTP41となるように、ヒータ360dを制御し、第4b温度プロファイルTP42となるように、ヒータ360eを制御している。
なお、本実施形態では、耳部R,L、右部CR,左部CL、中央部Cの5点の温度の近似曲線が、第4温度プロファイルTP40となるようにしている。
In the strain point lower temperature control step ST14, the temperature profile becomes the fourth temperature profile TP40 by controlling the heater.
Specifically, the heater 360d is controlled so as to be the 4a temperature profile TP41, and the heater 360e is controlled so as to be the 4b temperature profile TP42.
In the present embodiment, the temperature approximate curves of the five temperatures of the ears R and L, the right part CR, the left part CL, and the center part C are set to be the fourth temperature profile TP40.

また、図8に示すように、歪点下方温度制御工程ST14では、シートガラスSGの幅方向において、中央部Cの温度の冷却速度が最も速くなるように、ヒータを制御している。すなわち、シートガラスSGの耳部R,Lの温度の冷却速度よりも中央部Cの温度の冷却速度が速くなるように、ヒータを制御している。   Further, as shown in FIG. 8, in the strain point lower temperature control step ST14, the heater is controlled so that the cooling rate of the temperature of the central portion C is the fastest in the width direction of the sheet glass SG. That is, the heater is controlled so that the cooling rate of the temperature of the central portion C is faster than the cooling rate of the temperature of the ear portions R and L of the sheet glass SG.

なお、第2温度制御工程ST12、第3温度制御工程ST13、及び、歪点下方温度制御工程ST14では、熱電対ユニット380によって検出される雰囲気温度に基づいて各ヒータ360a〜360eの出力を制御することで、シートガラスSGの温度分布がそれぞれの工程における温度プロファイルになるようにしている。   In the second temperature control step ST12, the third temperature control step ST13, and the strain point lower temperature control step ST14, the outputs of the heaters 360a to 360e are controlled based on the ambient temperature detected by the thermocouple unit 380. Thus, the temperature distribution of the sheet glass SG is set to a temperature profile in each process.

さらに、歪点下方温度制御工程ST14が施されたシートガラスSGは、切断装置400に至るまで、第5徐冷室S3Eで冷却される。第5徐冷室S3Eは、炉壁301と第5隔壁355eにより囲まれている。第5徐冷室S3EにおけるシートガラスSGの温度領域は、シートガラスSGの中央部Cの温度が(ガラス歪点−200℃)の温度未満となっており、シートガラスSGの温度は、シートガラスSGの板厚偏差、反り、に影響を与えない温度に冷却されているので、急冷による1次歪みでシートガラスが割れない範囲内で、室温まで急冷することができる。このため、第4徐冷室S3Dと第5徐冷室S3Eとの温度格差は大きい。
このように、成形体310の最下端部314を熔融ガラスMGが流下してできたシートガラスSGは、下部成形空間S2B、第1〜第4徐冷炉室S3A〜S3Dにおいて、精度の高い温度分布の制御が行われた後、第5徐冷炉室S3Eで、室温まで急速に冷却される。このような点から、シートガラスSGの温度分布の制御を要する下部成形空間S2B及び第1〜第4徐冷炉室S3A〜S3Dは、上部空間といい、シートガラスSGの温度分布の制御を要しない第5徐冷炉室S3Eは、下部空間ともいう。
Further, the sheet glass SG subjected to the strain point lower temperature control step ST14 is cooled in the fifth slow cooling chamber S3E until reaching the cutting device 400. The fifth slow cooling chamber S3E is surrounded by the furnace wall 301 and the fifth partition 355e. The temperature region of the sheet glass SG in the fifth annealing chamber S3E is less than the temperature of the central portion C of the sheet glass SG (glass strain point -200 ° C.), and the temperature of the sheet glass SG is the sheet glass. Since it is cooled to a temperature that does not affect the sheet thickness deviation and warpage of SG, it can be rapidly cooled to room temperature within a range in which the sheet glass is not broken by the primary strain due to rapid cooling. For this reason, the temperature difference between the fourth slow cooling chamber S3D and the fifth slow cooling chamber S3E is large.
Thus, the sheet glass SG formed by the molten glass MG flowing down the lowermost end portion 314 of the molded body 310 has a highly accurate temperature distribution in the lower molding space S2B and the first to fourth annealing furnace chambers S3A to S3D. After the control is performed, the fifth slow cooling furnace chamber S3E is rapidly cooled to room temperature. From such a point, the lower forming space S2B and the first to fourth slow cooling furnace chambers S3A to S3D that require the control of the temperature distribution of the sheet glass SG are referred to as the upper space and do not require the control of the temperature distribution of the sheet glass SG. The 5 slow cooling furnace chamber S3E is also referred to as a lower space.

本実施形態の徐冷工程では、上述の温度制御工程の他に、以下に説明するようなシートガラスSGの流れる方向に沿って冷却速度を制御している。この冷却速度の制御によって、シートガラスSGは、反り及び歪等のガラス基板の品質要求を満足するガラス基板を提供することができる。
例えば、冷却工程ST5は、図9に示すように、シートガラスSGの中央部Cの温度が、徐冷点になるまで、第1の平均冷却速度で中央部Cを冷却する第1の冷却速度制御工程と、中央部Cの温度が、徐冷点から歪点−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で中央部Cを冷却する第2の冷却速度制御工程と、中央部の温度が、歪点−50℃から歪点−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で中央部Cを冷却する第3の冷却速度制御工程と、を含む。
第1の平均冷却速度は、生産性を保つために、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下である。第1平均冷却速度は、第2平均冷却工程及び第3の平均冷却工程において精度よくシートガラスの幅方向の温度制御を行うために、第2平均冷却速度及び第3の平均冷却速度よりも速い。なお第3の平均冷却速度は、第2の平均冷却速度よりも速いことが好ましい。このように冷却されたシートガラスは、例えば、熱収縮は100ppm以下となり、歪のリタデーション値は1.0nm以下となる。
In the slow cooling process of the present embodiment, the cooling rate is controlled along the flowing direction of the sheet glass SG as described below, in addition to the temperature control process described above. By controlling the cooling rate, the sheet glass SG can provide a glass substrate that satisfies the quality requirements of the glass substrate such as warpage and distortion.
For example, in the cooling step ST5, as shown in FIG. 9, the first cooling rate that cools the central portion C at the first average cooling rate until the temperature of the central portion C of the sheet glass SG reaches the annealing point. The control step, the second cooling rate control step of cooling the central portion C at the second average cooling rate until the temperature of the central portion C reaches the strain point −50 ° C. from the annealing point, and the temperature of the central portion Includes a third cooling rate control step of cooling the central portion C at the third average cooling rate until the strain point reaches −200 ° C. from the strain point of −50 ° C.
The first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less in order to maintain productivity. The first average cooling rate is faster than the second average cooling rate and the third average cooling rate in order to accurately control the temperature in the width direction of the sheet glass in the second average cooling step and the third average cooling step. . The third average cooling rate is preferably faster than the second average cooling rate. The sheet glass thus cooled has, for example, a thermal shrinkage of 100 ppm or less and a strain retardation value of 1.0 nm or less.

