JP6964449B2 - Manufacturing method of glass substrate for display device and glass substrate manufacturing device for display device - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置用ガラス基板の製造方法、及び表示装置用ガラス基板製造装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a display device and a glass substrate manufacturing device for a display device.

表示装置として、例えば、液晶表示装置に用いられる液晶パネルは、主に、2枚の基板とその間の液晶材料とから構成される。より具体的には、液晶パネルは、カラーフィルタがガラス基板上に形成された基板と、TFT(Thin Film Transistor)等の半導体素子がガラス基板上に形成された基板との間に、液晶材料が挟まれ、基板の周囲が封止剤によってシールされることにより製造される。
液晶パネルを製造する工程においては、ガラス基板を通して紫外線(波長300〜380nm)を照射することが行われる。例えば、ガラス基板を通して紫外線(波長300〜380nm)を照射して、リソグラフィや、紫外線硬化樹脂による基板の周囲の封止が行われる。また、ガラス基板を通して、紫外線を照射して、液晶材料中の光重合ポリマを重合し、液晶分子の配向を安定化させる方法も用いられる。近年では、波長300〜380nmのうち、波長300nm近傍の紫外線が用いられることが多くなり、特に波長300nm近傍の紫外線透過率を向上させることが望まれる。
As a display device, for example, a liquid crystal panel used in a liquid crystal display device is mainly composed of two substrates and a liquid crystal material in between. More specifically, in the liquid crystal panel, a liquid crystal material is formed between a substrate in which a color filter is formed on a glass substrate and a substrate in which a semiconductor element such as a TFT (Thin Film Transistor) is formed on the glass substrate. It is manufactured by being sandwiched and the periphery of the substrate being sealed with a sealant.
In the process of manufacturing a liquid crystal panel, ultraviolet rays (wavelength 300 to 380 nm) are irradiated through a glass substrate. For example, ultraviolet rays (wavelength 300 to 380 nm) are irradiated through a glass substrate to perform lithography and sealing around the substrate with an ultraviolet curable resin. Further, a method of irradiating ultraviolet rays through a glass substrate to polymerize a photopolymerizable polymer in a liquid crystal material to stabilize the orientation of liquid crystal molecules is also used. In recent years, among the wavelengths of 300 to 380 nm, ultraviolet rays having a wavelength of around 300 nm are often used, and it is particularly desired to improve the ultraviolet transmittance in the vicinity of wavelength of 300 nm.

波長300nm近傍の紫外線透過率は、ガラス基板に含まれる3価の鉄イオン(Fe3+)の量が多いと、低下することが知られている(例えば、特許文献1)。このため、液晶表示装置用ガラス基板として、Fe23の量が少ないガラス基板を製造することが有効であると考えられる。 It is known that the ultraviolet transmittance in the vicinity of a wavelength of 300 nm decreases when the amount of trivalent iron ions (Fe 3+ ) contained in the glass substrate is large (for example, Patent Document 1). Therefore, it is considered effective to manufacture a glass substrate having a small amount of Fe 2 O 3 as a glass substrate for a liquid crystal display device.

国際公開第2012/132449号公報International Publication No. 2012/132449

しかし、ガラス原料には、不純物として酸化鉄が含まれていることが多い。しかも、酸化鉄は、ガラス基板の製造過程において価数変動を伴うため、ガラス基板中のFe23の量を制御することは困難である。また、波長300nm近傍の紫外線透過率を低下させない、ガラス基板中のFe23の許容量は極めて少ない。このため、ガラス原料に含まれる酸化鉄の量によっては、紫外線透過率を低下させない許容量を超えてしまい、波長300nm近傍の紫外線透過率が低下する場合があった。 However, the glass raw material often contains iron oxide as an impurity. Moreover, since iron oxide is accompanied by valence fluctuations in the manufacturing process of the glass substrate, it is difficult to control the amount of Fe 2 O 3 in the glass substrate. Further, the permissible amount of Fe 2 O 3 in the glass substrate, which does not reduce the ultraviolet transmittance in the vicinity of the wavelength of 300 nm, is extremely small. Therefore, depending on the amount of iron oxide contained in the glass raw material, the allowable amount that does not reduce the ultraviolet transmittance may be exceeded, and the ultraviolet transmittance in the vicinity of the wavelength of 300 nm may decrease.

本発明は、300nmの波長の光の透過率が高い表示装置用ガラス基板の製造方法、及び表示装置用ガラス基板製造方法を提供しようとするものである。 The present invention is intended to provide a method for manufacturing a glass substrate for a display device having a high transmittance of light having a wavelength of 300 nm, and a method for manufacturing a glass substrate for a display device.

本発明は、下記(1)〜()を提供する。 The present invention provides the following (1) to ( 5 ).

(1)表示装置用ガラス基板の製造方法であって、
酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
撹拌槽において前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌工程と、
前記撹拌工程の前に、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記熔解工程においてつくられる前記熔融ガラスはSnO 2 を含み、
前記撹拌工程で撹拌される前記熔融ガラスに含まれるSn 4+ とSn 2+ の濃度比[Sn 4+ ]/[Sn 2+ ]は1以上であり、
前記撹拌工程では、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で1400℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のFe23の含有量を調節することにより、前記表示装置用ガラス基板における300nmの波長の光の透過率を30%以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板の製造方法。
(1) A method for manufacturing a glass substrate for a display device.
The melting process of melting glass raw materials containing iron oxide to make molten glass,
A stirring step of stirring while flowing the molten glass in a stirring tank,
Prior to the stirring step, a clarification step of clarifying the molten glass is provided.
The molten glass produced in the melting step contains SnO 2 and contains SnO 2.
The concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] of Sn 4+ and Sn 2+ contained in the molten glass that is agitated in the stirring step is 1 or more.
In the stirring step, the Fe 2 O 3 content in the molten glass is adjusted by adjusting the length of time that the molten glass is maintained at a temperature of 1400 ° C. or higher in the stirring tank. A method for manufacturing a glass substrate for a display device, which comprises setting the transmittance of light having a wavelength of 300 nm in the glass substrate for a display device to 30% or more.

(2)前記撹拌工程では、前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度よりも高くなるよう前記撹拌槽の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、前記(1)に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。 (2) In the stirring step, the temperature of the stirring tank portion located on the upstream side in the flow direction of the molten glass is higher than the temperature of the stirring tank portion located on the downstream side in the flow direction. The method for manufacturing a glass substrate for a display device according to (1) above, wherein the length of time is adjusted by adjusting the temperature of the stirring tank.

(3)前記撹拌工程では、前記撹拌槽として、前記流れ方向に互いに接続された複数の容器を用いて、前記容器のそれぞれにおいて撹拌を行い、
前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する第1の容器の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する第2の容器の温度よりも高くなるよう前記第1の容器及び前記第2の容器の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、前記(1)に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。
(3) In the stirring step, using a plurality of containers connected to each other in the flow direction as the stirring tank, stirring is performed in each of the containers.
The first container and the second container so that the temperature of the first container located on the upstream side in the flow direction of the molten glass is higher than the temperature of the second container located on the downstream side in the flow direction. The method for manufacturing a glass substrate for a display device according to (1) above, wherein the length of time is adjusted by adjusting the temperature of the container.

)前記撹拌工程では、前記時間の長さを第1の時間の長さというとき、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で1400℃未満の温度に維持される第2の時間の長さよりも前記第1の時間の長さを長くする、前記(1)から()のいずれか1つに記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。 ( 4 ) In the stirring step, when the length of the time is referred to as the length of the first time, it is longer than the length of the second time in which the molten glass is maintained at a temperature of less than 1400 ° C. in the stirring tank. The method for manufacturing a glass substrate for a display device according to any one of (1) to (3 ) above, which increases the length of the first time.

