(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程と、移送管の内部を通過させることで前記熔融ガラスを移送する移送工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記移送管は、
前記熔融ガラスが内部を流れ、白金または白金合金からなる導管と、
前記導管の外周面に設けられ、前記導管を支持するための支持部材と、
前記支持部材の外周面に設けられ、前記導管の内部を流れる前記熔融ガラスの放熱量を調整するための放熱量調整部材と、
を備え、
前記支持部材は、施工容易化のために必然的に前記導管の周方向に沿って変化する熱抵抗を有し、
前記放熱量調整部材は、前記支持部材の熱抵抗の変化を打ち消すように調整された熱抵抗を有し、
前記移送管は、
前記導管に取り付けられ、前記導管に電流を流して前記導管の内部を流れる前記熔融ガラスの温度を調整するための電極と、
前記導管の長手方向において前記電極の周囲に選択的に設けられる選択的放熱量調整部材と、
をさらに備える、
ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記電極は、前記導管に電流を流すための電源に接続され、
前記選択的放熱量調整部材は、前記電源が接続されている側の反対側であり、前記放熱量調整部材の外周面に少なくとも設けられる、
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記支持部材は、鋳造により形成されたセメントである、
請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記支持部材は、角柱形状を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
ガラス原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解槽と、
前記熔解槽で生成された前記熔融ガラスを移送する移送管と、
前記熔融ガラスを板状に成形する成形装置と、
を備え、
前記移送管は、
前記熔融ガラスが内部を流れ、白金または白金合金からなる導管と、
前記導管の外周面に設けられ、前記導管を支持するための支持部材と、
前記支持部材の外周面に設けられ、前記導管の内部を流れる前記熔融ガラスの放熱量を調整するための放熱量調整部材と、
を備え、
前記支持部材は、施工容易化ために必然的に前記導管の周方向に沿って変化する熱抵抗を有し、
前記放熱量調整部材は、前記支持部材の熱抵抗の変化を打ち消すように調整された熱抵抗を有し、
前記移送管は、
前記導管に取り付けられ、前記導管に電流を流して前記導管の内部を流れる前記熔融ガラスの温度を調整するための電極と、
前記導管の長手方向において前記電極の周囲に選択的に設けられる選択的放熱量調整部材と、
をさらに備える、
ガラス基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガラス基板の製造装置は、ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成する熔融槽と、熔融ガラスからガラス基板を成形する成形装置と、熔融槽から成形装置に向かって熔融ガラスを移送するための移送管とを備える。ガラス基板の製造装置は、必要に応じ、熔融ガラスに含まれる微小な気泡を除去する清澄槽と、熔融ガラスを攪拌して均質化する攪拌槽とをさらに備える。熔融槽、清澄槽、攪拌槽および成形装置は、それぞれ移送管で接続されている。移送管の内部を通過する熔融ガラスの温度は、成形するガラス基板の組成、および、ガラス基板の製造装置の構成等によって異なる。例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ用ガラス基板に好適な組成を有するガラス基板をオーバーフローダウンドロー法により製造する工程における熔融ガラスの温度は、約１０００℃〜１７５０℃である。
【０００３】
ＬＣＤ等のディスプレイ用ガラス基板を製造する場合、ガラス基板の欠陥の要因となる異物等が熔融ガラスに混入しないことが望ましい。そのため、熔融ガラスに接する部材の内壁は、その部材に接する熔融ガラスの温度、および、要求されるガラス基板の品質等に応じて、適切な材料で構成される必要がある。ＬＣＤ用ガラス基板を製造するためのガラス基板の製造装置では、例えば、熔融ガラスに接する部材の内壁に白金または白金合金が用いられる。
【０００４】
また、ガラス基板の製造装置では、移送管の内部を通過する熔融ガラスの温度を、移送管の断面方向において均一にすることが好ましい。これは、例えば、成形装置に熔融ガラスを供給する移送管において、熔融ガラスの温度が移送管の断面方向において異なると、成形体に供給される熔融ガラスの温度が均一にならず、ガラス基板の平坦度が悪くなる問題が発生するためである。また、成形体において、他の領域よりも温度が低い領域に熔融ガラスが停滞して、ガラス基板の脈理の原因となるという問題も発生するおそれがあるためである。
【０００５】
そこで、移送管の内部を通過する熔融ガラスの温度を、移送管の断面方向において均一にするために、特許文献１（特開２００９−２９８６７１号公報）には、環状の導電体からなるフランジが移送管に取り付けられているガラス基板の製造装置が開示されている。このフランジは、電気抵抗の高い材料で構成された内環部を有し、この内環部は、電源に向かって偏心している。このガラス基板の製造装置では、フランジにおける電力集中を緩和させて、移送管の周方向における加熱量の差を低減することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、たとえフランジにおける電力集中を緩和させて、移送管の周方向の加熱量を均一にしたとしても、移送管の周方向の放熱量の差によって、移送管内を流れる熔融ガラスの温度が移送管の断面方向において不均一になってしまう問題があった。また、近年のディスプレイの高精細化に伴い、ガラス基板の平坦度や脈理に対する要求が益々厳しくなってきている。
【０００７】
