TW201544477A - 玻璃基板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可減少未熔解物之產生且可藉由充分地發揮澄清劑之效果而減少玻璃基板中之泡之產生的玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置。 本發明之玻璃基板之製造方法包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上之玻璃之方式熔解玻璃原料；及澄清步驟，其係利用氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清。此時，以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且2.8以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。

Description

玻璃基板之製造方法
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實施該製造方法之玻璃基板製造裝置。
近年來，於顯示面板之領域中，為了提高畫質而像素之高精細化不斷推進。隨著該高精細化之發展，對於顯示面板所使用之玻璃基板亦期待高品質。例如，謀求如於面板之製造步驟中經高溫熱處理之玻璃基板不易產生尺寸變化般熱收縮較小之玻璃基板。又，就防止TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)之特性劣化之觀點而言，液晶顯示面板所使用之玻璃基板使用不含包含Li2O、Na2O、K2O之鹼金屬氧化物或即便含有亦幾乎不含之玻璃。
一般而言，上述之玻璃基板之熱收縮係玻璃之應變點越高則越小。又，已知玻璃基板之熱收縮係將玻璃基板之製造步驟中之緩冷速度設得越小則越小。因此，即便玻璃組成相同，亦可藉由充分地減小緩冷速度而將熱收縮降低至所要求之等級。尤其是於利用浮式法由熔融玻璃製造玻璃基板之情形時，可相對較容易地加長緩冷爐而減小緩冷速度，但於使用下拉法製造玻璃基板之情形時，就設備上或作業操作上之方面而言難以加長緩冷爐。因此，於利用下拉法製造滿足對熱收縮之要求之玻璃基板時，利用與先前之玻璃組成相比應變點較高之玻璃組成的玻璃(專利文獻1)。
又，上述不含鹼金屬氧化物或即便含有亦幾乎不含之公知之玻 璃(專利文獻2)一般而言與即便含有鹼金屬氧化物亦無影響之鹼玻璃相比，玻璃之熔融溫度較高，且為難熔性。於使用此種玻璃之情形時，為了使玻璃原料充分地熔解，防止成為玻璃基板之缺陷之未熔解物流出至後續步驟，必須使熔融步驟中之熔融玻璃溫度高於鹼玻璃。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-6649號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-235444號公報
然而，若以應變點變高之方式調整玻璃組成，則高溫域(例如，1,500℃以上之溫度)下之黏度變高而成為難熔性之玻璃。若高溫域下之熔融玻璃之黏度變高，則為了使玻璃原料充分地熔解，防止成為玻璃基板之缺陷之未熔解物流出至後續步驟，必須使熔融步驟中之熔融玻璃溫度高於先前。
一般而言，於在熔解槽中由玻璃原料製造熔融玻璃之情形時，於熔解槽內之氣相空間，例如藉由利用使用燃燒氣體之燃燒器之加熱使氣相溫度高溫化而提高熔解槽之壁之溫度，利用來自該壁之輻射熱使投入之玻璃原料熔解。進而，於熔解槽中，利用上述輻射熱對熔解而形成之熔融玻璃進行加熱，且經由位於熔解槽之液相中之電極對進行通電加熱，藉此使熔融玻璃成為所期望之溫度及黏度。
但是，若提高上述熔解步驟中之熔融玻璃之溫度，則本來於澄清步驟中使泡產生並促進脫泡之澄清劑於熔融步驟中以懸浮於熔融玻璃之液面之狀態產生氧並使該氧釋出至熔融玻璃外。因此，存在澄清劑之澄清能力下降而於澄清步驟中無法充分地減少泡之問題。
又，於製造不含鹼金屬氧化物或即便含有亦幾乎不含之難熔性 之玻璃之玻璃基板之情形時，若於製作熔融玻璃之熔融步驟中過度提高熔融玻璃之溫度，則本來於澄清步驟中使泡產生並促進脫泡之澄清劑於熔融步驟中使泡產生並使該泡釋出至熔融玻璃外。因此，存在於澄清步驟中無法充分地減少泡之問題。
又，近年來，根據下述情況，上述泡之問題變得更顯著。
．就環境問題之觀點而言，使用澄清效果與As2O3相比較差之氧化錫而並非使用澄清效果較大之As2O3，因此於澄清步驟中無法進行充分之脫泡，從而泡之問題變得顯著。
．由於高溫域下之熔融玻璃之黏度較高，故而澄清步驟中之泡之浮起速度變慢。因此，於澄清步驟中無法進行充分之脫泡，從而泡之問題變得顯著。
因此，本發明之目的在於提供一種即便於使用難熔性之玻璃製造玻璃基板之情形時亦可減少未熔解物之產生且可藉由充分地發揮澄清劑之效果而減少泡之產生的玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置。
本發明之一態樣係一種玻璃基板之製造方法，包含以下形態。
(形態1)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上之玻璃之方式熔解玻璃原料；及澄清步驟，其係利用氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之 發熱量的比成為1.0以上且2.8以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態2)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有SnO2且黏度為102.5泊時之溫度為1580度以上之玻璃之方式熔解玻璃原料；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.5以上且2.8以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態3)
如形態1或2中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板之應變點為680℃以上。
(形態4)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有氧化錫且應變點為680℃以上之玻璃之方式熔解玻璃原料；及澄清步驟，其係利用氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且2.8以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態5)
如形態1至4中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述 澄清步驟中之上述熔融玻璃之最高溫度高於上述熔解槽中之上述熔融玻璃之最高溫度。
