(57)【要約】【課題】ガラス基板を製造するとき、熔融ガラスを搬送するガラス導管の延在方向に沿って流れる電流が偏ることを抑制する。【解決手段】ガラス基板を製造する製造方法は、ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、前記熔融ガラスが流れるガラス導管の導電性の管本体の外周を覆う電極板であって、前記電極板の面が前記熔融ガラスの流れの上流側及び下流側に向く一対の電極板が前記管本体に設けられ、前記一対の電極板を通して前記管本体に電流を流すことにより前記熔融ガラスを加熱しながら、前記熔融ガラスを搬送する搬送工程と、ガラス基板を製造するために、搬送した前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を含む。 前記電極板の１３００℃における電気抵抗率は、前記管本体の１３００℃における電気抵抗率よりも低い。【選択図】  図３
2017066005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を製造する製造方法であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
前記熔融ガラスが流れるガラス導管の導電性の管本体の外周を覆う電極板であって、前記電極板の面が前記熔融ガラスの流れの上流側及び下流側に向く一対の電極板が前記管本体に設けられ、前記一対の電極板を通して前記管本体に電流を流すことにより前記熔融ガラスを加熱しながら、前記熔融ガラスを搬送する搬送工程と、
ガラス基板を製造するために、搬送した前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を含み、
前記電極板の１３００℃における電気抵抗率は、前記管本体の１３００℃における電気抵抗率よりも低い、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記電極板は白金で構成され、前記管本体は白金ロジウム合金で構成されている、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記白金ロジウム合金は、ロジウムを５〜２０質量％含む、請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記搬送工程は、熔融ガラスを攪拌する均質化工程と前記成形工程の間で行われる、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】
熔融ガラスが流れる導電性の管本体を備えるガラス導管であって、
前記管本体の外周には、前記外周を覆う電極板であって、前記電極板の面が前記熔融ガラスの流れの上流側及び下流側に向く一対の電極板が設けられ、
前記電極板の１３００℃における電気抵抗率は、前記管本体の１３００℃における電気抵抗率よりも低い、ことを特徴とするガラス導管。
【請求項６】
前記電極板は白金で構成され、前記管本体は白金ロジウム合金で構成されている、請求項５に記載のガラス導管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熔融ガラスを加熱しながら搬送するガラス導管、及びガラス基板を製造するガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイに用いるガラス基板には、厚さが例えば０．５〜０．７ｍｍと薄いガラス基板が用いられている。
このようなディスプレイ用のガラス基板、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）をガラス表面に形成するガラス基板には、ＴＦＴの特性を劣化させないために、アルカリ金属を全く含まないか、含んでも少量であるガラス基板が好適に用いられる。また、このようなガラス基板は、４００〜５００℃の熱処理を行ってポリシリコンＴＦＴをガラス表面に形成する場合にも、熱収縮が小さいガラス基板として好適に用いられる。
【０００３】
一方、アルカリ金属を全く含まないか、含んでも少量であるガラス基板の製造段階では、熔融ガラスの高温粘性は高い。このため、熔融ガラスの脱泡を行う清澄槽は、上記熔融ガラスの脱泡を効果的に行うために、上記熔融ガラスを、アルカリ金属を含む従来の熔融ガラスに比べて高い温度に昇温する。また、清澄処理では、酸素等を放出して、熔融ガラス内の泡を成長させるための清澄剤が熔融ガラスに含まれているが、昨今の環境負荷の低減の点から、清澄機能は大きいが毒性の高いＡｓ2Ｏ3に替えて、熔融ガラスを１６００〜１６３０℃以上の高温にして脱泡処理を有効に機能させるＳｎＯ2等の清澄剤を用いる場合が多い。さらに、高温粘性の高い熔融ガラスは、熔融ガラスの粘性を適切にした状態（熔融ガラスの温度を適切な高温状態にした状態）で、攪拌槽、さらには、オーバーフローダウンドロー法を行なう成形体に供給しなければならない。攪拌槽及び成形体では、適正な粘性の熔融ガラスでなければ、十分な攪拌と成形ができない。
