(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を製造するガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して溶融ガラスをつくる工程と、
前記熔融ガラスを、移送管を通して成形体に供給する供給工程と、
前記熔融ガラスを、前記成形体を用いて成形して、シートガラスをつくる成形工程と、を含み、
前記移送管は、熔融ガラスの流路断面が拡張する管拡張部を有し、前記管拡張部の一端が前記成形体の前記溝部と接続し、
前記供給工程において前記熔融ガラスを前記移送管から前記成形体の溝部に供給するとき、前記移送管を流れる熔融ガラスの流路断面の幅が、前記移送管の開口端と前記成形体の前記溝部の開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がり、前記接続位置で溝部の溝幅になり、かつ、前記接続位置において、前記移送管の開口端の縁は、前記成形体の前記溝部の開口端における少なくとも底面の縁形状に一致する形状を有し、前記移送管の壁面は前記溝部の前記底面と段差なく接続されている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記移送管の開口端の縁は、前記溝部の開口端における側面の縁形状の一部に一致する形状を有する、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記移送管は、前記流路断面の幅が前記接続位置まで連続的に広がる端部を有する、請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記成形体の前記溝部における熔融ガラスの流路断面が、前記成形体の前記溝部が前記接続位置に近づくにしたがって徐々に小さくなっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記溝部は、前記底面を含む溝下部において、溝幅が前記溝部の深さ方向に進むにつれて狭くなり、前記接続位置に近づくにつれて、前記溝幅が狭くなる前記深さ方向の開始位置が浅くなる部分を有する、請求項４に記載のガラス板の製造方法。
【請求項６】
前記熔融ガラスの歪点は６５５℃以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス板である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板を製造するガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス板を製造する際、オーバーダウンドロー法を用いてガラス板を成形することが行われている。オーバーダウンドロー法では、ガラス原料を熔解槽で熔融して熔融ガラスをつくり、この熔融ガラスに清澄処理、均質化処理を施した後、熔融ガラスは移送管を通して長尺状の成形体に供給される。
長尺状の成形体では、成形体の上部に長手方向に延びる溝部が設けられており、この溝部の一端に熔融ガラスが供給される。この溝部は、熔融ガラスの供給側から長手方向の反対側に進むほど溝深さが浅くなっているため、熔融ガラスは、成形体の溝部からあふれ出し、成形体の両側の側壁を伝って下方に流下する。成形体の両側の側壁を下方に流下する熔融ガラスは成形体の下端で合流して１つに張り合わせられシートガラスとなる。
【０００３】
ところで、熔融ガラスを成形体に供給する移送管の流路断面形状は一般的に円形状であり、成形体の溝部の流路断面形状は、矩形あるいは多角形形状である。移送管の流路断面形状を円形状とするのは、移送管内に高温の熔融ガラスを充填しても屈曲する部分がなく、強度が維持できることが好ましいからである。一方、成形体の溝部の流路断面形状を矩形あるいは多角形形状とするのは、溝部の加工の容易性のためである。
例えば、下記特許文献１の図１、図３には、流路断面形状が円形状の移送管と、流路断面形状が矩形形状の溝部を有する成形体が開示されている。この場合、円形形状の移送管から、成形体の溝部に熔融ガラスが供給されるとき、熔融ガラスの流路断面が段差を持って急激に拡大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５０１６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、一般的に、熔融ガラスを成形体に供給する移送管の流路断面形状は円形状であり、成形体の溝部の流路断面形状は矩形あるいは多角形形状であるため、移送管から、成形体の溝部に熔融ガラスが供給されるとき、熔融ガラスの流路断面が段差を持って急激に拡大する。このため、熔融ガラスの流路の急激な拡大により、成形体の溝部内で熔融ガラスの流れが部分的に停留し易くなる場合がある。熔融ガラスの流れの停留は、熔融ガラスの失透に繋がり易い。また、熔融ガラスの流れの停留は異質素地を生じさせ易く、脈理の発生にも繋がりやすい。より詳細に説明すると、熔融ガラスの流れが停留すると、他の部分の熔融ガラスに比べて成形体と接触する時間が長くなるため、成形体の表面から成形体の成分が溶出し、熔融ガラスのガラス組成が部分的に変化し易い。また、成形体の温度の影響を受けて、熔融ガラスの粘度が部分的に変化し易い。すなわち、溶融ガラス中に異質素地が生じ易くなり、この結果、最終製品のガラス板に、脈理が発生し易くなり、またガラス板の厚さが不均一になり易い。
