KR101622057B1 - 글래스 기판의 제조 장치 및 글래스 기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

글래스 기판의 제조 과정에 있어서 청징관을 가열하여 탈포 처리를 행할 때, 청징제로서 환경 부하가 적은 SnO₂ 등을 사용해도, 청징관의 내부에 부착되는 휘발물을 저감시킬 수 있는 글래스 기판의 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다. 청징관의 내부의 상부의 영역이며, 청징관에 용융 글래스를 통과시켜 탈포할 때에, 용융 글래스의 액면상의 공간으로 되는 기상 공간을 미리 설정한다. 보강부를, 설정한 기상 공간의 적어도 일부에 있어서, 기상 공간에 있어서의 기류의 체류가 발생하지 않는 형상으로 형성한다.

Description

글래스 기판의 제조 장치 및 글래스 기판의 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MAKING GLASS SHEET}

본 발명은 글래스 원료를 용융하여 생성시킨 용융 글래스를 성형함으로써 글래스 기판을 제조하는, 글래스 기판의 제조 장치 및 글래스 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

글래스 기판은, 일반적으로, 글래스 원료로부터 용융 글래스를 생성시킨 후, 용융 글래스를 글래스 기판으로 성형하는 공정을 거쳐 제조된다. 상기한 공정 중에, 필요에 따라 용융 글래스가 내포하는 미소한 기포를 제거하는 공정(이하, 청징이라고도 함)이 포함된다. 청징은, 청징관을 가열하면서, 이 청징관에 As₂O₃ 등의 청징제를 배합시킨 용융 글래스를 통과시키고, 청징제의 산화 환원 반응에 의해 용융 글래스 중의 기포가 제거됨으로써 행해진다. 보다 구체적으로는, 대략 용해시킨 용융 글래스의 온도를 더욱 높여 청징제를 기능시키고, 기포를 부상 탈포시킨다. 그 후, 온도를 낮춤으로써, 완전히 탈포되지 않고 남았던 비교적 작은 기포를 용융 글래스에 흡수시킨다. 즉, 청징은, 기포를 부상 탈포시키는 처리(이하, 탈포 처리 또는 탈포 공정이라고도 함) 및 작은 기포를 용융 글래스에 흡수시키는 처리(이하, 흡수 처리 또는 흡수 공정이라고도 함)를 포함한다. 청징제는 종래 As₂O₃이 일반적이었지만, 최근, 환경 부하를 저감시키는 관점에서, SnO₂이나 Fe₂O₃ 등이 사용되도록 되어 오고 있다.

고온의 용융 글래스로부터 품위가 높은 글래스 기판을 양산하기 위해서는, 글래스 기판의 결함의 요인으로 되는 이물질 등이, 글래스 기판을 제조하는 어느 장치로부터도 용융 글래스에 혼입되지 않도록 고려하는 것이 요망된다. 이로 인해, 글래스 기판의 제조 과정에 있어서 용융 글래스에 접하는 부재의 내벽은, 그 부재에 접하는 용융 글래스의 온도, 요구되는 글래스 기판의 품질 등에 따라, 적절한 재료에 의해 구성할 필요가 있다. 예를 들어, 상술한 청징관을 구성하는 재료는, 통상 백금 또는 백금 합금 등의 백금족 금속이 사용되고 있는 것이 알려져 있다(특허문헌 1). 백금 또는 백금 합금은, 고가이지만 융점이 높고, 용융 글래스에 대한 내식성도 우수하다.

탈포 공정 시에 청징관을 가열하는 온도는, 성형해야 하는 글래스 기판의 조성에 따라 상이하지만, 1000∼1650℃ 정도이다.

청징관에 상술한 용융 글래스를 통과시킬 때, 청징관의 내부 표면과 용융 글래스의 액면과의 사이에 일정 넓이의 탈포용의 기상 공간을 갖도록 할 필요가 있다.

일본 특허 공표 제2006-522001호 공보

상술한 기상 공간에는 용융 글래스로부터 산소를 포함하는 기포가 방출되므로, 청징관 중 기상 공간에 접하는 내벽 부분의 백금 또는 백금 합금이 휘발된다.

