玻璃基板的制造方法和玻璃基板的制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供玻璃基板的制造方法和玻璃基板的制造裝置，在該方法中，在將玻璃原料熔解時，可使熔融玻璃均質(zhì)化、且可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。本發(fā)明的玻璃基板的制造方法中，將玻璃原料熔解來生成熔融玻璃的熔解工序中包括下述工序：將所述熔融玻璃配置在至少一對電極間，對上述電極間施加電壓，使電流在所述熔融玻璃中流通產(chǎn)生焦耳熱的工序；測定流過熔融玻璃的電流值，同時根據(jù)上述電壓設(shè)定上述電流所流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積，使用上述電流值與上述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的上述截面積計算出上述熔融玻璃的比電阻的工序；以及基于上述計算出的比電阻對上述焦耳熱進行控制的工序。
【專利說明】玻璃基板的制造方法和玻璃基板的制造裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃基板的制造方法和玻璃基板的制造裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]作為在液晶顯示屏或等離子體顯示屏等平板顯示屏(下文稱為FPD)中應用的玻璃基板的制造方法，已知有溢流下拉法。在溢流下拉法中，通過在成形爐中使熔融玻璃從熔融玻璃成形體的上部溢出而由熔融玻璃成形為平板玻璃，將成形后的平板玻璃緩慢冷卻，將其切斷。之后，按照客戶的規(guī)格將切斷后的平板玻璃再切斷成規(guī)定的尺寸，進行清洗、端面研磨等，作為Fro用玻璃基板進行裝運。
[0003]FPD用玻璃基板之中、特別是液晶顯示裝置用玻璃基板或有機EL顯示裝置用玻璃基板中，在其表面形成半導體元件，因而優(yōu)選完全不含有容易對半導體元件的特性產(chǎn)生影響的堿金屬成分、或者即使含有也是不會對半導體元件等產(chǎn)生影響的程度的微量。
[0004]另外，若玻璃基板中存在氣泡，則其成為顯示缺陷的原因，因而有氣泡存在的玻璃基板無法作為Fro用玻璃基板來使用。因此，要求在玻璃基板中無氣泡殘留。
[0005]另外，若在玻璃基板中存在玻璃組成的不均(玻璃組成不均勻)，則會產(chǎn)生例如被稱為波筋的條紋狀缺陷。該波筋是由于玻璃組成的不均質(zhì)而導致的熔融玻璃的粘度不同，而在成形時的熔融玻璃的表面產(chǎn)生微細的表面凹凸，該表面凹凸也殘存在玻璃基板中。因此，將該玻璃基板作為液晶面板用的玻璃基板組裝到液晶面板中時，盒的間隙(cell gap)會出現(xiàn)誤差或者引起顯示不均。因此，在玻璃基板的制造階段需要使之不會引起波筋等玻璃組成的不均。
[0006]在制造上述那樣的玻璃基板時，一般使用投入玻璃原料并使之熔解來制造熔融玻璃的熔解槽。在該熔解槽中與熔融玻璃相接觸地設(shè)有電極對。通過在電極對上施加電壓使電流流過處于該電極對之間的熔融玻璃，對熔融玻璃進行通電加熱，使其為所望的溫度。
[0007]作為這樣的通電加熱的一例，在使用2個以上電極對的熔解槽(玻璃熔融爐)中高頻通電加熱是眾所周知的。例如，在下述專利文獻I中，各電極對分別與各自的電源連接，且各電源被分別控制，由此，兩對以上電極中，每一電極分別受到控制。在使用這樣的通電加熱的熔解槽中，為了使熔融玻璃的粘度、對流呈所期望的狀態(tài)，例如如下述專利文獻2中所記載，以往利用熱電偶對熔融玻璃的溫度進行測定。
[0008]【現(xiàn)有技術(shù)文獻】
[0009]【專利文獻】
[0010]專利文獻1:日本特開平04-367519號公報
[0011]專利文獻2:日本特開平03-103328號公報
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0012]【發(fā)明所要解決的課題】
[0013]但是，上述熱電偶在例如熔解槽內(nèi)被暴露于高溫中，因而在較短時間內(nèi)發(fā)生劣化，無法精確測定溫度。并且，從使玻璃原料熔解的裝置結(jié)構(gòu)的方面考慮，可設(shè)置熱電偶的位置是有限的，因而可通過熱電偶進行溫度測定的位置有限。
[0014]另外，如上所述，由于在Fro用玻璃基板中使用的是完全不含有會降低高溫粘性的堿金屬成分、或者即使含有也為微量的玻璃，因而為了將熔融玻璃的粘性維持在與以往同等的程度，必然需要提高熔融玻璃的溫度。如此，由于熔解槽中熔融玻璃的熔解溫度高于以往，因而具有熱電偶容易劣化、無法精確獲取溫度的問題。
[0015]另外，由于熔解槽中熔融玻璃的熔解溫度高于以往，因而希望對熔融玻璃進行通電加熱使其高效率地達到高溫。
[0016]另外，在Fro用玻璃基板中，在玻璃板上形成有TFT(薄膜晶體管，Thin FilmTransistor)等半導體元件。近年來,為了實現(xiàn)顯示屏表示進一步的高精細化,要求替代一直以來使用的a -S1-TFT而在玻璃基板上形成P-Si (低溫多晶硅)*TFT或氧化物半導體。P-Si (低溫多晶硅).TFT例如在液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置中使用。
[0017]在p-Si.TFT或氧化物半導體的形成工序中存在熱處理工序，熱處理工序的溫度高于a-Si *TFT的形成工序。因此，形成ρ-Si (低溫多晶硅)TFT或氧化物半導體的玻璃基板要求熱收縮率小。為了減小熱收縮率，優(yōu)選使玻璃的應變點增高，但對于應變點(歪點)高的玻璃來說，通常其熔融性降低，因而需要使熔解槽中熔融玻璃的溫度更進一步高于以往。
[0018]如此，由于熔解槽中熔融玻璃的熔解溫度高于以往，因而具有熱電偶容易劣化、無法精確獲取溫度的問題。
[0019]由于熔解槽中熔融玻璃的熔解溫度高于以往，因而為了對熔融玻璃進行通電加熱使其高效率地達到高溫，希望供給至電極的電力也可效率良好地被使用。
[0020]進一步地，在使用螺旋 給料機從設(shè)于覆蓋熔解槽外殼的一側(cè)邊緣的原料投入口投入玻璃原料的情況下，玻璃原料懸浮在原料投入口側(cè)的熔融玻璃的液面上并發(fā)生停留，液面難以向著與原料投入側(cè)相反的一側(cè)流動。為了使玻璃原料確實地熔解而不產(chǎn)生波筋，期望將懸浮在熔解槽液面處的玻璃原料完全熔解、使熔融玻璃的成分均質(zhì)化。因此，優(yōu)選根據(jù)原料投入口側(cè)的位置、與原料投入側(cè)相反一側(cè)的位置等熔解槽位置的不同來改變供給至電極的電力。即，希望檢查目前熔融玻璃的狀態(tài)以高精度確定應向各電極對分別給予的電力量，以使得熔融玻璃的溫度接近于用于生成均質(zhì)熔融玻璃的目標溫度。
[0021]因此，本發(fā)明在于提供一種玻璃基板的制造方法，在該方法中，在對玻璃原料進行熔解時，可將熔融玻璃均質(zhì)化，且可效率良好地對熔融玻璃進行通電加熱。