本発明の目的は、白金または白金合金から構成される移送管の内部を流れる熔融ガラスの、移送管の断面方向の温度差を低減することができるガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガラス基板の製造方法は、熔解工程と、移送工程と、成形工程とを備える。熔解工程は、ガラス原料を熔解して熔融ガラスを生成する工程である。移送工程は、移送管の内部を通過させることで熔融ガラスを移送する工程である。成形工程は、熔融ガラスを板状に成形する工程である。移送管は、導管と、支持部材と、放熱量調整部材とを備える。導管は、熔融ガラスが内部を流れ、白金または白金合金からなる管である。支持部材は、導管の外周面に設けられ、導管を支持するための部材である。放熱量調整部材は、支持部材の外周面に設けられ、導管の内部を流れる熔融ガラスの放熱量を調整するための部材である。支持部材は、施工の容易化のために必然的に導管の周方向に沿って変化する熱抵抗を有する。放熱量調整部材は、支持部材の熱抵抗の変化を打ち消すように調整された熱抵抗を有する。
【０００９】
このガラス基板の製造方法では、熔融ガラスを移送するための移送管は、熔融ガラスが内部を流れる導管を支持するための支持部材と、導管の内部を流れる熔融ガラスの放熱量を調整するための放熱量調整部材とを備えている。例えば、導管は、円形の断面を有する円柱状の部材であり、支持部材は、四角形の断面を有する角柱状の部材である。この場合、導管の径方向における支持部材の厚みは、導管の周方向において不均一である。導管の径方向における支持部材の厚みが大きいほど、導管の径方向における支持部材の熱抵抗は大きいため、支持部材の熱抵抗は、導管の周方向において不均一である。放熱量調整部材は、支持部材の熱抵抗を導管の周方向において均一にする。放熱量調整部材により、移送管全体の熱抵抗は、導管の周方向において均一になる。従って、このガラス基板の製造方法は、白金または白金合金から構成される移送管の内部を流れる熔融ガラスの、移送管の断面方向の温度差を低減することができる。
【００１０】
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、移送管は、電極と、選択的放熱量調整部材とをさらに備えることが好ましい。電極は、導管に取り付けられ、導管に電流を流して導管を発熱させることで導管の内部を流れる熔融ガラスの温度を調整するための部材である。選択的放熱量調整部材は、導管の長手方向において電極の周囲に選択的に設けられる部材である。
【００１１】
このガラス基板の製造方法では、導管の長手方向において、電極の周囲の領域は、他の領域に比べて、放熱量が高い。これは、電極は導管の外周面に接触しており、導管の長手方向における電極の位置において、放熱量調整部材が分断されているからである。選択的放熱量調整部材は、導管の長手方向における電極の周囲に設けられ、導管の内部を流れる熔融ガラスの放熱量を調整する。これにより、移送管全体の放熱量が、移送管の長手方向において均一になる。従って、このガラス基板の製造方法は、移送管の内部を流れる熔融ガラスの、移送管の長手方向の温度差を低減することができる。
【００１２】
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、電極は、導管に電流を流すための電源に接続され、選択的放熱量調整部材は、電源が接続されている側の反対側であり、放熱量調整部材の外周面に少なくとも取り付けられることが好ましい。
【００１３】
このガラス基板の製造方法では、選択的放熱量調整部材は、例えば、電極の電源が接続されている側の反対側に設けられている。これは、電極の近くでは、導管を流れる電流が、電源が接続されている側に偏るため、電源が接続されている側の温度が、その反対側の温度よりも高くなるためである。そのため、選択的放熱量調整部材を、電源が接続されている側の反対側に少なくとも設けることにより、移送管全体の放熱量が、移送管の断面方向において均一になる。従って、このガラス基板の製造方法は、白金または白金合金から構成される移送管の内部を流れる熔融ガラスの、移送管の断面方向の温度差を低減することができる。
【００１４】
なお、導管の外周面に設けられた部材（例えば、支持部材および放熱量調整部材、あるいは、支持部材、放熱量調整部材および選択的放熱量調整部材）の熱抵抗の合計に対する、支持部材の熱抵抗の占める割合が５０〜１００％である場合、支持部材の周方向の熱抵抗の変化により、熔融ガラスの温度が不均一になる問題が顕著となる。そのため、導管の外周面に設けられた部材の熱抵抗の合計に対する、支持部材の熱抵抗の占める割合は、５０〜１００％である場合に本発明に好適となり、７０〜９９％である場合に本発明により好適となる。
【００１５】
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、支持部材は、鋳造により形成されたセメントであることが好ましい。このとき、放熱量調整部材は、鋳型となる。また、支持部材としてアルミナセメントを用いると、昇温時において導管に生じる熱応力を小さくすることができる。より詳細には、水で溶いたセメントを導管と支持部材との間に流し込み、昇温時に焼結させることで支持部材を形成することが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、支持部材は、角柱形状を有することが好ましい。これにより、支持部材の施工をより容易化することができる。
【００１７】
本発明に係るガラス基板の製造方法は、熔解工程と、移送工程と、成形工程とを備える。熔解工程は、ガラス原料を熔解して熔融ガラスを生成する工程である。移送工程は、移送管の内部を通過させることで熔融ガラスを移送する工程である。成形工程は、熔融ガラスを板状に成形する工程である。移送管は、導管と、支持部材と、放熱量調整部材とを備える。導管は、熔融ガラスが内部を流れ、白金または白金合金からなる管である。支持部材は、導管の外周面に設けられ、導管を支持するための部材である。放熱量調整部材は、支持部材の外周面に設けられ、導管の内部を流れる熔融ガラスの放熱量を調整するための部材である。支持部材は、施工の容易化のために必然的に導管の周方向に沿って変化する熱抵抗を有する。放熱量調整部材および選択的放熱量調整部材の少なくとも一方によって支持部材の熱抵抗の変化が打ち消されるように、放熱量調整部材および選択的放熱量調整部材の熱抵抗が調整される。