このとき、第2の平均冷却速度を0.5℃/秒〜5.5℃/秒、第3の平均冷却速度を1.5℃/秒〜7.0℃/秒とすることが好ましい。なお、第3の冷却速度制御工程において、シートガラスSG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Cに向かって低くなるように制御することが好ましい。
また、さらに熱収縮を小さくしたい場合には、以下の冷却速度制御を行う。
冷却工程は、シートガラスSGの幅方向の中央部Cの温度が徐冷点になるまで、中央部Cを第4の平均冷却速度で冷却する第4冷却速度制御工程と、中央部Cの温度が徐冷点から歪点になるまで、中央部Cを第5の平均冷却速度で冷却する第5冷却速度制御工程と、中央部Cの温度が歪点から(歪点−100℃)になるまで、中央部Cを第6の平均冷却速度で冷却する第6の冷却工程とを含む。
このとき、第4の平均冷却速度は、第5の平均冷却速度及び前記第6平均冷却速度より速く、かつ第6平均冷却速度は、第5の平均冷却速度より遅くなるように制御する。
このとき、第4の平均冷却速度を5.0〜50.0℃/秒、第5の平均冷却速度を0.8〜5.0℃/秒、第6の平均冷却速度を0.5〜4.0℃/秒とすることが好ましい。さらに、第2の平均冷却速度と第3の平均冷却速度の速度比(第3の平均冷却速度/第2の平均冷却速度)が、0.2以上1未満であることが、生産性を保ちつつ熱収縮を小さくするという観点から好ましい。
At this time, it is preferable that the second average cooling rate is 0.5 ° C./second to 5.5 ° C./second, and the third average cooling rate is 1.5 ° C./second to 7.0 ° C./second. In the third cooling rate control step, it is preferable to control the temperature in the width direction of the sheet glass SG so as to decrease from the end portion in the width direction of the sheet glass toward the central portion C.
Further, when it is desired to further reduce the thermal shrinkage, the following cooling rate control is performed.
The cooling step includes a fourth cooling rate control step for cooling the central portion C at the fourth average cooling rate until the temperature of the central portion C in the width direction of the sheet glass SG reaches the annealing point, and the temperature of the central portion C. Until the temperature reaches the strain point from the annealing point, the fifth cooling rate control step of cooling the central portion C at the fifth average cooling rate, and the temperature of the central portion C changes from the strain point (strain point -100 ° C). And the sixth cooling step of cooling the central portion C at the sixth average cooling rate.
At this time, the fourth average cooling rate is controlled to be faster than the fifth average cooling rate and the sixth average cooling rate, and the sixth average cooling rate is controlled to be slower than the fifth average cooling rate.
At this time, the fourth average cooling rate is 5.0 to 50.0 ° C./second, the fifth average cooling rate is 0.8 to 5.0 ° C./second, and the sixth average cooling rate is 0.5 to The temperature is preferably 4.0 ° C./second. Furthermore, the ratio of the second average cooling rate and the third average cooling rate (third average cooling rate / second average cooling rate) is 0.2 or more and less than 1, maintaining productivity. However, it is preferable from the viewpoint of reducing thermal shrinkage.

上述したようなシートガラスSGの冷却速度の制御、好ましくはさらに温度分布の制御を行うことにより、シートガラスSG、ひいてはシートガラスSGから作られるガラス基板の板厚偏差、反り、歪、熱収縮を、後述するように低減することができる。
このようなシートガラスSGの冷却速度の制御と、好ましくはさらに温度分布の制御を実現するためには、下部成形炉室S2B、第1徐冷炉室S3A〜第4徐冷炉室S3DのシートガラスSGの周りの雰囲気温度が制御されていることが必要である。下部成形炉室S2B、第1徐冷炉室S3A〜第4徐冷炉室S3Dの雰囲気温度は、シートガラスSGの流下方向の下流側程低下するため、上流側から、雰囲気仕切り部材320あるいは隔壁355a〜355eを伝って熱が下流側の空間に移動することを防がなくてはならない。このため、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355eには、断熱性を有する断熱板が設けられている。このとき断熱板の熱抵抗を0.07m2・K/W以上とすることが好ましい。これにより、下部成形炉室S2Bや徐冷炉室S3内の区切られた各室の間で生じる熱移動を抑制することができ、シートガラスSGの冷却速度の制御の他に、シートガラスSGの幅方向の温度分布の制御を精度よくすることができる。これにより、ガラス基板の板厚偏差、反り、歪を低減することができる。さらに、ガラス基板の熱収縮をも低減することができる。雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355eに用いられる断熱板として、アルミナファイバーを固めたアルミナファイバーボード等が好適に用いられる。
なお、雰囲気仕切り部材320の熱抵抗は、0.2m2・K/W以上が好ましく、0.4m2・K/W以上がより好ましく、0.6m2・K/W以上がさらにより好ましい。隔壁355a〜355eの熱抵抗は、0.07m2・K/W以上であり、0.15m2・K/W以上が好ましく、0.5m2・K/W以上がより好ましい。なお、断熱板の熱抵抗の上限は特に限定されないが、高い熱抵抗を達成するために断熱板の厚さが厚くなることを抑制するという観点からは、熱抵抗は、2m2・K/W以下であることが好ましい。
By controlling the cooling rate of the sheet glass SG as described above, preferably further controlling the temperature distribution, the thickness deviation, warpage, distortion, and heat shrinkage of the glass substrate made of the sheet glass SG and the sheet glass SG can be reduced. As will be described later, this can be reduced.
In order to realize such control of the cooling rate of the sheet glass SG and preferably further control of the temperature distribution, around the sheet glass SG of the lower forming furnace chamber S2B and the first slow cooling furnace chamber S3A to the fourth slow cooling furnace chamber S3D. It is necessary that the ambient temperature of the is controlled. Since the atmosphere temperature of the lower forming furnace chamber S2B and the first annealing furnace chamber S3A to the fourth annealing furnace chamber S3D decreases toward the downstream side in the flow direction of the sheet glass SG, the atmosphere partition member 320 or the partition walls 355a to 355e are opened from the upstream side. It is necessary to prevent heat from being transferred to the downstream space. For this reason, the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355e are provided with heat insulating plates having heat insulating properties. At this time, it is preferable that the heat resistance of the heat insulating plate is 0.07 m 2 · K / W or more. Thereby, the heat transfer which arises between each chamber divided | segmented in lower molding furnace chamber S2B and slow cooling furnace chamber S3 can be suppressed, and the width direction of sheet glass SG other than control of the cooling rate of sheet glass SG The temperature distribution can be controlled with high accuracy. Thereby, the plate | board thickness deviation, curvature, and distortion of a glass substrate can be reduced. Furthermore, thermal shrinkage of the glass substrate can be reduced. As the heat insulating plate used for the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355e, an alumina fiber board in which alumina fibers are hardened is preferably used.
The heat resistance of the atmosphere partition member 320 is preferably at least 0.2m 2 · K / W, more preferably at least 0.4m 2 · K / W, more 0.6m 2 · K / W is more preferred. The thermal resistance of the partition walls 355a~355e is a 0.07m 2 · K / W or more, preferably at least 0.15m 2 · K / W, 0.5m 2 · K / W or more is more preferable. In addition, although the upper limit of the heat resistance of a heat insulating board is not specifically limited, From a viewpoint of suppressing that the thickness of a heat insulating board becomes thick in order to achieve high heat resistance, heat resistance is 2 m < 2 > * K / W. The following is preferable.

