(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程と、
前記熔融ガラスの導入により、前記熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれた気相空間が形成される空間を有し、前記壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されたガラス処理装置において前記熔融ガラスを処理する工程であって、前記熔融ガラスの処理時、前記気相に存在する、前記壁から揮発した白金族金属の揮発物の凝集物が異物として前記熔融ガラスに混入する熔融ガラス処理工程と、
前記熔融ガラス処理工程の実行中、前記熔融ガラスに混入した凝集物の少なくとも一部を前記熔融ガラスに溶解させることにより、前記凝集物の少なくとも一部の大きさを小さくする凝集物処理工程と、を備え、
前記熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数及び前記ガラス基板に含まれる泡の欠陥個数が許容レベルになるように、前記凝集物処理工程が前記熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０％〜８５％にし、かつ、前記ガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）（［Ｆｅ２＋］，［Ｆｅ３＋］は、ガラス基板中のＦｅ２＋，Ｆｅ３＋の質量百分率表示含有量である）を０．２〜０．５にする、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤の含有量によって調整される、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、前記ガラスの原料の酸化物量によって調整される、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】
前記ガラス処理装置は、前記熔融ガラスが流れる管を有し、前記管内で、前記熔融ガラス処理工程及び前記凝集物処理工程が行われ、
前記凝集物処理時間の前記割合は、前記熔融ガラスが前記白金族金属の凝集物が熔解する温度以上になる、前記熔融ガラスの流れ方向に沿った前記管の温度領域の長さを調整することにより、調整される、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。
【請求項５】
前記凝集物処理工程では、前記熔融ガラス処理工程中の前記凝集物処理工程を行なわない期間に比べて、前記熔融ガラスにおける前記白金族金属の飽和溶解度を高くする、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。
【請求項６】
前記ガラス処理装置は、清澄管を有する清澄装置であり、
前記清澄管内の前記気相は、前記熔融ガラスの流れの方向に沿って形成され、
前記凝集物処理工程は、前記清澄管の一部で行われる、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。
【請求項７】
前記ガラス基板は、ディスプレイ用ガラス基板である、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。
【請求項８】
ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解槽と、
前記熔融ガラスの導入により、前記熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれた気相空間が形成される空間を有し、前記壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成された装置であって、前記熔融ガラスを処理する熔融ガラス処理装置、とを備え、
前記熔融ガラス処理装置は、前記気相空間に存在する、前記壁から揮発した白金族金属の揮発物の凝集物が異物として前記熔融ガラスに混入した凝集物の少なくとも一部を前記熔融ガラスに溶解させることにより、前記凝集物の少なくとも一部の大きさを小さくする部分を有し、
前記熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルにするよう、前記熔融ガラス処理装置における前記凝集物を処理する時間が、前記熔融ガラスを処理する時間に占める割合を３０％〜８５％にし、かつ、前記熔融ガラスの酸素活性量の指標であるガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）（［Ｆｅ２＋］，［Ｆｅ３＋］は熔融ガラス中の質量百分率表示含有量である）を０．２〜０．５にする、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
【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、およびガラス基板製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から熔融ガラスを生成させた後、清澄工程、均質化工程を経て、熔融ガラスをガラス基板へと成形する工程を経て製造される。  ところで、高温の熔融ガラスから品位の高いガラス基板を量産するためには、ガラス基板の欠陥の要因となる異物等が、ガラス基板を製造するいずれのガラス処理装置からも熔融ガラスへ混入しないよう考慮することが望まれる。このため、ガラス基板の製造過程において熔融ガラスに接する部材の壁は、その部材に接する熔融ガラスの温度、要求されるガラス基板の品質等に応じ、適切な材料により構成する必要がある。
たとえば、熔融ガラスを生成した後成形工程に供給するまでの間の熔融ガラスは極めて高温状態になるため、熔融、清澄、供給、攪拌を行う装置は、耐熱性の高い白金族金属である白金を含有する部材が用いられる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１１５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、白金族金属は、高温になるに従って揮発し易くなる。そして白金族金属の揮発物が凝集すると、この凝集物である結晶の一部が異物として熔融ガラス中に混入し、ガラス基板の品質の低下を招くおそれがあった。特に、清澄工程は、熔解工程から成形工程にいたるまでの間で熔融ガラスの温度が最も高くなる工程であるので、清澄工程を主に行う清澄管は、極めて高い温度に加熱される。このため、清澄工程後の熔融ガラスには、清澄管から揮発した白金族金属が凝集することで得られる凝集物の一部が異物となって混入し易い。
【０００５】
ガラス基板製造過程で白金族金属の異物が混入すると、白金族金属の異物とガラスの熱膨張係数の差に起因してガラス基板に歪が生じ、この歪によってディスプレイ装置の表示不良を引き起こす問題や、白金族金属がガラス基板の主表面付近に存在してガラス基板の主表面に凹凸を形成し、主表面上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成するときにＴＦＴの形成が均一に行えないことに起因するディスプレイ装置の表示不良の問題が生じる。近年、画像表示装置の画面表示の高精細化に伴ってディスプレイ装置に用いるガラス基板では、ガラス基板内に混入する白金族金属の異物の低減がさらに強く求められている。
一方で、ガラス基板の品質を低減させるために、白金族金属の異物を低減することに加えて、ガラス基板中に残存する泡を低減することも必要である。ガラス基板中の酸素泡を低減するためには、清澄管において熔融ガラスの酸素泡の放出量を多くすることが好ましい。しかし、酸素泡の放出量を増やすと、熔融ガラスは還元状態になり、ガラス基板にＣＯ２、ＳＯ２等のリボイル泡が多数発生し熔融ガラス中に残留し易くなる。このように、ガラス基板内に混入する白金族金属の異物による欠陥個数の低減と、ガラス基板内に残存するリボイル泡を含む泡の欠陥個数の低減は、必ずしも両立しない場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、製造工程中、白金族金属の凝集物が熔融ガラスに混入しても、白金族金属の凝集物の欠陥個数を低減したガラス基板を製造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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態は、ガラス基板の製造方法である。当該ガラス基板の製造方法は、
ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程と、
前記熔融ガラスの導入により、前記熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれた気相空間が形成される空間を有し、前記壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されたガラス処理装置において前記熔融ガラスを処理する工程であって、前記熔融ガラスの処理時、前記気相に存在する、前記壁から揮発した白金族金属の揮発物の凝集物が異物として前記熔融ガラスに混入する熔融ガラス処理工程と、
前記熔融ガラス処理工程の実行中、前記熔融ガラスに混入した凝集物の少なくとも一部を前記熔融ガラスに溶解させることにより、前記凝集物の少なくとも一部の大きさを小さくする凝集物処理工程と、を備え、
前記熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数が許容レベルになるように、前記凝集物処理工程が前記熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０％〜８５％にし、かつ、前記熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数が許容レベルになるように、前記凝集物処理工程が前記熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０％〜８５％にし、かつ、前記ガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）（［Ｆｅ２＋］，［Ｆｅ３＋］は、ガラス基板中のＦｅ２＋，Ｆｅ３＋の質量百分率表示含有量である）を０．２〜０．５にする、ことを特徴とする。 
【０００８】
前記［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤の含有量によって調整される、ことが好ましい。
【０００９】
また、前記［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、前記ガラスの原料の酸化物量によって調整される、ことも好ましい。
【００１０】
また、前記［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、前記熔融ガラス処理工程を実行する前に前記熔融ガラスに対して酸素含有ガスでバブリングを行なうことにより調整される、ことが好ましい。
【００１１】
前記ガラス処理装置は、前記熔融ガラスが流れる管を有し、前記管内で、前記熔融ガラス処理工程及び前記凝集物処理工程が行われ、
前記凝集物処理時間の前記割合は、前記熔融ガラスが前記白金族金属の凝集物が熔解する温度以上になる、前記熔融ガラスの流れ方向に沿った前記管の温度領域の長さを調整することにより、調整される、ことが好ましい。
【００１２】
前記凝集物処理工程では、前記熔融ガラス処理工程中の前記凝集物処理工程を行なわない期間に比べて、前記熔融ガラスにおける前記白金族金属の飽和溶解度を高くする、ことが好ましい。
【００１３】
前記白金族金属の飽和溶解度は、前記熔融ガラスの温度分布を調整することにより、調整する、ことが好ましい。
【００１４】
前記ガラス処理装置は、清澄管を有する清澄装置であり、
前記清澄管内の前記気相は、前記熔融ガラスの流れの方向に沿って形成され、
前記凝集物処理工程は、前記清澄管の一部で行われる、ことが好ましい。
【００１５】
前記ガラス基板は、ディスプレイ用ガラス基板である、ことが好ましい。
また、前記ガラス基板中の泡の欠陥個数を抑制しつつ、前記凝集物処理工程において前記凝集物を前記熔融ガラスに溶解させる量を大きくするために、前記気相空間の圧力は、０．８〜１．２気圧の範囲で調整されることが好ましい。
また、前記凝集物を前記熔融ガラスに溶解させる量を大きくするために、前記凝集物処理工程開始時に熔融ガラスに溶けている白金族金属の濃度を０．０５〜２０ｐｐｍとすることが好ましい。
【００１６】
本発明の他の一実施形態は、ガラス基板製造装置である。当該ガラス基板製造装置は、
ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解槽と、
前記熔融ガラスの導入により、前記熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれた気相空間が形成される空間を有し、前記壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成された装置であって、前記熔融ガラスを処理する熔融ガラス処理装置、とを備え、
前記熔融ガラス処理装置は、前記気相空間に存在する、前記壁から揮発した白金族金属の揮発物の凝集物が異物として前記熔融ガラスに混入した凝集物の少なくとも一部を前記熔融ガラスに溶解させることにより、前記凝集物の少なくとも一部の大きさを小さくする部分を有し、
前記熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルにするよう、前記熔融ガラス処理装置における前記凝集物を処理する時間が、前記熔融ガラスを処理する時間に占める割合を３０％〜８５％にし、かつ、前記熔融ガラスの酸素活性量の指標であるガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）（［Ｆｅ２＋］，［Ｆｅ３＋］は熔融ガラス中の質量百分率表示含有量である）を０．２〜０．５にする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記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、製造工程中、白金族金属の凝集物が熔融ガラスに混入しても、白金族金属の凝集物の欠陥個数及び泡の欠陥個数を低減したガラス基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るガラス基板の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図２】実施形態に係るガラス基板製造装置の構成を示す模式図である。
【図３】実施形態に係る清澄管を主に表した外観図である。
【図４】実施形態に係る清澄管の内部を表す断面図と清澄管の温度プロファイルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態の概要）
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。
本実施形態のガラス基板の製造方法は、熔融ガラス処理工程と凝集物処理工程と、を少なくとも備える。
熔融ガラス処理工程は、ガラス処理装置を用いて熔融ガラスを処理する工程であるが、このとき、熔融ガラスを構成する白金族金属が揮発して凝集した凝集物（以降、異物ともいう）が熔融ガラスに混入する。なお、ガラス処理装置は、熔融ガラスの導入により、熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれる気相空間が形成される空間を有する。この気相空間に接する壁の少なくとも一部は白金族金属を含む材料で構成されている。
凝集物処理工程は、熔融ガラス処理工程で熔融ガラスに混入した白金族金属の凝集物の少なくとも一部を熔融ガラスに溶解させる工程である。
このとき、本実施形態では、熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数が許容レベルになるように、凝集物処理工程の、熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０〜８５％にし、かつ、熔融ガラスからつくられるガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）（［Ｆｅ２＋］，［Ｆｅ３＋］は、ガラス基板中のＦｅ２＋，Ｆｅ３＋の質量百分率表示含有量である）を０．２〜０．５にする。ここで、［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］（以降、単に比ともいう）は、ガラス基板の酸素活性量に対応し、熔融ガラスの酸素活性量の指標となり得るものである。上記比は０．２〜０．５となるように、例えば、熔融ガラスのガラス組成（清澄剤の含有量やガラス原料における酸化物量の含有量）、熔解工程における加熱条件が調整される。