그런데, 글래스 기판의 제조에 있어서는, 사용하는 청징제에 따라 청징 작용이 효과적으로 발휘되는 온도가 상이한 것이 알려져 있다. 예를 들어, As₂O₃(아비산)은 기포를 제거하는 능력이 우수하고, 청징 온도도 1500℃ 정도 이상의 범위에서 충분하므로, 종래는 청징제로서 As₂O₃을 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나, 아비산은 환경 부하가 높으므로, 이미 설명한 바와 같이 최근에는 환경 부하가 높지 않은 청징제로서 SnO₂(산화주석) 등이 사용되도록 되어 오고 있다. 그러나, 산화주석은 아비산과 비교하여 탈포 공정 시에 기포를 방출하는 힘이 약하기 때문에, 글래스의 점성을 낮게 하여 탈포 효과를 높일 필요가 있고, 따라서 높은 온도에서 청징을 행할 필요가 있다. 예를 들어, 산화주석을 청징제로서 사용한 경우에는, 1600℃ 이상으로 승온시키는 것이 바람직하다. 이로 인해, 상술한 기상 공간에 접하는 청징관의 내벽 부분에 있어서, 이 내벽 부분이 종래보다도 휘발되기 쉬워져 버린다고 하는 과제가 있었다. 이와 같은 백금의 휘발에 의한 박육화나, 고온에 의한 강도의 저하를 방지하기 위해, 청징관에는 둘레 방향으로 링 형상의 보강재 등의 보강부가 설치되는 경우, 보강부의 근방에서 백금의 휘발물이 부착되기 쉬워진다. 이 부착된 휘발물이 낙하하여 탈포 공정 중의 용융 글래스 중에 혼입되어, 글래스 기판의 품질의 저하를 초래할 우려가 있었다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여, 글래스 기판의 제조 과정에 있어서 청징관을 가열하여 탈포 처리를 행할 때, 청징제로서 환경 부하가 적은 SnO₂ 등을 사용해도, 청징관의 강도를 유지하면서, 청징관의 보강부의 근방에 부착되는 휘발물을 저감시킬 수 있는 글래스 기판의 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태는, 글래스 기판의 제조 공정에 있어서, 용융 글래스를 청징하기 위한 청징조를 갖는 글래스 기판의 제조 장치로서, 상기 청징조는, 백금 또는 백금 합금을 포함하는 청징관과, 상기 청징관의 둘레 방향으로 설치되고, 상기 청징관을 보강하는 보강부와, 상기 청징관의 내부 표면의 상부의 영역이며, 상기 청징관에 용융 글래스를 통과시켜 청징할 때에, 상기 용융 글래스의 액면상의 공간으로서 미리 설정된 기상 공간을 구비하고, 상기 보강부는, 상기 기상 공간의 적어도 일부에 있어서, 상기 기상 공간에 있어서의 기류의 체류가 발생하지 않는 형상으로 형성되어 있다. 즉, 상기 보강부는, 상기 기상 공간에 있어서 백금의 휘발물의 농도가 국소적으로 상승하는 것을 방지하는 형상으로 형성되어 있다. 환언하면, 상기 보강부는, 상기 기상 공간에 있어서의 기류와 역방향의 기류를 발생시키지 않는 형상으로 형성되어 있다.

또한, 본 발명이 다른 형태는, 글래스 기판의 제조 공정에 있어서, 용융 글래스를 청징하기 위한 청징조를 갖는 글래스 기판의 제조 장치로서, 상기 청징조는, 백금 또는 백금 합금을 포함하는 청징관과, 상기 청징관의 둘레 방향으로 설치되고, 상기 청징관의 내부 표면으로부터 상기 청징관의 내측으로 돌출되는 보강부와, 상기 청징관의 내부 표면의 상부의 영역이며, 상기 청징관에 용융 글래스를 통과시켜 청징할 때에, 상기 용융 글래스의 액면상의 공간으로서 미리 설정된 기상 공간을 구비하고, 상기 기상 공간에 속하는 상기 보강부의 적어도 일부가 제거되어 있다.

상기한 형태에 있어서, 상기 기상 공간에 속하는 보강부의 적어도 일부를 곡면 형상으로 형성해도 된다.

또한, 본 발명이 다른 형태는, 글래스 기판의 제조 방법으로서, 상기한 글래스 기판의 제조 장치를 사용하고, 상기 청징관을 가열하면서, 청징제를 배합시킨 용융 글래스를 상기 청징관에 통과시켜 탈포하는 탈포 공정을 포함한다.

상기한 형태는, 상기 청징제가 산화주석인 경우에 특히 적합하다.

