TWI598304B - Manufacturing method of a glass substrate, and manufacturing apparatus of a glass substrate - Google Patents

Manufacturing method of a glass substrate, and manufacturing apparatus of a glass substrate Download PDF

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TWI598304B
TWI598304B TW104132335A TW104132335A TWI598304B TW I598304 B TWI598304 B TW I598304B TW 104132335 A TW104132335 A TW 104132335A TW 104132335 A TW104132335 A TW 104132335A TW I598304 B TWI598304 B TW I598304B
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Description

玻璃基板之製造方法、及玻璃基板之製造裝置
本發明係關於一種玻璃基板之製造方法及玻璃基板之製造裝置。
先前以來，提出有使用下拉法製造TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)型之顯示器之方法。於下拉法中，在使熔融玻璃流入至成形體後，使該熔融玻璃自成形體之頂部溢出。溢出之熔融玻璃沿著成形體之兩側面流下，於成形體之下端部合流，由此成為片狀之玻璃(平板玻璃)。平板玻璃一面被拉伸輥朝下方下拉一面被冷卻。冷卻後之平板玻璃被切斷為所需之長度，而成為玻璃基板。於專利文獻1中，揭示有如下方法：藉由以拉伸應力作用於在成形體之下端部合流而得之平板玻璃之寬度方向之方式進行冷卻，而將平板玻璃之板厚維持得均勻。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-212987號公報
由成形體成形而得之平板玻璃具有寬度方向之兩側之端部及位於兩側之端部之間之寬度方向中央區域。關於平板玻璃之寬度方向中央區域(成為玻璃基板之製品之區域)之板厚成為0.4mm以下之薄平板 玻璃，由於端部之板厚亦較薄，端部之保有熱量較小，因此有於成形體之下端部被急冷，而於成形體之下端部合流之端部彼此分離之虞。另一方面，若為了防止端部彼此分離而抑制成形體之下端部之平板玻璃之冷卻量，則亦有成形體之下端部之平板玻璃之黏度變高，而引起平板玻璃於寬度方向上收縮之虞。因此，必須一面抑制平板玻璃之端部彼此分離，一面抑制平板玻璃於寬度方向上收縮。
因此，本發明之目的在於提供一種可一面抑制平板玻璃之端部彼此分離，一面抑制平板玻璃於寬度方向上收縮之玻璃基板之製造方法及玻璃基板之製造裝置。
本發明提供下述(1)~(4)。
(1)本發明之一態樣係一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：藉由下拉法使熔融玻璃自成形體溢出而成形為平板玻璃，一面將上述平板玻璃向流下方向拉伸一面進行冷卻，由此製造玻璃基板；且上述平板玻璃具有寬度方向之端部及位於上述端部之間之寬度方向中央區域，且於與具有厚於上述寬度方向中央區域之板厚之厚度之上述端部對向之位置，以與上述端部接觸之方式具備一對輥，對自上述成形體之下端開始於上述一對輥之上游位置之上述端部進行冷卻之第1冷卻速度較對上述一對輥之下游且上述寬度方向中央區域之溫度成為緩冷點以上之溫度區域之上述端部進行冷卻之第2冷卻速度慢。
(2)於上述(1)中，較佳為，以將上述成形體之下端之上述端部之黏度設為未達105.7 Poise，將上述端部之黏度維持為與軟化點對應之黏度以上之方式，以未達8.3℃/秒之上述第1冷卻速度對上述端部進行冷卻，且 以8.3℃/秒~17.5℃/秒之範圍之上述第2冷卻速度進行冷卻。
(3)於上述(1)或(2)中，較佳為上述寬度方向中央區域之板厚成形為0.4mm以下。
