WO2014157349A1 - ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 - Google Patents

ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014157349A1
WO2014157349A1 PCT/JP2014/058563 JP2014058563W WO2014157349A1 WO 2014157349 A1 WO2014157349 A1 WO 2014157349A1 JP 2014058563 W JP2014058563 W JP 2014058563W WO 2014157349 A1 WO2014157349 A1 WO 2014157349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass
molten glass
heating
glass substrate
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/058563
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲郎 君嶋
次伸 村上
Original Assignee
AvanStrate株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AvanStrate株式会社 filed Critical AvanStrate株式会社
Priority to KR1020147012940A priority Critical patent/KR101641806B1/ko
Priority to JP2014514647A priority patent/JP5864734B2/ja
Priority to CN201480000438.8A priority patent/CN104302584B/zh
Publication of WO2014157349A1 publication Critical patent/WO2014157349A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets
    • C03B17/064Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225Refining
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235Heating the glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/40Heating processes for glass melting in glass melting furnaces using oxy-fuel burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the glass substrate used for the display panel is of high quality.
  • a glass substrate having a small thermal shrinkage is required so that a dimensional change hardly occurs in a glass substrate heat-treated at a high temperature during a panel manufacturing process.
  • the glass substrate used in the liquid crystal display panel does not contain an alkali metal oxide containing Li 2 O, Na 2 O, K 2 O from the viewpoint of preventing characteristic deterioration of TFT (Thin Film Transistor), Even if it contains, the glass which hardly contains is used.
  • the glass of the glass composition with a high strain point is utilized compared with the conventional glass composition (patent document 1).
  • the known glass (patent document 2) which does not contain the above-mentioned alkali metal oxide or hardly contains it is generally compared with an alkali glass which does not have any problem even if it contains an alkali metal oxide.
  • the melting temperature of glass is high and it is hard to melt.
  • the molten glass temperature in the melting step is made higher than that of the alkali glass in order to sufficiently melt the glass raw material and prevent the unmelted material that becomes a defect of the glass substrate from flowing out to the subsequent step. There was a need.
  • the manufacturing method of the glass substrate is: In the melting tank, the temperature at which the viscosity is 10 2.5 poise, including tin oxide, using combustion heating in the gas phase using combustion means and energization heating performed by passing an electric current through the molten glass A melting step of melting the glass raw material so that the glass becomes 1580 ° C. or higher, A refining step of refining the molten glass using a redox reaction of tin oxide, The combustion heating and the energization heating are performed such that a ratio of a heat generation amount by the combustion heating to a heat generation amount by the energization heating is 1.0 or more and 2.8 or less.
  • the manufacturing method of the glass substrate is: In the melting tank, the temperature at which the viscosity is 10 2.5 poise, including SnO 2 , using combustion heating in the gas phase using combustion means and energization heating performed by passing an electric current through the molten glass Including a melting step of melting the glass raw material so that the glass is 1580 degrees or more, The combustion heating and the energization heating are performed such that a ratio of a heat generation amount by the combustion heating to a heat generation amount by the energization heating is 1.5 or more and 2.8 or less.
  • the manufacturing method of the glass substrate is: In a melting tank, by using combustion heating in a gas phase using a combustion means and energization heating performed by passing a current through the molten glass, a glass containing tin oxide and having a strain point of 680 ° C. or higher is obtained.
  • a melting process for melting glass raw material into A refining step of refining the molten glass using a redox reaction of tin oxide The combustion heating and the energization heating are performed such that a ratio of a heat generation amount by the combustion heating to a heat generation amount by the energization heating is 1.0 or more and 2.8 or less.
  • Form 10 The method for producing a glass substrate according to Form 9, wherein the content of B 2 O 3 is 0 to 10 mol%, or 0 to 5 mol%.
  • the manufacturing method of the glass substrate is: In the melting tank, the temperature at which the viscosity is 10 2.5 poise, including tin oxide, using combustion heating in the gas phase using combustion means and energization heating performed by passing an electric current through the molten glass A melting step of melting the glass raw material so that the glass becomes 1500 ° C. or higher, A refining step of refining the molten glass using a redox reaction of tin oxide, The combustion heating and the energization heating are performed such that a ratio of a heat generation amount by the combustion heating to a heat generation amount by the energization heating is 1.0 or more and 3.4 or less.
  • the ratio of the calorific value by the combustion heating to the calorific value by the electric heating is 1
  • the glass substrate manufacturing apparatus is characterized in that the combustion heating and the energization heating are performed so as to be 0.0 or more and 2.8 or less.
  • the melting step (ST1) is performed in a melting tank.
  • a glass raw material is put into the melting tank and melted by heating to produce a molten glass containing tin oxide.
  • this molten glass is a high-temperature-viscosity molten glass having a temperature of 1580 ° C. or higher when the viscosity is 10 2.5 poise.
  • it is a molten glass used as the glass whose strain point (viscosity is a temperature corresponding to 10 14.5 dPa ⁇ sec) is 680 ° C. or higher.
  • it is a high-temperature-viscosity molten glass having a temperature of 1500 ° C.
  • a clarification tank By passing a constant current between a metal flange (not shown) of the glass supply pipe 104 and the metal flange 102a of the clarification tank 102 and energizing and heating the platinum or platinum alloy pipe of the glass supply pipe 104, a clarification tank is further obtained.
  • the molten glass MG is heated by flowing a constant current between the metal flange 102a of 102 and the metal flange 102b of the clarification tank 102, so that the temperature T4 at which tin oxide releases oxygen rapidly from the temperature T3 ( For example, it is 1630 ° C.
  • the calorific value ratio which is the ratio of the calorific value by combustion heating to the calorific value by electric heating, is 1.0 or more and 3.4 or less
  • Combustion heating and energization heating are preferably performed so as to be 1.5 to 3.4.
  • a glass substrate used for a high-definition display is made of glass having a high temperature viscosity of 1580 ° C. or higher when the viscosity is 10 2.5 poise, or glass having a strain point of 680 ° C. or higher.
  • a heating value ratio which is a ratio of a heating value by combustion heating to a heating value by current heating, is 1.0 to 2.8, preferably 1.5 to 2.8.
  • electric heating is performed.
  • Combustion heating and current heating are performed so that the heating value ratio is 1.0 or more and 3.4 or less, and preferably 1.5 or more and 3.4 or less.
  • Such heating is realized by controlling the supply amount of the combustion gas and the supply amount of the current by a control signal from the computer 122 or by an operator setting.
  • the bottom wall 110c is electrically heated.
  • the amount of heat generated by is increased. Due to the increase in the calorific value of the bottom wall 110c, heat is generated due to the heat insulation characteristics of the bottom 126 of the melting tank 101. This heat weight may weaken the mechanical strength of the refractory bricks at the bottom 126 and cause thermal creep, which may deform the bottom 126. Furthermore, there is a possibility that the temperature of the refractory brick exceeds the heat resistance temperature and is melted by the heat.
  • the heating ratio is set to 1.0 to 3.4, preferably 1.5 to 3.4, and the melting tank is heated, oxygen is removed from the tin oxide in the melting process. Release into the phase space can be suppressed. For this reason, the defoaming process in a clarification process can be performed effectively. Further, since heating is performed with a calorific value ratio of 1.0 to 3.4, preferably 1.5 to 3.4, that is, heating is performed while balancing the calorific value of energization heating and combustion heating, The temperature of the molten glass can be increased while suppressing the release of oxygen from the tin oxide therein to the gas phase space. *
  • the calorific value ratio is 1.0 to 2.8, more preferably 1.5 to 2.8, so that the calorific value ratio is outside the above range.
  • the strain point of the molten glass forming the glass substrate of the present embodiment may be 650 ° C. or higher, more preferably 660 ° C. or higher, even more preferably 680 ° C. or higher, and 720 ° C. or higher. Is particularly preferred. Moreover, since the glass having a high strain point tends to increase the temperature of the molten glass at a viscosity of 10 2.5 poise, the effect of the present embodiment becomes remarkable. Further, the higher the strain point, the more the thermal shrinkage at the time of panel production can be reduced. Therefore, it is suitable as a glass substrate for LTPS / TFT display and organic EL display which are high definition displays.
  • the thermal contraction rate of the glass substrate is preferably 0 to 20 ppm, more preferably 0 to 10 ppm, and further preferably 0 to 5 ppm.
  • a heat shrinkage rate can be obtained by the following formula after performing a heat treatment with a temperature raising / lowering rate of 10 ° C./min and holding at 4500 ° C. for 1 hour with respect to the glass substrate.
  • Thermal shrinkage (ppm) ⁇ Shrinkage amount of glass before and after heat treatment / Glass length before heat treatment ⁇ ⁇ 10 6
  • the amount of heat generated by the electric heating was obtained by measuring the current flowing through the electrode pair 114 and the voltage between the electrode pair 114 to determine the amount of heat generated per day in the electric heating in the melting tank 110.
  • the number of bubbles and the number of undissolved component defects of the produced glass substrate were visually counted.
  • the number of bubbles in Table 1 below is shown as a ratio when the number of bubbles in Example 1 is 1. The larger the ratio, the greater the number of bubbles.
  • the erosion amount of the melting tank after using the melting tank for the melting process was specified, and the melting tank life was evaluated in three stages of levels A, B, and C.
  • Level A has an extremely low erosion amount and a very long melting bath life
  • Level B has an erosion amount but the melting bath life is an acceptable level
  • level C has a large amount of erosion and the melting bath life is short and not acceptable , That means.
  • the glass substrate was manufactured by the method similar to Experimental example 1 using the glass composition 2 different from the glass composition used for Experimental example 1.
  • FIG. The glass composition of Experimental Example 2 was as follows. SiO 2 66.6 mol%, Al 2 O 3 10.6 mol%, B 2 O 3 11.0 mol%, Total amount of MgO, CaO, SrO and BaO 11.4 mol%.
  • the distortion point of the manufactured glass substrate was 660 degreeC, and the specific resistance in 1550 degreeC molten glass was 165 ohm * cm.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

