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1、(10)申请公布号 CN 103987665 A (43)申请公布日 2014.08.13 C N 1 0 3 9 8 7 6 6 5 A (21)申请号 201380004260.X (22)申请日 2013.09.24 2012-260769 2012.11.29 JP C03B 5/18(2006.01) (71)申请人安瀚视特控股株式会社 地址日本三重县 (72)发明人君嶋哲郎 日沖宣之 (74)专利代理机构北京律盟知识产权代理有限 责任公司 11287 代理人林斯凯 (54) 发明名称 玻璃基板的制造方法 (57) 摘要 本发明的玻璃基板的制造方法与先前相比可 削减制造玻璃基板所需的。
2、能量,且防止玻璃基板 的气泡质量的恶化。在搅拌步骤中,将熔融玻璃 的粘度设为500泊以上且2000泊以下,并且将铂 或铂合金制的容器周围的环境的水蒸气分压设为 0.6kPa以上且12kPa以下。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.06.12 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/075737 2013.09.24 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/083923 JA 2014.06.05 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书11页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说。
3、明书11页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103987665 A CN 103987665 A 1/1页 2 1.一种玻璃基板的制造方法,其特征在于:其是包括将已澄清的熔融玻璃在铂或铂合 金制的容器内通过搅拌器的旋转加以搅拌而均质化的搅拌步骤的玻璃基板的制造方法,且 在所述搅拌步骤中,将所述熔融玻璃的粘度设为500泊以上且2000泊以下,并且将所 述容器周围的环境的水蒸气分压设为0.6kPa以上且12kPa以下。 2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法,其中在所述搅拌步骤中,将所述容器 周围的水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为1.2kPa以上。 3.根据权利要。
4、求1或2所述的玻璃基板的制造方法,其中在所述搅拌步骤之前包括: 熔解步骤,使玻璃原料熔解而制造熔融玻璃; 第1除泡步骤,在铂或铂合金制的容器内使所述熔融玻璃的温度上升至所述玻璃原料 中所含的澄清剂释放气体成分的第1温度范围内的最高温度,使所述熔融玻璃中的气泡上 浮而去除; 第2除泡步骤,在铂或铂合金制的容器内使所述熔融玻璃的温度降低为低于所述第1 温度范围的最高温度,使所述熔融玻璃中的气泡上浮而去除,并且使气体成分在所述熔融 玻璃中吸收而使气泡缩小;及 吸收步骤,在所述第2除泡步骤之后,通过使所述熔融玻璃的温度降低而使残留在所 述熔融玻璃中的气泡中的氧气吸收在所述熔融玻璃中而使气泡直径缩小,进。
5、而通过使所述 熔融玻璃的温度降低而使所述气泡的内压降低,从而使所述气泡消失; 在所述搅拌步骤之后,具有使所述熔融玻璃的温度降低至适合于成形的温度的成形温 度调整步骤, 使所述第1除泡步骤、所述第2除泡步骤、所述吸收步骤及所述成形温度调整步骤中的 所述容器周围的环境的水蒸气分压低于所述搅拌步骤中的所述容器周围的水蒸气分压。 4.根据权利要求3所述的玻璃基板的制造方法,其中在所述吸收步骤中,将所述容器 周围的水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为0.8kPa以上。 5.根据权利要求3或4所述的玻璃基板的制造方法,其中在所述第2除泡步骤中,将所 述容器周围的水蒸气分压设为每当所述。