(形態6)
如形態1至5中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中覆蓋上述熔解槽之氣相空間之頂面之槽頂部之溫度為1610℃以下。
(形態7)
如形態1至6中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板中之鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下。
(形態8)
如形態1至7中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板至少含有SiO2、Al2O3、B2O3及RO(R為Mg、Ca、Sr及Ba中含有於上述玻璃基板中之全部元素)，B2O3之含有率為0~7莫耳%。
(形態9)
如形態1至8中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板至少含有SiO2、Al2O3、B2O3及RO(R為Mg、Ca、Sr及Ba中含有於上述玻璃基板中之全部元素)。
(形態10)
如形態9中記載之玻璃基板之製造方法，其中B2O3之含有率為0~10莫耳%或0~5莫耳%。
(形態11)
如形態9或10中記載之玻璃基板之製造方法，其中SiO2之含有率為68~75莫耳%。
(形態12)
如形態9至11中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板含有B2O3及RO(RO為MgO、CaO、SrO及BaO之合計量)，且 含有SiO2及Al2O3中之任一者，莫耳比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)為4.5以上。
(形態13)
如形態1至12中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板含有MgO、CaO、SrO及BaO中之至少任一者，莫耳比(BaO+SrO)/RO(RO為MgO、CaO、SrO及BaO之合計量)為0.1以上。
(形態14)
如形態1至13中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板中之鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下。
再者，於本說明書中，所謂鹼金屬氧化物之含有率，係表示Li2O、Na2O及K2O之含有率之合計量。
(形態15)
如形態1至14中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中構成上述玻璃基板之玻璃於為1550℃之熔融玻璃時之電阻率(以下亦稱為比電阻)為100Ω．cm以上。
(形態16)
如形態1至15中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板含有：SiO2 60~80莫耳%、Al2O3 10~20莫耳%、B2O3 0~10莫耳%、RO 0~17莫耳%(RO為MgO、CaO、SrO及BaO之合計量)。
(形態17)
如形態1至16中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板亦可為平板顯示器用玻璃基板。又，上述玻璃基板為LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，低溫多晶矽)．TFT(Thin Film Transistor)顯示器用玻璃基板或有機EL(Electroluminescence，電致發 光)顯示器用玻璃基板。
(形態18)
如形態1至17中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述澄清步驟包括：脫泡處理，其係於上述熔解步驟後，使上述熔融玻璃之溫度以2℃/分鐘以上之升溫速度升溫至1630℃以上，藉此使上述熔融玻璃中產生泡並進行脫泡；及吸收處理，其係於上述脫泡處理後，使上述熔融玻璃降溫，藉此使上述熔融玻璃中之泡被上述熔融玻璃吸收。
(形態19)
如形態18中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述脫泡處理係使上述熔融玻璃之溫度以2.5℃/分鐘以上之升溫速度升溫至1630℃以上。
(形態20)
如形態1至19中任一項中記載之玻璃基板之製造方法，其中上述澄清步驟包括：脫泡處理，其係使上述熔融玻璃之溫度升溫至1630℃以上，藉此使上述熔融玻璃中產生泡並進行脫泡；及吸收處理，其係於上述脫泡處理後，使上述熔融玻璃於1600℃至1500℃之溫度範圍以2℃/分鐘以上之降溫速度降溫，藉此使上述熔融玻璃中之泡被上述熔融玻璃吸收。
(形態21)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，熔解以成為含有氧化錫且鹼金屬氧化物之含有率為0~0.4莫耳%之玻璃基板之方式調製而成之玻璃原料；及澄清步驟，其係利用氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃 之澄清；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態22)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，熔解以成為含有氧化錫且鹼金屬氧化物之含有率為0~0.4莫耳%之玻璃基板之方式調製而成之玻璃原料；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.5以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態23)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括：熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之玻璃之方式熔解玻璃原料；及澄清步驟，其係利用氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態24)
一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於包括： 熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之玻璃之方式熔解玻璃原料；且以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.5以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態25)