【０００６】
また、フラットパネルディスプレイ用ガラス板には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の半導体素子が、ガラス板上に形成される。近年、ディスプレイ表示のさらなる高精細化を実現するために、従来から用いられてきたα-Ｓｉ・ＴＦＴに替わって、ｐ-Ｓｉ(低温ポリシリコン)・ＴＦＴや酸化物半導体をガラス板に形成することが求められている。ｐ-Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体の形成工程では、α−Ｓｉ・ＴＦＴの形成工程よりも高温な熱処理工程が存在する。そのため、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)ＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス板には、熱収縮率が小さいことが求められている。熱収縮率を小さくするためには、ガラスの歪点を高くすることが好ましいが、歪点が高いガラスは、液相温度が高くなる傾向があり、液相粘度（液相温度における粘度）が低くなる傾向にある。このため、シートガラスの成形に必要な熔融ガラスの粘度（成形粘度）と、液相粘度との差が少なくなり、あるいは、成形粘度が液相粘度より大きくなる場合もあり、その結果ガラスが失透し易くなる。したがって、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)・ＴＦＴ形成用あるいは酸化物半導体形成用などの特に液相粘度が低いガラスでシートガラスを製造する場合、成形体の表面から成形体の成分が溶出し、液相粘度の上昇（失透の生成）の虞があるような成形体の溝部内で熔融ガラスの一部の流れが停留し易くなることは極力避けなければならない。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の問題点を解決するために、成形体を用いた熔融ガラスの成形時、成形体の溝部を通過する熔融ガラスの流れが停留し難く、熔融ガラスに失透及び異質素地が生じることがなく、脈理がなく、均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができるガラス板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ガラス板を製造するガラス板の製造方法である。当該製造方法は、
ガラス原料を熔解して溶融ガラスをつくる工程と、
前記熔融ガラスを、移送管を通して成形体に供給する供給工程と、
前記熔融ガラスを、前記成形体を用いて成形して、シートガラスをつくる成形工程と、を含む。
前記移送管の、前記成形体の溝部との接続位置において、前記移送管は、熔融ガラスの流路断面が拡張する管拡張部を有し、前記管拡張部の一端が前記成形体の前記溝部と接続する。
前記供給工程において前記熔融ガラスを前記移送管から前記成形体の溝部に供給するとき、前記移送管を流れる熔融ガラスの流路断面の幅が、前記移送管の開口端と前記成形体の前記溝部の開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がり、前記接続位置で溝部の溝幅になり、かつ、前記接続位置において、前記移送管の開口端の縁は、前記成形体の前記溝部の開口端における少なくとも底面の縁形状に一致する形状を有し、前記移送管の壁面は前記溝部の前記底面と段差なく接続されている。
このため、前記移送管から前記成形体の前記溝部への熔融ガラスの流れを滑らかにすることができ、熔融ガラスの前記溝部における滞在時間を一定範囲内に揃えて前記溝部から熔融ガラスを溢れ出させることができる。このため、ガラスの失透や異質素地が生じ難く、脈理がなく均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができる。
【０００９】
さらに、前記移送管の開口端の縁は、前記溝部の開口端における側面の縁形状の一部に一致する形状を有することが好ましい。
前記移送管の開口端の縁は、前記成形体の前記溝部の開口端における少なくとも底面の縁形状に一致する形状を有し、さらに、前記溝部の開口端における側面の縁形状の一部に一致する形状を有するので、前記移送管から前記成形体の前記溝部への熔融ガラスの流れをより滑らかにすることができる。
【００１０】
前記移送管は、前記流路断面の幅が前記接続位置まで連続的に広がる端部を有することが好ましい。
これにより、熔融ガラスの流れはより停留し難くなる。
【００１１】
前記成形体の前記溝部における熔融ガラスの流路断面が、前記成形体の前記溝部が前記接続位置に近づくにしたがって徐々に小さくなっていることが好ましい。
