TWI469940B - Method for manufacturing glass substrates - Google Patents

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。

液晶顯示器或電漿顯示器等平板顯示器(以下稱為FPD(Flat Panel Display))中所使用之玻璃基板之主流係例如厚度為0.5~0.7 mm且尺寸為300×400 mm~2850×3050 mm者。

作為FPD用玻璃基板之製造方法，已知有溢流下拉法。溢流下拉法係於成形爐中使熔融玻璃自熔融玻璃之成形體之上部溢出，藉此由熔融玻璃成形薄片玻璃，並對所成形之薄片玻璃進行緩冷、切割。其後，根據顧客之規格將經切割之薄片玻璃進而切割成特定之尺寸，進行洗淨、端面研磨等，而作為FPD用玻璃基板出貨。

FPD用玻璃基板中，尤其是液晶顯示裝置用玻璃基板於其表面形成有半導體元件，因此較佳為完全不含有鹼金屬成分，或者即便含有亦為不會影響到半導體元件等之程度之微量。

又，若於玻璃基板中存在氣泡，則會成為顯示缺陷之原因，因此存在氣泡之玻璃基板不可用作FPD用玻璃基板。因此，要求於玻璃基板中不殘存氣泡。

又，若於玻璃基板中存在玻璃組成之不均(玻璃組成不均勻之情形)，則產生例如稱為脈紋(striae)之條狀缺陷。 該脈紋根據由玻璃組成之不均質引起的熔融玻璃之黏度差異，於成形時之熔融玻璃之表面形成微細之表面凹凸，該表面凹凸亦殘存於玻璃基板中。因此，將該玻璃基板作為液晶面板用之玻璃基板組入液晶面板中時，成為於液晶單元間隙中產生誤差，或引起顯示不均之原因。因此，必需不於玻璃基板之製造階段引起脈紋等玻璃組成之不均。

例如，已知有強調熔融玻璃之熱泉(hot spring)，促進熔融玻璃之對流而進行充分攪拌，並且可阻止玻璃原料投入端側表層之半熔融狀態等之玻璃過早流向導出端側之玻璃熔解窯(專利文獻1)。

於上述玻璃熔解窯中，在自玻璃原料之投入端側區域至導出端側區域之途中的熱泉區域，以適當之間隔，遍及窯之寬度方向全長配置複數列將通電方向設為窯之長度方向之複數對電極，藉此強調熔融玻璃之熱泉。由此，可抑制半熔融狀態等之玻璃過早流向導出端側。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2002-60226號公報

然而，投入至上述玻璃熔解窯(熔解槽)中之玻璃原料中，SiO₂ (二氧化矽)與其他原料成分相比容易熔解殘留。因此，於熱泉較弱之情形時，如圖6所示，SiO₂ 集中於玻璃熔解窯(熔解槽)之熔融玻璃之導出端側即MTE(Melting End，熔化端)側之液面，容易形成富含矽之異質生坯120。若一直強調熱泉，則富含矽之異質生坯120過早流向導出端側之情形較少，但於黏性較高之玻璃組成之熔融玻璃之情形時，為強調熱泉，必需提高熔融玻璃之溫度以降低黏性。然而，若過度提高熔融玻璃之溫度，則存在為確保耐蝕性而含有之ZrO₂ (氧化鋯)自構成熔解槽之耐火物等之內側側壁熔出至熔融玻璃中而導致玻璃之失透之情形。因此，於黏性較高之玻璃組成之熔融玻璃之情形時，難以提高熔融玻璃之溫度而形成對流。

又，對於平板顯示器，例如液晶顯示器等之玻璃基板，要求不會對形成於玻璃基板上之TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)等半導體元件之特性造成不良影響。因此，液晶顯示器等之玻璃基板較佳為如上所述使用完全不含有鹼金屬成分之無鹼玻璃，或即便含有鹼金屬成分亦為微量之含有微量鹼之玻璃。然而，無鹼玻璃或含有微量鹼之玻璃之高溫黏性較高，因此如上所述難以強調熱泉。即，於製造具有高溫黏性較高之玻璃組成的玻璃基板之情形時，難以使用強調熱泉之上述公知之方法來製造脈紋等玻璃組成之不均得到抑制之玻璃基板。

因此，本發明之目的在於提供一種可使用與先前完全不同之方式抑制脈紋等玻璃組成之不均的玻璃基板之製造方法。

本發明之一態樣係一種包括於熔解槽中熔解玻璃原料之 熔解步驟的玻璃基板之製造方法。

於上述熔解步驟中，藉由將玻璃原料投入至蓄積於熔解槽中之熔融玻璃之液面的大致整個面上，而製作使包含液面之表層之溫度均勻化的熔融玻璃，使上述熔融玻璃自上述熔解槽之內側側壁中，朝向第1方向之內側側壁之底部所設置的流出口流向後續步驟，使上述熔融玻璃流動時，於熔融玻璃之深度方向上，至少調整提供給位於上述熔解槽之上述第1方向之兩端部的熔融玻璃之熱量，以使位於較上述表層更下方之上述熔融玻璃之下層之溫度成為於上述下層中不產生由上述熔融玻璃之溫度分佈引起的對流之溫度，藉此一面使沿上述下層之熔融玻璃之上述第1方向的溫度分佈均勻化，一面使上述熔融玻璃自上述流出口流向上述後續步驟。