一種玻璃基板製造裝置，其特徵在於包括：熔解槽本體，其具有氣相空間，貯存熔融玻璃；燃燒機構，其於上述氣相空間中進行燃燒加熱而加熱玻璃原料及/或上述熔融玻璃；電極對，其設置於與熔融玻璃接觸之壁，用以對上述玻璃原料及/或上述熔融玻璃進行通電加熱；及澄清槽，其利用上述熔融玻璃中所含之氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且於以成為黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上之玻璃之方式利用上述燃燒加熱及上述通電加熱製作上述熔融玻璃時，以使上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且2.8以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態26)
一種玻璃基板製造裝置，其特徵在於包括：熔解槽本體，其具有氣相空間，貯存熔融玻璃；燃燒機構，其於上述氣相空間中進行燃燒加熱而加熱玻璃原料及/或上述熔融玻璃；電極對，其設置於與熔融玻璃接觸之壁，以對上述玻璃原料及/ 或上述熔融玻璃進行通電加熱；及澄清槽，其利用上述熔融玻璃中所含之氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且於以成為應變點為680℃以上之玻璃之方式利用上述燃燒加熱及上述通電加熱製作上述熔融玻璃時，以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且2.8以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態27)
一種玻璃基板製造裝置，其特徵在於包括：熔解槽本體，其具有氣相空間，貯存熔融玻璃；燃燒機構，其於上述氣相空間中進行燃燒加熱而加熱玻璃原料及/或上述熔融玻璃；電極對，其設置於與熔融玻璃接觸之壁，以對上述玻璃原料及/或上述熔融玻璃進行通電加熱；及澄清槽，其利用上述熔融玻璃中所含之氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且於以成為鹼金屬氧化物之含有率為0~0.4莫耳%之玻璃基板之方式利用上述燃燒加熱及上述通電加熱製作上述熔融玻璃時，以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
(形態28)
一種玻璃基板製造裝置，其特徵在於包括：熔解槽本體，其具有氣相空間，貯存熔融玻璃；燃燒機構，其於上述氣相空間中進行燃燒加熱而加熱玻璃原料及/或上述熔融玻璃；電極對，其設置於與熔融玻璃接觸之壁，以對上述玻璃原料及/ 或上述熔融玻璃進行通電加熱；及澄清槽，其利用上述熔融玻璃中所含之氧化錫之氧化還原反應進行上述熔融玻璃之澄清；且於以成為黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之玻璃之方式利用上述燃燒加熱及上述通電加熱製作上述熔融玻璃時，以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
根據上述形態之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置，即便於使用難熔之玻璃製造玻璃基板之情形時，亦可減少未熔解物之產生，且可藉由充分地發揮澄清劑之效果而減少泡之產生。
100‧‧‧熔解裝置
101‧‧‧熔解槽
101a‧‧‧螺旋給料機
101b‧‧‧原料投入口
101c‧‧‧底壁
102‧‧‧澄清槽
102a、102b‧‧‧金屬製凸緣
102c‧‧‧透氣管
103‧‧‧攪拌槽
103a‧‧‧攪拌器
104、105、106‧‧‧玻璃供給管
104a‧‧‧流出口
110‧‧‧熔解槽本體
112‧‧‧燃燒器
112a‧‧‧氣體源
112b‧‧‧流量調整裝置
114‧‧‧電極對
116‧‧‧氣相空間隔離壁
118‧‧‧槽頂部
118a‧‧‧溫度感測器
120‧‧‧控制單元
122‧‧‧電腦
124‧‧‧鋪墊部
126‧‧‧底部
200‧‧‧成形裝置
210‧‧‧成形體
300‧‧‧切斷裝置
MG‧‧‧熔融玻璃
SG‧‧‧平板玻璃
圖1係表示本實施形態之玻璃基板之製造方法之流程的圖。
圖2係模式性地表示進行本實施形態中之熔解步驟~切斷步驟之玻璃基板製造裝置之一例的圖。
圖3係說明本實施形態中熔解步驟至成形步驟之熔融玻璃之溫度歷程之較佳形態之例的圖。
圖4係說明本實施形態之玻璃基板製造裝置所使用之澄清槽之一例的圖。
圖5係說明本實施形態之玻璃基板之製造方法所使用之熔解槽之熔解槽本體及其周邊之構造之概略的立體圖。
圖6係說明圖5所示之熔解槽之剖面的圖。
以下，對本實施形態之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置進行說明。
(玻璃基板之製造方法之整體概要)
圖1係表示本實施形態之玻璃基板之製造方法之流程的圖。
玻璃基板之製造方法主要包括：熔解步驟(ST1)、澄清步驟(ST2)、均質化步驟(ST3)、供給步驟(ST4)、成形步驟(ST5)、緩冷步驟(ST6)及切斷步驟(ST7)。此外，亦包括研削步驟、研磨步驟、洗淨步驟、檢查步驟及捆包步驟等。
熔解步驟(ST1)係於熔解槽中進行。於熔解槽中，將玻璃原料投入至熔解槽中，藉由進行加熱而使其熔解，製造含有氧化錫之熔融玻璃。該熔融玻璃於某形態中係黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上之高溫黏性較高之熔融玻璃。又，於另一形態中，係成為應變點(相當於黏度為1014.5dPa．秒之溫度)為680℃以上之玻璃之熔融玻璃。此外，於另一實施形態中，係黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之高溫黏性較高之熔融玻璃。於另一形態中，係成為鹼金屬氧化物之含有率為0~0.4莫耳%之玻璃基板之熔融玻璃。以形成此種熔融玻璃之方式預先調製玻璃原料。進而，使貯存於熔解槽之熔融玻璃自設置於熔解槽之內側側壁之一底部之流出口朝向下游步驟流動。
熔解槽之熔融玻璃之加熱例如係利用使用由燃燒器產生之燃燒氣體之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱而進行，藉此製作特定之黏度之熔融玻璃。具體而言，投入之玻璃原料係懸浮於貯存之熔融玻璃之液面，利用來自熔解槽之氣相空間或燃燒器之火焰之熱輻射傳熱進行加熱，又，利用經通電加熱之熔融玻璃進行加熱，從而使其熱分解而熔解。以如此之方式形成之熔融玻璃被通電加熱至更高溫。又，熔融玻璃係利用來自熔解槽之氣相空間之壁面或燃燒器之火焰之熱輻射傳熱被加熱至更高溫。熔融玻璃含有氧化錫作為澄清劑。關於As2O3、Sb2O3，就環境負荷之方面而言，較佳為熔融玻璃中實質上不含。所謂實質上不含，係指即便含有該等物質，亦以雜質之形式含有，具體而言，該等物質較佳為0.1莫耳%以 下。就該方面而言，至少使用氧化錫作為澄清劑。再者，亦可於玻璃原料中預先添加澄清劑。於熔解槽中，以玻璃原料之熔解殘留不流出之方式使玻璃原料完全熔解，並且以成為使後續步驟得以適當進行之特定之黏度之方式加熱熔融玻璃。