(4)本發明之另一態樣係一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：藉由下拉法使熔融玻璃自成形體溢出而成形為平板玻璃，一面將上述平板玻璃向流下方向拉伸一面進行冷卻，由此製造玻璃基板；且上述平板玻璃具有寬度方向之端部及位於上述端部之間之寬度方向中央區域，且於與具有厚於上述寬度方向中央區域之板厚之厚度之上述端部對向之位置，以與上述端部接觸之方式具備一對輥，且對自上述成形體之下端開始於上述一對輥之上游位置之上述端部進行冷卻之第1冷卻速度較對上述一對輥之下游且上述寬度方向中央區域之溫度成為緩冷點以上之溫度區域之上述端部進行冷卻之第2冷卻速度慢。
根據本發明，可一面抑制平板玻璃之端部彼此分離，一面抑制平板玻璃於寬度方向上收縮。
11‧‧‧溶解裝置
12‧‧‧澄清裝置
20‧‧‧溢出腔室
23‧‧‧上游管
24‧‧‧下游管
30‧‧‧成形腔室
40‧‧‧成形裝置
41‧‧‧成形體
41a‧‧‧下端部
41b‧‧‧頂部
41c‧‧‧側面
42‧‧‧流入口
43‧‧‧槽
50‧‧‧間隔構件
51‧‧‧冷卻輥
60‧‧‧溫度調整單元
61~63‧‧‧中央區域冷卻單元
64、65‧‧‧側部冷卻單元
80‧‧‧冷卻腔室
80a‧‧‧頂板
80b‧‧‧隔熱構件
81a~81g‧‧‧下拉輥
82a~82g‧‧‧加熱器
90‧‧‧切斷裝置
91‧‧‧控制裝置
100‧‧‧玻璃基板之製造裝置
380‧‧‧熱電偶
381‧‧‧主電源開關
390‧‧‧冷卻輥驅動馬達
391‧‧‧下拉輥驅動馬達
392‧‧‧切斷裝置驅動馬達
C‧‧‧中心部
CA‧‧‧中央區域
FG‧‧‧熔融玻璃
L‧‧‧側部
PG‧‧‧玻璃板
R‧‧‧側部
S1‧‧‧熔融步驟
S2‧‧‧澄清步驟
S3‧‧‧成形步驟
S4‧‧‧冷卻步驟
S5‧‧‧切斷步驟
S31‧‧‧第1成形步驟
S32‧‧‧第2成形步驟
SG‧‧‧平板玻璃
TP1‧‧‧第1溫度分佈
TP2‧‧‧第2溫度分佈
W‧‧‧寬度
圖1係本實施形態之玻璃基板之製造方法之流程圖。
圖2係表示玻璃基板之製造方法中所使用之玻璃基板之製造裝置之模式圖。
圖3係表示成形裝置之概略之概略圖(剖視圖)。
圖4係表示成形裝置之概略之概略圖(側視圖)。
圖5係控制裝置之控制區塊圖。
圖6係表示平板玻璃之特定高度位置之溫度分佈之圖。
圖7係表示平板玻璃之冷卻速度之例之圖。
於本實施形態之玻璃基板之製造方法中，製造例如於主表面形成有TFT之TFT顯示器用玻璃基板。玻璃基板係使用下拉法而製造。以下，一面參照圖式，一面對本實施形態之玻璃基板之製造方法進行說明。
(1)玻璃基板之製造方法之概要
首先，參照圖1及圖2，說明玻璃基板之製造方法中所包含之複數個步驟及用於複數個步驟之玻璃基板之製造裝置100。如圖1所示，玻璃基板之製造方法主要包含熔融步驟S1、澄清步驟S2、成形步驟S3、冷卻步驟S4、及切斷步驟S5。
熔融步驟S1係將玻璃原料熔融之步驟。玻璃原料於被以成為所需之組成之方式調合之後，如圖2所示，被投入至配置於上游之熔融裝置11。玻璃原料包含例如含有SiO2、Al2O3、B2O3、CaO、SrO、BaO等之組成。具體而言，使用應變點達到660℃以上之玻璃原料。玻璃原料被熔融裝置11熔融，而成為熔融玻璃FG。熔融溫度係根據玻璃之種類而調整。於本實施形態中，玻璃原料於1500℃~1650℃下被熔融。熔融玻璃FG通過上游管23被搬送至澄清裝置12。
澄清步驟S2係去除熔融玻璃FG中之氣泡之步驟。之後，於澄清裝置12內被去除氣泡之熔融玻璃FG通過下游管24被搬送至成形裝置40。
成形步驟S3係將熔融玻璃FG成形為片狀之玻璃(平板玻璃)SG之步驟。具體而言，熔融玻璃FG於被連續地供給至成形裝置40中所包含之成形體41之後，自成形體41溢出。溢出之熔融玻璃FG沿著成形體41之表面流下。之後，熔融玻璃FG於成形體41之下端部41a合流而成形為平板玻璃SG。平板玻璃SG具有位於寬度方向之端之側部(邊緣 部、端部)、及位於側部之間之寬度方向之中央區域。平板玻璃SG之側部之板厚成形為較中央區域之板厚更厚。平板玻璃SG之中央區域係成為具有固定板厚之玻璃基板之製品之區域。於欲成形為平板玻璃SG之中央區域之板厚為0.4mm以下之薄板之情形時，平板玻璃SG之側部之板厚成形為較先前薄。若平板玻璃SG之側部之板厚變薄，則側部之保有熱量變小，而有於成形體41之下端部41a被急冷，於成形體41之下端部41a合流之側部彼此分離之虞。因此，必須於自成形體41之下端部41a開始之下游區域中控制平板玻璃SG之側部之冷卻速度。
