TWI359797B - - Google Patents

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1359797 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關除去玻璃熔解時所產生之泡的方法，特 別是除去熔融玻璃表面之浮游泡的方法。 【先前技術】 先行技術中，玻璃基板係於高溫下熔解玻璃原材料， 充分攪拌熔融玻璃後，使熔融玻璃呈平板狀進行成形，經 由冷卻後製造之，惟原材料於熔融時熔融玻璃中產生多數 氣泡。 先行技術中，爲解決上述課題時，藉由投入澄清劑、 熔融玻璃之攪拌、或沸騰（特開2004-9 1 307號公報、特開 平11-349335號公報）等促進泡的浮出及熔融玻璃表面之破 泡，.進行除去泡。惟，即使利用此等方法，仍出現玻璃組 成不均，熔融玻璃表面殘留未破泡之泡，特別是於澄清槽 所殘留之熔融玻璃表面之泡於成形時捲入內部，導致於玻 璃基板內部存在之缺陷問題。 專利文獻1 :特開2004-9 1 3 07號公報 專利文獻2:特開平1 1 -3 493 3 5號公報 【發明內容】 本發明鑑於上述問題，以提供一種製造玻璃基板時， 可有效除去殘留於熔融玻璃表面之泡的方法，利用泡除去 裝置及該泡除去方法製造玻璃之方法爲其目的。 -5- (2) (2)1359797 爲達成上述目的，本發明提供一種除去熔融玻璃表面 之浮游泡的方法，使至少1束雷射光線對熔融玻璃表面之 浮游泡進行照射者爲其特徵之熔融玻璃之泡的除去方法。 本發明中，將該雷射光線以對於熔融玻璃表面以45° 以上進行照射者宜。 又，本發明中該雷射光線之波長爲3〜1 Ιμιη者宜》 另外，本發明使該雷射光線之熔融玻璃表面之浮游泡 中之照射面積於該浮游泡之該雷射光線照射部之能量密度 分佈爲連繫最大之1/e2 (e爲自然對數之底數。以下相同） 部份之曲線做成環繞部份時，以浮游泡所照射之雷射光線 照射部之平均功率/照射面積所定義之雷射光線之平均功 率密度爲5〜50,000,00〇W/cm2者宜。 又，本發明之該雷射光線之浮游泡中之該照射面積爲 該浮游泡之投射截面積以下者宜。 又，本發明之該雷射光線之重複頻率爲0.1 Hz以上， 且使該雷射光線至少照射〇.〇5秒以上者宜。 又，本發明中該雷射光線對於熔融玻璃表面之浮游泡 以速度200mm/秒以下進行相對的掃描。 本發明係提供一種以具備使至少1束雷射光線於熔融 玻璃表面之浮游泡中對於熔融玻璃表面以45°以上進行照 射之結構與對於該熔融玻璃之浮游泡相對的進行雷射光線 掃描之結構爲其特徵之熔融玻.璃表面之浮游泡的除去裝置 〇 本發明係提供一種熔融玻璃原材料時使殘留於熔融玻 -6- (3) 1359797 璃表面之浮游泡以該熔融玻璃之泡的除去方法進行除去後 ，使熔融玻璃進行成形、固化爲其特徵之玻璃製造方法。 另外，本發明於連續供應熔融玻璃後製造玻璃板之步 驟中，進行除去熔融玻璃表面之浮游泡者宜。 本發明可去除源於殘留於熔融玻璃表面之泡的缺點， 因此可提供品質良好的玻璃基板，同時可提供提昇玻璃基 板之生產性。 【實施方式】 [發明實施之最佳形態] 依以下添附圖面，針對本發明之除去殘留於熔融玻璃 表面之泡的方法及除去裝置之理想實施形態進行詳細說明 〇 本發明中除去存在於熔融玻璃表面之泡其內包之玻璃 成份並未特別限定，且構成熔融玻璃之玻璃材料亦未特別限 φ 定。因此，本發明之方法幾乎可適用於所有玻璃材料。另 外，本發明泡的除去係指亦包含泡的縮小化。 . 圖1係說明本發明泡的除去方法之槪略截面圖，圖2係 說明本發明泡的除去方法之部份槪略斜視圖，圖3係說明本 發明泡的除去方法之原理之模式圖。如圖1所示，本發明泡 的除去方法係於熔解槽1內所熔融之熔融玻璃2表面之浮游 泡3進行照射於雷射光源8所產生之雷射光線4。 雷射光線4係於雷射光源8產生，以雷射光導入窗6之 上部所設置之反射鏡9更改經路，通過透鏡7形成所期待之 (4) (4)1359797 雷射光線4之截面，經由設置於熔解槽1之雷射光導入窗6 ，照射於熔融玻璃2表面之泡。 