澄清步驟(ST2)至少於澄清槽中進行。於澄清步驟中，於具有與大氣連通之氣相空間之澄清槽內使熔融玻璃升溫，藉此熔融玻璃中所含之含O2、CO2或SO2之泡之體積因吸收澄清劑藉由還原反應而釋出之氧而變大。因此，泡之浮起速度上升，泡浮起至熔融玻璃之液面，藉此釋出至氣相空間(脫泡處理)。進而，於澄清步驟中，藉由降低熔融玻璃之溫度而使利用澄清劑之還原反應而獲得之還原物質發生氧化反應。藉此，殘存於熔融玻璃之泡中之氧等氣體成分被再吸收至熔融玻璃中而使泡消亡(吸收處理)。利用澄清劑之氧化反應及還原反應係藉由控制熔融玻璃之溫度而進行。再者，於澄清步驟中至少使用氧化錫作為澄清劑。
於均質化步驟(ST3)中，使用攪拌器對自澄清槽通過延伸之配管供給之攪拌槽內之熔融玻璃進行攪拌，藉此進行玻璃成分之均質化。藉此，可減少作為條紋等之原因之玻璃之組成不均。
於供給步驟(ST4)中，自攪拌槽通過延伸之配管將熔融玻璃供給至成形裝置。
於成形裝置中，進行成形步驟(ST5)及緩冷步驟(ST6)。
於成形步驟(ST5)中，使熔融玻璃成形為平板玻璃而製作平板玻璃之流。成形係使用溢流下拉法。
於緩冷步驟(ST6)中，將成形而流動之平板玻璃以成為所期望之厚度，不產生內部變形，進而不產生翹曲之方式進行冷卻。
於切斷步驟(ST7)中，於切斷裝置中，將自成形裝置供給之平板玻璃切斷成特定之長度，藉此獲得板狀之玻璃基板。
圖2係模式性地表示進行本實施形態中之熔解步驟(ST1)~切斷步驟(ST7)之玻璃基板製造裝置之一例的圖。如圖2所示，該裝置主要包括熔解裝置100、成形裝置200、切斷裝置300。熔解裝置100包括熔解槽101、澄清槽102、攪拌槽103及玻璃供給管104、105、106。
於圖2所示之熔解裝置101中，玻璃原料之投入使用螺旋給料機101a進行，以藉由該玻璃原料之熔解而獲得之熔融玻璃MG成為特定之黏度之方式加熱熔融玻璃MG。於澄清槽102中，調整熔融玻璃MG之溫度，利用澄清劑之氧化還原反應進行熔融玻璃MG之澄清。進而，於攪拌槽103中，利用攪拌器103a攪拌熔融玻璃MG而使其均質化。於成形裝置200中，利用使用成形體210之溢流下拉法自熔融玻璃MG成形平板玻璃SG。
圖3係說明本實施形態中之熔解步驟至成形步驟之熔融玻璃之溫度歷程之較佳形態之例的圖。
於熔解槽101中，自投入玻璃原料之時點之溫度T1起至進入至玻璃供給管104之時點之溫度T3為止，具有熔融玻璃MG之溫度平穩地上升的溫度歷程。再者，於圖3中，為T1<T2<T3，但亦可為T2=T3或T2>T3，只要至少T1<T3即可。
圖4係說明澄清槽102之一例的圖。澄清槽102例如係包含鉑或金合金等之圓筒狀之容器，長度方向(圖4之左右方向)之兩端分別連接有玻璃供給管104、105。於澄清槽102之長度方向之兩端分別設置有自澄清槽102之表面向外周側突出之圓板狀之金屬製凸緣102a、102b。於澄清槽102之長度方向之兩端間之中途之頂部設置有將氣相空間與外部氛圍連通之透氣管102c。自熔融玻璃釋出之氣體通過透氣管102c排出至外部。
於金屬製凸緣102a、102b分別安裝有未圖示之電極，使來自電極之電流均勻地擴散至澄清槽102之圓周上。藉由於安裝於金屬製凸緣 102a、102b之兩個電極之間通電而使澄清槽102發熱，從而加熱澄清槽102內之熔融玻璃MG。此種金屬製凸緣及電極亦設置於玻璃供給管104。
於玻璃供給管104之未圖示之金屬製凸緣與澄清槽102之金屬製凸緣102a之間流通一定之電流而對玻璃供給管104之鉑或鉑合金管進行通電加熱，進而於澄清槽102之金屬製凸緣102a與澄清槽102之金屬製凸緣102b之間流通一定之電流而進行加熱，藉此自溫度T3起至氧化錫急遽釋出氧之溫度T4(例如為1630℃以上，更佳為1630~1700℃，進而較佳為1650~1700℃)為止，將熔融玻璃MG之升溫速度較佳為設為2℃/分鐘以上，更佳為設為2.5℃/分鐘以上。更佳為使熔融玻璃MG之溫度以2.5℃/分鐘以上之升溫速度升溫至1630℃以上。此時，較佳為將升溫速度設為上述範圍之原因在於藉由將升溫速度設為上述範圍，O2氣體之釋出量極為急遽地變大。再者，溫度T3與溫度T4之差越大，熔融玻璃MG中之氧化錫所釋出之O2之量越多，從而促進脫泡。因此，溫度T4較佳為較溫度T3高例如50℃以上。因此，進行澄清時之熔融玻璃之最高溫度較佳為高於熔解槽中之熔融玻璃之最高溫度。
進而，使進入至澄清槽102中之熔融玻璃MG自溫度T4起維持在與溫度T4大致相同之溫度T5。再者，關於溫度T3~溫度T5之熔融玻璃MG之溫度調節，於本實施形態中，使用對澄清槽進行通電加熱之方式，但並不限定於該方式。例如，亦可使用利用配置於澄清槽周圍之未圖示之加熱器之間接加熱而進行上述溫度調節。
此時，熔融玻璃MG被加熱至1630℃以上，藉此促進作為澄清劑之氧化錫之氧釋出之反應。藉此，大量之氧釋出至熔融玻璃MG中。熔融玻璃MG中之既存之泡藉由起因於熔融玻璃MG之溫度上升的泡內之氣體成分之壓力上升之效果而使泡徑擴大，於此基礎上疊加地藉由 上述澄清劑之反應而釋出之氧擴散而進入至泡內，從而藉由該協同效果而使泡徑擴大。
關於泡徑擴大之泡，依據Stokes定律，泡之浮起速度變快，從而促進泡之浮起、破泡。
於澄清槽102中，熔融玻璃MG亦持續維持在1630℃以上之高溫，因此熔融玻璃MG中之泡浮起至熔融玻璃MG之液表面並於液表面破泡，藉此進行熔融玻璃MG之脫泡。
於圖3中，脫泡處理係於熔融玻璃MG之溫度自溫度T3上升至溫度T4，其後維持在與溫度T4大致相同之溫度T5之期間進行。圖3中，T4與T5大致相同，但可T4<T5，亦可T4>T5。
再者，熔融玻璃MG之溫度達到溫度T4之場所可為玻璃供給管104，亦可為澄清槽102內。
又，熔融玻璃MG流經玻璃供給管104時之熔融玻璃MG之第1最高溫度較佳為與流經澄清槽102內時之熔融玻璃MG之第2最高溫度同等、或高於該第2最高溫度。藉此，於熔融玻璃MG自玻璃供給管104移動至澄清槽102時，熔融玻璃MG之溫度足夠高而維持在使澄清劑之釋出氧之反應發生之溫度以上，因此澄清槽102無需用以將熔融玻璃MG進一步升溫之加熱。因此，可將澄清槽102之加熱溫度抑制為低於先前。因此，可抑制鉑自包含鉑或鉑合金之澄清槽102揮發，從而可製造因鉑之揮發而附著於澄清槽102內之內壁面之鉑結晶物等異物混入至熔融玻璃MG中而形成之缺陷，即起因於異物之缺陷較少之玻璃基板。較佳為於熔融玻璃MG流經玻璃供給管104之中途，熔融玻璃MG之溫度達到第1最高溫度。此情形與熔融玻璃在玻璃供給管104與澄清槽102之連接位置達到第1最高溫度及第2最高溫度之情形相比，澄清槽102之加熱溫度降低，因此可更容易地抑制鉑自包含鉑或鉑合金之澄清槽102揮發。