)表示装置用ガラス基板製造装置であって、
酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
前記熔融ガラスの清澄を行う清澄管と、
撹拌槽において、清澄された前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌装置と、を備え、
前記熔解槽においてつくられる前記熔融ガラスはSnO 2 を含み、
前記撹拌槽において撹拌される前記熔融ガラスに含まれるSn 4+ とSn 2+ の濃度比[Sn 4+ ]/[Sn 2+ ]は1以上であり、
前記撹拌装置は、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で1400℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のFe23の含有量を調節することにより、前記示装置用ガラス基板における300nmの波長の光の透過率を30%以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板製造装置。
( 5 ) A glass substrate manufacturing device for display devices.
A melting tank that melts glass raw materials containing iron oxide to make molten glass,
A clarification tube for clarifying the molten glass and
In the stirring tank, a stirring device for stirring while flowing the clarified molten glass is provided.
The molten glass made in the melting tank contains SnO 2 and contains SnO 2.
The concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] of Sn 4+ and Sn 2+ contained in the molten glass that is agitated in the stirring tank is 1 or more.
The stirring device adjusts the length of time that the molten glass is maintained at a temperature of 1400 ° C. or higher in the stirring tank to adjust the content of Fe 2 O 3 in the molten glass. the Viewing transmittance of light of the apparatus 300nm wavelength of the glass substrate to 30% or more, the display device glass substrate manufacturing apparatus characterized by.

本発明によれば、300nmの波長の光の透過率が高いガラス基板を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a glass substrate having a high transmittance of light having a wavelength of 300 nm.

表示装置用ガラス基板の製造方法を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the manufacturing method of the glass substrate for a display device. 表示装置用ガラス基板製造装置の概略図である。It is the schematic of the glass substrate manufacturing apparatus for a display device. 表示装置用ガラス基板製造装置の変形例の概略図である。It is the schematic of the modification of the glass substrate manufacturing apparatus for a display device. 表示装置用ガラス基板の紫外線透過率と波長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ultraviolet transmittance and the wavelength of the glass substrate for a display device.

以下、本実施形態の表示装置用ガラス基板(以降、単にガラス基板という)の製造方法、および表示装置用ガラス基板製造装置(以降、単にガラス基板製造装置という)について説明する。
(ガラス基板の製造方法の全体概要)
図1は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、熔解工程(ST1)、清澄工程(ST2)、撹拌工程(ST3)、成形工程(ST4)、徐冷工程(ST5)、切断工程(ST6)、および、検査工程(ST7)を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。
Hereinafter, a method for manufacturing a glass substrate for a display device (hereinafter, simply referred to as a glass substrate) and a glass substrate manufacturing device for a display device (hereinafter, simply referred to as a glass substrate manufacturing device) of the present embodiment will be described.
(Overview of manufacturing method of glass substrate)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a process of the method for manufacturing a glass substrate of the present embodiment. The glass substrate manufacturing method includes a melting step (ST1), a clarification step (ST2), a stirring step (ST3), a molding step (ST4), a slow cooling step (ST5), a cutting step (ST6), and an inspection step (ST7). ) Mainly. In addition to this, it may have a grinding process, a polishing process, a cleaning process, a packing process, and the like. The manufactured glass substrates are laminated in the packaging process as needed and transported to the supplier.

熔解工程(ST1)では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。ガラス原料には、酸化鉄が含まれる。酸化鉄は、ガラス原料に不純物として含まれていてもよく、清澄剤として含まれていてもよい。
清澄工程(ST2)では、熔融ガラスを昇温することにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、COあるいはSOを含んだ泡を発生させる。この泡が、熔融ガラス中に含まれる清澄剤(酸化スズ等)の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を降温することにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質の酸化反応を促進させる。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。
In the melting step (ST1), molten glass is produced by heating a glass raw material. The glass raw material contains iron oxide. Iron oxide may be contained as an impurity in the glass raw material, or may be contained as a clarifying agent.
In the clarification step (ST2), the temperature of the molten glass is raised to generate bubbles containing oxygen, CO 2 or SO 2 contained in the molten glass. The bubbles absorb oxygen generated by the reduction reaction of a clarifying agent (tin oxide or the like) contained in the molten glass, grow, and float on the liquid surface of the molten glass and are released. After that, in the clarification step, the temperature of the molten glass is lowered to promote the oxidation reaction of the reducing substance produced by the reduction reaction of the clarifying agent. As a result, gas components such as oxygen in the bubbles remaining in the molten glass are reabsorbed in the molten glass, and the bubbles disappear.

撹拌工程(ST3)では、清澄工程(ST2)の後、スターラを用いて熔融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。撹拌工程は、後述する撹拌槽において熔融ガラスを流しながら行われる。均質化された熔融ガラスは成形装置に供給される。撹拌工程(ST3)について、後で詳細に説明する。 In the stirring step (ST3), after the clarification step (ST2), the molten glass is stirred with a stirrer to homogenize the glass components. This makes it possible to reduce the uneven composition of the glass, which is a cause of veins and the like. The stirring step is performed while flowing molten glass in a stirring tank described later. The homogenized molten glass is supplied to the molding apparatus. The stirring step (ST3) will be described in detail later.

成形工程(ST4)及び徐冷工程(ST5)は、成形装置で行われる。
成形工程(ST4)では、熔融ガラスを所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、フロート法やフュージョン法(オーバーフローダウンドロー法)等が用いられるが、フュージョン法では製造ライン上の徐冷装置を長くすることが困難であるため、オフラインにおける熱処理(後述)を含むガラス基板の製造方法には、フュージョン法が適している。
徐冷工程(ST5)では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
切断工程(ST6)では、徐冷後のシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。シートガラスを、所定の長さの素板に切断することを採板ともいう。採板により得られたガラス基板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。
The molding step (ST4) and the slow cooling step (ST5) are performed by a molding apparatus.
In the molding step (ST4), the molten glass is molded into a sheet glass which is a strip-shaped glass having a predetermined thickness to create a flow of the sheet glass. Float method, fusion method (overflow down draw method), etc. are used for molding, but since it is difficult to lengthen the slow cooling device on the production line by the fusion method, glass including offline heat treatment (described later). The fusion method is suitable as a method for manufacturing a substrate.
In the slow cooling step (ST5), the molded and flowing sheet glass has a desired thickness and is cooled so as not to cause internal strain and further to prevent warpage.
In the cutting step (ST6), a plate-shaped glass substrate is obtained by cutting the sheet glass after slow cooling to a predetermined length. Cutting the sheet glass into a base plate of a predetermined length is also called plate picking. The glass substrate obtained by the plate sampling is further cut into a predetermined size to produce a glass substrate having a target size.