상기한 형태는, 상기 용융 글래스는, 점도를 10^{2. 5}포아즈로 하는 경우에, 1300℃ 이상의 용융 온도를 필요로 하는 재료로 구성하는 경우에 특히 적합하다.

본 발명의 글래스 기판의 제조 장치 및 글래스 기판의 제조 방법에 의하면, 청징에 관한 온도가 종래보다도 고온을 필요로 하게 되어도, 보강부에 의해 청징관의 강도를 유지하면서, 보강부의 근방에 있어서 휘발물이 부착되기 어려워진다. 따라서, 탈포 공정 중에 용융 글래스에 이물질이 혼입되는 것을 피할 수 있으므로, 글래스 제품의 품질을 유지할 수 있다.

도 1은 실시 형태의 글래스 기판의 제조 방법을 설명하기 위한, 글래스 기판 제조 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 청징조의 기본적인 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3의 (a)는 도 2의 3a-3a선을 따르는 단면도이며, (b)는 보강부의 평면도이다.
도 4는 본 실시 형태의 변형예를 도시하는 도면이며, (a) 및 (b)는 도 2의 3a-3a선을 따르는 단면도이다.
도 5는 종래의 보강부 근방에 있어서의 기류의 체류를 설명하는 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태의 변형예를 도시하는 보강부 근방의 확대 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 글래스 기판의 제조 방법의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1은 실시 형태의 글래스 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 글래스 기판의 제조에 있어서의 기본적인 흐름을 간략적으로 도시한 것이다.

글래스 기판 제조 장치(이하, 단순히 장치라고도 함)(100)는, 글래스 원료를 가열하여 용융 글래스를 생성하는 용융조(10)와, 용융 글래스를 청징하는 청징조(30)와, 용융 글래스를 성형하는 성형 장치(도시하지 않음)와, 이들 사이를 접속하는 이송관(20, 40)을 구비하고 있다.

이송관(20)은 용융조(10)와 청징조(30)를 접속하고, 용융조(10)로부터 도출된 용융 글래스를 청징조(30)에 공급한다. 이송관(40)은 청징조(30)와 성형 장치(도시하지 않음)를 접속하고, 청징조(30)로부터 도출된 용융 글래스를 성형 장치(도시하지 않음)에 공급한다. 또한, 청징조(30)와 성형 장치와의 사이에는 용융 글래스를 교반하여 균질화하기 위한 교반조가 배치되는 경우가 있다. 화살표는 용융 글래스가 흐르는 방향을 나타낸다.

용융조(10)에 투입되는 글래스 원료는, 제조해야 하는 글래스 기판의 조성에 따라 적절히 제조된다. 일례로서, TFT형 LCD용 기판으로서 사용하는 글래스 기판을 제조하는 경우를 들면, 글래스 기판을 구성하는 글래스 조성물을 질량％로 표시하여,

SiO₂:50∼70％,

Al₂O₃:0∼25％,

B₂O₃:1∼15％,

MgO:0∼10％,

CaO:0∼20％,

SrO:0∼20％,

BaO:0∼10％,

RO:5∼30％(단, R은 Mg, Ca, Sr 및 Ba으로부터 선택되는 적어도 1종이며, 질량％는 이들의 합계량을 의미함)

를 함유하는 무알칼리 글래스인 것이, 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에서는 무알칼리 글래스로 하였지만, 글래스 기판은 알칼리 금속을 미량 포함한 알칼리 미량 함유 글래스이어도 된다. 알칼리 금속을 함유시키는 경우, R'₂O의 합계가 0.10％ 이상 0.5％ 이하, 바람직하게는 0.20％ 이상 0.5％ 이하(단, R'는 Li, Na 및 K으로부터 선택되는 적어도 1종이며, 글래스 기판이 함유하는 것임)를 포함하는 것이 바람직하다. 물론, R'₂O의 합계가 0.10％ 미만이어도 된다.

또한, 본 발명의 글래스 기판의 제조 방법을 적용하는 경우에는, 글래스 조성물이, 상기 각 성분 외에, 질량％로 표시하여, SnO₂:0.01∼1％(바람직하게는 0.01∼0.5％), Fe₂O₃:0∼0.2％(바람직하게는 0.01∼0.08％)를 함유하고, 환경 부하를 고려하여, As₂O₃, Sb₂O₃ 및 PbO을 실질적으로 함유하지 않도록 글래스 원료를 제조해도 된다.

