玻璃基板的制造方法及制造装置制造方法

玻璃基板的制造方法及制造装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种可抑制各玻璃基板的热收缩率不均的玻璃基板的制造方法及制造装置。本发明的一态样的玻璃基板的制造方法的特征在于，包含熔解步骤，其将玻璃原料与玻璃屑熔解而制作熔融玻璃；及成形步骤，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃；且以使所述玻璃基板的β-OH值成为目标β-OH值的方式控制相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的所述玻璃屑的调配比。
【专利说明】玻璃基板的制造方法及制造装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种玻璃基板的制造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示器、有机EL(Electroluminescence,电致发光)显示器等的平板显示器中，近年来，要求显示高精细的图像，作为显示器中所使用的玻璃基板，要求可适用于低温多晶娃(Low-temperature Poly Silicon,以下，称为 LTPS) *TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)，而非 a -Si.TFT (Amorphous Silicon Thin Film Transistor,非晶娃薄膜晶体管)。在LTPS.TFT的面板制造时，与α -Si.TFT相比较，需要更高温的热处理。然而，如果对形成着TFT的玻璃基板实施这样的高温的热处理，那么玻璃基板由于热收缩而收缩，产生形成于玻璃基板上的TFT电路的偏移。这样的偏移在液晶面板等的显示器中会引起显示不良。因此，形成着LTPS -TFT的玻璃基板要求热收缩率较小，且各玻璃基板的热收缩率的不均较小。
[0003]一般而言，玻璃的低温度区的粘性越高，即，玻璃的应变点越高，玻璃基板的热收缩率越小。因此，以往，提出了通过调整玻璃原料的组成而提高应变点，由此，减小玻璃基板的热收缩率的技术(专利文献I)。
[0004][现有技术文献]
[0005][专利文献]
[0006][专利文献I]日本专利特开2011-126728号公报
【发明内容】

[0007][发明所要解决的问题]
[0008]然而，在制造玻璃基板时，有时即便缓冷却时的冷却条件固定，也会于由于生产时期不同而获得的各玻璃基板产生热收缩率不均。作为产生热收缩率的不均的理由，可列举由于生产时期不同而熔融玻璃中所包含的水分量变化，由此各玻璃基板的水分量不同，结果应变点不同，热收缩率不同。这样的热收缩率的不均对于适用于LTPS.TFT的玻璃基板而言欠佳。
[0009]这是由于热收缩率的绝对值较大而引起的TFT电路的偏移的问题，可通过在LTPS -TFT的面板制造时变更装置设定而减少。相对于此，各玻璃基板的热收缩率的不均的影响由于即便变更装置设定也难以减少，因此特别重要。
[0010]然而，专利文献I所揭示的技术中，即便可使热收缩的绝对值减小，也无法充分抑制各玻璃基板的热收缩率的不均。
[0011]本发明的目的在于提供一种可抑制各玻璃基板的热收缩率的不均的玻璃基板的制造方法及制造装置。
[0012][解决问题的技术手段]
[0013]本发明的一态样的特征在于，其是一种玻璃基板的制造方法，且包含[0014]熔解步骤，其将玻璃原料与玻璃屑熔解而制作熔融玻璃；及成形步骤，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃；
[0015]进而，以使所述玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值的方式控制相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的所述玻璃屑的调配比。
[0016]根据该制造方法，通过以使玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值，而控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比，即便对玻璃的β -OH值造成影响的制造条件变化，也可抑制所制造的玻璃基板的β-OH值变化，从而可减小各玻璃基板的β-OH值的不均。因此，可减小各玻璃基板的应变点的不均，从而可减小各玻璃基板的热收缩率的不均。
[0017]所述玻璃基板的制造方法的优选的第I形态中，所述熔解步骤中，按照基于所制造的玻璃基板的β -OH值而决定的调配比，将所述玻璃原料及玻璃屑投入至熔解槽中。
