TW201429889A - 玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置 - Google Patents

玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種於玻璃基板之製造時，抑制已成形之玻璃平板之寬度收縮，確保作為目標之平板玻璃之寬度之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置。於成形爐室之上部空間，將熔融玻璃藉由成形體之溢流方式而成形平板玻璃，且使上述平板玻璃自上述上部空間流入使平板玻璃之兩端部冷卻之下部空間。上部空間與下部空間之間係由隔熱構件分隔。將具有隔熱性之材料用於上述隔熱構件，以使通過上述成形體時之上述熔融玻璃之溫度為液相溫度以上，且通過上述成形體之最下端部時之上述熔融玻璃之兩端部之黏度成為104.3~106 dPa．秒，且於上述下部空間，上述平板玻璃之中央部之溫度處於由高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，上述平板玻璃之兩端部之黏度成為109.0~1014.5 dPa．秒。

Description

玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置
本發明係關於一種製造玻璃基板之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置。
自先前，一直使用藉由使用成形體之溢流下拉法而製造玻璃基板之方法。一般而言，於成形體中，若將熔融玻璃之溫度長時間保持於液相溫度附近，則熔融玻璃中析出結晶，產生失透。
已知一種技術(專利文獻1)，其係為了防止成形時之玻璃之失透，而使成形體供給時之熔融玻璃之溫度低於先前，且使成形體下端之熔融玻璃之溫度高於先前，使對成形體供給時之熔融玻璃之溫度與通過成形體下端時之熔融玻璃之溫度之差小於90℃。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4511187號公報
然而，上述技術係使成形體之最下端部之熔融玻璃之溫度高於先前。進而，上述技術係使成形中之熔融玻璃之溫度充分地高於液相溫度而防止失透。如此般，上述技術為了使玻璃不產生失透，而必須使通過成形體之熔融玻璃之溫度高於先前。因此，成形體之最下端部之熔融玻璃之溫度變得高於先前，且玻璃之黏度變低，故無法抑制因自成形體分離而產生之平板玻璃於寬度方向上欲收縮之力，從而與先前相比，平板玻璃之收縮變大。進而，由於成形體之最下端部之熔融 玻璃之溫度變得高於先前，故較成形體為下方之空間之溫度因來自熔融玻璃之熱傳遞而上升，從而無法使較成形體為下方之空間中之平板玻璃之寬度方向之兩端部之黏度充分地上升。其結果，導致平板玻璃之寬度收縮之問題變得顯著。
因此，本發明之目的在於提供一種玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置，其可抑制使用成形體而成形之玻璃平板之寬度於自成形體分離時進行收縮，從而確保作為目標之平板玻璃之寬度。
本發明包含以下之態樣。
本發明之一態樣係一種玻璃基板之製造方法。
[態樣1]
一種玻璃基板之製造方法，該製造方法包含以下步驟：於由爐壁包圍之成形爐室之上部空間中，使熔融玻璃自成形體溢流，成形平板玻璃；使上述平板玻璃通過藉由將上述成形爐室分隔為上部空間與下部空間之隔熱構件而形成之狹縫狀之間隙；及於上述下部空間中，使上述平板玻璃之兩端部冷卻；上述隔熱構件係使用具有隔熱性之材料，以使(1)於上述成形平板玻璃之步驟中，上述熔融玻璃通過上述成形體時之上述熔融玻璃之溫度為液相溫度以上，且上述熔融玻璃通過上述成形體之最下端部時之上述熔融玻璃之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻上述平板玻璃之步驟中，當上述平板玻璃之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，使 上述平板玻璃之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
[態樣2]
如態樣1之玻璃基板之製造方法，其中上述隔熱構件之上述上部空間與上述下部空間之間之熱阻係於上述上部空間之環境溫度下為0.2m2．K/W以上。
[態樣3]
如態樣1或2之玻璃基板之製造方法，其中於上述下部空間中包含以下步驟：使上述平板玻璃之上述中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，且使上述平板玻璃之兩端部之溫度低於上述中央部之溫度；及使上述兩端部及上述中央部之溫度相較使上述平板玻璃之兩端部之溫度低於上述中央部之溫度之步驟中之上述兩端部及上述中央部之溫度成為低溫，且自上述中央部之寬度方向之中心朝向上述兩端部，在上述平板玻璃之寬度方向上形成溫度梯度。
[態樣4]
如態樣1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板之液相黏度為104.3dPa．秒~106.7dPa．秒。
[態樣5]
如態樣1至4中任一項玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板之應變點為670℃以上。
[態樣6]
一種玻璃基板製造裝置，其包含：成形爐室，其係由爐壁圍成；隔熱構件，其將上述成形爐室分隔為上部空間與下部空間，且形成上述平板玻璃所通過之狹縫狀之間隙；成形體，其設置於上述成形爐室之上述上部空間，且使熔融玻 璃溢流，成形平板玻璃；及冷卻構件，其於上述下部空間，使上述平板玻璃之兩端部冷卻；上述隔熱構件使用具有隔熱性之材料，以使(1)於上述成形平板玻璃之步驟中，上述熔融玻璃通過上述成形體時之上述熔融玻璃之溫度為液相溫度以上，且上述熔融玻璃通過上述成形體之最下端部時之上述熔融玻璃之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻上述平板玻璃之步驟中，當上述平板玻璃之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，上述平板玻璃之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
於上述玻璃基板中，可使用具有下述特性之玻璃。
[態樣7]
如態樣1至6中任一項之玻璃基板之製造方法或玻璃基板製造裝置，其中上述玻璃基板之玻璃之液相黏度為104.3dPa．秒~106.7dPa．秒。
[態樣8]
如態樣1至7中任一項之玻璃基板之製造方法或玻璃基板製造裝置，其中上述玻璃基板含有氧化鋯。
[態樣9]
如態樣1至8中任一項之玻璃基板之製造方法或玻璃基板製造裝置，其中上述玻璃基板含有氧化錫。
[態樣10]
如態樣1至9中任一項之玻璃基板之製造方法或玻璃基板製造裝置，其中上述玻璃基板包含實質上不含鹼金屬氧化物之無鹼玻璃。
[態樣11]
又，如態樣1至9中任一項之玻璃基板之製造方法或玻璃基板製造裝置，其中上述玻璃基板包含含有0.05~2.0質量%之鹼金屬氧化物之含微量鹼之玻璃。
[態樣12]