これにより、前記移送管の流路断面が前記成形体の前記溝部の流路断面に比べて極めて小さい場合であっても、前記移送管から前記溝部への熔融ガラスの流れを滑らかにすることができる。
【００１２】
前記溝部は、前記底面を含む溝下部において、溝幅が前記溝部の深さ方向に進むにつれて狭くなり、前記接続位置に近づくにつれて、前記溝幅が狭くなる前記深さ方向の開始位置が浅くなる部分を有することが好ましい。
これにより、前記溝下部における熔融ガラスの流れをより滑らかにすることができる。
【００１３】
前記熔融ガラスの歪点は６５５℃以上であっても、前記ガラス板の製造方法に適用することができる。
このようなガラスは、歪点が高いガラスであり、液相温度（失透温度）が高くなる傾向にある。この歪点が６５５℃以上であるガラスを用いた場合、成形工程における熔融ガラスの適正な粘度（例えば、４００００poise以上）と、ガラスの液相粘度が近づくので失透し易くなる。特に、溶融ガラスが成形時に停留すると、成形体の表面から成形体の成分が溶出し、さらに失透し易くなる。上記製造方法では、前記成形体の前記溝部において熔融ガラスの流れを停留させ難いので、ガラスの失透を抑制することができる。
前記熔融ガラスの歪点が６７５℃以上のガラスであっても、前記ガラス板の製造方法に適用することができ、失透が生じ難い。また、前記熔融ガラスの歪点が６８０℃以上のガラスであっても、前記ガラス板の製造方法に適用することができ失透が生じ難い。さらに、前記熔融ガラスの歪点が６９０℃以上のガラスであっても、前記ガラス板の製造方法に適用することができ、失透が生じ難い。
【００１４】
前記熔融ガラスの液相粘度は６００００poise以下とすることができ、５００００poise以下とすることもできる。さらに、液相粘度は４５０００poise以下とすることもできる。このようなガラスは、成形工程における必要な熔融ガラスの粘度に近いので失透し易いガラスである。特に、成形体において溶融ガラスが停留すると、さらに失透しやすくなるガラスである。しかし、上記ガラス板の製造方法では、前記成形体の前記溝部において熔融ガラスの流れを停留させ難いので、液相粘度は６００００poise以下、５００００poise以下、さらには４５０００poise以下としても、ガラスの失透を抑制し、ガラスシートを製造することができる。
【００１５】
前記ガラス板は、例えばフラットパネルディスプレイ用ガラス板であり、例えばｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)ＴＦＴ形成用あるいは酸化物半導体形成用のガラス板である。
ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)ＴＦＴ形成用あるいは酸化物半導体形成用のガラス板は、歪点が高い。歪点が高いと液相温度は高くなる傾向があり、液相粘度（液相温度における粘度）が低くなる傾向にある。このため、シートガラスの成形に必要な熔融ガラスの粘度（成形粘度）と、液相粘度との差が少なくなり、あるいは、成形粘度が液相粘度より大きくなる場合もあり、その結果ガラスが失透し易くなる。特に、成形体で溶融ガラスが停留すると、さらに失透しやすい。したがって、成形体の溝部において停留し難く滑らかに熔融ガラスを流すことができる上述の態様のガラス板の製造方法を、フラットパネルディスプレイ用ガラス板、特に、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)ＴＦＴ形成用あるいは酸化物半導体形成用のガラス板に適用しても、失透は生じ難くなる。
【発明の効果】
【００１６】
上記態様のガラス板の製造方法によれば、成形体を用いた熔融ガラスの成形時、成形体の溝部を通過する熔融ガラスの流れが停留し難く、熔融ガラスに失透及び異質素地が生じることがなく、脈理がなく、均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態のガラス板の製造方法の工程の一例を示す図である。
【図２】本実施形態における熔解工程〜切断工程を行う装置の一例を模式的に示す図である。
【図３】（ａ）は、本実施形態における成形体とガラス供給管との接続部分を示す分解斜視図であり、（ｂ）は、本実施形態の管拡張部が溝部と接続するときの接続領域と溝部との間の相対位置を示す図である。
【図４】本実施形態におけるガラス供給管及び成形体の接続位置周辺を上方からみたときの熔融ガラスの流れを説明する図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、従来の成形体の溝部とガラス供給管の接続状態を説明する図である。
【図６】（ａ）は、成形体の溝部と管拡張部との接続を説明する変形例１の図であり、（ｂ）は、成形体の溝部と管拡張部との接続を説明する変形例２の図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、変形例３の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態のガラス板の製造方法について説明する。図１は、本実施形態のガラス板の製造方法の工程の一例を示す図である。