【００１８】
また、このガラス基板の製造方法では、支持部材は、鋳造により形成されたセメントであることが好ましい。このとき、放熱量調整部材は、鋳型となる。また、支持部材としてアルミナセメントを用いると、昇温時において導管に生じる熱応力を小さくすることができる。より詳細には、水で溶いたセメントを導管と支持部材との間に流し込み、昇温時に焼結させることで支持部材を形成することが好ましい。
【００１９】
また、このガラス基板の製造方法では、支持部材は、角柱形状を有することが好ましい。これにより、支持部材の施工をより容易化することができる。
【００２０】
本発明に係るガラス基板の製造装置は、熔解槽と、移送管と、成形装置とを備える。熔解槽は、ガラス原料を熔解して熔融ガラスを生成する。移送管は、熔解槽で生成された熔融ガラスを移送する。成形装置は、熔融ガラスを板状に成形する。移送管は、導管と、支持部材と、放熱量調整部材とを備える。導管は、熔融ガラスが内部を流れ、白金または白金合金からなる管である。支持部材は、導管の外周面に設けられ、導管を支持するための部材である。放熱量調整部材は、支持部材の外周面に設けられ、導管の内部を流れる熔融ガラスの放熱量を調整するための部材である。支持部材は、導管の周方向に沿って変化する熱抵抗を有する。放熱量調整部材は、支持部材の熱抵抗の変化を打ち消すように調整された熱抵抗を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置は、白金または白金合金から構成される移送管の内部を流れる熔融ガラスの、移送管の断面方向の温度差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係るガラス基板製造装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る移送管の外観図である。
【図３】第１実施形態に係る移送管の断面図である。
【図４】第２実施形態に係る移送管の外観図である。
【図５】第２実施形態に係る、電極が取り付けられている導管の外観図である。
【図６】第２実施形態に係る移送管の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
（１）ガラス製造装置の全体構成
本発明に係るガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のガラス製造装置２００の模式図である。ガラス製造装置２００は、熔解槽４０と、清澄槽４１と、攪拌装置１００と、成形装置４２とを備える。熔解槽４０と清澄槽４１とは、移送管４３ａによって接続されている。清澄槽４１と攪拌装置１００とは、移送管４３ｂによって接続されている。攪拌装置１００と成形装置４２とは、移送管４３ｃによって接続されている。熔解槽４０で生成された熔融ガラスＧは、移送管４３ａを通過して清澄槽４１に流入する。清澄槽４１で清澄された熔融ガラスＧは、移送管４３ｂを通過して攪拌装置１００に流入する。攪拌装置１００で攪拌された熔融ガラスＧは、移送管４３ｃを通過して成形装置４２に流入する。成形装置４２では、オーバーフローダウンドロー法により熔融ガラスＧからガラスリボン４４が成形される。
【００２４】
熔解槽４０は、図示されていないが、バーナー等の加熱手段を備えている。熔解槽４０では、加熱手段によりガラス原料が熔解され、熔融ガラスＧが生成される。ガラス原料は、所望の組成のガラスを実質的に得ることができるように調製される。ガラスの組成の一例として、無アルカリガラスおよび微アルカリガラスは、ＳｉＯ2：５７質量％〜７０質量％、Ａｌ2Ｏ3：１５質量％〜２５質量％、Ｂ2Ｏ3：０質量％〜１３質量％、ＭｇＯ：０質量％〜１５質量％、ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、ＢａＯ：０質量％〜１０質量％、Ｎａ2Ｏ：０質量％〜１質量％、Ｋ2Ｏ：０質量％〜１質量％、Ａｓ2Ｏ3：０質量％〜１質量％、Ｓｂ2Ｏ3：０質量％〜１質量％、ＳｎＯ2：０質量％〜１質量％、Ｆｅ2Ｏ3：０質量％〜１質量％、ＺｒＯ2：０質量％〜１質量％からなる。ここで、「実質的に」とは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容されることを意味する。また、上記の組成を有するガラスに関して、Ｆｅ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3およびＳｎＯ2の各含有率は、複数の価数を有するＦｅ、Ａｓ、ＳｂまたはＳｎの成分を、それぞれＦｅ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3またはＳｎＯ2として換算した値である。
【００２５】
上記のように調製されたガラス原料は、熔解槽４０に投入される。熔解槽４０では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度で熔解される。これにより、熔解槽４０では、例えば、１５００℃〜１６２０℃の高温の熔融ガラスＧが得られる。
【００２６】
熔解槽４０で得られた熔融ガラスＧは、熔解槽４０から移送管４３ａを通過して清澄槽４１に流入する。清澄槽４１は、移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃと同様の管状の部材である。清澄槽４１は、図示されていないが、熔解槽４０と同様に、加熱手段を備えている。清澄槽４１では、熔融ガラスＧをさらに昇温させることで、熔融ガラスＧの清澄が行われる。清澄槽４１において、熔融ガラスＧの温度は、好ましくは１６００℃〜１８００℃、より好ましくは１６３０℃〜１７５０℃、さらに好ましくは１６５０℃〜１７５０℃に上昇させられる。
【００２７】
清澄槽４１で清澄された熔融ガラスＧは、清澄槽４１から移送管４３ｂを通過して攪拌装置１００に流入する。熔融ガラスＧは移送管４３ｂを通過する際に冷却されるので、攪拌装置１００では、清澄槽４１の熔融ガラスＧよりも低い温度の熔融ガラスＧが攪拌される。上記の組成を有するガラスに関して、攪拌装置１００では、熔融ガラスＧの温度を１４００℃〜１５５０℃の範囲内に設定し、かつ、熔融ガラスＧの粘度を２５００ｄＰａ・ｓ〜４５０ｄＰａ・ｓの範囲内に調整して、熔融ガラスＧの攪拌が行われることが好ましい。熔融ガラスＧは、攪拌装置１００において攪拌されることで均質化される。