なお、切断工程(ST6)において、採板により得られたガラス基板は、例えば、図示されない搬送機構により、ピンチングされつつ、熱処理工程を行う炉に誘導、搬送され、熱処理が行なわれてもよい。採板後あるいは熱処理後のガラス基板は、さらに切断を行う装置に搬送され、製品のサイズに切断され、ガラス基板が得られる。切断工程(ST6)によって得られたガラス基板は、例えば、以下の工程が行われる。
研削工程および研磨工程において、ガラス基板の端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われる。端面加工後のガラス基板は、洗浄工程において、ガラス表面の微細な異物や汚れを取り除くために、洗浄(一次洗浄)される。一次洗浄後、例えば、ガラス基板に対して、粗面化工程及びすすぎ工程を含む表面処理が行われる。表面処理後、さらにガラス基板の洗浄(二次洗浄)が行われる。
In the cutting step (ST6), the glass substrate obtained by the plate sampling may be guided and conveyed to a furnace for which the heat treatment step is performed while being pinched by, for example, a transfer mechanism (not shown), and the heat treatment may be performed. The glass substrate after plate-cutting or heat treatment is further conveyed to a cutting device and cut to the size of a product to obtain a glass substrate. For the glass substrate obtained by the cutting step (ST6), for example, the following steps are performed.
In the grinding and polishing steps, end face processing including grinding, polishing and corner cutting of the end face of the glass substrate is performed. The glass substrate after the end face processing is cleaned (primary cleaning) in order to remove fine foreign matter and dirt on the glass surface in the cleaning process. After the primary cleaning, for example, the glass substrate is subjected to surface treatment including a roughening step and a rinsing step. After the surface treatment, the glass substrate is further cleaned (secondary cleaning).

検査工程(ST7)では、キズ、塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、異物が混入していないか、光学的検査が行われる。また、検査工程(ST7)では、波長300nm近傍の紫外線透過率を測定してもよい。検査により品質の適合したガラス基板は、梱包工程において、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。 In the inspection step (ST7), an optical inspection is performed for scratches, dust, dirt, scratches including optical defects, and for foreign matter. Further, in the inspection step (ST7), the ultraviolet transmittance in the vicinity of the wavelength of 300 nm may be measured. In the packing process, the glass substrate having the quality conformed by the inspection is loaded on the pallet and packed as a laminated body alternately laminated with the paper protecting the glass substrate. The packed glass substrate is shipped to the supplier.

(ガラス基板製造装置の全体概要)
図2は、本実施形態における熔解工程(ST1)〜切断工程(ST6)を行うガラス基板製造装置の概略図である。ガラス基板製造装置は、図2に示すように、主に熔解装置100と、成形装置200と、切断装置300と、を有する。熔解装置100は、熔解槽101と、清澄管102と、撹拌槽130と、移送管104、105と、ガラス供給管106と、を有する。
図2に示す熔解槽101には、図示されないバーナー等の加熱手段が設けられている。熔解槽101には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程(ST1)が行われる。熔解槽101で熔融した熔融ガラスは、移送管104を介して清澄管102に供給される。
清澄管102では、熔融ガラスMGを流しながら、熔融ガラスMGの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスの清澄工程(ST2)が行われる。具体的には、清澄管102内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、COあるいはSOを含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。その後、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質が酸化反応を行う。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄後の熔融ガラスは、移送管105を介して撹拌槽130に供給される。
撹拌槽130では、スターラ131によって熔融ガラスが撹拌されて撹拌工程(ST3)が行われる。撹拌槽130で均質化された熔融ガラスは、ガラス供給管106を介して成形装置200に供給される。撹拌槽130は、例えば、撹拌槽130の周りに配された、後述するヒータ等の加熱手段によって加熱される。
成形装置200では、例えばオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスSGが成形され(成形工程ST4)、徐冷される(徐冷工程ST5)。
切断装置300では、シートガラスSGから切り出された板状のガラス基板が形成される(切断工程ST6)。
(Overview of glass substrate manufacturing equipment)
FIG. 2 is a schematic view of a glass substrate manufacturing apparatus that performs the melting step (ST1) to the cutting step (ST6) in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the glass substrate manufacturing apparatus mainly includes a melting apparatus 100, a forming apparatus 200, and a cutting apparatus 300. The melting device 100 includes a melting tank 101, a clarification pipe 102, a stirring tank 130, transfer pipes 104 and 105, and a glass supply pipe 106.
The melting tank 101 shown in FIG. 2 is provided with a heating means such as a burner (not shown). The glass raw material to which the clarifying agent is added is put into the melting tank 101, and the melting step (ST1) is performed. The molten glass melted in the melting tank 101 is supplied to the clarification pipe 102 via the transfer pipe 104.
In the clarifying tube 102, the temperature of the molten glass MG is adjusted while flowing the molten glass MG, and the clarification step (ST2) of the molten glass is performed by utilizing the redox reaction of the clarifying agent. Specifically, when the temperature of the molten glass in the clarifying tube 102 is raised , the bubbles containing oxygen, CO 2 or SO 2 contained in the clarifying glass absorb the oxygen generated by the reduction reaction of the clarifying agent. It grows and floats on the liquid surface of the molten glass and is released into the gas phase space. After that, by lowering the temperature of the molten glass, the reducing substance produced by the reduction reaction of the clarifying agent undergoes an oxidation reaction. As a result, gas components such as oxygen in the bubbles remaining in the molten glass are reabsorbed in the molten glass, and the bubbles disappear. The clarified molten glass is supplied to the stirring tank 130 via the transfer pipe 105.
In the stirring tank 130, the molten glass is stirred by the stirrer 131 to perform the stirring step (ST3). The molten glass homogenized in the stirring tank 130 is supplied to the molding apparatus 200 via the glass supply pipe 106. The stirring tank 130 is heated by, for example, a heating means such as a heater, which will be described later, arranged around the stirring tank 130.
In the molding apparatus 200, the sheet glass SG is molded from the molten glass (molding step ST4) and slowly cooled (slow cooling step ST5) by, for example, an overflow down draw method.
In the cutting device 300, a plate-shaped glass substrate cut out from the sheet glass SG is formed (cutting step ST6).

(ガラス基板の概要説明)
ここで、本実施形態のガラス基板の製造方法又はガラス基板製造装置で製造されるガラス基板について説明する。
ガラス基板は、液晶表示装置、有機EL表示装置等の表示装置に用いられるガラス基板である。液晶表示装置に用いられる場合、液晶パネルの液晶材料を挟む2枚のガラス基板として用いられる。有機ELに用いられる場合、発光素子を構成する陽極の側に配置されるガラス基板として用いられる。また、ガラス基板は、IGZO(インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素)等の酸化物半導体を使用した酸化物半導体ディスプレイ、LTPS(低温度ポリシリコン)半導体を使用したLTPSディスプレイ等の高精細ディスプレイに用いられるものであってもよい。また、ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ、カーブドパネルディスプレイ等の表示装置に用いられるものであってもよい。
ガラス基板の大きさは、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが、500mm〜3500mm、1500mm〜3500mm、1800〜3500mm、2000mm〜3500mmであり、2000mm〜3500mmであることが好ましい。
ガラス基板の厚さは、例えば、0.1〜1.1mmであり、より好ましくは0.75mm以下、0.55mm以下、さらには0.45mm以下の厚さである。ガラス基板の厚さの下限値は、0.15mmが好ましく、0.25mmがより好ましい。
また、ガラス基板の透過率は、300nmの波長において30%以上となっている。ここで、300nmの波長の透過率が30%以上であるとは、ガラス基板の厚さが0.1〜1.1mmの範囲において、厚さに関係なく波長300nmの光の透過率が30%以上であることをいう。ガラス基板の透過率が上記値に設定されるのは、液晶パネルや有機ELパネルの製造段階で、波長300nmを含む紫外線を照射して行う処理、例えば、液晶材料もしくは有機EL材料の封止や、液晶材料中の光重合ポリマを重合し、液晶分子の配向を安定化させる処理を効率よく行うためである。
(Overview of glass substrate)
Here, the glass substrate manufacturing method of the present embodiment or the glass substrate manufactured by the glass substrate manufacturing apparatus will be described.
The glass substrate is a glass substrate used for display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices. When used in a liquid crystal display device, it is used as two glass substrates sandwiching a liquid crystal material of a liquid crystal panel. When used for an organic EL, it is used as a glass substrate arranged on the side of the anode constituting the light emitting element. Further, the glass substrate is used for high-definition displays such as oxide semiconductor displays using oxide semiconductors such as IGZO (indium, gallium, zinc, oxygen) and LTPS displays using LTPS (low temperature polysilicon) semiconductors. It may be a thing. Further, the glass substrate may be used for a display device such as a flat panel display or a curved panel display.
The size of the glass substrate is not particularly limited, but for example, the vertical dimension and the horizontal dimension are 500 mm to 3500 mm, 1500 mm to 3500 mm, 1800 to 3500 mm, 2000 mm to 3500 mm, and preferably 2000 mm to 3500 mm, respectively.
The thickness of the glass substrate is, for example, 0.1 to 1.1 mm, more preferably 0.75 mm or less, 0.55 mm or less, and further 0.45 mm or less. The lower limit of the thickness of the glass substrate is preferably 0.15 mm, more preferably 0.25 mm.
Further, the transmittance of the glass substrate is 30% or more at a wavelength of 300 nm. Here, when the transmittance of the wavelength of 300 nm is 30% or more, the transmittance of light having a wavelength of 300 nm is 30% in the range of 0.1 to 1.1 mm in thickness of the glass substrate, regardless of the thickness. That is all. The transmittance of the glass substrate is set to the above value at the stage of manufacturing a liquid crystal panel or an organic EL panel by irradiating it with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm, for example, sealing a liquid crystal material or an organic EL material. This is because the process of polymerizing the photopolymerized polymer in the liquid crystal material and stabilizing the orientation of the liquid crystal molecules is efficiently performed.