【００１９】
（ガラス板の製造方法の全体概要）
ガラス板の製造方法は、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、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者に搬送される。
【００２０】
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、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面に投入し、加熱することにより熔融ガラスを作る。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下流工程に向けて熔融ガラスを流す。
熔解槽の熔融ガラスの加熱は、熔融ガラス自身に電気が流れて自ら発熱し加熱する方法に加えて、バーナーによる火焔を補助的に与えてガラス原料を熔解することもできる。なお、ガラス原料には清澄剤が添加される。清澄剤として、ＳｎＯ2，Ａｓ2Ｏ3，Ｓｂ2Ｏ3等が知られているが、特に制限されない。しかし、環境負荷低減の点から、清澄剤としてＳｎＯ2（酸化錫）を用いることができる。
【００２１】
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、清澄槽内の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を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じたＯ2を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に泡は浮上して放出される。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Ｏ2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。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、清澄工程は、減圧雰囲気の空間を清澄槽につくり、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。この場合、清澄剤を用いない点で有効である。なお、清澄工程では、酸化錫を清澄剤として用いた清澄方法を用いる。
【００２２】
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。
【００２３】
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、板状のガラス板を得る。切断されたガラス板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス板が作られる。この後、ガラス板の端面の研削、研磨が行われ、ガラス板の洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。
【００２４】
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バケット１０１ｄを用いて行われる。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。
【００２５】
（ガラス供給管と成形体の接続）
図３（ａ）は、成形体２１０とガラス供給管１０６との接続部分を示す分解斜視図である。
成形体２１０は、その上部に溝部２１０ａが形成された一方向（図中Ｘ方向）に延びる長尺状の構造体である。溝部２１０ａは、Ｘ方向に進むにつれて溝深さが浅くなっている。このため、溝部２１０ａに供給された熔融ガラスＭＧは、溝部２１０ａから溢れ出して、成形体２１０の両側に設けられた側壁２１０ｂを鉛直下方に流れる。両側の側壁２１０ｂを流下する熔融ガラスＭＧは、成形体２１０の鉛直下方に設けられた下方先端２１０ｃで合流し、１つに張り合わされてシートガラスＳＧとなる。
このような成形体２１０の溝部２１０ａには、熔融ガラスＭＧが円滑に供給される（熔融ガラスＭＧの流れが停留し難い）ことが、失透や脈理を生じさせない点で好ましい。特に、液相温度が高く、液相粘度が成形工程時の熔融ガラスの粘度（成形粘度）に近づき、あるいは、液相粘度が成形粘度より小さくなるような失透し易いガラスでは、ガラス供給管１０６から溝部２１０ａに供給される熔融ガラスＭＧの流れが停留することを避けなければならない。
【００２６】
成形体２１０の溝部２１０ａの流路断面は矩形形状を成している。一方、成形体２１０の溝部２１０ａと接続するガラス供給管１０６は移送管であって、一定の流路断面を有するガラス供給管本体１０６ａと、ガラス供給管本体１０６ａの端部に設けられた管拡張部１０６ｂを含む。ガラス供給管本体１０６ａの流路断面は円形状を成している。また、ガラス供給管本体１０６ａの流路断面形状である円の直径は、溝部２１０ａの溝幅に比べて小さい。
