玻璃板的制造方法
【專利說明】玻璃板的制造方法
[0001 ] 本申請是分案申請，其母案的中國國家申請?zhí)柺?01280003081.X，該母案的國際申請?zhí)枮镻CT/JP2012/006538，申請日為2012年10月11日，于2013年3月26日進(jìn)入中國，其發(fā)明名稱為“玻璃板的制造方法”。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及玻璃板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在用于液晶顯示器或等離子顯示器等平板顯示器(以下記為“FPD”)的玻璃基板中，使用厚度例如為0.5?0.7mm的薄玻璃板。該FTO用玻璃基板例如在第I代中為300 X 400mm的尺寸，但在第10代中變?yōu)?850 X 3050mm的尺寸。
[0004]為了制造此種第8代以后的大尺寸的FH)用玻璃基板，最經(jīng)常使用溢流下拉(overflow down draw)法。溢流下拉法包括:在成型爐中通過使恪融玻璃自成型體的上部溢出而在成型體的下方成型為板狀玻璃的步驟；及在退火爐中對板狀玻璃進(jìn)行退火的步驟。退火爐中，在通過將板狀玻璃引入成對的輥間而拉伸為所需的厚度之后，以降低板狀玻璃的內(nèi)部應(yīng)變或熱收縮的方式對板狀玻璃進(jìn)行退火。之后，將板狀玻璃切割為規(guī)定的尺寸制成玻璃板并層積于其他的玻璃板上進(jìn)行保管?；蛘邔⒉ＡО灏崴椭料乱徊襟E。
[0005]將通過此種成型而制造的玻璃板用于在玻璃表面形成半導(dǎo)體組件的液晶顯示器的玻璃基板，但為了不使在該玻璃表面形成的半導(dǎo)體組件的特性因玻璃基板的玻璃組成而劣化，適宜使用完全不含有堿金屬成分或即便含有其含量也較少的玻璃板。
[0006]然而，若玻璃板中存在氣泡則會導(dǎo)致顯示缺陷，因此，存在氣泡的玻璃板不適宜作為平板顯示器用玻璃基板。因此，要求氣泡不殘留于玻璃板中。尤其是液晶顯示器用玻璃基板和有機(jī)EL(Electro Luminescent，電致發(fā)光)顯示器用玻璃基板中，對氣泡的要求較嚴(yán)格。
[0007]然而，為了抑制半導(dǎo)體組件的特性劣化而不含有堿金屬成分、或即便含有其含量也為少量的玻璃板存在如下問題:與鈉鈣玻璃等含有大量堿金屬的玻璃板相比高溫粘性高，難以從制造中的熔融玻璃中脫出氣泡。
[0008]從降低環(huán)境負(fù)載的觀點出發(fā)，要求限制使用現(xiàn)有技術(shù)中使用的毒性高的As203。因此，近年來使用與As2O3相比澄清功能較差的SnO 2或Fe 203作為澄清劑來代替As 203。由于SnO2S Fe 203會導(dǎo)致玻璃的失透和著色，故而為了確保與As 203同等的澄清功能而不能大量添加到玻璃中。因此，在作為最終產(chǎn)品的玻璃板中氣泡變得更容易殘留。
[0009]對此，有提案提出了如下的技術(shù)，在使玻璃化反應(yīng)于1300?1500°C產(chǎn)生的無堿玻璃溫度上升至例如1650°C而進(jìn)行脫泡的玻璃基板的制造方法中，為了改善脫泡效果，而使熔融玻璃所具有的β -OH值為0.485/mm以上(專利文獻(xiàn)I)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-97090號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]此處，例如在不含有堿金屬成分、或即便含有其含量也為少量的玻璃組成中，可熔解于熔融玻璃中的302的熔解度較小，因此，一旦產(chǎn)生302的氣泡，則在作為最終產(chǎn)品的玻璃板中容易殘留氣泡的缺陷。
[0015]然而，上述專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，存在無法充分抑制澄清步驟后的SO2氣泡的產(chǎn)生的問題。