如態樣1至11中任一項之玻璃基板之製造方法或玻璃基板製造裝置，其中上述熔融玻璃係藉由使玻璃原料於含有高氧化鋯系耐火物所構成之熔解槽中電熔融而生成。
根據上述態樣之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置，可抑制使用成形體成形之玻璃平板之寬度於自成形體分離時進行收縮，從而可確保作為目標之平板玻璃之寬度。
10a、10d‧‧‧直線
10b、10c、10e、10f‧‧‧曲線
11‧‧‧熔解裝置
12‧‧‧澄清裝置
20a‧‧‧第1溫度分佈
20b‧‧‧第2溫度分佈
20c‧‧‧第3溫度分佈
23‧‧‧上游導管
24‧‧‧下游導管
32‧‧‧溫度控制單元
40‧‧‧成形裝置
41‧‧‧成形體
41a‧‧‧成形體之下端部
41b‧‧‧成形體之頂部
41c‧‧‧成形體之側面
50‧‧‧分隔構件
51‧‧‧冷卻輥
60‧‧‧冷卻單元
61‧‧‧中央部冷卻單元
62‧‧‧中央上部冷卻單元
63a、63b‧‧‧中央下部冷卻單元
71‧‧‧端部冷卻單元
72‧‧‧端上部冷卻單元
73‧‧‧端下部冷卻單元
80‧‧‧退火爐
80a‧‧‧頂板
81‧‧‧下拉輥
90‧‧‧切斷裝置
91‧‧‧控制裝置
100‧‧‧玻璃基板之製造裝置
FG‧‧‧熔融玻璃
SG‧‧‧平板玻璃
X‧‧‧第1溫度差
Y1‧‧‧第2溫度差
Y2‧‧‧第3溫度差
圖1係表示本實施形態之玻璃基板之製造方法之流程之一例之圖。
圖2係實施本實施形態之玻璃基板之製造方法之玻璃基板製造裝置之一例之概略構成圖。
圖3係本實施形態之玻璃基板之製造方法中使用之成形裝置之一例之概略構成圖(剖面圖)。
圖4係圖3所示之成形裝置之概略構成圖(側視圖)。
圖5係表示本實施形態之玻璃基板之製造方法中使用之控制裝置及與控制裝置連接之各機構之一例之圖。
圖6係表示基於以本實施形態之玻璃基板之製造方法進行之複數個溫度分佈，藉由溫度控制所得之環境溫度之圖。
(定義)
本說明書中之下述語句係以如下方式規定。
所謂平板玻璃之端部係指與平板玻璃之寬度方向之緣相距150mm以內之範圍。
所謂平板玻璃之中央部係指將平板玻璃之端部去除後之部分。
所謂應變點係指玻璃黏度成為1014.5dPa．秒時之玻璃之溫度。
所謂退火點係指玻璃黏度成為1013dPa．秒時之玻璃之溫度。
所謂退火點附近之溫度區域係指玻璃退火點加上100℃所得之溫度(玻璃退火點+100℃)與玻璃應變點和玻璃退火點相加後除以2後所得之溫度((玻璃應變點+玻璃退火點)/2)之間的區域。
所謂軟化點係指玻璃黏度成為107.6dPa．秒時之玻璃之溫度。
(整體構成)
本實施形態之玻璃基板之製造方法係製造液晶電視、電漿電視、及筆記型電腦等之平板顯示器用之玻璃基板。玻璃基板係使用下拉法而製造。
參照圖1及圖2，對製造出玻璃基板之前之複數個步驟(玻璃基板之製造方法)及用於複數個步驟之玻璃基板之製造裝置100進行說明。
複數個步驟中，包含熔解步驟S1、澄清步驟S2、成形步驟S3、冷卻步驟S4、及切斷步驟S5。
熔解步驟S1係使玻璃之原料熔解之步驟。如圖2所示，將玻璃之原料投入至配置於上游之熔解裝置11。玻璃之原料係於熔解裝置11之熔解槽中熔解，而成為熔融玻璃FG。熔融玻璃FG係通過上游導管23而傳送至澄清裝置12。
澄清步驟S2係進行熔融玻璃FG中之氣泡去除之步驟。於澄清裝置12內去除氣泡所得之熔融玻璃FG其後通過下游導管24而傳送至成形裝置40。
成形步驟S3係將熔融玻璃FG成形為平板狀之玻璃(平板玻璃)SG之步驟。具體而言，熔融玻璃FG係傳送至成形裝置40中包含之成形 體41之後，自成形體41溢流。經溢流之熔融玻璃FG係沿成形體41之表面流下。熔融玻璃FG係於其後在成形體41之最下端部合流而成為平板玻璃SG。此時，平板玻璃SG通過藉由分隔構件(隔熱構件)50所形成之狹縫狀之間隙，自成形爐室之上部空間移動至下方空間。分隔構件(隔熱構件)50係將具有成形體41(參照圖3)之成形爐室分隔為上部空間與下部空間。
冷卻步驟S4係將平板玻璃SG退火之步驟。玻璃平板係經由冷卻步驟S4而被冷卻至接近於室溫之溫度。再者，根據成形步驟S1及冷卻步驟S4中之冷卻之狀態，決定玻璃基板之厚度(板厚)、玻璃基板之翹曲量、及玻璃基板之應變量。
切斷步驟S5係將成為接近於室溫之溫度之平板玻璃SG切斷成特定之大小之步驟。
再者，切斷成特定之大小之平板玻璃SG(玻璃片)係於其後經由端面加工等步驟而成為玻璃基板。
以下說明之實施形態中，使用平板玻璃SG之玻璃之應變點為640℃以上之玻璃。
以下，參照圖3及圖4，說明成形裝置40之構成。再者，於本實施形態中，所謂平板玻璃SG之寬度方向係指與平板玻璃SG流下之方向(流下方向或流下方向)交叉之方向、即水平方向。
(成形裝置之構成)
首先，圖3及圖4係表示成形裝置40之概略構成。圖3係成形裝置40之剖面圖。圖4係成形裝置40之側視圖。成形裝置40係主要包含成形體41、分隔構件50、冷卻輥51、冷卻單元60、下拉輥81、及切斷裝置90。進而，成形裝置40包含控制裝置91(參照圖9)。控制裝置91係控制成形裝置40中所包含之各構成之驅動部。
以下，對成形裝置40中所含之各構成進行說明。
(成形體)
成形體41係藉由使熔融玻璃FG溢流，而將熔融玻璃FG成形為平板狀之玻璃(平板玻璃SG)。
如圖3所示，成形體41係具有剖面形狀為大致五邊形之形狀(類似於楔形之形狀)。大致五邊形之前端相當於成形體41之最下端部41a。
流入至成形體41中之熔融玻璃FG係自成形體41之一對頂部41b溢流，且一面沿著成形體41之一對側面(表面)41c一面流下。其後，熔融玻璃FG於成形體41之最下端部41a合流而成為平板玻璃SG。再者，熔融玻璃通過成形體41之最下端部41a時之熔融玻璃之兩端部之黏度為104.3~106dPa．秒，較佳為104.4~105.4dPa．秒，更佳為104.6~105.2dPa．秒。
(分隔構件)
分隔構件50係配置於熔融玻璃FG之合流點之附近。又，如圖3所示，將分隔構件50配置於在合流點合流之熔融玻璃FG(平板玻璃SG)之厚度方向之兩側。分隔構件50係隔熱構件。分隔構件50藉由分隔為位於分隔構件50之上方之成形爐室之上部空間與位於下方之成形爐室之下部空間，即，藉由分隔為熔融玻璃FG之合流點之上側環境及下側環境，而阻隔熱自分隔構件50之上側朝向下側之傳遞。平板玻璃SG係通過藉由位於平板玻璃SG之厚度方向兩側之一對分隔構件(隔熱構件)50所形成之狹縫狀之間隙，移動至下部空間。
(冷卻輥)
冷卻輥51係設置於成形爐室之下部空間，且對平板玻璃SG之寬度方向之兩端部進行熱處理之單元。又，將成對之冷卻輥51配置於平板玻璃SG之厚度方向之兩側且平板玻璃SG之寬度方向之兩端部。即，冷卻輥51將自成形體41分離之平板玻璃SG之寬度方向之兩端部藉由夾入而利用熱傳導進行冷卻(淬火步驟)。冷卻輥51例如亦可藉由 通達內部之空冷管而進行空冷。
冷卻輥51係以使平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒之方式，對平板玻璃SG之兩端部進行淬火。再者，可藉由冷卻輥51對平板玻璃SG之兩端部之冷卻，而減少平板玻璃SG之寬度方向之收縮，從而可使平板玻璃SG之厚度均勻化。又，可保持平板玻璃SG之平坦度。
(冷卻單元)