[0022]【解決課題的手段】
[0023]本發(fā)明的一個方式涉及玻璃基板的制造方法。該制造方法包括將玻璃原料熔解來生成熔融玻璃的熔解工序。
[0024]上述熔解工序包括下述工序:
[0025]對位于兩對以上電極彼此之間的熔融玻璃，在每一對電極間施加電壓，從而使電流流通產(chǎn)生焦耳熱的工序；
[0026]對于上述兩對以上電極中的每一對進行流過熔融玻璃的電流值的測定，同時根據(jù)上述電壓值對于上述兩對以上電極中的每一對進行所測定出的上述電流所流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積的設(shè)定，使用上述電流值與上述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的上述截面積，計算出在上述每一區(qū)域中上述熔融玻璃的比電阻的工序；以及
[0027]基于上述計算出的比電阻，對于上述兩對以上電極中的每一對進行上述焦耳熱的控制的工序。
[0028]該制造方法中，由于根據(jù)上述電壓對于上述兩對以上電極中的每一對進行上述電流所流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積的設(shè)定、使用上述電流值與上述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的上述截面積計算出在上述每一區(qū)域中上述熔融玻璃的比電阻，因而可精度良好地計算出上述每一區(qū)域的比電阻。其結(jié)果，可按照使熔解槽內(nèi)的熔融玻璃均質(zhì)化的方式進行通電加熱，進而可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。
[0029]此時，上述截面積優(yōu)選根據(jù)如下比例進行設(shè)定:上述每一對電極間所施加的上述電壓值相對于兩對以上電極間所施加的總電壓的合計值的比例。由此，可使用施加至各電極的電壓，通過簡單計算，計算出上述截面積、進而計算出上述比電阻。
[0030]另外，上述熔解工序具有預備工序，該預備工序為得到上述熔融玻璃的溫度與上述熔融玻璃的比電阻的相關(guān)關(guān)系的工序；
[0031]上述控制焦耳熱的工序可以包括下述工序:
[0032]基于上述相關(guān)關(guān)系與上述計算出的比電阻來計算出上述熔融玻璃的溫度的工序；以及
[0033]對上述計算出的溫度與上述熔融玻璃中所預先設(shè)定的目標溫度進行比較，基于該比較結(jié)果控制上述熔融玻璃中產(chǎn)生的焦耳熱的工序。
[0034]由于可基于上述相關(guān)關(guān)系與上述計算出的比電阻來計算出上述熔融玻璃的溫度、根據(jù)對計算出的溫度與目標溫度進行比較的結(jié)果對上述熔融玻璃中產(chǎn)生的焦耳熱進行控制，因而可容易地通過熔融玻璃的通電加熱對熔融玻璃的溫度進行控制使其接近于目標溫度或者維持在目標溫度附近。
[0035]進一步地，上述控制焦耳熱的工序還可包括下述工序:
[0036]對于在上述熔融玻璃中產(chǎn)生焦耳熱所需的目標電流值進行設(shè)定的工序，該焦耳熱用于將上述計算出的溫度維持在上述目標溫度；以及
[0037]對上述電壓進行控制從而將上述電流維持在上述目標電流值的工序。
[0038]由于除了求出在上述熔融玻璃中產(chǎn)生焦耳熱(其用于將上述計算出的溫度維持在上述目標溫度)的電流、將該電流設(shè)定在目標電流值以外，還控制電壓以使上述電流維持在上述目標電流值，因而可容易地通過熔融玻璃的通電加熱將熔融玻璃的溫度維持在目標溫度。
[0039]優(yōu)選在上述預備工序中，設(shè)上述溫度為T、上述比電阻為P，求出表示上述相關(guān)關(guān)系的下式中的常數(shù)a和b:
[0040]T (°C ) =a/ (log ( P ) +b) -273.15
[0041]，在計算出上述溫度的工序中，將上述比電阻P代入到上述式中，計算出上述溫度T。`
[0042]使用上述式，可以容易地計算出上述溫度。
[0043]另外，優(yōu)選在上述計算出比電阻的工序中，設(shè)上述電流值為1、上述電壓為E、上述電流所流經(jīng)的上述熔融玻璃的上述區(qū)域的截面積為S、上述一對電極間的距離為L、上述比電阻為P，基于表示它們的關(guān)系的下式(2)，計算出上述比電阻P:[0044]P =E/IXS/L...(2)。
[0045]上述玻璃基板例如為平板顯示用的玻璃基板。由于平板(flat panel)使用高溫粘性高的玻璃，因而熔融玻璃的溫度被設(shè)定為較高。由于即使在這種情況下也可高精度地計算出比電阻，因而可按照使熔解槽內(nèi)的熔融玻璃均質(zhì)化的方式進行通電加熱，進而可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。
[0046]上述玻璃基板例如為無堿玻璃或微量含堿玻璃。無堿玻璃或微量含堿玻璃使高溫粘性降低，因而為了將熔融玻璃的粘性維持在與以往同等程度，必然要將熔融玻璃的溫度設(shè)定得較高。由于即使在這種情況下也可高精度地計算出熔解槽中熔融玻璃的比電阻，因而可按照使熔解槽內(nèi)的熔融玻璃均質(zhì)化的方式進行通電加熱，進而可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。
[0047]上述熔融玻璃的應變點例如為655°C以上。在熔融玻璃的應變點為655°C以上的情況下，其熔融性低。因此，將熔解槽中熔融玻璃的溫度更進一步設(shè)定得高于以往。由于即使在這種情況下也可高精度地計算出熔解槽中熔融玻璃的比電阻(比抵抗)，因而可按照使熔解槽內(nèi)的熔融玻璃均質(zhì)化的方式進行通電加熱，進而可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。[0048]此外，本發(fā)明的另一方式為具有用于生成熔融玻璃的熔解槽的玻璃基板的制造裝置。該裝置包括將所投入的玻璃原料熔解來制作熔融玻璃的熔解裝置。
[0049]上述熔解裝置具有:
[0050]兩對以上的電極，該兩對以上的電極被設(shè)于上述熔解槽中與熔融玻璃相接的壁面處，并且與熔融玻璃相接；
[0051]控制單元，該控制單元在上述兩對以上電極間的每對電極之間施加電壓，對于使電流在上述熔融玻璃中流動并產(chǎn)生焦耳熱的電力進行控制；以及
[0052]演算單元，該演算單元獲取上述兩對以上電極中的每一對流過熔融玻璃的電流值與上述電壓值的信息，同時根據(jù)上述電壓值對于上述兩對以上電極中的每一對進行上述電流所流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積的設(shè)定，使用上述電流值與上述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的上述截面積計算出上述熔融玻璃的比電阻，基于上述計算出的比電阻來確定上述焦耳熱的控制量。