 ガラス基板の製造方法は、熔解槽において、燃焼手段による気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、難熔なガラスとなるようにガラス原料を熔解する工程と、酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含む。前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う。粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなる熔融ガラスを作る場合、前記発熱量の比を、1.0以上2.8以下とする。

Description

ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置
 本発明は、ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法及びこの製造方法を行うガラス基板製造装置に関する。
 近年、ディスプレイパネルの分野では、画質の向上のために画素の高精細化が進んでいる。この高精細化の進展に伴って、ディスプレイパネルに用いるガラス基板にも高品質であることが望まれている。例えば、パネルの製造工程中に、高温に熱処理されたガラス基板において寸法変化が生じ難いように、熱収縮の小さいガラス基板が求められている。また、液晶ディスプレイパネルに用いられるガラス基板には、TFT(Thin Film Transistor)の特性劣化を防止する観点から、Li2O,Na2O,K2Oを含むアルカリ金属酸化物を含有しないか、含有しても殆ど含有しないガラスが用いられる。
 一般に、上述のガラス基板の熱収縮は、ガラスの歪点が高いほど小さくなる。また、ガラス基板の熱収縮は、ガラス基板の製造工程中の徐冷速度を小さくするほど小さくなることが知られている。そのため、同じガラス組成であっても、徐冷速度を十分に小さくすることによって、熱収縮を求められるレベルまで低減することは可能である。特に、熔融ガラスからフロート法でガラス基板を製造する場合、徐冷炉を長くして徐冷速度を小さくすることは比較的容易にできるが、ダウンドロー法を用いてガラス基板を製造する場合、徐冷炉を長くすることは設備上あるいは操業操作上の点から難しい。このため、熱収縮に対する要求に答えるガラス基板をダウンドロー法で製造するには、従来のガラス組成に比べて歪点の高いガラス組成のガラスが利用されている(特許文献1)。
 また、上述のアルカリ金属酸化物を含有しないか、含有しても殆ど含有しない公知のガラス(特許文献2)は、一般的に、アルカリ金属酸化物を含有しても支障のないアルカリガラスと比較して、ガラスの熔融温度は高く、難熔性である。このようなガラスを用いる場合、ガラス原料を十分に熔解して、ガラス基板の欠点となる未熔解物が後工程に流出することを防ぐために、熔融工程における熔融ガラス温度をアルカリガラスよりも高くする必要があった。
特開2010-6649号公報 特開2010-235444号公報
 しかし、歪点が高くなるようにガラス組成を調整すると、高温域(例えば、1,500℃以上の温度)での粘度が高くなり、難熔性のガラスとなる。高温域での熔融ガラスの粘度が高くなると、ガラス原料を十分に熔解して、ガラス基板の欠点となる未熔解物が後工程に流出することを防ぐためには、熔融工程における熔融ガラス温度を従来よりも高くする必要があった。
 一般に、熔解槽においてガラス原料から熔融ガラスをつくる場合、熔解槽内の気相空間では、例えば燃焼ガスを用いたバーナーによる加熱によって気相温度を高温化して熔解槽の壁の温度を高くし、この壁からの輻射熱により投入したガラス原料を熔解させる。さらに、熔解槽では、熔解してできる熔融ガラスを、上記輻射熱により加熱するとともに、熔解槽の液相にある電極対を介して通電加熱を行うことにより、熔融ガラスを所望の温度及び粘度にすることが行われる。
 ところが、上記熔解工程における熔融ガラスの温度を高くすると、本来は清澄工程において泡を発生させて脱泡を促進させる清澄剤が、熔融工程において熔融ガラスの液面に浮遊した状態で酸素を発生し、この酸素を熔融ガラス外に放出させる。このため、清澄剤の清澄能力が低下し、清澄工程において十分に泡を減少させることができないという問題があった。
 また、アルカリ金属酸化物を含有しないか、含有しても殆ど含有しない難熔性のガラスのガラス基板を製造する場合、熔融ガラスをつくる熔融工程において熔融ガラスの温度を高くしすぎると、本来は清澄工程において泡を発生させて脱泡を促進させる清澄剤が、熔融工程において泡を発生させ、この泡が熔融ガラス外に放出てしまう。このため、清澄工程において十分に泡を減少させることができないという問題があった。
 また、近年、下記事情から、上記泡の問題がより顕著になってきた。
・環境問題の観点から、清澄効果の大きいAs23ではなく、清澄効果がAs23対比で劣る酸化錫を使用するため、清澄工程において十分な脱泡が行われず、泡の問題が顕著になってきた。
・高温域での熔融ガラスの粘度が高いので、清澄工程における泡の浮上速度が遅くなる。このため、清澄工程において十分な脱泡が行われず、泡の問題が顕著になってきた。
 そこで、本発明は、難熔性のガラスを用いてガラス基板を製造する場合であっても、未熔解物の発生を低減しつつ、清澄剤の効果を十分に発揮させることで泡の発生を低減することができるガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置を提供することを目的とする。
 本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法であり、以下の形態を含む。
 (形態1)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程と、
 酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態2)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、SnO2を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580度以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.5以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態3)
 前記ガラス基板は、歪点が680℃以上である、形態1または2に記載のガラス基板の製造方法。
 (形態4)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、歪点が680℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程と、
 酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態5)
 前記清澄工程における前記熔融ガラスの最高温度は、前記熔解槽における前記熔融ガラスの最高温度に比べて高い、形態1~4のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態6)
 前記熔解槽の気相空間を覆う天井面の迫部の温度は、1610℃以下である、形態1~5のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態7)
 前記ガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、0モル%以上0.4モル%以下である、形態1~6のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態8)
 前記ガラス基板は、SiO2、Al23、B23、及びRO(Rは、Mg、Ca、Sr及びBaのうち前記ガラス基板に含有される全元素)を少なくとも含み、B23の含有率が0~7モル%である、形態1~7のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態9)
 前記ガラス基板は、SiO2、Al23、B23、及びRO(ROは、MgO、CaO、SrO及びBaOの合量)のうち前記ガラス基板に含有される全元素)を少なくとも含む、形態1~8のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態10)
 B23の含有率は、0~10モル%である、あるいは、0~5モル%である、形態9に記載のガラス基板の製造方法。
 (形態11)
 SiO2の含有率は、68~75モル%である、形態9または10に記載のガラス基板の製造方法。
 (形態12)
 前記ガラス基板は、B23及びRO(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)を含み、かつ、SiO2及びAl23のいずれか1つを含み、モル比((2×SiO2)+Al23)/((2×B23)+RO)は4.5以上である、形態9~11のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態13)
 前記ガラス基板は、MgO、CaO、SrO、及びBaOの少なくともいずれか含み、モル比(BaO+SrO)/RO(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)は0.1以上である、形態1~12のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態14)
 前記ガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、0モル%以上0.4モル%以下である形態1~13のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 なお、本明細書では、アルカリ金属酸化物の含有率とは、Li2O,Na2O及びK2Oの含有率の合量を示す。
 (形態15)
 前記ガラス基板を構成するガラスの、1550℃の熔融ガラスにおける電気抵抗率(以降、比抵抗ともいう)が100Ω・cm以上である形態1~14のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態16)
 前記ガラス基板は、
SiO2を60~80モル%、Al23を10~20モル%、B23を0~10モル%、ROを0~17モル%(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)を含有する、形態1~15のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態17)
 前記ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板であってもよい。また、前記ガラス基板は、LTPS(Low Temperature Poly-Silicon)・TFT(Thin Film Transistor)ディスプレイ用ガラス基板、あるいは、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ用のガラス基板である、形態1~16のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態18)
 前記清澄工程は、前記熔解工程の後、2℃/分以上の昇温速度で前記熔融ガラスの温度を1630℃以上に昇温させることにより前記熔融ガラス中に泡を生成させて脱泡を行う脱泡処理と、前記脱泡処理の後、前記熔融ガラスを降温させることにより、前記熔融ガラス中の泡を前記熔融ガラスに吸収させる吸収処理と、を含む形態1~17のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態19)
 前記脱泡処理は、2.5℃/分以上の昇温速度で前記熔融ガラスの温度を1630℃以上に昇温させる、形態18に記載のガラス基板の製造方法。
 (形態20)
 前記清澄工程は、前記熔融ガラスの温度を1630℃以上に昇温させることにより前記熔融ガラス中に泡を生成させて脱泡を行う脱泡処理と、前記脱泡処理の後、前記熔融ガラスを1600℃から1500℃の温度範囲で2℃/分以上の降温速度で降温させることにより、前記熔融ガラス中の泡を前記熔融ガラスに吸収させる吸収処理と、を含む、形態1~19のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