冷卻單元60係設置於成形爐室之下部空間，且進行平板玻璃SG之熱處理之單元。具體而言，冷卻單元60係將平板玻璃SG冷卻至退火點附近之溫度區域為止之單元。冷卻單元60係配置於分隔構件50之下方且退火爐80之頂板80a之上。冷卻單元60係將平板玻璃SG之上游區域冷卻(上游區域冷卻步驟)。所謂平板玻璃SG之上游區域係指平板玻璃SG之中央部之溫度高於退火點之平板玻璃SG之區域。平板玻璃SG之中央部係被平板玻璃SG之兩端部夾持之部分。具體而言，於上游區域中，包含第1溫度區域與第2溫度區域。第1溫度區域係自成形體41之最下端部41a之正下方起，至平板玻璃SG之中央部之溫度成為軟化點附近(軟化點±15℃之範圍)為止之平板玻璃SG之區域。又，所謂第2溫度區域係指平板玻璃SG之中央部之溫度自軟化點附近變為退火點附近為止之溫度區域。即，冷卻單元60以平板玻璃SG之中央部之溫度接近於退火點之方式，將平板玻璃SG冷卻。平板玻璃SG之中央部係於其後，在下述之退火爐80內，經由應變點冷卻至室溫附近之溫度為止(下游區域冷卻步驟(退火步驟))。
冷卻單元60係以平板玻璃SG之厚度及翹曲量成為所需之值之方式，基於複數個溫度分佈，將平板玻璃SG冷卻。即，於上游區域，沿平板玻璃SG之流下方向而設定複數個溫度分佈。此處，所謂溫度分佈係沿平板玻璃SG之寬度方向之溫度分佈。換言之，溫度分佈係 成為目標之環境溫度之分佈。上述冷卻輥51及冷卻單元60係以實現溫度分佈之方式，控制環境溫度。
冷卻單元60包含複數個冷卻用之單元。平板玻璃SG之溫度分佈係藉由獨立地控制複數個單元而實現複數個溫度分佈。例如，冷卻單元60包含中央部冷卻單元61、及兩個端部冷卻單元71、71。如圖4所示，中央部冷卻單元61係配置於成形裝置40之寬度方向中央，將平板玻璃SG之中央部進行冷卻(中央部冷卻步驟)。中央部冷卻單元61係配置於平板玻璃SG之厚度方向之兩側。端部冷卻單元71係分別配置於與中央部冷卻單元61鄰接之位置上。即，端部冷卻單元71係配置成於平板玻璃SG之厚度方向之兩側，夾隔平板玻璃SG而對向，且將平板玻璃SG之兩端部及兩端部周邊進行冷卻(端部冷卻步驟)。又，中央部冷卻單元61及端部冷卻單元71係分別配置於近接於平板玻璃SG之位置。
(中央部冷卻單元)
中央部冷卻單元61係將平板玻璃SG之中央部沿平板玻璃SG之流下方向階段性地冷卻(中央部冷卻步驟)。中央部冷卻單元61包含中央上部冷卻單元62、及中央下部冷卻單元63a、63b。中央上部冷卻單元62及兩個中央下部冷卻單元63a、63b係沿平板玻璃SG之流下方向而配置。中央上部冷卻單元62及各中央下部冷卻單元63a、63b之溫度係分別獨立地進行調整。
(中央上部冷卻單元)
中央上部冷卻單元62係位於上述分隔構件50之正下方。中央上部冷卻單元62係用以實現決定平板玻璃SG之厚度之區域的溫度分佈之單元。決定平板玻璃SG之厚度之區域相當於上述第1溫度區域。中央上部冷卻單元62係以使平板玻璃SG之厚度於寬度方向上均勻之方式受到控制(第1中央部冷卻步驟)。
中央下部冷卻單元63a、63b係如上所述配置於中央上部冷卻單元62之下方。中央下部冷卻單元63a、63b係用以實現開始控制平板玻璃SG之翹曲量之區域之溫度分佈之單元。此處，開始控制平板玻璃SG之翹曲量之區域相當於上述第2溫度區域。
中央下部冷卻單元63a係於第2溫度區域之上游側，進行平板玻璃SG之溫度控制(第2中央部冷卻步驟)。中央下部冷卻單元63b係於第2溫度區域之下游側，進行平板玻璃SG之溫度控制(第3中央部冷卻步驟)。較佳為使中央下部冷卻單元63a與中央下部冷卻單元63b具有相同之構成。
(端部冷卻單元)
端部冷卻單元71係將經冷卻輥51淬火之平板玻璃SG之兩端部沿平板玻璃SG之流下方向連續性地或階段性地進行冷卻(端部冷卻步驟)。端部冷卻單元71係以低於冷卻輥51之冷卻能力進行動作。換言之，與被冷卻輥51自平板玻璃SG之側部剝奪之熱量相比，被端部冷卻單元71自平板玻璃SG之端部剝奪之熱量較少。端部冷卻單元71係如上所述分別配置於中央部冷卻單元61之兩側(參照圖4)。端部冷卻單元71係與平板玻璃SG之表面接近地配置。端部冷卻單元71係以將平板玻璃SG之兩端部之黏度維持於109.0~1014.5dPa．秒之範圍內之方式，冷卻平板玻璃SG之兩端部。再者，端部冷卻單元71較佳為以將平板玻璃SG之兩端部之黏度維持於1010.5~1014.5dPa．秒之範圍內之方式，冷卻平板玻璃之兩端部。
若端部冷卻單元71之冷卻量較少，則平板玻璃SG之兩端部之溫度再次上升，導致平板玻璃SG於寬度方向收縮。
如圖4所示，端部冷卻單元71例如包含端上部冷卻單元72、及端下部冷卻單元73。端上部冷卻單元72及端下部冷卻單元73係沿平板玻璃SG之流下方向而配置。又，端上部冷卻單元72及端下部冷卻單元 73之溫度係分別獨立地進行調整。
端上部冷卻單元72係用以實現對平板玻璃SG之厚度及/或翹曲量之調整賦予影響之區域之溫度分佈之單元(第1端部冷卻步驟)。端上部冷卻單元72係如圖4所示，位於上述冷卻輥51之正下方。平板玻璃SG主要藉由端上部冷卻單元72之輻射熱傳遞而以所需之冷卻速度被冷卻。此處，所謂所需之冷卻速度係指抑制通過冷卻輥51之玻璃SG之板寬之收縮，且於端下部冷卻單元73以後之冷卻過程中平板玻璃SG不產生裂痕之冷卻速度。即，端上部冷卻單元72於對平板玻璃SG不造成惡劣影響之範圍內最大限度地冷卻玻璃SG。
(下拉輥)
下拉輥81係配置於退火爐80之內部。退火爐80係配置於冷卻單元60之正下方之空間。於退火爐80中，將平板玻璃SG之溫度自退火點附近之溫度冷卻至室溫附近之溫度為止(下游區域冷卻步驟(退火步驟))。
(切斷裝置)
切斷裝置90係將通過退火爐80而被冷卻至室溫附近之溫度為止之平板玻璃SG切斷成特定之尺寸。
(控制裝置)
控制裝置91係例如控制冷卻輥51、中央上部冷卻單元62、端上部冷卻單元72、端下部冷卻單元73、及中央下部冷卻單元63a、63b之溫度。如以下所說明，可藉由該溫度之控制而使平板玻璃SG之溫度分佈與特定之溫度分佈一致。
(溫度分佈)
其次，參照圖6，對本實施形態之玻璃基板之製造方法中使用之溫度分佈、與實現該溫度分佈之冷卻用之各單元之控制進行說明。
圖6中，以虛線區分之區域表示冷卻輥51及冷卻單元中包含之各 單元62、63a、63b、72、73之配置。又，以虛線區分之區域中包含之曲線10b、10c、10e、10f及直線10a、10d係藉由冷卻輥51或各單元62、63a、63b、72、73而實現之溫度分佈20a、20b、20c中包含之子分佈。
本實施形態係如上所述於平板玻璃SG之流下方向，控制裝置91獨立地進行基於複數個溫度分佈之環境溫度之控制。當平板玻璃SG之溫度處於特定之溫度區域時，以沿平板玻璃SG之寬度方向朝向平板玻璃SG之側部施加張力之方式，將平板玻璃SG冷卻。所謂特定之溫度區域係指平板玻璃SG自成形體41分離之後，平板玻璃SG之溫度自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域。即，所謂特定之溫度區域係指上述之平板玻璃SG之上游區域。