[0018]另外，所述调配比基于影响玻璃中β-OH值量的制造条件的变更实绩或预定而决定则更优选。
[0019]如此，通过使玻璃基板的β-OH值反映于其次制造玻璃基板时，进行反馈控制，可精度良好地控制玻璃基板的β -OH值。
[0020]所述玻璃基板的制造方法的优选的第2形态中，所述玻璃基板的应变点为680度以上。
[0021]所述玻璃基板的制造方法的优选的第3形态中，所述玻璃基板中，Li20、Na2O, K2O的合计含量为O~2质量％。
[0022]所述玻璃基板的制造方法的优选的第4形态中，所述玻璃基板为平板显示器用玻
璃基板。
`[0023]所述玻璃基板的制造方法的优选的第5形态中，所述玻璃基板为LTPS.TFT搭载显示器用玻璃基板。
[0024]另外，所述玻璃基板的制造方法的优选的第6形态中，所述玻璃基板为液晶显示器用玻璃基板或有机EL显示器用玻璃基板。
[0025]所述玻璃基板的制造方法的优选的第7形态中，将玻璃原料与玻璃屑在熔解槽中熔解而制作熔融玻璃的熔解步骤中，使用利用燃烧机构的气相中的燃烧加热、与通过对熔融玻璃流通电流而进行的通电加热，以成为包含SnO2、粘度为102_5泊时的温度为1580°C以上的玻璃的方式而将玻璃原料熔解，以使相对于所述通电加热的发热量的所述燃烧加热的发热量的比为1.5以上2.8以下的方式，而进行所述燃烧加热与所述通电加热。
[0026]由此，可抑制玻璃基板的β -OH值变高、应变点变小，从而可减小热收缩的不均。进而，可高效地进行熔融玻璃的澄清，从而可抑制熔解槽的损伤或熔损。
[0027]本发明的另一态样的特征在于，其是一种玻璃基板的制造装置，且包括
[0028]熔解槽，其将玻璃原料与玻璃屑熔解而制作熔融玻璃；及成形炉，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃；
[0029]进而包括控制部，其以使所述玻璃基板的β-ΟΗ值成为目标β-ΟΗ值的方式控制相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的所述玻璃屑的调配比。
[0030]根据该制造装置，通过以使玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值，而控制相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比，即便对玻璃的β -OH值造成影响的制造条件变化，也可抑制所制造的玻璃基板的β -OH值变化，从而可减小所获得的各玻璃基板的β-OH值的不均。因此，可减小各玻璃基板的应变点的不均，从而可减小各玻璃基板的热收缩率的不均。
[0031]本发明的另一态样的特征在于，其是一种玻璃基板的制造方法，且包含
[0032]熔解步骤，其制作熔融玻璃；及成形步骤，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃；且以使所述玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值而进行控制。
[0033]根据该制造方法，通过以使玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值而进行控制，即便对玻璃的β-OH值造成影响的制造条件变化，也可抑制所制造的玻璃基板的β-OH值变化，从而可减小各玻璃基板的热收缩率的不均。
[0034][发明的效果]
[0035]根据本发明，通过以使玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值，而控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比，所获得的各玻璃基板的β -OH值的不均变小。因此，各玻璃基板的应变点的不均变小，各玻璃基板的热收缩率的不均变小。另外，根据该制造方法，通过控制玻璃屑的调配比，可容易地进行玻璃基板的β -OH值的调整。
[0036]进而，通过以使玻璃基板的β -OH值成为目标β -OH值而进行控制，所获得的各玻璃基板的β-OH值的不均变小。因此，各玻璃基板的应变点的不均变小，各玻璃基板的热收缩率的不均变小。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]图1是表示本发明的玻璃基板的制造方法的步骤的一例的图。
[0038]图2是模式性地表 示进行图1所示的决定步骤~测定步骤的装置的一例的图。
[0039]图3是说明本发明的玻璃基板的制造装置的熔解槽的图。
[0040][符号的说明]