熔融ガラスＭＧをガラス供給管本体１０６ａから管拡張部１０６ｂを通して成形体２１０の溝部２１０ａに供給するとき、ガラス供給管１０６を流れる熔融ガラスＭＧの流路断面の横幅は、ガラス供給管１０６の開口端と成形体２１０の溝部２１０ａの開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がり、接続位置で溝部２１０ａの溝幅になっている。しかも、この接続位置において、ガラス供給管１０６の開口端の縁は、溝部２１０ａの開口端における少なくとも底面の縁形状（図３（ａ）の場合直線形状）に一致する形状を有し、ガラス供給管１０６（管拡張部１０６ｂ）の壁面は溝部２１０ａの底面と段差なく接続されている。ここで、熔融ガラスＭＧの流路断面の横幅とは、溝部２１０ａの溝幅方向における幅をいう。
具体的には、管拡張部１０６ｂの断面形状は、ガラス供給管本体１０６ａの円形状の流路断面形状から、その断面形状の一部が溝部２１０ａの底面の縁形状である直線形状に一致する形状に変化する。ここで、溝部２１０ａの底面とは、溝部２１０ａの断面形状が矩形形状の場合の溝底に当たる平面の部分の他に、一定の溝幅で深さ方向に延びる部分より下方であって、溝幅が段階的にあるいは連続的に狭くなり溝が終了する部分の面も含まれる。後述する図６（ａ），（ｂ）に示す例では、傾斜面２１０ｂ，２１０ｃによって作られるＶ字形状や円弧形状の部分も底面の縁形状に該当する。
さらに、管拡張部１０６ｂの開口端における断面形状は、溝部２１０ａの開口端における側面（側壁面）の縁形状（直線形状）の一部に一致する形状を有している。
なお、ガラス供給管１０６における熔融ガラスＭＧの流路断面の幅の変化は、連続的にあるいは段階的に行われてもよいが、連続的な幅の変化が、熔融ガラスＭＧの流れを可能な限り停留させない点で好ましい。
【００２７】
図３（ｂ）は、管拡張部１０６ｂの開口端が溝部２１０ａの開口端と接続するときの接続領域Ｚ1と溝部２１０ａとの間の相対位置を示す図である。上述したように、管拡張部１０６ｂは、溝２１０ａと接続するとき、溝部２１０ａの溝幅と同じ幅を持って溝部２１０ａと接続される。図３（ｂ）に示されるように、管拡張部１０６ｂの開口端の縁は、溝部２１０ａの底面を含む溝下部の縁と一致するように管拡張部１０６ｂは設けられる。これにより、管拡張部１０６ｂから溝部２１０ａに流れ込む熔融ガラスＭＧは、管拡張部１０６ｂから溝２１０ａに滑らかに流れるので、熔融ガラスＭＧの流れは滞留し難くなる。管拡張部１０６ｂがない場合、ガラス供給管本体から溝部に進むとき、流路断面が急拡大するので、熔融ガラスＭＧの流れの停留が起こる場合がある。この場合、熔融ガラスＭＧは特に底面に停留し易く、失透の原因、異質素地の生成の原因となり易い。このため、ガラス供給管１０６の開口部の縁は、溝部２１０ａの底面を含む溝下部の縁の形状と一致するように管拡張部１０６ｂが設けられる。
なお、図３（ｂ）に示すように、成形体２１０の溝部２１０ａには、熔融ガラスＭＧが溝部２１０ａの底面を含む溝下部から供給され、接続位置において、溝部２１０ａのうち溝下部の上方に位置する溝上部は、図３に示すように板状部材を用いて閉塞されている。このため、熔融ガラスＭＧは溝部２１０ａの溝下部から供給され、しかも、底面において熔融ガラスＭＧが停留することなく滑らかに流れるので溝部２１０ａから熔融ガラスＭＧは滑らかに溢れ出す。
【００２８】
図４は、ガラス供給管１０６、管拡張部１０６ｂ、及び成形体２１０の接続位置周辺を上方からみたときの熔融ガラスＭＧの流れを説明する図である。図４に示すように、熔融ガラスＭＧをガラス供給管１０６から成形体２１０に供給するとき、ガラス供給管１０６を流れる熔融ガラスＭＧの流路断面の幅が、ガラス供給管１０６と成形体２１０に近づくにつれて、ガラス供給管１０６における流路断面の横幅が、ガラス供給管本体１０６ｂの流路断面の幅Ｗ1から成形体２１０の溝部２１０ａの流路断面の幅Ｗ2に向かって徐々に変化するので、熔融ガラスＭＧは、滞留が抑制され、滑らかに成形体２１０の溝部２１０ａに流れ込む。
【００２９】
図５（ａ），（ｂ）は、従来の成形体２１０の溝部２１０ａとガラス供給管１０６との接続状態を説明する図である。図５（ａ），（ｂ）に示すように、ガラス供給管１０６の接続位置における流路断面は、溝部２１０ａの流路断面に比べて小さいので、熔融ガラスＭＧの流路断面は接続位置で急拡大する。このため、図５（ｂ）に示すように、溝部２１０ａの延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜した方向に速度成分を有する熔融ガラスＭＧの流れが発生し、熔融ガラスＭＧは、溝部２１０ａ内でＸ方向に滑らかに流れない。特に、溝部２１０ａの底面は、ガラス供給管１０６の壁面と段差を持って接するので、底面近傍を流れる熔融ガラスＭＧの流れの停留の程度は大きい。