6、玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为0.7kPa以上。 6.根据权利要求3至5中任一项所述的玻璃基板的制造方法,其中在所述成形温度调 整步骤中,将所述容器周围的水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为 0.6kPa以上。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃基板的制造方法,其中在所述搅拌步骤中, 将所述搅拌器的旋转速度设为1rpm以上且15rpm以下。 权 利 要 求 书CN 103987665 A 1/11页 3 玻璃基板的制造方法 技术领域 0001 本发明是关于一种玻璃基板的制造方法。 背景技术 0002 平板显示器用的玻璃基板通常是经由将加热玻璃原料而得的熔融玻璃。
7、成形为玻 璃基板的步骤而制造。玻璃基板的制造步骤例如包括:将玻璃原料熔解而获得熔融玻璃的 步骤;将熔融玻璃所内含的微小气泡去除而澄清的步骤;搅拌熔融玻璃而使其均质化的步 骤;及将熔融玻璃供给至成形装置的步骤。在将玻璃原料熔解的步骤后的步骤中,为了防止 由耐火砖所引起的玻璃基板的缺陷,并且调整熔融玻璃的温度,而使用包含铂或铂合金制 的管或槽的铂或铂合金制的容器。在玻璃基板的制造步骤中,在使用铂或铂合金制的容器 的情形时,容器周围的环境的水蒸气分压或氢分压与容器内侧的熔融玻璃中的水蒸气分压 或氢分压的关系成为问题。以下,将铂或铂合金制的容器简称为“铂容器”。 0003 平面显示器用的玻璃基板要求较。
8、高的温度稳定性与较低的缺陷级别。为了满足此 种要求,在玻璃原料的熔融时使用氧燃烧器的情况较多,熔融玻璃中的氢分压容易上升。如 果熔融玻璃中的氢分压上升,铂容器内侧的水蒸气分压变得高于铂容器外侧的环境的水蒸 气分压,则熔融玻璃中的OH基离解为氧与氢。如此一来,仅氢透过铂容器的壁朝铂容器的 外侧移动,残留在铂容器的内侧的氧在铂容器的内壁面附近的熔融玻璃中形成氧气泡,由 此使熔融玻璃的气泡质量恶化。 0004 作为防止此种问题的技术,已知如下技术:使铂容器外侧的环境的水蒸气分压高 于铂容器内侧的熔融玻璃中的水蒸气分压(例如专利文献1)。此外,已知如下技术:将澄清 步骤分为使熔融玻璃中的气泡上浮消泡而。
9、去除的第1步骤、及使熔融玻璃中的气体成分吸 收在熔融玻璃中的第2步骤,使第1步骤中的铂容器周围的环境的水蒸气分压低于第2步 骤中的铂容器周围的环境的水蒸气分压(例如专利文献2)。根据该技术,可一面实现制造 设备的长寿命化及抑制电力消耗,一面有效地抑制玻璃中的气泡。 0005 先前技术文献 0006 专利文献 0007 专利文献1日本专利特表2001-503008号公报 0008 专利文献2日本专利第5002731号公报 发明内容 0009 发明所要解决的问题 0010 然而,如果为了提高玻璃基板的气泡质量而在玻璃基板的制造步骤中使铂容器周 围的环境的水蒸气分压上升,则铂容器的散热量增加,用以将。
10、熔融玻璃加热至所需的温度 的能量增加。 0011 此外,在调整设备周围的水蒸气分压时,采用包围设备周围并对其中供给蒸气的 方法的情况较多,但为了较高地维持广范围的水蒸气分压而需要大量蒸气,在节省能源方 说 明 书CN 103987665 A 2/11页 4 面欠佳。 0012 进而,为了稳定生产,在第2步骤的制造装置中,为了收集数据、检查、维护,作业 人员也必须定期进入保持为较高的水蒸气分压的装置周围的空间中。装置周围的环境为高 温,进而,维持在较高的水蒸气分压的状况作为作业环境较为恶劣。就安全卫生的角度而 言,除确实必要的场所以外,也期望最起码能略微降低水蒸气分压。 0013 因此,本发明提。
11、供一种玻璃基板的制造方法,其与先前相比可削减制造玻璃基板 所需的能量,可改善作业环境,并且可防止玻璃基板的气泡质量的恶化。 0014 解决问题的技术手段 0015 本发明的一实施方式是一种玻璃基板的制造方法,其包括将已澄清的熔融玻璃在 铂或铂合金制的容器内通过搅拌器的旋转加以搅拌而均质化的步骤。该实施方式的制造方 法在所述搅拌步骤中,将所述熔融玻璃的粘度设为500泊以上且2000泊以下,并且将所述 容器周围的环境的水蒸气分压设为0.6kPa以上且6.0kPa以下。 0016 所述实施方式的玻璃基板的制造方法在所述搅拌步骤中,也可将所述容器周围的 水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1。
12、/mm时为1.2kPa以上。 0017 此外,所述实施方式的玻璃基板的制造方法在所述搅拌步骤之前包括:熔解步骤, 使玻璃原料熔解而制作熔融玻璃;第1除泡步骤,在铂或铂合金制的容器内使所述熔融玻 璃的温度上升至所述玻璃原料中所含的澄清剂释放气体成分的第1温度范围内的最高温 度,使所述熔融玻璃中的气泡上浮而去除;第2除泡步骤,在铂或铂合金制的容器内使所述 熔融玻璃的温度降低为低于所述第1温度范围的最高温度,使所述熔融玻璃中的气泡上浮 而去除,并且使气体成分在所述熔融玻璃中吸收而使气泡缩小;及吸收步骤,在所述第2除 泡步骤之后,通过使所述熔融玻璃的温度降低而使残留在所述熔融玻璃中的气泡中的氧气 吸收。