【０００４】
以上の理由から、熔解槽でつくった熔融ガラスを従来に比べて高温に加熱して清澄槽及び攪拌槽等を介して成形装置まで熔融ガラスを搬送するガラス導管では、ガラス導管中の熔融ガラスの温度の制御及び管理を十分に行なわなければならない。
【０００５】
熔融ガラスはガラス導管内を流れる際、放熱による温度低下を抑制して所定の温度にするために熔融ガラスを加熱することにより、熔融ガラスの温度を制御、管理している。具体的には、ガラス導管には、熔融ガラスの温度を所望の温度にするために、ガラス導管の導電性の管本体を通電加熱して搬送中の熔融ガラスを加熱する一対の電極板が設けられる。一対の電極板は、ガラス導管の延在方向の異なる位置に設けられる。
例えば、成形装置に熔融ガラスを搬送するガラス導管には、一対の電極板の間のガラス導管に電流を流し、ガラス導管の抵抗率によってガラス導管を発熱させることにより熔融ガラスを加熱する。この場合、熔融ガラスの温度が一定に維持されるようにガラス導管に流す電流のＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御を行なう。熔融ガラスの温度は、熔融ガラスの粘性に影響を与え、熔融ガラスの粘性は熔融ガラスの流量にも影響を与えることから、熔融ガラスの温度を適切な範囲で一定に維持することにより、成形装置に供給する熔融ガラスの温度のみならず、流量も一定に維持することができる。
【０００６】
上記一対の電極板からガラス導管の管本体に電流が流れる場合、一対の電極板間に挟まれたガラス導管の管本体の部分を、管本体の延在方向に沿って流れる電流密度は不均一になり易い。例えば、ガラス導管の一方の側（例えば上方）から給電する場合、ガラス導管の給電側部分に電流が偏り、その結果、電極板近傍のガラス導管の給電側部分の温度は高くなり、非給電側部分の温度は低くなり易い。このため、給電側部分近傍を流れる熔融ガラスの温度は高く粘性は低く、非給電側部分近傍を流れる熔融ガラスの温度は低く粘性は高くなる。この結果、熔融ガラスの流量にも偏りが生じ、給電側部分近傍を流れる熔融ガラスの流量は、非給電側部分近傍を流れる熔融ガラスの流量に比べて多くなり、熔融ガラスの温度差は増幅される。このため、以下の不都合な問題が生じ易くなる。具体的には、給電側部分近傍を流れる熔融ガラスが過度に高温になり、再加熱の原因となって、リボイルによる泡が発生し易くなる。また、非給電側部分近傍を流れる熔融ガラスが過度に低温になり、ガラスの失透が生じ、熔融ガラスの温度が液相温度より高くても、熔融ガラス中の酸化錫成分が結晶化して異物となり易くなる。
このため、ガラス導管の延在方向に沿って流れる電流密度は均一に近いことが好ましい。
【０００７】
このような熔融ガラスを搬送するガラス導管として、ガラス導管の周上の温度が分布を持つこと、及び、熔融ガラスに温度差をつくることを抑制し、熔融ガラスの加熱を効率よく行うことができる、ガラス導管が知られている（特許文献１）。
具体的には、ガラス導管は、金属製の管本体と、前記管本体の長手方向の異なる位置に設けられた一対のフランジと、前記管本体に電流を流して加熱するために、前記フランジのそれぞれに接続した電極と、を備える。前記電極から前記フランジに至る電流路は、前記フランジのそれぞれに給電する前に、前記フランジの周上の異なる２箇所に給電するために、分岐した分岐路を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４／０５１３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記ガラス導管でも、ガラス導管の給電側部分に電流が偏ることを十分に抑制することはできなかった。
【００１０】
本発明は、従来とは異なる方式を用いて、ガラス導管の延在方向に沿って流れる電流が偏ることを抑制することができるガラス導管及びガラス基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】
【００１１】
本発明の一態様は、ガラス基板を製造する製造方法である。前記製造方法は、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
前記熔融ガラスが流れるガラス導管の導電性の管本体の外周を覆う電極板であって、前記電極板の面が前記熔融ガラスの流れの上流側及び下流側に向く一対の電極板が前記管本体に設けられ、前記一対の電極板を通して前記管本体に電流を流すことにより前記熔融ガラスを加熱しながら、前記熔融ガラスを搬送する搬送工程と、
ガラス基板を製造するために、搬送した前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を含む。
前記電極板の１３００℃における電気抵抗率は、前記管本体の１３００℃における電気抵抗率よりも低い。
【００１２】
前記電極板は白金で構成され、前記管本体は白金ロジウム合金で構成されている、ことが好ましい。
【００１３】