용융조(10)에서 생성한 용융 글래스는, 이송관(20)을 통해 청징조(30)에 보내진다. 청징조(30)에서는, 용융 글래스가 소정 온도(상기 조성의 글래스의 경우에는, 예를 들어 1500℃ 이상)로 유지되어, 용융 글래스에 포함되는 기포의 제거를 행하는 탈포 공정을 포함하는 청징이 행해진다. 또한, 청징조(30)에서 청징된 용융 글래스는, 이송관(40)을 통해 성형 장치로 보내진다. 용융 글래스는, 청징조(30)로부터 성형 장치로 보내질 때의 이송관(40)에 있어서, 성형에 적합한 온도(상기 조성의 글래스의 경우에는, 예를 들어 1200℃ 정도)로 되도록 냉각된다. 성형 장치에서는, 용융 글래스가 글래스 기판으로 성형된다.

이어서, 탈포 공정을 포함하는 청징에 대해 도 2를 사용하여 설명한다. 도 2는 청징조(30)의 기본적인 구성을 도시하는 측면도이다.

청징조(30)는 주로 청징관(31), 청징관(31)에 접속된 히터 전극(32a 및 32b) 및 청징관을 보강하는 보강재로서의 보강부(33)에 의해 구성되어 있다.

청징관(31)은 백금 또는 백금 로듐 합금 등의 백금 합금의 금속관이며, 일반적으로 원통 형상의 것이 채용되어 있다. 청징관(31)의 관로를 유로로 하여, 용융 글래스(MG)는 청징관(31)의 내부를 흐른다.

히터 전극(32a 및 32b)은 청징관(31)의 외주벽면으로부터 청징관(31)으로 전류를 흘린다. 청징관(31)에 전류가 흐르면, 청징관(31)의 저항에 의해 줄열이 발생하여, 청징관(31)의 외주벽이 가열되고, 용융 글래스(MG)의 온도가 소정의 온도로 상승한다. 이와 같이 하여, 청징조(30)는 용융 글래스(MG)를 가열하면서, 청징제를 배합시킨 용융 글래스(MG)를 청징관(31)에 통과시켜, 용융 글래스(MG)의 탈포를 행한다.

보강부(33)는 백금 또는 백금 로듐 합금 등의 백금 합금의 금속판이며, 청징관(31, 31)의 사이에 배치되고, 양측에 청징관(31, 31)이 용접되어 접속된 링 형상의 판재이다. 보강부(33)는 청징관(31)의 둘레 방향으로 설치되어, 청징관(31)을 보강하고 있다. 본 실시 형태에서는, 보강부(33)의 외경은, 청징관(31)과 동등하게 되어 있다. 또한, 보강부(33)의 외경을 청징관(31)보다도 약간 크게 하여, 보강부(33)가 청징관(31)의 외주면으로부터 돌출되도록 해도 된다. 이에 의해, 용접의 시공성을 향상시킴과 함께, 청징관(31)의 강도를 보다 향상시킬 수 있다.

청징관(31)의 내부를 흐르는 용융 글래스(MG)는, 청징관(31)의 유로 단면 전체를 흐르는 것은 아니고, 통상, 청징관(31) 내부의 상방에는, 용융 글래스(MG)의 탈포 처리에 의해 탈포한 기포를 방출시키기 위한 기상 공간(g)이 존재한다. 기상 공간(g)은, 청징관(31)에 용융 글래스(MG)를 통과시켜 탈포할 때에 용융 글래스(MG)의 액면상의 공간으로서, 미리 설정되어 있다. 또한, 청징관(31) 상부에는, 기상 공간(g)으로부터 방출한 기포 중의 가스 성분을 대기에 방출시키기 위한 가스 배기구(30a)가 형성되어 있다. 기상 공간(g)에 있어서의 기류(F)는, 청징관(31)의 내부 표면(31a)을 따라, 가스 배기구(30a)를 향해 흐르고 있다.

이어서, 본 실시 형태의 글래스 기판의 제조 방법 및 글래스 기판 제조용의 청징조에 대해, 도 3을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 3에 있어서, (a)는 도 2의 3a-3a선을 따르는 단면도이며, (b)는 보강부(33)의 정면도이다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 보강부(33)는 청징관(31)의 둘레 방향으로 설치되고, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 청징관(31)의 내측으로 돌출된 링 형상의 부재이다. 보강부(33)의 둘레 방향의 버클링 강도는, 청징관(31)의 둘레 방향의 버클링 강도보다도 높다. 그로 인해, 청징관(31)에 보강부(33)를 설치함으로써, 청징관(31)의 둘레 방향의 버클링 강도가 향상된다. 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 탈포 공정을 포함하는 글래스 기판의 제조 방법에 있어서, 청징관(31)의 내부 표면(31a)의 상부의 영역이며, 청징관(31)에 용융 글래스(MG)를 통과시켜 탈포할 때에 용융 글래스(MG)의 액면상의 공간으로서 미리 기상 공간(g)을 설정한다. 그리고, 기상 공간(g)에 속하는 보강부(33)를 제거하고 있다.