[0016]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種制造玻璃板時能有效地減少殘留于玻璃板中的氣泡的玻璃板的制造方法。
[0017]解決問題的技術(shù)手段
[0018]本發(fā)明的第I方式是制造玻璃板的玻璃板的制造方法。該方法包括:
[0019]熔解步驟，將玻璃原料至少通過通電加熱而熔解，從而制作含有31102的熔融玻璃；
[0020]澄清步驟；及
[0021]成型步驟，使所述澄清步驟后的所述熔融玻璃成型為板狀玻璃，
[0022]所述澄清步驟包括:
[0023]脫泡處理，使所述熔融玻璃的溫度升溫至1630°C以上，由此使所述熔融玻璃中生成氣泡并進(jìn)行脫泡；及
[0024]吸收處理，在所述脫泡處理之后，使所述熔融玻璃在1600 °C至1500°C的溫度范圍以2.5°C /分鐘以上的降溫速度降溫，由此使所述熔融玻璃中的氣泡吸收至所述熔融玻璃中。
[0025]此時，所制造的玻璃板的SnO2的含量優(yōu)選為0.01?0.5質(zhì)量％。進(jìn)而，優(yōu)選組合0.01?0.5質(zhì)量％的Sn(V^ 0.01?0.1質(zhì)量％的Fe 203進(jìn)行使用。
[0026]本發(fā)明的第2方式如本發(fā)明的第I方式的玻璃板的制造方法，其中，在所述吸收處理中，所述熔融玻璃在1500 °C以下的溫度范圍中的降溫速度比在所述1600 °C至1500 °C的溫度范圍中的降溫速度更快。
[0027]本發(fā)明的第3方式如本發(fā)明的第I或第2方式的玻璃板的制造方法，其中，在所述熔融玻璃為1500°C以下的溫度范圍中，可以在流通所述熔融玻璃的鉑或鉑合金管內(nèi)對熔融玻璃的流量進(jìn)行調(diào)整，在所述吸收處理中，所述熔融玻璃在1500°C以下的溫度范圍中的降溫速度比在所述1600°C至1500°C的溫度范圍中的降溫速度更慢。
[0028]本發(fā)明的第4方式如本發(fā)明的第I至第3方式中任一項的玻璃板的制造方法，其中，所述成型步驟中通過溢流下拉法由所述熔融玻璃形成板狀玻璃。
[0029]本發(fā)明的第5方式如本發(fā)明的第I至第4方式中任一項的玻璃板的制造方法，其中，所述1630°C的所述熔融玻璃的粘度為130?350泊(poise)。
[0030]本發(fā)明的第6方式如本發(fā)明的第I至第5方式中任一項的玻璃板的制造方法，其中，所述澄清步驟在流通所述熔融玻璃的鉑或鉑合金管內(nèi)進(jìn)行；
[0031]所述澄清步驟中，通過對在所述鉑或鉑合金管的長度方向延伸的至少2個不同的區(qū)域中分別流通的電流進(jìn)行控制而進(jìn)行所述熔融玻璃的升溫。
[0032]本發(fā)明的第7方式如本發(fā)明的第I至第6方式中任一項的玻璃板的制造方法，其中，所述玻璃板中R’ 20的含量為O?2.0質(zhì)量％ (R’ 20為Li20、Na20及K2O之中所含有的成分的合計)。
[0033]本發(fā)明的第8方式如本發(fā)明的第I至第7方式中任一項的玻璃板的制造方法，其中，所述玻璃板用于平板顯示器用玻璃基板。
[0034]本發(fā)明的第9方式如本發(fā)明的第I至第8方式中任一項的玻璃板的制造方法，其中，在所述澄清步驟與所述成型步驟之間包括將熔融玻璃的成分?jǐn)嚢杈鶆虻臄嚢璨襟E，在所述熔解步驟中以比所述熔融玻璃熔解開始時的溫度更高的溫度將所述熔融玻璃供給至所述澄清步驟，在所述澄清步驟中以比所述脫泡處理后的溫度更低的溫度將所述熔融玻璃供給至所述攪拌步驟，在所述成型步驟中以所述熔融玻璃的粘度η (泊)成為1gn =
4.3?5.7的溫度供給所述熔融玻璃，從而成型為板狀玻璃。
[0035]發(fā)明的效果
[0036]上述方式的玻璃板的制造方法能夠有效地減少殘留于玻璃板中的氣泡。
【附圖說明】