【００２０】
また、本実施形態のガラス基板製造装置は、ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解槽と、熔融ガラスの導入により、熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれた気相空間が形成される空間を有し、上記壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成された装置であって、熔融ガラスを処理する熔融ガラス処理装置、とを備える。
上記熔融ガラス処理装置は、気相空間に存在する、壁から揮発した白金族金属の揮発物の凝集物が異物として前記熔融ガラスに混入した凝集物の少なくとも一部を熔融ガラスに溶解させることにより、凝集物の少なくとも一部の大きさを小さくする部分を有する。
このガラス基板製造装置では、熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルにするよう、熔融ガラス処理装置における凝集物を処理する時間が、熔融ガラスを処理する時間に占める割合を３０〜８５％にし、かつ、熔融ガラスからつくられるガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）（［Ｆｅ２＋］，［Ｆｅ３＋］は、ガラス基板中のＦｅ２＋，Ｆｅ３＋の質量百分率表示含有量である）を０．２〜０．５にする。
【００２１】
ここで、凝集物処理工程の時間は、熔融ガラスに混入する凝集物が溶解可能な条件、例えば熔融ガラスの温度が白金族金属の凝集物の溶解する温度となる条件を維持する合計時間である。熔融ガラス処理時間は、熔融ガラスに対して行う処理、例えば清澄処理、酸素バブリング処理、攪拌処理を行う持続時間をいう。ガラス処理装置において、熔融ガラスが導入された時点から排出時点まで熔融ガラスの処理が行われる場合、ガラス処理装置に熔融ガラスが滞在する時間である。
【００２２】
本実施形態において、凝集物処理工程の時間を長くするほど（熔融ガラス処理工程の時間に占める凝集物処理の時間の割合を大きくするほど）、熔融ガラス中に溶解する凝集物の量は多くなり、熔融ガラス中に残存する白金族金属の凝集物の量は低減する。しかし、凝集物処理工程では、凝集物を溶解させるために熔融ガラスの温度を高くして、清澄剤の酸素の放出を活発化させるため、上記凝集物処理工程の時間を長くすると熔融ガラスの還元状態の程度は高くなる。このとき、熔融ガラスに溶存しているＳＯ３、ＣＯ３が容易に還元されて、ＳＯ２、ＣＯ２のリボイル泡が発生しやすくなる。このように、ガラス基板中の白金族金属の凝集物を低減するために凝集物処理工程の時間を長くすると、ガラス基板中のリボイル泡の欠陥個数が増加する。また、凝集物処理工程では、凝集物を溶解させるために熔融ガラスの温度を高くするので、凝集物処理工程の時間を長くすることにより、熔融ガラスの成分、例えばＢ２Ｏ３が気相空間に多く揮発する。この結果、ガラス組成が局部的に変化してガラスの熱膨張係数や粘度等のガラス特性が局所的に変わり、脈理等のスジをガラス基板に発生させる。
また、本実施形態において、熔融ガラスの酸素活性量を大きくするほど白金族金属の飽和溶解度が上昇するので熔融ガラス中に溶解する凝集物の量は多くなり、熔融ガラス中に残存する白金族金属の凝集物の量は低減する。しかし、凝集物処理工程では、凝集物を溶解させるために熔融ガラスの温度を高くして、酸素の放出を活発化させるが、酸素活性量が大きいため、十分に酸素が放出されず、その後において酸素泡が熔融ガラス中に溶解することなく多くの酸素泡がガラス基板に残存する場合がある。このように、ガラス基板中の白金族金属の凝集物を低減するために熔融ガラスの酸素活性量を大きくすると、ガラス基板中の酸素泡の欠陥個数は増加する。
【００２３】
しかし、本実施形態では、凝集物処理工程の、熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０％〜８５％に調整し、かつ、熔融ガラスからつくられるガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）を０．２〜０．５にする。これにより、白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルにすることができる。さらに、リボイル泡や酸素泡を含む泡の欠陥個数を抑制することができる。さらに、熔融ガラス処理工程に占める凝集物処理工程の時間の割合を調整するので、ガラス基板に脈理等のスジの発生を抑制することができる。
【００２４】
本実施形態でいう白金族金属は、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。
本実施形態でいう白金族金属の異物は、一方向に細長い線状物である。白金族金属の凝集物（異物）の最大長さとは、白金族金属の異物を撮影して得られる異物の像に外接する外接長方形のうち最大長辺の長さをいう。最小長さとは、白金族金属の異物を撮影して得られる異物の像に外接する外接長方形の最小短辺の長さをいう。なお、凝集物処理工程前の熔融ガラスでは、最大長さが１００μｍ以上である白金族金属の異物の割合が８０％を超える。凝集物処理工程前の白金族金属の異物とは、最大長さの最小長さに対する比であるアスペクト比が１００を超える白金族金属の異物を指す。例えば、白金族金属の異物の最大長さは５０μｍ〜３００μｍ、最小長さは０．５μｍ〜２μｍである。
【００２５】
このような熔融ガラス処理工程及び凝集物処理工程は、以下に説明するガラス基板の製造方法の一部として行なわれる。
【００２６】
（ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置）
図１は、本実施形態のガラス基板製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。ガラス基板の製造方法は、図１に示されるように、主として、熔解工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、攪拌工程Ｓ３と、成形工程Ｓ４と、徐冷工程Ｓ５と、切断工程Ｓ６とを備える。
図２は、本実施形態のガラス基板製造装置２００の構成の一例を示す模式図である。ガラス基板製造装置２００は、熔解槽４０と、清澄管４１と、攪拌装置１００と、成形装置４２と、移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。移送管４３ａは、熔解槽４０と清澄管４１を接続する。移送管４３ｂは、清澄管４１と攪拌装置１００を接続する。移送管４３ｃは、攪拌装置１００と成形装置４２を接続する。
【００２７】
熔解工程Ｓ１では、ガラスの原料を熔解して熔融ガラスが生成される。熔融ガラスは、熔解槽に貯留され、所望の温度を有するように加熱される。熔融ガラスは、清澄剤を含有する。環境負荷低減の観点から、清澄剤として酸化スズが好適に用いられる。
熔解槽４０では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度に加熱されて熔解される。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。なお、熔解槽４０では、少なくとも１対の電極間に電流を流すことで、電極間の熔融ガラスＧが通電加熱されてもよく、また、通電加熱に加えてバーナーによる火焔を補助的に与えることで、ガラス原料が加熱されてもよい。
【００２８】
清澄工程Ｓ２は、少なくとも清澄管４１の内部を流れる熔融ガラスに対して行われる。清澄工程Ｓ２は、移送管４３ａの内部を熔融ガラスが流れる時点で行われてもよい。最初に、熔融ガラスの温度を上昇させる。清澄剤は、昇温により還元反応を起こして酸素を放出する。熔融ガラス中に含まれる泡は、放出した酸素を含んで泡の大きさが大きくなり、熔融ガラスの自由表面に浮上し、破泡して消滅する。すなわち、脱泡処理工程Ｓ２Ａが行われる。さらに、脱泡処理工程Ｓ２Ａの途中から、あるいは、脱泡処理工程Ｓ２Ａの終了後、熔融ガラスの温度を高くして、脱泡処理において混入した白金族金属の凝集物の大きさを低減する凝集物処理工程Ｓ２Ｂが行われる。その後、熔融ガラスの温度を低下させる。これにより、還元された清澄剤は、酸化反応を起こして、熔融ガラス中に残存している酸素等のガス成分が熔融ガラス中に溶け込む。すなわち、吸収処理工程Ｓ２Ｃが行われる。吸収処理工程Ｓ２Ｃは、清澄管４１内ばかりでなく、移送管４３ｂで行なわれてもよい。