도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 보강부(33)는 기상 공간(g)에 속하는 부분에 대응하여, 절결부(33a)가 형성되어 있다. 절결부(33a)의 내측 테두리를 구성하는 원호의 반경 r은, 청징관(31)의 내주원의 반경 R, 즉 청징관(31)의 내경 D의 1/2과 동등하다. 그로 인해, 보강부(33)에 절결부(33a)가 형성되어 있는 부분은, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 보강부(33)가 돌출되지 않고, 기상 공간(g)에 속하는 부분이 제거된 상태로 된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 기상 공간(g)에 있어서, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 보강부(33)가 돌출되는 양 p가 0으로 되도록 하고 있다. 그 외의 부분에서는, 보강부(33)는 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터, 0보다도 큰 소정의 돌출량 p로 돌출되도록 설치되어 있다. 여기서, 보강부(33)의 돌출량 p는, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터의 청징관(31)의 직경 방향의 높이이며, 청징관(31)의 두께 t, 휘발량, 온도 및 강도, 보강부(33)의 판 두께 등을 고려하여 결정된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 절결부(33a)의 폭 w는, 청징관(31)의 두께 t와 동등하거나, 약간 크게 되어 있다.

기상 공간(g)은, 청징조(30)의 청징관(31)을 흐르는 용융 글래스(MG)의 액면 수위의 조정을 함으로써 소정의 넓이를 얻는 것이 가능하다. 또한, 일정한 넓이의 기상 공간(g)을 유지할 수도 있다. 상기한 액면 수위는, 예를 들어 레이저 변위계를 사용하여 필요에 따라 계측하고, 용융조(10)에 투입하는 글래스 재료의 양을 증감하는 등의 적합한 방법에 의해 조정한다. 용융 글래스의 액면 수위가 낮아지면, 보강부(33)의 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 돌출된 부분이 기상 공간(g)에 노출될 우려가 있으므로, 용융 글래스의 액면 수위는 미리 설정한 기상 공간(g)의 하한보다도 아래로 되지 않도록 조정하는 것이 바람직하다.

청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 휘발된 휘발물은 기상 공간(g) 내의 기류(F)가 체류하는 부분에 부착된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 기상 공간(g)에 있어서의 기류(F)는, 청징관(31)의 내부 표면(31a)을 따라, 가스 배출구(30a)를 향하도록 형성되어 있다. 그로 인해, 도 5에 도시한 바와 같이, 청징관에 보강부가 설치되는 경우, 보강부가 청징관의 내부 표면으로부터 청징관의 내측으로 돌출되어 있으면, 보강부의 근방의 기류(F)에 발생하는 와류 등에 의해, 보강부의 근방에 기류(F)가 체류된다. 이에 의해, 보강부의 근방의 휘발물의 농도가 상승하여 과포화 상태로 되면, 그 부근에 휘발물이 부착되기 쉬워진다. 여기서, 보강부의 근방이라 함은, 보강부의 표면을 포함하고, 보강부의 영향을 받아 기류(F)가 체류될 수 있는 영역이다. 이 보강부의 근방에 부착된 휘발물이 낙하하여 탈포 공정 중의 용융 글래스(MG) 중에 혼입되어, 글래스 기판의 품질의 저하를 초래할 우려가 있었다.

본 실시 형태의 글래스 기판의 제조 방법 및 글래스 기판 제조용의 청징조(30)에서는, 청징관(31)에 용융 글래스를 통과시켜 탈포 처리를 행할 때에, 용융 글래스(MG)의 액면상의 공간으로서 미리 기상 공간(g)을 설정하고 있다. 그리고, 기상 공간(g)에 속하는 보강부(33)를 제거함으로써, 보강부(33)를 기상 공간(g)에 있어서의 기류(F)의 체류가 발생하지 않는 형상으로 형성하고 있다. 즉, 보강부(33)는 기상 공간(g)의 적어도 일부에 있어서, 백금의 휘발물 농도가 국소적으로 상승하는 것을 방지하는 형상으로 형성되어 있다. 환언하면, 보강부(33)는 기상 공간(g)의 적어도 일부에 있어서, 가스 배기구(30a)를 향하는 기류(F)와 역방향의 기류나, 기류(F)의 흐름을 정체, 체류시키는 기류를 발생시키지 않는 형상으로 형성되어 있다.