【００２８】
攪拌装置１００で攪拌されて均質化された熔融ガラスＧは、攪拌装置１００から移送管４３ｃを通過して成形装置４２に流入する。熔融ガラスＧは移送管４３ｃを通過する際に、成形装置４２での成形に適した温度、例えば、１２００℃まで冷却される。成形装置４２では、オーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスＧからガラスリボン４４が成形される。具体的には、成形装置４２の上部から溢れた熔融ガラスＧが、成形装置４２の側壁に沿って下方へと流れることで、成形装置４２の下端からガラスリボン４４が連続的に成形される。ガラスリボン４４は下方へ向かうに従って徐冷され、最終的に、所望の大きさのガラス基板に切断される。
【００２９】
（２）移送管の構成
熔解槽４０から成形装置４２に向かって熔融ガラスＧを移送するための移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃの詳細な構成について説明する。以下に説明する移送管４３の構成は、移送管４３ａ、移送管４３ｂおよび移送管４３ｃの少なくとも１つに適用される。
【００３０】
移送管４３は、主として、導管６１と、支持部材６３と、放熱量調整部材６４とを備える。図２は、移送管４３の外観図である。図３は、移送管４３の断面図である。以下において、「長手方向」は、移送管４３の長手方向、すなわち、移送管４３内を熔融ガラスＧが移送される方向を意味し、「断面方向」は、移送管４３の長手方向に直交する平面内における方向を意味する。図３は、断面方向における移送管４３の断面図である。
【００３１】
導管６１は、白金族金属で成形される円筒形状の部材である。「白金族金属」は、単一の白金族元素からなる金属、および、白金族元素からなる金属の合金を意味する。白金族元素は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）およびイリジウム（Ｉｒ）の６元素である。白金族金属は、高価であるが、融点が高く、熔融ガラスＧに対する耐食性に優れている。本実施形態において、導管６１は、白金または白金合金で成形され、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの厚みを有する。移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃの導管６１の内径は、例えば、１００ｍｍ〜２５０ｍｍである。熔融ガラスＧは、導管６１の内部空間を長手方向に流れる。以下において、「径方向」は、断面方向における導管６１の断面形状である円の径方向を意味し、「周方向」は、断面方向における導管６１の断面形状である円の周方向を意味する。
【００３２】
支持部材６３は、導管６１を支持するために設けられる。支持部材６３は、導管６１の外周面と接触するように設けられている。支持部材６３は、略角柱形状を有しており、支持部材６３の断面方向の断面形状は、略四角形である。支持部材６３は、鋳造または焼結により形成されたセメントから成形される。
【００３３】
導管６１は円筒形状を有し、支持部材６３は略角柱形状を有しているので、図３に示されるように、支持部材６３の径方向の厚みは、周方向に沿って不均一である。例えば、図３において、支持部材６３の外周面上のポイントＰ１における支持部材６３の径方向の厚みｔ１は、支持部材６３の外周面上のポイントＰ２における支持部材６３の径方向の厚みｔ２より大きい。ポイントＰ１は、支持部材６３の断面である略四角形の頂点に相当する。ポイントＰ２は、支持部材６３の断面である略四角形の各辺の中点に相当する。そして、支持部材６３の径方向の厚みが大きいほど、支持部材６３の径方向の熱抵抗は大きいため、支持部材６３の熱抵抗は周方向において不均一である。すなわち、支持部材６３は、周方向に沿って変化する熱抵抗を有している。
【００３４】
放熱量調整部材６４は、導管６１の内部を流れる熔融ガラスＧの放熱量を調整するために設けられる。放熱量調整部材６４は、支持部材６３の外周面の少なくとも一部と接触するように設けられている。放熱量調整部材６４は、例えば、耐火レンガで成形される。放熱量調整部材６４の寸法は、放熱量調整部材６４の材質や、移送管４３内を移送される熔融ガラスＧの温度等によって決定される。
【００３５】
放熱量調整部材６４は、支持部材６３を施工する場合において、支持部材６３を鋳造するための鋳型として機能する。熔融ガラスＧの温度を下げる工程で移送管４３が用いられる場合、冷却効率を高めるため放熱量調整部材６４の熱抵抗ができるだけ小さくなるように、放熱量調整部材６４として、熱伝導率が高く、厚みが小さい部材を用いることが望ましい。具体的には、放熱量調整部材６４の材質は、アルミナ電鋳耐火物が好適である。このとき、導管６１の外周面に設けられた支持部材６３および放熱量調整部材６４の熱抵抗の合計に対する、支持部材６３の熱抵抗の割合は、５０％〜１００％であり、好ましくは７０％〜９９％である。この場合、導管６１の外周面に設けられた支持部材６３および放熱量調整部材６４の熱抵抗の合計の大部分が、熱伝導率のより小さい支持部材６３に依存することになるため、周方向での熱抵抗の不均一が起きやすい。
【００３６】
放熱量調整部材６４は、支持部材６３の熱抵抗の周方向の変化を打ち消すように熱抵抗が調整されている。具体的には、放熱量調整部材６４は、周方向において、支持部材６３の径方向の熱抵抗が他の領域よりも小さい領域において、他の領域よりも熱抵抗が大きくなるように設けられる。例えば、図３において、ポイントＰ２における支持部材６３の径方向の熱抵抗は、ポイントＰ１における支持部材６３の径方向の熱抵抗よりも小さい。そのため、本実施形態において、放熱量調整部材６４は、図３に示されるように、周方向においてポイントＰ２の近傍に設けられる。放熱量調整部材６４を設けることにより、放熱量調整部材６４が設けられた箇所における、移送管４３全体の径方向の熱抵抗は大きくなる。そのため、ポイントＰ１における移送管４３全体の径方向の熱抵抗と、ポイントＰ２における移送管４３全体の径方向の熱抵抗との差は、放熱量調整部材６４を設けることにより小さくなる。このように、放熱量調整部材６４は、支持部材６３の熱抵抗を周方向において均一にするための部材である。