[0041]101熔解槽
[0042]116控制部
[0043]201成形炉
[0044]STl控制步骤
[0045]ST2熔解步骤
[0046]ST6成形步骤
【具体实施方式】
[0047]以下，对本发明的玻璃基板的制造方法及玻璃基板的制造装置进行说明。
[0048](玻璃基板的制造方法)
[0049]首先，对玻璃基板的制造方法进行说明。
[0050]图1表示说明玻璃基板的制造方法的流程的一例的图。
[0051]玻璃基板的制造方法主要包含决定步骤(STl)、熔解步骤(ST2)、澄清步骤(ST3)、均质化步骤(ST4)、供给步骤(ST5)、成形步骤(ST6)、缓冷却步骤(ST7)、切断步骤(ST8)、及测定步骤(ST9)。本发明的玻璃基板的制造方法的控制步骤包含决定步骤(STl)与测定步骤(ST9)。此外，经过研削步骤、研磨步骤、清洗步骤、检查步骤、捆包步骤等，成为最终制品的玻璃基板。
[0052]控制步骤中，作为玻璃基板的水分量，使用红外线分光法的玻璃基板中的OH基所引起的吸光度(β-OH值)，以使玻璃基板中的β-OH值成为目标β-OH值，而控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比(以下，也称为玻璃屑比)。与玻璃原料一起使用玻璃屑的情况是因为使用以将玻璃原料熔解的能量减小。玻璃屑一次熔融而玻璃化，因此与将玻璃原料熔解时相比，可以较少的能量而熔解。另外，通过与玻璃原料一起使用玻璃屑，而将玻璃基板的制造步骤中所产生的未成为制品的玻璃再利用，由此抑制产业废弃物的产生，并且可抑制原料成本。另外，玻璃原料为以使成为下述玻璃基板的组成而准备的SiO2,Al2O3^B2O3等的各成分。玻璃屑为玻璃基板的制造步骤中所产生的称为耳部的玻璃或玻璃屑。耳部为在切断步骤(ST8)中从玻璃板切离的片玻璃的宽度方向两侧的部分。
[0053]玻璃基板中的水分是由于玻璃原料或玻璃屑中所包含的水分未从熔融玻璃释放而残留在玻璃中，或者从熔解槽内的熔融玻璃的液面附近的环境溶入熔融玻璃中而包含在玻璃基板中。为了使玻璃基板中的水分量保持固定，可列举使玻璃原料中的水分量或熔解槽中的玻璃熔解温度、熔融玻璃量保持固定。然而，为了实现制造的玻璃基板的厚度或所要求的品质，必须变更熔解槽中的玻璃熔解温度，或变更熔解槽中的熔解玻璃量。由此，玻璃基板中的水分量变化，因此难以使玻璃基板中的水分量保持固定。另外，也有由于外因而无意识地引起玻璃基板中的水分量变化。因此，本实施方式的玻璃基板的制造方法中，通过控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比，而抑制玻璃基板中的水分量的变动所引起的影响。通过在熔解步骤(ST2)之前进行这样的玻璃屑比的控制，熔解步骤(ST2)中，按照所控制的玻璃屑比来投入玻璃原料及玻璃屑。另外，控制步骤将于下文详细说明。
[0054]熔解步骤(ST2)在熔解槽中进行。熔解槽中，按照控制步骤中决定的玻璃屑比，将玻璃原料及玻璃屑投入至蓄积于熔解槽的熔融玻璃的液面，由此制作熔融玻璃。玻璃原料及玻璃屑的投入方法例如可为如下方式:将收纳玻璃原料等的铲斗反转而投入至熔解槽内的熔融玻璃的方式，使用带式输送机搬送玻璃原料等而投入的方式，利用螺旋进料器投入玻璃原料等的方式。本实施方式中，使用铲斗投入玻璃原料等。
[0055]熔解槽的熔融玻璃例如既可利用来自燃烧器的火焰的辐射热而加热，也可对由钥、钼或氧化锡等而构成的至少I对电`极(未图示)间流通电流而将熔融玻璃通电加热，另外，除了通电加热以外，也可辅助性地赋予燃烧器的火焰而将玻璃原料熔解。本实施方式中，利用来自燃烧器的火焰的辐射热及通电加热而进行加热。
[0056]所投入的玻璃原料及玻璃屑中添加澄清剂。作为澄清剂，众所周知有Sn02、As203、Sb2O3等，未特别限制。然而，就降低环境负荷的方面而言，优选使用SnO2 (氧化锡)作为澄清剂。
[0057]另外，本实施方式中，在熔解槽中，使用利用燃烧器等的燃烧机构的气相中的燃烧加热、与利用I对电极等对熔融玻璃流通电流而进行的通电加热，可以使成为包含SnO2、粘度为IO2 5泊时的温度为1580°C以上的玻璃的方式而将玻璃原料熔解。此时，优选为以使相对于通电加热的发热量的燃烧加热的发热量的比为1.5以上2.8以下的方式，而进行燃烧加热与通电加热。