於上述形態之玻璃基板之製造方法中，可抑制脈紋等玻璃組成之不均。

以下，對本實施形態之玻璃基板之製造方法進行說明。圖1係表示本發明之玻璃基板之製造方法的步驟之一例之圖。

(玻璃基板之製造方法之整體概要)

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)、及切割步驟(ST7)。此外，包括磨 削步驟、研磨步驟、洗淨步驟、檢查步驟、捆包步驟等，將於捆包步驟中積層之複數個玻璃基板搬送至交納地之從業者。

熔解步驟(ST1)係於熔解槽中進行。於熔解步驟中，藉由將玻璃原料投入至蓄積於熔解槽中之熔融玻璃之液面的大致整個面上，而製作使包含液面之表層之溫度均勻化的熔融玻璃。進而，使熔融玻璃自熔解槽之內側側壁中，朝向第1方向之內側側壁之底部所設置的流出口流向後續步驟。此時，於熔融玻璃之深度方向上，至少調整提供給位於熔解槽之第1方向之兩端部的熔融玻璃之熱量，以使位於較表層更下方之熔融玻璃之下層之溫度成為於下層中不產生由熔融玻璃之溫度分佈引起的對流之溫度，藉此一面使沿下層之熔融玻璃之第1方向的溫度分佈均勻化，一面使熔融玻璃自流出口流向後續步驟。例如，上述溫度分佈中，位於熔解槽之第1方向之兩端部的熔融玻璃之溫度容易下降，因此以提高該溫度之方式進行溫度調節而使下層中之溫度分佈均勻化。又，於位於上述兩端部之熔融玻璃之溫度容易上升之情形時，以降低該溫度之方式進行溫度調節而使下層中之溫度分佈均勻化。

此處，所謂投入玻璃原料之熔融玻璃之液面的「大致整個面」，係指熔解槽之熔融玻璃之液面的80%以上。玻璃原料之投入方法可為使收納玻璃原料之鏟鬥(bucket)反轉而將玻璃原料分散投入至熔融玻璃中之方式，亦可為使用帶式輸送機搬送玻璃原料而分散投入之方式或一次性投入 至大致整個面之方式，還可為藉由螺旋送料機(screw feeder)分散投入玻璃原料之方式或一次性投入至大致整個面之方式。於下述實施形態中，使用鏟鬥投入玻璃原料。又，所謂熔融玻璃之「表層」，係指包含自液面向熔解槽之底部之深度的5%以下之範圍內之液面的區域，所謂熔融玻璃之「下層」，係指表層以外之區域。又，所謂設置有流出口之「底部」，係指上述下層之一部分，且接近底面之區域。較佳為係指於熔解槽之深度方向上自底面之深度為液面與熔解槽之底部間之深度的1/2以下之區域。

熔解槽之熔融玻璃係藉由在熔融玻璃自身中流通電使自身發熱而升溫，但加熱方法除該利用通電之熔融玻璃之加熱以外，亦可輔助性地提供燃燒器之火焰而使玻璃原料熔解。再者，於玻璃原料中添加有澄清劑。作為澄清劑，已知有SnO₂ 、As₂ O₃ 、Sb₂ O₃ 等，但並無特別限定。然而，就降低環境負荷之方面而言，較佳為使用SnO₂ (氧化錫)作為澄清劑。

澄清步驟(ST2)係至少於澄清槽中進行。於澄清步驟中，藉由使澄清槽內之熔融玻璃升溫，可使熔融玻璃中所含之包含O₂ 、CO₂ 或SO₂ 之氣泡吸收藉由澄清劑之還原反應所產生之O₂ 而成長，從而使氣泡浮出熔融玻璃之液面而釋放。進而，於澄清步驟中，藉由降低熔融玻璃之溫度，可使藉由澄清劑之還原反應獲得之還原物質進行氧化反應。藉此，使殘存於熔融玻璃之氣泡中之O₂ 等氣體成分於熔融玻璃中進行再吸收而消滅氣泡。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，澄清步驟亦可使用於澄清槽內形成減壓環境，使存在於熔融玻璃中之氣泡於減壓環境下成長而消泡之減壓消泡方式。於此情形時，就不使用澄清劑之方面而言較為有效。再者，於下述澄清步驟中，使用利用氧化錫作為澄清劑之澄清方法。