ガラス基板は、例えば、下記に示す組成のアルミノボロシリケートガラスが挙げられる。下記括弧内に記載された数値は好ましい組成比率である。下記組成比率の%表示はいずれも質量%を意味する。
SiO:50〜70%(55〜68%,58〜62%) 、
Al:10〜25%(15〜20%,15〜18%)、
:4〜18%(6〜14%,10〜13%)、
MgO:0〜10%(0〜5%,1〜2%)、
CaO:0〜20%(1〜10%,4〜7%)、
SrO:0〜20%(0〜10%,1〜3%)、
BaO:0〜10%(0〜2%,0〜1%)、
O:0〜2%(0.1〜2%,0.1〜0.5%)、
SnO:0〜1%(0.01〜0.5%,0.05〜0.4%,0.1〜0.3%,0.15〜0.25%)、
Fe23:0.01〜0.045%(0.015〜0.04%,0.02〜0.035%)。
Examples of the glass substrate include aluminum noborosilicate glass having the composition shown below. The numerical values shown in parentheses below are preferable composition ratios. The% indication of the composition ratio below means mass%.
SiO 2 : 50-70% (55-68%, 58-62%),
Al 2 O 3 : 10 to 25% (15 to 20%, 15 to 18%),
B 2 O 3 : 4-18% (6-14%, 10-13%),
MgO: 0-10% (0-5%, 1-2%),
CaO: 0-20% (1-10%, 4-7%),
SrO: 0 to 20% (0 to 10%, 1 to 3%),
BaO: 0-10% (0-2%, 0-1%),
K 2 O: 0 to 2% (0.1 to 2%, 0.1 to 0.5%),
SnO 2 : 0 to 1% (0.01 to 0.5%, 0.05 to 0.4%, 0.1 to 0.3%, 0.15 to 0.25%),
Fe 2 O 3 : 0.01 to 0.045% (0.015 to 0.04%, 0.02 to 0.035%).

また、例えば、下記に示す組成のアルミノボロシリケートガラスが挙げられる。
SiO:60〜80%(65〜78%,68〜73%) 、
Al:5〜20%(8〜18%,12〜18%)、
:0〜10%(0〜8%,0〜6%)、
MgO:0〜10%(0〜7%,0〜1%)、
CaO:0〜20%(2〜12%,3〜10%)、
SrO:0〜20%(0〜10%,0〜1%)、
BaO:0〜10%(0〜2%,0〜1%)、
O:0〜2%(0.1〜2%,0.1〜0.5%)、
SnO:0〜1%(0.01〜0.5%,0.05〜0.4%,0.1〜0.3%,0.15〜0.25%)、
Fe23:0.01〜0.045%(0.015〜0.04%,0.02〜0.035%)。
Further, for example, aluminoborosilicate glass having the composition shown below can be mentioned.
SiO 2 : 60-80% (65-78%, 68-73%),
Al 2 O 3 : 5 to 20% (8 to 18%, 12 to 18%),
B 2 O 3 : 0-10% (0-8%, 0-6%),
MgO: 0-10% (0-7%, 0-1%),
CaO: 0-20% (2-12%, 3-10%),
SrO: 0 to 20% (0 to 10%, 0 to 1%),
BaO: 0-10% (0-2%, 0-1%),
K 2 O: 0 to 2% (0.1 to 2%, 0.1 to 0.5%),
SnO 2 : 0 to 1% (0.01 to 0.5%, 0.05 to 0.4%, 0.1 to 0.3%, 0.15 to 0.25%),
Fe 2 O 3 : 0.01 to 0.045% (0.015 to 0.04%, 0.02 to 0.035%).

ここで、Fe23の含有率とはFe2+とFe3+等の酸化物を合計してFe23で表した(換算した)値である。Fe23の含有量が増えるにしたがって、紫外線透過率が低下する。このため、製造されるガラス基板において、Fe23の含有率(質量%)は、所定の範囲に制限される。Fe23の含有率は、好ましくは、0.02質量%以下であり、より好ましくは0.015質量%以下である。
ここで、SnOを0.15〜0.25%とすることが、紫外線の透過率の向上の点で好ましい。ガラス基板にSnO2を0.15〜0.25質量%含ませることにより、ガラスの清澄を十分に行うと共に、波長300nmにおける透過率が30%以上となるガラス基板を製造することができる。
Here, the content of Fe 2 O 3 is (in terms of the) value expressed in Fe 2 O 3 in total oxides such as Fe 2+ and Fe 3+. As the content of Fe 2 O 3 increases, the ultraviolet transmittance decreases. Therefore, in the manufactured glass substrate, the content rate (mass%) of Fe 2 O 3 is limited to a predetermined range. The content of Fe 2 O 3 is preferably 0.02% by mass or less, and more preferably 0.015% by mass or less.
Here, it is preferable to set SnO 2 to 0.15 to 0.25% from the viewpoint of improving the transmittance of ultraviolet rays. By including 0.15 to 0.25% by mass of SnO 2 in the glass substrate, the glass can be sufficiently clarified and a glass substrate having a transmittance of 30% or more at a wavelength of 300 nm can be produced.

紫外線の透過率の測定では、製造されたガラス基板を切断し、1辺が30mmの略正方形のガラス試片を作製する。本発明でいう透過率は、このガラス試片に波長200nm〜800nmの光を照射したときの透過率を、分光光度計を用いて測定することにより得られる値である。分光光度計は、例えば「UV−3100PC」、株式会社島津製作所製が用いられる。 In the measurement of the transmittance of ultraviolet rays, the manufactured glass substrate is cut to prepare a substantially square glass sample having a side of 30 mm. The transmittance referred to in the present invention is a value obtained by measuring the transmittance when the glass specimen is irradiated with light having a wavelength of 200 nm to 800 nm using a spectrophotometer. As the spectrophotometer, for example, "UV-3100PC" manufactured by Shimadzu Corporation is used.