冷卻步驟S4係將平板玻璃SG冷卻(緩冷)之步驟。玻璃片材經由冷卻步驟S4被冷卻為接近室溫之溫度。再者，根據冷卻步驟S4中之冷卻狀態(冷卻條件)，而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係將已達到接近室溫之溫度之平板玻璃SG切斷為特定大小之步驟。
再者，被切斷為特定大小之平板玻璃SG(玻璃板PG)之後經由端面加工等步驟而成為玻璃基板。
以下，參照圖3~圖5，說明玻璃基板之製造裝置100中所包含之成形裝置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(流動方向)交叉之方向、即水平方向。
(2)成形裝置之構成
首先，圖3及圖4中表示成形裝置40之概略構成。圖3係成形裝置40之剖視圖。圖4係成形裝置40之側視圖。
成形裝置40具有供平板玻璃SG通過之通路、及包圍通路之空間。包圍通路之空間包括溢出腔室20、成形腔室30、及冷卻腔室80。
溢出腔室20係將從澄清裝置12搬送之熔融玻璃FG成形為平板玻璃SG之空間。
成形腔室30係配置於溢出腔室20之下方，用來調整平板玻璃SG之厚度及翹曲量之空間。於成形腔室30中，執行冷卻步驟S4之一部分。具體而言，於成形腔室30中，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之中心部(中央區域)C之溫度高於緩冷點之平板玻璃SG之區域，即圖3中A1及A2所示之平板玻璃SG之區域。平板玻璃SG之中心部C為平板玻璃SG之寬度方向中心。具體而言，上游區域中包含第1溫度區域及第2溫度區域。第1溫度區域為下述第1成形步驟S31中之溫度區域，且為自成形體41之下端部41a至下述冷卻輥51之上端為止之溫度區域(圖3中A1所示之平板玻璃SG之區域)。又，第2溫度區域為下述第2成形步驟S32中之溫度區域，且為自冷卻輥51之上端至平板玻璃SG之中心部C之溫度成為緩冷點以上之溫度區域(圖3中A2所示之平板玻璃SG之區域)。平板玻璃SG沿著成形體41之表面流下，於成形體41之下端部41a合流而成形為平板玻璃SG，但於較成形體41之下端部41a更靠下游側，平板玻璃SG之溫度逐漸降低。又，若平板玻璃SG(之側部)與冷卻輥51接觸，則平板玻璃SG之溫度進一步降低。若於成形體41之下端部41a合流並貼合之平板玻璃SG被急冷，則有產生貼合被剝離之不良狀況之虞。若平板玻璃SG與冷卻輥51接觸，則平板玻璃SG之溫度急劇下降，因此於平板玻璃SG(之側部)不與冷卻輥51接觸之冷卻輥51之上端之上游側、及平板玻璃SG(之側部)與冷卻輥51接觸之冷卻輥51之上端之下游側劃分出第1溫度區域與第2溫度區域。平板玻璃SG於通過成形腔室30內之後，通過下述冷卻腔室80內。
冷卻腔室80係配置於溢出腔室20、成形腔室30之下方，用來調整平板玻璃SG之應變量之空間。具體而言，於冷卻腔室80中，已通 過成形腔室30內之平板玻璃SG經過緩冷點、應變點而被冷卻至接近室溫之溫度(下游區域冷卻步驟)。再者，冷卻腔室80之內部被隔熱構件80b區劃為複數個空間。
又，成形裝置40主要包括成形體41、間隔構件50、冷卻輥51、溫度調整單元60、下拉輥81a~81g、加熱器82a~82g、及切斷裝置90。進而，成形裝置40具備控制裝置91(參照圖5)。控制裝置91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中所包含之各構成進行詳細說明。
(2-1)成形體
成形體41設置於溢出腔室20內。成形體41係藉由使熔融玻璃FG溢出，而將熔融玻璃FG成形為片狀之玻璃(平板玻璃SG)。
如圖3所示，成形體41具有剖面形狀為大致五邊形之形狀(類似楔形之形狀)。大致五邊形之前端相當於成形體41之下端部41a。
又，成形體41於第1端部具有流入口42(參照圖4)。流入口42與上述下游管24連接，自澄清裝置12流出之熔融玻璃FG自流入口42流入至成形體41。於成形體41中形成有槽43。槽43沿著成形體41之長度方向延伸。具體而言，槽43自第1端部延伸至第1端部之相反側之端部即第2端部。更具體而言，槽43沿著圖4之左右方向延伸。槽43係以流入口42附近最深，隨著靠近第2端部而逐漸變淺之方式形成。流入至成形體41之熔融玻璃FG自成形體41之一對頂部41b、41b溢出，一面沿著成形體41之一對側面(表面)41c、41c一面流下。之後，熔融玻璃FG於成形體41之下端部41a合流而成為平板玻璃SG。