於均質化步驟(ST3)中，使用攪拌器對通過自澄清槽延伸之配管所供給的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。由此，可降低作為脈紋等之原因的玻璃之組成不均。再者，攪拌槽可設置1個，亦可設置2個。

於供給步驟(ST4)中，通過自攪拌槽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，使熔融玻璃成形為薄片玻璃，製作薄片玻璃之流體。成形可利用溢流下拉法或浮式法。於下述本實施形態中，利用溢流下拉法。

於緩冷步驟(ST6)中，成形而流動之薄片玻璃成為所需之厚度，以不產生內部應變之方式，進而以不產生翹曲之方式進行冷卻。

於切割步驟(ST7)中，藉由在切割裝置中，將自成形裝置供給之薄片玻璃切割成特定之長度，而獲得板狀之玻璃板。經切割之玻璃板進而切割成特定之尺寸，而製作目標尺寸之玻璃基板。其後，進行玻璃基板之端面之磨削、研 磨，進行玻璃基板之洗淨，進而，檢查有無氣泡或脈紋等異常缺陷後，捆包檢查合格品之玻璃板作為最終製品。

圖2係模式性地表示進行本實施形態中之熔解步驟(ST1)~切割步驟(ST7)的裝置之一例之圖。如圖2所示，該裝置主要包含熔解裝置100、成形裝置200、及切割裝置300。熔解裝置100包含熔解槽101、澄清槽102、攪拌槽103、及玻璃供給管104、105、106。

於圖2所示之例之熔解裝置101中，使用鏟鬥101d進行玻璃原料之投入。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使其均質化。於成形裝置200中，藉由使用成形體210之溢流下拉法，由熔融玻璃MG成形為薄片玻璃SG。

(熔解槽之詳細說明)

圖3係說明本實施形態之熔解槽101之概略構成之圖。

熔解槽101藉由將玻璃原料投入至蓄積於熔解槽101中之熔融玻璃MG之液面101c的大致整個面上，而製作使包含液面之表層之溫度均勻化的熔融玻璃。進而，於熔解槽101中，使熔融玻璃MG自熔解槽101之內側側壁中，朝向圖3中之左右方向(第1方向)，更具體而言朝向左方向之內側側壁之底部所設置的流出口104a流向後續步驟。

熔解槽101包含藉由耐火磚等耐火物所構成之壁110。熔解槽101包含以壁110包圍之內部空間。熔解槽101之內部空間包含：一面加熱一面收納將投入至上述空間之玻璃原 料熔解而形成之熔融玻璃MG的液槽101a；及形成於熔融玻璃MG之上層且投入玻璃原料的氣相之上部空間101b。

於熔解槽101之上部空間101b之與上述第1方向平行的壁110上設置有燃燒混合有燃料與氧等之燃燒氣體而產生火焰之燃燒器112。燃燒器112係藉由火焰加熱上部空間101b之耐火物使壁110變為高溫。玻璃原料係藉由變為高溫之壁110之輻射熱，並藉由變為高溫之氣相之環境而進行加熱。

於圖3中之熔解槽101之左側側壁，在與上部空間101b接觸之面上設置有原料投入窗101f。即，以如下方式構成：通過該原料投入窗101f，使收納有玻璃原料之鏟鬥101d出入於上部空間101b中，根據下述電腦118之指示，於熔融玻璃MG之液面101c上前後左右移動。

圖4係說明熔解槽101中之玻璃原料之投入的圖。

如圖4所示，將玻璃原料投入至蓄積於熔解槽101中之熔融玻璃MG之液面的大致整個面上。藉此，製作使包含液面之表層之溫度均勻化的熔融玻璃MG。

即，熔解槽101包含根據電腦118之指示，於鏟鬥101d收納有玻璃原料之狀態下，使鏟鬥101d向目標區域移動，並使鏟鬥101d之上表面反轉為下表面之封包(packet)動作機構。鏟鬥101d投入玻璃原料之區域及投入之時間間隔係以不使浮動於熔融玻璃MG之液面101c之玻璃原料消失之方式預先確定。因此，於熔解槽101內部，投入至熔融玻璃MG之液面之大致整個面上，故玻璃原料一直以覆蓋熔融 玻璃MG之液面101c之方式浮動。