 (形態21)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%であるガラス基板となるように調合されたガラス原料を熔解する熔解工程と、
 酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態22)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%であるガラス基板となるように調合されたガラス原料を熔解する熔解工程を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.5以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態23)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程と、
 酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態24)
 ガラス基板の製造方法は、
 熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程を含み、
 前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.5以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とする。
 (形態25)
 気相空間を有し、熔融ガラスを貯留する熔解槽本体と、
 前記気相空間中で燃焼加熱をして、ガラス原料及び/又は前記溶融ガラスを加熱する燃焼手段と、
 前記ガラス原料及び/又は前記熔融ガラスを通電加熱するために熔融ガラスと接する壁に設けられた電極対と、
 前記熔融ガラスに含まれる酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄槽と、を備え、
 粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなるように前記燃焼加熱と前記通電加熱とを用いて前記熔融ガラスをつくるとき、前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比を、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱及び前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
 (形態26)
 気相空間を有し、熔融ガラスを貯留する熔解槽本体と、
 前記気相空間中で燃焼加熱をして、ガラス原料及び/又は前記溶融ガラスを加熱する燃焼手段と、
 前記ガラス原料及び/又は前記熔融ガラスを通電加熱するために熔融ガラスと接する壁に設けられた電極対と、
 前記熔融ガラスに含まれる酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄槽と、を備え、
 歪点が680℃以上であるガラスとなるように前記燃焼加熱と前記通電加熱とを用いて前記熔融ガラスをつくるとき、前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比を、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱及び前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
 (形態27)
 気相空間を有し、熔融ガラスを貯留する熔解槽本体と、
 前記気相空間中で燃焼加熱をして、ガラス原料及び/又は前記溶融ガラスを加熱する燃焼手段と、
 前記ガラス原料及び/又は前記熔融ガラスを通電加熱するために熔融ガラスと接する壁に設けられた電極対と、
 前記熔融ガラスに含まれる酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄槽と、を備え、
 アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%であるガラス基板となるように前記燃焼加熱と前記通電加熱とを用いて前記熔融ガラスつくるとき、前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比を、1.0以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱及び前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
 (形態28)
 気相空間を有し、熔融ガラスを貯留する熔解槽本体と、
 前記気相空間中で燃焼加熱をして、ガラス原料及び/又は前記溶融ガラスを加熱する燃焼手段と、
 前記ガラス原料及び/又は前記熔融ガラスを通電加熱するために熔融ガラスと接する壁に設けられた電極対と、
 前記熔融ガラスに含まれる酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄槽と、を備え、
粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上であるガラスとなるように前記燃焼加熱と前記通電加熱とを用いて前記熔融ガラスつくるとき、前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比を、1.0以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱及び前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
 上記形態のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置によれば、難熔なガラスを用いてガラス基板を製造する場合であっても、未熔解物の発生を低減しつつ、清澄剤の効果を十分に発揮させることで泡の発生を低減することができる。
本実施形態のガラス基板の製造方法のフローを示す図である。 本実施形態における熔解工程~切断工程を行うガラス基板製造装置の一例を模式的に示す図である。 本実施形態における熔解工程から成形工程に至る熔融ガラスの温度履歴の好ましい形態の例を説明する図である。 本実施形態のガラス基板製造装置に用いる清澄槽の一例を説明する図である。 本実施形態のガラス基板の製造方法に用いる熔解槽の熔解槽本体とその周辺の構造の概略を説明する斜視図である。 図5に示す熔解槽の断面を説明する図である。
 以下、本実施形態のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置について説明する。
 (ガラス基板の製造方法の全体概要)
 図1は、本実施形態のガラス基板の製造方法のフローを示す図である。
 ガラス基板の製造方法は、熔解工程(ST1)と、清澄工程(ST2)と、均質化工程(ST3)と、供給工程(ST4)と、成形工程(ST5)と、徐冷工程(ST6)と、切断工程(ST7)と、を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有する。
 熔解工程(ST1)は熔解槽で行われる。熔解槽では、ガラス原料を、熔解槽に投入し、加熱することにより熔解して、酸化錫を含む熔融ガラスをつくる。この熔融ガラスは、ある形態では、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上である高温粘性の高い熔融ガラスである。また、別の形態では、歪点(粘度が1014.5dPa・秒に相当する温度)が680℃以上であるガラスとなる熔融ガラスである。さらに、別の実施形態では、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上である高温粘性の高い熔融ガラスである。別の形態では、アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%であるガラス基板となる熔融ガラスである。このような溶融ガラスができるようにガラス原料は予め調合される。さらに、熔解槽の内側側壁の1つの底部に設けられた流出口から熔解槽に貯留する熔融ガラスを下流工程に向けて流す。
 熔解槽の熔融ガラスの加熱は、例えばバーナーによる燃焼ガスを用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて行われ、これにより所定の粘度の熔融ガラスをつくる。具体的には、投入されたガラス原料は、貯留する溶融ガラスの液面に浮遊し、熔解槽の気相空間あるいはバーナーの火炎からの熱輻射伝熱で加熱され、また、通電加熱された熔融ガラスによって加熱されて、熱分解して熔解される。こうしてできた熔融ガラスはより高温に通電加熱される。また、熔融ガラスは、熔解槽の気相空間の壁面あるいはバーナーの火炎からの熱輻射伝熱でより高温に加熱される。熔融ガラスは清澄剤として、酸化錫を含む。As23,Sb23は、環境負荷の点で熔融ガラス中に実質的に含まれないことが好ましい。実質的に含まれないとは、これらの物質が含まれるとしても、それは不純物としてであり、具体的には、これらの物質は0.1モル%以下であることが好ましい。この点から、清澄剤として少なくとも酸化錫が用いられる。なお、ガラス原料に予め清澄剤が添加されていてもよい。熔解槽では、ガラス原料の溶け残りが流出しないように、ガラス原料が完全に熔解されるとともに、後工程が適切に行われるような所定の粘度になるように、熔融ガラスが加熱される。
 清澄工程(ST2)は、少なくとも清澄槽において行われる。清澄工程では、大気に連通した気相空間を有する清澄槽内で熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれるO2、CO2あるいはSO2を含んだ泡の体積が、清澄剤が還元反応により放出した酸素を吸収して大きくなる。これにより、泡の浮上速度が上昇し、熔融ガラスの液面に泡が浮上することで気相空間に放出される(脱泡処理)。さらに、清澄工程では、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する(吸収処理)。清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。なお、清澄工程では、少なくとも酸化錫を清澄剤として用いる。
 均質化工程(ST3)では、清澄槽から延びる配管を通って供給された攪拌槽内の熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。
 供給工程(ST4)では、攪拌槽から延びる配管を通して熔融ガラスが成形装置に供給される。
 成形装置では、成形工程(ST5)及び徐冷工程(ST6)が行われる。
 成形工程(ST5)では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形は、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。
 徐冷工程(ST6)では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
 切断工程(ST7)では、切断装置において、成形装置から供給されたシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。
 図2は、本実施形態における熔解工程(ST1)~切断工程(ST7)を行うガラス基板製造装置の一例を模式的に示す図である。当該装置は、図2に示すように、主に熔解装置100と、成形装置200と、切断装置300と、を有する。熔解装置100は、熔解槽101と、清澄槽102と、攪拌槽103と、ガラス供給管104,105,106と、を有する。
 図2に示す熔解装置101では、ガラス原料の投入がスクリューフィーダ101aを用いて行われ、このガラス原料の熔解により得られる熔融ガラスMGが所定の粘度になるように熔融ガラスMGは加熱される。清澄槽102では、熔融ガラスMGの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスMGの清澄が行われる。さらに、攪拌槽103では、スターラ103aによって熔融ガラスMGが攪拌されて均質化される。成形装置200では、成形体210を用いたオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスMGからシートガラスSGが成形される。