[0058]如果以燃烧器为代表的燃烧加热的比率过高，那么所制造的玻璃基板的β-ΟΗ值变高，应变点变小，因此热收缩的不均也变大。[0059]另外，燃烧加热的发热量的帮助变大，气相空间的温度变高，因此熔融玻璃的液面上的玻璃原料的状态下玻璃原料中所包含的SnO2等的澄清剂中的氧释放至气相空间中而氧扩散。因此，后步骤即澄清步骤中将熔融玻璃脱泡时，从熔融玻璃中所包含的澄清剂未供给充分的氧，从而无法充分使熔融玻璃中所包含的泡吸收氧而成长，使泡上浮至熔融玻璃的液面而释放泡。即，脱泡处理未充分进行。该问题在未使用澄清效果高的As2O3而使用SnO2作为澄清剂时明显。[0060]另一方面，如果通电加热的比率过高，那么通电加热的发热量的帮助相对变大，为了通电加热而流通的电流变多。此处，如果为使应变点变高而调整玻璃组成，那么存在粘度为IO2 5泊时的温度变高的倾向，存在熔融玻璃的比电阻也变大的倾向。例如，含有SnO2、粘度为IO2 5泊时的温度为1580°C以上的玻璃，在贮留于熔解槽的熔融玻璃的温度下与熔解槽的底壁的耐火砖的比电阻的差变小。该倾向在实质上不包含碱金属氧化物、或碱金属氧化物的含有率为O质量％以上0.8质量％以下的主动矩阵型平板显示器用的玻璃基板中特别明显。因此,供给至I对电极的电流的一部分并非对熔融玻璃而是对熔解槽本体的底壁流通而将底壁通电加热。因此，在熔解槽中制作比电阻较高、高温粘性较高的熔融玻璃时，由于对电极对大量供给电流而底壁也流通大量电流，结果，底壁的通电加热所引起的发热量变大。由于该底壁的发热量的增大，而产生由于熔解槽的底部的断热特性而热充满的现象。该热充满可能会减弱底部的耐火砖的机械性强度而使热蠕变产生，使底部变形。进而，也可能会由于热充满而耐火砖的温度超过耐热温度而熔损。因此，通电加热所引起的发热量的帮助变得过大，而欠佳。
[0061]鉴于以上方面，优选为使相对于通电加热的发热量的燃烧加热的发热量的比为
1.5 ~2.8。
[0062]通电加热的发热量例如可由电力计测量消耗电力，求出消耗电力量。由消耗电力量(kW)转换为通电加热的发热量(kcal/小时)(IkW = 860kcal/小时)。另外，消耗电力也可由电极114的施加电压与电极114中流通的电流而求出。
[0063]使用燃烧气体的燃烧加热的发热量通过将燃烧气体的燃烧的每单位体积的发热量乘以单位时间的燃烧气体的供给量(燃烧气体的流量)而算出。
[0064]本实施方式中所使用的发热量的比为每固定时间的发热量的平均值的比。此处，固定时间为I小时或I天均可。
[0065]澄清步骤(ST3)至少在澄清槽中进行。澄清步骤(ST3)中，通过使澄清槽内的熔融玻璃升温，而熔融玻璃中所包含的含有02、CO2或SO2的泡吸收由澄清剂的还原反应而产生的O2并成长，从而泡上浮至熔融玻璃的液面而释放。进而，澄清步骤中，通过使熔融玻璃的温度降低，而由澄清剂的还原反应所获得的还原物质进行氧化反应。由此，残存在熔融玻璃中的泡中的O2等的气体成分被再吸收至熔融玻璃中，从而泡消失。澄清剂的氧化反应及还原反应通过控制熔融玻璃的温度而进行。另外，澄清步骤中，也可以使用在澄清槽中制作减压环境，使熔融玻璃中所存在的泡在减压环境下成长而脱泡的减压脱泡方式。此时，在未使用澄清剂的方面较为有效。另外，下述的澄清步骤中，利用使用氧化锡作为澄清剂的澄清方法。
[0066]均质化步骤(ST4)中，通过使用搅拌器搅拌通过从澄清槽延伸的配管而供给的搅拌槽内的熔融玻璃，而进行玻璃成分的均质化。由此，可降低条纹等的原因即玻璃的组成不均。另外，搅拌槽既可设置I个，也可设置2个以上。供给步骤(ST5)中，通过从搅拌槽延伸的配管而熔融玻璃供给至成形装置。
[0067]成形装置中，进行成形步骤(ST6)及缓冷却步骤(ST7)。成形步骤(ST6)中，将熔融玻璃成形为片玻璃，制作片玻璃的流向。成形可使用溢流下拉法或浮式法等其他的方法。
[0068]本实施方式中，使用溢流下拉法。缓冷却步骤(ST7)中，将成形并流动的片玻璃以使热收缩率、内部应变及翘曲变小而进行冷却(热收缩降低处理)。如此，本发明的玻璃基板的制造方法中，优选为仅通过在片玻璃成形后的缓冷却步骤(ST7)中进行缓冷却的在线退火(online anneal)而进行热收缩降低处理。仅通过在线退火而进行热收缩降低处理的优选的理由是，通过切断步骤(ST8)中在片玻璃切断后再次实施热处理的离线退火(offline anneal)进行热收缩处理时，需要另外设置退火炉。退火炉例如为下述的成形装置的缓冷却炉202以外的炉。如果通过离线退火而进行热收缩降低处理，那么即便不通过玻璃组成的调整使应变点为例如680°C以上也可减小热收缩率。然而，这样的方法生产效率明显变低。
[0069]切断步骤(ST8)中，在切断装置中，通过将从成形装置供给的片玻璃切断为特定的长度，而获得板状的玻璃板。此时，从片玻璃切出耳部，生成玻璃屑。将所切断的玻璃板进而切断为特定的尺寸，制作目标尺寸的玻璃基板。此后，进行玻璃基板的端面的研削、研磨，进行玻璃基板的清洗，进而，检查气泡或条纹等的异常缺陷的有无之后，将检查合格品的玻璃板作为最终制品进行捆包。
[0070](控制步骤)