此時，成形體41之下端部41a之平板玻璃SG之液相溫度為1100℃以上，液相黏度為2.5×105 poise以上，更佳為，液相溫度為1160℃以上，液相黏度為1.2×105 poise以上。又，成形體41之下端部41a之平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)之黏度未達105.7 Poise。
(2-2)間隔構件
間隔構件50係阻斷熱自溢出腔室20移動至成形腔室30之構件。間隔構件50配置於熔融玻璃FG之合流點之附近。又，如圖3所示，間隔構件50配置於在合流點合流之熔融玻璃FG(平板玻璃SG)之厚度方向兩側。間隔構件50係隔熱材料。間隔構件50係藉由將熔融玻璃FG之合流點之上側環境及下側環境隔開，而阻斷熱自間隔構件50之上側向下側移動。
(2-3)冷卻輥
冷卻輥51設置於成形腔室30內。更具體而言，冷卻輥51配置於間隔構件50之正下方。又，冷卻輥51配置於平板玻璃SG之厚度方向兩側且平板玻璃SG之寬度方向兩側。配置於平板玻璃SG之厚度方向兩側之冷卻輥51成對地進行動作。即，平板玻璃SG之兩側部(寬度方向兩端部)被兩對冷卻輥51、51、…夾住。
冷卻輥51被通往內部之空氣冷卻管空氣冷卻。冷卻輥51與平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L(圖3中，為方便起見由對應之玻璃板PG之寬度方向位置所示)接觸，藉由熱傳導而將平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L急冷(急冷步驟)。與冷卻輥51接觸之平板玻璃SG之側部R、L之黏度為特定值(具體而言為109.0 poise)以上。此處，所謂平板玻璃SG之側部R、L係指平板玻璃SG之寬度方向之兩端部之區域，具體而言，係指自平板玻璃SG之寬度方向之邊緣向平板玻璃SG之中心部C為平板玻璃SG之寬度方向200mm以內之範圍。
冷卻輥51係藉由冷卻輥驅動馬達390(參照圖5)而旋轉驅動。冷卻輥51將平板玻璃SG之側部R、L冷卻，並且亦具有將平板玻璃SG朝下方下拉之功能。
再者，利用冷卻輥51冷卻平板玻璃SG之側部R、L對平板玻璃SG之寬度W及平板玻璃SG之厚度之均勻化造成影響。
(2-4)溫度調整單元
溫度調整單元60係設置於溢出腔室20內及成形腔室30內，將平板玻璃SG冷卻至接近緩冷點之單元。溫度調整單元60配置於與成形體41之下端部41a對向之位置、及間隔構件50之下方且冷卻腔室80之頂板80a上。
溫度調整單元60將平板玻璃SG之上游區域冷卻(上游區域冷卻步驟)。具體而言，溫度調整單元60係以平板玻璃SG之側部之黏度維持與軟化點對應之黏度以上之方式，且以平板玻璃SG之中心部C之溫度接近緩冷點之方式，將平板玻璃SG冷卻。之後，平板玻璃SG之中心部C於下述冷卻腔室80內，經過緩冷點、應變點而被冷卻至接近室溫之溫度(下游區域冷卻步驟)。此處，所謂軟化點係指黏度η成為logη=7.65之溫度。又，玻璃之緩冷點為例如715.0℃，應變點為例如661℃。
溫度調整單元60具有複數個冷卻單元61~65。複數個冷卻單元61~65沿著平板玻璃SG之寬度方向及平板玻璃SG之流動方向配置。具體而言，複數個冷卻單元61~65包含中央區域冷卻單元61~63、及側部冷卻單元64、65。中央區域冷卻單元61~63對平板玻璃SG之中央區域CA進行空氣冷卻。此處，所謂平板玻璃SG之中央區域係指平板玻璃SG之寬度方向中央部分，即包含平板玻璃SG之有效寬度及其附近之區域。換言之，平板玻璃SG之中央區域係位於平板玻璃SG之兩側部(兩邊緣部、兩端部)之間之部分。中央區域冷卻單元61~63沿著流動方向配置於與平板玻璃SG之中央區域CA之表面對向之位置。中央區域冷卻單元61~63中所包含之各單元能夠獨立地進行控制。又，側部冷卻單元64、65對平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L進行水冷。側部冷卻單元64、65沿著流動方向配置於與平板玻璃SG之側部R、L(寬度方向之兩端部)之表面對向之位置。側部冷卻單元 64、65中所包含之各單元能夠獨立地進行控制。再者，關於配置於與成形體41之下端部41a對向之位置之溫度調整單元60，雖省略冷卻單元61~65之間之邊界之圖示，但該溫度調整單元60亦具有如上述般構成之冷卻單元61~65。