特に、LTPS(Low Temperature Poly Silicon)・TFT(Thin Film Transistor)や酸化物半導体を表面に形成するガラス基板には、熱収縮の小さいことが求められている。このため、熱収縮率の小さなガラス基板、例えば、熱収縮率が75ppm以下であるガラス基板を製造するには、温度制御工程ST10では、例えばガラス徐冷点+100℃からガラス歪点−200℃までの領域において比較的ゆっくり冷却し、この領域より下流側で、温度制御工程ST10以降では、急速に冷却することが好ましい。したがって、シートガラスSGの温度分布の制御を要する上部空間と、シートガラスSGの温度分布の制御を要せず、急速冷却が望ましい下部空間との間を画する第5隔壁355eは、他の隔壁に比べて温度の段差が大きい。このため第5隔壁355eでは、他の隔壁に対して熱移動の抑制がより重要である。この点から、第5隔壁355eの熱抵抗は0.5m2・K/W以上とすることが好ましく、1.5m2・K/W以上とすることがより好ましいい。このとき、熱抵抗の上限は3m2・K/Wであることが好ましい。これにより、上部空間から下部空間への熱移動をより一層抑制することができる。このため、シートガラスSGの温度分布を精度よく制御することができる。これにより、徐冷炉が巨大化することを抑制しつつ、ガラス基板の反り、歪、熱収縮をより低減したガラス基板を安定して生産することができる。第5隔壁355eには、第1〜第4隔壁355a〜355dと異なり、熱伝導率の小さい材料を用いることができる。また、第5隔壁355eには、雰囲気仕切り部材320あるいは隔壁355a〜355dと同じ材質であるが、隔壁355a〜355dに比べて板厚を厚くして熱抵抗を大きくした断熱板を用いることもできる。
したがって、本実施形態では、熱収縮率が75ppm以下のガラス基板を安定して製造することもできる。ここで、熱収縮率とは、昇降温速度が10℃/分、550℃で2時間保持の熱処理が施された後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式にて求められる値である。
熱収縮率(ppm)
={熱処理後のガラス基板の収縮量/熱処理前のガラス基板の長さ}×106
In particular, a glass substrate on which LTPS (Low Temperature Poly Silicon) / TFT (Thin Film Transistor) or an oxide semiconductor is formed is required to have low thermal shrinkage. For this reason, in order to manufacture a glass substrate having a small heat shrinkage rate, for example, a glass substrate having a heat shrinkage rate of 75 ppm or less, in the temperature control step ST10, for example, from a glass annealing point + 100 ° C. to a glass strain point −200 ° C. It is preferable to cool relatively slowly in this region, and to cool rapidly after the temperature control step ST10 on the downstream side of this region. Accordingly, the fifth partition 355e that defines the space between the upper space that needs to control the temperature distribution of the sheet glass SG and the lower space that does not need to control the temperature distribution of the sheet glass SG and is desired to be rapidly cooled is another partition. The temperature difference is large compared to. For this reason, in the 5th partition 355e, suppression of heat transfer is more important to other partitions. From this point, the thermal resistance of the fifth partition wall 355e is preferably 0.5 m 2 · K / W or more, and more preferably 1.5 m 2 · K / W or more. At this time, the upper limit of the thermal resistance is preferably 3 m 2 · K / W. Thereby, the heat transfer from the upper space to the lower space can be further suppressed. For this reason, the temperature distribution of the sheet glass SG can be accurately controlled. Thereby, it is possible to stably produce a glass substrate in which warpage, distortion, and thermal shrinkage of the glass substrate are further reduced while suppressing the enlarging of the slow cooling furnace. Unlike the first to fourth partition walls 355a to 355d, a material having a low thermal conductivity can be used for the fifth partition wall 355e. The fifth partition wall 355e may be made of the same material as the atmosphere partition member 320 or the partition walls 355a to 355d, but a heat insulating plate having a larger plate thickness and higher thermal resistance than the partition walls 355a to 355d may be used. .
Therefore, in this embodiment, a glass substrate having a heat shrinkage rate of 75 ppm or less can be stably manufactured. Here, the heat shrinkage rate is a value obtained by the following equation using the amount of shrinkage of the glass substrate after heat treatment at a heating / cooling rate of 10 ° C./min and 550 ° C. for 2 hours. is there.
Thermal shrinkage (ppm)
= {Shrinkage of glass substrate after heat treatment / length of glass substrate before heat treatment} × 10 6

ガラス基板の反り値は、0.15mm以下である。ガラス基板の複屈折率の大きさを測定した場合の最大複屈折量は、1.0nm以下、より好ましくは0.6nm以下である。
ガラス基板の中央領域CAにおいて、幅方向に5mmの間隔で板厚偏差を測定した場合、ガラス基板の板厚偏差は、10μm〜15μmである。
The warp value of the glass substrate is 0.15 mm or less. The maximum birefringence when the magnitude of the birefringence of the glass substrate is measured is 1.0 nm or less, more preferably 0.6 nm or less.
In the central area CA of the glass substrate, when the thickness deviation is measured at intervals of 5 mm in the width direction, the thickness deviation of the glass substrate is 10 μm to 15 μm.

(特徴)
本実施形態では、第1〜第3の冷却速度制御工程含み、このとき、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355eに用いる断熱板は、第1の平均冷却速度が、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下となり、第1の平均冷却速度が、第2の平均冷却速度及び前記第3の平均冷却速度より速く、かつ、この徐冷によりシートガラスSGが100ppm以下の熱収縮率を有し、歪のリタデーション値が1.0nm以下の値を有する、ように制御できる断熱性を有する。このため、板厚偏差、反り、歪を低減して、ガラス基板の品質要求を満足させることができる。
また、本実施形態では、第4〜第6の冷却速度制御工程含み、このとき、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355eに用いる断熱板は、第4の平均冷却速度は、第5の平均冷却速度及び第6の平均冷却速度より速く、第6の平均冷却速度は、第5の平均冷却速度より遅くなるように制御できる断熱性を有する。このため、板厚偏差、反り、歪の他に、熱収縮を低減して、ガラス基板の品質要求を満足させることができる。
このような断熱板の熱抵抗を0.07m2・K/W以上とすることが好ましい。本実施形態では、第1〜第5隔壁355a〜355eの熱抵抗はいずれも0.07m2・K/W以上である断熱板が用いられるが、成形炉室S2と徐冷炉室S3との間の第1隔壁355a、及び、徐冷炉室S3に設けられる第2〜第5隔壁355b〜355eの少なくとも一つの熱抵抗は0.07m2・K/W以上であればよい。これにより、いずれの隔壁においてもその熱抵抗に制限を与えず、熱抵抗が0.07m2・K/W未満である場合に比べて、シートガラスSGの温度制御を効率よく行うことができる。
(Feature)
In the present embodiment, the first to third cooling rate control steps are included. At this time, the heat insulating plate used for the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355e has a first average cooling rate of 5.0 ° C./second or more. And 50.0 ° C./second or less, the first average cooling rate is faster than the second average cooling rate and the third average cooling rate, and by this slow cooling, the sheet glass SG has a heat shrinkage of 100 ppm or less. And has a heat insulation property that can be controlled so that the retardation value of the strain has a value of 1.0 nm or less. For this reason, a plate thickness deviation, a curvature, and distortion can be reduced, and the quality requirement of a glass substrate can be satisfied.
Further, in the present embodiment, the fourth to sixth cooling rate control steps are included. At this time, the fourth average cooling rate of the heat insulating plate used for the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355e is the fifth average cooling rate. The sixth average cooling rate is higher than the speed and the sixth average cooling rate, and the sixth average cooling rate has an adiabatic property that can be controlled to be slower than the fifth average cooling rate. For this reason, in addition to plate thickness deviation, warpage, and distortion, thermal shrinkage can be reduced to satisfy the quality requirements of the glass substrate.
It is preferable that the heat resistance of such a heat insulating plate is 0.07 m 2 · K / W or more. In the present embodiment, the heat resistance of the first to fifth partition walls 355a to 355e is 0.07 m 2 · K / W or more, and a heat insulating plate is used, but between the forming furnace chamber S2 and the slow cooling furnace chamber S3. At least one thermal resistance of the first partition wall 355a and the second to fifth partition walls 355b to 355e provided in the slow cooling furnace chamber S3 may be 0.07 m 2 · K / W or more. Thereby, in any partition, the thermal resistance is not limited, and the temperature control of the sheet glass SG can be efficiently performed as compared with the case where the thermal resistance is less than 0.07 m 2 · K / W.