[0053]由于在該制造裝置的上述演算單元中根據(jù)上述電壓對于上述電流所流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積進行設(shè)定，使用上述電流值與上述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的上述截面積計算出上述熔融玻璃的比電阻，因而可高精度地計算出比電阻。其結(jié)果，進行通電加熱，使熔解槽內(nèi)的熔融玻璃均質(zhì)化，進而可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。
[0054]【發(fā)明的效果】
[0055]利用上述方式的玻璃基板的制造方法，可使熔融玻璃均質(zhì)化、且可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0056]圖1為本實施方式玻璃基板的截面圖。
[0057]圖2為示出進行本實施方式中的熔解工序~切斷工序的裝置的一例的示意圖。
[0058]圖3為本實施方式熔解槽的示意性構(gòu)成的立體說明圖。[0059]圖4(a)、圖4(b)為本實施方式中求出各對電極間電流所流經(jīng)的熔融玻璃的截面積的方法的俯視說明圖。
[0060]圖5為對本實施方式的熔融玻璃所產(chǎn)生的焦耳熱進行控制的工序的一例的說明圖。
[0061]圖6為對本實施方式的熔融玻璃所產(chǎn)生的焦耳熱進行控制的工序的另一例的說明圖。
[0062]圖7為在本實施方式的熔解槽內(nèi)部進行的熔融玻璃的對流的說明圖。
[0063]【符號的說明】
[0064]100熔解裝置
[0065]101 熔解槽
[0066]IOla 液槽
[0067]IOlb上部空間
[0068]IOlc 液面
[0069]IOld 料斗
[0070]IOlf原料投入窗
[0071]102澄清槽
[0072]103攪拌槽
[0073]103a 攪拌器
[0074]104, 105, 106 玻璃供給管
[0075]110 內(nèi)壁
[0076]110a, 110b, 110c, IlOd 內(nèi)壁
[0077]IlOe 底面
[0078]112燃燒器
[0079]114 電極
[0080]116控制單元
[0081]118計算機
[0082]120異質(zhì)物質(zhì)(異質(zhì)素地)
[0083]200成形裝置
[0084]210成形體
[0085]300切斷裝置
【【具體實施方式】】
[0086]下面對本實施方式玻璃基板的制造方法和制造裝置進行說明。圖1為示出本發(fā)明玻璃基板制造方法的工序的一例的圖。
[0087]玻璃基板的制造方 法主要具有熔解工序(STl)、澄清工序(ST2)、均質(zhì)化工序(ST3)、供給工序(ST4)、成形工序(ST5)、緩慢冷卻工序(ST6)以及切斷工序(ST7)。此外還有磨削工序、研磨工序、清洗工序、檢查工序、捆包工序等，在捆包工序中進行了堆疊的2個以上的玻璃基板被運送至收貨方的工作人員處。
[0088]熔解工序(STl)在熔解槽中進行。在熔解工序中，通過將玻璃原料投入到蓄積在熔解槽中的熔融玻璃的液面處來制作熔融玻璃。進一步地，使熔融玻璃從流出口流向后續(xù)工序，流出口被設(shè)于如下位置:在熔解槽內(nèi)壁之中、朝向俯視為長方形的熔解槽的長度方向而彼此相向的內(nèi)壁之中的一側(cè)內(nèi)壁的底部(接近熔解槽底面的區(qū)域)。
[0089]此處，熔融玻璃是通過將玻璃原料投入到熔解槽原料投入口附近的熔解槽中來制作的。對于熔解槽中的熔融玻璃，通過使用熔解槽中的電極進行通電加熱來對其進行加熱控制。具體地說，按照下述方式在熔解槽中對熔融玻璃進行加熱控制:即，從原料投入側(cè)越向著流出口側(cè)，位于熔解槽底部的熔融玻璃的溫度越上升；進一步地，熔解槽中熔融玻璃底部處的最高溫度高于玻璃原料投入位置處的熔融玻璃表層的溫度。由此來產(chǎn)生熔融玻璃在流出口側(cè)從流出口流向下游工序、同時如下所述進行循環(huán)的對流。即，未從上述流出口流出的熔融玻璃的一部分沿著熔解槽的側(cè)壁向液面上升，上升到液面的熔融玻璃的一部分進一步沿著液面向著原料投入側(cè)的熔解槽側(cè)壁流動，沿著原料投入側(cè)的熔解槽的側(cè)壁從液面下降，進一步沿著底面從原料投入側(cè)向著排出口側(cè)流動。
[0090]此處，玻璃原料的投入方法可以為使收納玻璃原料的料斗{ O 'y卜)反轉(zhuǎn)從而將玻璃原料投入至熔融玻璃的方式、使用皮帶輸送機來輸送玻璃原料從而進行投入的方式、或通過螺旋送料機來投入玻璃原料的方式。另外，熔融玻璃的表層指的是如下區(qū)域:該區(qū)域包括從液面起朝向熔解槽底部深度為10%以內(nèi)的范圍內(nèi)的液面，熔融玻璃的下層指的是表層以外的區(qū)域。另外，設(shè)置有流出口的底部指的是為上述下層的一部分并且接近底面的區(qū)域。優(yōu)選指的是在熔解槽的深度方向自底面起的深度為液面與熔解槽底面之間的深度的1/2以下的區(qū)域。
[0091]熔解槽的熔融玻璃通過電氣在熔融玻璃自身流動而自放熱來進行升溫。除了利用該通電的熔融玻璃的加熱外，也可利用燃燒器產(chǎn)生火焰來輔助性地熔解玻璃原料。另外，玻璃原料中添加有澄清劑。關(guān)于澄清劑，從降低環(huán)境負荷的觀點出發(fā)，適于使用SnO2(氧化錫)。
[0092]澄清工序(ST2)至少在澄清槽內(nèi)部進行。澄清槽例如由鉬或鉬合金構(gòu)成。在澄清工序中，使澄清槽內(nèi)的熔融玻璃升溫。在該過程中，澄清劑由還原反應放出氧，之后變成作為還原劑發(fā)揮作用的物質(zhì)。熔融玻璃中`所含有的含o2、co2或者SO2的氣泡吸收由澄清劑的還原反應產(chǎn)生的O2而成長，氣泡上浮到熔融玻璃的液面，發(fā)生破裂并消失。氣泡中含有的氣體通過設(shè)于澄清槽中的氣相空間被放出到外部氣體中。
[0093]其后，在澄清工序中，使熔融玻璃的溫度降低。在該過程中，由澄清劑的還原反應得到的還原劑發(fā)生氧化反應。由此，熔融玻璃中所殘存的氣泡中的O2等氣體成分被再吸收到熔融玻璃中、氣泡消失。
[0094]基于澄清劑的氧化反應和還原反應是通過控制熔融玻璃的溫度來進行的。需要說明的是，作為澄清劑使用氧化錫等。另外，澄清工序也可以使用減壓脫泡方式，在該減壓脫泡方式中，在澄清槽中形成減壓氣氛，使熔融玻璃中所存在的氣泡在減壓氣氛下成長并進行脫泡。
[0095]在均質(zhì)化工序(ST3)中，使用攪拌器對通過從澄清槽延伸出的配管供給到攪拌槽內(nèi)的熔融玻璃進行攪拌，從而來進行玻璃成分的均質(zhì)化。由此，能夠降低玻璃組成不均(玻璃組成不均乃產(chǎn)生波筋等的原因)。需要說明的是，攪拌槽可以設(shè)置I個，也可以設(shè)置2個。