このようなガラス基板は、SiO2を主成分(98質量%以上の成分)とするシリカ原料、の他、Al23を主成分(98質量%以上の成分)とするアルミナ、CaCO3を主成分(90質量%以上の成分)とする石灰石等の原料を用いて製造される。シリカ原料として、例えば珪砂が挙げられる。なお、シリカ原料、Al23を主成分とするアルミナ、CaCO3を主成分とする石灰石等には、微量の酸化鉄が不純物として含まれる。なお、不純物とは、意図して含有される成分ではなく、原料に対して意図されず0.5質量%以下含有している成分をいう。 Such a glass substrate contains a silica raw material containing SiO 2 as a main component (a component of 98% by mass or more), and alumina and CaCO 3 containing Al 2 O 3 as a main component (a component of 98% by mass or more). Manufactured using raw materials such as limestone as the main component (90% by mass or more). Examples of the silica raw material include silica sand. The silica raw material, alumina containing Al 2 O 3 as a main component, limestone containing CaCO 3 as a main component, and the like contain a small amount of iron oxide as an impurity. The impurity is not a component that is intentionally contained, but a component that is unintentionally contained in an amount of 0.5% by mass or less with respect to the raw material.

(撹拌工程)
次に、撹拌工程(ST3)について詳細に説明する。
撹拌工程(ST3)では、熔融ガラスが撹拌槽内で1400℃以上の温度に維持される時間の長さ(熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間)を調整して熔融ガラス中のFe23の含有量を調節することにより、ガラス基板における300nmの波長の光(紫外光)の透過率を30%以上にする。本発明者の検討によれば、波長300nmの紫外線の透過率と、ガラス基板の製造方法が行われる間の熔融ガラスの温度変化(温度プロファイル)との間に相関があること、特に、1400℃付近での熔融ガラスの温度プロファイルと、波長300nmの紫外線の透過率との間に相関があることが明らかにされた。ガラス基板の製造方法において、熔融ガラスの温度が1400℃付近にされるのは、一般的に、撹拌工程においてである。そして、熔融ガラス中のFe23の含有量が少ないほど、波長300nmの紫外線の透過率は高くなる。本発明者は、これらの事実及び上記の相関に基づいて、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間を調整することにより、熔融ガラス中のFe23の含有量を調節でき、これにより、ガラス基板における300nmの波長の光の透過率を30%以上(例えば40%以上、50%以上)にすることができることを見出した。なお、Fe23の含有量は、撹拌工程(ST3)の後において熔融ガラスに含まれるFe23の含有量をいう。
ガラス原料には、不純物として酸化鉄が含まれていることが多く、ガラス原料に含まれる酸化鉄の量によっては、波長300nm近傍の紫外線透過率が低下する場合がある。本実施形態のガラス基板の製造方法によれば、ガラス原料に含まれる酸化鉄の量が、波長300nm近傍の紫外線透過率を低下させないとされる許容範囲(例えば0.045質量%以下)を超えていても、熔融ガラスの撹拌槽内の滞在時間を調整して、熔融ガラス中のFe23の含有量を調節することにより、波長300nmの紫外線の透過率を30%以上にすることができる。このため、得られたガラス基板を用いて、例えば、液晶表示装置の液晶パネルや有機EL表示装置の有機ELパネルを製造する際に、ガラス基板に波長300〜380nm、特に300〜350nmの紫外線が照射される場合に、リソグラフィや、紫外線硬化樹脂による基板の周囲の封止を好適に行うことができる。特に、液晶パネルを製造する際に、液晶分子の配向を安定化させることを好適に行うことができる。
(Stirring process)
Next, the stirring step (ST3) will be described in detail.
In the stirring step (ST3), Fe 2 O in the molten glass is adjusted by adjusting the length of time that the molten glass is maintained at a temperature of 1400 ° C. or higher in the stirring tank (the residence time of the molten glass in the stirring tank). By adjusting the content of 3 , the transmission rate of light (ultraviolet light) having a wavelength of 300 nm on the glass substrate is increased to 30% or more. According to the study of the present inventor, there is a correlation between the transmittance of ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm and the temperature change (temperature profile) of the molten glass during the manufacturing method of the glass substrate, particularly, 1400 ° C. It was revealed that there is a correlation between the temperature profile of the molten glass in the vicinity and the transmittance of ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm. In the method for manufacturing a glass substrate, the temperature of the molten glass is generally set to around 1400 ° C. in the stirring step. The lower the content of Fe 2 O 3 in the molten glass, the higher the transmittance of ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm. Based on these facts and the above correlation, the present inventor can adjust the content of Fe 2 O 3 in the molten glass by adjusting the residence time of the molten glass in the stirring tank, whereby the content of Fe 2 O 3 in the molten glass can be adjusted. It has been found that the transmittance of light having a wavelength of 300 nm on a glass substrate can be set to 30% or more (for example, 40% or more, 50% or more). Incidentally, the content of Fe 2 O 3 refers to the content of Fe 2 O 3 contained in molten glass even after the stirring step (ST3).
The glass raw material often contains iron oxide as an impurity, and depending on the amount of iron oxide contained in the glass raw material, the ultraviolet transmittance in the vicinity of a wavelength of 300 nm may decrease. According to the method for producing a glass substrate of the present embodiment, the amount of iron oxide contained in the glass raw material exceeds an allowable range (for example, 0.045% by mass or less) that does not reduce the ultraviolet transmittance in the vicinity of a wavelength of 300 nm. Even so, the transmittance of ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm can be increased to 30% or more by adjusting the residence time of the molten glass in the stirring tank to adjust the content of Fe 2 O 3 in the molten glass. can. Therefore, for example, when manufacturing a liquid crystal panel of a liquid crystal display device or an organic EL panel of an organic EL display device using the obtained glass substrate, ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 380 nm, particularly 300 to 350 nm, are emitted to the glass substrate. When irradiated, lithography and sealing around the substrate with an ultraviolet curable resin can be preferably performed. In particular, when manufacturing a liquid crystal panel, it is possible to preferably stabilize the orientation of the liquid crystal molecules.