【００２９】
具体的には、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を通過して清澄管４１に流入する。清澄管４１では、熔融ガラスが導入されることにより、熔融ガラスの自由表面と壁に囲まれる気相空間が形成される。この気相空間を囲む清澄管４１の壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されている。移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、白金族金属製の管である。本実施形態では、例えば、白金含有量が７０％以上である白金とロジウムの合金が好適に用いられる。白金族金属は、融点が高く、熔融ガラスに対する耐食性に優れている。清澄管４１には、熔解槽４０と同様に加熱手段が設けられている。また、少なくとも移送管４３ａにも加熱機構が設けられている。
【００３０】
清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスＧを昇温することで脱泡する脱泡処理工程と、熔融ガラスに混入する白金族金属の異物の溶解量を大きくするための後述するパラメータ（例えば、凝集物処理工程の、熔融ガラス処理工程に占める時間の割合、熔融ガラスの酸素活性量）を調整して、白金族金属の異物を熔融ガラスに溶解させる凝集物処理工程と、熔融ガラスを降温させて、熔融ガラス中の泡を熔融ガラス中に溶け込ませることで、泡を消滅させる、すなわち、熔融ガラスに泡を取り込ませる吸収処理工程を行う。凝集物処理工程では、熔融ガラスに混入した異物を熔融ガラスに溶解させるために、凝集物の溶解量を大きくするためのパラメータが調整される。このことは後で詳細に説明する。
清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスＧの清澄を十分に行なうという観点からは、移送管４３ａの内部を流れる熔融ガラスＧの温度は、降温されることなく、順次昇温されることが好ましい。熔解工程Ｓ１の後、熔融ガラスＧは１６３０℃以上まで３℃／分以上の速度で昇温されることが好ましい。
清澄工程Ｓ２を移送管４３ａで行なう場合、移送管４３ａを流れる熔融ガラスＧの最高温度は１６２０℃〜１６９０℃であり、１６４０℃〜１６７０℃であることが好ましい。また、移送管４３ａと清澄管４１を接続する領域である清澄管入口での熔融ガラスＧの温度は、１６１０℃〜１６８０℃であり、１６３０℃〜１６６０℃であることが好ましい。さらに、清澄管４１と移送管４３ｂとを接続する領域である清澄管出口での熔融ガラスＧの温度は、１５３０℃〜１６００℃であり、１５４０℃〜１５８０℃であることが好ましい。
清澄管４１において清澄された熔融ガラスＧは、清澄管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。
【００３１】
攪拌工程Ｓ３では、清澄された熔融ガラスが攪拌されて、熔融ガラスの成分が均質化される。これにより、ガラス基板の脈理等の原因である熔融ガラスの組成ムラが低減される。均質化された熔融ガラスは、成形工程Ｓ４に送られる。
具体的には、攪拌装置１００では、清澄管４１を通過する熔融ガラスＧの温度よりも低い温度で、熔融ガラスＧが攪拌される。例えば、攪拌装置１００において、熔融ガラスＧの温度は、１２５０℃〜１４５０℃である。例えば、攪拌装置１００において、熔融ガラスＧの粘度は、５００ポアズ〜１３００ポアズである。熔融ガラスＧは、攪拌装置１００において攪拌されて均質化される。
攪拌装置１００で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、熔融ガラスＧの成形に適した粘度となるように冷却される。例えば、熔融ガラスＧは、１１００〜１３００℃まで冷却される。
なお、本実施形態の攪拌工程Ｓ３は、清澄工程Ｓ２の後に行なわれるが、攪拌工程Ｓ３は、清澄工程Ｓ２の前に行われてもよい。この場合、攪拌工程Ｓ３時の熔融ガラスＧの温度は、清澄管４１内の熔融ガラスＧの温度と同等か高くてもよい。
【００３２】
成形工程Ｓ４では、オーバーフローダウンドロー法またはフロート法によって、熔融ガラスからシートガラスが連続的に成形される。
具体的には、成形装置４２に流入した熔融ガラスＧは、成形炉（図示せず）の内部に設置されている成形体５２に供給される。成形体５２の上面には、成形体５２の長手方向に沿って溝が形成されている。熔融ガラスＧは、成形体５２の上面の溝に供給される。溝から溢れた熔融ガラスＧは、成形体５２の一対の側面を伝って下方へ流下する。成形体５２の側面を流下した一対の熔融ガラスＧは、成形体５２の下端で合流して、シートガラスＧＲが連続的に成形される。
【００３３】
徐冷工程Ｓ５では、成形工程Ｓ４で連続的に成形されたシートガラスが所望の厚みを有し、かつ、歪みおよび反りが生じないように徐々に冷却される。
切断工程Ｓ６では、徐冷工程Ｓ５で徐冷されたシートガラスが所定の長さに切断されて、ガラスシートが得られる。ガラスシートは、さらに、所定のサイズに切断されて、ガラス基板が得られる。
【００３４】
本実施形態は、熔融ガラス処理工程を清澄工程とし、ガラス処理装置を、清澄管４１を含んだ清澄装置とする形態を例に挙げて説明しているが、熔融ガラス処理工程を行う装置は、熔解槽４０と成形装置４２との間に設けられ、熔融ガラスに所定の処理をする装置である限りにおいて、特に制限されない。ガラス処理装置は、清澄装置の他に、例えば攪拌装置、あるいは熔融ガラスを移送する移送管とすることもできる。また、ガラス処理装置は、熔融ガラス中の酸素濃度を高めるために酸素含有ガスのバブリングを行なうバブリング槽を有するバブリング装置とすることもできる。したがって、熔融ガラスの処理は、熔融ガラスを清澄する処理の他に、熔融ガラスを均質化する処理、熔融ガラスを移送する処理、熔融ガラスを酸素含有ガスでバブリングする処理等を含む。また、凝集物処理工程Ｓ２Ｂも、清澄工程Ｓ２で行われる例を挙げて説明したが、例えば、攪拌工程Ｓ３、移送管にて熔融ガラスＧを移送する工程で行われてもよい。なお、凝集物処理工程Ｓ２Ｂが清澄工程Ｓ２で行われる場合であっても、凝集物処理工程Ｓ２Ｂは、上述したように、吸収処理工程Ｓ２Ｃの前に行われる必要はなく、吸収処理工程Ｓ２Ｃの後に行われてもよい。
【００３５】
（清澄管の構成）
次に、本実施形態における清澄装置の清澄管４１の構成について詳細に説明する。なお、清澄装置は、清澄管４１の他に、通気管４１ａ、加熱電極４１ｂ、及び、清澄管４１の外周を囲む図示されない耐火物保護層及び耐火物レンガを含む。図３は、清澄管４１を主に表す外観図である。図４は、清澄管４１の内部を表す断面図と清澄管の温度プロファイルの一例を示す図である。
【００３６】
清澄管４１には、通気管４１ａおよび一対の加熱電極４１ｂが取り付けられている。清澄管４１の内部には、熔融ガラスＧが流れる液相があり、さらに、熔融ガラスＧの自由表面と壁で囲まれる気相空間が形成されている。気相空間４１ｃは、熔融ガラスＧの流れの方向に沿って形成されている。気相空間４１ｃを囲む壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されている。本実施形態では、気相空間４１ｃを囲む壁全体が白金族金属を含む材料で構成されている。また、清澄管４１には、気相空間にガスを供給するためのガス供給機構が設けられてもよい。ガスは、特に制限されないが、不活性ガスや酸素を含んだガス（酸素含有ガス）を含む。ガスは気相空間に直接供給されてもよい。ガスを供給するための機構として、例えば、気相空間を囲む清澄管の壁に設けられたノズルが用いられる。ノズルは、清澄管の外部に配されたガス源と接続される。
【００３７】
通気管４１ａは、熔融ガラスＧが流れる方向の途中であって、気相空間４１ｃと接する壁に設けられ、気相空間４１ｃと清澄管４１の外側の大気とを連通させる。通気管４１ａは、清澄管４１と同様に、白金族金属で成形されることが好ましい。通気管４１ａは放熱機能により、通気管４１ａの温度が低下し易いので、通気管４１ａを加熱するための加熱機構を設けてもよい。