このように、本実施形態では、ガラス供給管１０６は、その端部に管拡張部１０６ｂを含む。このとき、ガラス供給管１０６を流れる熔融ガラスＭＧの流路断面の幅が、ガラス供給管１０６の開口端と成形体２１０の溝部２１０ａの開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がって、接続位置で溝部２１０ａの溝幅になっている。しかも、この接続位置において、ガラス供給管１０６（管拡張部１０６ｂ）の開口端の縁は、成形体２１０の溝部２１０ａの開口端における少なくとも底面の縁形状に一致する形状を有し、ガラス供給管１０６の壁面は溝部２１０ａの底面と段差なく接続されている。このため、本実施形態は、ガラス供給管１０６から成形体２１０の溝部２１０ａへの熔融ガラスＭＧの流れを滑らかにすることができ、熔融ガラスＭＧの溝部２１０ａにおける滞在時間を比較的一定範囲内に揃えて溝部２１０ａから熔融ガラスＭＧを溢れ出させることができる。このため、ガラスの失透や異質素地が生じ難く、脈理がなく、均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができる。
【００３０】
（変形例１）
図６（ａ）は、成形体２１０の溝部２１０ａと管拡張部１０６ｂとの接続を説明する変形例１の図である。溝部２１０ａの流路断面は図示されるように溝部２１０ａの底面が傾斜した２つの溝底傾斜面２１０ｂ、２１０ｃを用いて形成されている。この場合においても、ガラス供給管１０６を流れる熔融ガラスＭＧの流路断面の幅が、管拡張部１０６ｂにより、ガラス供給管１０６の開口端と成形体２１０の溝部２１０ａの開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がって、接続位置で溝部２１０ａの溝幅になっている。しかも、この接続位置において、ガラス供給管１０６（管拡張部１０６ｂ）の開口端の縁は、成形体２１０の溝部２１０ａの開口端における少なくとも底面の縁形状に一致する形状を有し、ガラス供給管１０６の壁面は溝部２１０ａの底面と段差なく接続されている。さらに、管拡張部１０６ｂの開口端における断面形状は、溝部２１０ａの開口端における側面（側壁面）の縁形状（直線形状）の一部に一致する形状を有している。このため、成形体２１０の溝部２１０ａへの熔融ガラスＭＧの流れを滑らかにすることができ、熔融ガラスＭＧの溝部２１０ａにおける滞在時間を比較的一定の範囲内に揃えて溝部２１０ａから熔融ガラスＭＧを溢れ出させることができる。このため、ガラスの失透や異質素地が生じ難く、脈理がなく均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができる。
【００３１】
（変形例２）
図６（ｂ）は、成形体２１０の溝部２１０ａと管拡張部１０６ｂとの接続を説明する変形例２の図である。
溝部２１０ａの流路断面は図示されるように溝底面が円形状の曲面を成した底面２１０ｄで形成されている。この場合においても、ガラス供給管１０６を流れる熔融ガラスＭＧの流路断面の幅（直径）が、管拡張部１０６ｂにより、ガラス供給管１０６の開口端と成形体２１０の溝部２１０ａの開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がって、接続位置で溝部２１０ａの溝幅になっている。しかも、この接続位置において、ガラス供給管１０６（管拡張部１０６ｂ）の開口端の縁は、成形体２１０の溝部２１０ａの開口端における少なくとも半円形状の底面２１０ｄの縁形状に一致する形状を有し、ガラス供給管１０６の壁面は溝部２１０ａの底面と段差なく接続されている。すなわち、管拡張部１０６ｂは、流路断面形状が円形状のガラス供給管１０６から円形状を維持しつつ流路断面を拡張し、接続位置において、底面２１０ｄに対応した大きさの円形状になっている。このため、成形体２１０の溝部２１０ａへの熔融ガラスＭＧの流れを滑らかにすることができ、熔融ガラスＭＧの溝部２１０ａにおける滞在時間を比較的一定の範囲内に揃えて溝部２１０ａから熔融ガラスＭＧを溢れ出させることができる。このため、変形例２では、ガラスの失透や異質素地が生じ難く、脈理がなく均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができる。
【００３２】
（変形例３）
図７（ａ），（ｂ）は、変形例３の形態を示す図である。変形例３は、成形体２１０の溝部２１０ａにおける熔融ガラスＭＧの流路断面が、成形体２１０の溝部２１０ａがガラス供給管１０６と接続する接続位置に近づくにしたがって徐々に小さくなっている構成である。すなわち、成形体２１０の溝部２１０ａにおける熔融ガラスＭＧの流路断面は、成形体２１０の溝部２１０ａがガラス供給管１０６と接続する接続位置に近づくにしたがって徐々に小さくなるように熔融ガラスＭＧが流れる。