將成形體41分離後之平板玻璃SG具有105.7~107.5dPa．秒之黏度。平板玻璃SG因被冷卻輥51及冷卻單元60冷卻而黏度變高。即，平板玻璃SG之黏度(中央部及兩端部之黏度)沿平板玻璃SG之流下方向變高。換言之，平板玻璃SG之黏度係隨著朝向平板玻璃SG之下游側而越高。本實施形態係於上游區域，藉由冷卻輥51及端部冷卻單元71而將平板玻璃SG之兩端部冷卻。具體而言，平板玻璃SG之兩端部係以將黏度維持於109.0~1014.5dPa．秒之範圍內之方式而冷卻。更具體而言，冷卻輥51以平板玻璃SG之側部之黏度成為109.0~1010.5dPa．秒之範圍內之方式，將平板玻璃之兩端部進行淬火，端部冷卻單元71以經冷卻輥51淬火之平板玻璃SG之兩端部之黏度成為1010.5~1014.5dPa．秒之範圍內之方式，將平板玻璃之兩端部冷卻。
於本實施形態之平板玻璃SG之溫度之控制下，將複數個溫度分佈分別設定於平板玻璃SG之寬度方向及平板玻璃SG之流下方向(溫度分佈設定步驟)。具體而言，如圖6所示，複數個溫度分佈中包含第1溫度分佈20a、第2溫度分佈20b、及第3溫度分佈20c。第1溫度分佈 20a係較第2溫度分佈20b於流下方向位於高溫側。又，第2溫度分佈20b係較第3溫度分佈20c於流下方向位於高溫側。
第1溫度分佈20a係平板玻璃SG之寬度方向之中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，且平板玻璃SG之寬度方向兩端部(兩側部)之溫度低於平板玻璃SG之中央部之溫度。此處，所謂寬度方向之溫度分佈均勻係指寬度方向之溫度分佈為相對於特定之基準值(溫度)±0℃~10℃之範圍之值。即，基於第1溫度分佈20a，將平板玻璃SG之兩端部進行淬火，從而將平板玻璃SG之中央部之溫度控制成為較平板玻璃SG之兩端部之溫度高之溫度，且於寬度方向變得均勻之溫度(板厚均勻化步驟)。再者，將第1溫度分佈20a設定為平板玻璃SG之中央部之溫度(平均溫度)與平板玻璃SG之兩端部之溫度成為第1溫度差X。於板厚均勻化步驟中，使平板玻璃SG之中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，且使平板玻璃SG之兩端部之溫度低於中央部之溫度。藉此，將平板玻璃SG之兩端部以寬度方向之收縮受到抑制之方式進行冷卻，且將平板玻璃SG之中央部以板厚變得均勻之方式進行冷卻，故而，平板玻璃SG之板厚偏差變小。
第2溫度分佈20b及第3溫度分佈20c係相較第1溫度分佈20a為低溫。又，第2溫度分佈20b及第3溫度分佈20c於平板玻璃SG之中央部在寬度方向上具有溫度梯度。具體而言，第2溫度分佈20b及第3溫度分佈20c係平板玻璃SG之寬度方向之中心之溫度最高，平板玻璃SG之兩端部之溫度最低。更具體而言，第2溫度分佈20b及第3溫度分佈20c係隨著自平板玻璃SG之寬度方向之中心朝向平板玻璃SG之兩端部而溫度緩緩變低。即，基於第2溫度分佈20b及第3溫度分佈20c，將平板玻璃SG之寬度方向之溫度分佈以成為山形(具有朝上凸起之曲線)之方式進行控制(翹曲減少步驟)。即，翹曲減少步驟係一面維持溫度梯度(具有朝上凸起之曲線)一面冷卻平板玻璃SG。換言之，翹曲減少步驟 係以溫度分佈連續地維持具有朝上凸起之曲線之形狀之方式，將平板玻璃SG冷卻。
再者，基於第2溫度分佈20b之溫度之控制係相對於平板玻璃SG之流下方向而於第2溫度區域之上游側執行。又，基於第3溫度分佈20c之控制係相對於平板玻璃SG之流下方向而於第2溫度區域之下游側執行。此處，較佳為將第3溫度分佈20c設定為梯度大於第2溫度分佈20b。具體而言，將第2溫度分佈20b設定為平板玻璃SG之中心之溫度與平板玻璃SG之端部之溫度成為第2溫度差Y1。又，將第3溫度分佈20c設定為平板玻璃SG之中心部之溫度與平板玻璃SG之端部之溫度成為第3溫度差Y2。第3溫度差Y2係大於第2溫度差Y1。再者，第2溫度差Y1係大於第1溫度差X。即，溫度分佈20a~20c係沿平板玻璃SG之流下方向，中央部與端部之溫度差或中央部與端部之溫度差變大(X<Y1<Y2)。
再者，翹曲減少步驟係於較第3溫度分佈20c為低溫之溫度區域，以平板玻璃SG之寬度方向之溫度梯度隨著平板玻璃SG之溫度趨向於應變點附近而減少之方式，冷卻平板玻璃SG。
以下，對各單元之溫度控制詳細地進行說明。
(中央上部冷卻單元之溫度控制)
中央上部冷卻單元62係如上所述地實現決定平板玻璃SG之厚度之區域之溫度分佈(第1中央部冷卻步驟)。具體而言，由於與平板玻璃SG對向之中央上部冷卻單元62之寬度方向之溫度分佈變得均勻，故而平板玻璃SG之寬度方向之溫度變得均勻(子分佈10a)。
中央下部冷卻單元63a、63b係如上所述地實現開始調整平板玻璃SG之翹曲量之區域之溫度分佈(第2中央部冷卻步驟及第3中央部冷卻步驟)。具體而言，中央下部冷卻單元63a、63b係將平板玻璃SG之寬度方向之溫度以成為山形(具有朝上凸起之曲線)之方式進行調整。具 體而言，使中央下部冷卻單元63a、63b之長度方向中心之溫度成為最高之溫度。又，使中央下部冷卻單元63a、63b之長度方向之兩端部之溫度成為最低之溫度。進而，將溫度以自中心朝兩端部緩緩變低之方式進行控制。以此方式，平板玻璃SG之寬度方向之溫度成為山形(子分佈10b、子分佈10c)。
再者，本實施形態係沿平板玻璃SG之流下方向，配置有兩個中央下部冷卻單元63a、63b。以配置於平板玻璃SG之流下方向下方之中央下部冷卻單元63b形成較配置於上方之中央下部冷卻單元63a大之曲線之溫度分佈之方式進行控制。具體而言，如上所述，使藉由中央下部冷卻單元63b而實現之溫度分佈10c之溫度梯度(參照圖6之Y2)大於藉由中央下部冷卻單元63a而實現之分佈10b之溫度梯度(中心部與端部之溫度梯度)(參照圖6之Y1)(Y1<Y2)。
如上所述，冷卻輥51係實現對平板玻璃SG之厚度之均勻化賦予影響之區域之溫度分佈(淬火步驟)。冷卻輥51係將在成形體41之最下端部41a合流之玻璃之兩端部進行淬火。即，平板玻璃SG之兩端部及兩端部周邊之環境溫度成為比平板玻璃SG之中央部周邊之環境溫度低的溫度(子分佈10d)。
端上部冷卻單元72係如上所述地實現對平板玻璃SG之厚度及/或翹曲量之調整賦予影響之區域之溫度分佈(第1端部冷卻步驟)。端上部冷卻單元72將較中央上部冷卻單元62及中央下部冷卻單元63a賦予平板玻璃SG之溫度低之溫度賦予平板玻璃SG。即，平板玻璃SG之兩端部及兩端部周邊之環境溫度成為比平板玻璃SG之中央部周邊之環境溫度低的溫度(子分佈10e)。
端下部冷卻單元73係如上所述地實現對平板玻璃SG之翹曲量之調整賦予影響之區域之溫度分佈(第2側部冷卻步驟)。端下部冷卻單元73係將較中央下部冷卻單元63a、63b賦予平板玻璃SG之溫度低之 溫度賦予平板玻璃SG。即，平板玻璃SG之兩端部之環境溫度成為比平板玻璃SG之中央部之環境溫度低的溫度(子分佈10f)。
如此之平板玻璃SG之溫度控制係經由控制裝置91、冷卻輥51及各單元而進行。於成形體41所在之成形爐室之上部空間中，以將熔融玻璃保持著特定之黏度進行成形之方式維持高溫之溫度環境。另一方面，於藉由分隔構件(隔熱構件)50而自上部空間劃分之成形爐室之下部空間中，將藉由成形而自熔融玻璃生成之平板玻璃SG進行冷卻。因此，分隔構件50中使用隔熱性優異之隔熱構件，以使自上部空間至下部空間難以產生熱傳遞。具體而言，將具有隔熱性之材料用於隔熱構件，以使(1)於將平板玻璃SG成形時，熔融玻璃FG通過成形體41時之熔融玻璃FG之溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41之最下端部時之熔融玻璃FG之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻平板玻璃SG時，當平板玻璃SG之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