13、在所述熔融玻璃中而使气泡直径缩小,进而通过使所述熔融玻璃的温度降低而使所述 气泡的内压降低,从而使所述气泡消失;且在所述搅拌步骤之后具有:成形温度调整步骤, 使所述熔融玻璃的温度降低至适合于成形的温度。并且,使所述第1除泡步骤、所述第2除 泡步骤、所述吸收步骤及所述成形温度调整步骤中的所述容器周围的环境的水蒸气分压低 于所述搅拌步骤中的所述容器周围的水蒸气分压。 0018 此外,所述实施方式的玻璃基板的制造方法在所述吸收步骤中,也可将所述容器 周围的水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为0.8kPa以上。 0019 此外,所述实施方式的玻璃基板的制造方法在所述第2除泡步骤中。
14、,也可将所述 容器周围的水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为0.7kPa以上。 0020 此外,所述实施方式的玻璃基板的制造方法在所述成形温度调整步骤中,也可将 所述容器周围的水蒸气分压设为每当所述玻璃基板的-OH值为0.1/mm时为0.6kPa以 上。 0021 此外,所述实施方式的玻璃基板的制造方法在所述搅拌步骤中,也可将所述搅拌 器的旋转速度设为1rpm以上且15rpm以下。 0022 发明的效果 0023 根据本发明的玻璃基板的制造方法,与先前相比可削减制造玻璃基板所需的能 量,可改善作业环境,并且可防止玻璃基板的气泡质量的恶化。 说 明 书CN 10398766。
15、5 A 3/11页 5 附图说明 0024 图1是本发明的实施方式的玻璃基板制造装置的概略图。 0025 图2是表示图1的装置的一部分的概略俯视图。 0026 图3是本发明的实施方式的玻璃基板的制造方法的流程图。 0027 图4是表示图3所示的各步骤的熔融玻璃的温度变化的图。 具体实施方式 0028 以下,对本发明的实施方式的玻璃基板制造方法详细地进行说明。 0029 本实施方式中所制造的玻璃基板为平板显示器用的玻璃基板。本实施方式的玻璃 基板例如具有以下组成。以下所示的组成的含有率表示为质量。 0030 较佳为含有: 0031 SiO 2 :5070; 0032 Al 2 O 3 :025;。
16、 0033 B 2 O 3 :015; 0034 MgO:010; 0035 CaO:020; 0036 SrO:020; 0037 BaO:015; 0038 RO:530(其中,R为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的至少1种,且为玻璃基板所含 有者); 0039 R 2 O:00.5(其中,R为选自Li、Na及K中的至少1种,且为玻璃基板所 含有者)的玻璃。 0040 在应用本实施方式的玻璃基板的制造方法的情形时,玻璃组合物除所述各成分以 外,以质量表示还含有SnO 2 :0.011(较佳为0.010.5)、Fe 2 O 3 :00.2(较 佳为0.010.08),也可考虑环境负荷而以实质上不。
17、含As 2 O 3 、Sb 2 O 3 及PbO的方式制备 玻璃原料。 0041 图1表示本实施方式的玻璃基板制造装置100的一例。玻璃基板制造装置100 包括熔解槽101、澄清槽102、搅拌槽103、成形装置104、导管105a、105b、105c、及加湿装置 106。 0042 熔解槽101包含砖等耐火物,包括收容熔融玻璃的液槽、及作为液槽上方的空间 的上部空间。在上部空间的壁面,设置有燃烧燃料及氧气等气体而产生火焰的燃烧器。在 液槽设置有电加热装置。电加热装置包括设置在液槽的壁面的一对以上的电极,通过对电 极间施加电压而对熔融玻璃通入电,而使熔融玻璃产生焦耳热,从而加热熔融玻璃。 004。
18、3 澄清槽102包括收容熔融玻璃的铂或铂合金制的管状的容器,通过使容器本体中 流通电流,而使容器的温度上升,从而加热容器中的熔融玻璃。再者,虽然在图1中未明示, 但澄清槽102也可以包括2个以上的部分,以通过改变流过的电流量而调整玻璃的加热量。 0044 搅拌槽103包括铂或铂合金制的收容熔融玻璃的容器、铂或铂合金制的旋转轴、 及安装在旋转轴的铂或铂合金制的复数个搅拌翼。将该旋转轴与搅拌翼称作搅拌器。搅拌 槽103及搅拌器可分别设置1个,也可分别设置复数个。 说 明 书CN 103987665 A 4/11页 6 0045 成形装置104在上部具有槽,且具备垂直方向的剖面形状为大致五边形的耐火。