如此般使玻璃原料一直以覆蓋液面101c之方式浮動之原因在於：熔融玻璃MG之熱不通過液面101c而放射至氣相之上部空間101b，而使熔融玻璃MG之包含液面之表層的溫度分佈均勻化，並維持固定。又，其原因在於：可使玻璃原料中，SiO₂ (二氧化矽)等熔解性較低(熔解溫度較高)之原料成分效率良好地熔解，而防止SiO₂ (二氧化矽)等原料成分之熔解殘留。於SiO₂ 等熔解溫度較高之原料成分與其他成分例如B₂ O₃ (氧化硼)等原料成分混合之狀態下，SiO₂ 等可以低於SiO₂ 等固有之熔解溫度之溫度熔解。因此，以於熔融玻璃MG之液面101c上一直存在玻璃原料而覆蓋液面101c之方式連續分散投入玻璃原料。藉此，B₂ O₃ 等原料成分與難以熔解之SiO₂ 等原料成分一起熔解，因此可防止SiO₂ (二氧化矽)等原料成分之熔解殘留。於如先前將玻璃原料投入至熔融玻璃之液面之一部分之情形時，有時難以熔解之SiO₂ 等原料成分熔解殘留，藉由熔融玻璃之對流，於遠離玻璃原料之投入位置之液面上以異質生坯之形式浮動。又，該異質生坯藉由熔融玻璃之對流移動至熔解槽內部，根據情形，亦存在自熔解槽之流出口流出而流向後續處理步驟之情況，而容易成為脈紋等玻璃組成之不均之原因。

因此，於本實施形態中，於熔解槽101中，將玻璃原料投入至熔融玻璃MG之液面之大致整個面上。因此，可使熔融玻璃MG之包含液面之表層中之溫度均勻化。又，亦 可防止SiO₂ 等原料成分之熔解殘留。

於與熔解槽101之上述第1方向平行且相互對向之液槽101a之內側側壁110a、110b，設置有以氧化錫或鉬等具有耐熱性之導電性材料構成之3對電極114。3對電極114係設置於內側側壁110a、110b中，對應於熔融玻璃MG之下層之區域。3對電極114均自液槽101a之外壁之面延伸至內壁之面。3對電極114之各對中，圖中裏側之電極未圖示。3對電極114之各對係以通過熔融玻璃MG而相互對向之方式設置於內側壁110a、110b上。各對電極114使電流流通於位於電極間之熔融玻璃MG中。熔融玻璃MG藉由該通電而自身產生焦耳熱來加熱熔融玻璃MG。於熔解槽101中，熔融玻璃MG被加熱至例如1500℃以上。經加熱之熔融玻璃MG通過玻璃供給管104輸送至澄清槽102中。再者，3對電極114中之各電極114之對、與鄰接於該對之電極114之對之間的第1方向上之相隔距離均相同時，可使下層中之熔融玻璃MG之溫度均勻化，故而就控制溫度之方面而言較佳。

於本實施形態中，於熔解槽101中設置有3對電極114，亦可設置2對或4對以上電極。於電極114之對為4對以上之情形時，當各電極114之對、與鄰接於該對之電極114之對之間的第1方向上之相隔距離均相同時，可使下層中之熔融玻璃MG之溫度均勻化，故而就控制溫度之方面而言較佳。

於圖3所示之熔解槽101中，於上部空間101b設置有燃燒 器112，亦可不設置燃燒器112。於比電阻較大之熔融玻璃(例如，1500℃下之比電阻為180 Ω．cm以上之熔融玻璃)中，可輔助性地使用燃燒器112。將玻璃原料分散投入至熔融玻璃MG之較大面積之液面101c上，以玻璃原料覆蓋液面101c之大致整個面上，藉此可防止自熔融玻璃MG之液面101c之熱放射，而可抑制熔融玻璃MG之溫度之降低。藉此，於連續製作熔融玻璃時可不使用燃燒器112而藉由熔融玻璃MG之溫度使玻璃原料熔解。

各電極114連接於控制單元116，為使下層中之熔融玻璃MG之溫度分佈均勻化，輸入各電極114中之電力(交流)由每對電極114控制。控制單元116進而與電腦118連接。電腦118係自控制單元116接收控制單元116輸入電極114中之電力，具體為電壓及電流之值，根據該電壓及電流之資訊求得夾持於熔解槽101內之電極114間的熔融玻璃MG之溫度資訊。電腦118進而根據該溫度資訊，以3對電極114之各對所測量的熔融玻璃MG之溫度於特定之容許範圍內，例如5℃以內，較佳為3℃以內之範圍內一致的方式將輸入電極114中之電力之指示輸送至控制單元116。又，電腦118係以利用控制單元116使下述鏟鬥101d進行動作之方式，對未圖示之鏟鬥動作機構進行指示。

電腦118例如以如下方法獲得位於夾持於電極114之對之間之位置的熔融玻璃MG之溫度資訊。即，將電極114之各對之電壓設為E(V)，將電流設為I(A)，將於電極114之對之間流通於熔融玻璃MG中之電流的截面積設為S(m² )，將電 極114之對之間的長度設為L(m)時，根據ρ=E/I×S/L之式，求出熔融玻璃MG之比電阻ρ(Ω．m)。截面積S及長度L係藉由熔解槽101而確定之值。