繼而，對於自澄清槽102進入至玻璃供給管105之熔融玻璃MG，為了吸收殘存之泡，而將其自溫度T5，經由溫度T6(例如，1600℃)，冷卻至溫度T7(為適於攪拌步驟之溫度，根據玻璃種類及攪拌裝置103之類型而有所不同，例如為1500℃)。
藉由使熔融玻璃MG之溫度降低，在不產生泡之浮起、脫泡下，殘存於熔融玻璃MG之小泡中之氣體成分之壓力亦降低，從而泡徑不斷變小。進而，若熔融玻璃MG之溫度成為1600℃以下，則釋出氧之氧化錫之一部分欲吸收氧而恢復為原本之氧化錫。因此，熔融玻璃MG中所殘存之泡內之氧被再吸收至熔融玻璃MG中，從而使小泡進一步變小。該小泡被熔融玻璃MG吸收而最終消亡。
該藉由SnO吸收氧之反應而吸收作為泡內之氣體成分之氧的處理為吸收處理，於自溫度T5經由溫度T6而降低至溫度T7之期間進行。於圖3中，溫度T5~T6之降溫速度與溫度T6~T7之降溫速度相比較快，但溫度T5~T6之降溫速度與溫度T6~T7之降溫速度相比可較慢，亦可同等。較佳為至少於該吸收處理期間，使熔融玻璃MG之溫度於1600℃至1500℃之溫度範圍內以2℃/分鐘以上之降溫速度降溫，更佳之降溫速度為2.5℃/分鐘以上。於吸收處理中，熔融玻璃MG為1500℃以下(具體而言，為1500℃至供給至成形步驟時之熔融玻璃溫度為止之範圍，例如為1500℃~1300℃)之溫度範圍中之降溫速度較佳為與1600℃至1500℃之溫度範圍中之降溫速度相比較慢。
再者，就提高玻璃基板之生產性及削減設備成本之方面而言，於吸收處理中，熔融玻璃MG為1500℃以下(具體而言，為1500℃至供給至成形步驟時之熔融玻璃溫度為止之範圍，例如為1500℃~1300℃)之溫度範圍中之降溫速度較佳為與1600℃至1500℃之溫度範圍中之降溫速度相比較快。再者，於進行此種熔融玻璃MG之溫度控制之情形時，較佳為設置調整供給至成形步驟之熔融玻璃MG之量的流量 調整裝置。
於上述吸收處理後、或吸收處理之中途，熔融玻璃MG進入至攪拌槽103中。攪拌槽103減小熔融玻璃MG中之組成不均而使熔融玻璃MG均質化。再者，亦可於攪拌槽103中繼續進行上述吸收處理。其後，將熔融玻璃MG降溫，直至成為適於成形步驟中之成形的溫度T8，例如1200~1300℃為止。
經由以上之熔融玻璃MG之溫度歷程而將熔融玻璃MG供給至成形裝置200。
於以此種玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置進行之熔解玻璃原料而製作熔融玻璃、進而加熱熔融玻璃之熔解步驟中，如上所述，利用使用由燃燒器產生之氣體之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱。尤其是為了製作熱收縮較小之玻璃基板，利用難熔性之玻璃，例如黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上之高溫黏性較高之玻璃、以及應變點為680℃以上之玻璃、黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之高溫黏性較高之玻璃組成之玻璃、鹼金屬氧化物之含有率為0~0.4莫耳%且熔融溫度較高之玻璃組成之玻璃(無鹼玻璃或含有微量鹼之玻璃)之情形與先前之非難熔、且高溫黏性不高、且應變點不高之玻璃組成之玻璃，以及含有多於0.4莫耳%之鹼金屬氧化物之鹼玻璃之情形相比，使利用燃燒器之燃燒加熱及通電加熱之發熱量增大。
此時，於本實施形態中，規定燃燒加熱所引起之發熱量相對於通電加熱所引起之發熱量的比(以下稱為發熱量比)而進行燃燒加熱及通電加熱。以下，詳細地說明熔解槽中之熔融玻璃之加熱。
(熔解槽)
圖5係說明熔解槽101之熔解槽本體及其周邊之構造之概略的立體圖，圖6係說明熔解槽101之剖面的圖。將自玻璃原料之投入口朝向 熔融玻璃流向後續步驟之流出口的方向稱為熔解槽101之長度方向時，圖6所示之剖面為圖5所示之設置有電極114之長度方向之位置之熔解槽101之剖面。
於本實施形態中，熔解槽101主要包括熔解槽本體110、燃燒器112、電極對114及槽頂部118。
熔解槽本體110於上部具有氣相空間，於下部具有貯存熔融玻璃之部分。熔解槽本體110貯存含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1580度以上的熔融玻璃。於熔解槽本體110中，將調製而成之玻璃原料投入至已貯存之熔融玻璃MG之液面而浮於該液面之一部分。該玻璃原料熔解而成為熔融玻璃。由於玻璃原料浮起至熔融玻璃之液面之一部分，因此自熔融玻璃產生之氣體或未充分熔解之雜質混合存在而形成於液面之發泡層僅存在於液面之一部分。因此，玻璃原料除了受到後述之氣相空間之輻射熱以外，亦受到經由經通電加熱之熔融玻璃而流動之熱而使玻璃原料熔解。
燃燒器112於包圍熔解槽本體110之氣相空間之氣相空間隔離壁116中相互對向之壁上之長度方向之三個不同之位置，於相互對向之壁設置有三對。圖5中僅表示設置於熔解槽本體110之內側之燃燒器112。燃燒器112使混合有燃料氣體及氧等之燃燒氣體燃燒而產生火焰。自氣體源112a(參照圖5)供給至燃燒器112之燃燒氣體於中途使用流量調整裝置112b進行流量調整。流量調整裝置112b藉由來自電腦122之控制信號控制燃燒氣體之流量。燃燒氣體為例如甲烷與氧之混合氣體。再者，燃料氣體之種類並不限定於甲烷。又，代替將燃料氣體與氧混合，可將燃料氣體與空氣混合，或者亦可不混合而分別送入至熔解槽內。
電極對114係於熔解槽本體110之側壁部之長度方向之三個不同之位置，以隔著熔融玻璃而相互對向之方式設置有3對，以對熔融玻璃 進行通電加熱。圖5中僅表示設置於熔解槽本體110之近前側之側壁部之電極對114之電極。電極對114使用例如氧化錫或鉬等具有耐熱性之導電性材料。電極對114連接於電流控制裝置120而接受由電流控制裝置120控制之電流之供給。電流控制裝置120與電腦122連接，並利用電腦122之控制信號控制流通於電極對114之電量。如此，電腦122產生控制上述燃燒氣體之流量的控制信號及控制流通於電極對114之電流的控制信號。
此時，以上述發熱量比包含在預先設定之範圍內之方式控制燃燒氣體之流量及電流之流量。於本實施形態中，電腦122控制燃燒氣體之流量及電流之流量，但亦可操作員設定而控制燃燒氣體之流量及電流之流量。於此情形時，亦以上述發熱量比成為1.0~3.4、較佳為成為1.5~3.4之方式控制燃燒氣體之流量及電流之流量。
再者，於本實施形態中，使用使燃燒氣體燃燒而產生火焰之燃燒器112作為燃燒機構，但於本實施形態中，燃燒機構並不限定於燃燒器112，只要為於氣相中進行燃燒加熱者即可。又，圖5中列舉具備三對燃燒器112之例進行說明，但燃燒器112亦可僅配置於單側之壁面，或於兩側之壁面相互交錯地配置。又，燃燒器112及電極對114之個數並無特別限定，只要為至少2以上即可。