이로 인해, 용융 글래스(MG)에 배합시키는 청징제로서 환경 부하가 적은 SnO₂을 사용함으로써 청징에 관한 온도가 고온을 필요로 하고, 청징관(31)의 기상 공간(g)에 접하는 부분이 휘발을 한 경우라도, 보강부(33)의 근방에 기상 공간(g) 내의 기류가 체류되지 않고, 휘발물의 농도가 국소적으로 상승하여 과포화 상태로 되는 경우가 없으므로, 휘발물이 보강부(33)의 근방에 부착되지 않는다. 또한, 기상 공간(g)을 제외하고, 보강부(33)가 청징관(31)의 둘레 방향으로 설치되어 있으므로, 보강부(33)에 의해 청징관(31)의 강도를 유지할 수 있다. 따라서, 탈포 공정 중에, 청징관(31)의 강도를 유지하면서, 용융 글래스(MG)에 이물질이 혼입되는 것을 효과적으로 피할 수 있어, 글래스 제품의 품질을 유지할 수 있다.

그런데, 청징조(30) 내에 있어서는, 용융 글래스는 청징제의 산소의 방출 반응이 촉진되도록, 기포가 부상하기 쉬운 점도, 바람직하게는 120poise(포아즈)로부터 400포아즈까지의 범위로 되도록, 청징조(30)에 공급되기 전에 가열된다. 예를 들어, 무알칼리 글래스나 알칼리를 미량만 포함하는 알칼리 미량 함유 글래스(고온 점성 글래스), 즉, 예를 들어 10^{2. 5}포아즈로 하는 경우에 1300℃ 이상, 바람직하게는 1400℃ 이상, 더욱 바람직하게는 1500℃ 이상의 용융 온도를 필요로 하는 글래스 재료의 경우에는, 1700℃, 바람직하게는 1710℃, 더욱 바람직하게는 1720℃ 근방까지 승온된다.

즉, 청징조(30)의 온도를, 청징조(30)를 구성하는 청징관(31)의 백금 또는 백금 합금의 내온도 근방까지 높일 필요가 있다.

따라서 본 실시 형태는, 고온 점성이 높은 글래스 재료를 사용하여 글래스 기판을 제조하는 경우에 특히 적합하다. 구체적으로는, 용융 글래스를 10^{2. 5}포아즈로 하는 경우에 1300℃ 이상의 용융 온도를 필요로 하는 글래스 재료로 구성하는 경우에 특히 적합하다. 상기한 용융 온도는 1400℃ 이상, 또한 1500℃ 이상의 용융 온도를 필요로 하는 글래스 재료에 보다 적합하다.

또한, 산화주석을 청징제로서 사용한 경우에는, 1630℃∼1700℃, 바람직하게는 1630℃∼1710℃, 더욱 바람직하게는 1630℃∼1720℃ 근방까지 승온된다. 즉, 청징조(30)의 온도를, 청징조(30)를 구성하는 본체의 백금 또는 백금 합금의 내열 온도 근방까지 높일 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 산화주석을 청징제로서 사용하는 글래스 기판의 제조에 특히 적합하다.

본 발명은 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 글래스 기판의 제조에 특히 적합하다.