比電阻ρ係根據流通電流之熔融玻璃MG之溫度而變化，因此預先求出比電阻ρ與熔融玻璃MG之溫度之間之關係，藉此可使用該關係，由以電腦118算出之比電阻ρ求出熔融玻璃MG之溫度資訊。比電阻ρ與熔融玻璃MG之溫度之間之關係例如可如F(ρ)般以比電阻ρ之函數式表示。若列舉一例，則函數式F(ρ)可以下述式確定。通常，位於面向第1方向之內側壁110c、110d附近之熔融玻璃MG容易自內側壁110c、110d藉由熱放射而變為低溫。因此，於本實施形態中，藉由提高熔解槽202之第1方向之兩端部之溫度而使下層中之溫度分佈均勻化。

熔融玻璃MG之溫度T(℃)=a/(log(ρ)+b)-273.15

a、b：依存於玻璃組成之常數。

熔解槽101之流出口104a係通過玻璃供給管104與澄清槽102連接。

圖5係說明本實施形態中之熔解槽101內部的熔融玻璃之對流之圖。於本實施形態中，藉由將玻璃原料投入至蓄積於熔解槽101中之熔融玻璃MG之液面的大致整個面上，而製作使包含液面101c之表層之溫度均勻化的熔融玻璃MG。使該熔融玻璃MG自流出口104a流向後續步驟時，於熔融玻璃MG之深度方向上，至少調整沿下層之熔融玻璃MG之圖3中之左右方向(第1方向)的溫度分佈中，提供給位 於熔解槽101之圖3中之左右方向之兩端部的熔融玻璃之熱量，以使熔融玻璃MG之下層之溫度成為於下層中不產生由熔融玻璃MG之溫度分佈引起的對流之溫度，藉此使下層中之溫度分佈均勻化。以提高位於熔解槽101之圖3中之左右方向之兩端部的熔融玻璃之溫度之方式至少調整提供給位於兩端部之熔融玻璃之熱量的原因在於：熱容易自圖3中之左右之側壁釋放至外部，上述兩端部之熔融玻璃MG之溫度容易低於中央部。即，以提高位於溫度容易降低之兩端部的熔融玻璃之溫度之方式調整提供給位於兩端部之熔融玻璃之熱量。因此，對於供給至3對電極114之電力，較佳為與熔解槽101之圖3中之左右方向(第1方向)之中央部之電極114相比，較高地設定位於兩側之電極114。因此，熔融玻璃MG不產生由下層中之熔融玻璃MG之溫度分佈引起的對流而延伸至自熔融玻璃MG之流出口104a之流出，且以圖5所示箭頭之方式流動。

另一方面，圖6係說明先前之熔解槽內部的熔融玻璃之對流之圖。如圖6所示，於先前之熔解槽中，在區域A中，以形成熱泉之方式局部增強加熱熔融玻璃而促進對流。因此，投入至熔融玻璃之液面之一部分的玻璃原料中，SiO₂ 等難以熔解之原料成分藉由對流而移動，例如使富含矽之異質生坯120容易積存於遠離玻璃原料之投入位置處。又，該異質生坯120沿對流自流出口流出之機會增加，而容易成為脈紋等玻璃組成之不均之原因。

如此，於本實施形態中，藉由將玻璃原料投入至蓄積於 熔解槽101中之熔融玻璃MG之液面的大致整個面上，而製作使包含液面101c之表層之溫度均勻化的熔融玻璃。進而，使熔融玻璃MG自熔解槽101之內側側壁中，朝向第1方向之內側側壁之底部所設置的流出口104a流向後續步驟。此時，至少調整提供給位於熔解槽之第1方向之兩端部的熔融玻璃MG之熱量，以使熔融玻璃之下層之溫度成為於下層中不產生由熔融玻璃之溫度分佈引起的對流之溫度，藉此一面使沿下層之熔融玻璃MG之第1方向的溫度分佈均勻化，一面使熔融玻璃MG自流出口流向後續步驟。例如，提高沿下層之熔融玻璃MG之第1方向的溫度分佈中，位於熔解槽101之第1方向之兩端部的溫度容易降低之熔融玻璃MG之溫度，藉此一面使下層中之溫度分佈均勻化，一面使熔融玻璃MG自流出口104a流向澄清步驟。因此，於下層中不產生由熔融玻璃MG之溫度分佈引起之對流，故而可抑制由異質生坯120等引起的玻璃組成之不均。再者，於下層中熔融玻璃MG之溫度分佈不均勻之情形時，在下層與溫度均勻化之表層之間產生溫度差之分佈，因此容易形成如先前之熱泉之對流。