氣相空間隔離壁116係熔解槽本體110之一部分，為設置於熔融玻璃之貯存部分之上部的壁。於該壁設置有燃燒器112。又，於氣相空間隔離壁116設置有原料投入口101b，藉由螺旋給料機101a(參照圖2)通過該原料投入口101b供給玻璃原料。於與熔解槽本體110之原料投入口101b對向之側壁之熔解槽本體110之底部附近設置有流出口104a。熔解槽101係使熔融玻璃自流出口104a朝向後續步驟流動。再者，原料投入亦可利用螺旋給料機以外之投入方法進行。又，原料投入口101b之位置亦並不限定於圖5所示之位置，亦可設置於氣相空間 隔離壁116之任何位置。
槽頂部118係將熔解槽101之氣相空間封閉之頂壁。於槽頂部118之頂部設置有溫度感測器118a(參照圖6)。再者，溫度感測器118a亦可安裝於槽頂部118之頂部以外，又，更佳為於槽頂部118之長度方向設置複數個。
熔解槽本體110及槽頂部118均使用對熔融玻璃之溫度具有耐熱性之耐火磚。
於熔解槽本體110之下部設置有包含耐火磚之積層構造之鋪墊部124。鋪墊部124於圖6所示之例中具有4層構造之隔熱層。鋪墊部124之層構造並不限定於4層構造。於熔解槽101之底壁110c使用與鋪墊部124所使用之耐火磚相比耐熱溫度較高之耐火磚。耐熱溫度較高之耐火磚為氣孔率較低之緻密之耐火磚，因此導熱率相對較高。因此，為了提高隔熱性，鋪墊部124使用與底壁110c所使用之耐火磚相比導熱率較低、隔熱性較高之耐火磚。導熱率較低之耐火磚為氣孔率較高之耐火磚，因此與導熱率較高之耐火磚相比耐熱溫度較低。此種層構造被熔解槽110採用。於本實施形態中，將包括熔解槽本體110之底壁110c及鋪墊部124之部分稱為熔解槽110之底部126。
於此種熔解槽101中，熔解玻璃原料而製作熔融玻璃時，以燃燒加熱所引起之發熱量相對於通電加熱所引起之發熱量的比即發熱量比成為1.0以上且3.4以下，較佳為成為1.5以上且3.4以下之方式進行燃燒加熱及通電加熱。具體而言，於高精細顯示器所使用之玻璃基板使用黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上之高溫黏性較高之玻璃、或應變點為680℃以上之玻璃之情形時，以使燃燒加熱所引起之發熱量相對於通電加熱所引起之發熱量的比即發熱量比成為1.0以上且2.8以下、較佳為成為1.5以上且2.8以下之方式進行燃燒加熱及通電加熱。又，於使用黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之高溫黏性較高之玻 璃組成之玻璃、鹼金屬氧化物之含有率為0~0.4莫耳%之玻璃之情形時，以使上述發熱量比成為1.0以上且3.4以下、較佳為成為1.5以上且3.4以下之方式進行燃燒加熱及通電加熱。此種加熱係利用由電腦122產生之控制信號、或利用操作員之設定控制燃燒氣體之供給量及電流之供給量而得以實現。
通電加熱所引起之發熱量可根據未圖示之電力計計測消耗電力而求出耗電量。由耗電量(kW)轉換為通電加熱所引起之發熱量(kcal/小時)(1kW=860kcal/小時)。再者，消耗電力亦可根據電極114之外加電壓及流通於電極114之電流求出。
使用燃燒氣體之燃燒加熱之發熱量可藉由將燃燒氣體之燃燒所引起之每單位體積之發熱量乘以單位時間之燃燒氣體之供給量(燃燒氣體之流量)而算出。例如，若將所使用之燃燒氣體之發熱量設為8900kcal/Nm3，流量設為50Nm3/小時，則發熱量=8900×50/860=517.4kW。燃燒加熱所引起之發熱量例如亦可利用氣體卡路里控制器以成為固定之方式進行控制。然而，氣體卡路里控制器於本實施形態中亦可不設置，可使用氣體之經控制之流量求出。
本實施形態中所使用之發熱量比係每固定時間之發熱量之平均值的比。此處，固定時間可為1小時亦可為1天。於以下之說明中，以每1天之平均值之發熱量之比為例進行說明。用以求出發熱量比之發熱量可使用以kcal/小時為單位之值，亦可使用以kW為單位之值。
此處，於上述發熱量比超過3.4之情形時，燃燒加熱所引起之發熱量之貢獻變大，氣相空間之溫度變高，因此以熔融玻璃之液面上之玻璃原料之狀態作為澄清劑包含於玻璃原料中之氧化錫向氣相空間中釋出氧而使氧擴散。因此，於作為後續步驟之澄清步驟中使熔融玻璃脫泡時，使包含於熔融玻璃之泡吸收氧而成長，而無法自包含於熔融玻璃之澄清劑供給充分之氧，從而無法充分地使泡浮起至熔融玻璃之 液面而釋出。即，無法充分地進行脫泡處理。
另一方面，於發熱量比未達1.0之情形時，通電加熱所引起之發熱量之貢獻相對增大，用以通電加熱而流通之電流增多。若電流增多，則電極之侵蝕量增多，又，構成熔解槽101之耐火磚之侵蝕量增多，因此熔解槽101之壽命變短。
本實施形態中所使用之實質上不含鹼金屬氧化物或鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下之玻璃、或黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之高溫黏性較高之玻璃組成之玻璃、即主動矩陣型平板顯示器用之玻璃基板所使用之玻璃存在熔融玻璃之比電阻較大之傾向，若為貯存於熔解槽101之熔融玻璃之溫度則成為與熔解槽101之底壁110c之耐火磚之比電阻大致相同之程度。該傾向對於如含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1580℃以上或應變點為680℃以上之玻璃變得尤為顯著。因此，供給至電極對114之電流之一部分並未流通於熔融玻璃，而是流通於熔解槽本體110之底壁110c從而對底壁110c進行通電加熱。因此，於利用熔解槽101製作電阻率較高之上述玻璃之熔融玻璃之情形時，對電極對114供給大量電流，因此亦大量流通於底壁110c，其結果，底壁110c之通電加熱所引起之發熱量變大。由於該底壁110c之發熱量之增大，因熔解槽101之底部126之隔熱特性而產生熱之閉塞不通。該熱之閉塞不通有減弱底部126之耐火磚之機械強度而產生熱蠕變，從而使底部126變形之虞。進而，亦有因熱之閉塞不通而使耐火磚之溫度超過耐熱溫度從而發生熔損之虞。因此，通電加熱所引起之發熱量的貢獻變得過大這一情況欠佳。就該方面而言，上述發熱量比設為1.0以上，較佳為設為1.5以上。將發熱量比設為1.0~3.4，較佳為設為1.5~3.4，藉此利用通電加熱自玻璃原料下方之熔融玻璃之液面附近對玻璃原料進行加熱而使玻璃原料之溫度上升。因此，玻璃原料中之氧化錫中欲釋出氧之氧化錫之大部分並 非位於玻璃原料中，而是位於玻璃原料下方之熔融玻璃之液面附近。因此，即便氧化錫釋出氧，釋出之氧亦不會釋出至氣相空間，而變得容易被取入至熔融玻璃中。又，即便不於熔融玻璃之液面附近，而於熔融玻璃之液面之下方，氧化錫發生氧化還原反應而釋出氧，氧之泡之浮起速度亦不足夠快，因此熔融玻璃中之氧不釋出至氣相空間而殘存，殘存之氧可於澄清步驟中使用。就該方面而言，將發熱量比設為1.0~3.4，較佳為設為1.5~3.4。
於此情形時，設置於槽頂部118(參照圖6)之溫度感測器118a所計測之氣相空間之溫度較佳為限制在1610℃以下，更佳為限制在1600℃以下。藉此，可抑制於熔融玻璃之液面自氧化錫釋出氧。藉此，可抑制於位於熔融玻璃之液面之玻璃原料之上方自氧化錫釋出氧，從而可減少玻璃基板中之泡之產生。