【００３７】
（３）特徴
（３−１）
本実施形態に係るガラス製造装置２００では、放熱量調整部材６４は、支持部材６３の熱抵抗を周方向において均一にする。そのため、放熱量調整部材６４は、移送管４３全体の周方向の熱抵抗を均一にして、導管６１内を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができる。
【００３８】
従って、本実施形態に係るガラス製造装置２００は、白金または白金合金から構成される移送管４３の内部を流れる熔融ガラスＧの、移送管４３の断面方向の温度差を低減することができる。そして、熔融ガラスＧの断面方向の温度差が低減することにより、成形装置４２に供給される熔融ガラスＧの温度が均一になるため、ガラス基板の平坦度が向上し、ガラス基板の脈理の発生が抑制される。
【００３９】
（３−２）
本実施形態に係るガラス製造装置２００は、移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃによって熔解槽４０から成形装置４２に向かって移送され、かつ、ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適なガラス原料から生成される熔融ガラスＧを移送する場合に、特に効果的である。
【００４０】
ディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の平坦度等において、高い品質が要求される。しかし、成形装置４２に熔融ガラスＧを供給する移送管４３ｃの内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差が高いと、成形装置４２において、他の領域よりも温度が低い領域に熔融ガラスＧが停滞して、成形装置４２から熔融ガラスＧが均一に溢れないおそれがある。その場合、成形装置４２から成形されるガラス基板の板厚偏差が大きくなるので、ガラス基板の平坦度が悪くなる。本実施形態に係るガラス製造装置２００は、移送管４３ｃから成形装置４２に供給される熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができるので、ディスプレイ用ガラス基板に好適な、高い平坦度を有するガラス基板を製造することができる。
【００４１】
（３−３）
ディスプレイ用のガラス基板の表面には、ＴＦＴ等の半導体素子が形成される。近年、ディスプレイ装置のさらなる高精細化を実現するために、従来のα−Ｓｉ・ＴＦＴに替わって、低温ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）・ＴＦＴ、および、酸化物半導体をガラス基板の表面に形成する技術が求められている。
【００４２】
しかし、低温ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴ、および、酸化物半導体をガラス基板の表面に形成する工程は、α−Ｓｉ・ＴＦＴをガラス基板の表面に形成する工程と比べて、より高温の熱処理が必要である。そのため、低温ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴ、および、酸化物半導体が表面に形成されるガラス基板には、熱収縮率が小さい性質が求められる。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。しかし、歪点が高いガラスは、液相温度が高くなり、液相温度における粘度である液相粘度が低くなる傾向にある。この場合、移送管の内部を流れる熔融ガラスＧの粘度と液相粘度との差が小さくなるので、成形されたガラス基板が失透するリスクが高くなる。特に、熔融ガラスＧの温度が断面方向において均一でない場合、熔融ガラスＧの温度が部分的に低下する領域が生じるので、失透のリスクが高くなる。
【００４３】
本実施形態に係るガラス製造装置２００は、放熱量調整部材６４によって、移送管４３の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができるので、低温ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴを採用したディスプレイ、および、酸化物半導体を採用したディスプレイ用のガラス基板の製造に、特に適している。具体的には、低温ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴを採用した液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ、および、酸化物半導体を採用した液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ用のガラス基板の製造に、特に適している。
【００４４】
低温ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴ、および、酸化物半導体が表面に形成されるガラス基板は、例えば、６５５℃以上の歪点を有し、または、４５０００ポアズ以上の液相粘度を有している。また、このガラス基板の組成は、ＳｉＯ2：５２質量％〜７８質量％、Ａｌ2Ｏ3：３質量％〜２５質量％、Ｂ2Ｏ3：０質量％〜１５質量％、ＲＯ：３質量％〜２０質量％であることが好ましい。ここで、Ｒは、ガラス基板に含有され、Ｍｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａから選択される少なくとも１種の成分である。このガラス基板は、（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／Ｂ2Ｏ3で表される質量比が７〜２０である、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。
【００４５】