因此，即便為黏性較高之熔融玻璃，例如熔融玻璃之10^2.5 poise下之溫度為1300℃以上(例如1300℃以上、1650℃以下)，更佳為1500℃以上(例如1500℃以上、1650℃以下)之熔融玻璃，亦可應用本實施形態之製造方法，與先前之製造方法之情形相比，可抑制脈紋等玻璃組成之不均之優點較大。又，於1500℃下之比電阻為180 Ω．cm以上的比電阻較大之熔融玻璃中，亦無需為強調熱泉而施加過度之電壓，因此可防止電流於耐火物中流通。因此，可防止容易導致玻璃之失透的ZrO₂ (氧化鋯)自熔解槽101之與熔融玻璃MG接觸之內側側壁熔出，並且可抑制玻璃組成之不均，因此本實施形態之製造方法較適宜。又，關於此種比電阻較大之熔融玻璃，亦可於熔解槽101中併用利用燃燒器之加熱。

於本實施形態中，3對電極114之各對朝向與圖3中之左右方向(第1方向)正交之方向而相互對向，因此可使沿熔融玻璃MG之第1方向的下層中之溫度有效地均勻化。

又，於本實施形態中，關於供給至3對電極114之電力，考慮到熔解槽101之熱之釋放，以與第1方向之熔解槽101之中央部相比，兩端部變高之方式進行供給，因此容易使下層中之熔融玻璃MG之第1方向的溫度分佈均勻化。

於本實施形態中，以不引起由熔融玻璃之溫度分佈導致的對流之方式使熔融玻璃MG之下層中之溫度均勻化，因此無需如先前般為促進由熔融玻璃之溫度分佈引起之對流，而犧牲構成熔解槽101之耐火物之溶出將熔融玻璃局部過度地加熱至高溫。因此，容易導致玻璃之失透之ZrO₂ (氧化鋯)變得難以自熔解槽101之與熔融玻璃MG接觸之內側側壁熔出。因此，本實施形態之熔解方法適合於藉由成分中含有耐蝕性優異之ZrO₂ 之耐火物而構成熔解槽101之內側側壁之情形。

(玻璃組成)

本實施形態中所使用之玻璃之組成係以鋁矽酸鹽玻璃構成，且可含有50質量%以上之SiO₂ (二氧化矽)。應用具有該玻璃組成之鋁矽酸鹽玻璃的本實施形態之製造方法與先前相比，可有效地抑制玻璃組成之不均。進而，可含有55質量%以上之SiO₂ ，進而，可含有60質量%以上之SiO₂ 。應用具有該等組成之鋁矽酸鹽玻璃的本實施形態之製造方法與先前相比，可更有效地抑制玻璃組成不均。即便為含有50質量%以上之SiO₂ ，且容易形成富含矽之異質生坯之玻璃組成，亦可以不產生由溫度分佈引起之對流之方式使熔融玻璃MG熔解，因此可防止富含矽之異質生坯自流出口104a流出。又，由於以於液面101c上一直存在一定厚度之方式投入玻璃原料，故而可防止SiO₂ 之熔解殘留，難以生成如圖6所示之由SiO₂ 引起之異質生坯120。又，於將含有50質量%以上之SiO₂ 且熔融玻璃MG之黏性較高之玻璃組成用於玻璃基板，且如先前般促進熔融玻璃之對流之情形時，有時構成熔解槽之耐火物所含有之ZrO₂ (氧化鋯)自熔融玻璃熔出，導致玻璃之失透。然而，本實施形態係以不引起由熔融玻璃MG之溫度分佈導致的對流之方式使下層中之熔融玻璃MG之溫度分佈均勻化，因此無需如先前般將熔融玻璃過度加熱至高溫。因此，可防止ZrO₂ (氧化鋯)自熔解槽101之耐火物熔出。再者，SiO₂ 之於玻璃組成中之含有率的上限例如為70質量%。

又，可含有合計60質量%以上之SiO₂ 及Al₂ O₃ ，應用具有該玻璃組成之鋁矽酸鹽玻璃的本實施形態之製造方法與先 前相比，可有效地抑制玻璃組成之不均。進而，可含有合計65質量%以上之SiO₂ 及Al₂ O₃ ，進而，可含有合計70質量%以上之SiO₂ 及Al₂ O₃ 。即便為含有合計60質量%以上之SiO₂ 及Al₂ O₃ 且容易形成富含矽之異質生坯120之玻璃組成，亦可以不產生由溫度分佈引起之對流之方式使熔融玻璃MG熔解，因此可防止富含矽之異質生坯自流出口104a流出。又，由於以於液面101c上一直存在一定厚度之方式投入玻璃原料，故而可防止SiO₂ 之熔解殘留，難以生成如圖6所示之由SiO₂ 引起之異質生坯120。又，於將含有合計60質量%以上之SiO₂ 及Al₂ O₃ 且熔融玻璃MG之黏性較高之玻璃組成用於玻璃基板，且如先前般促進熔融玻璃之對流之情形時，有時構成熔解槽之耐火物所含有之ZrO₂ (氧化鋯)自熔融玻璃熔出，導致玻璃之失透。然而，本實施形態係以不引起由熔融玻璃MG之溫度分佈導致的對流之方式使下層中之熔融玻璃MG之溫度分佈均勻化，因此無需如先前般將熔融玻璃過度加熱至高溫。因此，可防止ZrO₂ (氧化鋯)自熔解槽101之耐火物熔出。再者，於玻璃組成中，SiO₂ 及Al₂ O₃ 之合計含有率之上限例如為95質量%。