前記白金ロジウム合金は、ロジウムを５〜２０質量％含む、ことが好ましい。
【００１４】
前記搬送工程は、熔融ガラスを攪拌する均質化工程と前記成形工程の間で行われる、ことが好ましい。
【００１５】
本発明の他の一態様は、熔融ガラスが流れる導電性の管本体を備えるガラス導管である。前記ガラス導管の前記管本体の外周には、前記外周を覆う電極板であって、前記電極板の面が前記熔融ガラスの流れの上流側及び下流側に向く一対の電極板が設けられ、
前記電極板の１３００℃における電気抵抗率は、前記管本体の１３００℃における電気抵抗率よりも低い。
【００１６】
前記電極板は白金で構成され、前記管本体は白金ロジウム合金で構成されている、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
上記ガラス導管およびガラス基板の製造方法では、ガラス導管の延在方向に沿って流れる電流が偏ることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態のガラス基板の製造方法の工程図である。
【図２】図１に示す熔解工程〜切断工程を行う装置を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態のガラス導管を詳細に説明した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態のガラス導管及びガラス基板の製造方法について説明する。
【００２０】
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、ガラス基板の製造方法の工程図である。
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、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス基板は、納入先の業者に搬送される。
【００２１】
図２は、熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行う装置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、ガラス導管１０４，１０５，１０６と、を有する。
【００２２】
熔解工程（ＳＴ１）では、熔解槽１０１内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔および電気ヒータで加熱して熔解することで熔融ガラスを得る。
清澄工程（ＳＴ２）は、ガラス導管１０４、清澄槽１０２およびガラス導管１０５において主に行われ、清澄槽１０２内の熔融ガラスＭＧを加熱することにより、熔融ガラスＭＧ中に含まれるＯ2等の気泡が、清澄剤の酸化還元反応により成長し液面に浮上して放出される、あるいは、気泡中のガス成分が熔融ガラス中に吸収されて、気泡が消滅する。
均質化工程（ＳＴ３）では、ガラス導管１０５を通って供給された攪拌槽１０３内の熔融ガラスＭＧを、スターラ１０３ａ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。
供給工程（ＳＴ４）では、ガラス導管１０６を通して熔融ガラスＭＧを成形装置２００に搬送する。供給工程では、後述する本実施形態のガラス導管１０６が用いられる。供給工程（ＳＴ４）は、熔融ガラスＭＧを加熱しながら熔融ガラスＭＧを搬送する搬送工程の一つであり、搬送工程は、ガラス導管１０４，１０５を流れる熔融ガラスＭＧにも適用することができる。
【００２３】
成形装置２００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ＭＧをシートガラスＳＧに成形し、シートガラスＳＧの流れを作る。本実施形態では、成形体２１０を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスＳＧが所望の厚さになり、内部歪が生じないように冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、切断装置３００において、成形装置２００から供給されたシートガラスＳＧ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。切断されたガラス基板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作製される。さらに、ガラス端面の研削、研磨、及びガラス主面の洗浄が行われ、さらに、気泡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基板が最終製品として梱包される。
【００２４】
（ガラス導管）
図３は、図２に示すガラス導管１０６をより詳細に説明した断面図である。以降で説明するガラス導管１０６の形態は、ガラス導管１０４，１０５においても用いることができるが、特に、後述する電極板を有するガラス導管は、熔融ガラスＭＧをオーバーフローダウンドロー法でシートガラスに成形する成形体２１０に供給する部分であるため、成形体２１０に供給する熔融ガラスＭＧの粘性が不均一になること抑制することができる点で、供給工程ＳＴ４で用いるガラス導管１０６に適用することが好ましい。