[0096]在供給工序(ST4)中，熔融玻璃通過從攪拌槽延伸出的配管而被供給至成形裝置。
[0097]在成形裝置中進行成形工序(ST5)和緩慢冷卻工序(ST6)。
[0098]在成形工序(ST5)中，將熔融玻璃成形為平板玻璃，制作平板玻璃的流體(流Λ )。成形可以使用溢流下拉法或者浮式(float)法。后述的本實施方式中使用了溢流下拉法
(才一/ S夕々>口一卜'法)。
[0099]在緩慢冷卻工序(ST6)中，成形流動的平板玻璃按形成所期望的厚度、不會產(chǎn)生內(nèi)部變形的方式、進一步按照不會產(chǎn)生翹曲的方式進行冷卻。
[0100]在切斷工序(ST7)中，在切斷裝置中將由成形裝置供給的平板玻璃切斷成規(guī)定長度，從而得到板狀的玻璃板。切斷后的玻璃板進一步被切斷成規(guī)定的尺寸，形成目標尺寸的玻璃基板。之后進行玻璃基板端面的磨削、研磨，進行玻璃基板的清洗，進一步檢查有無氣泡、瑕疵等異常缺陷后，檢查合格品的玻璃板作為最終制品進行捆包。
[0101]圖2為示意性示出進行本實施方式中的熔解工序(STl)~切斷工序(ST7)的裝置的一例的圖。如圖2所示，該裝置主要具有熔解裝置100、成形裝置200以及切斷裝置300。熔解裝置100具有熔解槽101、澄清槽102、攪拌槽103以及玻璃供給管104，105，106。
[0102]在圖2所示例的熔解裝置101中，使用螺旋給料機IOld來進行玻璃原料的投入。在澄清槽102中，調(diào)整熔融玻璃MG的溫度，利用澄清劑的氧化還原反應來進行熔融玻璃MG的澄清。進一步地，在攪拌槽103中，利用攪拌器103a對熔融玻璃MG進行攪拌使其均質(zhì)化。在成形裝置200中，通過使用成形體210的溢流下拉法，由熔融玻璃MG進行平板玻璃SG的成形。
[0103]圖3為用于說明本實施方式熔解槽101的示意性構(gòu)成的立體圖。
[0104]本實施方式中，熔解槽101是`按照如后述圖7所示形成熔融玻璃的對流的方式進行設(shè)計的。玻璃原料被投入到蓄積在熔解槽101中的熔融玻璃MG液面上的原料投入側(cè)的部分。在俯視為長方形熔解槽101的長度方向上對向的一對內(nèi)壁中的一側(cè)內(nèi)壁的底部設(shè)有流出口 104a。熔解槽101中，熔融玻璃MG從流出口 104a流向后續(xù)工序。
[0105]熔解槽101具有由耐火磚等耐火物構(gòu)成的內(nèi)壁110。熔解槽101具有由內(nèi)壁110圍成的內(nèi)部空間。熔解槽101的內(nèi)部空間被分成液槽IOla與上部空間101b。液槽IOla加熱熔融玻璃MG的同時對其進行收納，熔融玻璃MG是投入到內(nèi)部空間的玻璃原料熔解而成的。上部空間IOlb形成在熔融玻璃MG的上面，為投入玻璃原料的氣相。
[0106]在平行于熔解槽101長度方向的上部空間IOlb的內(nèi)壁110上設(shè)有使燃料與氧等混合而成的燃燒氣體燃燒而發(fā)出火焰的燃燒器112。玻璃原料通過來自燃燒器112的火焰的輻射熱以及(通過來自燃燒器112的火焰的輻射熱而達到高溫的)來自上部空間IOlb內(nèi)壁(耐火物磚)的輻射熱而被加熱。
[0107]在熔解槽101的與設(shè)有流出口 104a的內(nèi)壁110為相反側(cè)的內(nèi)壁110設(shè)有通往上部空間IOlb的原料投入窗101f。在原料投入窗IOlf連接有螺旋給料機IOld的前端，利用通過該原料投入窗IOlf填充在螺旋給料機IOld中的玻璃原料將熔解槽101的上部空間IOlb關(guān)閉。
[0108]螺旋給料機IOld按照來自計算機118的指示投入玻璃原料。即，計算機118通過控制單元116使螺旋給料機IOld運轉(zhuǎn)。因而，在熔解槽101內(nèi)部，在熔融玻璃MG液面上的原料投入窗IOlf附近的部分，玻璃原料漂浮著。[0109]在本實施方式中，使用螺旋給料機IOlf將玻璃原料投入到原料投入窗IOlf附近的熔融玻璃MG的液面上，但也可使用料斗式的玻璃原料投入機構(gòu)將玻璃原料投入到原料投入窗IOlf附近的熔融玻璃MG的液面上。
[0110]在沿著熔解槽101的長度方向延伸且彼此相向的液槽IOla的內(nèi)壁IlOaUlOb設(shè)有三組(3対)由具有耐熱性的氧化錫、鑰或者鉬等導電性材料構(gòu)成且彼此相向的成對電極114。特別是氧化錫即使與熔融玻璃MG接觸而發(fā)生溶出，其溶出也不會為大量，不會帶來玻璃的品質(zhì)缺陷，因而可將氧化錫作為電極114適當使用。另外，從可作為澄清劑發(fā)揮功能的方面考慮，也優(yōu)選將氧化錫作為電極114適當使用。
[0111]本實施方式中，熔解槽101具備三組電極114，但也可根據(jù)熔解槽的尺寸使用二組電極114。并且也可使用四組以上的電極114。
[0112]三組電極114設(shè)置在內(nèi)壁110a，IlOb中的對應于熔融玻璃MG下層的區(qū)域。三組電極114均從內(nèi)壁110a，IlOb的外側(cè)貫穿內(nèi)壁110a，IlOb延伸至內(nèi)側(cè)。在圖3中，各對電極114示出了最前側(cè)的電極114，而未示出里側(cè)的電極114。各對電極114按照將位于各對電極114間的熔融玻璃MG夾在中間且彼此相向的方式被設(shè)于內(nèi)側(cè)壁110a、110b。
[0113]各對電極114中，通過在各對電極114間施加電壓，使電流在位于各對電極114間的熔融玻璃MG中流通。通過使電流在熔融玻璃MG中流通，在熔融玻璃MG中產(chǎn)生焦耳熱，將熔融玻璃MG通電加熱。在熔解槽101中，熔融玻璃MG被加熱至例如1500°C以上、使粘度為IO2 5泊以下。加熱后的熔融玻璃MG通過玻璃供給管104被送向澄清槽102。
[0114]在圖3所示的熔解槽101中，燃燒器112被設(shè)于上部空間101b，但燃燒器112并非為必須的。例如，在1500°C的比電阻為180Ω.cm以上的比電阻較大的熔融玻璃中，可通過輔助性使用燃燒器112使玻璃原料高效熔解。在使玻璃原料連續(xù)熔解來制作熔融玻璃MG時，也可不使用燃燒器112而使玻璃原料熔解。
[0115]各對電極114分別與控制單元116連接。為了使下層的熔融玻璃MG的溫度分布為特定分布，控制單元116按照針對每一對相向的電極114分別控制供給至各電極114的電力的方式進行構(gòu)成。在各對電極114中，通過控制單元116施以交流電壓。
[0116]控制單元116進一步與計算機118連接。控制單元116對于電壓大小和電流值進行測定，該電壓大小是施加至各對電極114間的熔融玻璃MG的電壓的大小，該電流是流經(jīng)各對電極114間的熔融玻璃MG的電流。對于流經(jīng)熔融玻璃MG的電流值，考慮電極114的系統(tǒng)中的功率因數(shù)及流經(jīng)熔解槽101壁(耐火磚)的電流來確定。即，流經(jīng)熔融玻璃MG的電流的測定指的是，求出從計測電流中減去基于功率因數(shù)的無效電流和流經(jīng)熔解槽101壁的電流而得到的值，該計測電流是利用電流計等直接計測的流經(jīng)電極114的電流?；诠β室驍?shù)的無效電流可預先測定。流經(jīng)熔解槽101壁的電流例如通過模擬等來確定。控制單元116輸出所測定的電壓與電流值的信息。計算機118接受由控制單元116輸出的這些信息。計算機118由該電壓與電流值的信息計算出各對電極114間熔融玻璃MG的比電阻。