又，玻璃基板較佳為以鋁硼矽酸鹽玻璃構成。與SiO₂ 相比，B₂ O₃ (氧化硼)可於低溫下熔解，並且可降低SiO₂ 之熔解溫度。因此，於SiO₂ 之含有率較高之玻璃組成中含有B₂ O₃ 時，難以生成異質生坯120(參照圖6)，就此方面而言較為有效。

玻璃基板之玻璃組成例如可列舉以下者。

以下所示之組成之含有率表示係質量%。

較佳為含有SiO₂ ：50~70%、B₂ O₃ ：5~18%、Al₂ O₃ ：0~25%、MgO：0~10%、CaO：0~20%、SrO：0~20%、BaO：0~10%、RO：5~20%(其中，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中之至少1種，且為玻璃基板所含有者)之無鹼玻璃。

又，關於玻璃基板之玻璃，可列舉以下之玻璃組成。

含有SiO₂ ：50~70%、B₂ O₃ ：1~10%、Al₂ O₃ ：0~25%、MgO：0~10%、CaO：0~20%、SrO：0~20%、BaO：0~10%、RO：5~30%(其中，R為Mg、Ca、Sr及Ba之合量)之無鹼玻璃亦同樣較佳。

又，關於玻璃基板之玻璃，可列舉以下之玻璃組成。

含有SiO₂ ：50~70%、B₂ O₃ ：3~15%、Al₂ O₃ ：8~25%、MgO：0~10%、CaO：0~20%、SrO：0~20%、BaO：0~10%、RO：5~20%(其中，R為Mg、Ca、Sr及Ba之合量)之無鹼玻璃亦同樣較佳。

再者，於本實施形態中玻璃基板設為無鹼玻璃，亦可為含有微量之鹼金屬(鹼金屬之合計含有率大於0質量%)的含有微量鹼之玻璃。於含有鹼金屬之情形時，較佳為含有R'₂ O合計0.10%以上、0.5%以下，較佳為0.20%以上、0.5%以下(其中，R'係選自Li、Na及K中之至少1種，且為玻璃基板所含有者)。又，為容易進行玻璃之熔解，就降低比電阻之觀點而言，進而較佳為玻璃中之氧化鐵之含量為0.01~0.2%。又，較佳為實質上不含有As₂ O₃ 、Sb₂ O₃ 及PbO。

本實施形態之製造方法可有效地應用於液晶顯示裝置用玻璃基板。為抑制玻璃基板中之熱膨脹，且不使玻璃基板上所形成之TFT(Thin Film Transistor)之特性降低，液晶顯示裝置用玻璃基板較佳為如上所述，於玻璃組成中不含有鹼金屬成分(Li、Na及K)，或即便含有亦為微量。然而， 於不含有鹼金屬成分(Li、Na及K)，或即便含有亦為微量之情形時，熔融玻璃MG之高溫黏性升高，故而為形成較強之熱泉，必需將熔融玻璃MG局部加熱至高溫。於本實施形態中，將玻璃原料投入至熔融玻璃MG之液面101c之大致整個面上，並且以不產生熔融玻璃MG之對流之方式調整熔融玻璃MG之溫度，因此無需如先前般為形成熔融玻璃之溫度分佈而將熔融玻璃MG局部加熱至高溫。因此，本實施形態之製造方法不會如先前般使熔融玻璃之溫度局部過度地升高，就此方面而言可較佳地應用於液晶顯示裝置用玻璃基板。

此外，含有0.01~0.5質量%之SnO₂ (氧化錫)作為澄清劑時，可降低環境負荷，另一方面可發揮效率良好之澄清效果，就此方面而言較佳。

又，於本實施形態中，就降低環境負荷之方面而言，使用SnO2作為澄清劑，為使SnO₂ 之澄清作用有效地發揮功能，較佳為不過度升高熔解溫度。於本實施形態中，無需如先前公知之製造方法，為強調熱泉而局部過度地加熱熔融玻璃，因此可防止ZrO₂ (氧化鋯)自熔解槽101之耐火物熔出，除此以外，亦可使SnO₂ 之澄清作用有效地發揮功能。

又，於本實施形態中，為使熔融玻璃MG之下層中之溫度於熔解槽101內更有效地均勻化，較佳為於熔解槽101之外側側壁，在設置有電極114之部分之周圍設置保溫構件。作為保溫材，例如可使用將玻璃絨或陶瓷纖維等隔熱材料固定為板狀之板構件等。藉此，可防止自熔解槽101 之外側側壁之散熱，且可使熔融玻璃MG之溫度於熔解槽101內更有效地均勻化，從而可進一步降低熔融玻璃MG之對流。