[0071]其次，对控制步骤进行更详细地说明。控制步骤中，在测定步骤(ST9)中，进行玻璃基板的β-OH值的测定，在决定步骤(STl)中，基于所测定的β-OH值，决定相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的 玻璃屑的调配比(玻璃屑比)。
[0072](测定步骤)
[0073]测定步骤中，根据使用分光光度计而获得的玻璃基板的红外线吸收光谱利用下式求出切断步骤中切断为特定的长度的玻璃基板的β-OH值。另外，测定玻璃基板的β-ΟΗ值的频度未特别限定。
[0074]β-ΟΗ 值=(1/X) 1glO (Τ1/Τ2)
[0075]X:玻璃厚度(mm)
[0076]Tl:参照波长2600nm时的透过率(％ )
[0077]T2:羟基吸收波长2800nm时的最小透过率)
[0078]β-ΟΗ值由mm1表示。另外，β _0H值可以使用以玻璃基板中的水分量为固定量以内的目的而测定的值，以使玻璃基板中不产生泡。测定步骤(ST9)在其他实施方式中，也可以不在切断步骤(ST8)之后，而在熔解步骤(ST2)之前进行的决定步骤之前进行。
[0079](决定步骤)
[0080]决定步骤(STl)中，基于所测定的玻璃基板的β -OH值，决定相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比(玻璃屑比)。此时，玻璃屑的β-OH值利用与所述玻璃基板的β-OH值的测定方法同样的方法而预先测定。如此,测定玻璃基板的β-OH值,决定玻璃屑比，进而，在熔解步骤(ST2)中，通过按照所决定的玻璃屑比将玻璃原料及玻璃屑投入至熔解槽，进行反馈控制，精度良好地控制玻璃基板的β -OH值。[0081]其次，说明通过玻璃屑比的控制可控制玻璃基板的β-OH值的理由。
[0082]玻璃基板中的β-OH值主要由(I)玻璃原料及玻璃屑中所包含的水分中，在熔解步骤中，作为气体泡未释放至熔融玻璃外而溶入至熔融玻璃中的水分量，(2)熔解步骤中从与熔融玻璃液面接触的环境，经由熔融玻璃液面而溶入至熔融玻璃中的水分量而决定。
[0083]在为与成为制造对象的玻璃为碱石灰玻璃等相比较，碱金属氧化物量较少，熔融温度较高的LTPS -TFT搭载显示器用玻璃基板或有机EL显示器用玻璃基板时，所述(2)中溶入至熔融玻璃中的水分量增加。这是因为，在熔解温度较高的玻璃的制造中，作为熔解步骤中所使用的气体燃烧器，并非使用空气燃烧气体燃烧器，而是使用燃烧效率非常高的氧气燃烧器。氧气燃烧器中，由于不包含与燃烧无关的氮，所以代替获得高温的燃烧温度，而燃烧排气中会包含大量的水蒸气。即，溶入至熔融玻璃中的水分量增加。
[0084]此处，由于玻璃屑一次熔解而玻璃化，所以如果将玻璃原料与玻璃屑比较，那么一般而言玻璃屑的β-OH值变高。因此，通过提高玻璃屑的比率，可提高所生产的玻璃基板的β-OH值，通过降低玻璃屑的比率，可进行降低所生产的玻璃基板的β-OH值等的控制。
[0085]玻璃屑比的决定是基于所测定的β-ΟΗ值，以使玻璃基板的β-ΟΗ值成为目标β -OH值的方式而进行。例如，优选玻璃屑比的决定是基于所测定的β -OH值，并基于对玻璃基板的β-OH值造成影响的制造条件的变化实绩及变更预定而进行。目标β-OH值可采用各种值，例如，也可以过去所制作的玻璃基板的β -OH值为基准，以玻璃原料中的水合物的量或液面环境中的水分量为参考而决定。另外，从减小热收缩率的绝对值的观点而言，目标β-ΟΗ值越低越优选。目标β-OH值例如可设为0.35/mm以下。本实施方式中，玻璃屑比相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物100质量％，例如为20~30质量％。另外，玻璃屑比也可作为相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的调配比而决定，也可作为相对于玻璃原料的调配比而决定。决定步骤(STl)在其他实施方式中，也可不在熔解步骤(ST2)的之前进行，而在产生该玻璃屑的切断步骤(ST8)之后的测定步骤(ST9)后进行。另外，决定步骤(STl)也可在测定步骤(ST9)之后，隔开时间(例如，数天)而进行，也可在测定步骤(ST9)之后接着测定步骤(ST9)而进行。
`[0086]另外，作为对所述的玻璃基板的β-OH值造成影响的制造条件的变化或变更，例如，可列举玻璃原料的变更，玻璃原料的保管方法、熔融玻璃滞留在熔解槽中的时间、熔解步骤中的熔融玻璃温度、熔解步骤中所使用的气体燃烧器的气体的变更，气体燃烧器与电气熔融的比率的变更等。另外，作为气体燃烧器中所使用的气体，例如，通过变更为碳链数较长的气体(例如，代替甲烷气体的丙烷气体)，可使玻璃基板的β-OH值变小。