溝部２１０ａの下方には溝傾斜面２１０ｅが設けられている。この溝傾斜面２１０ｅは、図７（ａ），（ｂ）に示す例では、一定の溝幅で深さ方向に延びる部分より下方であって、溝幅が連続的に狭くなり溝底で終了する面であり、底面の一部である。溝傾斜面２１０ｅの幅Ｗ（図７（ｂ）参照）は、溝部２１０ａがガラス供給管１０６と接続する接続位置に近づくにしたがって大きくなる（ガラス供給管１０６から離れるにしたがって小さくなる）。すなわち、溝部２１０ａは、底面を含む溝下部において、溝幅が溝部２１０ａの深さ方向に進むにつれて狭くなり、ガラス供給管１０６との接続位置に近づくにつれて、溝幅が狭くなる溝部２１０ａの深さ方向の開始位置が浅くなる部分を有する。この部分により、溝部２１０ａの流路断面は、上記接続位置に近づくにしたがって徐々に小さくなる。特に、溝部２１０ａの溝下部の流路断面が接続位置に近づく程小さくなるので、ガラス供給管１０６から熔融ガラスＭＧが供給されたとき、溝部２１０ａの底面近傍に位置する熔融ガラスＭＧは停留が抑えられ滑らかに流れる。
【００３３】
なお、ガラス供給管本体１０６ａにおける流路断面が溝部２１０ａに比べて極めて小さい場合、管拡張部１０６ｂの流路断面の拡張率は大きくなる。この場合、拡張率の大きな管拡張部１０６ｂでは、熔融ガラスＭＧの滑らかな流れ（熔融ガラスＭＧの流れが停留しない流れ）を保つことができない場合がある。このため、変形例３は、熔融ガラスＭＧの滑らかな流れを保つために、溝部２１０ａの接続位置近傍で流路断面を小さくし、この接続位置から離れるにしたがって流路断面を徐々に拡大する構成とする。この溝部２１０ａの流路断面の拡大は、連続的な拡大であっても段階的な拡大であってもよい。勿論、管拡張部１０６ｂの溝部２１０ａとの接続位置では、管拡張部１０６ｂは、溝部２１０ａの底面や溝傾斜面２１０ｅに対応した縁を持った形状で、溝部２１０ａと接続される。したがって、変形例３では、溝部２１０ａにおいて、熔融ガラスＭＧは停留し難いので、ガラスの失透や異質素地が生じ難く、脈理がなく均一な板厚の高品質なガラス板を製造することができる。
【００３４】
以上のように、本実施形態及び変形例１〜３では、ガラス供給管１０６は、その端部に管拡張部１０６ｂを含む。このとき、ガラス供給管１０６を流れる熔融ガラスＭＧの流路断面の幅が、ガラス供給管１０６の開口端と成形体２１０の溝部２１０ａの開口端の接続位置に近づくにつれて徐々に広がって、接続位置で溝部２１０ａの溝幅になっている。しかも、この接続位置において、ガラス供給管１０６（管拡張部１０６ｂ）の開口端の縁は、成形体２１０の溝部２１０ａの開口端における少なくとも底面の縁形状に一致する形状を有し、ガラス供給管１０６の壁面は溝部２１０ａの底面と段差なく接続されている。このため、本実施形態は、ガラス供給管１０６から成形体２１０の溝部２１０ａへの熔融ガラスＭＧの流れを滑らかにすることができ、熔融ガラスＭＧの溝部２１０ａにおける滞在時間を比較的一定範囲内に揃えて溝部２１０ａから熔融ガラスＭＧを溢れ出させることができる。このため、ガラスの失透や異質素地が生じ難い。
ガラス供給管１０６の流路断面形状がガラス供給管１０６の一部である管拡張部１０６ｂにより連続的に変化するが、この流路断面形状は、段階的に変化してもよい。しかし、熔融ガラスＭＧの円滑な流れの点で、熔融ガラスＭＧの流路断面の横幅が、ガラス供給管１０６の横幅から溝部２１０ａの溝幅に連続的に変化することが好ましい。
【００３５】
（ガラス板の特性、適用）
本実施形態のガラス板をフラットパネルディスプレイ用ガラス板に用いる場合、以下のガラス組成を有するようにガラス原料を混合するものが例示される。
ＳｉＯ2：５０〜７０質量％、 
Ａｌ2Ｏ3：０〜２５質量％、 
Ｂ2Ｏ3：1〜１５質量％、 
ＭｇＯ：０〜１０質量％、 
ＣａＯ：０〜２０質量％、 
ＳｒＯ：０〜２０質量％、 
ＢａＯ：０〜１０質量％、 
ＲＯ：５〜３０質量％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの合量)、 
を含有する無アルカリガラス。
なお、本実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ’2Ｏの合計が０．１０質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．２０質量％以上０．５質量％以下(ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス板が含有するものである)含むことが好ましい。勿論、Ｒ’２Ｏの合計が０．１０質量％より低くてもよい。
また、本発明のガラス板の製造方法を適用する場合は、ガラス組成物が、上記各成分に加えて、ＳｎＯ2：０．０１〜１質量％（好ましくは０．０１〜０．５質量％）、Ｆｅ2Ｏ3：０〜０．２質量％（好ましくは０．０１〜０．０８質量％）を含有し、環境負荷を考慮して、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＰｂＯを実質的に含有しないようにガラス原料を調製しても良い。
【００３６】