低温ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴ、および、酸化物半導体が表面に形成されるガラス基板は、高い歪点を有するために、（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／ＲＯで表される質量比が５以上であり、好ましくは６以上であり、さらに好ましくは７．５以上である。また、このガラス基板は、β−ＯＨ値が小さすぎると高温領域での粘性が高くなり熔解性が低下し、β−ＯＨ値が大きすぎると歪点が低くなる。そのため、このガラス基板は、０．０５／ｍｍ〜０．３／ｍｍのβ−ＯＨ値を有することが好ましい。
【００４６】
また、このガラス基板は、高い歪点を有しつつ液相粘度の低下を防止するために、ＣａＯ／ＲＯで表される質量比が０．３以上であり、好ましくは０．５以上であり、さらに好ましくは０．６５以上である。また、このガラス基板は、環境負荷を考慮して、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3およびＰｂＯを実質的に含有しないことが好ましい。
【００４７】
（４）変形例
（４−１）変形例１Ａ
本実施形態に係るガラス製造装置２００では、移送管４３は、導管６１を支持する支持部材６３の外周面に設けられる放熱量調整部材６４を備えている。本実施形態では、放熱量調整部材６４は、周方向において、支持部材６３の径方向の熱抵抗が他の領域よりも小さい領域において、他の領域よりも熱抵抗が大きくなるように設けられている。
【００４８】
しかし、放熱量調整部材６４は、支持部材６３の熱抵抗の周方向の変化を打ち消すように調整された熱抵抗を有していれば、他の構成を有してもよい。例えば、放熱量調整部材６４は、支持部材６３の外周面全体を覆う部材であってもよい。その場合、放熱量調整部材６４は、互いに異なる熱抵抗の値を有する複数種類の部材から構成され、周方向の位置により、異なる種類の放熱量調整部材６４が支持部材６３の外周面に取り付けられてもよい。
【００４９】
この場合、例えば、図３において、周方向においてポイントＰ２の近傍に設けられる放熱量調整部材６４の熱抵抗は、周方向においてポイントＰ１の近傍に設けられる放熱量調整部材６４の熱抵抗よりも大きい。これにより、本実施形態と同様に、放熱量調整部材６４は、移送管４３全体の周方向の熱抵抗を均一にして、導管６１内を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができる。
【００５０】
（４−２）変形例１Ｂ
変形例１Ａにおいて、放熱量調整部材６４が支持部材６３の外周面全体を覆う部材である場合、放熱量調整部材６４は、互いに異なる厚みを有する複数種類の部材から構成され、周方向の位置により、異なる種類の放熱量調整部材６４が支持部材６３の外周面に取り付けられてもよい。
【００５１】
この場合、例えば、図３において、周方向においてポイントＰ２の近傍に設けられる放熱量調整部材６４の厚みは、周方向においてポイントＰ１の近傍に設けられる放熱量調整部材６４の厚みよりも大きい。これにより、本実施形態と同様に、放熱量調整部材６４は、移送管４３全体の周方向の熱抵抗を均一にして、導管６１内を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができる。
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態としてのガラス基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。第１実施形態と本実施形態との相違点は、移送管の構成のみである。そのため、第１実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。
【００５２】
（１）移送管の構成
本実施形態の移送管１４３は、主として、導管１６１と、電極１６２と、支持部材１６３と、放熱量調整部材１６４と、選択的放熱量調整部材１６５とを備える。図４は、移送管１４３の外観図である。図５は、電極１６２が取り付けられている導管１６１の外観図である。図６は、移送管１４３の断面図である。図６は、長手方向において選択的放熱量調整部材１６５が設けられている位置における断面図である。導管１６１は、第１実施形態の導管６１と同じである。なお、本実施形態の移送管１４３は、清澄槽４１として使用することができる。この場合、導管１６１の内径は、例えば、３００ｍｍ〜５００ｍｍである。
【００５３】
電極１６２は、導管１６１の外周面に取り付けられる。電極１６２は、環状の導電体からなるフランジである。図４および図５に示されるように、導管１６１には、２つの電極１６２が取り付けられている。しかし、導管１６１に取り付けられる電極１６２の数および位置は、導管１６１の材質、内径および長さ、または、移送管１４３の設置場所等に応じて、適宜に決定されてもよい。
【００５４】
電極１６２は、図示されない電源に接続される給電端子１６２ａを有する。給電端子１６２ａを介して電源から電極１６２に電力が供給され、電極１６２に電流が流れる。電極１６２を流れる電流は、導管１６１に伝達される。導管１６１に電流が流れることによって、導管１６１は加熱され、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度が調整される。そのため、電極１６２を流れる電流を制御することで、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度を制御することができる。なお、本実施形態において、導管１６１に取り付けられる２つの電極１６２の給電端子１６２ａは、図４および図５に示されるように、導管１６１の上側に配置されている。
【００５５】
支持部材１６３は、長手方向において電極１６２が設けられる位置で分断されている点を除いて、第１実施形態の支持部材６３と同じである。
【００５６】
放熱量調整部材１６４は、長手方向において電極１６２が設けられる位置で分断されている点を除いて、第１実施形態の放熱量調整部材６４と同じである。
【００５７】