また、本実施形態では、冷却工程ST5において、ガラス歪点上温度制御工程ST10aを行っている。ガラス歪点上温度制御工程ST10aは、第1温度制御工程ST11と、第2温度制御工程ST12を含む。
ここで、一般的に、成形体を離れたシートガラスは、自身の表面張力により収縮しようとする。また、シートガラスの平坦度が悪化することが懸念される。
そこで、本実施形態では、シートガラスSGの中央部Cの温度がガラス軟化点以上である温度領域において、第1温度制御工程ST11において、成形体310の直下に配置される冷却ローラ330によってシートガラスSGを下方に引っ張りながら、シートガラスSGの耳部R,Lを急冷している。これにより、極力早くシートガラスSGの耳部R,Lの粘度を上げることができ(具体的には、粘度を109.0dPa・秒以上にすることができ)、表面張力によるシートガラスSGの収縮を抑制できる。ここで、シートガラスSGが幅方向に収縮すると、収縮した両側の端部の板厚が大きくなり、シートガラス中央の肉厚が均一な部分の幅が狭くなる。従って、第1温度制御工程ST11においてシートガラスSGの耳部R,Lの温度を中央領域CAの温度より低くすることにより、シートガラスSG、ひいては、ガラス基板の製品として有効な幅が収縮してしまうことを抑制することができる。
In the present embodiment, the glass strain point upper temperature control step ST10a is performed in the cooling step ST5. The glass strain point upper temperature control step ST10a includes a first temperature control step ST11 and a second temperature control step ST12.
Here, generally, the sheet glass that has left the formed body tends to shrink due to its surface tension. Moreover, there is a concern that the flatness of the sheet glass is deteriorated.
Therefore, in the present embodiment, in the temperature region where the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is equal to or higher than the glass softening point, the sheet glass is cooled by the cooling roller 330 disposed immediately below the molded body 310 in the first temperature control step ST11. While pulling SG downward, the ears R and L of the sheet glass SG are rapidly cooled. Thus, the ear portion R of the utmost fast sheet glass SG, can increase the viscosity of the L (specifically, it is possible to the viscosity to more than 10 9.0 dPa · s), the sheet glass SG by surface tension Can be prevented from shrinking. Here, when the sheet glass SG is shrunk in the width direction, the thickness of the shrunk end portions on both sides is increased, and the width of the part having a uniform thickness at the center of the sheet glass is narrowed. Therefore, by making the temperature of the ear portions R and L of the sheet glass SG lower than the temperature of the central area CA in the first temperature control step ST11, the effective width of the sheet glass SG and eventually the glass substrate is contracted. Can be suppressed.

また、第1温度制御工程ST11では、シートガラスSGの中央領域CAの温度を均一にすることで、中央領域CAの粘度が均一になる。これにより、シートガラスSGの板厚を均一化することができる。   Moreover, in 1st temperature control process ST11, the viscosity of center area | region CA becomes uniform by making temperature of center area | region CA of sheet glass SG uniform. Thereby, the plate | board thickness of the sheet glass SG can be equalize | homogenized.

また、一般的に、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における温度差があると、歪(残留応力)が発生しやすいと言われている。
そこで、本実施形態では、第3温度制御工程ST13を行うことによって、ガラス歪点の近傍の温度領域において、シートガラスSGの幅方向の耳部R,Lと中央部Cとの温度勾配がなくなるように、雰囲気温度を制御している。すなわち、第3温度制御工程ST13では、冷却工程ST5における温度差絶対値が最も小さくなるようにしている。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。すなわち、第3温度制御工程ST13において、ガラス歪点の近傍の温度領域に向かって、シートガラスSGの幅方向の耳部R,Lと中央部Cとの温度勾配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。耳部R,Lと中央部Cとの間の温度差は、シートガラスSGの中央部Cの温度から耳部R,Lの温度を引いた値が、−20℃から20℃までの範囲に入ることが好ましい。
これにより、シートガラスSG、ひいては、ガラス基板の歪(残留応力)を低減できる。
In general, it is said that distortion (residual stress) is likely to occur if there is a temperature difference in the width direction of the sheet glass in the temperature region near the glass strain point.
Therefore, in the present embodiment, by performing the third temperature control step ST13, there is no temperature gradient between the edge portions R and L in the width direction of the sheet glass SG and the central portion C in the temperature region near the glass strain point. As such, the ambient temperature is controlled. That is, in the third temperature control step ST13, the absolute value of the temperature difference in the cooling step ST5 is made the smallest. If the sheet glass SG has a temperature difference at the glass strain point, the sheet glass SG is distorted after being cooled to room temperature. That is, in the third temperature control step ST13, by reducing the temperature gradient between the edge portions R and L and the central portion C in the width direction of the sheet glass SG toward the temperature region near the glass strain point, the sheet glass is reduced. SG distortion can be reduced. The temperature difference between the ears R and L and the central part C is such that the value obtained by subtracting the temperature of the ears R and L from the temperature of the central part C of the sheet glass SG is in the range from −20 ° C. to 20 ° C. It is preferable to enter.
Thereby, distortion (residual stress) of sheet glass SG and by extension, a glass substrate can be reduced.