如上所述，於本實施形態中，將發熱量比設定為1.0~3.4、較佳為1.5~3.4而進行熔解槽之加熱，因此可抑制於熔解步驟中氧自氧化錫釋出至氣相空間。因此，可有效地進行澄清步驟中之脫泡處理。進而，將發熱量比設為1.0~3.4、較佳為1.5~3.4而進行加熱，即一面使通電加熱與燃燒加熱之發熱量保持平衡一面進行加熱，因此可抑制熔融玻璃中之氧化錫向氣相空間釋出氧，並且提高熔融玻璃之溫度。
再者，最佳之發熱量比亦可使用電腦模擬來確定。使用玻璃原料、熔解槽之構造(大小或通電加熱所使用之電極之位置)等資訊進行模式化，使發熱量比變化而確認熔解槽之溫度或熔融玻璃之對流之狀況，藉此可確定最佳之發熱量比。
(玻璃組成1)
作為由此種熔融玻璃製作之玻璃基板，例示以下之玻璃組成1之玻璃基板。即，以玻璃基板具有以下之玻璃組成之方式調製玻璃原料。
SiO2 60~80莫耳%、Al2O3 10~20莫耳%、B2O3 0~10莫耳%、RO 0~17莫耳%(RO為MgO、CaO、SrO及BaO之合計量)。
又，亦可MgO 0~10莫耳%、CaO 0~10莫耳%、SrO 0~5%、BaO 0~10%。
此時，若SiO2為65~75莫耳%，進而為68~75莫耳%，則減少泡及未熔解物之產生之本實施形態之效果變得顯著。又，B2O3為0~7莫耳%、0~5莫耳%、0~2莫耳%即變得越少，減少泡及未熔解物之產生之本實施形態之效果變得越顯著。
此時，即便至少含有SiO2、Al2O3、B2O3及RO(RO為MgO、CaO、SrO及BaO之合計量)，莫耳比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)為4.5以上，亦可達成作為本實施形態之效果之減少泡及未熔解物之產生之效果。即，莫耳比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)為4.5以上之玻璃雖為高溫黏性較高之玻璃，但關於此種玻璃，藉由將發熱量比設為1.0~2.8、較佳為1.5~2.8，而與發熱量比在1.0~2.8之範圍以外之情形相比，進而與發熱量比在1.5~2.8之範圍外之情形相比，減少泡及未熔解物之產生之本實施形態之效果變得顯著。又，雖然含有MgO、CaO、SrO及BaO中之至少任一者，莫耳比(BaO+SrO)/RO(RO為CaO、MgO、SrO及BaO之合計量)為0.1以上，但就可於不使熔解性過度惡化之情況下使應變點上升之方面而言較佳。
又，莫耳%表示之B2O3之含有率之2倍與莫耳%表示之上述RO之含有率的合計為30莫耳%以下，較佳為10~30莫耳%。
又，即便上述玻璃組成1之玻璃基板中之鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下，亦可達成可減少泡及未熔解物之產生之本實施形態之效果。鹼金屬氧化物之含有率越小，高溫黏性及比 電阻越高，因此與鹼金屬氧化物之含有率超過0.4莫耳%之玻璃相比，鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下之玻璃之高溫黏性及比電阻較高。高溫黏性越高，熔融玻璃中之泡之浮起速度越慢，因此澄清容易變得不充分。於使用該高溫黏性較高之玻璃時，藉由將發熱量比設為1.0~2.8、更佳為1.5~2.8，而與發熱量比在上述範圍以外之情形相比，減少泡及未熔解物之產生之本實施形態之效果變得顯著。又，即便於使用比電阻較高之玻璃時，亦可防止熔解槽之熔損或壽命之縮短。
(玻璃組成2)
又，作為玻璃基板，例示以下之玻璃組成2之玻璃基板。因此，以玻璃基板具有以下之玻璃組成之方式調製玻璃原料。
SiO2：55~75莫耳%、Al2O3：5~20莫耳%、B2O3：0~15莫耳%、RO：5~20莫耳%(RO為MgO、CaO、SrO及BaO之合計量)、R'2O：0~0.4莫耳%(R'為Li、K、及Na之中玻璃基板中所含之全部元素)。
此時，亦可含有SiO2、Al2O3、B2O3及RO(R為Mg、Ca、Sr及Ba中含有於上述玻璃基板中之全部元素)中之至少任一者，莫耳比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)為4.0以上，可達成作為本實施形態之效果之減少泡及未熔解物之產生的效果。即，莫耳比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)為4.0以上之玻璃為高溫黏性較高之玻璃之1例，關於此種玻璃，亦藉由將發熱量比設為1.0~3.4、較佳為1.5~3.4，而與發熱量比在1.0~3.4之範圍以外的情形，進而與發熱量比在1.5~3.4之範圍外的情形相比，減少泡及未熔解物之產生之本實施形 態之效果變得顯著。
即便上述玻璃組成2之玻璃基板中之鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下，亦可減少泡及未熔解物之產生。鹼金屬氧化物之含有率越小，高溫黏性越高，因此鹼金屬氧化物之含有率為0莫耳%以上且0.4莫耳%以下之玻璃與鹼金屬氧化物之含有率超過0.4莫耳%之玻璃相比，高溫黏性較高。於使用該高溫黏性較高之玻璃時，藉由將發熱量比設為1.0~3.4、較佳為1.5~3.4，而與發熱量比在1.0~3.4之範圍以外之情形相比，進而與發熱量比在1.5~3.4之範圍外之情形相比，減少泡及未熔解物之產生之本實施形態之效果變得顯著。又，即便於使用比電阻較高之玻璃時，亦可防止熔解槽之熔損或壽命之縮短。
(玻璃基板之特性)
關於本實施形態之玻璃基板，黏度為102.5泊時之溫度可為1500~1700℃，亦可為1590~1700℃或1550~1650℃。黏度為102.5泊時之溫度越高之玻璃，即，越為高溫黏性之玻璃組成，藉由使發熱量比在上述範圍內而減少泡及未熔解物之產生的本實施形態之效果越顯著。
即，可於不過度地縮短熔解槽之壽命之情況下，於熔解槽中，利用使用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為含有氧化錫且黏度為102.5泊時之溫度為1500℃以上之玻璃之方式熔解玻璃原料。
製作本實施形態之玻璃基板之熔融玻璃之應變點可為650℃以上，更佳為660℃以上，進而更佳為680℃以上，尤佳為設為720℃以上。又，應變點較高之玻璃有黏度為102.5泊時之熔融玻璃之溫度變高之傾向，因此本實施形態之效果變得顯著。又，應變點越高，越可減少面板製造時之熱收縮，因此適合用作作為高精細顯示器之LTPS．TFT顯示器及有機EL顯示器用之玻璃基板。
再者，玻璃基板之熱收縮率較佳為0~20ppm，更佳為0~10ppm，進而較佳為0~5ppm。上述之熱收縮率可於對玻璃基板，實施以10℃/分鐘之升降溫速度於4500℃下保持1小時之熱處理後利用下述式而求出。