[0087]以上的玻璃基板的制造方法例如可使用下述的玻璃基板的制造装置而进行。此时，也可仅玻璃基板的制造方法的一部分的步骤使用该玻璃基板的制造装置而进行。
[0088]根据本实施方式的玻璃基板的制造方法，以使玻璃基板的β-ΟΗ值成为目标β -OH值，而控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比。由此，例如，即便对β -OH值造成影响的制造条件有变更，各玻璃基板的β -OH值的不均也变小。因此，各玻璃基板的应变点的不均变小，各玻璃基板的热收缩率的不均变小。另外，通过控制玻璃屑的调配比，可容易地调整玻璃基板的β-OH值。
[0089]其他实施方式的玻璃基板的制造方法中，代替溢流下拉法，也可使用流孔下引(slot down draw)法、浮式法、滚压(roll out)法等其他方法。另外，玻璃原料中未必需要调配玻璃屑，也可仅使用玻璃原料制作熔融玻璃。
[0090](玻璃基板的制造装置)
[0091]其次，对玻璃基板的制造装置进行说明。
[0092]图2是模式性地表示进行本实施方式中的决定步骤(STl)~测定步骤(ST9)的装置的一例的图。该装置如图2所示，主要具有熔解装置100、成形装置200、及切断装置300。熔解装置100具有熔解槽101、澄清槽102、搅拌槽103、玻璃供给管104、105、106、及决定部116。切断装置300具有测定部117。另外，本发明的玻璃基板的制造装置的控制部包含决定部116及测定部117。控制部以使玻璃基板的β-OH值成为目标β-OH值，而控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比。具体而言，由决定部116及测定部117，进行玻璃屑比的决定、于其之前的β-OH值的测定。
[0093]图2所示的例的熔解槽101中，玻璃原料及玻璃屑的投入使用铲斗IOld进行。熔解槽101中连接着决定部116。决定部116基于测定部117所测定的玻璃基板的β-OH值，决定玻璃屑比。澄清槽102中，调整熔融玻璃MG的温度，利用澄清剂的氧化还原反应进行熔融玻璃MG的澄清。进而，搅拌槽103中，由搅拌器103a将熔融玻璃MG搅拌而均质化。
[0094]成形装置200具有成形炉201及缓冷却炉202，利用使用配置在成形炉201内的成形体210的溢流下拉法，从熔融玻璃MG成形片玻璃SG。
[0095]切断装置300将从成形装置200供给的片玻璃SG切断为特定的尺寸，制成目标尺寸的玻璃基板。此时，生成玻璃屑。切断装置300中连接着测定部117。测定部117测定玻璃基板的β-OH值。
[0096]根据本实施方式的玻璃基板的制造装置，通过以使玻璃基板的β-OH值成为目标β-OH值，而控制相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃屑的调配比，例如，即便对β -OH值造成影响的制造条件有变更，所获得的各玻璃基板的β -OH值的不均也变小。因此，各玻璃基板的应变点的不均变小，各玻璃基板的热收缩率的不均变小。
[0097]另外，通过控制玻璃屑的调配比，可容易地调整玻璃基板的β-OH值。
[0098](玻璃基板)
[0099]此处，说明由本发明的玻璃基板的制造方法及制造装置而制造的玻璃基板的概略。
[0100]玻璃基板的厚度例如为0.1~1.5mm。
[0101]玻璃基板的尺寸例如为300~2500mmX400~3500mm(短边方向长度X长边方
向长度)。
[0102]作为液晶显示器用玻璃板或有机EL(Electro-Luminescence)用玻璃板,优选适用实质上不含有碱金属氧化物的无碱玻璃基板、或仅含有2%以下的碱金属氧化物的碱微
量玻璃基板。
[0103]另外，关于构成玻璃基板的玻璃的特性，粘度为IO2 5泊时的熔融玻璃的温度可为1580°C以上，例如1590~1700°C。另外，构成玻璃基板的玻璃的1550°C的熔融玻璃的比电阻可为100 Ω.cm以上，可设为100~350 Ω.cm，进而，可设为150~350 Ω.cm。所述比电阻越高，所述熔解槽的熔损的问题越明显。另外，如果想要提高玻璃基板的应变点，那么存在所述比电阻与粘度为IO2 5泊时的熔融玻璃的温度变高的倾向。
[0104]玻璃基板例如包含下述所示的组成。下述组成比率的％显示均表示质量％。[0105]SiO2:50 ~70%，
[0106]Al2O3:5 ~25%,
[0107]B2O3:0 ~15%。
[0108]另外，也可任意包含下述所示的组成。
[0109]MgO:0 ~10%，
[0110]CaO:0 ~20%，
[0111]SrO:0 ~20%，
[0112]BaO:0 ~10%，
[0113]ZrO2:0 ~10%。