選択的放熱量調整部材１６５は、長手方向において電極１６２の周囲に選択的に設けられている。選択的放熱量調整部材１６５は、支持部材１６３および放熱量調整部材１６４の外周面の一部と接触するように設けられている。選択的放熱量調整部材１６５は、例えば、耐火レンガで成形される。選択的放熱量調整部材１６５の寸法は、選択的放熱量調整部材１６５の材質や、移送管１４３内を移送される熔融ガラスＧの温度等によって決定される。
【００５８】
（２）特徴
（２−１）
本実施形態に係るガラス製造装置２００では、移送管１４３は、白金または白金合金製の導管１６１と、導管１６１に電流を流すために用いられるフランジ形状の電極１６２とを備えている。熔融ガラスＧは、導管１６１の内部を流れる。電極１６２を介して導管１６１に電流を流すことで導管１６１が加熱され、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度が調整される。
【００５９】
また、電極１６２は導管１６１の外周面と接触しており、長手方向において電極１６２が設けられる位置において、支持部材１６３および放熱量調整部材１６４が分断されている。そのため、長手方向における電極１６２の周囲の領域は、他の領域に比べて、支持部材１６３および放熱量調整部材１６４による熔融ガラスＧの放熱量が大きい。
【００６０】
本実施形態では、長手方向における電極１６２の周囲の領域に選択的放熱量調整部材１６５が設けられていることにより、当該領域における熔融ガラスＧの放熱量が低減されている。これにより、移送管１４３全体の放熱量は、移送管１４３の長手方向において均一になる。従って、このガラス基板の製造方法は、移送管１４３の内部を流れる熔融ガラスＧの、移送管１４３の長手方向の温度差を低減することができる。
【００６１】
（２−２）
本実施形態に係るガラス製造装置２００は、白金または白金合金製の清澄槽４１として移送管１４３を使用し、かつ、清澄槽４１において、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ用ガラス基板の製造に好適なガラス原料から生成される熔融ガラスＧを清澄する場合に、特に効果的である。
【００６２】
清澄槽４１では、熔融ガラスＧの粘度を、熔融ガラスＧに含まれる微小な泡が液面に浮上しやすい粘度に調整することにより、熔融ガラスＧが清澄される。しかし、ディスプレイ用ガラス基板に好適な無アルカリガラスおよびアルカリ微量含有ガラスは、高温時において高い粘度を有し、その熔融ガラスの温度を、通常のアルカリガラスの熔融ガラスの温度に比べて高くする必要があるため、清澄槽４１から白金または白金合金が揮発する問題が顕著になる。そのため、清澄槽４１を過剰に加熱することは好ましくない。
【００６３】
本実施形態では、放熱量調整部材１６４および選択的放熱量調整部材１６５を設けることによって、清澄槽４１からの放熱量を調整すると共に、清澄槽４１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向および長手方向の温度差を低減することができる。特に、選択的放熱量調整部材１６５を設けることによって、長手方向における電極１６２の周囲の領域における熔融ガラスＧの放熱量が効果的に調整される。そのため、本実施形態に係るガラス製造装置２００は、清澄槽４１の加熱量を調整することができるので、ディスプレイ用ガラス基板の製造工程に、特に効果的である。
【００６４】
（２−３）
本実施形態に係るガラス製造装置２００は、白金または白金合金製の清澄槽４１として移送管１４３を使用し、かつ、清澄槽４１において、ＳｎＯ2を清澄剤として使用する場合に、特に効果的である。
【００６５】
近年、環境負荷の観点から、Ａｓ2Ｏ3の替わりにＳｎＯ2が清澄剤として用いられる。ＳｎＯ2を使用する場合、Ａｓ2Ｏ3を使用する場合よりも、清澄槽４１において熔融ガラスＧをより高温にする必要があるため、白金または白金合金の揮発の問題が顕著になる。そのため、清澄槽４１を過剰に加熱することは好ましくない。
【００６６】
本実施形態では、放熱量調整部材１６４および選択的放熱量調整部材１６５を設けることによって、清澄槽４１からの放熱量を調整すると共に、清澄槽４１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向および長手方向の温度差を低減することができる。特に、選択的放熱量調整部材１６５を設けることによって、長手方向における電極１６２の周囲の領域における熔融ガラスＧの放熱量が効果的に調整される。そのため、本実施形態に係るガラス製造装置２００は、清澄槽４１の加熱量を調整することができるので、ディスプレイ用ガラス基板の製造工程に、特に効果的である。
【００６７】
（２−４）
本実施形態に係るガラス製造装置２００は、白金または白金合金製の清澄槽４１として移送管１４３を使用し、かつ、清澄槽４１を加熱して熔融ガラスＧの温度を上げて熔融ガラスＧを清澄する場合に、特に効果的である。
【００６８】
本実施形態では、電極１６２の位置および向き等に応じて導管１６１に電流が不均一に流れる等の要因により、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差が大きくなる場合がある。この場合、清澄槽４１の導管１６１内部において、給電端子１６２ａから最も離れている空間を流れて加熱されにくい熔融ガラスＧの温度を確実に上昇させるために、清澄槽４１の導管１６１に流す電流を増加させることが考えられる。しかし、清澄槽４１の導管１６１に流す電流を増加させると、導管１６１を構成する白金または白金合金の揮発が促進され、清澄槽４１の寿命が短くなるおそれがある。そのため、清澄槽４１を過剰に加熱することは好ましくない。
【００６９】
本実施形態では、放熱量調整部材１６４および選択的放熱量調整部材１６５を設けることによって、清澄槽４１からの放熱量を調整すると共に、清澄槽４１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向および長手方向の温度差を低減することができる。特に、選択的放熱量調整部材１６５を設けることによって、長手方向における電極１６２の周囲の領域における熔融ガラスＧの放熱量が効果的に調整される。そのため、本実施形態に係るガラス製造装置２００は、清澄槽４１の加熱量を調整することができるので、ディスプレイ用ガラス基板の製造工程に、特に効果的である。