熔解槽1爲高溫，因此雷射光源8以設置於不受熔解槽 1之溫度影響之處，或具備冷卻裝置者宜。進一步考量由 設置於熔解槽1上部之雷射光導入窗6之散熱、雷射光導入 窗6之維護，雷射光源8不使輸出功率之雷射光線4直接照 射於熔解槽1內，以經由設置於雷射光導入窗6上部之反射 鏡9設置於可照射之位置者宜。 反射鏡9爲金塗層反射鏡者宜，一般只要可確保不受 雷射光導入窗6之散熱影響，經由反射其雷射光線4之功率 降低卻可維持浮游泡3之破泡中必要的功率即可，未特別 限定，具備合倂雷射光源8之設置角度與照射部4之設置角 度後可調整之結構者宜。更具備於熔融玻璃2表面之任意 位置之浮游泡3合倂照射位置之角度調整結構者更爲理想 〇 透鏡7係只要使由雷射光源8之雷射光線4可形成所期 待之雷射光線4，且於浮游泡3之位置取得所期待之雷射輸 出功率即可，其形狀，材質未特別限定。又，其構成組合 於焦點距離後爲1片亦可，或複數片均可。 雷射光導入窗6之材質只要不易受放射熱之影響，且 適於紅外線透過材料之硒化鋅（ZnSe)，而不易吸收低波動 頻率之雷射光線，透視性良好之材質即可，未特別限定。 又，雷射光導入窗6只要維持熔解槽1之雰圍，可於熔解槽 1內部照射雷射光線4即可，因此，熔解槽構造上即使雷射 (5) (5)1359797 光線照射部被開放仍無問題則可省略。 雷射光線4係對於熔融玻璃2表面以45°以上角度A進行 照射。當對於熔融玻璃2之表面以照射角度A爲小於45°則 對於熔融玻璃2表面中雷射光線4之截面太大，恐無法取得 所期待之幅度，因此，角度A爲45°以上者宜。以55°以上 進行照射者更爲理想。 如圖3所示，本發明方法之泡的除去原理係如下考量 。如圖3(a)所示，使雷射光線4照射於熔融玻璃2表面之浮 游泡3後，其浮游泡3之泡壁吸收雷射光線4，浮游泡3其部 份溫度上昇被誘發。因此，如圖3(b)所示，於浮游泡3之 泡壁面上局部產生玻璃溫度、密度及表面張力等之波動1〇 。如圖3(c)所示，浮游泡3以其波動10爲起點，產生破泡 11。浮游泡3之部份波動10，破泡11其熔融玻璃2爲熔融溫 度以上，且對於熔融玻璃2之基底面積幾乎達可忽略之極 小値，因此於玻璃2之形成、固化時，並不會影響熔融玻 璃2。 雷射光線4其波長爲3μηι以上Ιίμιη以下者宜。當波長 短於3μιη則殘留於熔融玻璃2表面之浮游泡3之熔融玻璃2 之泡壁將無法吸收雷射光線4，恐無法使浮游泡3之泡壁面 充分加熱。反之，超出Πμιη則不易取得雷射裝置爲不實 際。 如圖2所示，使雷射光線4之熔融玻璃2表面之浮游泡3 中之照射面積S4於浮游泡3之雷射光線4之截面能量密度分 佈爲連繫最大之Ι/e2部份之之曲線做成環繞部份時，其雷 -9- (6) (6)1359797 射光線4所照射之照射部之平均功率/照射面積所定義之平 均功率密度爲5〜50,O00,000W/cm2者宜。當平均功率密度 未達5W/Cm2時，浮游泡3將無法附與充足的波動10，恐無 法進行破泡而爲不理想者。平均功率密度超出 5O,000,000W/cm2時，其雷射光線4將吸收過剩的熔融玻璃 ，導致誘發由熔融玻璃2之揮散，呈玻璃組成不均等原因 而不理想。更理想之平均功率密度爲10〜20,000W/cm2。 雷射光線4之浮游泡3中照射面積S4以浮游泡3之投射 截面積S3，亦即照射小於投影面積之雷射光線4者宜。雷 射光線4之照射面積S4若大於浮游泡3之投射截面積S3，則 不易誘發泡壁面局部性波動，恐無法形成破泡》 浮游泡3之直徑D3爲50mm以下者宜。當直徑D3爲超 出50mm之浮游泡3則即使不使用本發明泡的除去方法，其 泡本身亦進行破泡，因此，使用直徑D3爲5 0mm以下之浮 游泡3者最爲有效。 雷射光線4其振動形態並未特別限定。可爲連續振動 光（CW光）或波動振動光、連續振動光之變調光（連續振動 光以ΟΝ/OFF進行變更調整，附與周期性強度變化）之任意 者，一般使0.1Hz以上之雷射光線照射0.05秒以上者宜。 