【００２５】
ガラス導管１０６は、攪拌槽１０３と成形装置２００との間を結ぶ、導電性材料、例えば白金合金で構成された管本体１１０を有し、管本体１１０内を熔融ガラスＭＧが流れる。具体的には、ガラス導管１０６は、導電性材料、例えば白金合金で構成された管本体１１０と、管本体１１０の長手方向の異なる位置に設けられた一対の電極板１１６と、電極板１１６に接続され、管本体１１０を通電加熱するために電力を供給する加熱電源１１８を、備える。さらに、ガラス導管１０６には、図３には図示されないが、ガラス導管１０６の周りを取り巻くキャスタブル及び断熱部材が設けられ、放熱による熔融ガラスＭＧの温度の低下を可能な限り抑制している。
加熱電源１１８は、交流電圧を電極板１１６に印加して所定の電流を流すように構成されている。
【００２６】
ガラス導管１０６の管本体１１０の外周には、外周を覆う電極板１１６が、ガラス導管１０６の延在方向の異なる２箇所に設けられている。電極板１１６は、電極板１１６の面が熔融ガラスＭＧの流れの上流側及び下流側に向くように設けられている。
電極板１１６の形状は、特に制限されず、円形状でもよいし、円形状の一部と長方形形状を組み合わせた形状であってもよいし、Ｕ字形状であってもよい。本実施形態では、電極板１１６に上方から電流が供給されるが、必ずしも電流は上方から供給される必要はなく、下方から、あるいは側方から供給されてもよい。Ｕ字形状の場合、ガラス導管１０６の管本体１１０の外径より大きい幅寸法を有するのが好ましい。そして、Ｕ字形状の下方の湾曲部分が、管本体１１０の下方部分の下方に位置するように設けられるとよい。図３では、電極板１１６の板厚は一定であるが、電極板１１６は、管本体１１０の最上部よりも上方から管本体１１０に近づくように電極板１１６の両側の外縁に沿って設けられた厚肉部と、厚肉部より板厚の薄い、電極板１１６の内側の内側部分と、を備え、この厚肉部は、Ｕ字形状の湾曲部の外縁に沿って延びて、前記両側の外縁に沿って設けられた厚肉部同士が接続されている、ことが好ましい。
【００２７】
このような電極板１１６と管本体１１０に関して、電極板１１６の１３００℃における電気抵抗率は、管本体１１０の１３００℃における電気抵抗率よりも低い。すなわち、電極板１１６の上記電気抵抗率は低く、管本体１１０の上記電気抵抗率は高い。電極板１１６の１３００℃における電気抵抗率は、例えば４．７×１０−７〜５．１×１０−７Ω・ｍであり、管本体１１０の１３００℃における電気抵抗率は、例えば５．２×１０−７〜５．６×１０−７Ω・ｍである。このように、１３００℃における電気抵抗率を相違させることにより、以下の利点が生じる。
【００２８】
すなわち、管本体１１０の上記電気抵抗率を電極板１１６よりも高くすることにより、電極板１１６から供給された電流が流れる管本体１１０では電流が流れにくくなるので、管本体１１０の周上における電流密度は均一になり易く、この場合、電極板１１６における電流経路が伸びても、管本体１１０での電流密度の偏りを抑制するような電流密度の分布となる。このため、管本体１１０における電流の偏りは抑制される。すなわち、理論的には、管本体１１０および電極板１１６で発熱するエネルギー損失密度ｐは、ｐ＝ρ・ｊ２、（ρは電気抵抗率、ｊは電流密度）に従い、かつ、電流が管本体１１０および電極板１１６を流れるとき、管本体１１０および電極板１１６の発熱によるトータルのエネルギー損失が最小となるように電流経路となる。したがって、電極板１１６から供給される電流の電流密度ｊが部分的に高い場合、その部分でエネルギー損失密度ｐが極端に高くなり、その結果トータルのエネルギー損失は増加する。本実施形態のように、管本体１１０の１３００℃における電気抵抗率ρが電極板１１６に比べて高い場合、電極板１１６から、偏って流れる電流が管本体１１０に供給されても、電流は管本体１１０で電流の偏った流れを抑制するように流れる。この点から、本実施形態では、管本体１１０の上記電気抵抗率を電極板１１６よりも高くしている。
【００２９】
また、管本体１１０の上記電気抵抗率を高くすることにより、管本体１１０に同じ発熱をさせる場合、管本体１１０の温度を修正するために管本体１１０に流す必要な電流を小さくすることができる。したがって、管本体１１０に流す最大電流も抑制することができる。このような最大電流を抑制することにより、この最大電流に応じて板厚を設計することが必要な電極板１１６の板厚を薄くすることができる。さらに、電極板１１６の板厚が薄くなることにより、電極板１１６の熱抵抗が大きくなることに起因して熱伝導量が少なくなり、電極板１１６の温度低下を抑制することができる。したがって、電極板１１６近傍の管本体１１０の温度は低下しにくい。このため、電極板１１６近傍を通過することで熔融ガラスの温度が低下することを抑制することができる。
【００３０】