 図3は、本実施形態における熔解工程から成形工程に至る熔融ガラスの温度履歴の好ましい形態の例を説明する図である。
 熔解槽101では、ガラス原料の投入された時点における温度T1からガラス供給管104に進入する時点における温度T3まで、熔融ガラスMGの温度はなだらかに上昇する温度履歴を有する。なお、図3中、T1<T2<T3であるが、T2=T3あるいは、T2>T3であってもよく、少なくともT1<T3であればよい。
 図4は、清澄槽102の一例を説明する図である。清澄槽102は、例えば、白金又は金合金等からなる円筒状の容器であり、長手方向(図4の左右方向)の両端のそれぞれにガラス供給管104,105が接続されている。清澄槽102の長手方向の両端のそれぞれには、清澄槽102の表面から外周側に突出した円板状の金属製フランジ102a,102bが設けられている。清澄槽102の長手方向の両端間の途中の頂部には、気相空間を外部雰囲気に連通する通気管102cが設けられている。溶融ガラスから放出されたガスは通気管102cを通って外部に排出される。
 金属製フランジ102a,102bには、それぞれ、図示されない電極が取り付けられており、電極からの電流を清澄槽102の周上に均一に拡散する。金属製フランジ102a,102bに取り付けられた2つの電極の間で通電されることで、清澄槽102が発熱し、清澄槽102内の熔融ガラスMGが加熱される。このような金属製フランジと電極が、ガラス供給管104にも設けられている。
 ガラス供給管104の図示されない金属製フランジと清澄槽102の金属製フランジ102aとの間で一定の電流を流してガラス供給管104の白金あるいは白金合金管を通電加熱することにより、さらに、清澄槽102の金属製フランジ102aと清澄槽102の金属製フランジ102bとの間で一定の電流を流して加熱することにより、熔融ガラスMGを、温度T3から酸化錫が酸素を急激に放出する温度T4(例えば1630℃以上であり、1630~1700℃であることがより好ましく、1650~1700℃であることがさらに好ましい)まで、昇温速度を2℃/分以上、より好ましくは2.5℃/分以上とすることが好ましい。より好ましくは、2.5℃/分以上の昇温速度で熔融ガラスMGの温度を1630℃以上に昇温させることが好ましい。このとき、昇温速度を上記範囲にすることが好ましいのは、昇温速度を上記範囲にすることで、Oガスの放出量が極めて急激に大きくなるからである。なお、温度T3と温度T4の差が大きいほど、熔融ガラスMG中の酸化錫が放出するOの量が多くなり、脱泡が促進される。このため、温度T4は、温度T3と比べて例えば50℃以上高いことが好ましい。したがって、清澄を行うときの熔融ガラスの最高温度は、熔解槽における熔融ガラスの最高温度に比べて高くなっていることが好ましい。
 さらに、清澄槽102に進入した熔融ガラスMGを、温度T4から温度T4と略同じ温度T5に維持する。なお、温度T3~温度T5における熔融ガラスMGの温度調節は、本実施形態では、清澄槽を通電加熱する方式を用いるが、この方式には限定されない。例えば、清澄槽周りに配置した図示されないヒータによる間接加熱を用いて上記温度調節が行われてもよい。
 このとき、熔融ガラスMGは1630℃以上に加熱されることにより、清澄剤である酸化錫の酸素放出の反応が促進される。これにより、多量の酸素が熔融ガラスMG中に放出される。熔融ガラスMG中の既存の泡は、熔融ガラスMGの温度上昇に起因した泡内のガス成分の圧力の上昇効果による泡径の拡大に、上記清澄剤の反応により放出された酸素が泡内に拡散して入ってくることが重なり、この相乗効果によって泡径が拡大する。
 泡径の拡大した泡はストークスの法則に従って泡の浮上速度が速くなり、泡の浮上、破泡が促進される。
 清澄槽102でも、熔融ガラスMGは引き続き、1630℃以上の高温に維持されるため、熔融ガラスMG中の泡は、熔融ガラスMGの液表面に浮上し、液表面で破泡することにより、熔融ガラスMGの脱泡が行われる。
 脱泡処理は、図3中では、温度T3から熔融ガラスMGの温度が温度T4に上昇し、その後、温度T4と略同じ温度T5に維持される期間で行われる。図3中、T4とT5が略同じであるが、T4<T5であってもよいし、T4>T5であってもよい。
 なお、熔融ガラスMGの温度が温度T4に達する場所はガラス供給管104であっても、清澄槽102内であってもよい。
 また、熔融ガラスMGがガラス供給管104を流れるときの熔融ガラスMGの第1の最高温度は、清澄槽102内を流れるときの熔融ガラスMGの第2の最高温度と同等、あるいはそれより高いことが好ましい。これにより、熔融ガラスMGがガラス供給管104から清澄槽102に移動するとき、熔融ガラスMGの温度は十分に高く、清澄剤の酸素を放出する反応が生じる温度以上に維持されるので、清澄槽102は、熔融ガラスMGをさらに昇温するための加熱を要しない。このため、清澄槽102の加熱温度を従来よりも低く抑えることができる。したがって、白金あるいは白金合金で構成される清澄槽102から白金の揮発を抑制し、白金の揮発により清澄槽102内の内壁面に付着する白金結晶物などの異物が熔融ガラスMGに混入してできる欠陥、すなわち異物に起因する欠陥が少ないガラス基板を製造することができる。熔融ガラスMGがガラス供給管104を流れる途中で、熔融ガラスMGの温度は第1の最高温度に達することが好ましい。この場合、ガラス供給管104と清澄槽102との接続位置で熔融ガラスが第1の最高温度及び第2の最高温度に達する場合に比べて、清澄槽102の加熱温度は低くなるので、白金あるいは白金合金で構成される清澄槽102から白金の揮発をより容易に抑制することができる。
 次に、清澄槽102からガラス供給管105に進んだ熔融ガラスMGは、残存する泡を吸収するため、温度T5から、温度T6(例えば、1600℃)を経て、温度T7(攪拌工程に適した温度であり、ガラス硝種と攪拌装置103のタイプで異なるが、例えば、1500℃である。)まで、冷却される。
 熔融ガラスMGの温度が低下することで、泡の浮上、脱泡が生じずに、熔融ガラスMGに残存した小泡中のガス成分の圧力も下がり、泡径はどんどん小さくなる。さらに熔融ガラスMGの温度が1600℃以下になると、酸素を放出した酸化錫の一部が酸素を吸収して、元の酸化錫に戻ろうとする。このため、熔融ガラスMG中の残存する泡内の酸素は、熔融ガラスMG中に再吸収され、小泡は一層小さくなる。この小泡は熔融ガラスMGに吸収されて、小泡は最終的に消滅する。
 このSnOの酸素を吸収する反応により泡内のガス成分である酸素を吸収させる処理が、吸収処理であり、温度T5から温度T6を経て温度T7まで低下する期間に行われる。図3では、温度T5~T6の降温速度が、温度T6~T7の降温速度に比べて速いが、温度T5~T6の降温速度が、温度T6~T7の降温速度に比べて遅くてもよいし、同等であってもよい。少なくともこの吸収処理の間、熔融ガラスMGの温度が1600℃から1500℃の温度範囲を2℃/分以上の降温速度で降温させることが好ましく、より好ましい降温速度は2.5℃/分以上である。吸収処理において、熔融ガラスMGが1500℃以下(具体的には、1500℃から成形工程に供給されるときの熔融ガラス温度までの範囲であり、例えば1500℃~1300℃)である温度範囲における降温速度は、1600℃から1500℃の温度範囲における降温速度よりも遅いことが好ましい。
 なお、ガラス基板の生産性の向上と設備コスト削減の点から、吸収処理において、熔融ガラスMGが1500℃以下(具体的には、1500℃から成形工程に供給されるときの熔融ガラス温度までの範囲であり、例えば1500℃~1300℃)である温度範囲における降温速度は、1600℃から1500℃の温度範囲における降温速度よりも速いことが好ましい。なお、このような熔融ガラスMGの温度制御を行う場合、成形工程に供給する熔融ガラスMGの量を調整する流量調整装置を設けることが好ましい。
 上記吸収処理後、あるいは吸収処理の途中で、攪拌槽103に熔融ガラスMGは進入する。攪拌槽103は、熔融ガラスMG中の組成ムラを小さくして熔融ガラスMGを均質化する。なお、攪拌槽103において、上記吸収処理が継続して行われてもよい。この後、成形工程における成形に適した温度T8、例えば1200~1300℃になるまで熔融ガラスMGは降温される。
 以上の熔融ガラスMGの温度履歴を経て、成形装置200に熔融ガラスMGは供給される。
 このようなガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置において行う、ガラス原料を熔解して溶融ガラスをつくり、さらに溶融ガラスを加熱する熔解工程において、上述したように、バーナーによるガスを用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いる。特に、熱収縮の小さいガラス基板をつくるために、難熔性のガラス、例えば、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上である高温粘性の高いガラス、また、歪点が680℃以上であるガラス、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上である高温粘性の高いガラス組成のガラス、アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%である、熔融温度の高いガラス組成のガラス(無アルカリガラスあるいはアルカリ微量含有ガラス)、を利用する場合、従来の難熔でない、また高温粘性の高くない、また、歪点が高くないガラス組成のガラス、またアルカリ金属酸化物を0.4モル%より多く含有するアルカリガラスの場合に比べてバーナーによる燃焼加熱と通電加熱の発熱量を大きくする。
 このとき、本実施形態では、通電加熱による発熱量に対する、燃焼加熱による発熱量の比(以降、発熱量比という)を定めて燃焼加熱と通電加熱を行う。以下、熔解槽における熔融ガラスの加熱について詳細に説明する。
(熔解槽)
 図5は、熔解槽101の熔解槽本体とその周辺の構造の概略を説明する斜視図であり、図6は、熔解槽101の断面を説明する図である。ガラス原料の投入口から熔融ガラスの後工程へ流す流出口へ向かう方向を熔解槽101の長手方向というとき、図6に示す断面は、図5に示す電極114が設けられた長手方向の位置における熔解槽101の断面である。
 本実施形態において、熔解槽101は、熔解槽本体110と、バーナー112と、電極対114と、迫部118と、を主に有する。
 熔解槽本体110は、上部に気相空間を有し、下部において熔融ガラスを貯留する部分を有する。熔解槽本体110は、酸化錫を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580度以上である熔融ガラスを貯留する。熔解槽本体110では、調合されたガラス原料が、すでに貯留している熔融ガラスMGの液面に投入されてその液面の一部に浮いている。このガラス原料が熔解して熔融ガラスとなる。ガラス原料は熔融ガラスの液面の一部に浮上しているので、熔融ガラスから発生するガスや十分に熔解されない不純物が混在して液面に形成される発泡層は、液面の一部にしか存在しない。このため、ガラス原料は、後述する気相空間の輻射熱の他に、通電加熱された熔融ガラスを介して流れる熱も受けてガラス原料は熔解される。
 バーナー112は、熔解槽本体110の気相空間を囲う気相空間仕切り壁116のうち、互いに対向する壁上の長手方向の3つの異なる位置に、互いに対向する壁に3対設けられている。図5では、熔解槽本体110の奥側に設けられるバーナー112のみが示されている。バーナー112は、燃料ガスと酸素等を混合した燃焼ガスが燃焼して火炎を発する。ガス源112a(図5参照)からバーナー112に供給された燃焼ガスは、途中、流量調整装置112bを用いて流量調整が行われる。流量調整装置112bではコンピュータ122からの制御信号により燃焼ガスの流量が制御される。燃焼ガスは、例えばメタンと酸素の混合ガスである。なお、燃料ガスの種類は、メタンに限定されない。また、燃料ガスを酸素と混合する代わりに、燃料ガスと空気とを混合してもよいし、或いは、混合せずに別々に溶解槽内に送り込まれても良い。