熔融ガラスが撹拌槽を通過する時間は、ガラス組成によらず、ほぼ一定である。したがって、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間は、熔融ガラスが撹拌槽を通過する時間のうち、1400℃以上に維持される時間の比率を、従来よりも高くすることにより調整することができる。
具体的には、このような滞在時間の調整は、熔融ガラスの流れ方向に沿った撹拌槽の領域に応じて温度分布を形成することにより行われる。例えば、図2に示す撹拌槽130の周りには、熔融ガラスが移動する方向に沿って、複数の加熱手段が配置されており、これらの加熱手段による撹拌槽130の加熱量を制御して、撹拌槽130の領域に応じて温度分布をつくることができる。加熱手段として、例えば、撹拌槽130が内部に配置された電気炉内に配置されたヒータ140a,140bが用いられる。熔融ガラスの温度は、清澄工程(ST2)の後、成形工程(ST5)まで降温される。また、本発明者の検討によって、撹拌槽の下流側の領域であるほど、熔融ガラスの温度と、波長300nm近傍の紫外線透過率との相関が高いという知見が得られている。本実施形態では、例えば、撹拌槽130の上流側部分の温度が、撹拌槽130の下流側部分の温度よりも高くなるよう撹拌槽130の温度を調節する。より具体的には、上流側部分130aの周りに配置されたヒータ140aを制御して、上流側部分を流れる熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持し、下流側部分の周りに配置されたヒータ140bを制御して、下流側部分を流れる熔融ガラスの温度を1400℃未満にする。このようにして、撹拌槽130の領域に応じて温度分布を作ることができる。なお、図2に示す撹拌槽130において、熔融ガラスは、スターラ131に撹拌されながら上方から下方に移動する。
このような撹拌槽130の温度分布の設定は、ガラス基板の製造方法を行う前(操業前)に行われる。
The time for the molten glass to pass through the stirring tank is almost constant regardless of the glass composition. Therefore, the staying time of the molten glass in the stirring tank can be adjusted by increasing the ratio of the time during which the molten glass passes through the stirring tank to the time maintained at 1400 ° C. or higher as compared with the conventional case. ..
Specifically, such adjustment of the residence time is performed by forming a temperature distribution according to the region of the stirring tank along the flow direction of the molten glass. For example, a plurality of heating means are arranged around the stirring tank 130 shown in FIG. 2 along the direction in which the molten glass moves, and the heating amount of the stirring tank 130 by these heating means is controlled. A temperature distribution can be created according to the region of the stirring tank 130. As the heating means, for example, heaters 140a and 140b arranged in an electric furnace in which the stirring tank 130 is arranged are used. The temperature of the molten glass is lowered from the clarification step (ST2) to the molding step (ST5). Further, according to the study by the present inventor, it has been found that the region on the downstream side of the stirring tank has a higher correlation between the temperature of the molten glass and the ultraviolet transmittance in the vicinity of the wavelength of 300 nm. In the present embodiment, for example, the temperature of the stirring tank 130 is adjusted so that the temperature of the upstream portion of the stirring tank 130 is higher than the temperature of the downstream portion of the stirring tank 130. More specifically, the heater 140a arranged around the upstream portion 130a is controlled to maintain the temperature of the molten glass flowing through the upstream portion at 1400 ° C. or higher, and the heater arranged around the downstream portion The temperature of the molten glass flowing in the downstream portion is controlled to be less than 1400 ° C. by controlling 140b. In this way, the temperature distribution can be created according to the region of the stirring tank 130. In the stirring tank 130 shown in FIG. 2, the molten glass moves from the upper side to the lower side while being stirred by the stirrer 131.
Such setting of the temperature distribution of the stirring tank 130 is performed before the method for manufacturing the glass substrate (before the operation).

なお、上記説明した滞在時間の調整において、撹拌槽130の下流側部分を流れる熔融ガラスの温度も1400℃以上に維持してもよい。すなわち、熔融ガラスの温度を撹拌槽130の全体において熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持してもよい。撹拌槽130の上流側部分と下流側部分との、熔融ガラスの流れ方向に沿った長さの比は、例えば、1:0〜1:1である。 In the adjustment of the staying time described above, the temperature of the molten glass flowing in the downstream portion of the stirring tank 130 may be maintained at 1400 ° C. or higher. That is, the temperature of the molten glass may be maintained at 1400 ° C. or higher in the entire stirring tank 130. The ratio of the lengths of the upstream portion and the downstream portion of the stirring tank 130 along the flow direction of the molten glass is, for example, 1: 0 to 1: 1.

図2に示す例では、移送管105から撹拌槽130の上部に熔融ガラスが供給され、撹拌槽130の下部からガラス供給管106に熔融ガラスが流れるよう構成されているが、図2に示す例とは逆に、移送管105から撹拌槽130の下部に熔融ガラスが供給され、撹拌槽130の上部からガラス供給管106に熔融ガラスが流れるよう構成されていてもよい。 In the example shown in FIG. 2, the molten glass is supplied from the transfer pipe 105 to the upper part of the stirring tank 130, and the molten glass flows from the lower part of the stirring tank 130 to the glass supply pipe 106. On the contrary, the molten glass may be supplied from the transfer pipe 105 to the lower part of the stirring tank 130, and the molten glass may flow from the upper part of the stirring tank 130 to the glass supply pipe 106.

熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整は、図3に示す撹拌槽130を用いて行ってもよい。図3は、ガラス基板製造装置の変形例の概略図である。図3において、撹拌槽130以外のガラス基板製造装置の要素は、図2に示す対応する要素と同様に構成されている。
図3に示す撹拌槽130は、流れ方向に互いに接続された第1の容器130A及び第2の容器130Bを備えている。第1の容器130Aは、第1のスターラ131Aを有している。第2の容器130Bは、第2のスターラ131Bを有している。図3に示す撹拌槽130では、第1の容器130A内および第2の容器130B内のそれぞれで撹拌されることにより、熔融ガラスは均質化される。
第1の容器130Aと第2の容器130Bは、移送管133によって上部同士が接続されている。
第1の容器130Aには、移送管105によって下部から熔融ガラスが供給される。熔融ガラスは第1のスターラ131Aによって撹拌されながら第1の容器130A内を上昇する。第1の容器130Aの上部に到達した熔融ガラスは移送管133によって第2の容器の上部に移送される。
第2の容器130Bには、移送管133によって上部から熔融ガラスが供給される。熔融ガラスは第2のスターラ131Bによって撹拌されながら第2の容器130B内を下降する。第2の容器130Bの下部に到達した熔融ガラスはガラス供給管106によって成形装置200の成形体に移送される。
The staying time of the molten glass in the stirring tank may be adjusted by using the stirring tank 130 shown in FIG. FIG. 3 is a schematic view of a modified example of the glass substrate manufacturing apparatus. In FIG. 3, the elements of the glass substrate manufacturing apparatus other than the stirring tank 130 are configured in the same manner as the corresponding elements shown in FIG.
The stirring tank 130 shown in FIG. 3 includes a first container 130A and a second container 130B connected to each other in the flow direction. The first container 130A has a first stirrer 131A. The second container 130B has a second stirrer 131B. In the stirring tank 130 shown in FIG. 3, the molten glass is homogenized by stirring in the first container 130A and the second container 130B, respectively.
The upper parts of the first container 130A and the second container 130B are connected to each other by a transfer pipe 133.
The molten glass is supplied to the first container 130A from the lower part by the transfer pipe 105. The molten glass rises in the first container 130A while being agitated by the first stirrer 131A. The molten glass that has reached the upper part of the first container 130A is transferred to the upper part of the second container by the transfer pipe 133.
The second container 130B is supplied with molten glass from above by a transfer pipe 133. The molten glass descends in the second container 130B while being agitated by the second stirrer 131B. The molten glass that has reached the lower part of the second container 130B is transferred to the molded body of the molding apparatus 200 by the glass supply pipe 106.

図3に示す変形例では、第1の容器130A、移送管133、第2の容器130Bの周りに、熔融ガラスが移動する方向に沿って、複数の加熱手段が配置されており、これらの加熱手段による撹拌槽130の加熱量を制御して、撹拌槽130の温度分布をつくることができる。加熱手段として、例えば、第1の容器130A、移送管133、第2の容器130Bが内部に配置された電気炉内のヒータを用いることができる。この変形例では、具体的に、第1の容器130Aの周りに配置されたヒータ140Aを制御して、第1の容器130Aの温度を流れる熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持し、第2の容器130Bの周りに配置されたヒータ140Bを制御して、第2の容器130Bを流れる熔融ガラスの温度を1400℃未満にする。このようにして、撹拌槽130の領域に応じて温度分布を作ることができる。
なお、熔融ガラスが移送管133を通過する時間は、第1の容器130A、第2の容器130Bを通過する時間と比べ短いため、熔融ガラスの撹拌槽130内での滞在時間は、第1の容器130A、第2の容器130Bを通過する時間の合計に等しいとみなせる。
In the modified example shown in FIG. 3, a plurality of heating means are arranged around the first container 130A, the transfer pipe 133, and the second container 130B along the direction in which the molten glass moves, and heating these means. The temperature distribution of the stirring tank 130 can be created by controlling the heating amount of the stirring tank 130 by means. As the heating means, for example, a heater in an electric furnace in which the first container 130A, the transfer pipe 133, and the second container 130B are arranged inside can be used. In this modification, specifically, the heater 140A arranged around the first container 130A is controlled to maintain the temperature of the molten glass flowing through the temperature of the first container 130A at 1400 ° C. or higher, and the second The heater 140B arranged around the container 130B is controlled so that the temperature of the molten glass flowing through the second container 130B is less than 1400 ° C. In this way, the temperature distribution can be created according to the region of the stirring tank 130.
Since the time for the molten glass to pass through the transfer pipe 133 is shorter than the time for passing through the first container 130A and the second container 130B, the staying time of the molten glass in the stirring tank 130 is the first. It can be regarded as equal to the total time of passing through the container 130A and the second container 130B.