また、本実施形態では、シートガラスSGの幅方向における温度が中央部Cから耳部R,Lに向かって低くなる第2温度プロファイルTP20から、シートガラスSGの幅方向の温度が均一になる第3温度プロファイルTP31になるようにしている。すなわち、本実施形態では、シートガラスSGの中央部Cの温度がガラス軟化点より低い温度領域において、第2温度制御工程ST12及び第3温度制御工程ST13において、シートガラスSGの幅方向において、中央部Cの温度の冷却速度が、耳部R,Lの温度の冷却速度よりも速くなるようにしている。
これにより、第2温度制御工程ST12及び第3温度制御工程ST13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から中央部Cに向かうにつれて大きくなるので、シートガラスSGの中央部Cには引っ張り応力が働く。特に、シートガラスSGの中央部Cには、シートガラスSGの流下方向および幅方向に引っ張り応力が働く。なお、シートガラスSGの幅方向に働く引っ張り応力よりも、シートガラスSGの流下方向に働く引っ張り応力の方が大きいことが好ましい。引っ張り応力により、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、ひいては、ガラス基板の反りをより低減できる。
In the present embodiment, the temperature in the width direction of the sheet glass SG becomes uniform from the second temperature profile TP20 in which the temperature in the width direction of the sheet glass SG decreases from the central portion C toward the ear portions R and L. A three-temperature profile TP31 is set. That is, in this embodiment, in the temperature region where the temperature of the central portion C of the sheet glass SG is lower than the glass softening point, in the second temperature control step ST12 and the third temperature control step ST13, the center in the width direction of the sheet glass SG. The cooling rate of the temperature of the part C is made faster than the cooling rate of the temperature of the ear parts R and L.
Thereby, in 2nd temperature control process ST12 and 3rd temperature control process ST13, since the volumetric shrinkage of sheet glass SG becomes large as it goes to the center part C from the ear | edge parts R and L of sheet glass SG, sheet glass SG Tensile stress is applied to the central portion C. In particular, tensile stress acts on the center portion C of the sheet glass SG in the flow-down direction and the width direction of the sheet glass SG. In addition, it is preferable that the tensile stress which works in the flow direction of the sheet glass SG is larger than the tensile stress which works in the width direction of the sheet glass SG. Since the sheet glass SG can be cooled while maintaining the flatness of the sheet glass SG due to the tensile stress, the warpage of the sheet glass SG and, consequently, the glass substrate can be further reduced.

本実施形態では、歪点下方温度制御工程ST14においても、常にシートガラスSGの中央部Cに引っ張り応力が働くようにしている。また、第1温度制御工程ST11においても、冷却ローラ330によって速やかに当該耳部R,Lの粘度を所定値以上にすることで、シートガラスSGの中央部Cに引っ張り応力を働かせている。
よって、本実施形態の冷却工程ST5では、冷却ローラ330や引っ張りローラ350a〜350eによってシートガラスSGに幅方向及び流下方向の引っ張り応力を働かせるだけでなく、温度制御を行うことによってもシートガラスSG(特に中央部C)に幅方向及び流下方向の引っ張り応力を働かせている。よって、シートガラスSG、ひいては、ガラス基板の反りを低減できる。
In the present embodiment, a tensile stress is always applied to the central portion C of the sheet glass SG also in the strain point lower temperature control step ST14. Also in the first temperature control step ST11, the cooling roller 330 promptly increases the viscosity of the ear portions R and L to a predetermined value or more, thereby applying a tensile stress to the central portion C of the sheet glass SG.
Therefore, in the cooling process ST5 of the present embodiment, not only the tensile stress in the width direction and the downflow direction is applied to the sheet glass SG by the cooling roller 330 or the pulling rollers 350a to 350e, but also the sheet glass SG ( In particular, a tensile stress in the width direction and the flow-down direction is applied to the central portion C). Therefore, the curvature of sheet glass SG and by extension, a glass substrate can be reduced.

本実施形態では、ガラス歪点の近傍の温度領域より低い温度領域において、シートガラスSGの幅方向の温度が耳部R,Lから中央部Cに向かって低くなるようにする歪点下方温度制御工程ST14が行われる。これにより、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から中央部Cに向かうにつれて大きくなる。そのため、シートガラスSGの中央部Cには、シートガラスSGの流下方向および幅方向に引っ張り応力が働く。従って、引っ張り応力により、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。   In this embodiment, in the temperature region lower than the temperature region in the vicinity of the glass strain point, the temperature below the strain point is set such that the temperature in the width direction of the sheet glass SG decreases from the ear portions R and L toward the center portion C. Step ST14 is performed. Thereby, the volumetric shrinkage of the sheet glass SG increases as it goes from the ears R, L of the sheet glass SG toward the center C. Therefore, tensile stress acts on the center part C of the sheet glass SG in the flow-down direction and the width direction of the sheet glass SG. Therefore, the sheet glass SG can be cooled while maintaining the flatness of the sheet glass SG due to the tensile stress, so that the warpage of the sheet glass SG can be reduced.

(ガラス組成)
本実施形態で製造されるガラス基板のガラス組成は、以下のガラス組成が例示される。
以下のガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板である
SiO 50〜70質量%、Al 5〜25質量%、B 0〜15質量%、MgO 0〜10質量%、CaO 0〜20質量%、SrO 0〜20質量%、BaO 0〜10質量%、ZrO 0〜10質量%、を含有するガラス基板。
Li2O、Na2O及びK2O等のアルカリ金属酸化物は、ガラスから溶出してTFT特性を劣化させる虞があることから、TFTを搭載するディスプレイ用(例えば、液晶ディスプレイ用)ガラス基板として適用する場合には、上記アルカリ金属酸化物は実質的に含まない無アルカリガラスであることが好ましい。しかし、ガラス中に上記成分を敢えて特定量含有させたアルカリ微量含有ガラスは、TFT特性の劣化を抑制しつつ、熔解槽の破損等も抑制できる。そこで、アルカリ微量含有ガラスには、Li2O、Na2O及びK2Oが0.05〜2.0質量%含有することが好ましく、0.2〜0.5質量%含有することがより好ましい。
(Glass composition)
The following glass composition is illustrated as a glass composition of the glass substrate manufactured by this embodiment.
Glass substrate is less, SiO 2 50-70 wt% is the glass substrate for a flat panel display, Al 2 O 3 5~25 wt%, B 2 O 3 0~15 wt%, MgO 0 mass%, CaO 0-20 wt%, SrO 0 to 20 wt%, BaO 0 wt%, a glass substrate containing ZrO 2 0% by weight.
Alkali metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O and K 2 O may elute from the glass and deteriorate the TFT characteristics, so that a glass substrate for a display (for example, a liquid crystal display) on which a TFT is mounted. When applied as, it is preferable that the alkali metal oxide is substantially free of alkali glass. However, a glass containing a trace amount of alkali in which the above components are intentionally contained in the glass can suppress the degradation of the TFT characteristics, and can also prevent the melting tank from being damaged. Therefore, the alkaline trace containing glass, it is preferred that Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is contained 0.05 to 2.0 wt%, more to contain 0.2 to 0.5 wt% preferable.

本実施形態のガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に好適に用いられる。また、ガラス基板は、特に熱収縮率の小さいことが要求される、LTPS・TFTや酸化物半導体を形成し高温処理を行うガラス基板にも用いることができる。さらに、表示装置などのカバーガラス、磁気ディスク用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板などに用いることもできる。 The glass substrate of this embodiment is used suitably for the glass substrate for flat panel displays. The glass substrate can also be used for a glass substrate which is formed with LTPS / TFT or an oxide semiconductor and is subjected to high temperature treatment, which is particularly required to have a low thermal shrinkage rate. Furthermore, it can also be used for a cover glass for a display device, a glass substrate for a magnetic disk, a glass substrate for a solar cell, and the like.