 電極対114は、熔融ガラスを通電加熱するために熔解槽本体110の側壁部の、長手方向の3つの異なる位置に、熔融ガラスを挟んで互いに対向するように3対設けられている。図5では、熔解槽本体110の手前側の側壁部に設けられる電極対114の電極のみが示されている。電極対114は、例えば、酸化錫あるいはモリブデン等の耐熱性を有する導電性材料が用いられる。電極対114は、電流制御装置120に接続され、電流制御装置120から制御された電流の供給を受ける。電流制御装置120は、コンピュータ122と接続されており、コンピュータ122の制御信号により、電極対114に流れる電量が制御される。このようにコンピュータ122は、上述した燃焼ガスの流量の制御を行う制御信号と、電極対114に流す電流の制御を行う制御信号を生成する。
 このとき、上述した発熱量比が予め設定された範囲に含まれるように、燃焼ガスの流量と電流の流量が制御される。本実施形態では、コンピュータ122が燃焼ガスの流量と電流の流量を制御するが、オペレータが燃焼ガスの流量と電流の流量を設定して制御することもできる。この場合においても、上述した発熱量比が1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4となるように燃焼ガスの流量と電流の流量が制御される。
 なお、本実施形態では、燃焼ガスを燃焼させて火炎を発するバーナー112を燃焼手段として用いるが、本実施形態では、燃焼手段はバーナー112に限定されず、気相で燃焼加熱をさせるものであればよい。また、図5ではバーナー112を3対備える例を挙げて説明したが、バーナー112は片側の壁面のみ、或いは、両側の壁面に、互い違いに配置されても良い。また、バーナー112及び電極対114の数は特に限定されず、少なくとも2以上であればよい。
 気相空間仕切り壁116は、熔解槽本体110の一部であり、溶融ガラスの貯留部分の上部に設けられた壁である。この壁にバーナー112が設けられている。また、気相空間仕切り壁116には、原料投入口101bが設けられ、この原料投入口101bを通してガラス原料がスクリューフィーダ101a(図2参照)により供給される。熔解槽本体110の原料投入口101bと対向する側壁の熔解槽本体110の底部近傍には、流出口104aが設けられている。熔解槽101は、流出口104aから後工程に向けて熔融ガラスを流す。なお、原料投入は、スクリューフィーダ以外の投入方法で行われてもよい。また、原料投入口101bの位置も、図5に示された位置に限定される訳では無く、気相空間仕切り壁116の何れの位置に設けられていても構わない。
 迫部118は、熔解槽101の気相空間を閉じる天井壁である。迫部118の頂部には、温度センサ118a(図6参照)が設けられている。なお、温度センサ118aは迫部118の頂部以外に取り付けてもよく、また、迫部118の長手方向に複数個設置することがより好ましい。
 熔解槽本体110及び迫部118は、いずれも熔融ガラスの温度に対して耐熱性を有する耐火レンガが用いられる。
 熔解槽本体110の下部には、耐火レンガによって構成された積層構造の敷き部124が設けられている。敷き部124は、図6に示す例では4層構造の断熱層を有する。敷き部124の層構造は4層構造に限定されない。熔解槽101の底壁110cには、敷き部124に用いる耐火レンガに比べて耐熱温度の高い耐火レンガが用いられる。耐熱温度の高い耐火レンガは、気孔率の低い緻密な耐火レンガであるため、熱伝導率は比較的高い。このため、敷き部124において、断熱性を高めるために、底壁110cに用いる耐火レンガに比べて熱伝導率の低い断熱性の高い耐火レンガが用いられる。熱伝導率の低い耐火レンガは、気孔率の高い耐火レンガであるため、熱伝導率の高い耐火レンガに比べて耐熱温度は低い。このような層構造が熔解槽110に採用される。本実施形態では、熔解槽本体110の底壁110cと敷き部124とを含む部分を熔解槽110の底部126という。
 このような熔解槽101において、ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくるとき、通電加熱による発熱量に対する、燃焼加熱による発熱量の比である発熱量比は、1.0以上3.4以下、好ましくは1.5以上3.4以下となるよう、燃焼加熱と通電加熱が行われる。具体的には、高精細ディスプレイに用いるガラス基板に、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上である高温粘性の高いガラス、または、歪点が680℃以上であるガラスを用いる場合、通電加熱による発熱量に対する、燃焼加熱による発熱量の比である発熱量比を1.0以上2.8以下、好ましくは、1.5以上2.8以下となるように、燃焼加熱と通電加熱が行われる。また、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上である高温粘性の高いガラス組成のガラス、アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%であるガラスを用いる場合、上記発熱量比を1.0以上3.4以下、好ましくは、1.5以上3.4下となるように、燃焼加熱と通電加熱が行われる。このような加熱は、コンピュータ122による制御信号により、あるいはオペレータの設定により、燃焼ガスの供給量と電流の供給量が制御されて実現される。
 通電加熱による発熱量は、図示されない電力計から消費電力を計測し、消費電力量を求めることができる。消費電力量(kW)から、通電加熱による発熱量(kcal/時)に変換する(1kW=860kcal/時)。なお、消費電力は、電極114の印加電圧と電極114に流れる電流から求めてもよい。
 燃焼ガスを用いた燃焼加熱の発熱量は、燃焼ガスの燃焼による単位体積当たりの発熱量に単位時間の燃焼ガスの供給量(燃焼ガスの流量)を乗算することで算出される。例えば、使用する燃焼ガスの発熱量が、8900kcall/Nm3、流量が、50Nm3/時とすれば、発熱量=8900×50/860=517.4kWとなる。燃焼加熱による発熱量は、例えば、ガスカロリーコントローラによって一定になるように制御することもできる。しかし、ガスカロリーコントローラは本実施形態では設けなくてもよく、ガスの制御された流量を用いて求めることができる。
 本実施形態で用いる発熱量比は、一定時間当たりの発熱量の平均値の比である。ここで、一定時間は、1時間であっても1日でもよい。以降の説明では、1日あたりの平均値の発熱量の比を例にして説明する。発熱量比を求めるための発熱量は、kcal/時を単位とした値を用いても、kWを単位とした値を用いてもよい。
 ここで、上記発熱量比が3.4を超える場合、燃焼加熱による発熱量の寄与は大きくなり、気相空間の温度が高くなるので、熔融ガラスの液面上のガラス原料の状態でガラス原料に清澄剤として含まれる酸化錫が酸素を気相空間中に放出して酸素は拡散する。このため、後工程である清澄工程で熔融ガラスを脱泡するとき、熔融ガラスに含まれる清澄剤から十分な酸素が供給されず、熔融ガラスに含まれる泡に酸素を吸収させて成長させ、熔融ガラスの液面に泡を浮上させて泡を放出させることを十分にできない。すなわち、脱泡処理が十分に行えない。
 一方、発熱量比が1.0未満の場合、通電加熱による発熱量の寄与が相対的に大きくなり、通電加熱のために流す電流は多くなる。電流が多くなると、電極の侵食量が多くなるため、また、熔解槽101を構成する耐火レンガの侵食量が多くなるため、熔解槽101の寿命が短くなる。
 本実施形態で用いる、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない、あるいはアルカリ金属酸化物の含有率が0モル%以上0.4モル%以下であるガラス、または粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上である高温粘性の高いガラス組成のガラス、すなわちアクティブマトリクス型フラットパネルディスプレイ用のガラス基板に用いるガラスは熔融ガラスの比抵抗が大きい傾向にあり、熔解槽101に貯留される熔融ガラスの温度では熔解槽101の底壁110cの耐火レンガの比抵抗と略同程度になる。この傾向は、酸化錫を含有し、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上、または歪点が680℃以上であるようなガラスについて特に顕著となる。このため、電極対114に供給される電流の一部分は熔融ガラスではなく、熔解槽本体110の底壁110cに流れて底壁110cが通電加熱される。したがって、電気抵抗率が高い上記ガラスの熔融ガラスを熔解槽101でつくる場合、電極対114に電流を多量に供給することで底壁110cにも多量に流れ、この結果、底壁110cの通電加熱による発熱量は大きくなる。この底壁110cの発熱量の増大によって、熔解槽101の底部126の断熱特性により熱ごもりが生じる。この熱ごもりは、底部126の耐火レンガの機械的強度を弱めて熱クリープを生じさせて、底部126を変形させる虞がある。さらに、熱ごもりにより耐火レンガの温度が耐熱温度を超えて熔損する虞もある。このため、通電加熱による発熱量の寄与が過大になることは好ましくない。この点から、上記発熱量比は1.0以上、好ましくは1.5以上とする。発熱量比を1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4とすることにより、通電加熱によりガラス原料下方の熔融ガラスの液面近傍からガラス原料は加熱されてガラス原料の温度が上昇する。このため、ガラス原料中の酸化錫のうち酸素を放出しようとする酸化錫の多くは、ガラス原料中ではなく、ガラス原料下方の熔融ガラスの液面近傍に位置する。したがって、酸化錫が酸素を放出しても、放出した酸素は、気相空間に放出されることはなく、熔融ガラスに取り込まれ易くなる。また、熔融ガラスの液面近傍ではなく、熔融ガラスの液面の下方で酸化錫が酸化還元反応を起こして酸素を放出したとしても、酸素の泡の浮上速度は十分に速くないので、気相空間中に放出されることはなく、熔融ガラス中の酸素が残存し、残存した酸素が清澄工程で用いられ得る。この点から、発熱量比を1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4とする。
 この場合、迫部118(図6参照)に設けられる温度センサ118aで計測される気相空間の温度は、1610℃以下に制限されることが好ましく、1600℃以下に制限されることがより好ましい。これにより、熔融ガラスの液面において、酸化錫から酸素が放出されることを抑制することができる。これにより、熔融ガラスの液面にあるガラス原料の上方において、酸化錫から酸素が放出されることを抑制することができ、ガラス基板における泡の発生を低減することができる。
 このように、本実施形態では、発熱量比を1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4に定めて熔解槽の加熱を行うので、熔解工程において酸化錫から酸素が気相空間に放出されることを抑制することができる。このため、清澄工程における脱泡処理を効果的に行わせることができる。さらに、発熱量比を1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4にして加熱するので、すなわち、通電加熱と燃焼加熱の発熱量のバランスをとりながら加熱するので、熔融ガラス中の酸化錫が気相空間へ酸素を放出することを抑制しつつ、熔融ガラスの温度を高くすることができる。 
 なお、最適な発熱量比は、コンピュータシミュレーションを用いて決定してもよい。ガラス原料、熔解槽の構造(大きさや通電加熱に用いる電極の位置)などの情報を用いてモデル化し、発熱量比を変化させて熔解槽の温度や熔融ガラスの対流の状況を確認することで、最適な発熱量比を決定することができる。
(ガラス組成1)
 このような熔融ガラスによりつくられるガラス基板として、以下のガラス組成1のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成をガラス基板が有するようにガラス原料は調合される。
SiO2 60~80モル%、 
Al23 10~20モル%、 
23 0~10モル%、 
RO 0~17モル%(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)。