一対の加熱電極４１ｂは、清澄管４１の両端に設けられたフランジ形状の電極板である。加熱電極４１ｂは、図示されない電源から供給される電流を清澄管４１に流し、この電流により、清澄管４１は通電加熱される。
【００３８】
このような清澄管４１の内部では、熔融ガラスＧに添加されている清澄剤、例えば酸化錫の酸化還元反応によって、熔融ガラスＧに含まれる泡が除去される。具体的には、最初に、熔融ガラスＧの温度を高くして、清澄剤を還元させることにより、酸素の泡を熔融ガラスＧ中に発生させる。熔融ガラスＧ中に含まれるＣＯ2、ＳＯ2等の気体成分を含む泡は、清澄剤の還元反応によって生じた酸素を含んで泡の大きさが大きくなる。この泡は、熔融ガラスＧの自由表面に浮上し泡の成分を放出する、すなわち破泡して消滅する。（脱泡処理）。このとき、清澄管４１の壁から白金族金属は盛んに揮発する。脱泡によって気相空間に酸素が放出されるので、脱泡処理が行われる気相空間の部分では、酸素濃度が高くなり、この結果、白金族金属の揮発はよりいっそう盛んになる。これに伴って、気相空間に含まれる白金族金属の揮発物の濃度が高くなるので、気相空間に含まれる白金族金属の揮発物の凝集が生じやすくなる。特に、壁の部分的に冷えた位置、例えば、清澄管４１の入口近傍の壁で白金族金属の揮発物は凝集し易くなる。したがって、清澄管４１の壁に付着した白金族金属の凝集物の一部が脱落して、熔融ガラスＧ内に異物として混入し易い。
このため、脱泡処理の途中から、あるいは脱泡処理の終了後から、熔融ガラスＧに混入する白金族金属の異物を熔融ガラスＧに溶解させる凝集物処理工程を行う。
脱泡処理の終了後から凝集物処理工程を行う場合、白金族金属の異物を含む熔融ガラスＧの温度を、白金族金属の異物が熔融ガラスＧに混入する領域における熔融ガラスの温度と比べて高くなるように熔融ガラスＧを昇温させることが好ましい。
また、脱泡処理工程の途中から凝集物処理工程を行う場合、脱泡処理工程と凝集物処理工程が同時に行われる。
【００３９】
清澄管４１の内部では、この後、熔融ガラスＧの温度を低くして、還元された清澄剤を酸化させる。これにより、熔融ガラスＧ中に残留する泡の酸素を熔融ガラスＧに溶け込ませることで、泡を消滅させる（吸収処理）。こうして、熔融ガラスＧに残存する泡は小さくなり消滅する。このように、清澄剤の酸化還元反応によって、熔融ガラスＧに含まれる泡が除去される。また、吸収処理工程Ｓ２Ｃでは、熔融ガラスＧの温度及び清澄管４１の壁の温度は例えば１５８０℃以下に低下するので、白金族金属の揮発及び凝集は行われ難くなる。このため、吸収処理工程Ｓ２Ｃでは、脱泡処理工程Ｓ２Ａと比較して新たな白金族金属の凝集物が異物となって熔融ガラスＧに混入する可能性は遥かに低い。
【００４０】
なお、図２には示されていないが、清澄管４１の外壁面には耐火物保護層が設けられる。耐火物保護層の外側には、さらに、耐火物レンガが設けられる。耐火物レンガは、基台（図示せず）に載置されている。
【００４１】
図４は、清澄管４１のＸ方向の位置に合わせて表した清澄管４１の温度プロファイル（清澄管４１の気相空間４１ｃと接する壁のＸ方向の温度プロファイル）の一例を示している。温度プロファイルでは、清澄管４１の熔融ガラスＧの流入する側の端４１ｄ(入口)と通気管４１ａとの間で、温度が最高温度Ｔmaxとなっている。この最高温度Ｔmaxの位置Ｐから、清澄管４１の端４１ｄに向かって温度が低下する温度勾配が形成されている。同様に、最高温度Ｔmaxの位置Ｐから、通気管４１ａのＸ方向の位置に向かって温度が低下する温度勾配が形成されている。また、温度勾配領域は、図示されないが、上記以外に、通気管４１ａのＸ方向の位置と清澄管４１の熔融ガラスＧの流出する側の端４１ｅ（出口）との間にも形成されている。このような温度勾配領域において、いずれの温度勾配領域においても温度勾配領域における最高温度と最低温度の温度差が０℃超、１００℃以下になっている。図４に示すように、壁の温度が端４１ｄから最高温度Ｔｍａｘになるまで継続して続く温度上昇区間おける清澄管４１の前半部分で、脱泡処理が開始し、少なくとも最高温度Ｔｍａｘまで続く。また、最高温度Ｔmaxを含む、温度上昇区間の後半部分で凝集物処理工程が開始し、少なくとも最高温度Ｔmaxまで続く。なお、脱泡処理工程の終了と凝集物処理工程の終了の時点は、どちらが先であってもよいが、熔融ガラスに混入する全ての白金族金属の異物を凝集物処理工程の対象とする点から、凝集物処理工程の終了は、脱泡処理工程の終了と同時あるいはそれ以降であることが好ましい。
このように、凝集物処理工程の時間は、熔融ガラスＧの温度プロファイルによって定まる。凝集物処理工程の上記時間は、例えば、熔融ガラスＧの温度が１６７０℃〜１７５０℃にあるときの持続時間の合計である。
このような熔融ガラス処理装置において、白金族金属の凝集物が熔融ガラスに溶解される量（以降、この量を溶解量という）を大きくするためのガラス処理装置における条件パラメータについて説明する。
【００４２】
（凝集物の溶解量を大きくするための条件パラメータ）
本実施形態では、ガラス処理装置において、ガラス基板中の凝集物の欠陥個数が許容レベルなるよう、さらに、ガラス基板中の泡の欠陥個数が許容レベルなるよう、ガラス処理装置における各条件パラメータを調整する。
白金族金属の凝集物の溶解量を大きくするための条件パラメータとしては、例えば、
（ａ）熔融ガラスの酸素活性量、
（ｂ）凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合、が挙げられる。
以降では、ガラス処理装置として清澄管を例にし、熔融ガラス処理工程として清澄工程を例にして説明する。
【００４３】
（ａ）熔融ガラスの酸素活性量
清澄管において、白金族金属の凝集物の溶解量は、熔融ガラスの酸素活性量を上昇させることにより、増加させることができる。熔融ガラスの酸素活性量は、熔融ガラスに溶けて、ガラスを構成する金属成分等と結合した酸素の量である。例えば、清澄工程における脱泡処理工程では、熔融ガラスの温度が高くなって、熔融ガラスに溶存する酸素が気泡となって脱泡されるため、熔融ガラスの酸素活性量は低下する。一方、清澄工程において、熔融ガラスの温度が低くなると、清澄剤が酸素を取り込むため、酸素活性量は増大する。
熔融ガラスの酸素活性量は、直接計測できないため、計測可能なガラス基板における酸素活性量が用いられることが好ましい。ガラス基板における酸素活性量は、熔融ガラスの酸素活性量が大きければ大きいほど、大きい。本実施形態では、ガラス基板における酸素活性量として、ガラス基板における［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）が用いられる。［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）が高い場合、Ｆｅ３＋（三価の鉄原子）に結合する酸素の量は多くなるため、酸素活性量は大きくなる。［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）が低い場合、Ｆｅ３＋（三価の鉄原子）に結合する酸素の量は少なくなるため、酸素活性量は小さくなる。したがって、ガラス基板における［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、ガラス基板における酸素活性量に対応する。したがって、ガラス基板における［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、熔融ガラスの酸素活性量の指標となり得る。なお、［Ｆｅ２＋］、［Ｆｅ３＋］は分光光度法を用いて計測したガラス基板の透過度によって算出することができる。
熔融ガラスの酸素活性量は、例えば、熔解工程において、熔融ガラスに含まれる清澄剤、酸化物の量を調整することのほか、熔解工程における燃焼加熱と電気加熱の割合、清澄工程において、熔融ガラスの温度を調整することや、熔融ガラス内に酸素含有ガスをバブリングすることによって調整することができる。
【００４４】
熔融ガラスの酸素活性量の調整の際、熔融ガラスの酸素活性量を大きくし過ぎると、白金族金属の凝集物の溶解量が大きくなる反面、下記のデメリットを生じさせる。
・白金族金属の揮発量の増加
熔融ガラスの酸素活性量を大きくし過ぎると、脱泡処理工程において熔融ガラスから気相空間に放出される酸素量が増加し、気相空間の酸素濃度が上昇するため、白金族金属が容易に酸化されて揮発しやすくなる。白金族金属が揮発しやすくなると、白金族金属の凝集物が生成しやすく、熔融ガラスに混入しやすくなる。