[実験例]
(実施例1)
本実施形態の雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355dの効果を調べるために、図3,4に示す成形装置300を用いてシートガラスSGを作製してガラス基板を製造した。具体的には、熔解槽201においてガラス原料を熔解して熔融ガラスMGとした。そして、熔融ガラスMGを白金合金製の配管を介して清澄槽202に搬送し、熔融ガラスMGを白金合金製の清澄槽202にて清澄をおこなった。次に、清澄後の熔融ガラスMGを攪拌槽203にて攪拌した後、成形体310に熔融ガラスMGを供給し、オーバーフローダウンドロー法にてシートガラスSGを成形した。シートガラスSGを温度制御を行いつつ冷却し、その後、シートガラスSGを切断し、厚さが0.7mm、サイズが2200mm×2500mmのフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造した。このとき、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355d、さらには、第5隔壁355eの熱抵抗を0.15m2・K/Wとした。
用いたガラスの組成は以下の通りである。
SiO2 60質量%、Al23 19.5質量%、B23 10質量%、CaO 5.3質量%、SrO 5質量%、SnO2 0.2質量%。
実施例1において製造したガラス基板の歪点は713℃であった。
[Experimental example]
Example 1
In order to examine the effects of the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355d of the present embodiment, a sheet glass SG was produced using a molding apparatus 300 shown in FIGS. Specifically, the glass raw material was melted in the melting tank 201 to obtain a molten glass MG. And molten glass MG was conveyed to the clarification tank 202 via piping made from a platinum alloy, and the molten glass MG was clarified in the clarification tank 202 made from a platinum alloy. Next, after the clarified molten glass MG was stirred in the stirring tank 203, the molten glass MG was supplied to the molded body 310, and the sheet glass SG was molded by the overflow down draw method. The sheet glass SG was cooled while performing temperature control, and then the sheet glass SG was cut to produce a glass substrate for a flat panel display having a thickness of 0.7 mm and a size of 2200 mm × 2500 mm. At this time, the thermal resistance of the atmosphere partition member 320, the partition walls 355a to 355d, and the fifth partition wall 355e was set to 0.15 m 2 · K / W.
The composition of the glass used is as follows.
SiO 2 60 mass%, Al 2 O 3 19.5 mass%, B 2 O 3 10 mass%, CaO 5.3 mass%, SrO 5 mass%, SnO 2 0.2 mass%.
The strain point of the glass substrate produced in Example 1 was 713 ° C.

(実施例2)
実施例1と同様の方法でシートガラスSGを作製してガラス基板を製造した。実施例1と異なる点はガラス組成のみである。実施例2におけるガラス組成は、以下の通りである。
SiO2 61.5質量%、Al23 20質量%、B23 8.4質量%、CaO 10質量%、SnO2 0.1質量%。
実施例2において製造したガラス基板の歪点は715℃であった。
(Example 2)
A sheet glass SG was produced in the same manner as in Example 1 to produce a glass substrate. The difference from Example 1 is only the glass composition. The glass composition in Example 2 is as follows.
SiO 2 61.5 wt%, Al 2 O 3 20 wt%, B 2 O 3 8.4 wt%, CaO 10% by weight, SnO 2 0.1% by mass.
The strain point of the glass substrate produced in Example 2 was 715 ° C.

(実施例3)
実施例1と同様の方法でシートガラスSGを作製してガラス基板を製造した。実施例1と異なる点はガラス組成のみである。実施例3におけるガラス組成は、以下の通りである。
SiO2 61.2質量%、Al23 19.5質量%、B23 9.0質量%、K2O 0.19質量%、CaO 10質量%、Fe23 0.01質量%、SnO2 0.1質量%。
実施例3において製造したガラス基板の歪点は699℃であった。
Example 3
A sheet glass SG was produced in the same manner as in Example 1 to produce a glass substrate. The difference from Example 1 is only the glass composition. The glass composition in Example 3 is as follows.
SiO 2 61.2 wt%, Al 2 O 3 19.5 wt%, B 2 O 3 9.0 wt%, K 2 O 0.19 wt%, CaO 10 wt%, Fe 2 O 3 0.01 wt %, SnO 2 0.1 mass%.
The strain point of the glass substrate produced in Example 3 was 699 ° C.

(実施例4〜6)
実施例3と同様の方法でシートガラスSGを作製してガラス基板を製造した。実施例3と異なる点は隔壁355a〜355eの熱抵抗を、0.3m2・K/W(実施例4)、0.6m2・K/W(実施例5)、1.2m2・K/W(実施例6)としたのみである。
(Examples 4 to 6)
A sheet glass SG was produced in the same manner as in Example 3 to produce a glass substrate. The difference from Example 3 is that the thermal resistance of the partition walls 355a to 355e is 0.3 m 2 · K / W (Example 4), 0.6 m 2 · K / W (Example 5), 1.2 m 2 · K. / W (Example 6) only.

(比較例1)
実施例1と同様のガラス組成のガラスを用いて、シートガラスSGを作製してガラス基板を製造した。比較例におけるガラス基板の製造方法では、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355d、さらには、第5隔壁355eの熱抵抗が実施例1と異なっており、他は実施例1と同様である。比較例では、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355d、さらには、第5隔壁355eの熱抵抗を0.05m2・K/Wとした。
(比較例2)
実施例3と同様のガラス組成のガラスを用いて、シートガラスSGを作製してガラス基板を製造した。比較例におけるガラス基板の製造方法では、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355eの熱抵抗が実施例3と異なっており、他は実施例3と同様である。比較例では、雰囲気仕切り部材320及び隔壁355a〜355eの熱抵抗を0.05m2・K/Wとした。
(Comparative Example 1)
A sheet glass SG was produced using a glass having the same glass composition as in Example 1 to produce a glass substrate. In the manufacturing method of the glass substrate in the comparative example, the thermal partitioning member 320, the partition walls 355a to 355d, and the thermal resistance of the fifth partition wall 355e are different from those in the first embodiment, and the others are the same as in the first embodiment. In the comparative example, the thermal resistance of the atmosphere partition member 320, the partition walls 355a to 355d, and the fifth partition wall 355e was set to 0.05 m 2 · K / W.
(Comparative Example 2)
A sheet glass SG was produced using a glass having the same glass composition as in Example 3 to produce a glass substrate. In the manufacturing method of the glass substrate in the comparative example, the thermal resistance of the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355e is different from that in the third embodiment, and the others are the same as in the third embodiment. In the comparative example, the thermal resistance of the atmosphere partition member 320 and the partition walls 355a to 355e was set to 0.05 m 2 · K / W.

(冷却速度)
実施例1〜6では、第1の平均冷却速度は、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下となり、第1の平均冷却速度は、第2の平均冷却速度及び第3の平均冷却速度より速く、かつ、この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し、歪のリタデーション値が1.0nm以下の値であった。
比較例1〜2では、第1の平均冷却速度は、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下となり、かつ、第1の平均冷却速度は、第2の平均冷却速度及び第3の平均冷却速度より速く、かつ、この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し、かつ、歪のリタデーション値が1.0nm以下の値である条件を満たさなかった。
(Cooling rate)
In Examples 1 to 6, the first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less, and the first average cooling rate is the second average cooling rate and the third average cooling rate. The sheet glass that was faster than the average cooling rate and cooled by this cooling step had a heat shrinkage rate of 100 ppm or less, and a strain retardation value of 1.0 nm or less.
In Comparative Examples 1 and 2, the first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less, and the first average cooling rate is the second average cooling rate or the second average cooling rate. 3 is faster than the average cooling rate of 3, and the sheet glass cooled by this cooling step has a heat shrinkage rate of 100 ppm or less and does not satisfy the condition that the retardation value of strain is 1.0 nm or less. It was.