(2-5)下拉輥
下拉輥81a~81g設置於冷卻腔室80內，將已通過成形腔室30內之平板玻璃SG朝平板玻璃SG之流動方向下拉。下拉輥81a~81g於冷卻腔室80之內部沿著流動方向隔開特定間隔而配置。下拉輥81a~81g於平板玻璃SG之厚度方向兩側(參照圖3)、及平板玻璃SG之寬度方向兩側(參照圖4)配置複數個。即，下拉輥81a~81g一面與平板玻璃SG之寬度方向之兩側部(兩邊緣部、兩端部)R、L且平板玻璃SG之厚度方向之兩側接觸，一面將平板玻璃SG朝下方下拉。
下拉輥81a~81g係由下拉輥驅動馬達391(參照圖5)驅動。又，下拉輥81a~81g相對於平板玻璃SG朝內側(於與平板玻璃SG接觸之部分向下方)旋轉。關於下拉輥81a~81g之周速度，越靠下游側之下拉輥，周速度越大。即，複數個下拉輥81a~81g中之下拉輥81a之周速度最小，下拉輥81g之周速度最大。配置於平板玻璃SG之厚度方向兩側之下拉輥81a~81g成對地進行動作，成對之下拉輥81a、81a、…將平板玻璃SG朝下方向下拉。
(2-6)加熱器
加熱器82a~82g設於冷卻腔室80之內部，調整冷卻腔室80之內部空間之溫度。具體而言，加熱器82a~82g於平板玻璃SG之流動方向及平板玻璃SG之寬度方向配置複數個。更具體而言，於平板玻璃SG之流動方向上配置7個加熱器，於平板玻璃之寬度方向上配置3個加熱器。配置於寬度方向之3個加熱器分別對平板玻璃SG之中央區域CA與平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L進行熱處理。中央區域CA係 包含中心部C且較平板玻璃SG之兩側部(邊緣部、端部)R、L更靠平板玻璃SG之寬度方向內側的區域，且係平板玻璃SG之寬度方向之寬度中之自平板玻璃SG之寬度方向之中心起寬度之一半之例如85%以內之範圍之區域。加熱器82a~82g係藉由下述控制裝置91而控制輸出。藉此，控制通過冷卻腔室80內部之平板玻璃SG附近之環境溫度。藉由利用加熱器82a~82g控制冷卻腔室80內之環境溫度，而對平板玻璃SG進行溫度控制。又，藉由溫度控制，平板玻璃SG自黏性區域經過黏彈性區域推移至彈性區域。如此，藉由加熱器82a~82g之控制，於冷卻腔室80中，平板玻璃SG之溫度自接近緩冷點之溫度被冷卻至接近室溫之溫度(下游區域冷卻步驟)。此處，緩冷點係黏度成為1013泊時之溫度，此處為715.0℃。
再者，於各加熱器82a~82g之附近設置有檢測環境溫度之環境溫度檢測機構(本實施形態中為熱電偶)380。具體而言，將複數個熱電偶380配置於平板玻璃SG之流動方向及平板玻璃SG之寬度方向。熱電偶380分別檢測平板玻璃SG之中心部C之溫度、及平板玻璃SG之側部R、L之溫度。加熱器82a~82g之輸出係基於由熱電偶380檢測出之環境溫度而被控制。
(2-7)切斷裝置
切斷裝置90係將已於冷卻腔室80內被冷卻至接近室溫之溫度之平板玻璃SG切斷為特定之尺寸。切斷裝置90係以特定之時間間隔將平板玻璃SG切斷。藉此，平板玻璃SG成為複數個玻璃板PG。切斷裝置90由切斷裝置驅動馬達392(參照圖5)驅動。
(2-8)控制裝置
控制裝置91包括CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)及硬碟等，對玻璃板之製造裝置100中所包含 之各種機器進行控制。
具體而言，如圖5所示，控制裝置91接收玻璃基板之製造裝置100中所包含之各種感測器(例如熱電偶380)或開關(例如主電源開關381)等之信號，對溫度調整單元60、加熱器82a~82g、冷卻輥驅動馬達390、下拉輥驅動馬達391、切斷裝置驅動馬達392等進行控制。
(3)溫度管理
於本實施形態之玻璃基板之製造方法中，成形步驟S3包括複數個成形步驟S31、S32。具體而言，沿著平板玻璃SG之流動方向，依序執行第1成形步驟S31、第2成形步驟S32。
又，於成形步驟S3中，進行平板玻璃SG之流動方向及寬度方向之溫度管理。溫度管理係基於複數個溫度分佈TP1、TP2(參照圖6)而進行。溫度分佈TP1、TP2係有關平板玻璃SG附近之環境溫度之沿著平板玻璃SG之寬度方向之溫度分佈。換言之，溫度分佈TP1、TP2為目標溫度分佈。即，溫度管理係以實現複數個溫度分佈TP1、TP2之方式進行。溫度管理係使用上述冷卻輥51、溫度調整單元60而進行。