熱收縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
又，構成本實施形態中之玻璃基板之玻璃於為1550℃之熔融玻璃時之比電阻可為50Ω．cm以上而可設為50~350Ω．cm，又，亦可為100Ω．cm以上而可設為100~350Ω．cm，進而可設為150~350Ω．cm。上述比電阻越高，熔解槽之熔損或壽命之縮短之問題變得越顯著，因此可防止熔解槽之熔損或壽命之縮短之本實施形態之效果變得顯著。再者，若欲將玻璃基板之應變點設為較高，則存在上述比電阻及黏度為102.5泊時之熔融玻璃之溫度變高之傾向。
本實施形態中製造之玻璃基板適於平板顯示器用玻璃基板。又，本實施形態中製造之玻璃基板適合作為液晶顯示器用玻璃基板、或有機EL顯示器用之玻璃基板。進而，本實施形態中製造之玻璃基板尤其適合作為LTPS．TFT顯示器用玻璃基板、或氧化物半導體。TFT顯示器用之玻璃基板。又，本實施形態中製造之玻璃基板亦適於要求鹼金屬氧化物之含量極少的液晶顯示器用玻璃基板。
[實驗例1]
為了確認本實施形態之效果，利用熔解槽製作熔融玻璃而製作玻璃基板。具體而言，使用圖5、6所示之熔解槽101熔解玻璃原料而製作熔融玻璃，其後進行澄清步驟，經由圖1所示之步驟製造玻璃基板。
所製造之玻璃基板之玻璃組成如下。
SiO2 70.5莫耳%、 Al2O3 10.9莫耳%、B2O3 7.4莫耳%、MgO、CaO、SrO及BaO之合計量10.9莫耳%。
又，所製造之玻璃基板之應變點為709℃，1550℃下之熔融玻璃之比電阻為195Ω．cm。
再者，於熔解步驟中，於使上述發熱量比變化之以下之熔解條件下製作熔融玻璃，調查殘存於所製造之玻璃基板內之泡及未熔解物之缺陷數。將熔解條件及評價結果示於下述之表1。再者，表中之槽頂部溫度係利用設置於槽頂部118之溫度感測器118a(參照圖6)而計測之氣相空間內之溫度。關於燃燒加熱之發熱量，根據燃燒氣體之每單位時間之供給量及每單位體積之燃燒氣體之發熱量求出1天之發熱量。關於通電加熱所引起之發熱量，計測流通於電極對114之電流及電極對114間之電壓而求出熔解槽110中之通電加熱下1天之發熱量。
所製造之玻璃基板之泡個數及未熔解成分缺陷數係藉由目視而計數。下述表1中之泡數以將實施例1中之泡數設為1之情形的比率表示。比率越大表示泡數越多。
又，特定出將熔解槽用於熔解步驟後之熔解槽之侵蝕量，以等級A、B、C3個等級對熔解槽壽命進行評價。等級A表示侵蝕量極少，熔解槽壽命極長，等級B表示雖然有侵蝕量，但熔解槽壽命為容許等級之壽命長度，等級C表示侵蝕量較多，熔解槽壽命較短，不在容許範圍內。
如表1、2所記載，藉由實施例1、2、3獲得之玻璃基板就泡個數及未熔解物之缺陷數之方面而言，相對於藉由比較例1獲得之玻璃基板較為優異。又，於比較例2中，熔解槽壽命並非為容許範圍，於實施例1~3中之任一例中，熔解槽壽命均極長，又，為容許等級之壽命長度。根據上表可明確本實施形態之效果。
[實驗例2]
進而，使用與實驗例1所使用之玻璃組成不同之玻璃組成2，以與實驗例1相同之方法製造玻璃基板。實驗例2之玻璃組成如下。
SiO2 66.6莫耳%、Al2O3 10.6莫耳%、B2O3 11.0莫耳%、MgO、CaO、SrO及BaO之合計量11.4莫耳%。
又，所製造之玻璃基板之應變點為660℃，於為1550℃之熔融玻璃時之比電阻為165Ω．cm。
再者，以與實驗例1相同之方法調查殘存於使熔解步驟中之熔解條件發生各種變化而製造之玻璃基板內的泡及未熔解物之缺陷數。發熱量比、槽頂部溫度係利用與實驗例1相同之方法求出。表3、4中之 泡數係以將實施例4中之泡數設為1之情形時之比率表示。比率越大表示泡數越多。又，利用與實驗例1相同之方法對熔解槽壽命進行評價。
藉由實施例4~7而獲得之玻璃基板就泡個數及未熔解物之缺陷數之方面而言，相對於藉由比較例3獲得之玻璃基板較為優異。又，於比較例4中，熔解槽壽命並非為容許範圍，但於實施例4~7中之任一例中，熔解槽壽命均極長。根據上表可明確本實施形態之效果。
以上，詳細地說明了本發明之玻璃基板之製造方法及玻璃基板製造裝置，但本發明並不限定於上述實施形態，當然亦可在不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種改良或變更。
101‧‧‧熔解槽
101b‧‧‧原料投入口
104‧‧‧玻璃供給管
104a‧‧‧流出口
110‧‧‧熔解槽本體
112‧‧‧燃燒器
112a‧‧‧氣體源
112b‧‧‧流量調整裝置
114‧‧‧電極對
116‧‧‧氣相空間隔離壁
118‧‧‧槽頂部
120‧‧‧控制單元
122‧‧‧電腦
MG‧‧‧熔融玻璃

Claims (7)

  1. 一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：其係用於液晶顯示面板之玻璃基板之製造方法，且包括熔解步驟，其係於熔解槽中，利用使用燃燒機構之燃燒加熱及藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱熔解玻璃原料而製作熔融玻璃；及澄清步驟，其係利用上述熔融玻璃含有之澄清劑的氧化還原反應而進行上述熔融玻璃之澄清；且上述澄清步驟中之上述熔融玻璃之最高溫度高於上述熔解槽中之上述熔融玻璃之最高溫度；上述熔解步驟中，以上述燃燒加熱所引起之發熱量相對於上述通電加熱所引起之發熱量的比成為1.0以上且3.4以下之方式進行上述燃燒加熱及上述通電加熱。
  2. 如請求項1之玻璃基板之製造方法，其中上述熔融玻璃含有氧化錫作為上述澄清劑。
  3. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中上述澄清步驟中之上述熔融玻璃之最高溫度為1630℃以上。
  4. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中上述澄清步驟包括：脫泡處理，其係於上述熔解步驟後，以2.5℃/分鐘以上之升溫速度使上述熔融玻璃之溫度升溫至1630℃以上，藉此使上述熔融玻璃中產生泡並進行脫泡；及吸收處理，其係於上述脫泡處理後，使上述熔融玻璃降溫，藉此使上述熔融玻璃中之泡被上述熔融玻璃吸收。
  5. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中上述熔融玻璃實質上不含As2O3及Sb2O3。
  6. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中進而包含將上述熔融玻璃以溢流下拉法成形為平板玻璃之成形步驟。
  7. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中上述玻璃基板至少含有SiO2、Al2O3及RO(R為Mg、Ca、Sr及Ba中含於上述玻璃基板中之全部元素)。
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