 また、MgO 0~10モル%、CaO 0~10モル%、SrO 0~5%、BaO 0~10%であってもよい。
 このとき、SiO2は65~75モル%、さらには、68~75モル%であると泡と未熔解物の発生を低減する本実施形態の効果は顕著になる。また、B23が0~7モル%、0~5モル%、0~2モル%と少なくなるほど、泡と未熔解物の発生を低減する本実施形態の効果はより顕著になる。
 このとき、SiO2、Al23、B23、及びRO(ROは、MgO、CaO、SrO及びBaOの合量)を少なくとも含み、モル比((2×SiO2)+Al23)/((2×B23)+RO)は4.5以上であっても、本実施形態の効果である、泡と未熔解物の発生を低減する効果を達成できる。すなわち、モル比((2×SiO2)+Al23)/((2×B23)+RO)は4.5以上であるガラスは、高温粘性が高いガラスであるが、このようなガラスにおいては、発熱量比を1.0~2.8、好ましくは1.5~2.8とすることにより、発熱量比が1.0~2.8の範囲以外の場合に比べて、さらには、発熱量比が1.5~2.8の範囲外の場合に比べて、泡と未熔解物の発生を低減する本実施形態の効果は顕著になる。また、MgO、CaO、SrO、及びBaOの少なくともいずれか含み、モル比(BaO+SrO)/RO(ROは、CaO,MgO,SrO及びBaOの合量)は0.1以上であることが、熔解性を悪化させすぎずに歪点を上昇できる点で好ましい。
 また、モル%表示のB23の含有率の2倍とモル%表示の上記ROの含有率の合計は、30モル%以下、好ましくは10~30モル%であることが好ましい。
 また、上記ガラス組成1のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、0モル%以上0.4モル%以下であっても、泡と未熔解物の発生を低減することができる本実施形態の効果を達成することができる。アルカリ金属酸化物の含有率が小さいほど、高温粘性と比抵抗とが高くなるので、アルカリ金属酸化物の含有率が0.4モル%を超えるガラスと比較して、アルカリ金属酸化物の含有率が0モル%以上0.4モル%以下のガラスは、高温粘性および比抵抗が高い。高温粘性が高いほど、熔融ガラス中の泡の浮上速度が遅くなるため、清澄が不十分になり易い。この高温粘性の高いガラスを用いるとき、発熱量比を1.0~2.8、より好ましくは1.5~2.8とすることにより、発熱量比が上記範囲以外の場合に比べて、泡と未熔解物の発生を低減する本実施形態の効果は顕著になる。また、比抵抗の高いガラスを用いるときであっても、熔解槽の熔損又は寿命の短縮を防止することができる。
(ガラス組成2)
 また、ガラス基板として、以下のガラス組成2のガラス基板が例示される。したがって、以下のガラス組成をガラス基板が有するようにガラス原料は調合される。
SiO2:55~75モル%、
Al23:5~20モル%、
23:0~15モル%、
RO:5~20モル%   
(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)、
R’2O:0~0.4モル%(R’はLi、K、及びNaのうち、ガラス基板に含まれる全元素)。
 このとき、SiO2、Al23、B23、及びRO(Rは、Mg、Ca、Sr及びBaのうち前記ガラス基板に含有される全元素)の少なくともいずれかを含み、モル比((2×SiO2)+Al23)/((2×B23)+RO)は4.0以上であってもよく、本実施形態の効果である、泡と未熔解物の発生を低減する効果を達成できる。すなわち、モル比((2×SiO2)+Al23)/((2×B23)+RO)は4.0以上であるガラスは、高温粘性が高いガラスの1例であるが、このようなガラスにおいても、発熱量比を1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4とすることにより、発熱量比が1.0~3.4の範囲以外の場合、さらには、発熱量比が1.5~3.4の範囲外の場合に比べて、泡と未熔解物の発生を低減する本実施形態の効果は顕著になる。
 上記ガラス組成2のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率が0モル%以上0.4モル%以下であっても、泡と未熔解物の発生を低減することができる。アルカリ金属酸化物の含有率が小さいほど、高温粘性が高くなるので、アルカリ金属酸化物の含有率が0モル%以上0.4モル%以下のガラスは、アルカリ金属酸化物の含有率が0.4モル%を超えるガラスと比較して高温粘性が高い。この高温粘性の高いガラスを用いるとき、発熱量比を1.0~3.4、好ましくは1.5~3.4とすることにより、発熱量比が1.0~3.4の範囲以外の場合に比べて、さらには、発熱量比が1.5~3.4の範囲外の場合に比べて、泡と未熔解物の発生を低減する本実施形態の効果は顕著になる。また、比抵抗の高いガラスを用いるときであっても、熔解槽の熔損又は寿命の短縮を防止することができる。
(ガラス基板の特性)
 本実施形態のガラス基板は、粘度が102.5ポアズであるときの温度は1500~1700℃であってもよく、1590~1700℃あるいは1550~1650℃であってもよい。粘度が102.5ポアズであるときの温度が高いガラスほど、すなわち、高温粘性のガラス組成であるほど、発熱量比を上述した範囲内にすることで、泡と未熔解物の発生を低減するという本実施形態の効果は顕著になる。
 すなわち、熔解槽の寿命を過度に短縮することなく、熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1500℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解することができる。
 本実施形態のガラス基板をつくる熔融ガラスの歪点は650℃以上であってもよく、660℃以上であることがより好ましく、680℃以上であることがさらにより好ましく、720℃以上とすることが特に好ましい。また、歪点が高いガラスは、粘度が102.5ポアズにおける熔融ガラスの温度が高くなる傾向にあるため、本実施形態の効果が顕著となる。また、歪点が高いほど、パネル製造時の熱収縮を低減することができるので、高精細ディスプレイであるLTPS・TFTディスプレイ及び有機ELディスプレイ用のガラス基板として好適となる。
 なお、ガラス基板の熱収縮率は0~20ppmであることが好ましく、0~10ppmがより好ましく、0~5ppmであることがさらに好ましい。このような熱収縮率は、ガラス基板に対して昇降温速度が10℃/分、4500℃で1時間保持の熱処理を施した後の下記式で求めることができる。
熱収縮率(ppm)={熱処理前後のガラスの収縮量/熱処理前のガラスの長さ}×106
 また、本実施形態におけるガラス基板を構成するガラスの1550℃の熔融ガラスにおける比抵抗が50Ω・cm以上であってもよく、50~350Ω・cmとすることができ、また100Ω・cm以上であってもよく、100~350Ω・cmとすることができ、さらに、150~350Ω・cmとすることができる。上記比抵抗が高いほど、熔解槽の熔損又は寿命の短縮の問題が顕著になるため、熔解槽の熔損又は寿命の短縮を防止できる本実施形態の効果が顕著なる。なお、ガラス基板の歪点を高くしようとすると、上記比抵抗と粘度が102.5ポアズにおける熔融ガラスの温度が高くなる傾向にある。
 本実施形態で製造されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に好適である。また、本実施形態で製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ELディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、LTPS・TFTディスプレイ用ガラス基板、あるいは、酸化物半導体・TFTディスプレイ用のガラス基板として特に好適である。また、本実施形態で製造されるガラス基板は、アルカリ金属酸化物の含有量が極めて少ないことが求められる液晶ディスプレイ用ガラス基板にも好適である。
[実験例1]
 本実施形態の効果を確認するために熔解槽にて熔融ガラスをつくってガラス基板を作製した。具体的には、図5,6に示す熔解槽101を用いてガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくり、その後、清澄工程を行い、図1に示す工程を経てガラス基板を製造した。
 製造したガラス基板のガラス組成は以下の通りであった。
SiO2 70.5モル%、 
Al23 10.9モル%、 
23 7.4モル%、 
MgO,CaO,SrO及びBaOの合量 10.9モル%。
 また、製造したガラス基板の歪点は709℃であり、1550℃の熔融ガラスにおける比抵抗が195Ω・cmであった。
 なお、熔解工程において、上述した発熱量比を変化させた以下の熔解条件で熔融ガラスをつくり、製造されたガラス基板内に残存する泡及び未熔解物の欠点数を調べた。下記表1に熔解条件と評価結果を示す。なお、表中の迫部温度は、迫部118に設けられる温度センサ118a(図6参照)で計測された気相空間内の温度である。燃焼加熱の発熱量については、燃焼ガスの単位時間当たりの供給量と単位体積あたりの燃焼ガスの発熱量から1日における発熱量を求めた。通電加熱による発熱量は、電極対114に流した電流と電極対114間の電圧を計測して熔解槽110における通電加熱における1日における発熱量を求めた。
 製造されたガラス基板の泡個数及び未熔解成分欠点数は、目視により計数した。下記表1における泡数は、実施例1における泡数を1とした場合の比率で示している。比率が大きいほど泡数は多いことを示す。
 また、熔解槽を熔解工程に使用した後の熔解槽の侵食量を特定し、レベルA,B,Cの3段階で熔解槽寿命を評価した。レベルAは侵食量が極めて少なく熔解槽寿命が極めて長く、レベルBは侵食量があるが熔解槽寿命は許容レベルの長さであり、レベルCは侵食量が多く熔解槽寿命は短く許容範囲でない、ことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1,2に記載されているように、実施例1,2,3により得られたガラス基板は、泡個数及び未熔解物の欠点数の点で、比較例1により得られたガラス基板に対して優れている。また、比較例2では、熔解槽寿命は許容範囲でなく、いずれの実施例1~3では熔解槽寿命は極めて長くまた許容レベルの長さであった。上記表より、本実施形態の効果は明らかである。
[実験例2]
 さらに、実験例1に用いたガラス組成と異なるガラス組成2を用いて、実験例1と同様の方法で、ガラス基板を製造した。実験例2のガラス組成は以下の通りであった。
SiO2 66.6モル%、
Al23 10.6モル%、
23 11.0モル%、
MgO,CaO,SrO及びBaOの合量 11.4モル%。
 また、製造したガラス基板の歪点は660℃であり、1550℃の熔融ガラスにおける比抵抗が165Ω・cmであった。
 なお、熔解工程における熔解条件を種々変化させて製造したガラス基板内に残存する泡及び未熔解物の欠点数を実験例1と同様の方法で調べた。発熱量比、迫部温度は、実験例1と同じ方法で求めた。表3,4中の泡数は、実施例4における泡数を1とした場合の比率で示している。比率が大きいほど泡数は多いことを示す。また、実験例1と同様の方法で、熔解槽寿命を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 実施例4~7により得られたガラス基板は、泡個数及び未熔解物の欠点数の点で、比較例3により得られたガラス基板に対して優れている。また、比較例4では、熔解槽寿命は許容範囲でなかったが、いずれの実施例4~7では熔解槽寿命は極めて長かった。上記表より、本実施形態の効果は明らかである。
 以上、本発明のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
100 熔解装置
101 熔解槽
101a スクリューフィーダ
101b 原料投入口
101c 底壁
102 清澄槽
102a,102b 金属製フランジ
102c 通気管
103 攪拌槽
103a スターラ
104,105,106 ガラス供給管
104a 流出口
110 熔解槽本体
112 バーナー
112a ガス源
112b 流量調整装置
114 電極対
120 制御ユニット
124 敷き部
122 コンピュータ
126 底部
200 成形装置
210 成形体
300 切断装置
 