また、近年フラットパネルディスプレイの画面表示のさらなる高精細化を実現するために、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン）・ＴＦＴではなく、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)・ＴＦＴや酸化物半導体を用いたディスプレイが求められている。ここで、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)ＴＦＴや酸化物半導体の形成工程では、α−Ｓｉ・ＴＦＴの形成工程よりも高温な熱処理工程が存在する。このため、ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス板には、熱収縮率が小さいことが求められている。熱収縮率を小さくするためには、歪点を高くすることが好ましいが、歪点が高いガラスは、上述したように液相温度が高く、液相粘度が低くなる傾向にある。すなわち、上記液相粘度は、成形工程における熔融ガラスの適正な粘度に近づく。このため、失透を抑制するためには、成形体２１０の溝部２１０ａにおいて熔融ガラスＭＧの流れを停留させないことがより強く求められる。本実施形態及び変形例１〜３では、熔融ガラスＭＧの流れが停留し難い。したがって、本発明のガラス板の製造方法は、例えば歪点が６５５℃以上のガラスを用いたガラス板にも適用できる。特に、ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体に好適な歪点が６５５℃以上、歪点が６８０℃以上、さらには、歪点が６９０℃以上のガラスを用いたガラス板にも、本発明のガラス板の製造方法は適用でき、失透は生じ難い。
また、液相粘度が６００００poise以下のガラス、さらには、液相粘度が５００００poise以下のガラス、特に、液相粘度が４５０００poise以下のガラスを用いたガラス板にも本発明のガラス板の製造法を適用でき、失透は生じ難い。
【００３７】
歪点が６５５℃以上あるいは液相粘度が４５０００poise以下のガラスをガラス板に用いる場合、ガラス組成としては、例えば、ガラス板が質量％表示で、以下の成分を含むものが例示される。
ＳｉＯ2  ５２〜７８質量％、
Ａｌ2Ｏ3  ３〜２５質量％、
Ｂ2Ｏ3  ３〜１５質量％、
ＲＯ(但し、ＲはＭｇ、Ｃａ，Ｓｒ及びＢａから選ばれる、ガラス板が含有する全ての成分であって、少なくとも１種である)  ３〜２０質量％、
を含み、
質量比(ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3)／Ｂ2Ｏ3は７〜２０の範囲にある無アルカリガラスまたはアルカリ微量含有ガラスであることが、好ましい。
さらに、歪点をより上昇するために、質量比(ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3)/ＲＯは７．５以上であることが好ましい。さらに、歪点を上昇させるために、β−ＯＨ値を０．１〜０．３ｍｍ-1とすることが好ましい。さらに、高い歪点を実現しつつ液相粘度の低下を防止するためにＣａＯ／ＲＯは０．６５以上とすることが好ましい。環境負荷を考慮して、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＰｂＯを実質的に含有しないようにガラス原料を調製してもよい。
【００３８】
さらに、上述した成分に加え、本実施形態のガラス板に用いるガラスは、ガラスの様々な物理的、溶融、清澄、および、成形の特性を調節するために、様々な他の酸化物を含有しても差し支えない。そのような他の酸化物の例としては、以下に限られないが、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＭｏＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｙ2Ｏ3、および、Ｌａ2Ｏ3が挙げられる。ここで、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用ガラス板は、泡に対する要求が特に厳しいので、上記酸化物の中では清澄効果が大きいＳｎＯ2を少なくとも含有することが好ましい。
【００３９】
上記ＲＯの供給源には、硝酸塩や炭酸塩を用いることができる。なお、溶融ガラスの酸化性を高めるには、ＲＯの供給源として硝酸塩を工程に適した割合で用いることがより望ましい。
【００４０】
以上、本発明のガラス板の製造方法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。
【符号の説明】
【００４１】
１００  熔解装置
１０１  熔解槽
１０１ｄ  バケット
１０２  清澄槽
１０３  攪拌槽
１０３ａ  スターラ
１０４，１０５，１０６  ガラス供給管
１０６ａ  ガラス供給管本体
１０６ｂ  管拡張部
２００  成形装置
２１０  成形体
２１０ａ  溝部
２１０ｂ  側壁
２１０ｃ  下方先端
２１０ｄ  底面
２１０ｅ  溝傾斜面
３００  切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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