19、物 制的成形体。成形装置104包括:辊,其使溢出成形体并在成形体的底部的前端合流的熔融 玻璃向下方延伸;及温度调节装置,其用以将玻璃调整为特定的温度。再者,本实施方式中, 将成形装置104记载为下拉方式的成形装置,但即便成形方法不同,也可应用本发明。 0046 导管105a、105b、105c是铂或铂合金制的管状的容器,具备用以调节流过管中的 熔融玻璃的温度的温度调节功能。作为温度调节的方法,可与所述澄清槽102同样地对容 器通入电,也可通过配置在容器周围的加热器间接地进行加热,或者,也可一并设置水冷、 空冷式的冷却管。 0047 加湿装置106包括使水蒸发而产生蒸气的锅炉106a、及供给蒸气。
20、的蒸气管106b。 图2表示本实施方式的玻璃基板制造装置100的一部分的俯视图。在澄清槽102的周围设 置有围体201、202。在导管105b及搅拌槽103的周围,同样地设置有围体203。在围体203 的内侧,在搅拌槽103的周围设置有围体204。即,搅拌槽103由围体204及围体203双层 包围。此外,在导管105c的周围也设置有围体205。蒸气管106b以对各个围体202至205 的内侧的环境供给蒸气的方式具有分支管。蒸气管106b在各个分支管具备有调节阀,以可 调节对各个围体202至205的环境供给的蒸气的流量的方式构成。 0048 再者,图2中,记载有以围体包围装置的周围并对其中供给蒸。
21、气的构造,但也可代 替由围体覆盖装置,而直接朝配置在铂或铂合金制的容器的周围的支撑砖或保温材中导入 蒸气。此外,也可在支撑砖或保温材的间设置空间而朝其中供给蒸气。此外,关于围体的材 质,只要为耐环境温度且可阻断水蒸气的流动的材质,则无特别限定。例如,可使用马口铁 皮板、耐热性隔帘等作为本实施方式的围体。 0049 此外,本实施方式的玻璃基板制造装置100在图1中在T所示的位置设置有温度 计(热电偶)。温度计通过配置在澄清槽102、搅拌槽103及导管105a、105b、105c的外表 面附近或与该等的外表面接触而测定该等容器的表面的温度,基在该温度求出容器内部的 熔融玻璃的温度。各温度计间的熔融。
22、玻璃的温度可通过推测温度梯度而求出。温度计的设 置位置不限定在图1所示者,如果将温度计设置在更多的位置,则可测定熔融玻璃的更准 确的温度变化。再者,熔融玻璃的温度也可通过热电偶以外的传感器等进行测定。 0050 继而,对使用所述制造装置的本实施方式的玻璃基板的制造方法进行说明。 0051 图3是本发明的实施方式的玻璃基板的制造方法的一例的流程图。图4是表示各 步骤中的玻璃的温度变化的图表。 0052 如图3所示,玻璃的制造方法包括熔解步骤S1、第1除泡步骤S2、第2除泡步骤 S3、吸收步骤S4、搅拌步骤S5、成形温度调整步骤S6、及成形步骤S7。 0053 熔解步骤S1是在熔解槽101中将玻璃。
23、原料熔解的步骤。投入至熔解槽101的玻璃 原料在熔解槽101中被加热至约1550以上的温度而熔解,成为熔融玻璃并自熔解槽101 流出。自熔解槽101流出的熔融玻璃以成为适合于澄清的温度的方式在导管105a及澄清 槽102的内部被进一步加热。 0054 在第1除泡步骤S2中,澄清剂在熔融玻璃中释放气体成分,该气体成分侵入玻璃 中的气泡中,使气泡变大而使上浮速度加快,因此,使熔融玻璃中的气泡上浮消泡。第1除 泡步骤S2主要在澄清槽102的前半部分进行。第1除泡步骤S2中,如图4所示,将熔融玻 璃加热至玻璃基板的制造步骤中的最高温度T1。如果熔融玻璃的温度变高,则气泡的气泡 说 明 书CN 1039。
24、87665 A 5/11页 7 直径进一步扩大,同时,粘度降低,因此,气泡的上浮速度加快而促进气泡的上浮消泡。 0055 如果使用澄清剂,则会助长玻璃原料中所含的气体成分的通过凝聚而产生气泡及 该气泡朝熔融玻璃外的释放作用,因此,可促进熔融玻璃的澄清。例如,在本实施方式中, 可将氧化锡用作澄清剂。氧化锡在高温下通过SnO 2 SnO+1/2O 2 的反应释放氧气,该反 应可在第1温度范围内有效率地进行。第1温度范围根据玻璃的种类而不同,例如可设为 1600以上且1740以下。第1温度范围的下限例如可在1600以上且1650以下的范 围内适当选择。此外,第1温度范围的上限例如可在1650以上且1。