平板玻璃SG之溫度係藉由控制平板玻璃SG附近之環境溫度而加以管理。此處，平板玻璃SG之溫度與藉由冷卻輥51及溫度調整單元60而加以控制之環境溫度為基本上相同之值。
進而，各成形步驟S31、S32係藉由一面以特定之冷卻速度將平板玻璃SG冷卻一面成形，而進行平板玻璃SG之流動方向之溫度管理。此處，特定之冷卻速度係指與各成形步驟S31、S32對應之冷卻速度。具體而言，成形步驟S31、S32之平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L之冷卻速度中之第1成形步驟之冷卻速度(第1冷卻速度)較第2成形步驟之冷卻速度(第2冷卻速度)慢，例如第1冷卻速度為8.3℃/秒以下，第2冷卻速度為8.3℃/秒~17.5℃/秒。
又，於本實施形態之成形步驟S3中，將平板玻璃SG之中心部C之 冷卻速度(中心部冷卻速度)與平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L之冷卻速度(側部冷卻速度)設定為不同之速度。中心部冷卻速度係基於平板玻璃SG之中心部C之溫度變化之量、及溫度變化所需之時間而算出。側部冷卻速度係基於平板玻璃SG之側部R、L之溫度變化量、及溫度變化所需之時間而算出。
以下，參照圖6及圖7，對各成形步驟S31、S32中之平板玻璃SG之溫度管理進行詳細說明。圖6表示平板玻璃SG之特定之高度位置之溫度分佈。圖7表示平板玻璃SG(0.2mm~0.4mm)之冷卻速度。
(3-1)第1成形步驟
第1成形步驟S31係對在成形體41之正下方合流之熔融玻璃(平板玻璃SG)進行冷卻直至該熔融玻璃(平板玻璃SG)到達不與冷卻輥51接觸之冷卻輥51之上端為止之步驟。具體而言，於第1成形步驟中，以側部(邊緣部、端部)R、L之黏度維持與軟化點對應之黏度以上之方式，將約1,100℃~1,200℃之平板玻璃SG之側部以冷卻速度8.3℃/秒以下進行冷卻(參照圖7)。
於第1成形步驟S31中，基於第1溫度分佈TP1而進行平板玻璃SG之溫度管理。以下，對在第1成形步驟S31中執行之溫度分佈TP1、及第1成形步驟之冷卻速度(第1冷卻速度)進行詳細說明。
(3-1-1)第1溫度分佈
第1溫度分佈TP1係於成形體41之下端部41a之下游區域，在平板玻璃SG之最上游側實現之溫度分佈(參照圖6)。第1溫度分佈TP1中，平板玻璃SG之中央區域CA之溫度均勻，平板玻璃SG之側部R、L較平板玻璃SG之中央區域CA溫度低。此處，所謂中央區域CA之溫度均勻係指中央區域CA之溫度包含於特定之溫度區域。所謂特定之溫度區域係基準溫度±20℃之範圍。基準溫度係中央區域CA之寬度方向之平均溫度。
第1溫度分佈TP1係藉由控制溢出腔室20內及成形腔室30內之溫度調整單元60而實現。具體而言，利用溫度調整單元60(側部冷卻單元64、65)而將平板玻璃SG之側部R、L冷卻。平板玻璃SG之側部R、L之溫度冷卻為較中央區域CA之溫度低特定溫度之溫度。於第1溫度分佈TP1中，藉由使中央區域CA之溫度均勻，而使平板玻璃SG之中央區域CA之板厚變得均勻。又，藉由相比中央區域CA而進一步冷卻平板玻璃SG之側部R、L，而使平板玻璃SG之側部R、L之黏度較中央區域CA高。其原因在於，若平板玻璃SG之側部R、L之黏度較中央區域CA高，則能夠抑制平板玻璃SG於寬度方向上收縮。又，於第1溫度分佈TP1中，相比第2溫度分佈TP2而更緩慢地冷卻平板玻璃SG之側部R、L。藉由抑制平板玻璃SG之側部R、L之冷卻量，能夠抑制於成形體41之下端部41a合流並貼合之側部R、L被剝落而分離。
第1成形步驟S31中之第1中心部冷卻速度為5.0℃/秒~50.0℃/秒。若冷卻速度低於5.0℃/秒，則生產性變差。若冷卻速度超過50℃/秒，則有平板玻璃SG產生碎裂之情形。又，平板玻璃SG之翹曲值及板厚偏差變差。較佳為，第1成形步驟S31中之中心部冷卻速度為8.0℃/秒~16.5℃/秒。又，第1成形步驟S31中之第1冷卻速度為8.3℃/秒以下。
(3-2)第2成形步驟