[0117]在本實施方式中，為了比電阻的高精度計算，求出了由計測電流中減去基于功率因數(shù)的無效電流和流經(jīng)熔解槽101壁的電流而得到的值，但根據(jù)所要求的比電阻的精度，也可將基于功率因數(shù)的無效電流和/或者流經(jīng)熔解槽101壁的電流設(shè)為O。即，在流經(jīng)熔融玻璃MG的電流的測定中，可以根據(jù)所要求的比電阻的精度通過從計測電流中減去基于功率因數(shù)的無效電流、或從計測電流中減去流經(jīng)熔解槽101壁的電流來求得?；蛘咭部蛇M一步將計測電流本身用作流經(jīng)熔融玻璃MG的電流。
[0118]計算機118例如基于下述式(I)計算出各對電極114間熔融玻璃MG的比電阻
P ( Ω.m)。
[0119]P =E/IXS/L...(I)
[0120]式⑴中，E施加至各對電極114間的熔融玻璃MG的電壓(V)、1為流經(jīng)各對電極114間的熔融玻璃MG的電流(A)、S為在各對電極114間電流所流經(jīng)的熔融玻璃MG的截面積(m2)、L為各對電極114的間的距離(m)。長度L為由熔解槽101所確定的固有值。
[0121]圖4 (a)、圖4 (b)為各對電極114間電流所流經(jīng)的熔融玻璃MG的截面積S的求出方法的俯視說明圖。
[0122]如圖4(a)、圖4(b)所示，各對電極114按照熔融玻璃MG的流動方向F橫切配置在熔融玻璃MG兩側(cè)的內(nèi)壁110a，IlOb的方式彼此相向地配置。并且，相對向的三對電極114在熔融玻璃MG的流動方向F相互隔開一定間隔進行配置。對于流動方向F，簡單示出從熔解槽101中的熔融玻璃MG的整體上看在熔解槽101的底部從上游流向下游的方向，為與內(nèi)壁IlOaUlOb平行地從原料投入口側(cè)(圖4(a)，(b)中的左側(cè))向著流出口 104a側(cè)(圖4(a)、圖4(b)中的右側(cè))的方向。另外，流動方向F也為沿熔解槽101長度方向的方向。
[0123]計算機118中，對于每一對相向的電極1`14，進行電流所流經(jīng)的熔融玻璃MG的區(qū)域EA的設(shè)定。通電區(qū)域EA的邊界m隨著施加至電極114的電壓的變化而變化。即，增大施加至某一電極114的電壓，但施加至其它電極114的電壓維持恒定(一定)的情況下，由所施加的電壓變大的電極114流向熔融玻璃MG的電流的區(qū)域EA變大。反之，在所施加的電壓變小的情況下，區(qū)域EA變小，如此地進行設(shè)定。換言之，計算機118根據(jù)所施加的電壓來設(shè)定區(qū)域EA的截面積S。如此，根據(jù)所施加的電壓來確定區(qū)域EA的截面積是由于，通過施加在電極114的電壓來改變流經(jīng)熔融玻璃MG的電流的區(qū)域EA的截面積S，該截面積S對于如上述式(I)所示進行計算的熔融玻璃MG的比電阻P帶來影響。
[0124]因而，如本實施方式所述分別從圖4(a)中的原料投入口側(cè)順次對3對電極114施加電壓^2、％時，可分別由下式⑵所示來確定由各電極114流向熔融玻璃MG的電流的區(qū)域EA的截面積S。區(qū)域EAiQ=I~3的自然數(shù))的截面積Si為由施加了電壓Vi的電極流向熔融玻璃MG的電流的截面積。
[0125]區(qū)域EAi的截面積Si
[0126]=F(Vi)/ {F(V1) +F(V2) +F(V3) } X (WXD)...(2)
[0127]此處，如圖4(a)所示，W為熔解槽101的貯留熔融玻璃MG的、平行于流動方向F的槽長度，如圖4(b)所示，D為熔解槽101的熔融玻璃MG的深度。另外，F(xiàn)(V)為電壓V的函數(shù)，其為電壓越大則F(V)的值越大的函數(shù)。例如，F(xiàn)(V)為電壓V的I次函數(shù)、或者2次函數(shù)等。在圖4(a)，圖4(b)中，截面積S1、截面積S2、截面積S3均記為同等程度，但其隨著電SVpVyV3而變化。
[0128]此處，在上述式⑵中，可將F(V)簡單化，例如可為F(V) =V。這種情況下，對于截面積Si,根據(jù)每一對電極間所施加的電壓Vi的值相對于兩對以上電極間所施加的總電壓的合計值％+ν2+ν3的比例來設(shè)定截面積Si。
[0129]由此，熔融玻璃MG的電流所流經(jīng)的區(qū)域EAi的截面積Si根據(jù)電壓V1J2J3進行設(shè)定?？梢允褂盟蟪龅慕孛娣eSi通過上述式(I)求出各對電極114間熔融玻璃MG的比電阻P。
[0130]計算機118可基于通過上述方法求出的熔融玻璃MG的比電阻P來控制與各對電極114對應的各區(qū)域EAi的熔融玻璃MG中所產(chǎn)生的焦耳熱。
[0131](通電加熱的控制方法I)
[0132]圖5為計算機118基于熔融玻璃MG的比電阻P對于熔融玻璃MG中所產(chǎn)生的焦耳熱進行控制的工序的一例的說明圖。
[0133]圖5所示的采樣(STll)中，將電壓E的信息與流經(jīng)各電極114的計測電流的信息由控制單元116送至計算機118，電壓E是施加至圖4(a)、圖4(b)所示的與各對電極114對應的各區(qū)域EA的電極114間的熔融玻璃MG的電壓。計算機118將由送達的電流減去基于功率因數(shù)的無效電流和流經(jīng)熔解槽101壁的電流所得到的值作為流經(jīng)熔融玻璃MG的電流I求出。將由控制單元116送達的各區(qū)域EA的電壓E信息與所求的電流I的信息保存。在計算機118中，預先保存各區(qū)域EA中電極114間的距離L，W，D和后述的熔融玻璃MG比電阻的目標值。
[0134]圖5所示的比電阻的計算(ST12)中，計算機118基于所保存的各區(qū)域EA的電壓E、電流1、截面積S和距離L，W，D的信息以及上述的式⑴、式⑵計算出各區(qū)域EA中熔融玻璃MG的比電阻P。具體地說，按照式(2)計算出各截面積Si,使用該截面積Si按照式
(I)計算出比電阻P。
[0135]需要說明的是，可以預先計算出熔解槽101的熔融玻璃MG處于所期望的熔解狀態(tài)時各區(qū)域EAi的比電阻P，將該值作為比電阻P的目標值保存在計算機118中。在確定比電阻P的目標值的階段，例如可如現(xiàn)有那樣使用熱電偶等溫度測定手段來制作出熔融玻璃MG所期望的熔解狀態(tài)，在該狀態(tài)下如上所述利用計算機118計算出比電阻P。另外，也可預先采樣由熔融玻璃MG制造 出的玻璃基板，利用坩鍋等進行熔解，求出與目標粘度和溫度的熔解玻璃MG對應的比電阻，將其作為比電阻P的目標值。
[0136]在圖5所示的比電阻的比較(ST13)中，計算機118對各區(qū)域EAi的比電阻P的目標值與所計算出的各區(qū)域EAi的比電阻P進行比較。
