玻璃基板的制造方法及玻璃基板的制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制造玻璃基板的玻璃基板的制造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002]用于液晶显示器或等离子体显示器等平板显示器的玻璃基板(以下，称为"FPD (Flat Panel Display，平板显示器)用玻璃基板”)是使用厚度薄到例如0.5?0.7mm的玻璃板。关于FH)用玻璃基板，例如第一代时尺寸为300X400mm，第十代时尺寸成为2850X3050mm。
[0003]在制造FPD用玻璃基板时，存在使用溢流下拉法的情况。溢流下拉法包含如下步骤:在成形炉中通过使熔融玻璃从成形体的上部溢出(溢流)而在成形体的下方成形薄片玻璃(板状玻璃)；以及冷却步骤，使薄片玻璃在缓冷炉中缓冷。在缓冷炉中，将薄片玻璃拉入到成对的辊间，利用辊将薄片玻璃一边向下方搬送一边拉长为所需的厚度，之后使薄片玻璃缓冷。此后，通过将薄片玻璃切断成规定尺寸而形成玻璃基板。
[0004]在溢流下拉法中，以高于应变点且低于缓冷点的温度进行薄片玻璃的缓冷，搬送薄片玻璃的辊附近的温度保持为相对高的状态(温度高时为600°C以上)。通常，使辊旋转的旋转轴由金属制造，所以强度会随着温度上升而下降，从而容许应力下降而导致轴变形的危险性升高。如果轴在已变形的状态下旋转，那么安装在轴前端附近的辊搬送玻璃基板的速度会产生周期性变动，而成为产生纵(拉伸)方向上的厚度偏差、或翘曲的原因。在专利文献I中揭示了如下内容:为了防止这种旋转轴的变形，例如使轴为中空，并使热介质在轴的中空空间内流动，由此将旋转轴冷却。
[0005][【背景技术】文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献I]日本专利特开平5-124826号公报
【发明内容】
[0008][发明要解决的问题]
[0009]且说，关于从成形体溢流的熔融玻璃，沿着熔融玻璃的流动方向预先设计薄片玻璃的宽度方向的温度分布，以使翘曲及应变不会超出需要地变大，且以使薄片玻璃成为所设计的温度分布的方式，使用冷却装置或加热器等进行严格的温度管理。因此，需要将与薄片玻璃接触的辊维持在一定温度。
[0010]另一方面，悬臂支撑辊的旋转轴贯通成形炉的炉壁而设置，在炉壁内外产生温度梯度。当旋转轴的长度方向的温度梯度变大时，存在如下问题:产生于旋转轴的应力变大，而有旋转轴产生变形的担忧。也考虑将容许应力大于温度梯度所致的应力的材料用于旋转轴，但能选择的材料有限。制造用于FPD的低温多晶娃TFT (Thin Film Transistor，薄膜晶体管)液晶用玻璃基板所使用的玻璃的应变点或缓冷点等玻璃特异点高，因此成形时的温度高，当成形后进行缓冷时的温度也变高，在缓冷炉内外温度梯度变大，所述问题变得显著。
[0011]因此，本发明的目的在于提供一种玻璃基板的制造方法及制造装置，能够像设计的那样精度良好地再现薄片玻璃的温度分布，且可使产生于搬送薄片玻璃的辊的旋转轴的应力下降。
[0012][解决问题的技术手段]
[0013]为了解决所述问题，本发明的第一态样的特征在于:其是一种玻璃基板的制造方法，在成形炉中使熔融玻璃从成形体溢流而成形连续的薄片玻璃，且在缓冷炉中一边利用辊夹持着所述薄片玻璃向下方搬送一边进行缓冷，
[0014]所述缓冷炉具有壁，该壁划分供搬送所述薄片玻璃的炉内、及外空间的炉外，
[0015]所述辊由贯通所述成形炉的所述壁的旋转轴悬臂支撑，且
[0016]设置在所述缓冷炉的温度梯度调节机构以减小所述旋转轴的长度方向的温度梯度的方式进行调节。
[0017]所述温度梯度调节机构也可以是对所述旋转轴进行保温的保温机构、或对所述旋转轴进行加热的加热机构。
[0018]所述保温机构也可以利用从所述成形炉的内壁面延伸到所述旋转轴的所述辊侧的隔热材料对所述旋转轴进行保温。
[0019]所述加热机构也可以通过向所述旋转轴的内部供给介质而对所述旋转轴进行加热，该介质从所述旋转轴的设置着所述辊的部分向贯通所述壁的部分输送热。
[0020]优选为，以所述旋转轴的长度方向的温度梯度的最大值成为2500°C /m以下的方式进行调整。
[0021]优选为，以所述隔热材料的所述辊侧的端部位置上的所述旋转轴的长度方向的温度梯度成为1300°C /m以下的方式进行调整。
[0022]本发明的第二态样是一种玻璃基板的制造装置，具有:
[0023]成形炉，具有使熔融玻璃溢流而成形连续的薄片玻璃的成形体；以及
[0024]缓冷炉，一边夹持着所述薄片玻璃向下方搬送一边进行缓冷；
[0025]所述缓冷炉包括:壁，划分供搬送所述薄片玻璃的炉内及外空间的炉外；
[0026]旋转轴，贯通所述壁；
[0027]辊，设置在所述旋转轴的前端部，且由所述旋转轴悬臂支撑；以及
[0028]温度梯度调节机构，以所述旋转轴的长度方向的温度梯度变小的方式进行调节。
[0029][发明的效果]
[0030]根据本发明，通过减小对搬送薄片玻璃的辊进行支撑的旋转轴的长度方向的温度梯度，可使由温度梯度引起而产生于旋转轴的应力下降，从而能够防止旋转轴的变形。
【附图说明】
[0031 ] 图1是表示玻璃基板的制造方法的流程的图。
[0032]图2是玻璃基板的制造装置的概略图。
[0033]图3是图2所示的成形装置的概略图。
[0034]图4是图3的IV-1V箭视剖视图。
[0035]图5是图3、图4所示的搬送部件的剖视图。
[0036]图6是表示搬送辊的旋转轴的长度方向的位置与温度的关系的图。
[0037]图7是表示搬送辊的旋转轴的长度方向的位置与应力的关系的图。
【具体实施方式】
[0038]以下，对本发明的玻璃基板的制造方法及玻璃基板制造装置进行说明。
[0039]图1是表示本实施方式的玻璃基板的制造方法的步骤的一例的图。
[0040](玻璃基板的制造方法的整体概要)
[0041]玻璃基板的制造方法主要包括熔解步骤(ST1)、澄清步骤(ST2)、均质化步骤(ST3)、供给步骤(ST4)、成形步骤(ST5)、缓冷步骤(ST6)、以及切断步骤(ST7)。此外，也可以包括研削步骤、研磨步骤、清洗步骤、检查步骤、捆包步骤等。所制造的玻璃基板视需要通过捆包步骤被积层而搬送到交纳目的地的业者。
[0042]在熔解步骤(STl)中，通过对玻璃原料进行加热而制作熔融玻璃。熔融玻璃的加热可通过通电加热来进行，所述通电加热是使电在熔融玻璃本身流通而使熔融玻璃发热从而加热。进而，也可以利用燃烧器的火焰辅助性地进行加热而熔解玻璃原料。
[0043]另外，熔融玻璃含有澄清剂。作为澄清剂，已知氧化锡、亚砷酸、锑等，但并无特别限制。但是，从减轻环境负荷的方面来说，优选为使用氧化锡作为澄清剂。
[0044]在澄清步骤(ST2)中，通过使熔融玻璃升温，而产生包含熔融玻璃中所含的氧气、0)2或SO 2的气泡。该气泡吸收因澄清剂的还原反应产生的氧气而成长，并浮起到熔融玻璃的液面而被释放。其后，在澄清步骤中，使熔融玻璃的温度下降，由此，通过澄清剂的还原反应而获得的还原物质进行氧化反应。由此，残留在熔融玻璃的气泡中的氧气等气体成分被重新吸收到熔融玻璃中，从而使气泡消失。利用澄清剂进行的氧化反应及还原反应是通过控制熔融玻璃的温度而进行。
[0045]另外，澄清步骤也能使用减压消泡方式，该减压消泡方式是使存在于熔融玻璃的气泡在减压氛围中成长并消泡。减压消泡方式在不使用澄清剂方面有效。但是，减压消泡方式使装置复杂化及大型化。因此，优选为采用使用澄清剂并使熔融玻璃温度上升的澄清方法。
[0046]在均质化步骤(ST3)中，通过使用搅拌器对熔融玻璃进行搅拌，而进行玻璃成分的均质化。由此，可减少作为条纹等的原因的玻璃的组成不均。
[0047]在供给步骤(ST4)中，将搅拌后的熔融玻璃供给到成形装置。
[0048]成形步骤(ST5)及缓冷步骤(ST6)是在成形装置中进行。
[0049]在成形步骤(ST5)中，将熔融玻璃成形为薄片玻璃，并形成薄片玻璃的流动。在成形时使用溢流下拉法。
[0050]在缓冷步骤(ST6)中，以成形并流动的薄片玻璃成为所需的厚度且不产生内部应变的方式、进而以不产生翘曲的方式进行冷却。
[0051]在切断步骤(ST7)中，通过将缓冷后的薄片玻璃切断成规定的长度，而获得板状玻璃基板。经切断的玻璃基板进而被切断成规定的尺寸，而制作目标尺寸的玻璃基板。
[0052]图2是进行本实施方式中的熔解步骤(STl)?切断步骤(ST7)的玻璃基板的制造装置的概略图。如图2所示，玻璃基板的制造装置主要包括熔解装置100、成形装置200、及切断装置300。熔解装置100包括熔解槽101、澄清管120、搅拌槽103、移送管104、105、及玻璃供给管106。
[0053]在图2所示的熔解槽101中设置着未图示的燃烧器等加热机构。向熔解槽投入添加了澄清剂的玻璃原料，而进行熔解步骤(STl)。在熔解槽101中熔融后的熔融玻璃经由移送管1