図3に示す変形例において、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整は、上述した方法に制限されず、例えば、第1の容器130A、及び、第2の容器130Bのうち上流側に位置する部分、を流れる熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持し、第2の容器130Bのうち下流側に位置する部分を流れる熔融ガラスの温度を1400℃未満にすることで撹拌槽130の温度を調節してもよく、第1の容器130A、第2の容器130Bの全体において熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持することで撹拌槽130の温度を調節してもよい。 In the modified example shown in FIG. 3, the adjustment of the staying time of the molten glass in the stirring tank is not limited to the above-mentioned method, and is, for example, on the upstream side of the first container 130A and the second container 130B. The temperature of the molten glass flowing through the located portion is maintained at 1400 ° C. or higher, and the temperature of the molten glass flowing through the portion located on the downstream side of the second container 130B is set to less than 1400 ° C. to reduce the temperature of the stirring tank 130. The temperature of the stirring tank 130 may be adjusted by maintaining the temperature of the molten glass at 1400 ° C. or higher in the entire first container 130A and the second container 130B.

撹拌工程(ST3)では、熔融ガラス中のFe23の含有量を低減する効果を高めるために、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持する時間の長さt1を、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を1400℃未満にする時間の長さt2よりも長くすること、すなわち、t1/t2を1より大きくすることが好ましい。t1/t2の好ましい範囲の例は、1〜3である。一方で、t1/t2は1未満であってもよい。 In the stirring step (ST3), in order to enhance the effect of reducing the content of Fe 2 O 3 in the molten glass, the length t1 of the time for maintaining the temperature of the molten glass at 1400 ° C. or higher in the stirring tank is stirred. It is preferable that the temperature of the molten glass in the tank is made longer than t2, that is, t1 / t2 is made larger than 1. Examples of the preferred range of t1 / t2 are 1-3. On the other hand, t1 / t2 may be less than 1.

撹拌工程(ST3)で撹拌される熔融ガラスは、清澄剤として酸化スズ(SnO2)を含んでいる場合に、熔融ガラスに含まれるSn4+とSn2+の濃度比[Sn4+]/[Sn2+]が1以上であることが好ましい。このような濃度比の熔融ガラスでは、FeOからFe23への酸化反応が起こり難いため、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整を行うことで、熔融ガラス中のFe23の含有量を低減する効果が高くなる。なお、濃度比[Sn4+]/[Sn2+]は、清澄管から撹拌槽に熔融ガラスが供給された時点における濃度比をいう。濃度比[Sn4+]/[Sn2+]が1以上である熔融ガラスは、例えば、清澄工程(ST2)において上述した再吸収が行われた直後の熔融ガラスである。このため、熔解工程(ST1)では、清澄剤としてSnO2を含んだ熔融ガラスをつくることが好ましい。 When the molten glass stirred in the stirring step (ST3) contains tin oxide (SnO 2 ) as a clarifying agent, the concentration ratio of Sn 4+ and Sn 2+ contained in the molten glass [Sn 4+ ] / It is preferable that [Sn 2+ ] is 1 or more. In a molten glass having such a concentration ratio , an oxidation reaction from FeO to Fe 2 O 3 is unlikely to occur. Therefore, by adjusting the staying time of the molten glass in the stirring tank, Fe 2 O 3 in the molten glass is adjusted. The effect of reducing the content of The concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] refers to the concentration ratio at the time when the molten glass is supplied from the clarification tube to the stirring tank. The molten glass having a concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] of 1 or more is, for example, the molten glass immediately after the above-mentioned reabsorption is performed in the clarification step (ST2). Therefore, in the melting step (ST1), it is preferable to produce molten glass containing SnO 2 as a clarifying agent.

撹拌工程(ST3)では、上記滞在時間の調整を行う際に、熔融ガラスの温度管理を行うことが好ましい。撹拌槽内での熔融ガラスの温度を高くしすぎると、熔融ガラスの粘度が小さくなり、ガラス供給管106における冷却が不十分となる。このため、成形工程(ST4)においてシートガラスSGを成形し難くなる。また、撹拌槽内での熔融ガラスの温度を低くしすぎると、熔融ガラスの粘度が大きくなり、撹拌し難くなる。このため、熔融ガラスの均質化が不十分となる。このため、撹拌工程(ST3)で、上記滞在時間の調整を行う際は、熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持する場合の熔融ガラスの温度の上限値を1480℃とすることが好ましく、熔融ガラスの温度を1400℃未満にする場合の熔融ガラスの温度の下限値を1380℃とすることが好ましい。 In the stirring step (ST3), it is preferable to control the temperature of the molten glass when adjusting the staying time. If the temperature of the molten glass in the stirring tank is too high, the viscosity of the molten glass becomes low, and the cooling in the glass supply pipe 106 becomes insufficient. Therefore, it becomes difficult to mold the sheet glass SG in the molding step (ST4). Further, if the temperature of the molten glass in the stirring tank is too low, the viscosity of the molten glass becomes high and it becomes difficult to stir. Therefore, the homogenization of the molten glass becomes insufficient. Therefore, when adjusting the staying time in the stirring step (ST3), it is preferable that the upper limit of the temperature of the molten glass is 1480 ° C. when the temperature of the molten glass is maintained at 1400 ° C. or higher. When the temperature of the glass is less than 1400 ° C, the lower limit of the temperature of the molten glass is preferably 1380 ° C.

本実施形態によれば、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間を調整することにより、熔融ガラス中のFe23の含有量を調節でき、これにより、ガラス基板における300nmの波長の光の透過率を30%以上にすることができる。
また、撹拌工程(ST3)では、熔融ガラス中のFe23の含有量を低減する効果を高めるために、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持する時間の長さt1を、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を1400℃未満にする時間の長さt2よりも長くすることが好ましい。
また、清澄剤として酸化スズ(SnO2)を含んでいる場合に、熔融ガラスに含まれるSn4+とSn2+の濃度比[Sn4+]/[Sn2+]が1以上であると、FeOからFe23への酸化反応が起こり難い。このため、このような熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整を行うことで、熔融ガラス中のFe23の含有量を低減する効果が高くなる。
According to the present embodiment, the content of Fe 2 O 3 in the molten glass can be adjusted by adjusting the residence time of the molten glass in the stirring tank, whereby the light having a wavelength of 300 nm on the glass substrate can be adjusted. The transmittance can be 30% or more.
Further, in the stirring step (ST3), in order to enhance the effect of reducing the content of Fe 2 O 3 in the molten glass, the length t1 of the time for maintaining the temperature of the molten glass at 1400 ° C. or higher in the stirring tank is set. It is preferable that the temperature of the molten glass is made longer than t2, which is the length of time for keeping the temperature of the molten glass less than 1400 ° C. in the stirring tank.
Further, when tin oxide (SnO 2 ) is contained as a clarifying agent, the concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] of Sn 4+ and Sn 2+ contained in the molten glass is 1 or more. , The oxidation reaction from FeO to Fe 2 O 3 is unlikely to occur. Therefore, by adjusting the staying time of the molten glass in the stirring tank, the effect of reducing the content of Fe 2 O 3 in the molten glass is enhanced.