어느 경우든 본 발명을 적용함으로써, 청징관(31)의 내벽의, 기상 공간(g)에 접하는 부분이 휘발된 경우에도, 청징관(31)의 내부 표면(31a)에 휘발물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 글래스 기판의 제조 방법의 실시 시에, 상술한 실시 형태의 제조 방법으로 한정되는 것은 아닌 것은 명백하다. 예를 들어, 상술한 실시 형태에서 예시한 글래스 원료 이외의 글래스 원료에 대해서도, 종래부터 사용되어 온 범용의 원료를 사용하면 본 발명의 글래스 기판의 제조 방법을 적용할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 용융 글래스(MG)의 액면상의 공간으로서 미리 설정된 기상 공간(g)에 속하는 보강부(33)를 모두 제거하도록 하였다. 그러나, 도 4의 (a) 또는 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 보강부(33)는 기상 공간(g)에 속하는 적어도 일부를 제거함으로써, 제거한 부분에 있어서의 기류의 체류가 발생하지 않는 형상으로 형성할 수도 있다. 청징관(31)의 기상 공간(g)에 접하는 부분이 휘발된 경우, 청징관(31)의 정상부 a에 있어서 휘발물이 부착되기 쉬운 경향이 있다. 그로 인해, 기상 공간(g)의 적어도 정상부 a에 있어서, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 보강부(33)가 돌출되지 않도록, 보강부(33)의 일부를 제거한다. 이에 의해, 보강부(33)는 정상부 a의 근방에서 기류의 체류가 발생하지 않는 형상으로 되어, 보강부(33)의 근방에의 휘발물의 부착이 억제된다. 따라서, 보강부(33)에 의해 청징관(31)의 강도를 유지하면서, 용융 글래스(MG)에의 이물의 혼입을 억제하여, 글래스 제품의 품질을 유지할 수 있다. 또한, 기상 공간(g)에 속하는 보강부(33)에 1 또는 2 이상의 구멍을 형성함으로써, 보강부(33)의 근방에 있어서의 기류의 체류가 발생하지 않도록 해도 된다. 또한, 기상 공간(g)의 적어도 일부에 있어서, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 보강부(33)가 돌출되는 양 p를, 그 외의 부분보다도 작게 하는 것만으로도 일정한 효과가 얻어진다. 즉, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 보강부(33)가 돌출되는 양 p가 종래보다도 감소하므로, 보강부(33)의 근방에 있어서의 기류의 체류가 억제되고, 휘발물의 부착이 억제되고, 용융 글래스(MG)에의 이물의 혼입이 억제되어, 글래스 제품의 품질을 유지할 수 있다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 기상 공간(g)에 속하는 보강부(33)의 적어도 일부를 곡면 형상, 바람직하게는 매끄러운 곡면 형상으로 형성하여, 보강부(33)의 근방에 있어서의 기류(F)의 체류가 발생하지 않도록 해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 보강부(33)는 둘레 방향으로 끊긴 곳 없는 링 형상의 판재를 사용하고, 청징관(31, 31)의 사이에 보강부(33)를 배치하여, 보강부(33)의 양측에 청징관(31)이 접속되는 구성을 채용하고 있다. 그러나, 본 발명 형태는 상술한 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 끊긴 곳을 갖는 링 형상의 보강부를 청징관(31)의 내부 표면(31a)에 고정하고, 보강부(33)의 끊긴 부분을 청징관(31)의 내부에 미리 설정된 기상 공간(g)에 대응시킨다. 이와 같이 하여, 보강부(33)의 끊긴 부분을, 청징관(31)의 내부 표면(31a)으로부터 보강부(33)가 돌출되지 않은 영역으로서 설정해도 된다. 또한, 보강부(33)는 절결부(33a)를 갖는 둘레 방향으로 끊긴 곳이 없는 링 형상의 판재를, 청징관(31)의 내부 표면(31a)에 고정해도 된다. 또한, 절결부(33a)의 원호의 반경 r을, 가스 배기구(30a)에 접근할수록 크게 함으로써, 기류(F)가 가스 배기구(30a)를 향하도록 해도 된다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「백금족 금속」은, 백금족 원소를 포함하는 금속을 의미하고, 단일의 백금족 원소를 포함하는 금속뿐만 아니라 백금족 원소의 합금을 포함하는 용어로서 사용한다. 여기서, 백금족 원소라 함은, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir)의 6원소를 가리킨다. 백금족 금속은 고가이지만, 융점이 높고, 용융 글래스에 대한 내식성도 우수하다.

또한, 청징조는, 도시한 바와 같이 원통형인 것이 바람직하지만, 용융 글래스(MG)를 그 내부에 수용하는 공간이 확보되어 있으면 그 형상에 제한은 없고, 예를 들어 그 외형이 직육면체 등이어도 된다.