・酸素泡の熔融ガラス中の残存
熔融ガラスの酸素活性量を大きくし過ぎると、吸収処理工程において、還元された清澄剤が酸素を取り込めなくなり、酸素を含んだ泡（酸素泡）が熔融ガラス中に残存し、ガラス基板において気泡として残るため、ガラス基板の品質を低下させやすくなる。
このようなデメリットの発生を抑える観点から、熔融ガラスの酸素活性量、さらには、ガラス基板における［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）の調整によって白金族金属の凝集物の溶解量を大きくする際には、適宜条件パラメータ（凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合、熔融ガラスの温度等）を組み合わせて調整することが好ましい。
【００４５】
（ｂ）凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合
白金族金属の凝集物の溶解量は、凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を大きくすることで増加させることができる。凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合は、熔融ガラス処理工程全体に要する時間に占める凝集物処理工程に要する時間の割合である。熔融ガラス処理工程全体に要する時間は、例えば、清澄処理全体に要する時間の場合、熔融ガラスが清澄装置を通過する時間として特定でき、具体的には、熔解工程後、熔融ガラスが流れるガラス基板製造装置の領域のうち温度が１５００℃以上に加熱される領域を通過する時間として特定できる。
凝集物処理工程の時間は、白金族金属の凝集物が熔融ガラスに溶解する溶解温度領域にある時間である。溶解温度領域とは、熔融ガラスの白金族金属の凝集物が熔融ガラスに溶解する温度の領域であり、熔融ガラスが流れる清澄管の場合、上記凝集物が熔融ガラスに溶解する温度の清澄管の長手方向に沿った長さである。上記凝集物が熔融ガラスに溶解する温度は、清澄管４１の標準的な動作条件を再現した実験において、白金族金属が所定の時間内において溶解することが確かめられる温度であり、例えば、１６５０℃〜１７５０℃のように定められている。上記所定の時間とは、適宜設定され、例えば、標準的な条件下、清澄管４１を熔融ガラスが通過する時間をいう。
熔融ガラスが溶解温度域にある時間は、例えば、清澄管の壁の温度プロファイルから定めることができる。具体的には、熔融ガラスの流れる方向に沿って清澄管の外壁の複数箇所に設けた熱電対によって測定される清澄管の壁の温度プロファイルから熔融ガラスの温度プロファイルを求め、この熔融ガラスの温度プロファイルに基づいて溶解温度領域を
求めることができる。清澄管の壁の温度と、これに対応する熔融ガラスの温度は、例えば、過去にガラス基板を製造した時のデータや清澄管４１の熱伝導シミュレーション計算結果を用いて予め対応付けておくことができる。これにより、清澄管の壁の温度プロファイルから熔融ガラスの温度プロファイルを求めることができる。清澄管４１では、熔融ガラスは略一定の速度で流れるので、清澄管における溶解温度域の、熔融ガラスの流れに沿った長さを熔融ガラスの流れの流速で割ることにより上記時間を求めることができる。
熔融ガラスの温度が温度プロファイルを有し、溶解温度域が複数存在する場合、複数の溶解温度領域に熔融ガラスがある時間の合計の時間で表される。
熔融ガラス処理工程の時間は、清澄工程の場合、熔融ガラスが脱泡処理Ｓ２Ａ及び吸収処理Ｓ２Ｃにある時間をいう。脱泡処理Ｓ２Ａ及び吸収処理Ｓ２Ｃは、清澄剤の酸化還元反応を利用する処理であるので、脱泡処理Ｓ２Ａ及び吸収処理Ｓ２Ｃの時間は、酸化還元反応を発現する温度が異なる清澄剤の種類によって異なる。例えば酸化錫の場合、移送管４３ａ、清澄管４１、移送管４３ｂにおける熔融ガラスの温度が１５５０℃〜１７６０℃の温度範囲にある時間を脱泡処理Ｓ２Ａ及び吸収処理Ｓ２Ｃの時間とする。
【００４６】
また、清澄管４１およびその前後の移送管４３ａ，４３ｂで清澄工程が行われる場合、清澄管４１および移送管４３ａ，４３ｂの該当部分の管の長手方向に沿った長さで、上述の溶解温度領域の管の長手方向に沿った長さを割った値が、凝集物処理工程が熔融ガラス処理に占める時間の割合となる。
凝集物処理工程が熔融ガラス処理に占める時間の割合が大きくなると、白金族金属の凝集物の溶解量が大きくなる反面、下記のデメリットが生じる。
・リボイル泡の増加
凝集物処理工程が熔融ガラス処理に占める時間の割合を大きくし過ぎると、清澄工程において、熔融ガラスが脱泡処理工程にある時間も長くなりやすいため、後の吸収処理工程でリボイル泡が生じやすくなる。
具体的には、時間の割合を大きくし過ぎると、熔融ガラスに溶存している酸素が泡となって気相空間に放出される量が増大し、熔融ガラスの酸素活性量は小さくなり、その結果、熔融ガラスは還元状態になる。この状態で、吸収処理工程が行われると、以下のメカニズムに従って、熔融ガラス中にリボイル泡が過剰に発生して、ガラス基板にリボイル泡の気泡が残存する場合がある。リボイル泡は、具体的には、熔融ガラスに不純物として含まれる硫黄や炭素に起因して生じたＳＯ２あるいはＣＯ２等を含む泡である。熔融ガラスの還元状態が時間的に長くなる場合、熔融ガラスに溶存しているＳＯ３、ＣＯ３が容易に還元されることでＳＯ２、ＣＯ２が生成しやすい。このＳＯ２、ＣＯ２はＳＯ３、ＣＯ３に比べて熔融ガラスに溶存されにくいために吸収処理工程において気泡として残り易い。このようなリボイル泡が多くあると、ガラス基板に泡欠陥として残り、ガラス基板の品質を低下させる場合がある。なお、ガラス基板に残存した泡は、例えば、レーザ顕微鏡または目視により検出される。
【００４７】
（凝集物処理工程が熔融ガラス処理に占める時間の割合と［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）の調整）
このように、凝集物処理工程が熔融ガラス処理に占める時間の割合を大きくすることにより、リボイル泡を含む泡欠陥の個数の増加が生じる。このため、清澄工程のような熔融ガラス処理工程を開始するときの熔融ガラスの酸素活性量を予め調整することにより、ガラス基板中の泡の欠陥個数を許容レベルに抑制しつつ、白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルに抑制することができる。すなわち、本実施形態では、凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０〜８５％にし、かつ、熔融ガラス処理工程を開始するときの熔融ガラスの酸素活性量の指標となり得るガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）を０．２〜０．５にする。
【００４８】
凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を変化させた場合、例えば、凝集物処理工程の時間を長くした場合、熔融ガラスの酸素活性量は小さくなり、リボイル泡を含む泡の欠陥個数を増大させる。本実施形態は、この泡の欠陥個数の増大を抑制するために、熔融ガラス処理工程開始時における酸素活性量の指標となるガラス基板における［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）が０．２〜０．５となるように調整する。
また、清澄工程時の熔融ガラスの酸素活性量を大きくした場合、熔融ガラスの清澄剤が吸収できない酸素泡が多数存在し、酸素泡を含む泡の欠陥個数を増大させる。本実施形態は、この泡の欠陥個数の増大を抑制するために、凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合が３０〜８５％となるように調整する。
【００４９】
ガラス基板中の白金族金属の凝集物の欠陥は、ガラス板の表面に斜め方向からレーザ光等の光を入射させ、その反射光を受光することを、各位置で行なうことにより、受光により得られた画像から白金族金属の凝集物の形状に合致する領域を特定することにより、検出することができる。この凝集物の欠陥個数は、単位質量当たり、例えば０．０２個／ｋｇ以下である。