このような電極板１１６と管本体１１０の電気抵抗率、電極板１１６及び板厚１１０の板厚、及び電極板１１６の形状及び管本体１１０のサイズの情報を予め用いてシミュレーション計算により、電流密度を計算することができる。シミュレーション計算は、ｊ＝−σ・ｇｒａｄφ（ｊは電流密度、σは導電率、φは電位）を支配方程式とする公知の有限体積法または有限要素法を用いた電気伝導解析を、または、熱流体解析に電気伝導解析をコンピュータにサブルーチンとして組み込むことにより行うことができる。したがって、シミュレーション計算を行って、管本体１１０の電流の偏りが抑制されるように、電極板１１６及び管本体１１０の電気抵抗率、電極板１１６及び板厚１１０の板厚、及び電極板１１６の形状及び管本体１１０のサイズの情報を求めることが好ましい。
【００３１】
例えば、電極板１１６に白金（１３００℃における電気抵抗率ρが４．９×１０−７Ω・ｍ）を用い、管本体１１０に白金９０質量％、ロジウム１０質量％（１３００℃における電気抵抗率ρが５．４×１０−７Ω・ｍ）を用い、電極板１１６の形状を板厚１〜１２ｍｍの板を組み合わせて円形状とし、管本体１１０の管の厚さを０．７ｍｍとした場合、上記電極板１１６及び管本体１１０と同じ構造であるが電極板１１６及び管本体１１０に白金を用いた場合に比べて管本体１１０の電流密度分布を均一に近づけることを確認できた。
【００３２】
本実施形態の電極板１１６は白金で構成され、管本体１１０は白金ロジウム合金で構成されていることが、高温の溶融ガラスを搬送する管本体１１０において、１３００℃における電気抵抗率を変更させることができる点から好ましい。例えば、白金ロジウム合金のうち、ロジウムを５〜２０質量％含む限りにおいて、１３００℃における電気抵抗率を白金よりも高くすることができる。さらに、白金ロジウム合金は、白金よりも熱の放射率は高い。管本体１１０と熔融ガラスＭＧとの間の熱移動は、熱伝導よりも輻射伝熱の寄与が大きいため、管本体１１０に熱放射率の高い材料を用いると、管本体１１０と熔融ガラスＭＧの温度を近づけることができ、熔融ガラスＭＧの温度を制御し易くできる点から、電極板１１６は白金で構成され、管本体１１０は白金ロジウム合金で構成されることが好ましい。
【００３３】
本実施形態では、一対の電極板１１６を通して管本体１１０に電流を流すことにより熔融ガラスＭＧを加熱しながら搬送する搬送工程として、熔融ガラスＭＧを攪拌する均質化工程と成形工程の間で行われる供給工程に適用されることが好ましい。供給工程は熔融ガラスＭＧを成形体２１０に供給するので、熔融ガラスＭＧの加熱に偏りが生じ、熔融ガラスＭＧの温度にムラができることは、ガラス基板に異物を含まないようにする点から好ましくない。
【００３４】
（ガラス原料、ガラス組成）
本実施形態のガラス基板の製造方法では、あらゆるガラス基板の製造に適用可能であるが、特に液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置やプラズマディスプレイ装置などのディスプレイ用のガラス基板、あるいは、表示部を覆うカバーガラスの製造に好適である。
本実施形態のガラス基板の製造方法に従ってガラス基板を製造するには、所望のガラス組成となるようにガラス原料を調合する。例えば、ディスプレイパネル用のガラス基板を製造する場合は、以下の組成を有するように原料を混合するのが好適である。
【００３５】
（ａ）ＳｉＯ2  ５０〜７０質量％、
（ｂ）Ｂ2Ｏ3  ５〜１８質量％、
（ｃ）Ａｌ2Ｏ3  １０〜２５質量％、
（ｄ）ＭｇＯ  ０〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ  ０〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ  ０〜２０質量％、
（ｇ）ＢａＯ  ０〜１０質量％、
（ｈ）ＲＯ  ５〜２０質量％（但し、Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板に含有される成分）、
（ｉ）Ｒ’2Ｏ  ０．１０質量％を超え２．０質量％以下（但し、Ｒ’は、Ｌｉ、Ｎａ、およびＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板に含有されるアルカリ金属成分）、
（ｊ）酸化スズ、酸化鉄、および、酸化セリウムなどから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を合計で０．０５〜１．５質量％。
【００３６】
なお、（ｉ）Ｒ’2Ｏは必須ではないため、含有させなくてもよい。この場合、Ｒ’2Ｏを実質的に含まない無アルカリガラスとなり、ガラス基板からＲ’2Ｏが流出してＴＦＴを破壊するおそれを低減することができる。他方、あえて（ｉ）Ｒ’2Ｏを、０．１０質量％を超え２．０質量％以下含有させることによって、ＴＦＴ特性の劣化やガラスの熱膨張を一定範囲内に抑制しつつ、ガラスの塩基性度を高め、価数変動する金属の酸化を容易にして、清澄性を高めることができる。さらに、ガラスの比抵抗を低下させることができるので、熔解槽１０１にて電気熔融を行うためには好適となる。