25、740以下的范围内适 当选择。即,第1除泡步骤S2是在使玻璃原料中所含的澄清剂释放气体成分的第1温度范 围内使熔融玻璃中的气泡上浮而去除的步骤。再者,图4中,表示了缓慢提高熔融玻璃的温 度的温度历程,但也可使熔融玻璃的温度一下子上升至最高温度T1,其后维持在最高温度 T1。 0056 第2除泡步骤S3是如下步骤:在使熔融玻璃中的气泡上浮而去除的第1除泡步骤 S2之后,使熔融玻璃的温度自最高温度T1转为下降,停止澄清剂的气体成分的释放,同时, 由于玻璃温度仍为高温,因此使通过气泡的上浮的除泡继续进行。在第2除泡步骤S3中,自 澄清剂的气体成分的释放停止,澄清剂开始再吸收气体,但同时,由于仍为足够。
26、高的温度, 因此气泡的上浮消泡继续。即,第2除泡步骤S3是使熔融玻璃中的气泡上浮而去除,并且 使气体成分吸收在熔融玻璃中而使气泡缩小的步骤。第2除泡步骤S3例如自熔融玻璃的 温度达到最高温度T1后熔融玻璃的温度转为下降的点开始,进行至降低至氧化锡的氧气 释放反应活跃化的第1温度范围的下限的温度。第2除泡步骤S3主要在澄清槽102的后 半部分进行。 0057 吸收步骤S4是如下步骤:使熔融玻璃的温度急速地下降,促使澄清剂产生氧吸收 反应,而将未完全上浮消泡而残留的小气泡中的氧气吸收在熔融玻璃中,因此使气泡的直 径缩小。在吸收步骤S4中,使气泡的直径缩小后,通过使熔融玻璃的温度进一步降低而使 气泡。
27、的内压降低,从而使直径缩小的气泡吸收消失在熔融玻璃中。在吸收步骤S4中,最终 使玻璃温度降低至适合于搅拌的温度。即,吸收步骤S4是如下步骤:在第2除泡步骤S3之 后,通过使熔融玻璃的温度降低而使熔融玻璃中所残留的气泡中的氧气吸收在熔融玻璃中 而使气泡直径缩小,进而通过使熔融玻璃的温度降低而使气泡的内压降低,从而使气泡消 失。吸收步骤S4主要在导管105b中进行。 0058 搅拌步骤S5是如下步骤:在吸收步骤S4之后,通过在搅拌槽103中使用搅拌器搅 拌熔融玻璃而使其均质化。为了提高搅拌效率,搅拌槽103内的熔融玻璃的粘度较理想为 保持为5002000泊的间。 0059 成形温度调整步骤S6是如。
28、下步骤:在搅拌步骤S5之后,将熔融玻璃供给至将玻璃 成形为板状的成形装置104。在该步骤中,使熔融玻璃冷却至适合于成形的温度后,将其输 送至进行下一成形步骤S7的成形装置104。 0060 成形步骤S7是将熔融玻璃成形为板状的玻璃的步骤。本实施方式中,熔融玻璃是 通过溢流下拉法被连续地成形为板状。所成形的板状的玻璃被切断而成为玻璃基板。 0061 在本实施方式中,将第1除泡步骤S2与第2除泡步骤S3的分界X设为熔融玻璃 的温度达到最高温度T1之后转为下降的点。即,第1除泡步骤S2是在熔融玻璃的温度上 升至氧化锡的氧气释放反应活跃化的第1温度范围的下限的温度或其附近的温度时开始, 说 明 书CN。
29、 103987665 A 6/11页 8 在到达最高温度T1并维持在该温度的期间进行。此外,第2除泡步骤S3是在熔融玻璃的 温度达到最高温度T1之后转为下降时开始,进行至熔融玻璃的温度降低至适合于玻璃基 板的成形的温度时。 0062 因此,在澄清槽102中,使加热熔融玻璃或维持在最高温度T1所需的电流值流通 的部分相当在第1除泡步骤S2,自以熔融玻璃的温度开始下降的方式调节电流量的部分开 始可分到第2除泡步骤S3。如图2所示,本实施方式中,进行第1除泡步骤S2的澄清槽102 的上游侧的前半部分由围体201包围,可独立地控制围体201内侧的环境。 0063 此外,第2除泡步骤S3与吸收步骤S4的。
30、分界可设为熔融玻璃的温度自最高温度 T1下降之后降低至所述第1温度范围的下限的温度的点。即,第2除泡步骤S3是自熔融玻 璃的温度达到最高温度T1之后开始下降的点开始,进行至熔融玻璃的温度降低至所述第1 温度范围的下限的温度。本实施方式中,玻璃基板制造装置100中的第2除泡步骤S3与吸 收步骤S4的分界例如可设为澄清槽102与导管105b的连接处或其附近。如图2所示,进 行第2除泡步骤S3的澄清槽102的下游侧的后半部分由围体202包围。因此,可通过调整 设置在蒸气管106b的分支管的调节阀而独立地控制配置在围体202的内侧的铂或铂合金 制的容器的澄清槽102的后半部分周围的环境。 0064 吸。
31、收步骤S4与搅拌步骤S5的分界可设为熔融玻璃的温度降低至适合于玻璃的搅 拌的温度的点。即,吸收步骤S4是在熔融玻璃的温度降低至所述第1温度范围的下限的温 度后开始,进行至熔融玻璃的温度降低至适合于玻璃的搅拌的温度。本实施方式中,玻璃基 板制造装置100中的吸收步骤S4与搅拌步骤S5的分界可设为导管105b的与搅拌槽103 的连接处的附近。自进行吸收步骤S4的导管105b的与澄清槽102的连接处或其附近至导 管105b的与搅拌槽103的连接处的附近,由围体203包围。因此,可通过调节设置在蒸气 管106b的分支管的调节阀而独立地控制配置在围体203的内侧的铂或铂合金制的容器的 导管105b周围的。