[0137]在圖5所示的控制量確定(ST14)中，計算機118基于上述比電阻的比較(ST13)結(jié)果來確定送到控制單元116的控制量。
[0138]具體地說，在某一區(qū)域EAi中，在所計算出的比電阻P大于目標值或大于可容許范圍的情況下，計算機118下達指示，將該區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱減少特定量。
[0139]在某一區(qū)域EAi中，在所計算出的比電阻P與目標值相等或為可容許范圍內(nèi)的情況下，計算機118下達指示，維持該區(qū)域EA中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱。
[0140]在某一區(qū)域EAi中，在所計算出的比電阻P小于目標值或小于可容許范圍的情況下，計算機118下達指示，將該區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱增加特定量。
[0141]在圖5所示的焦耳熱的控制(ST15)中，控制單元116基于由計算機118送達的控制量的指示，對各區(qū)域EAi的熔融玻璃MG中所產(chǎn)生的焦耳熱進行控制。
[0142]具體地說，在控制單元116接受了減少某一區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱的指示的情況下，按照流經(jīng)與該區(qū)域EAi對應的一對電極114間的熔融玻璃MG的電流值為一定值(該值比原始值小規(guī)定值這種程度)的方式，對于流經(jīng)熔融玻璃MG所需的目標電流值進行設(shè)定。
[0143]在控制單元116接受了維持某一區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱的指示的情況下，將流經(jīng)與該區(qū)域EAi對應的一對電極114間的熔融玻璃MG中所流過的電流值或原始目標值設(shè)定為目標電流值。[0144]在控制單元116接受了增加某一區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱的指示的情況下，按照流經(jīng)與該區(qū)域EAi對應的一對電極114間的熔融玻璃MG的電流值為一定值(該值比原始值大規(guī)定值這種程度)的方式，對目標電流值進行設(shè)定。
[0145]控制單元116進一步按照將流經(jīng)熔融玻璃MG的電流值維持在目標電流值的方式對于施加至各對電極114間的熔融玻璃MG的電壓進行控制。
[0146]通過上述控制，可以不使用現(xiàn)有的熱電偶等溫度測定手段將各區(qū)域EAi中熔融玻璃MG的粘度和溫度維持在所期望的狀態(tài)，可將熔解槽101中熔融玻璃MG的對流和熔解的狀態(tài)維持在所期望的狀態(tài)。
[0147]如此，由于在兩對以上電極114中的每一對根據(jù)電壓分別設(shè)定電流所流經(jīng)的熔融玻璃MG的區(qū)域EAi的截面積Si,使用電流值與電壓值以及設(shè)定的熔融玻璃MG的截面積Si計算出每一區(qū)域EAi中熔融玻璃的比電阻P，因而可精度良好地計算出每一區(qū)域EA中的比電阻P。其結(jié)果，可使熔解槽101內(nèi)的熔融玻璃MG均質(zhì)化地對其進行通電加熱，進一步可有效地對熔融玻璃MG進行通電加熱。
[0148](通電加熱的控制方法2)
[0149]接下來，作為基于上述計算出的比電阻P對于各區(qū)域EA中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱進行控制的方法之一，對于由所計算出的各區(qū)域比電阻P進一步計算出各區(qū)域EAi中熔融玻璃MG的溫度的方法進行說明。
[0150]圖6為由計算出的比電阻P求出熔融玻璃MG的溫度、對各區(qū)域EAi中熔融玻璃所產(chǎn)生的焦耳熱進行控制的工序的說明圖。
[0151]在該方法中，首先，作為預備工序(ST21)，預先求出與熔解槽101中制作的熔融玻璃MG為相同成分的熔融玻璃的溫度與比電阻的關(guān)系，記錄在計算機118中。在求出熔融玻璃MG的溫度與比電阻的關(guān)系的階段，可以在熔解槽101中例如如現(xiàn)有技術(shù)那樣使用熱電偶等溫度測定手段測定熔融玻璃MG的溫度。而且可以如上所述通過利用計算機118計算出比電阻P來求出熔融玻璃MG的溫度與比電阻的關(guān)系。此外也可以預先采樣由熔解玻璃MG制造出的玻璃基板，利用坩鍋等將其熔解，測定此時熔融玻璃MG的溫度與比電阻，從而得到他們的相關(guān)關(guān)系。
[0152]熔融玻璃MG的溫度可以以比電阻P的函數(shù)的形式來表示，例如如G(P)這樣。即，熔融玻璃MG的比電阻P與熔融玻璃MG的溫度T (°C )具有如下述式(3)所表示的相關(guān)關(guān)系。
[0153]T(°C )=G(p )=a/(log(p )+b)-273.15...(3)
[0154]式(3)中，a和b為依賴于玻璃組成的常數(shù)。
[0155]通過預備工序(ST21)確定上述常數(shù)a和b的值。上述常數(shù)a和b的值與上述式
(3)一起被保存在計算機118中。另外，在預備工序(ST21)中，預先設(shè)定各區(qū)域EAi中熔融玻璃MG的目標溫度，將其值保存在計算機118中。例如，可預先計算出在熔解槽101中的熔融玻璃MG處于所期望的熔解狀態(tài)時各區(qū)域EAi的溫度T，將該值作為溫度T的目標溫度保存在計算機118中。在設(shè)定溫度T的目標溫度的階段，例如可如現(xiàn)有技術(shù)那樣使用熱電偶等溫度測定手段在熔融玻璃MG中制作出所期望的熔解狀態(tài)，在該狀態(tài)下如上所述利用計算機118計算出溫度T。
[0156]圖6所示的采樣(ST22)和比電阻的計算(ST23)與圖5所示的采樣(STll)和比電阻的計算(ST12)相同，因而省略說明。
[0157]在圖6所示的溫度的計算(ST24)中，計算機118基于所計算出的各區(qū)域EAi的比電阻P、預先保存的常數(shù)a和b、以及上述式(3)，計算出各區(qū)域EAi中熔融玻璃MG的溫度T。
[0158]在圖6所示的溫度的比較(ST25)中，計算機118對于所保存的各區(qū)域EAi的溫度T的目標值與計算出的各區(qū)域EAi的溫度T進行比較。
[0159]在圖6所示的控制量的確定(ST26)中，基于上述溫度比較(ST25)的結(jié)果來確定送達控制單元116的控制量。
[0160]具體地說，在某一區(qū)域EAi中，在所計算出的溫度T高于目標值或高于可容許范圍的情況下，計算機118下達指示，將該區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱減少特定量。[0161]在某一區(qū)域EAi中，在所計算出的溫度T與目標值相等或為可容許范圍內(nèi)的情況下，計算機118下達指示，維持該區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱。