[0114]另外，所述的组成中，尤其，优选含有SiO2:50~70%,B2O3:5~18%,Al2O3:10~25%，MgO:0 ~10%，CaO:0 ~20%，SrO:0 ~20%，BaO:0 ~10%，RO:5 ~20% (其中，R为选自Mg、Ca、Sr及Ba的玻璃基板中含有的所有成分)。
[0115]进而，可包含R' 20:超过0%且2.0%以下(其中，R'为选自L1、Na及K的玻璃基板中含有的所有成分)。由此，即便减小β-OH值也可防止熔解温度过剩地变高。如果玻璃基板的β-OH值变小，那么应变点变高，因此可减小玻璃基板的热收缩率的绝对值。由此，也可降低玻璃基板 的热收缩率的不均。
[0116]进而，优选包含澄清剂合计0.05~1.5%，实质上不包含As203、Sb203及PbO。因为As2O3^Sb2O3及PbO虽然为具有澄清玻璃的效果的物质，但是为环境负荷较大的物质。此处，所谓实质上不包含，是指质量％未达0.01%，除杂质外未意图地含有。作为澄清剂，优选包含 SnO2。
[0117]另外，优选玻璃中的氧化铁的含量为0.01~0.2%。
[0118]作为形成着LTPS.TFT的玻璃基板的玻璃组成，可列举下述玻璃组成。下述组成比率的％显示均表示质量％。
[0119]含有SiO2:52 ~78%，A1203:3 ~25%，B203:0 ~15%，R0(其中，R 为 Mg、Ca、Sr 及Ba中的玻璃基板中包含的所有成分):3~20%，R' 20(其中，R为L1、Na及K中的玻璃基板中所包含的所有成分):0.01~0.8%，Sb2O3:0~0.3质量％，实质上不含有As2O3,质量比Ca0/R0为0.65以上，质量比(Si02+Al203)/B2O3为7~30的范围，且质量比(Si02+Al203) /RO为5以上。此时，优选应变点为688°C以上。
[0120]玻璃基板的β-OH值优选为0.45/mm以下，更优选为0.35/mm以下，进而优选为
0.30/mm以下，最优选为0.25/mm以下。这是因为，β-OH值越小越可提高应变点(粘性上升)，越可减小热收缩率。另一方面，如果硬要降低β-OH值那么原料价格或制造成本高涨。因此，玻璃基板的β -OH值优选为O~0.35/mm,既可为0.05~0.35/mm,也可为0.05~
0.30/mm。
[0121]另外，根据本发明，玻璃基板的β-OH值的不均例如可维持在±0.015/mm以下，也可维持在±0.01/mm以下。如此，通过减小β-OH值的不均，可减小各玻璃基板的热收缩率的不均。
[0122]从可减小热收缩率的方面而言，玻璃基板的应变点优选为680°C以上，更优选为690°C以上。通过使应变点为680°C以上，可减小玻璃基板的热收缩率的绝对值。由此，也可降低玻璃基板的热收缩率的不均。应变点例如利用弯梁法使用测定粘度的粘度计进行测定。
[0123]玻璃基板的热收缩率例如为70ppm以下。这样的具有较低的热收缩率的玻璃基板热稳定性较高，尤其，作为形成着LTPS.TFT的玻璃基板优选。另外，在仅由在线退火进行热收缩降低处理时，为了抑制制造设备的巨大化及成本，优选为10~70ppm。
[0124]玻璃基板为平板显示器用玻璃基板。作为平板显示器，可列举液晶显示器、等离子显示器、有机EL显示器等。其中，从可减小热收缩的不均的方面而言，优选使用液晶显示器或有机EL显示器。
[0125](实验例)
[0126]以下，表示实验例，确认本发明的效果。
[0127]按照所述的本发明的玻璃基板的制造方法控制玻璃屑比，利用溢流下拉法，制造玻璃基板。具体而言，对以玻璃基板包含SiO2:61.3质量％、Al2O3:19.5质量％、B2O3:9质fi%>CaO:9.8 质量％、K2O:0.15 质量％、Fe2O3:0.05 质量％、SnO2:0.2 质量％的方式调合的玻璃原料，将β -OH值为0.24/mm的玻璃屑以玻璃屑比30质量％的比例投入至熔解槽。玻璃屑的组成与所述玻璃基板相同。另外，玻璃基板的β -OH值为0.24/mm,目标β -OH值也为0.24/mm。另外，此时的玻璃的应变点为700°C，粘度为IO2 5泊时的温度为1595°C。
[0128]其次，使熔解步骤中的熔融玻璃温度上升20°C，结果一个星期后，玻璃基板的β-OH值成为0.26/mm，且热收缩率也大了 2 %。因此，算出用以使玻璃基板的β-OH值降低0.02/mm的玻璃屑比，变更投入至熔解步骤的玻璃屑比。此处，相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物100质量％，使玻璃屑比从30质量％降低至21质量％。其结果，可使玻璃基板的β -OH值为0.24/mm。另外，各玻璃基板的热收缩率也与使熔融玻璃温度上升约20°C之前所制造的玻璃基板同等。