【００７０】
（３）変形例
（３−１）変形例２Ａ
本実施形態に係るガラス製造装置２００では、電極１６２を介して導管１６１に電流を流すことで導管１６１が加熱され、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度が調整される。しかし、導管１６１を流れる電流の電流密度は、導管１６１の断面方向の位置によって異なる。具体的には、電極１６２の給電端子１６２ａに近い部位は、当該部位よりも給電端子１６２ａから離れている部位と比較して、導管１６１を流れる電流密度が大きく、電力が集中しやすい。そのため、導管１６１の内部において、給電端子１６２ａに近い空間を流れる熔融ガラスＧは、他の空間を流れる熔融ガラスＧと比べて、加熱されやすい。一方、導管１６１の内部において、給電端子１６２ａから最も離れている空間を流れる熔融ガラスＧは、他の空間を流れる熔融ガラスＧと比べて、加熱されにくい。
【００７１】
そのため、長手方向における電極１６２の周囲の領域は、他の領域に比べて放熱されやすいが、電極１６２を介して導管１６１に流す電流値を高くすることで、給電端子１６２ａに近い空間を流れる熔融ガラスＧの長手方向の温度差をある程度低減することができる。この場合には、選択的放熱量調整部材１６５は、電極１６２の電源が接続されている側の反対側、すなわち、給電端子１６２ａから最も離れている側に少なくとも設けられていればよい。これは、電極１６２の電源が接続されている側では、電力集中により導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧは放熱されにくく、一方、電極１６２の電源が接続されている側の反対側では、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧは放熱されやすいからである。そのため、電極１６２を介して導管１６１に流す電流値によっては、選択的放熱量調整部材１６５を、電源が接続されている側の反対側のみに設けることにより、移送管１４３全体の放熱量を、移送管１４３の断面方向において均一にすることができる。
【００７２】
（３−２）変形例２Ｂ
本実施形態に係るガラス製造装置２００では、電極１６２を介して導管１６１に電流を流すことで導管１６１が加熱され、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度が調整される。導管１６１を流れる電流の電流密度は、電極１６２の位置および向き、特に、給電端子１６２ａの位置等に応じて、導管１６１の断面方向の位置によって異なる。そのため、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度は、導管１６１の断面方向において不均一になる傾向がある。
【００７３】
熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減するために、変形例２Ａでは、選択的放熱量調整部材１６５は、電極１６２の電源が接続されている側の反対側、すなわち、給電端子１６２ａから最も離れている側に少なくとも設けられている。しかし、互いに異なる熱抵抗の値を有する複数種類の選択的放熱量調整部材１６５を用いて、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの放熱量を、電極１６２の位置および向き等に応じて調整することで、導管１６１の断面方向の温度差を低減してもよい。また、互いに異なる厚みを有する複数の選択的放熱量調整部材１６５を用いて、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの放熱量を、電極１６２の位置および向き等に応じて調整することで、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減してもよい。この場合、選択的放熱量調整部材１６５の材質は、一種類であってもよい。
【００７４】
本変形例では、例えば、電極１６２の電源が接続されている側の反対側に設けられる選択的放熱量調整部材１６５の熱抵抗が、電極１６２の電源が接続されている側に設けられる選択的放熱量調整部材１６５の熱抵抗よりも大きい。これにより、本実施形態と同様に、給電端子１６２ａに近い空間を流れる熔融ガラスＧの放熱量が、給電端子１６２ａから最も離れている空間を流れる熔融ガラスＧの放熱量よりも大きくなる。そのため、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができる。
【００７５】
同様に、本変形例では、例えば、電極１６２の電源が接続されている側の反対側に設けられる選択的放熱量調整部材１６５の厚みが、電極１６２の電源が接続されている側に設けられる選択的放熱量調整部材１６５の厚みよりも大きい。これにより、本実施形態と同様に、給電端子１６２ａに近い空間を流れる熔融ガラスＧの放熱量が、給電端子１６２ａから最も離れている空間を流れる熔融ガラスＧの放熱量よりも大きくなる。そのため、導管１６１の内部を流れる熔融ガラスＧの断面方向の温度差を低減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
４０      熔解槽
４２      成形装置
４３      移送管
６１      導管
６３      支持部材
６４      放熱量調整部材
１６２      電極
１６５      選択的放熱量調整部材
２００      ガラス製造装置（ガラス基板の製造装置）
Ｇ      熔融ガラス
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００９−２９８６７１号公報
【図１】
0006449607.tif 000002
【図２】
0006449607.tif 000003
【図３】
0006449607.tif 000004
【図４】
0006449607.tif 000005
【図５】
0006449607.tif 000006
【図６】
0006449607.tif 000007