[0162]在某一區(qū)域EAi中，在所計算出的溫度T低于目標值或低于可容許范圍的情況下，計算機118下達指示，將該區(qū)域EAi中熔融玻璃MG所產(chǎn)生的焦耳熱增加特定量。
[0163]圖6所示的焦耳熱的控制(ST27)與圖5所示的焦耳熱的控制(ST15)相同，因而省略說明。
[0164]通過上述控制，可以不使用現(xiàn)有的熱電偶等溫度測定裝置而使各區(qū)域EAi中熔融玻璃MG的粘度和溫度為所期望的狀態(tài)，可使熔解槽101中熔融玻璃MG的熔解狀態(tài)為所期望的狀態(tài)。
[0165]如此，在本實施方式中，在圖5所示的方法、圖6所示的方法中，均使用計測、計算出的比電阻P對于施加至熔融玻璃MG的焦耳熱進行控制。因此，為了精度良好地計算出比電阻P，在本實施方式中，根據(jù)施加至電極114的電壓，計算出電流所流經(jīng)的區(qū)域EAi的截面積Si,根據(jù)式(I)、式(2)計算出比電阻P。從而可精度良好地計算出比電阻P，因而可使熔融玻璃均質(zhì)化、可有效地對熔融玻璃MG進行通電加熱。
[0166]在本實施方式中，在熔解槽101中，在如后述圖7所示使熔融玻璃MG產(chǎn)生對流的同時取出熔融玻璃MG，此時不會產(chǎn)生波筋，不會從熔解槽102中流出異質(zhì)物質(zhì)(異質(zhì)素地)，從這方面考慮是優(yōu)選的。因此，優(yōu)選根據(jù)電極114的位置改變?nèi)廴诓ＡG中所產(chǎn)生的焦耳熱。如上所述，計算機118根據(jù)施加至電極114的電壓計算出電流所流經(jīng)的區(qū)域EAi的截面積Si,可精度良好地計算出比電阻P，因而可將熔融玻璃MG的溫度分布精度良好地調(diào)整為所期望的分布，該溫度分布使熔融玻璃MG產(chǎn)生圖7所示的對流。下面對熔解槽101內(nèi)熔融玻璃MG的對流進行說明。
[0167](熔解槽內(nèi)的熔融玻璃的對流)
[0168]如上所述控制熔融玻璃MG的通電加熱，以使得通過熔融玻璃MG的通電加熱1，2在熔解槽101中形成例如以下所示的熔融玻璃MG的對流。但是，熔融玻璃MG通電加熱的控制不僅可適用于使熔融玻璃MG產(chǎn)生圖7所示對流的形態(tài)，還可適用于使熔融玻璃MG產(chǎn)生圖7所示對流以外的對流的形態(tài)、或者不產(chǎn)生對流的形態(tài)。
[0169]圖7為對本實施方式中熔解槽101內(nèi)部的熔融玻璃的對流進行說明的圖。在本實施方式中，熔融玻璃MG從流出口 104a流向澄清工序，流出口 104a設(shè)置于熔解槽101的內(nèi)側(cè)側(cè)壁中向著第I方向的內(nèi)側(cè)側(cè)壁底部。此時對熔融玻璃MG進行加熱控制，以使得位于熔解槽101底部的熔融玻璃MG的溫度從原料投入側(cè)(圖7中的左側(cè))越向著流出口 104a側(cè)(圖7中的右側(cè))越上升。由此，在流出口 104a側(cè)，熔融玻璃MG從流出口 104a流向作為下游工序的澄清工序、同時熔融玻璃MG產(chǎn)生對流。即，未從流出口 104a流出的熔融玻璃MG的一部分沿著熔解槽101的側(cè)壁向著液面IOlc上升，上升到液面IOlc的熔融玻璃MG的一部分沿著液面IOlc流向原料投入側(cè)的熔解槽101的側(cè)壁，沿著原料投入側(cè)的熔解槽101的側(cè)壁從液面IOlc下降，再沿著底面從原料投入側(cè)流向排出口 104a側(cè)。
[0170]使其產(chǎn)生這樣的循環(huán)對流的理由如下。即，在二氧化硅濃度高的難熔性玻璃中，在玻璃原料的分解、熔解時，熱分解溫度低的堿土金屬成分比周圍的熔融玻璃先熔化，容易生成難熔性二氧化硅成分的濃度高的異質(zhì)物質(zhì)(異質(zhì)素地)120。如果所生成的異質(zhì)物質(zhì)120由于某些理由漂到熔解槽流出口側(cè)的側(cè)壁并下沉，流到下游工序，則二氧化硅濃度高于周圍的熔融玻璃、粘度高，因而變成波筋。
[0171]但是，在熔解槽101中，由于如圖7所示熔融玻璃MG形成了對流，因而異質(zhì)物質(zhì)120不會漂到流出口 104a側(cè)的側(cè)壁附近。進一步地，在流出口 104a側(cè)的側(cè)壁，熔融玻璃MG流是從底面向液面流動的，因而也無異質(zhì)物質(zhì)沉入。
[0172]在熔解槽101中，為了形成圖7所示箭頭所示的對流，可以對供給至電極114的電力進行控制，使得流經(jīng)熔解槽101底部的熔融玻璃MG的溫度在圖7中從原料投入側(cè)向著流出口 104a側(cè)慢慢地變高，在圖7所示的示例中溫度T1〈溫度T2〈溫度T3,同時使得溫度T3(最高溫度)高于原料投入位置處熔融玻璃MG的表層溫度T4。溫度T1為圖7中設(shè)于原料投入側(cè)的一對電極114的位置的熔融玻璃MG的溫度，溫度T2為3對電極114之中位于正中的一對電極114的位置的熔融玻璃MG的溫度，溫度T3為3對電極114之中位于流出口側(cè)的一對電極114的位置的熔融玻璃MG的`溫度。使用計算機118進行上述那樣的熔融玻璃MG的通電加熱控制，以使其形成這樣的溫度分布。
[0173](玻璃組成)
[0174]關(guān)于本實施方式中所用的玻璃組成，可以由招娃酸鹽玻璃構(gòu)成、含有55質(zhì)量％以上的SiO2 ( 二氧化硅)。與以往相比，適用于具有該玻璃組成的鋁硅酸鹽玻璃的本實施方式制造方法可更有效抑制玻璃組成的不均。進一步可以含有60質(zhì)量％以上的SiO2，進一步也可含有65質(zhì)量％以上的Si02。即使玻璃組成含有55質(zhì)量％Si02并且容易產(chǎn)生富含二氧化硅的異質(zhì)物質(zhì)120，熔融玻璃MG液面IOlc的對流也可防`止富含二氧化硅的異質(zhì)物質(zhì)120漂到流出口 104a側(cè)的側(cè)壁，并且在流出口 104a側(cè)的側(cè)壁，玻璃流是從下部(底面)側(cè)流向基準面(液面)側(cè)的，因而可以防止富含二氧化硅的異質(zhì)物質(zhì)120從流出口 104a流出。SiO2在玻璃組成中的含量上限例如為70質(zhì)量％。
[0175]并且可以含有兩者合計為70質(zhì)量％以上的SiO2與Al2O3,與以往相比，適用于具有該玻璃組成的鋁硅酸鹽玻璃的本實施方式制造方法可更有效抑制玻璃組成的不均。進一步地，可以含有兩者合計為75質(zhì)量％以上的SiO2與A1203。