[0037]圖1是本實施方式的玻璃板的制造方法的步驟圖。
[0038]圖2是示意表示本實施方式的玻璃板的制造方法之中進(jìn)行熔解步驟?切割步驟的裝置的圖。
[0039]圖3是主要表示本實施方式的進(jìn)行澄清步驟的裝置構(gòu)成的圖。
[0040]圖4是主要表示本實施方式的進(jìn)行成型步驟及切割步驟的裝置構(gòu)成的圖。
[0041]圖5是說明本實施方式的自熔解步驟至成型步驟的溫度歷程的一例的圖。
[0042]圖6是表示再現(xiàn)殘留于玻璃板中的氣泡后玻璃中的孔內(nèi)所含有的SO2的含量的測定結(jié)果的圖。
[0043]圖7是表示在模擬了圖5所示的熔融玻璃的溫度歷程的實驗爐中制作玻璃板時氣泡級別與降溫速度的關(guān)系的圖。
[0044]圖8是表示利用制造玻璃板的裝置制造玻璃板時存在于玻璃板內(nèi)的氣泡級別與降溫速度的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0045]以下，對本實施方式的玻璃板的制造方法進(jìn)行說明。
[0046](玻璃板的制造方法的整體概要)
[0047]圖1是本實施方式的玻璃板的制造方法的步驟圖。
[0048]玻璃板的制造方法主要包括熔解步驟(STl)、澄清步驟(ST2)、均質(zhì)化步驟(ST3)、供給步驟(ST4)、成型步驟(ST5)、退火步驟(ST6)、及切割步驟(ST7)。除此之外，包括研削步驟、研磨步驟、清洗步驟、檢查步驟、捆包步驟等，然后將捆包步驟中所層積的復(fù)數(shù)個玻璃板搬送至訂貨方的業(yè)者。
[0049]圖2是示意表示進(jìn)行熔解步驟(STl)?切割步驟(ST7)的玻璃基板制造裝置的圖。該裝置如圖2所示，主要包括熔解裝置200、成型裝置300、及切割裝置400。熔解裝置200主要包括熔解槽201、澄清槽202、攪拌槽203、及玻璃供給管204、205、206。需要說明的是，如下所述，玻璃供給管204、205是流通熔融玻璃MG的管并且具有澄清功能，因此實質(zhì)上也是澄清槽。以下，將玻璃供給管204稱為第I澄清槽204，將澄清槽202稱為第2澄清槽202，將玻璃供給管205稱為第3澄清槽205。另外，連接熔解槽201以后至成型裝置300的各槽間的第I澄清槽204、第3澄清槽205、玻璃供給管206及第2澄清槽202及攪拌槽203的本體部分由鉑或鉑合金管構(gòu)成。第I澄清槽204及第3澄清槽205形成圓筒狀或管狀。
[0050]熔解步驟(STl)中，使添加有SnO2作為澄清劑并供給至熔解槽201內(nèi)的玻璃原料、即含有SnO2作為澄清劑的玻璃原料至少通過利用電極的通電加熱而熔解，由此獲得熔融玻璃。進(jìn)而，除利用電極的通電加熱以外，也可利用未圖示的火焰熔解玻璃原料從而獲得熔融玻璃MG。利用通電加熱及火焰進(jìn)行玻璃原料的熔解的情況下，具體地說，利用未圖示的原料投入裝置使玻璃原料分散于熔融玻璃MG的液面而供給。玻璃原料通過在火焰中變?yōu)楦邷氐臍庀喽靡约訜岵⒕徛劢?，從而熔解于熔融玻璃MG中。熔融玻璃MG通過通電加熱而升溫。另外，在熔解步驟中，或熔解步驟與澄清步驟之間，也可以在熔融玻璃中利用氧氣進(jìn)行鼓泡。另外，優(yōu)選在熔解步驟的初期不進(jìn)行鼓泡。其原因在于，熔解步驟的初期(例如熔融玻璃未達(dá)1540°C的溫度)，熔解槽201中對熔融玻璃MG進(jìn)行通電加熱時，與構(gòu)成熔解槽201的磚等部件的電阻相比，玻璃的電阻更大，因此電流容易流入磚等部件中，而利用電極向熔融玻璃MG的通電加熱變得困難。
[0051]澄清步驟(ST2)至少于第I澄清槽204、第2澄清槽202及第3澄清槽205中進(jìn)行。澄清步驟中，通過使第I澄清槽204內(nèi)的熔融玻璃MG升溫，包含于熔融玻璃MG中的含有02、0)2或SO 2等氣體成分的氣泡吸收由作為澄清劑的SnO 2的還原反應(yīng)而