Claims (11)

  1.  ガラス基板の製造方法であって、
     熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程と、
     酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
     前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
  2.  ガラス基板の製造方法であって、
     熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、SnO2を含み、粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580度以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程を含み、
     前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.5以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
  3.  前記清澄工程における前記熔融ガラスの最高温度は、前記熔解槽における前記熔融ガラスの最高温度に比べて高い、請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。
  4.  前記ガラス基板は、歪点が680℃以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  5.  前記ガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、0モル%以上0.4モル%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  6.  前記ガラス基板は、SiO2、Al23、B23、及びRO(Rは、Mg、Ca、Sr及びBaのうち前記ガラス基板に含有される全元素)を少なくとも含み、B23の含有率が0~7モル%である、請求項1~5のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  7.  前記熔解槽の気相空間を覆う天井面の迫部の温度は、1610℃以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  8.  ガラス基板の製造方法であって、
     熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、歪点が680℃以上であるガラスとなるようにガラス原料を熔解する熔解工程と、
     酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
     前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
  9.  前記清澄工程は、前記熔解工程の後、2.5℃/分以上の昇温速度で前記熔融ガラスの温度を1630℃以上に昇温させることにより前記熔融ガラス中に泡を生成させて脱泡を行う脱泡処理と、前記脱泡処理の後、前記熔融ガラスを降温させることにより、前記熔融ガラス中の泡を前記熔融ガラスに吸収させる吸収処理と、を含む請求項1~8のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  10.  ガラス基板の製造方法であって、
     熔解槽において、燃焼手段を用いた気相中の燃焼加熱と、熔融ガラスに電流を流すことにより行う通電加熱とを用いて、酸化錫を含み、アルカリ金属酸化物の含有率が0~0.4モル%であるガラス基板となるように調合されたガラス原料を熔解する熔解工程と、
     酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を含み、
     前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比が、1.0以上3.4以下となるように、前記燃焼加熱と前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
  11.  気相空間を有し、熔融ガラスを貯留する熔解槽本体と、
     前記気相空間中で燃焼加熱をして、ガラス原料及び/又は前記溶融ガラスを加熱する燃焼手段と、
     前記ガラス原料及び/又は前記熔融ガラスを通電加熱するために熔融ガラスと接する壁に設けられた電極対と、
     前記熔融ガラスに含まれる酸化錫の酸化還元反応を用いて前記熔融ガラスの清澄を行う清澄槽と、を備え、
     粘度が102.5ポアズであるときの温度が1580℃以上であるガラスとなるように前記燃焼加熱と前記通電加熱とを用いて前記熔融ガラスをつくるとき、前記通電加熱による発熱量に対する、前記燃焼加熱による発熱量の比を、1.0以上2.8以下となるように、前記燃焼加熱及び前記通電加熱を行う、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
     