32、环境。 0065 搅拌步骤S5与成形温度供给步骤S6的分界与设备的分界一致,而不与熔融玻璃 的温度一致。即,搅拌步骤S5与成形温度调整步骤S6的分界可设为导管105c的与搅拌槽 103的连接处的附近。如图2所示,进行搅拌步骤S5的搅拌槽103及导管105b、105c的端 部由围体204包围。因此,可通过调节设置在蒸气管106b的分支管的调节阀而独立地控制 进行搅拌步骤S5的围体204的内侧的铂或铂合金制的容器的搅拌槽103周围的环境。再 者,围体204配置在围体203的内侧。因此,可使围体204内侧的环境的水蒸气分压不易降 低。 0066 成形温度调整步骤S6与成形步骤S7的分界可设为熔融玻璃。
33、的温度降低至适合于 成形的温度的点,本实施方式中,可设为导管105c的与成形装置104的连接处之前。自进 行成形温度调整步骤S7的导管105c的与搅拌槽103的连接处的附近至导管105c的与成 形装置104的连接处之前由围体205包围。因此,可通过调节设置在蒸气管106b的分支管 的调节阀而独立地控制进行成形温度调整步骤S6的围体205的内侧的铂或铂合金制的容 器的导管105c周围的环境。 0067 本实施方式中,在所述第2除泡步骤S3至成形温度调整步骤S7的各步骤中,进行 铂或铂合金制的容器周围的环境控制。环境控制是为了控制在熔融玻璃中尤其在熔融玻璃 与铂或铂合金制的容器的界面附近的区域形成。
34、气泡且该气泡残留在玻璃中而进行。所谓环 说 明 书CN 103987665 A 7/11页 9 境控制是指容器周围的环境的水蒸气分压的控制。具体而言,通过调节供给至容器周围的 环境的水蒸气量而将各步骤的环境中水蒸气压维持在特定的压力。 0068 所供给的水蒸气的控制是通过利用设置在蒸气管106b的分支管的调节阀进行的 流量的调节而进行。因此,可抑制由铂或铂合金制的容器的内侧的氢离子(H + )或氢(H 2 )朝 外侧移动所导致的自熔融玻璃中的氢氧化物离子(OH - )产生O 2 ,可抑制在熔融玻璃中尤其 在与容器的界面附近的区域形成气泡。 0069 第1除泡步骤S2中,为了促进除泡而使温度上升。
35、,从而使氧气自澄清剂释放,因 此,即便容器周围的环境的水蒸气分压较低而在容器内部产生氧气泡也无妨。相反,如果在 第1除泡步骤S2中容器周围的环境中水蒸气量较多,则水蒸气会自容器吸取热,从而用以 将熔融玻璃加热至适合于澄清的温度的电力变得超出所要。 0070 因此,本实施方式中,使第1除泡步骤S2中的铂或铂合金制的容器周围的环境的 水蒸气分压低于第2除泡步骤S3、吸收步骤S4、搅拌步骤S5及成形温度调整步骤S6的铂或 铂合金制的容器周围的环境的水蒸气分压。具体而言,不对包围进行第1除泡步骤S2的澄 清槽102的前半部分的围体201的内侧供给水蒸气。因此,在第1除泡步骤S2中,可抑制 水蒸气对容器。
36、的不良影响,水蒸气自容器所吸走的热减少,可有效地澄清熔融玻璃。因此, 可一面实现制造设备的长寿命化及电力消耗的抑制,一面有效地抑制气泡残留在玻璃中。 0071 在本实施方式中,进而,使第2除泡步骤S3、吸收步骤S4及成形温度调整步骤S6 中的铂或铂合金制的容器周围的环境的水蒸气分压低于搅拌步骤S5中的铂或铂合金制的 容器周围的水蒸气分压。本实施方式中,实施测定通过玻璃基板制造装置100所制造的玻 璃基板的-OH值的步骤。 0072 此处,所谓-OH值是指利用IR(infrared,红外线)分光分析法所测定的玻璃中 的羟基含量的尺度。通过测定该-OH,可推测玻璃中的水分量。测定-OH的位置为任 。
37、意,可为槽上部或底部的外周部、上部或底部的中心部等任意位置。-OH的测定可以如下 方式进行。 0073 (1)在所获得的玻璃测定27002900nm的吸收光谱。 0074 (2)将所述范围的透过率的最小值设为T1,将2500nm下的透过率设为T0。 0075 此时,-OH值是通过下式算出。 0076 -OH(1/d)(log10(T0/T1) 0077 其中,d为试样的厚度(mm)。 0078 在搅拌步骤S5中,搅拌熔融玻璃,并对搅拌槽103的铂或铂合金制的容器的壁面 不断地供给新的玻璃。如果壁面附近的玻璃不动,则玻璃中的OH基离解为氢与氧而产生 氧气,即便如此,由于玻璃中的OH基也因此减少,。