此時，分隔構件(隔熱構件)50之與分隔構件50相接之上部空間之環境溫度之上部空間與下部空間之間的熱阻較佳為0.2m2．K/W以上。可藉由使用包含此種熱阻之分隔構件50，而實現可抑制下部空間中之平板玻璃SG之收縮之溫度分佈。具體而言，於分隔構件50之熱阻未達0.2m2．K/W時，經冷卻輥51及端部冷卻單元71淬火之平板玻璃SG之兩端部受到自上部空間朝向下部空間傳遞之熱之影響而使溫度之下降受到抑制，從而無法變大至所需之黏度。於該情形時，由於平板玻璃SG之兩端部之黏度不高，故而，因自成形體41分離而成形平板玻璃SG時之表面張力之作用，平板玻璃SG於寬度方向上容易收縮。因此，難以確保平板玻璃SG之作為目標之寬度。然而，可藉由將分隔 構件(隔熱構件)50之熱阻設為0.2m2．K/W以上，而使經淬火之平板玻璃SG之兩端部減少自上部空間朝向下部空間傳遞之熱之影響，從而沿特定之溫度分佈進行冷卻。分隔構件50之熱阻較佳為0.3m2．K/W以上，更佳為0.4m2．K/W以上。再者，為使熱阻變得極大，而必須例如使分隔構件50之厚度變得極厚，故而欠佳。因此，分隔構件50之熱阻較佳為0.2~2m2．K/W，更佳為0.4~2m2．K/W。
具有此種熱阻之分隔構件(隔熱構件)50中，使用熱導率為0.1~0.4W/m．K、更佳為0.1~0.25W/m．K之素材。作為分隔構件(隔熱構件)50，例如使用氧化鋁含有率較高之陶瓷纖維板。
作為分隔構件50之較佳之形態，與平板玻璃SG自成形爐室之上部空間移動至下部空間時所通過之狹縫狀之間隙相接之分隔構件50之面之素材之熱導率(上部空間之環境溫度之熱導率)較佳為0.5W/m．K以下。尤佳為，分隔構件50包含熱導率(上部空間之環境溫度之熱導率)為0.25W/m．K以下之1個素材。因該構成，可不必過度地增厚分隔構件50之板厚而將熱阻設為0.2m2．K/W以上。
如圖6所示，本實施形態之平板玻璃之冷卻包含以下步驟：使平板玻璃SG之寬度方向之中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，且使平板玻璃SG之兩端部之溫度低於平板玻璃SG之寬度方向之中央部之溫度(板厚均勻化步驟)；及與該步驟中之兩端部及中央部之溫度相比，使平板玻璃SG之兩端部及中央部之溫度成為低溫，且自平板玻璃SG之寬度方向之中心朝向兩端部，在平板玻璃SG之寬度方向上形成溫度梯度。為實現該兩個步驟，控制裝置91可使用各單元及冷卻輥51等，控制平板玻璃SG之溫度。本實施形態係藉由設置上述分隔構件50，而充分地抑制成形爐室之上部空間與成形爐室之下部空間之熱傳遞，故而，於成形爐室之下部空間可進行上述平板玻璃SG之溫度之控制。
上述平板玻璃SG之溫度之控制係於最初之步驟中，使平板玻璃SG之中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，故而不僅可抑制平板玻璃SG之寬度方向之收縮，而且可抑制由平板玻璃SG製作之玻璃基板之板厚偏差。
進而，於其次之步驟中，與最初之步驟相比，使平板玻璃SG之寬度方向之溫度分佈成為低溫，且自平板玻璃SG之寬度方向之中心朝向兩端部，在平板玻璃SG之寬度方向上形成溫度梯度。此時，平板玻璃SG之寬度方向之中央部之冷卻量變得大於平板玻璃SG之寬度方向之兩端部之冷卻量。藉此，平板玻璃SG之體積收縮率自寬度方向之兩端部朝向中央部變大，故而，於平板玻璃SG之中央部拉伸應力進行作用。尤其於平板玻璃SG之中央部，在平板玻璃SG之流下方向及寬度方向上拉伸應力進行作用。再者，於提昇玻璃板之翹曲方面，較佳為在平板玻璃SG之流下方向上進行作用之拉伸應力大於在平板玻璃SG之寬度方向上進行作用之拉伸應力。可藉由該拉伸應力，而一面維持平板玻璃SG之平面度一面進行冷卻，故而，可減少平板玻璃SG、甚至玻璃板之翹曲量。
再者，於玻璃之液相溫度較高之情形時，可藉由使用溫度充分地高於該玻璃之液相溫度之熔融玻璃進行成形，而防止玻璃之失透。然而，為適用溢流下拉法，成形體41之最下端部41a之熔融玻璃之黏度於中央部及兩端部較佳為104.3dPa．秒以上。該黏度更佳為104.4dPa．秒以上，進而更佳為104.6dPa．秒以上。確保如此之黏度係取決於以下之原因。即，自最下端部41a分離之平板玻璃SG因自重而欲墜落至由冷卻輥51夾持之區域。其原因在於，此時之墜落速度因成形體41之最下端部41a之熔融玻璃之黏度而不同。於最下端部41a之熔融玻璃之黏度小於上述範圍之情形時，與冷卻輥51所進行之平板玻璃SG之拉伸速度相比，平板玻璃SG之因自重而欲墜落之速度更大，最終存在於 冷卻輥51上平板玻璃SG鬆弛之虞。因此，成形體41之最下端部41a之熔融玻璃之黏度較佳為104.3dPa．秒以上。再者，若使冷卻輥51及較冷卻輥51位於下游之下拉輥81之圓周速度充分地變快，則可使玻璃帶之自由墜落速度慢於冷卻輥51及下拉輥81之圓周速度。然而，於該情形時，通常，不僅要預先決定於特定之玻璃流量之條件下需要獲得之平板玻璃SG之厚度，而且為了實現於下游之退火步驟中進行之玻璃帶之溫度控制，亦要過度地加速冷卻輥51及下拉輥81之圓周速度，此情形於實用方面欠佳。
又，若為了以較上述熔融玻璃之黏度之數值範圍低之黏度進行成形而欲使成形體41之最下端部41a之熔融玻璃溫度上升，則相較成形體41為下游側之環境溫度上升。因此，無法於成形體41之最下端部41a，使在成形體之兩側之各個壁面流動之熔融玻璃合流所形成之平板玻璃SG之寬度方向之兩端部的黏度充分地上升。因此，導致平板玻璃SG之寬度收縮。若導致平板玻璃SG之寬度收縮，則產生無法確保即將切斷前之平板玻璃SG之寬度或製品寬度之類的問題。該問題係玻璃之液相溫度越高(液相黏度越小)則越顯著。
本實施形態係藉由將分隔構件(隔熱構件)50之熱阻設為0.2m2．K/W以上，而抑制自成形爐室之上部空間朝向下部空間之熱傳遞，故而，即便因玻璃之液相溫度較高而較高地設定成形爐室之上部空間之環境溫度，經淬火之平板玻璃SG之兩端部亦可不受自上部空間朝向下部空間傳遞之熱之影響地確保特定之黏度。因此，可抑制平板玻璃SG之寬度縮小。
即，於使用玻璃之液相溫度較高(液相黏度較小)之玻璃之情形時，本實施形態之效果顯著。於該情形時，使用熱阻為0.2m2．K/W以上之隔熱構件50，一面朝向平板玻璃SG兩端部施加拉伸張力，一面以使平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒之方式，冷 卻平板玻璃SG，藉此可確保製品寬度。
(玻璃之特性)
以本實施形態製作之玻璃基板適宜用於平板顯示器用玻璃基板。又，玻璃基板亦可用於尤其要求熱收縮率小之形成LTPS(Low Temperature Poly Silicon，低溫多晶矽)、TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)或氧化物半導體而進行高溫處理之玻璃基板。進而，可用於顯示裝置等之防護罩玻璃、磁碟用玻璃基板、太陽電池用玻璃基板等。