【００３７】
さらに、近年さらなるディスプレイの高精細化を実現するために、ｐ-Ｓｉ(低温ポリシリコン)・ＴＦＴや酸化物半導体を用いられている。ここで、ｐ-Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体の形成工程では、高温な熱処理工程を必要とする。そのため、ｐ-Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス基板には、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、高温時の粘度（高温粘性）が高くなる傾向にある。そのため、ガラス導管において、より熔融ガラスの温度を上昇させる必要がある。しかし、熔融ガラスの温度を上昇させるために電極１１６から管本体１１０に供給する電力は大きくなる。従来のガラス導管では、管本体の給電側部分に電流が偏るので、ガラス導管が破損してしまう虞がある。しかし、本実施形態では、管本体１１０の延在方向に沿って流れる電流が偏ることを抑制することができるので、高温粘性が高くなりやすい高歪点ガラスの製造にも好適である。
【００３８】
本実施形態を、例えば歪点が６５５℃以上のガラス基板の製造に適用することが好適である。特に、ｐ-Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体にも好適な歪点が６７５℃以上のガラス基板の製造に本実施形態を適用することが好適であり、歪点６８０℃以上のガラス基板の製造に適用することがさらに好適であり、歪点６９０℃以上のガラス基板の製造に適用することが特に好適である。
【００３９】
歪点が６７５℃以上のガラス基板の組成としては、例えば、ガラス基板が質量％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、ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの成分であって、ガラス基板に含まれる成分の合量)  ３〜２０質量％、
質量比（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／Ｂ2Ｏ3は７以上の範囲である、
ことが好ましい。
さらに、歪点をより上昇させるために、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。他方、溶解時にガラスではなく溶解槽１０１に電流が流れてしまわないように、Ｒ2Ｏ(但し、Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの成分であって、ガラス基板に含まれる成分の合量) ０．０１〜０．８質量％としてガラスの比抵抗を低下させることが好ましい。あるいは、ガラスの比抵抗を低下させるために質量比Ｆｅ2Ｏ3：０．０１〜１質量％とすることが好ましい。さらに、高い歪点を実現しつつ失透温度の上昇を防止するために質量比ＣａＯ／ＲＯは０．６５以上とすることが好ましい。あるいは、質量比（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／Ｂ2Ｏ3は７．５〜２０の範囲であることが好ましい。失透温度を１２５０℃以下とすることにより、オーバーフローダウンドロー法の適用が可能となる。また、モバイル機器などに適用されることを考慮すると、軽量化の観点からはＳｒＯ及びＢａＯの合計含有量が０〜２質量％未満であることが好ましい。
【００４０】
なお、本実施形態で用いるガラス基板は、ヒ素を実質的に含まないことが好ましく、ヒ素およびアンチモンを実質的に含まないことがより好ましい。すなわち、これらの物質を含むとしても、それは不純物としてであり、具体的には、これらの物質は、Ａｓ2Ｏ3、および、Ｓｂ2Ｏ3という酸化物のものも含め、０．１質量％以下であることが好ましい。
【００４１】
上述した成分に加え、本実施形態で用いるガラスは、ガラスの様々な物理的、熔融、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ディスプレイパネル用のガラス基板は、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。
【００４２】
以上、本発明のガラス基板の製造方法及びガラス導管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】
【００４３】
１００  熔解装置
１０１  熔解槽
１０２  清澄槽
１０３  攪拌槽
１０４，１０５，１０６  ガラス導管
１１０  管本体
１１６  電極板
１１８  加熱電源
２００  成形装置
２１０  成形体
３００  切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017066005.tif 000005