更佳者照射0.2秒以上。特別是，振動波長10.6 μιη之光線 爲最普遍之C02雷射者宜，進行此波長範圍之雷射光線4 之照射時，於浮游泡3完全吸收雷射光線4’可局部上昇照 射雷射光線4之浮游泡3部份之溫度。又，藉由照射0.1Hz 以上連續波之雷射光線0.05秒以上後’即使其雷射光線4 -10- (7) (7)1359797 之照射面積S4大於浮游泡3之投射截面積S3，仍可使浮游 泡3進行破泡。 雷射光線4爲波動振動光時，波動幅度爲600msec以下 者宜。當波動幅度短時，於浮游泡3附與局部性強度振盪，' 因此，波動幅度爲200msec以下爲更佳。 本發明方法中，使雷射光線4對於熔融玻璃2表面之浮 游泡3，以速度200mm/秒以下，相對的進行掃描後可順利破 泡。使至少0.1 Hz以上之雷射光線4進行照射0.05秒以上後， 其浮游泡3進行破泡，因此，其雷射光線4爲波動振動光時， 利用其0.1 Hz以上之雷射光線4爲0.05秒以上照射於浮游泡3 之波動頻率與掃描速度者宜。又，利用0.1 Hz以上之雷射光 線4照射0.05秒以上於浮游泡3之波動頻率與掃描速度後，其 雷射光線4之照射面積S4即使大於浮游泡3之投射截面積S3 ，仍可使浮游泡3進行破泡。 又，本發明泡的除去方法係於連續供應熔融玻璃2後製 造玻璃之製造線中，可連續除去熔融玻璃2表面之浮游泡3。 此時，澄清劑之投入，消泡劑對於泡層之散佈，熔解槽1中 冒泡器的使用、澄清槽之減壓，於澄清槽出口之攪拌器之使 用等其他與脫泡手段倂用後，其效果更提高。本發明泡的 除去方法用於減壓條件下之溶解槽1者宜。 圖4代表本發明泡的除去裝置之槪略說明圖。如圖4所 示，本發明泡的除去裝置係具備使至少1束雷射光線4於熔 融玻璃2表面之浮游泡3中進行照射之結構13與對於該熔融玻 璃2之浮游泡3相對的進行雷射光線4掃描之結構12。本發明 -11 - (8) (8)1359797 泡的除去裝置係於澄清槽之出口及成形步驟，如：浮動法 中玻璃板成形用之浴的入口等，熔融玻璃2中泡的上昇，用 於集合於表面時爲理想者，如減壓脫泡之下降管上端部等其 熔融玻璃2往下流以狹幅進行流動者特別理想。另外，熔融 玻璃2於下流動幅度廣時，於熔融玻璃2之表層部具備引導集 結浮游泡3,及複數雷射光線4者宜。 又，連續供應熔融玻璃2進行玻璃之製造線中，使用泡 的除去裝置時，倂用可自動檢測熔融玻璃2之浮游泡3之感應 器14後，以此感應器14之資料爲基準，照射雷射光線4之裝 置構成，對於熔融玻璃2往下流流動之幅度，使複數雷射光 線4往熔融玻璃2之寬度方向呈簾狀設置後之照射裝置構成， 又，對於熔融玻璃2往下流流動之幅度，使雷射光線4往該寬 度方向進行掃描之照射裝置構成者宜。 [實施例] 以下，藉由實施例進行本發明更詳細的說明。 熔融玻璃原材料後，使熔融玻璃於減壓條件下 (210mmHg(128kPa)之熔解槽內進行流通，接著將熔融玻璃 供應於玻璃板成形步驟，於製造玻璃基板（商品名AN 100、 旭硝子股份公司製）之步驟中，利用如圖4所示之泡的除去裝 置，對於該熔解槽內之熔融玻璃表面之浮游泡，以碳酸氣體 (C02)雷射（波長10.6μιη)照射雷射光線。另外，本實施例中 ，泡的檢測係通過裝置於熔解槽之內部觀察用窗（無圖示）， 藉由內部觀察用窗的外部所裝置之照相機進行之。照射時， -12- (9) 1359797 使雷射光線對於該熔融玻璃表面之浮游泡，呈照射部爲圓形 狀截面進行照射。以下及表1顯示此時之條件。另外，對於 雷射光線之熔融玻璃表面，其照射角度A爲70°。 浮游泡之直徑（投射截面中之直徑）：B(mm) 浮游泡中之照射部直徑 ：C(mm) 浮游泡之投射截面積 ：S3(mm2) 浮游泡中之照射面積 ：S4(mm2) :型態1波動振盪光 :型態2擬似連續振動 光（CW光） ：P(W) ：Q(W/cm2) :U(mm/sec) 雷射光線振動形態 (以下，亦稱振動形態） (重複頻率1Hz、波動幅度200msec) 雷射光線平均功率 雷射光線之芊均功率密度 雷射光線相對掃描速度