第2成形步驟S32係對側部(邊緣部、端部)R、L之黏度維持與軟化點對應之黏度以上之平板玻璃SG進行冷卻直至該平板玻璃SG到達中央區域CA之溫度成為緩冷點以上之溫度區域為止之步驟(參照圖7)。具體而言，在第2成形步驟S32中，以平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L之黏度成為109.0 poise以上之方式，將側部R、L於冷卻速度8.3℃/秒~17.5℃/秒之範圍冷卻(參照圖7)。
於第2成形步驟S32中，基於第2溫度分佈TP2而進行平板玻璃SG 之溫度管理。以下，對在第2成形步驟S32中執行之溫度分佈TP2、及第2成形步驟之冷卻速度(第2冷卻速度)進行詳細說明。
(3-2-1)第2溫度分佈
第2溫度分佈TP2係於較平板玻璃SG與冷卻輥51接觸之冷卻輥51之上端更靠下游側實現之溫度分佈(參照圖6)。第2溫度分佈TP2與第1溫度分佈TP1同樣地，平板玻璃SG之中央區域CA之溫度均勻，平板玻璃SG之側部R、L之溫度低於平板玻璃SG之中央區域CA。
第2溫度分佈TP2係藉由控制成形腔室30內之溫度調整單元60而實現。具體而言，利用溫度調整單元60(側部冷卻單元64、65)而將平板玻璃SG之側部R、L冷卻。平板玻璃SG之側部R、L之溫度冷卻為較中央區域CA之溫度低特定溫度之溫度。於第2溫度分佈TP2中，使中央區域CA之溫度均勻。又，相比中央區域CA使冷卻平板玻璃SG之側部R、L之冷卻量更大。若平板玻璃SG之側部R、L之黏度高於中央區域CA，則能夠抑制平板玻璃SG於寬度方向上收縮。又，於第2溫度分佈TP2中，將平板玻璃SG之側部R、L以較第1溫度分佈TP1中之側部R、L之冷卻速度更快之冷卻速度冷卻。藉由增加平板玻璃SG之側部R、L之冷卻量，而提高側部R、L之黏度，能夠抑制平板玻璃SG於寬度方向上收縮。
第2成形步驟S32中之第2中心部冷卻速度為5.0℃/秒~50.0℃/秒。若冷卻速度低於5.0℃/秒，則生產性變差。若冷卻速度超過50℃/秒，則有平板玻璃SG產生碎裂之情形。又，平板玻璃SG之翹曲值及板厚偏差變差。較佳為，第2成形步驟S32中之中心部冷卻速度為8.0℃/秒~16.5℃/秒。又，第2成形步驟S32中之第2冷卻速度為5.5℃/秒~52.0℃/秒。較佳為，第2冷卻速度為8.3℃/秒~17.5℃/秒。
再者，於第1溫度分佈TP1及第2溫度分佈TP2中，亦能夠以中央區域CA之中心部C之溫度最高且邊緣部R、L之溫度最低之方式，自 中心部C朝向邊緣部R、L形成梯度(溫度梯度)。換言之，第1溫度分佈TP1及第2溫度分佈TP2亦可形成上方具有凸部之平緩之拋物線。此處，所謂溫度梯度係指中心部C之環境溫度減邊緣部R、L之環境溫度所得之值除以平板玻璃SG之寬度W(例如1650mm，參照圖6)除以2所得之值而得之結果((中心部C之環境溫度-邊緣部R、L之環境溫度)/(平板玻璃之寬度W/2))。
於本實施形態中，於自成形體41之下端部41a至冷卻輥51之上端之第1溫度區域、及自冷卻輥51之上端至平板玻璃SG之中心部C之溫度成為緩冷點以上之第2溫度區域中，使第1溫度區域中之平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L之冷卻速度較第2溫度區域中之平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L之冷卻速度慢。於平板玻璃SG之側部之溫度高之成形體41之下端部41a附近，減慢端部之冷卻速度以防止急冷，由此能夠抑制合流並貼合之端部彼此被剝離，且於冷卻輥51之下游側，加快端部之冷卻速度以將端部急冷，由此能夠抑制平板玻璃SG於寬度方向上收縮。
[實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明。再者，本發明並不限定於以下實施例。
(實施例1)
使用上述玻璃基板之製造裝置100及玻璃基板之製造方法，於以下條件下製造玻璃基板。玻璃之組成(質量%)中，各成分之含有率為60%之SiO2、17%之Al2O3、10%之B2O3、3%之CaO、3%之SrO、及1%之BaO。玻璃之液相溫度為1,100℃，液相黏度為2.5×105 poise。玻璃之緩冷點為715.0℃，應變點為661℃。又，平板玻璃SG之寬度為1600mm。進而，一面滿足該等條件，一面分別製造不同厚度(0.2mm、0.3mm、0.4mm)之平板玻璃SG。