同様に、ガラス基板中の泡の欠陥は、ガラス板の表面に斜め方向からレーザ光等の光を入射させ、その反射光を受光することを、各位置で行なうことにより、受光により得られた画像から泡の欠陥の領域を特定することにより、検出することができる。この泡の欠陥個数は、単位質量当たり、例えば０．０１個／ｋｇ以下である。このような許容レベルは、ガラス基板のユーザが求める、歪みや主表面の凹凸に関するスペックに応じて変化する。
【００５０】
上記酸素活性量は、熔融ガラスに添加される清澄剤の量によって調整されることが、酸素活性量を容易に調整することができる点から好ましい。この場合、ガラス基板における清澄剤の含有量は、例えば０．０１質量％〜１質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜０．５質量％であることがより好ましい。
また、酸素活性量は、前記ガラスの原料の酸化物量によって調整されることも、酸素活性量を容易に調整することができる点から好ましい。例えば、酸化鉄をガラス原料として含む場合、Ｆｅ２Ｏ３とＦｅＯの比率を調整する。さらに、酸素活性量は、熔融ガラス処理工程を実行する前に熔融ガラスに対して酸素含有ガスをバブリングすることにより調整されることも、酸素活性量を容易に調整することができる点から好ましい。
また、熔融ガラス処理装置が、清澄管４１や移送管４３ａ，４３ｂのように、熔融ガラスが流れる管を有し、その管内で、熔融ガラス処理工程及び凝集物処理工程が行われる場合、凝集物処理工程の熔融ガラス処理工程に占める時間の割合は、熔融ガラスが白金族金属の凝集物が熔解する温度以上になる熔融ガラスの流れ方向に沿った管の温度領域の長さを調整することにより、調整されることが、凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を容易に調整することができる点から好ましい。
凝集物処理工程では、熔融ガラス処理工程中の凝集物処理工程を行なわない期間に比べて、熔融ガラスにおける白金族金属の飽和溶解度を高くするようにすることが好ましい。例えば、飽和溶解度を高くするには、熔融ガラスの温度を高くするとよい。
【００５１】
このような本実施形態で上記割合を３０〜８５％にし、かつ、ガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）を０．２〜０．５にする場合、熔融ガラスの清澄工程は、例えば、以下の温度条件で行なわれることが好ましい。
図４に示すような清澄管４１の壁の温度プロファイルで説明すると、清澄管４１の壁の最高温度Ｔｍａｘは、１６７０℃〜１７５０℃であることが好ましく、１６９０℃〜１７５０℃であることがより好ましい。このとき、上記温度プロファイルの最高温度と最低温度の温度差は５℃以上である。このような温度プロファイルにおいて、壁の温度が上記最高温度まで上昇する区間における清澄管４１の前半部分で、脱泡処理が開始し、少なくとも上記最高温度まで続く。また、上記最高温度を含む、温度が上昇する区間の後半部分で凝集物処理工程が開始し、少なくとも上記最高温度まで続く。凝集物処理工程は、例えば上記最高温度になる前の領域で開始する。
【００５２】
清澄管４１における凝集物処理工程において、熔融ガラスの温度は、好ましくは１６６０℃以上に調整される。具体的には、熔融ガラスは、１６６０℃〜１７５０℃に加熱されることが好ましく、１６８０℃〜１７００℃に加熱されることがより好ましい。熔融ガラスＧの最高温度が１７５０℃を超えると、清澄管４１ａを構成する白金族金属が熔損し易くなる。また、リボイル泡が生じやすくなる。なお、熔融ガラスＧの最高温度は、清澄管４１に設けられた図示されない熱電対による計測値から算出することができる。熱電対は、例えば、熔融ガラスの流れる方向に沿って清澄管４１の外壁の複数箇所に設けられる。
特に、凝集物処理工程において、熔融ガラスＧの温度が１６６０℃上の状態を１０分以上、好ましくは３０分以上維持することが好ましい。すなわち、白金族金属の異物を熔融ガラスに溶解させる凝集物処理工程は、１６６０℃以上の温度で、１０分以上保持することで、白金族金属の異物を溶解させやすくすることができる。
【００５３】
このような清澄管４１の内部を流れる熔融ガラスの温度は、例えば、清澄管４１の壁を流れる電流を調整することで調整することができる。電流量は、加熱電極４１ｂに印加される電圧の大きさによって調整することができる。なお、加熱電極４１ｂは清澄管４１に一対設けられるが、加熱電極４１ｂの数は特に制限されない。加熱電極４１ｂの電流量を調整することで、清澄管４１の気相空間４１ｃと接する壁の温度は、例えば１５００〜１７５０℃の範囲に調整される。また、熔融ガラスＧの温度は、清澄管４１を流れる電流の調整に代えて、または、清澄管４１を流れる電流の調整と組み合わせて、清澄管４１の周囲に配した図示されないヒータによって間接的に調整されてもよい。ヒータは、例えば、後述する耐火物保護層や耐火物レンガの内部または外側に配置される。
また、ガラス基板中の泡の欠陥個数を抑制しつつ、凝集物処理工程において白金族金属の凝集物を熔融ガラスに溶解させる量を大きくするために、気相空間４１ｃの圧力は、０．８〜１．２気圧の範囲で調整されることが好ましい。
また、凝集物処理工程において、白金族金属の凝集物を熔融ガラスに溶解させる量を大きくするために、凝集物処理工程開始時に熔融ガラスに溶けている白金族金属の濃度を０．０５〜２０ｐｐｍとすることが好ましい。
【００５４】
以上、本実施形態では、凝集物処理工程が熔融ガラス処理工程に占める時間の割合を３０〜８５％にし、かつ、ガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）を０．２〜０．５にすることにより、熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数が許容レベルにし、かつ、熔融ガラスからつくられるガラス基板に含まれる泡の欠陥個数が許容レベルにすることができる。
【００５５】
（ガラス基板の適用例）
本実施形態のガラス基板の製造方法によって製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを含むディスプレイ用ガラス基板や、ディスプレイを保護するカバーガラスに適している。ディスプレイ用ガラス基板の中で、特に、高精細ディプレイ用ガラス基板、例えば、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、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ用ガラス基板、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素）等の酸化物半導体を用いた酸化物半導体ディスプレイ用ガラス基板、あるいはＬＴＰＳ（Low Temperature Poly-silicon）薄膜半導体を用いたＬＴＰＳディプレイ用ガラス基板に適している。
ディスプレイ用ガラス基板としては、無アルカリガラス、または、アルカリ微量含有ガラスが用いられる。ディスプレイ用ガラス基板は、高温時における粘性が高い。例えば、１０2.5ポアズの粘性を有する熔融ガラスの温度は、１５００℃以上である。なお、無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物（Ｒ2Ｏ）を実質的に含まない組成のガラスである。アルカリ金属酸化物を実施的に含まないとは、原料等から混入する不純物を除き、ガラス原料としてアルカリ金属酸化物を添加しない組成のガラスであり、例えば、アルカリ金属酸化物の含有量は０．１質量％未満である。
【００５６】
（ガラス組成）
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、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板等のディスプレイ用ガラス基板として好適な無アルカリガラスは、酸化物換算で、ＳｉＯ2  ５０質量％〜７０質量％、Ａｌ2Ｏ3  ０質量％〜２５質量％、Ｂ2Ｏ3  ０質量％〜１５質量％、ＭｇＯ  ０質量％〜１０質量％、ＣａＯ  ０質量％〜２０質量％、ＳｒＯ  ０質量％〜２０質量％、ＢａＯ  ０質量％〜１０質量％、全鉄量（Ｆｅ2Ｏ3換算）０．００５質量％〜０．１５質量％を含有する。ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計の含有量は、５質量％〜３０質量％である。
【００５７】