38、因此随着时间经过,氧气的产生也受到抑 制。然而,在搅拌槽103的情形时,由于不断地对容器的壁面供给新的玻璃,因此玻璃中OH 基的浓度未减小。换言之,通过利用搅拌器搅拌容器内的熔融玻璃,而容器的壁面附近的外 侧的熔融玻璃与远离容器的壁面的内侧的熔融玻璃不断地交替。另一方面,在搅拌步骤S5 以外的步骤中,容器的壁面附近的熔融玻璃的流体是沿容器的壁面的层流。因此,在搅拌步 骤S5以外的步骤中,容器的壁面附近的熔融玻璃与远离容器的壁面的熔融玻璃的交替与 搅拌步骤S5相比明显较少。因此,在搅拌步骤S5中,与容器的壁面附近的熔融玻璃难以活 动的其他步骤相比,必须较高地维持容器周围的环境的水蒸气分压,更强地。
39、抑制OH基的离 说 明 书CN 103987665 A 8/11页 10 解反应。 0079 另外,作为在搅拌步骤S5中必须较高地维持容器周围的环境的水蒸气分压的理 由,存在如下理由:在搅拌槽103中,搅拌器在容器内的熔融玻璃中旋转。搅拌槽103的铂 或铂合金制的容器内的熔融玻璃的粘度为500泊至2000泊左右,搅拌器的旋转速度例如为 1rpm至15rpm。在此种条件下,在搅拌器旋转时,在搅拌器的搅拌翼的内侧的部分,与其他 部分相比施加在熔融玻璃的压力降低,溶入熔融玻璃中的气体成分容易发气泡。此处,在产 生在搅拌槽103的容器的壁面的氧气泡进入的情形时,玻璃中的N 2 或SO 2 的气体成分容。
40、易 进入其氧气泡中。在气泡中的气体成分仅为氧气的情形时,其后,随着玻璃温度下降,容易 被再吸收在玻璃中。然而,如果N 2 或SO 2 进入气泡中,则该等气体成分难以被玻璃再吸收, 因此,气泡未被再吸收而成为玻璃基板的缺陷的气泡残留。 0080 即,搅拌步骤S5与其他步骤相比容易产生成为玻璃基板的缺陷的气泡。因此,必 须相对增加供给至围体204的内侧的水蒸气的流量,从而相对较高地维持搅拌槽103周围 的水蒸气分压,使熔融玻璃中难以产生氧气泡。 0081 在搅拌步骤S5中,例如使每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的容器周围的环 境的水蒸气分压为1.2kPa以上。因此,可防止产生成为玻璃基板的。
41、缺陷的气泡。在搅拌步 骤S5中,如果每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的水蒸气分压小于1.2kPa,则无法充 分地抑制气泡缺陷。例如,在搅拌步骤S5中,在玻璃基板的-OH值为0.40/mm的情形时, 容器外侧的环境的水蒸气分压只要为(0.4/0.1)1.2kPa4.8kPa以上即可。玻璃基板 的-OH值根据制造条件而不同,例如可取自0.05/mm至1/mm的范围、或0.1/mm至0.6/ mm的范围。因此,在本实施方式中,在搅拌步骤S5中,可使容器周围的环境的水蒸气分压为 0.6kPa以上且12kPa以下、或1.2kPa以上且7.2kPa以下。 0082 在第2除泡步骤S3中,开始使氧气。
42、吸收在熔融玻璃中的反应,因此,无需使铂或铂 合金制的容器外侧的水蒸气分压超出需要地下降,而促进熔融玻璃中的氧气的产生。但是, 即便在第2除泡步骤S3中,通过使容器外侧的水蒸气分压低于搅拌步骤S5,而在熔融玻璃 中产生氧气泡,也由于熔融玻璃的温度较高,因此氧气朝熔融玻璃中的扩散速度较高,且熔 融玻璃中的澄清剂也充分地具有吸收氧气的余力。因此,在第2除泡步骤S3中,无需使容 器外侧的水蒸气分压高至搅拌步骤S5的程度。 0083 在第2除泡步骤S3中,例如使每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的容器周围 的环境的水蒸气分压为0.7kPa以上。因此,可防止产生成为玻璃基板的缺陷的气泡。在第 2除泡。
43、步骤S3中,如果每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的水蒸气分压小于0.7kPa, 则无法充分地抑制气泡缺陷。例如,在第2除泡步骤S3中,在玻璃基板的-OH值为0.40/ mm的情形时,容器外侧的环境的水蒸气分压只要为(0.4/0.1)0.7kPa2.8kPa以上即 可。此外,在玻璃基板的-OH值取自所述范围的情形时,第2除泡步骤S3中的容器周围 的环境的水蒸气分压可设为0.35kPa以上且7kPa以下、或0.7kPa以上且4.2kPa以下。 0084 在吸收步骤S4中,一面使熔融玻璃的温度降低,一面通过澄清剂的氧气吸收反应 而将氧气吸收在熔融玻璃中。在该步骤中,熔融玻璃的温度下降,澄清剂。