-13- (10)1359797 [表1] 實施例 實施例 實施例 實施例 實施例 實施例 實施例 比較例 1 2 3 4 5 6 7 1 B (mm) 0.5 14 14 30 0.5 10 10 4 C (mm) 1 1 1 14 1 1 10 S3(mm2) 0.2 154 154 707 0.2 79 79 13 S4(mm2) 0.8 0.8 0.8 154 0.8 0.8 79 振盪形態 型態1 型態1 型態1 型態2 型態2 型態2 型態2 無照射 P(W) 9 9 3 20 50 50 30 Q(W/cm2) 1125 1125 375 13 6250 6250 38 U (mm/sec) 0 0 10 10 10 10 0

試驗結果，於雷射光線照射後實施例1、2中於0.16秒 、實施例3中於0.1秒、實施例4中於0.13秒、實施例5、6中 於0.1 2秒可除去泡。實施例7中雷射光線照射後於12秒其 浮游泡爲破泡、及縮小至0.4mm之未破泡殘留者。相較於 此，比較例1係如先行技術之熔融步驟、浮游泡爲殘留未 破泡者。另外，本實施例係於減壓條件下（210mmHg)之熔 解槽中者，對於常壓之熔解槽內之熔融玻璃表面浮游泡， 進行照射雷射光線仍可取得相同效果者。 [產業上可利用性] 本發明方法可廣泛適用於源於玻璃內部泡的缺點所造 成問題之玻璃板。其中又適用於液晶顯示器、電漿顯示器 -14- (11) (11)1359797 、有機EL顯示器、場致發射顯示器之平面顯示器用玻璃基 板。 又’本發明之方法可用於浮動法、熔解法、或吸進法 等玻璃製造方法之步驟中。 另外’其中引用2006年5月11日所申請之日本專利申請 2006-132406號之明細書、專利申請範圍、圖面及摘要總內 容’做成本發明說明書之揭示後取用者。 【圖式簡單說明】 [圖1]代表本發明說明泡的除去方法的槪略截面圖。 [圖2]代表本發明說明泡的除去方法之部份槪略斜視 圖。 [圖3]代表本發明說明泡除去方法之原理的圖之模式 圖。 [圖4]代表本發明之泡除去裝置之槪略說明圖。 【主要元件對照表】 1 :熔解槽 2 :熔融玻璃 3 =浮游泡 4 :雷射光線 6 :雷射光導入窗 7 :透鏡 8 :雷射光源 -15- (12) (12)1359797

9 :反射鏡 1 〇 :波動 1 1 :破泡 12:雷射光線之掃描結構 13:雷射光線之照射結構 1 4 :感應器 -16-

Claims (1)

1359797 ρ年"月》¥^(»正替換頁I 第096116170號專利申請案中文申請專利範圍修正本 . 民國100年11月22日修正 十、申請專利範圍 、 1. 一種除去熔融玻璃之泡的方法，其爲除去熔融玻璃 表面之浮游泡的方法，其特徵係該浮游泡之泡徑爲0.5〜 50mm，且以至少1束雷射光線對熔融玻璃表面之浮游泡進 行照射，該雷射光線之波長爲3〜11 μιη，重複頻率爲0.1 Hz φ 以上、且使該雷射光線照射0.05秒以上，且該雷射光線對 於熔融玻璃表面之浮游泡，以200mm/秒以下之速度進行相 對的掃描。 2. 如申請專利範圍第1項之除去熔融玻璃之泡的方 法，其中將該雷射光線以對於熔融玻璃表面以45°以上進行 照射。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之除去熔融玻璃之 泡的方法，其中假定該雷射光線之於熔融玻璃表面之浮游泡 • 中的照射面積爲由連接該浮游泡中之雷射光線照射部分的能 量密度分佈爲最大之We2(e爲自然對數之底數）的部份的曲 . 線圍住之部分時，照射在浮游泡上之雷射光線照射部之平均 功率/照射面積所定義之雷射光線之平均功率密度爲5〜 50,00〇,〇〇〇W/cm2 » 4-如申請專利範圍第1項或第2項之除去熔融玻璃之 泡的方法，其中該雷射光線之浮游泡中之該照射面積爲該浮 游泡之投射截面積以下。 5·—種玻璃的製造方法，其特徵係於熔融玻璃原材料 1359797 (月v $峰便)正替換頁 時，使殘留於熔融玻璃表面之浮游泡以如申請專利範圍第1 項或第2項之除去熔融玻璃之泡的方法除去後，使熔融玻璃 成形，進行固化。 6.如申請專利範圍第5項之玻璃製造方法，其於連續 供應熔融玻璃以製造玻璃板之步驟中，除去熔融玻璃表面 之浮游泡。

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