본 발명은 오버플로우·다운드로법으로 글래스를 성형하는 글래스 기판의 제조에 적합하다. 본 발명은 오버플로우·다운드로법으로 글래스를 성형하는 글래스 기판의 제조에 적합하다. 오버플로우·다운드로법은, 용융 글래스를 쐐기 형상 성형체의 양측면을 따라 유하(流下)시켜, 전술한 쐐기 형상 성형체의 하단부에서 합류시킴으로써 판 형상 글래스로 성형하고, 성형된 판 형상 글래스를 서랭하고, 절단한다. 오버플로우·다운드로법은, 용해된 글래스를 어느 것에도 접촉시키지 않고 수직 방향으로 잡아 늘여 냉각함으로써, 매끄러운 표면을 실현할 수 있다. 그 후, 절단된 판 형상 글래스는, 고객의 사양에 맞추어 소정의 크기로 더 절단되고, 단부면 연마, 세정 등이 행해지고, 출하된다.

본 발명은, 예를 들어 두께가 0.5∼0.7㎜이고, 크기가 300×400㎜∼2850×3050㎜의 FPD용 글래스 기판의 제조에 적합하다.

또한, 액정 표시 장치용 글래스 기판 등은, 그 표면에 반도체 소자가 형성되므로, 알칼리 금속 성분을 전혀 함유하지 않거나 또는 포함되어 있어도 반도체 소자에 영향을 미치지 않는 정도의 미량인 것이 바람직하다. 또한, 액정 표시 장치용 글래스 기판 등은, 글래스 기판 중에 기포가 존재하면 표시 결함의 원인으로 되기 때문에, 기포를 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 이러한 점에서, 액정 표시 장치용 글래스 기판 등에서는, 상술한 바와 같이, 글래스 조성, 용융 글래스의 온도, 청징제 등이 선택되므로, 본 발명은 액정 표시 장치용 글래스 기판 등의 제조에 적합하다.

그 외, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 적합한 다른 형태로의 변경이 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 보강부로서 링 형상의 판재를 사용하는 경우에 대해 설명하였지만, 보강부는 청징관을 굴곡시켜 청징관의 둘레 방향으로 설치한 요철부이어도 된다. 청징관을 직경 방향 외측으로 돌출되도록 굴곡시켜 보강부를 형성한 경우에는, 청징관의 내부 표면에는 오목부가 형성된다. 또한, 청징관을 직경 방향 내측으로 돌출되도록 굴곡시켜 보강부를 형성한 경우에는, 청징관의 내부 표면에는 볼록부가 형성된다. 보강부로서 이와 같은 오목부 또는 볼록부를 갖는 경우, 기상 공간의 적어도 일부에 있어서, 이들 오목부 또는 볼록부를 기상 공간에 있어서의 기류의 체류가 발생하지 않는 형상으로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 기상 공간에 있어서의 오목부 또는 볼록부를 그 외의 영역보다도 작게 형성하거나, 또는 기상 공간에 있어서 오목부 또는 볼록부를 형성하지 않고, 청징관의 내부 표면을 평탄하게 할 수 있다.

본 발명의 장치는, 용융 글래스를 성형함으로써 글래스 기판, 특히 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 글래스 기판을 제조할 때에 유리하게 사용할 수 있다.

31 : 청징관
31a : 청징관의 내부 표면
33 : 보강부
10 : 용융조
20, 40 : 이송관
30 : 청징조
g : 기상 공간

Claims (5)

1. 글래스 기판의 제조 공정에 있어서, 용융 글래스를 청징하기 위한 청징조를 갖는 글래스 기판의 제조 장치로서,
   상기 청징조는,
   백금 또는 백금 합금을 포함하는 청징관과,
   상기 청징관의 둘레 방향으로 설치되고, 상기 청징관의 내부 표면으로부터 상기 청징관의 내측으로 돌출된 보강부와,
   상기 청징관 내부 표면의 상부의 영역이며, 상기 청징관에 용융 글래스를 통과시켜 청징할 때에, 상기 용융 글래스의 액면상의 공간으로서 미리 설정된 기상 공간
   을 포함하고,
   상기 보강부는, 상기 기상 공간에 속하는 부분이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는
   글래스 기판의 제조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강부는, 상기 기상 공간에 속하는 부분에 대응하는 절결부를 갖는 글래스 기판의 제조 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 기상 공간에 속하는 보강부의 적어도 일부를 곡면 형상으로 형성하는
   글래스 기판의 제조 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 기재된 글래스의 제조 장치를 사용하고,
   상기 청징관을 가열하면서, 청징제를 배합시킨 용융 글래스를 상기 청징관에 통과시켜 탈포하는 탈포 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
5. 제3항에 기재된 글래스의 제조 장치를 사용하고,
   상기 청징관을 가열하면서, 청징제를 배합시킨 용융 글래스를 상기 청징관에 통과시켜 탈포하는 탈포 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.

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