44、的氧气吸收余力也 变小,因此,必须使容器外侧的环境的水蒸气分压等在或高于第2除泡步骤3中的容器外侧 的环境的水蒸气分压,抑制水的分解反应所导致的氧气产生。 0085 在吸收步骤S4中,例如使每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的容器周围的环 说 明 书CN 103987665 A 10 9/11页 11 境的水蒸气分压为0.8kPa以上。因此,可防止产生成为玻璃基板的缺陷的气泡。在吸收步 骤S4中,如果每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的水蒸气分压小于0.8kPa,则无法充 分地抑制气泡缺陷。例如,在吸收步骤S4中,在玻璃基板的-OH值为0.40/mm的情形时, 容器外侧的环境的水蒸。
45、气分压只要为(0.4/0.1)0.8kPa3.2kPa以上即可。此外,在玻 璃基板的-OH值取自所述范围的情形时,吸收步骤S4中的容器周围的环境的水蒸气分压 可设为0.4kPa以上且8kPa以下、或0.8kPa以上且4.8kPa以下。 0086 在成形温度调整步骤S6中,与搅拌步骤S5不同,熔融玻璃的流体成为层流。在该 步骤中,与搅拌步骤S5相比,熔融玻璃的温度进一步降低,熔融玻璃中的水的扩散速度进 一步减慢。因此,在该步骤中,使容器外侧的环境的水蒸气分压等在或高于吸收步骤S4的 容器外侧的环境的水蒸气分压。然而,在成形温度调整步骤S6中,无需使容器外侧的水蒸 气分压高至搅拌步骤S5的程度。 。
46、0087 在成形温度调整步骤S6中,例如使每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的容器 周围的环境的水蒸气分压为0.6kPa以上。因此,可防止产生成为玻璃基板的缺陷的气泡。 在成形温度调整步骤S6中,如果每当玻璃基板的-OH值为0.10/mm时的水蒸气分压小 于0.6kPa,则无法充分地抑制气泡缺陷。例如,在成形温度调整步骤S6中,在玻璃基板的 -OH值为0.40/mm的情形时,容器外侧的环境的水蒸气分压只要为(0.4/0.1)0.6kPa 2.4kPa以上即可。此外,在玻璃基板的-OH值取自所述范围的情形时,成形温度调整步 骤S6中的容器周围的环境的水蒸气分压可设为0.3kPa以上且6kP。
47、a以下、或0.6kPa以上 且3.6kPa以下。 0088 如以上所说明,在本实施方式中,着眼在与其他步骤相比氧气泡更容易产生且所 产生的气泡更容易残留在玻璃中的搅拌步骤S5,规定有搅拌步骤S5中容器周围的环境的 水蒸气分压的范围。即,在对玻璃基板的气泡缺陷影响最大的搅拌步骤S5中,基在玻璃基 板的-OH值规定用以有效地抑制气泡缺陷有效的容器周围的水蒸气分压的范围。 0089 因此,根据本实施方式的玻璃基板的制造方法,可较先前降低搅拌步骤S5中的容 器周围的环境的水蒸气分压,且可有效地抑制玻璃基板的气泡缺陷。此外,关于搅拌步骤S5 以外的步骤,可较搅拌步骤S5更降低容器周围的环境的水蒸气分压。。
48、因此,可较先前削减 制造玻璃基板所需的能量,且可改善作业环境。 0090 此外,在搅拌步骤S5中,将搅拌器的旋转速度规定为1rpm至15rpm。因此,可将适 合于搅拌的粘度的熔融玻璃在特定的时间内充分地搅拌而均质化。进而,由于如上所述般 规定容器周围的环境的水蒸气分压,因此,只要搅拌器的旋转速度为所述范围内,则即便在 搅拌器的搅拌翼的内侧在熔融玻璃中产生负压的情形时,也可有效地抑制熔融玻璃中的氧 气泡的产生,可有效地防止玻璃基板的气泡缺陷。 0091 此外,在第2除泡步骤S3以后,并不单纯地将铂或铂合金制的容器周围的环境的 水蒸气分压保持为高于第1除泡步骤S2,选择性地使搅拌步骤S5中容器周围。
49、的环境的水蒸 气分压高于第2除泡步骤S3以后的其他步骤。换言之,关于第2除泡步骤S3以后的步骤中 尤其容易产生气泡的搅拌步骤S5以外的步骤,可使容器外侧的环境的水蒸气分压相对较 低。因此,在第2除泡步骤S3以后,不仅可较先前减少水蒸气的使用量,也可减少水蒸气自 容器吸取的热量。因此,根据本实施方式,可较先前削减制造玻璃基板所需的能量,且可防 止玻璃基板的气泡质量的恶化。此外,由于可使第2除泡步骤S3以后的容器周围的环境的 说 明 书CN 103987665 A 11 10/11页 12 湿度较先前降低,因此,可改善进行玻璃基板制造装置100的维护的作业人员的作业环境。 0092 以上,对本实施方式的玻璃基板的制造方法详细地进行了。