(実験例)
図3に示す撹拌槽を用いて、上記実施形態のガラス基板の製造方法に従ってガラス基板を製造し、波長300nmの紫外線透過率を調べた。製造したガラス基板は、Fe23を0.015〜0.04質量%含むアルミノボロシリケートガラスのガラス基板である。撹拌工程(ST3)では、第1の容器130Aにおいて熔融ガラスの温度を1400℃以上に維持し、第2の容器130Bにおいて熔融ガラスの温度を1400℃未満にすることで、熔融ガラスの滞在時間の調整を行った。ガラス基板から切り出したガラス試片に波長200〜800nmの光を照射したときの透過率を、分光光度計を用いて測定したところ、図4に示す吸収ピークが得られ、波長300nmにおいて透過率が30%以上(75%)であることが確認された。図4は、ガラス基板の紫外線透過率と波長との関係を示すグラフである。
(Experimental example)
Using the stirring tank shown in FIG. 3, a glass substrate was produced according to the method for producing a glass substrate of the above embodiment, and the ultraviolet transmittance at a wavelength of 300 nm was examined. The manufactured glass substrate is an aluminum noborosilicate glass substrate containing 0.015 to 0.04% by mass of Fe 2 O 3. In the stirring step (ST3), the temperature of the molten glass is maintained at 1400 ° C. or higher in the first container 130A, and the temperature of the molten glass is kept below 1400 ° C. in the second container 130B. Made adjustments. When a glass specimen cut out from a glass substrate was irradiated with light having a wavelength of 200 to 800 nm, the transmittance was measured using a spectrophotometer. As a result, the absorption peak shown in FIG. 4 was obtained, and the transmittance was high at a wavelength of 300 nm. It was confirmed that it was 30% or more (75%). FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ultraviolet transmittance and the wavelength of the glass substrate.

以上、本発明の表示装置用ガラス基板の製造方法、および表示装置用ガラス基板製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 Although the method for manufacturing a glass substrate for a display device and the glass substrate manufacturing device for a display device of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and is not deviated from the gist of the present invention. Of course, various improvements and changes may be made.

100 熔解装置
101 熔解槽
102 清澄管
104、105 移送管
106 ガラス供給管
130 撹拌槽
131a 上流側部分
131b 下流側部分
131A 第1の容器
131B 第2の容器
131 スターラ
140 ヒータ
200 成形装置
300 切断装置
100 Melting device 101 Melting tank 102 Clarifying pipe 104, 105 Transfer pipe 106 Glass supply pipe 130 Stirring tank 131a Upstream side 131b Downstream part 131A First container 131B Second container 131 Stirrer 140 Heater 200 Molding device 300 Cutting device

Claims (5)

表示装置用ガラス基板の製造方法であって、
酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
撹拌槽において前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌工程と、
前記撹拌工程の前に、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記熔解工程においてつくられる前記熔融ガラスはSnO 2 を含み、
前記撹拌工程で撹拌される前記熔融ガラスに含まれるSn 4+ とSn 2+ の濃度比[Sn 4+ ]/[Sn 2+ ]は1以上であり、
前記撹拌工程では、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で1400℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のFe23の含有量を調節することにより、前記表示装置用ガラス基板における300nmの波長の光の透過率を30%以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板の製造方法。
A method for manufacturing glass substrates for display devices.
The melting process of melting glass raw materials containing iron oxide to make molten glass,
A stirring step of stirring while flowing the molten glass in a stirring tank,
Prior to the stirring step, a clarification step of clarifying the molten glass is provided.
The molten glass produced in the melting step contains SnO 2 and contains SnO 2.
The concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] of Sn 4+ and Sn 2+ contained in the molten glass that is agitated in the stirring step is 1 or more.
In the stirring step, the Fe 2 O 3 content in the molten glass is adjusted by adjusting the length of time that the molten glass is maintained at a temperature of 1400 ° C. or higher in the stirring tank. A method for manufacturing a glass substrate for a display device, which comprises setting the transmittance of light having a wavelength of 300 nm in the glass substrate for a display device to 30% or more.
前記撹拌工程では、前記撹拌槽として、前記流れ方向に互いに接続された複数の容器を用いて、前記容器のそれぞれにおいて撹拌を行い、
前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する第1の容器の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する第2の容器の温度よりも高くなるよう前記第1の容器及び前記第2の容器の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、請求項1に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。
In the stirring step, a plurality of containers connected to each other in the flow direction are used as the stirring tank, and stirring is performed in each of the containers.
The first container and the second container so that the temperature of the first container located on the upstream side in the flow direction of the molten glass is higher than the temperature of the second container located on the downstream side in the flow direction. The method for manufacturing a glass substrate for a display device according to claim 1, wherein the length of time is adjusted by adjusting the temperature of the container.
前記撹拌工程では、前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度よりも高くなるよう前記撹拌槽の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、請求項1に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。 In the stirring step, the stirring tank is set so that the temperature of the stirring tank portion located on the upstream side in the flow direction of the molten glass is higher than the temperature of the stirring tank portion located on the downstream side in the flow direction. The method for manufacturing a glass substrate for a display device according to claim 1, wherein the length of time is adjusted by adjusting the temperature of the above. 前記撹拌工程では、前記時間の長さを第1の時間の長さというとき、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で1400℃未満の温度に維持される第2の時間の長さよりも前記第1の時間の長さを長くする、請求項1からのいずれか1項に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。 In the stirring step, when the length of the time is referred to as the length of the first time, the first time is longer than the length of the second time in which the molten glass is maintained at a temperature of less than 1400 ° C. in the stirring tank. The method for manufacturing a glass substrate for a display device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the length of time is increased. 表示装置用ガラス基板製造装置であって、
酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
前記熔融ガラスの清澄を行う清澄管と、
撹拌槽において、清澄された前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌装置と、を備え、
前記熔解槽においてつくられる前記熔融ガラスはSnO 2 を含み、
前記撹拌槽において撹拌される前記熔融ガラスに含まれるSn 4+ とSn 2+ の濃度比[Sn 4+ ]/[Sn 2+ ]は1以上であり、
前記撹拌装置は、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で1400℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のFe23の含有量を調節することにより、前記示装置用ガラス基板における300nmの波長の光の透過率を30%以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板製造装置。
It is a glass substrate manufacturing device for display devices.
A melting tank that melts glass raw materials containing iron oxide to make molten glass,
A clarification tube for clarifying the molten glass and
In the stirring tank, a stirring device for stirring while flowing the clarified molten glass is provided.
The molten glass made in the melting tank contains SnO 2 and contains SnO 2.
The concentration ratio [Sn 4+ ] / [Sn 2+ ] of Sn 4+ and Sn 2+ contained in the molten glass that is agitated in the stirring tank is 1 or more.
The stirring device adjusts the length of time that the molten glass is maintained at a temperature of 1400 ° C. or higher in the stirring tank to adjust the content of Fe 2 O 3 in the molten glass. the Viewing transmittance of light of the apparatus 300nm wavelength of the glass substrate to 30% or more, the display device glass substrate manufacturing apparatus characterized by.
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