また、ディスプレイ用ガラス基板として、アルカリ金属酸化物を微量含むアルカリ微量含有ガラスを用いてもよい。アルカリ微量含有ガラスは、成分として、０．１質量％〜０．５質量％のＲ’2Ｏを含み、好ましくは、０．２質量％〜０．５質量％のＲ’2Ｏを含む。ここで、Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種であり、Ｒ’2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの含有量の合計である。なお、Ｒ’2Ｏの含有量の合計は、０．１質量％未満であってもよい。したがって、本実施形態のガラス基板は、無アルカリガラスを含めて、アルカリ金属酸化物（Ｒ’2Ｏ）の含有量が０〜０．５質量％であるガラスが好適に用いられる。
【００５８】
本実施形態によって製造されるガラスは、上記成分に加えて、ＳｎＯ2  ０．０１質量％〜１質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．５質量％）をさらに含有してもよい。本発明によって製造されるガラスは、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。環境負荷低減のために、好ましくは、酸化錫が清澄剤として用いられる。
【００５９】
本実施形態では、熔融ガラスＧの温度を高くするために、清澄管４１の温度を高くする場合、本実施形態の上述した効果を有効に発揮することができる。
例えば、環境負荷低減のために、熔融ガラスの清澄剤として酸化錫が用いられることが好ましいが、酸化錫は、Ａｓ2Ｏ3やＳｂ2Ｏ3と比較して、清澄効果（酸化反応）が得られる温度が高い。このため、酸化錫を清澄剤とした用いた場合、Ａｓ2Ｏ3やＳｂ2Ｏ3を清澄剤とした用いた場合と比較して清澄管４１の温度を高くして、熔融ガラスＧの温度を高くする必要がある。すなわち、清澄剤として酸化錫を使用するため、従来よりも清澄管４１の揮発（酸化）が生じ易くなり、白金族金属の揮発及び凝集の問題が生じ易い。このように、清澄剤として酸化錫を用いることで、白金族金属の異物が熔融ガラスに混入する量が増加したとしても、本実施形態のように、凝集物処理工程の、熔融ガラス処理工程に占める時間の割合の範囲と熔融ガラスの酸素活性量を上述した範囲に調整することにより、ガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルにするので、ガラス基板に歪が生じ難く、ガラス基板の主表面の凹凸を作りにくくすることができるといった効果が顕著になる。すなわち、表示不良を引き起こすような異物の量を十分に低減できる。
【００６０】
ディスプレイパネルに用いるガラス基板には、薄膜トランジスタが形成されるが、薄膜トランジスタの動作に悪影響を与えないように、上述したように、ガラス基板には、無アルカリガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスを用いることが好ましい。無アルカリガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスは、アルカリ含有ガラスと比較して、粘性が高いため、脱泡処理工程において泡の浮上速度が遅く、清澄することが難しい。このため、清澄効果を十分に得るためには、清澄管４１の温度を高くして、熔融ガラスＧの温度を高くする必要がある。つまり、製造する対象が無アルカリガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスであるため、アルカリガラスよりも清澄管４１の揮発（酸化）が生じやすくなっており、白金族金属の揮発及び凝集の問題が生じ易い。このように、無アルカリガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスを用いるために、清澄管４１の温度を高くして、白金族金属の異物が熔融ガラスに混入する量が増加したとしても、本実施形態のように、ガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルにすることができるので、ガラス基板に歪が生じ難く、ガラス基板の主表面の凹凸を作りにくくすることができるといった効果が顕著になる。すなわち、表示不良を引き起こすような異物の量を十分に低減できる。
【００６１】
また、歪点の高いガラスは、歪点が低いガラスと比較して、同じ温度において熔融ガラスの粘性が高いため、脱泡処理工程において泡の浮上速度が遅く、清澄することが難しい。このため、清澄効果を十分に得るためには、清澄管４１の温度を高くして、熔融ガラスＧの温度を高くする必要がある。つまり、つまり、歪点が高いガラスのガラス基板を製造する場合、歪点が低いガラスを製造する場合よりも清澄管の揮発（酸化）が生じやすくなっており、白金族金属の揮発及び凝集の問題が生じ易い。このように、歪点の高いガラスを用いるために、清澄管４１の温度を高くして、白金族金属の異物が熔融ガラスに混入する量が増加したとしても、本実施形態のように、ガラス基板に含まれる白金族金属の凝集物の欠陥個数を許容レベルに調整することができるので、ガラス基板に歪が生じ難く、ガラス基板の主表面の凹凸を作りにくくすることができるといった効果が顕著になる。すなわち、表示不良を引き起こすような異物の量を十分に低減できる。
なお、ディスプレイ用ガラス基板には、ガラス基板の歪点が６００℃以上、より好ましくは６５０℃以上であることが求められるが、ガラス基板の歪点が６００℃以上であると、表示不良を引き起こすような大きさの異物の量を十分に低減できる本実施形態の効果が顕著となる。また、高精細ディスプレイ用ガラス基板には、より歪点が高いことが求められ、歪点が６９０℃以上であることが好ましく、７３０℃以上であることがより好ましい。このように歪点が６９０℃以上、７３０℃以上であると、本実施形態の上述した効果がより顕著になる。
【００６２】
［実験例］
本実施形態の効果を確認するために、図１に示す凝集物処理工程Ｓ２Ｂを含んだ製造工程でガラス基板を作製した（実施例）。
ガラス基板の作製条件は下記の通りである。
ガラス基板の作製に用いたガラスの組成は、ＳｉＯ2  ６０．７質量％、Ａｌ2Ｏ3  １７質量％、Ｂ2Ｏ3  １１．５質量％、ＭｇＯ  ２質量％、ＣａＯ  ５．６質量％、ＳｒＯ  ３質量％、ＳｎＯ2  ０．１８質量％、全鉄量（Ｆｅ2Ｏ3換算）  ０．０２質量％、とした。凝集物処理工程が清澄工程に占める時間の割合を７０％になるように、移送管４３ａ、清澄管４１、移送管４３ｂにおける熔融ガラスの温度プロファイルを調整した。さらに、ガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）は、０．３０〜０．３５であった。
【００６３】
一方、凝集物処理工程が清澄工程に占める時間の割合を１０％になるように、移送管４３ａ、清澄管４１、移送管４３ｂにおける熔融ガラスの温度プロファイルを調整し、ガラス組成以外実施例と同じ条件でガラス基板を作製した（従来例）。このとき、ガラス基板の［Ｆｅ３＋］／（［Ｆｅ２＋］＋［Ｆｅ３＋］）が０．１になるように、清澄剤の含有量と溶解工程の加熱条件を調整した。
【００６４】
こうして作製したガラス基板における白金族金属の異物及び泡を、光学顕微鏡を用いて検出し、その個数をカウントした。泡のカウント数は、そのまま泡の欠陥個数とした。さらに、検出した白金族金属の異物については、その最大長さ、最小長さを計測した。そして、ガラス基板に含まれる全白金族金属の異物のうち、最大長さの最小長さに対する比であるアスペクト比が１００を超える白金族金属の異物の個数（欠陥個数）を求めた。実施例のガラス基板では、泡の欠陥個数及び白金族金属の異物の欠陥個数は、許容レベルにあったが、従来例のガラス基板では、泡の欠陥個数及び白金族金属の異物の欠陥個数は、許容レベルを外れていた。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
１０  検出装置
４０  熔解槽
４１  清澄管
４１ａ  通気管
４１ｂ  加熱電極
４１ｃ  気相空間
４２  成形装置
５２  成形体
４３ａ，４３ｂ．４３ｃ  移送管
１００  攪拌装置
２００    ガラス基板製造装置
【図１】
0006433224.tif 000002
【図２】
0006433224.tif 000003
【図３】
0006433224.tif 000004
【図４】
0006433224.tif 000005