以上，對本發明之玻璃基板之製造方法進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述實施形態，當然亦可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種改良或變更。

100‧‧‧熔解裝置

101‧‧‧熔解槽

101a‧‧‧液槽

101b‧‧‧上部空間

101c‧‧‧液面

101d‧‧‧鏟鬥

101f‧‧‧原料投入窗

102‧‧‧澄清槽

103‧‧‧攪拌槽

103a‧‧‧攪拌器

104‧‧‧玻璃供給管

104a‧‧‧流出口

105‧‧‧玻璃供給管

106‧‧‧玻璃供給管

110‧‧‧壁

110a‧‧‧內側側壁

110b‧‧‧內側側壁

110c‧‧‧內側側壁

110d‧‧‧內側側壁

112‧‧‧燃燒器

114‧‧‧電極

116‧‧‧控制單元

118‧‧‧電腦

120‧‧‧異質生坯

200‧‧‧成形裝置

210‧‧‧成形體

300‧‧‧切割裝置

MG‧‧‧熔融玻璃

圖1係表示本發明之玻璃基板之製造方法的步驟之一例之圖。

圖2係模式性地表示進行圖1所示之熔解步驟~切割步驟的裝置之一例之圖。

圖3係說明圖1所示之熔解步驟中使用的熔解槽之圖。

圖4係說明圖3所示之熔解槽中的玻璃原料之投入之圖。

圖5係說明本實施形態中之熔解槽內部的熔融玻璃之對流之圖。

圖6係說明先前之熔解槽內部的熔融玻璃之對流之圖。

101‧‧‧熔解槽

101a‧‧‧液槽

101b‧‧‧上部空間

101c‧‧‧液面

101f‧‧‧原料投入窗

104‧‧‧玻璃供給管

104a‧‧‧流出口

110‧‧‧壁

110a‧‧‧內側側壁

110b‧‧‧內側側壁

110c‧‧‧內側側壁

110d‧‧‧內側側壁

112‧‧‧燃燒器

114‧‧‧電極

116‧‧‧控制單元

118‧‧‧電腦

MG‧‧‧熔融玻璃

Claims (11)

1. 一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：包括於熔解槽中加熱玻璃原料使其熔解之熔解步驟，且於上述熔解步驟中，藉由將玻璃原料投入至蓄積於熔解槽中之熔融玻璃之液面的大致整個面上，而製作使包含液面之表層之溫度均勻化的熔融玻璃，使上述熔融玻璃自上述熔解槽之內側側壁中，朝向第1方向之內側側壁之底部所設置的流出口流向後續步驟，使上述熔融玻璃流動時，於熔融玻璃之深度方向上至少調整提供給位於上述熔解槽之上述第1方向之兩端部的熔融玻璃之熱量，以使位於較上述表層更下方之上述熔融玻璃之下層之溫度成為於上述下層中不產生由上述熔融玻璃之溫度分佈引起的對流之溫度，藉此一面使沿上述下層之熔融玻璃之上述第1方向的溫度分佈均勻化，一面使上述熔融玻璃自上述流出口流向上述後續步驟。
2. 如請求項1之玻璃基板之製造方法，其中為使上述下層中之上述溫度分佈均勻化，於上述熔解槽之與上述第1方向平行之內側側壁中對應於上述下層之上述深度方向之部分，設置於與上述液面平行之方向上流通電流而將位於上述下層之熔融玻璃通電加熱之複數對電極，且上述複數對電極之各對朝向與上述第1方向正交之方向而 相互對向。
3. 如請求項2之玻璃基板之製造方法，其中供給至上述複數對電極之電力係位於上述第1方向之上述熔解槽之兩側的電極高於位於上述第1方向之上述熔解槽的上述第1方向之中央部之電極。
4. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述熔解槽之與上述熔融玻璃接觸之內側側壁係藉由成分中含有氧化鋯之耐火物而構成。
5. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述熔融玻璃之10^2.5 poise下之溫度為1300℃以上。
6. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述所製造之玻璃基板係以鋁矽酸鹽玻璃構成，且含有50質量%以上之SiO₂ 。
7. 如請求項6之玻璃基板之製造方法，其中上述所製造之玻璃基板係以鋁矽酸鹽玻璃構成，且含有合計60質量%以上之SiO₂ 及Al₂ O₃ 。
8. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述所製造之玻璃基板係以無鹼玻璃或含有微量鹼之玻璃構成。
9. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中上述熔融玻璃之1500℃下之比電阻為180 Ω．cm以上。
10. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板之製造方法，其中於上述玻璃原料中添加氧化錫作為澄清劑。
11. 如請求項2之玻璃基板之製造方法，其中於上述熔解槽 之外側側壁，在設置有上述複數對電極之部分之周圍設置有保溫構件。