     
PCT/JP2014/058563 2013-03-27 2014-03-26 ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 WO2014157349A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147012940A KR101641806B1 (ko) 2013-03-27 2014-03-26 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치
JP2014514647A JP5864734B2 (ja) 2013-03-27 2014-03-26 ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置
CN201480000438.8A CN104302584B (zh) 2013-03-27 2014-03-26 玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013066632 2013-03-27
JP2013-066632 2013-03-27
JP2013-066634 2013-03-27
JP2013066634 2013-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014157349A1 true WO2014157349A1 (ja) 2014-10-02

Family

ID=51624313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/058563 WO2014157349A1 (ja) 2013-03-27 2014-03-26 ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5864734B2 (ja)
KR (1) KR101641806B1 (ja)
CN (2) CN107445450B (ja)
TW (3) TWI551562B (ja)
WO (1) WO2014157349A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016113361A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
WO2016102629A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Energy-efficient process and installation for melting vitrifiable material in a flame fired furnace
JP2017178712A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 AvanStrate株式会社 ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置
WO2019049768A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
WO2019093129A1 (ja) * 2017-11-08 2019-05-16 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
CN111439915A (zh) * 2020-05-25 2020-07-24 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种用于电子显示玻璃生产的分层加热熔窑
JP2020522455A (ja) * 2017-06-06 2020-07-30 コーニング インコーポレイテッド ガラス製造システムの再調整方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107586006B (zh) * 2017-08-29 2021-03-23 东旭光电科技股份有限公司 低温多晶硅玻璃的处理方法及其处理后得到的玻璃和应用
CN108191234A (zh) * 2018-01-31 2018-06-22 济南大学 锡氧化物掺杂赤泥耐碱玻璃纤维及其制备方法
CN110407440A (zh) * 2018-04-26 2019-11-05 东旭科技集团有限公司 窑炉和利用该窑炉实施的玻璃熔化方法
DE102019120064A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Glasbändern

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002211932A (ja) * 2000-11-17 2002-07-31 Carl Zeiss Stiftung 高uv透過性ガラスを製造するための溶解装置ならびに方法
JP2005060194A (ja) * 2003-08-19 2005-03-10 Hoya Corp 光学ガラスの製造方法
JP2005225738A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Asahi Glass Co Ltd ガラスの電気加熱方法及び装置
JP2013216532A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Avanstrate Inc ガラス板の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060226A (ja) * 2000-08-16 2002-02-26 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス溶解窯
JP5105571B2 (ja) * 2003-10-10 2012-12-26 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラスの製造方法
US20060242996A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Gilbert Deangelis System and method for controlling the environment around one or more vessels in a glass manufacturing system
FR2895395B1 (fr) * 2005-12-22 2008-02-22 Saint Gobain Procede d'affinage du verre
JP5484220B2 (ja) 2007-02-27 2014-05-07 AvanStrate株式会社 表示装置用ガラス基板および表示装置
JP5333984B2 (ja) 2008-06-27 2013-11-06 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
JP4790783B2 (ja) * 2008-11-05 2011-10-12 AvanStrate株式会社 ガラス板の製造方法
US20100199721A1 (en) * 2008-11-12 2010-08-12 Keisha Chantelle Ann Antoine Apparatus and method for reducing gaseous inclusions in a glass
CN101880120A (zh) * 2009-05-08 2010-11-10 河北东旭投资集团有限公司 用于熔化高硼低碱或无碱玻璃的玻璃池炉
WO2011062281A1 (ja) * 2009-11-20 2011-05-26 旭硝子株式会社 ガラス溶融炉、溶融ガラスの製造方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法
CN102892719B (zh) * 2011-03-31 2015-11-25 安瀚视特控股株式会社 玻璃板的制造方法
WO2012132473A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 AvanStrate株式会社 ガラス基板の製造方法
WO2013005679A1 (ja) * 2011-07-01 2013-01-10 AvanStrate株式会社 フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法
JP5681677B2 (ja) * 2011-07-27 2015-03-11 AvanStrate株式会社 ガラス製造方法
JP5943064B2 (ja) * 2012-02-27 2016-06-29 旭硝子株式会社 無アルカリガラスの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002211932A (ja) * 2000-11-17 2002-07-31 Carl Zeiss Stiftung 高uv透過性ガラスを製造するための溶解装置ならびに方法
JP2005060194A (ja) * 2003-08-19 2005-03-10 Hoya Corp 光学ガラスの製造方法
JP2005225738A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Asahi Glass Co Ltd ガラスの電気加熱方法及び装置
JP2013216532A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Avanstrate Inc ガラス板の製造方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016113361A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
JP7060915B2 (ja) 2014-12-12 2022-04-27 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
WO2016102629A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Energy-efficient process and installation for melting vitrifiable material in a flame fired furnace
JP2017178712A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 AvanStrate株式会社 ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置
JP2020522455A (ja) * 2017-06-06 2020-07-30 コーニング インコーポレイテッド ガラス製造システムの再調整方法
JP7084948B2 (ja) 2017-06-06 2022-06-15 コーニング インコーポレイテッド ガラス製造システムの再調整方法
KR102532702B1 (ko) 2017-09-05 2023-05-12 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 무알칼리 유리 기판의 제조 방법 및 무알칼리 유리 기판
TWI792998B (zh) * 2017-09-05 2023-02-11 日商日本電氣硝子股份有限公司 無鹼玻璃基板之製造方法及無鹼玻璃基板
US11629092B2 (en) 2017-09-05 2023-04-18 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Method for manufacturing alkali-free glass substrate and alkali-free glass substrate
JPWO2019049768A1 (ja) * 2017-09-05 2020-10-01 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
KR20200049778A (ko) * 2017-09-05 2020-05-08 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 무알칼리 유리 기판의 제조 방법 및 무알칼리 유리 기판
TWI767049B (zh) * 2017-09-05 2022-06-11 日商日本電氣硝子股份有限公司 無鹼玻璃基板之製造方法及無鹼玻璃基板
WO2019049768A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
JP7153241B2 (ja) 2017-09-05 2022-10-14 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
WO2019093129A1 (ja) * 2017-11-08 2019-05-16 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
JPWO2019093129A1 (ja) * 2017-11-08 2020-09-24 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
JP7421161B2 (ja) 2017-11-08 2024-01-24 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板
CN111439915A (zh) * 2020-05-25 2020-07-24 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种用于电子显示玻璃生产的分层加热熔窑

Also Published As

Publication number Publication date
JP5864734B2 (ja) 2016-02-17
KR20140141568A (ko) 2014-12-10
CN107445450A (zh) 2017-12-08
JPWO2014157349A1 (ja) 2017-02-16
CN107445450B (zh) 2020-09-11
TWI551562B (zh) 2016-10-01
TW201500307A (zh) 2015-01-01
KR101641806B1 (ko) 2016-07-21
TWI551563B (zh) 2016-10-01
CN104302584A (zh) 2015-01-21
TWI504577B (zh) 2015-10-21
TW201544477A (zh) 2015-12-01
TW201544476A (zh) 2015-12-01
CN104302584B (zh) 2017-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5864734B2 (ja) ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置
TWI417256B (zh) Manufacture of glass plates
TWI469940B (zh) Method for manufacturing glass substrates
JP6082779B2 (ja) ガラス板の製造方法
JP5797222B2 (ja) ガラス基板の製造方法および製造装置
JP6722096B2 (ja) ガラス基板、及びガラス基板積層体
JPWO2015099143A1 (ja) ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置
JP2016050149A (ja) ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置
JP5731437B2 (ja) ガラス板の製造方法
JP6585983B2 (ja) ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置
KR101740159B1 (ko) 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치
JP6498546B2 (ja) ガラス板の製造方法、および、熔解槽
JP6566824B2 (ja) ガラス基板の製造方法
JP5668066B2 (ja) ガラス基板の製造方法
JP6630217B2 (ja) ガラス板の製造方法
KR20190078512A (ko) 유리 기판 제조 장치 및 유리 기판의 제조 방법
JP6333602B2 (ja) ガラス基板の製造方法
JP2019116416A (ja) ガラス基板製造装置、及びガラス基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014514647

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147012940

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14773281

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14773281

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1