(歪測定)
実施例1〜6及び比較例1〜2で製造されたガラス基板の性能評価として、歪の指標となるガラス基板の複屈折率に起因するリタデーション値を測定した。リタデーション値の測定には、ユニオプト社製の複屈折率測定器ABR−10Aを使用した。リタデーション値は、実施例1〜4の測定値はいずれも0.6nm以下であり、実施例5の測定値は0.5nm以下であり、実施例6の測定値は0.4nm以下であり、歪の許容される値の範囲であった。他方、比較例1〜2は測定値は1.0nmを越えており、歪の許容される値の範囲外であった。
(Strain measurement)
As the performance evaluation of the glass substrates manufactured in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the retardation value resulting from the birefringence of the glass substrate serving as a strain index was measured. For the measurement of the retardation value, a birefringence measuring device ABR-10A manufactured by UNIOPT was used. As for the retardation value, the measurement values of Examples 1 to 4 are all 0.6 nm or less, the measurement value of Example 5 is 0.5 nm or less, the measurement value of Example 6 is 0.4 nm or less, It was within the range of allowable values of strain. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the measured value exceeded 1.0 nm, which was outside the range of allowable strain values.

(反り測定)
さらに、実施例1〜6及び比較例1〜2で製造されたガラス基板の性能評価として、ガラス基板の反りを測定した。
ガラス基板の反りの測定は、以下の方法で行った。
ガラス基板の有効領域から第1世代〜第2世代の大きさの8枚の小板を切り出し、小板をガラス定盤に置いた。そして、各小板とガラス定盤との隙間を、複数箇所(本実施形態では、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)において隙間ゲージを用いて測定することで反りを測定した。
実施例1〜6の反りの測定値はいずれも0.15mm以下であり、反りの許容される値の範囲であったが、比較例1〜2の反りの測定値は0.25mmを越えており、反りの許容される値の範囲外であった。
(Warpage measurement)
Furthermore, the curvature of the glass substrate was measured as performance evaluation of the glass substrate manufactured in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2.
The measurement of the curvature of the glass substrate was performed by the following method.
Eight small plates of the first to second generation sizes were cut out from the effective area of the glass substrate, and the small plates were placed on a glass surface plate. And a clearance gauge is used for the gap between each small plate and the glass surface plate at a plurality of locations (in this embodiment, four corners, two central portions on the long side, and two central portions on the short side). The warpage was measured by measuring.
The measured values of warpage in Examples 1 to 6 were all 0.15 mm or less, and were within the range of allowable values of warpage, but the measured values of warpage in Comparative Examples 1 and 2 exceeded 0.25 mm. Therefore, it was out of the range of allowable values of warpage.

(熱収縮測定)
実施例1〜6で製造されたガラス基板の性能評価として、ガラス基板の熱収縮率を測定した。熱収縮率は、昇降温速度が10℃/分、550℃で2時間保持の熱処理が施された後のガラス基板の収縮量を用いて、以下の式にて求めた。
熱収縮率(ppm)
={熱処理後のガラス基板の収縮量/熱処理前のガラス基板の長さ}×106
実施例1〜6の熱収縮率はいずれも、50ppm以下であった。
これより、本実施形態の効果は明確である。
(Heat shrinkage measurement)
As a performance evaluation of the glass substrate manufactured in Examples 1 to 6, the thermal shrinkage rate of the glass substrate was measured. The heat shrinkage rate was determined by the following equation using the amount of shrinkage of the glass substrate after heat treatment at a heating / cooling rate of 10 ° C./min and 550 ° C. for 2 hours.
Thermal shrinkage (ppm)
= {Shrinkage of glass substrate after heat treatment / length of glass substrate before heat treatment} × 10 6
The heat shrinkage rates of Examples 1 to 6 were all 50 ppm or less.
From this, the effect of this embodiment is clear.

以上、本発明のガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更してもよいのはもちろんである。   As mentioned above, although the manufacturing method of the glass substrate of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the main point of this invention, you may carry out various improvement and change. Of course.

100 ガラス基板の製造装置
310 成形体
313 成形体の下部
320 雰囲気仕切り部材
355a〜355e 隔壁
C シートガラスの中央部
R,L シートガラスの耳部(幅方向の端部)
ST10a ガラス歪点上温度制御工程
ST11 第1温度制御工程
ST12 第2温度制御工程
ST13 第3温度制御工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Glass substrate manufacturing apparatus 310 Molded body 313 Lower section 320 of molded body Atmosphere partition members 355a to 355e Partition C Central portion R, L of sheet glass Ear portion (width direction end) of sheet glass
ST10a Glass strain point upper temperature control step ST11 First temperature control step ST12 Second temperature control step ST13 Third temperature control step

Claims (7)