又，本實施形態之玻璃基板之液相黏度較佳為104.3dPa．秒~106.7dPa．秒。在成形步驟中，為了避免產生玻璃之失透而必須使成形體41之最下端部41a之黏度小於液相黏度，因此，將成形爐室之上部空間之環境溫度設定為高於下部空間。因此，成形爐室之上部空間與下部空間之間存在較大之熱之階差，從而熱之傳遞容易變大。本實施形態係抑制自成形爐室之上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而可抑制成形爐室之下部空間中之平板玻璃SG之寬度方向之收縮。液相黏度越高之玻璃，越可提高成形體41之最下端部41a之黏度，故而，可抑制上述平板玻璃SG之寬度方向之收縮。因此，本實施形態之玻璃基板之液相黏度較佳為104.7dPa．秒~106.7dPa．秒，更佳為105dPa．秒~106.7dPa．秒。又，本實施形態之玻璃基板之液相黏度亦可為105.3dPa．秒以下。玻璃之液相黏度越小則成形爐室之上部空間之環境溫度設定得越高，故而，如上所述平板玻璃SG之寬度方向之收縮容易變大。亦即，於使用液相黏度為105.3dPa．秒以下之玻璃之情形時，本實施形態之效果變得顯著，若為104.3~105.3dPa．秒，則效果更顯著，若為104.3dPa．秒~105.0dPa．秒，則效果變得更顯著，若為104.3dPa．秒~104.9dPa．秒，則效果變得進一步更顯著，於上述方面均為較佳。於液相黏度未達104.3dPa．秒之玻璃之情形時，溢流下拉法之使用變得 困難。
又，本實施形態之玻璃基板之液相溫度較佳為1000℃~1250℃。玻璃之液相溫度越高，則為避免產生玻璃之失透而必須越高地設定成形爐室之上部空間之環境溫度。因此，成形爐室之上部空間與下部空間之間之熱之階差較大，從而熱之傳遞容易變大。本實施形態係抑制自成形爐室之上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而可抑制成形爐室之下部空間中之平板玻璃SG之寬度方向之收縮。即，自減少自成形爐室之上部空間朝向下部空間之熱之傳遞量，使平板玻璃SG之寬度方向之收縮降低之觀點而言，玻璃基板之液相溫度較佳為1250℃以下，更佳為1200℃以下，進而更佳為1105℃以下。又，本實施形態之玻璃基板之液相溫度亦可為1150℃~1250℃。玻璃之液相溫度越高，則為避免產生玻璃之失透而必須越高地設定成形爐室之上部空間之環境溫度。即，將玻璃之液相溫度為1150℃以上之玻璃用於平板玻璃SG之情形時，本實施形態之效果變得更顯著。再者，玻璃之液相溫度之上限設為1250℃之原因在於當玻璃之液相溫度超過1250℃時，存在容易產生成形體41之潛變現象等問題之虞。即，本實施形態係因玻璃之液相溫度為1150℃~1250℃而本實施形態之效果變得顯著，且若為1170℃~1250℃，則效果變得更顯著，若為1180℃~1250℃，則效果變得進一步顯著，若為1200℃~1250℃，則效果變得進一步更顯著，於上述方面均為較佳。
本實施形態之玻璃基板之應變點較佳為670℃以上。於玻璃基板之應變點為670℃以上之情形時，該玻璃存在液相溫度變高之傾向，且存在於成形步驟中產生失透之虞。因此，於使用應變點為670℃以上之玻璃之情形時，為抑制成形步驟中之失透之產生，而與製造不易產生失透之玻璃之情形相比，必須提高成形時之熔融玻璃之溫度，從而亦較高地設定成形體41所在之成形爐室之上部空間之環境溫度。因 此，成形爐室之上部空間與下部空間之間存在較大之熱之階差，熱之傳遞容易變大。本實施形態係使用熱阻為0.2m2．K/W以上之分隔構件50，抑制成形爐室之上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而可抑制成形爐室之下部空間中之平板玻璃SG之寬度方向之收縮。即，於玻璃基板之應變點為670℃以上之情形時，本實施形態之效果較為顯著。
本實施形態可使用玻璃基板之應變點為670℃以上之玻璃，且即便使用應變點為675℃以上、應變點為680以上之玻璃、進而應變點為690℃以上之玻璃，亦可確保平板玻璃SG之寬度、及製品寬度，就該方面而言，本實施形態之效果較為顯著。作為形成LTPS、TFT或氧化物半導體之玻璃基板，較佳為使用應變點為675℃以上之玻璃，更佳為使用應變點為680℃以上之玻璃，故而，以本實施形態製造之玻璃基板作為形成LTPS、TFT或氧化物半導體之玻璃基板而言較佳。
又，於玻璃基板之熱收縮率為75ppm以下之情形時，該玻璃之應變點一般而言較高，從而存在液相溫度較高之傾向。即便需要製造熱收縮率為75ppm以下之玻璃基板，亦使用熱阻為0.2m2．K/W以上之分隔構件50，抑制自成形爐室之上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而，可抑制成形爐室之下部空間中之平板玻璃SG之寬度方向之收縮。因此，平板玻璃SG可抑制自成形體41分離時產生之平板玻璃SG之寬度方向之寬度之收縮，確保平板玻璃SG之寬度。於使用熱收縮率為75ppm以下之玻璃之玻璃基板之情形時，即便為了圖像顯示裝置之製作，而於該玻璃基板上形成LTPS、TFT或氧化物半導體，進行高溫處理，亦可抑制圖像顯示裝置中之像素之間距偏移等問題。
再者，所謂熱收縮率係指使用經實施升降溫速度為10/分鐘且於550℃下保持2小時之熱處理後之玻璃基板之收縮量，根據下式而求得之值。
熱收縮率(ppm)={熱處理後之玻璃基板之收縮量/熱處理前之玻璃基板之長度}×106
又，本實施形態之玻璃基板亦可含有氧化鋯。於製作平板玻璃SG，進而由該平板玻璃SG而製作之玻璃基板含有氧化鋯之情形時，玻璃之液相溫度上升，故而，為了避免產生玻璃之失透，而亦必須減小成形體41、尤其最下端部41a附近之黏度(以不產生失透之程度使熔融玻璃溫度上升)。本實施形態係即便成形體41之最下端部41a之熔融玻璃之黏度較小，且上部空間中之環境溫度較高，亦使用熱阻為0.2m2．K/W以上之分隔構件50，抑制自上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而，可抑制成形爐室之下部空間中之板寬之收縮。因此，於使用此種玻璃之情形時，本實施形態之效果變得顯著。
又，本實施形態之玻璃基板較佳為含有氧化錫。氧化錫容易結晶產生失透。因此，於製造含有氧化錫之玻璃之情形時，為避免產生失透，而必須減小成形體41、尤其最下端部41a附近之熔融玻璃之黏度(以不產生失透之程度使熔融玻璃溫度上升)。本實施形態係抑制自上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而可抑制成形爐室之下部空間中之板寬之收縮。
再者，於圖2中所示之熔解裝置11之熔解槽包含高氧化鋯系耐火物等之爐材而構成之情形時，存在於熔解步驟中氧化鋯自高氧化鋯系耐火物熔析至熔融玻璃中之情形。於該情形時，熔融玻璃中之氧化鋯濃度上升，液相溫度上升。因此，必須較高地保持成形時之熔融玻璃之溫度。本實施形態係抑制自上部空間朝向下部空間之熱之傳遞，故而可抑制成形爐室之下部空間中之板寬之收縮。因此，於使用此種玻璃之情形時，本實施形態之效果變得顯著。
(玻璃組成)
以本實施形態製作之玻璃基板可適宜用於平板顯示器，尤其液晶顯示器用玻璃基板。此種玻璃基板係例如以質量%表示而含有50~70%之SiO2、5~25%之Al2O3、0~15%之B2O3、0~10%之MgO、0~20%之CaO、0~20%之SrO、0~10%之BaO、及0~10%之ZrO2。