[0129]另外，预先推定使熔解步骤中的玻璃熔融温度上升20°C时的β-ΟΗ值上升率，对应使熔融温度上升20°C而使玻璃屑比`从30质量％降低至21质量％时，也可将玻璃基板的β -OH值维持为0.24/mm,也可维持热收缩率。
[0130]另外，所述玻璃基板及玻璃屑的β-OH值、热收缩率分别按照下述要领求出。
[0131]为了算出用以使β-OH值降低特定值的玻璃屑比，优选为预先测定相对于玻璃原料的玻璃基板β-OH值的帮助率(玻璃原料及玻璃屑中所包含的水分中，在熔解步骤中，作为气体泡未释放至熔融玻璃外而溶入至熔融玻璃中的水分量)。例如，本实验例中所使用的玻璃原料的帮助率为0.023时，通过所述熔融玻璃的温度操作，可根据下述式(I)算出熔解步骤中从高水蒸汽浓度的环境向玻璃溶入的水分所引起的对β -OH值的帮助率X。“原料t匕”为相对于玻璃原料及玻璃屑的混合物的玻璃原料的调配比。
[0132]β-ΟΗ值=(玻璃原料的帮助率X原料比)+ (玻璃屑β-ΟΗ值X玻璃屑比)+帮助率X(I)
[0133]即，所述实施例中，熔融玻璃温度操作前的帮助率Xl为0.152，熔融玻璃温度操作后的帮助率Χ2为0.172，增加了 0.20。因此，为了使β-OH值返回至熔融玻璃的温度操作前的0.24/mm，如对所述式(I)代入数值所获得的下述式(2)所示，使玻璃屑比C与0.21即可。
[0134]0.24 = (0.023 X (1-C)) + (0.24 X C) +0.172 (2)
[0135](玻璃基板及玻璃屑的β-OH值)[0136]对所获得的玻璃基板及玻璃屑，使用傅立叶转换红外分光光度计，根据玻璃基板的红外线吸收光谱按照上述式，分别求出β-OH值。玻璃屑使用过去制造玻璃基板时从片玻璃切断而获得的玻璃屑。
[0137](热收缩率)
[0138]热收缩率是从常温以10°C /分钟升温，在550°C下保持I小时，之后，以10°C /分钟降温至常温为止，再次以10°c /分钟升温，在550°C下保持I小时，使用以10°C /分钟降温至常温为止后的玻璃基板的收缩量，按照以下式而求出。
[0139]热收缩率(ppm) = {热处理前后的玻璃的收缩量/热处理前的玻璃的长度} XlO6
[0140]以上，对本发明的玻璃基板的制造方法及制造装置进行了详细地说明，但是本发明并非限定于所述 实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围中，可进行各种改良或变更是理所当然的。
【权利要求】
1.一种玻璃基板的制造方法，其特征在于包含: 熔解步骤，其将玻璃原料与玻璃屑熔解而制作熔融玻璃；及成形步骤，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃；且 以使所述玻璃基板的β-OH值成为目标β-OH值的方式控制相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的所述玻璃屑的调配比。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述熔解步骤中，按照基于所制造的玻璃基板的β-OH值而决定的相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的所述玻璃屑的调配比，将所述玻璃原料及玻璃屑投入至熔解槽。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述玻璃基板为低温多晶硅薄膜晶体管搭载显示器用玻璃基板。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述玻璃基板为液晶显示器用玻璃基板或有机电致发光显示器用玻璃基板。
5.一种玻璃基板的制造装置，其特征在于包括: 熔解槽，其将玻璃原料与玻璃屑熔解而制作熔融玻璃；及成形炉，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃； 进而包括控制部，其以使所述玻璃基板的β-ΟΗ值成为目标β-ΟΗ值的方式控制相对于所述玻璃原料及玻璃屑的混合物的所述玻璃屑的调配比。
6.—种玻璃基板的制造方法,其特征在于包含: 熔解步骤，其制作熔融玻璃；及成形步骤，其将所述熔融玻璃成形为板状玻璃；且` 以使所述玻璃基板的β-OH值成为目标β-OH值而进行控制。
【文档编号】C03B3/00GK103708706SQ201310205311
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年10月2日
【发明者】君嶋哲郎, 村上次伸 申请人:安瀚视特控股株式会社