使第1成形步驟S31中之第1冷卻速度、第2成形步驟S32中之第2冷卻速度變化，以目視確認側部R、L有無剝離，上述第1成形步驟S31係將成形分別具有0.4mm、0.3mm、0.2mm之板厚之平板玻璃SG時之平板玻璃SG之側部(邊緣部、端部)R、L進行冷卻。將其結果示於表1。
如表1所示，藉由將第1冷卻速度設定為未達8.3℃/秒且將第2冷卻速度設定為8.3℃/秒~17.5℃/秒，即便係板厚為0.2~0.4mm之平板玻璃SG，亦可防止側部剝離。另一方面，於第1冷卻速度遠快於第2冷卻速度之情形時(比較例1~9)，產生側部之剝離。又，於第1冷卻速 度<第2冷卻速度之情形時，當第1冷卻速度為8.3℃/秒以上時(實施例5、10、15)或第2冷卻速度未達8.3℃/秒時(實施例4、9、14)，於側部之一部分產生剝離。於此情形時，於側部之一部分產生剝離，但由於並非比較例所示之完全剝離，因此於玻璃基板之製品區域未產生剝離，從而克服了先前之問題。根據上述內容，可確認即便係以第1冷卻速度<第2冷卻速度之方式對側部進行冷卻，亦可抑制端部彼此剝離。
根據以上結果，可確認藉由使對自成形體41之下端41a開始且於一對冷卻輥51之上游位置之側部R、L進行冷卻之第1冷卻速度未達8.3℃/秒，且使對一對冷卻輥51之下游且平板玻璃SG之寬度方向中央區域C之溫度成為緩冷點以上之溫度區域中之側部R、L進行冷卻之第2冷卻速度為8.3℃/秒~17.5℃/秒，而可更佳地防止側部剝離。
以上，基於圖式對本實施形態進行了說明，但具體構成並不限定於上述實施形態，可於不脫離發明之主旨之範圍內進行變更。
20‧‧‧溢出腔室
30‧‧‧成形腔室
C‧‧‧中心部
CA‧‧‧中央區域
L‧‧‧側部
R‧‧‧側部
S31‧‧‧第1成形步驟
S32‧‧‧第2成形步驟
TP1‧‧‧第1溫度分佈
TP2‧‧‧第2溫度分佈
W‧‧‧寬度

Claims (6)

  1. 一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：藉由下拉法使熔融玻璃自成形體溢出而成形為平板玻璃，一面將上述平板玻璃向流下方向拉伸一面進行冷卻，由此製造玻璃基板；且上述平板玻璃具有寬度方向之端部及上述端部所夾之寬度方向中央區域，且於與具有厚於上述寬度方向中央區域之板厚之厚度之上述端部對向之位置，使一對輥與上述端部接觸，上述平板玻璃以上述端部之黏度成為較上述寬度方向中央區域之黏度高之方式冷卻，對自上述成形體之下端開始於上述一對輥之上游位置之上述端部進行冷卻之第1冷卻速度，較對上述一對輥之下游且上述寬度方向中央區域之溫度成為緩冷點以上之溫度區域之上述端部進行冷卻之第2冷卻速度慢，且上述第2冷卻速度係17.5℃/秒以下。
  2. 如請求項1之玻璃基板之製造方法，其中以將上述成形體之下端之上述端部之黏度設為未達105.7Poise，將上述成形體之下端之上述端部之黏度維持與軟化點對應之黏度以上之方式，以未達8.3℃/秒之上述第1冷卻速度對上述端部進行冷卻，且以8.3℃/秒~17.5℃/秒之範圍之上述第2冷卻速度進行冷卻。
  3. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中上述寬度方向中央區域之板厚成形為0.4mm以下。
  4. 如請求項1或2之玻璃基板之製造方法，其中以將上述成形體之下端之上述寬度方向中央區域之黏度設為 120000Poise以下之方式進行冷卻。
  5. 如請求項3之玻璃基板之製造方法，其中以將上述成形體之下端之上述寬度方向中央區域之黏度設為120000Poise以下之方式進行冷卻。
  6. 一種玻璃基板之製造裝置，其特徵在於：其係藉由下拉法使熔融玻璃自成形體溢出而成形為平板玻璃，一面將上述平板玻璃向流下方向拉伸一面進行冷卻，由此製造玻璃基板者；且具備：上述成形體、及一對輥，配置於與具有厚於上述平板玻璃之寬度方向之端部所夾之寬度方向中央區域之板厚之厚度之上述端部對向之位置，且與上述端部接觸，上述平板玻璃以上述端部之黏度成為較上述寬度方向中央區域之黏度高之方式冷卻，對自上述成形體之下端開始於上述一對輥之上游位置之上述端部進行冷卻之第1冷卻速度，較對上述一對輥之下游且上述寬度方向中央區域之溫度成為緩冷點以上之溫度區域之上述端部進行冷卻之第2冷卻速度慢，且上述第2冷卻速度係17.5℃/秒以下。
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