又，以本實施形態製作之玻璃基板可適宜用於在玻璃表面上形成有LTPS、TFT或氧化物半導體之玻璃基板。此種玻璃基板係例如以質量%表示時而含有58~75%之SiO2、15~23%之Al2O3、1~12%之B2O3、及6~17%之RO(其中，RO係MgO、CaO、SrO及BaO中之玻璃板所含之總成分之總量)，且應變點為680℃以上。
此時，若使滿足以下數式之任一個或複數個，則因LTPS、TFT用玻璃板而較佳。
．為使應變點進一步上升，而必須設為(SiO2+Al2O3)/B2O2：8~50及/或使SiO2+Al2O3：75%以上。
．為使應變點進一步上升，而必須使質量比(SiO2+Al2O3)/RO為7.5以上。
．為使玻璃之比電阻降低，而必須含有0.01~1質量%之Fe2O3。
．為實現玻璃之較高之應變點，同時防止液相溫度之上升，而必須使CaO/RO為0.65以上。
又，若考慮應用於如移動通訊終端之類之移動機器等，則就輕量化之觀點而言，SrO及BaO之合計含有率較佳為0~5質量%，更佳為0~3.3質量%。
再者，玻璃基板亦可為如上所述實質上不含鹼金屬氧化物(Na2O、K2O、Li2O)之無鹼玻璃，或含有0.05~2.0質量%之鹼金屬氧化物(Na2O、K2O、Li2O)之含微量鹼之玻璃。平板顯示器用之玻璃基板係若於面板製造步驟中自玻璃基板熔析鹼金屬，則存在使TFT特性或半導體特性劣化之虞，故而，較佳為實質上不含鹼金屬氧化物，或 者即便含有，亦含有0.05~2.0質量%。
再者，可如含微量鹼之玻璃般，藉由儘量微量地含有鹼金屬，而於固定範圍內抑制TFT特性或半導體特性之劣化或玻璃之熱膨張，同時使熔解性及澄清性提昇。又，含微量鹼之玻璃可使熔融玻璃之比電阻有效地降低，故而認為於電熔融中容易對熔融玻璃進行通電，相對地對構成高氧化鋯系耐火物等之熔解槽之壁面之爐材難以進行通電。其結果，可抑制爐材之侵蝕。又，可減少氧化鋯熔析至熔融玻璃中，故而可改善玻璃之失透。於該點方面而言，使用含微量鹼之玻璃較為有效。
上述實施形態係藉由中央上部冷卻單元62而沿平板玻璃SG之寬度方向，以環境溫度變得均勻之方式進行控制(板厚均勻化步驟)。藉此，於上述實施形態中，可使平板玻璃SG之厚度(壁厚)均勻。然而，中央上部冷卻單元62亦可使用沿平板玻璃SG之寬度方向可變更溫度之構成。例如，亦可將形成於中央冷卻單元62之內部之空間分成複數個，將每一個空間分別地冷卻，或者設置可於中央冷卻單元62之內部局部地設置保溫材之構成，藉此，可變更寬度方向之環境溫度。藉此，無論平板玻璃SG之中央部之溫度是否均勻，當因某些影響而無法實現平板玻璃SG之寬度方向之壁厚之均勻化之情形時，亦可謀求平板玻璃SG之壁厚之均勻化。
[實驗例1]
為確認本實施形態之效果，而變更玻璃基板之製造方法，製作玻璃基板。
(實施例1)
以所製造之玻璃基板成為下述組成之方式，於熔解裝置11之熔解槽中，將玻璃原料熔解，製成熔融玻璃。將該熔融玻璃經由鉑合金製之管搬送至澄清裝置12之澄清槽，進行熔融玻璃之澄清。其次，使澄 清後之熔融玻璃均質化之後，將熔融玻璃供給至成形體41，利用溢流下拉法以約2m/分鐘之速度形成平板玻璃SG。此時，將所用之分隔構件(隔熱構件50)之熱阻設為0.4m2．K/W。在成形體41之最下端部41a中流動之熔融玻璃之兩端部之黏度為105dPa．秒。此時，當平板玻璃SG之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，一面朝向平板玻璃SG之兩端部施加張力，一面以平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒之方式進行冷卻。
即，將具有隔熱性之材料用於隔熱構件50，以使(1)於成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時之熔融玻璃FG之溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41之最下端部時之熔融玻璃FG之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻平板玻璃SG時，當平板玻璃SG之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。其後，切斷平板玻璃SG，製造厚度為0.7mm、尺寸為2200mm×2500mm之平板顯示器用玻璃基板。再者，所製造之平板顯示器用玻璃基板之液相溫度為1125℃，應變點為660℃。
(實施例1之玻璃組成)
SiO2：60質量%、Al2O3：19.5質量%、B2O3：10質量%、CaO：5.3質量%、SrO：5質量%、SnO2：0.2質量%。
(比較例1)
比較例1中，使用具有與用於實施例1之分隔構件(隔熱材)不同之熱阻之分隔構件(隔熱材)。將分隔構件(隔熱構件)之熱阻設為0.1m2．K/W。
因此，不滿足以下條件：(1)於成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時之熔融玻 璃FG之溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41之最下端部時之熔融玻璃FG之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻平板玻璃SG時，當平板玻璃SG之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
除上述之外，使用與實施例1相同之方法，製造玻璃基板。以比較例1之玻璃組成成為與實施例1之玻璃組成相同之方式，調合玻璃原料，製造平板顯示器用玻璃基板。
(平板玻璃之寬度之收縮量)
測定實施例1及比較例1之平板玻璃相對於成形體寬度之寬度方向之收縮量。實施例1之收縮量為180mm，相對於此，比較例1之收縮量為230mm。再者，於藉由實施例1及比較例1之製造方法而製造之玻璃基板中，未產生失透。
[實驗例2]
進而，為了以與上述玻璃組成不同之玻璃組成之玻璃確認本實施形態之效果，而變更玻璃基板之製造方法，製造玻璃基板。
(實施例2)
所製作之玻璃基板為下述玻璃組成之玻璃，在成形體41之最下端部41a中流動之熔融玻璃之兩端部之黏度為104.6dPa．秒，玻璃基板之液相溫度為1230℃，應變點為715℃，除上述方面以外，使用與實施例1相同之分隔構件(隔熱構件)之熱阻，以相同方法，製造平板顯示器用玻璃基板。
(實施例2之玻璃組成)
SiO2：61.5質量%、Al2O3：20質量%、B2O3：8.4質量%、CaO：10質量%、SnO2：0.1質量%。
(比較例2)
比較例2係使用具有與用於實施例2之分隔構件不同之熱阻之分隔構件。將分隔構件之熱阻設為0.1m2．K/W。
因此，不滿足以下條件：(1)於成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時之熔融玻璃FG之溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41之最下端部時之熔融玻璃FG之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻平板玻璃SG時，當平板玻璃SG之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