ガラス基板の製造方法であって、
成形炉室に設けられた成形体を用いてダウンドロー法により熔融ガラスからシートガラスを成形する成形工程と、
前記成形炉室と隣接した徐冷炉室内を前記シートガラスが流れるとき、前記シートガラスの流れ方向の冷却速度及び前記シートガラスの幅方向の温度分布を制御しながら、前記シートガラスの両側の端部と前記端部よりもシートガラスの幅方向の中心に近い中央部とを含む前記シートガラスを徐冷する冷却工程と、を有し、
前記冷却工程は、前記シートガラスの前記中央部の温度が、徐冷点になるまで、第1の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第1の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記徐冷点から歪点−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第2の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記歪点−50℃から前記歪点−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第3の冷却速度制御工程と、を含み、
前記徐冷炉室は、少なくとも2以上の空間に区切られており、前記成形炉室と前記徐冷
炉室との間の隔壁、及び、前記徐冷炉室に設けられる前記空間に設けられる隔壁で、前記第1の冷却速度制御工程、前記第2の冷却速度制御工程、及び前記第3の冷却速度制御工程を行なう上部空間と、前記中央部の温度が前記歪点−200℃の温度未満となる前記シートガラスの領域を、前記徐冷点+100℃から前記歪点−200℃までの領域における冷却よりも急速に冷却する下部空間とを区切る隔壁には、断熱板が用いられ、
前記断熱板の熱抵抗を0.07m・K/W以上にすることで、
(1)前記第1の平均冷却速度を、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下にし、
(2)前記第1の平均冷却速度を、前記第2の平均冷却速度及び前記第3の平均冷却速度より速くする、ことを実現し、
前記冷却工程によって製造されたガラス基板は、75ppm以下の熱収縮率を有し、歪のリタデーション値が1.0nm以下の値を有する、ガラス基板の製造方法。
A method of manufacturing a glass substrate,
A molding step of molding a sheet glass from molten glass by a downdraw method using a molded body provided in a molding furnace chamber;
When the sheet glass flows through the slow cooling furnace chamber adjacent to the forming furnace chamber, while controlling the cooling rate in the flow direction of the sheet glass and the temperature distribution in the width direction of the sheet glass, A cooling step of gradually cooling the sheet glass including a center part closer to the center in the width direction of the sheet glass than the end part, and
The cooling step includes a first cooling rate control step of cooling the central portion at a first average cooling rate until the temperature of the central portion of the sheet glass reaches a slow cooling point,
A second cooling rate control step of cooling the central portion at a second average cooling rate until the temperature of the central portion reaches a strain point of −50 ° C. from the annealing point;
A third cooling rate control step of cooling the central portion at a third average cooling rate until the temperature of the central portion reaches the strain point of -200 ° C from the strain point of -50 ° C,
The slow cooling furnace chamber is divided into at least two spaces, a partition wall between the forming furnace chamber and the slow cooling furnace chamber, and a partition wall provided in the space provided in the slow cooling furnace chamber, The upper space where the cooling rate control step, the second cooling rate control step, and the third cooling rate control step are performed, and the temperature of the central portion is less than the strain point of −200 ° C. A heat insulating plate is used for a partition wall that divides the region from a lower space that cools more rapidly than cooling in the region from the annealing point + 100 ° C. to the strain point −200 ° C. ,
By making the thermal resistance of the heat insulating plate 0.07 m 2 · K / W or more,
(1) The first average cooling rate is set to 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less,
(2) realizing that the first average cooling rate is faster than the second average cooling rate and the third average cooling rate;
The glass substrate manufactured by the cooling step has a heat shrinkage rate of 75 ppm or less and a strain retardation value of 1.0 nm or less.
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なるように制御される、請求項1に記載のガラス基板の製造方法。   The method for producing a glass substrate according to claim 1, wherein the third average cooling rate is controlled to be faster than the second average cooling rate. 前記成形体の最下端部から、前記シートガラスの中央部の温度がガラス軟化点以上である温度領域において、前記シートガラスの幅方向の端部が前記端部に挟まれた中央領域の温度より低く、且つ、前記中央領域の温度が均一になるように温度制御をする第1温度制御工程が行われる、請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。   In the temperature region where the temperature of the center portion of the sheet glass is equal to or higher than the glass softening point from the lowermost end portion of the molded body, the end portion in the width direction of the sheet glass is more than the temperature of the center region sandwiched between the end portions. The manufacturing method of the glass substrate of Claim 1 or 2 with which the 1st temperature control process which controls temperature so that it is low and the temperature of the said center area | region becomes uniform is performed. 前記シートガラスの中央部の温度がガラス軟化点より低く、ガラス歪点近傍までの温度領域において、前記シートガラスの幅方向の温度が前記中央部から端部に向かって低くなるように温度制御をする第2温度制御工程が行われる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。   The temperature of the central portion of the sheet glass is lower than the glass softening point, and the temperature control is performed so that the temperature in the width direction of the sheet glass decreases from the central portion toward the end portion in the temperature region near the glass strain point. The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-3 in which the 2nd temperature control process to perform is performed. 前記シートガラスの中央部の温度が、ガラス歪点の近傍の温度領域において、前記シートガラスの幅方向の端部と前記中央部との温度勾配が0に近づくように温度制御をする第3温度制御工程が行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。   A third temperature at which the temperature of the central portion of the sheet glass is controlled so that the temperature gradient between the end portion in the width direction of the sheet glass and the central portion approaches 0 in the temperature region near the glass strain point. The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-4 with which a control process is performed. 前記第3の冷却速度制御工程では、前記シートガラスの中央部の温度が、ガラス歪点−50℃からガラス歪点−200℃の温度領域において、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制御する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。   In the third cooling rate control step, the sheet glass has a temperature in the width direction of the sheet glass in a temperature range from a glass strain point of −50 ° C. to a glass strain point of −200 ° C. The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-5 controlled so that it becomes low toward the center part from the edge part of the width direction of glass. ガラス基板の製造装置であって、
成形炉室を備え、前記成形炉室に設けられた成形体を用いてダウンドロー法により熔融ガラスからシートガラスを成形する成形装置と、
前記成形炉室と隣接した徐冷炉室を備え、前記徐冷炉室内を前記シートガラスが流れるとき、前記シートガラスの流れ方向の冷却速度及び前記シートガラスの幅方向の温度分布を制御しながら、前記シートガラスの両側の端部と前記端部よりもシートガラスの幅方向の中心に近い中央部とを含む前記シートガラスを徐冷する徐冷装置と、を有し、
前記徐冷装置は、
前記シートガラスの前記中央部の温度が、徐冷点になるまで、第1の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第1の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記徐冷点から歪点−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第2の冷却速度制御工程と、
前記中央部の温度が、前記歪点−50℃から前記歪点−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で前記中央部を冷却する第3の冷却速度制御工程と、を行い、
前記徐冷炉室は、少なくとも2以上の空間に区切られており、前記成形炉室と前記徐冷
炉室との間の隔壁、及び、前記徐冷炉室に設けられる前記空間に設けられる隔壁で、前記第1の冷却速度制御工程、前記第2の冷却速度制御工程、及び前記第3の冷却速度制御工程を行なう上部空間と、前記中央部の温度が前記歪点−200℃の温度未満となる前記シートガラスの領域を、前記徐冷点+100℃から前記歪点−200℃までの領域における冷却よりも急速に冷却する下部空間とを区切る隔壁には、断熱板が用いられ、
前記断熱板の熱抵抗を0.07m・K/W以上にすることで、
(1)前記第1の平均冷却速度は、5.0℃/秒以上かつ50.0℃/秒以下にし、
(2)前記第1の平均冷却速度は、前記第2の平均冷却速度及び前記第3の平均冷却速度より速くする、ことを実現し、
前記冷却工程によって製造されたガラス基板は、75ppm以下の熱収縮率を有し、歪のリタデーション値が1.0nm以下の歪値を有する、ガラス基板の製造装置。
An apparatus for manufacturing a glass substrate,
A molding apparatus comprising a molding furnace chamber, and molding a sheet glass from molten glass by a downdraw method using a molded body provided in the molding furnace chamber;
The sheet glass includes a slow cooling furnace chamber adjacent to the forming furnace chamber, and controls the cooling rate in the flow direction of the sheet glass and the temperature distribution in the width direction of the sheet glass when the sheet glass flows in the slow cooling furnace chamber. And a slow cooling device that slowly cools the sheet glass including the end portions on both sides and a center portion closer to the center in the width direction of the sheet glass than the end portions,
In the slow cooling apparatus,
A first cooling rate control step of cooling the central portion at a first average cooling rate until the temperature of the central portion of the sheet glass reaches a slow cooling point ;
A second cooling rate control step of cooling the central portion at a second average cooling rate until the temperature of the central portion reaches a strain point of −50 ° C. from the annealing point ;
Performing a third cooling rate control step of cooling the central portion at a third average cooling rate until the temperature of the central portion reaches the strain point of -200 ° C from the strain point of -50 ° C.
The slow cooling furnace chamber is divided into at least two spaces, a partition wall between the forming furnace chamber and the slow cooling furnace chamber, and a partition wall provided in the space provided in the slow cooling furnace chamber, the cooling rate controlling step, the second cooling rate controlling step, and the upper space to perform the third cooling rate controlling step, the sheet glass temperature of the central portion is less than the temperature of the strain point -200 ° C. A heat insulating plate is used for a partition wall that divides the region from a lower space that cools more rapidly than cooling in the region from the annealing point + 100 ° C. to the strain point −200 ° C. ,
By making the thermal resistance of the heat insulating plate 0.07 m 2 · K / W or more,
(1) The first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more and 50.0 ° C./second or less,
(2) realizing that the first average cooling rate is faster than the second average cooling rate and the third average cooling rate;
The glass substrate manufactured by the cooling step has a heat shrinkage rate of 75 ppm or less, and has a strain retardation value of 1.0 nm or less.
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