除上述之外，使用與實施例2相同之方法製造玻璃基板。以比較例2之玻璃成為與實施例2之玻璃相同之組成之方式，調合玻璃原料，製造平板顯示器用玻璃基板。
(實施例3)
實施例3中，所製作之玻璃基板為下述玻璃組成之玻璃，液相溫度為1200℃，應變點為699℃，除上述方面以外，使用與實施例2相同之分隔構件(隔熱構件)之熱阻，以相同方法製造平板顯示器用玻璃基板。
(實施例3之玻璃組成)
SiO2：61.2質量%、Al2O3：19.5質量%、B2O3：9.0質量%、K2O：0.19質量%、CaO：10質量%、Fe2O3：0.01質量%、SnO2：0.1質量%。
(實施例4~7)
將分隔構件(隔熱構件)之熱阻變更為0.2m2．K/W(實施例4)、0.6m2．K/W(實施例5)、1.0m2．K/W(實施例6)、及1.2m2．K/W(實施例7)，除此以外，使用與實施例3相同之玻璃，以相同之方法製造平板顯示器用玻璃基板。
(比較例3)
比較例3中，使用具有與用於實施例3之分隔構件不同之熱阻之分隔構件。將分隔構件之熱阻設為0.1m2．K/W。
因此，不滿足以下條件：(1)於成形平板玻璃SG時，熔融玻璃FG通過成形體41時之熔融玻璃FG之溫度為液相溫度以上，且熔融玻璃FG通過成形體41之最下端部時之熔融玻璃FG之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻平板玻璃SG時，當平板玻璃SG之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，平板玻璃SG之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
除上述之外，使用與實施例3相同之方法，製造玻璃基板。以比較例3之玻璃成為與實施例3之玻璃相同玻璃組成之方式，調合玻璃原料，製造平板顯示器用玻璃基板。
(平板玻璃之寬度之收縮量)
測定實施例2~7及比較例2~3之製造方法中之平板玻璃相對於成形體寬度之寬度方向之收縮量。實施例2~4之收縮量為190mm以下，實施例5之收縮量為170mm以下，實施例6之收縮量為160mm以下，實施例7之收縮量為150mm以下，相對於此，比較例2及實施例3之收縮量超過220mm。
根據以上之實驗例1、2，本實施形態之效果較為明顯。進而，可知使用熱阻為0.2m2．K/W以上之分隔構件(隔熱材)，以平板玻璃之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒之方式進行冷卻於抑制平板玻璃之收縮量之方面較佳。
以上，對本發明之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置詳細地進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態或實施例，於不脫離本發明之精神之範圍內，當然亦可進行各種改良或變更。
40‧‧‧成形裝置
41‧‧‧成形體
41a‧‧‧成形體之下端部
41b‧‧‧成形體之頂部
41c‧‧‧成形體之側面
50‧‧‧分隔構件
51‧‧‧冷卻輥
60‧‧‧冷卻單元
61‧‧‧中央部冷卻單元
62‧‧‧中央上部冷卻單元
63a、63b‧‧‧中央下部冷卻單元
80‧‧‧退火爐
80a‧‧‧頂板
81‧‧‧下拉輥
90‧‧‧切斷裝置
FG‧‧‧熔融玻璃
SG‧‧‧平板玻璃

Claims (8)

  1. 一種玻璃基板之製造方法，其包含以下步驟：於由爐壁包圍之成形爐室之上部空間中，使熔融玻璃自成形體溢流，成形平板玻璃；使上述平板玻璃通過藉由將上述成形爐室分隔為上部空間與下部空間之隔熱構件而形成之狹縫狀之間隙；及於上述下部空間中，使上述平板玻璃之兩端部冷卻；上述隔熱構件使用具有隔熱性之材料，以使(1)於成形上述平板玻璃之步驟中，上述熔融玻璃通過上述成形體時之上述熔融玻璃之溫度為液相溫度以上，且上述熔融玻璃通過上述成形體之最下端部時之上述熔融玻璃之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻上述平板玻璃之步驟中，當上述平板玻璃之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，上述平板玻璃之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
  2. 如請求項1之玻璃基板之製造方法，其中上述隔熱構件之上述上部空間與上述下部空間之間之熱阻係於上述上部空間之環境溫度中為0.2m2．K/W以上。
  3. 如請求項1之玻璃基板之製造方法，其中於上述下部空間中包含以下步驟：使上述平板玻璃之上述中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，且使上述平板玻璃之兩端部之溫度低於上述中央部之溫度；及使上述兩端部及上述中央部之溫度相較使上述平板玻璃之兩端部之溫度低於上述中央部之溫度之步驟中之上述兩端部及上述中央部之溫度成為低溫，且自上述中央部之寬度方向之中心 朝向上述兩端部，在上述平板玻璃之寬度方向上形成溫度梯度。
  4. 如請求項2之玻璃基板之製造方法，其中於上述下部空間中包含以下步驟：使上述平板玻璃之上述中央部之寬度方向之溫度分佈均勻，且使上述平板玻璃之兩端部之溫度低於上述中央部之溫度；及使上述兩端部及上述中央部之溫度相較使上述平板玻璃之兩端部之溫度低於上述中央部之溫度之步驟中之上述兩端部及上述中央部之溫度成為低溫，且自上述中央部之寬度方向之中心朝向上述兩端部，在上述平板玻璃之寬度方向上形成溫度梯度。
  5. 如請求項1至4中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述平板玻璃中之玻璃之液相黏度為104.3dPa．秒~106.7dPa．秒。
  6. 如請求項1至4中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板之應變點為670℃以上。
  7. 如請求項5中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板之應變點為670℃以上。
  8. 一種玻璃基板製造裝置，其包含：成形爐室，其係由爐壁圍成；隔熱構件，其將上述成形爐室分隔為上部空間與下部空間，形成上述平板玻璃所通過之狹縫狀之間隙；成形體，其設置於上述成形爐室之上述上部空間中，使熔融玻璃溢流，成形平板玻璃；及冷卻構件，其於上述下部空間中使上述平板玻璃之兩端部冷卻；上述隔熱構件使用具有隔熱性之材料，以使 (1)於上述成形平板玻璃之步驟中，上述熔融玻璃通過上述成形體時之上述熔融玻璃之溫度為液相溫度以上，且上述熔融玻璃通過上述成形體之最下端部時之上述熔融玻璃之兩端部之黏度成為104.3~106dPa．秒，且(2)於冷卻上述平板玻璃之步驟中，當上述平板玻璃之中央部之溫度處於自高於軟化點之溫度變為退火點附近為止之溫度區域時，上述平板玻璃之兩端部之黏度成為109.0~1014.5dPa．秒。
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