[0176]即使玻璃組成含有合計為70質(zhì)量％以上的SiO2與Al2O3并且容易產(chǎn)生富含二氧化硅的異質(zhì)物質(zhì)120，熔融玻璃MG的液面IOlc的對流也可防止富含二氧化硅的異質(zhì)物質(zhì)120漂到流出口 104a側(cè)的側(cè)壁。并且，在流出口 104a側(cè)的側(cè)壁，熔融玻璃MG流從底部(底面)側(cè)流向料坯表面(素地面)(液面)側(cè)，因而可以防止富含二氧化硅的異質(zhì)物質(zhì)120從流出口 104a流出。SiO2與Al2O3合計含量的上限例如為85質(zhì)量％。
[0177]玻璃基板的玻璃組成例舉如下，例如:
[0178]以下所示組成的含量表示為質(zhì)量％。
[0179]優(yōu)選為含有下述成分的無堿玻璃:
[0180]SiO2:50 ~70%、
[0181]Al2O3:0 ~25%、
[0182]B2O3:1 ~15%、
[0183]MgO:0 ~10%、
[0184]CaO:0 ~20%、
[0185]SrO:0 ~20%、
[0186]BaO:0 ~10%、
[0187]RO:5~30%(其中，R選自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一種，為玻璃基板所含有的成分)。
[0188]需要說明的是,本實施 方式中為無堿玻璃，但玻璃基板也可以為含有微量堿金屬的微量含堿玻璃。在含有堿金屬的情況下，優(yōu)選所含有的R’ 20的合計為0.10%以上0.5%以下、優(yōu)選為0.20%以上0.5%以下(其中，R’為選自L1、Na和K中的至少一種，為玻璃基板所含有的成分)。R’ 20的合計當然也可以低于0.10%。
[0189]在應用本實施方式玻璃基板的制造方法的情況下，玻璃組合物中除上述各成分外還可含有以質(zhì)量％表示為0.0I~1% (優(yōu)選0.01%~0.5%)的SnO2、O~0.2% (優(yōu)選0.01%~
0.08%)的Fe2O3作為澄清劑。從降低環(huán)境負荷的方面考慮，也可以調(diào)制玻璃原料使之實質(zhì)上不含有As2O3' Sb2O3和PbO0
[0190]在為了在玻璃基板上形成p-Si (低溫多晶硅)*TFT或氧化物半導體而使用應變點高的玻璃的情況下，例如在使用應變點為655 V以上的熔融玻璃的情況下，作為玻璃組成，例如玻璃基板可示例出含有下述成分的組成(以質(zhì)量％表示)。
[0191]優(yōu)選為下述的無堿玻璃或后述的微量含堿玻璃，其含有:
[0192]SiO2 52 ~78%、
[0193]Al2O3 3 ~25%、
[0194]B2O3 3 ~15%、
[0195]R0(其中，R選自Mg、Ca、Sr和Ba，為玻璃板所含有的全部成分中的至少一種)3~20%,
[0196]質(zhì)量比(Si02+Al203)/B203處于7~20的范圍。
[0197]進而，為了進一步提高應變點，質(zhì)量比(Si02+Al203)/R0優(yōu)選為7.5以上。進一步地，為了提高應變點，優(yōu)選β-OH值為0.1mm1~0.3mm1。進一步地，為了實現(xiàn)高應變點同時防止液相粘度的降低，優(yōu)選Ca0/R0為0.65以上。
[0198]進一步地，作為應變點更高的玻璃，在使用應變點為680°C以上的熔融玻璃的情況下，作為玻璃組成，以質(zhì)量％表 示，可示例出含有下述成分的組成。[0199]SiO2 55 ~70%、
[0200]Al2O3 15 ~25%、
[0201]B2O3 O ~10%、
[0202]MgO O ~5%
[0203]CaO O ~10%
[0204]SrO O ~5%
[0205]BaO O ~15%
[0206]其中含有10~20%的R0(R選自Mg、Ca，Sr及Ba，為玻璃板所含有的全部成分中的至少I種)。
[0207]另外，為了使應變點為690°C以上，可以采用如下方案=SiO2的含量為60%質(zhì)量％以上，同時SiO2與Al2O3合計量為80質(zhì)量％以上。另外，為了使溶解溫度(粘度為102.5泊時的溶融玻璃溫度)為1680°C以下、優(yōu)選為1650°C以下，可以僅含有小于1.0%的范圍的選自L1、Na及K中的至少I種堿金屬成分。
[0208]進一步地，除上述成分外，在本實施方式的玻璃基板中所用的玻璃中，為了對玻璃進行各種物理、熔融、澄清和成形特性的調(diào)節(jié)，也可以含有各種其它氧化物。作為這樣的其它氧化物的示例，可以舉出下述物質(zhì)，但并不限于下述物質(zhì):Ti02、MnO> ZnO> Nb205、MoO3>Ta2O5、WO3、Y2O3 和 La2O3。
[0209]本實施方式的制造方法可有效應用于液晶顯示裝置用玻璃基板中。對于液晶顯示裝置用玻璃基板來說，如上所述，優(yōu)選在玻璃組成中不含有堿金屬成分(L1、Na和K)、或者即使含有也為微量。但是，在不含有堿金屬成分(L1、Na和K)、或者即使含有也為微量的情況下，熔融玻璃MG的高溫粘性增高。在本實施方式中，即使在為了提高高溫粘性高的熔融玻璃MG的粘性而使溫度為高溫的情況下，也可精度良好地計算出熔融玻璃MG的比電阻P，因而可有效地向電極114供給電力，可使熔融玻璃MG有效地產(chǎn)生焦耳熱。
[0210]進一步地，對于形成有p-Si (低溫多晶硅)TFT或氧化物半導體的玻璃基板，從減小熱收縮率的方面考慮，適于使用應變點例如為655°C以上的玻璃(熔融玻璃MG)。在應變點為655°C以上的熔融玻璃的情況下，熔融玻璃MG的熔融性低。因此，可將熔解槽101中熔融玻璃MG的溫度設(shè)定得更進一步高于以往。但是，即使在這種情況下，也可高精度地計算出熔解槽中熔融玻璃的比電阻，因而可均質(zhì)化地對熔解槽內(nèi)的熔融玻璃進行通電加熱，進一步可有效地對熔融玻璃進行通電加熱。
[0211]另外，在本實施方式中，從降低環(huán)境負荷的方面考慮，使用SnO2作為澄清劑，為了有效發(fā)揮出SnO2的澄清作用，優(yōu)選精度良好地將熔融玻璃MG的溫度調(diào)整為高溫。在本實施方式中，由于可精度良好地計算出熔融玻璃MG的比電阻P，因而可有效地向電極114供給電力。
[0212]為了確認本實施方式的效果，進行了下述實驗。
[0213](實施例)
[0214]使用圖3所示的熔解槽101，利用圖6所示的制造方法，根據(jù)施加在電極114的電壓精度良好地計算出比電阻，控制熔融玻璃中產(chǎn)生的焦耳熱來制造玻璃基板。確定玻璃組成，以使玻璃的應變點超過690°C。玻璃組成為如下組成(以玻璃基板的質(zhì)量％表示):
[0215]SiO2 64.3%,[0216]B2O3 1.5%、
[0217]Al2O3 17.3%,
[0218]MgO 2.3%、
[0219]CaO 4.7%、
[0220]SrO 2.6%、
[0221]BaO 7.3%。
[0222](比較例)
[0223]另外，作為比較例，與實施例同樣地使用圖3所示的熔解槽101，但使用不計算出電流所流經(jīng)區(qū)域的截面積而計算出比電阻的方式。玻璃組成與實施例中為相同組成。此外，在其它工序中，與實施例同樣地制造出玻璃基板。
[0224]在實施例及比較 例中，得到了尺寸為1850mmX 1500mm、厚度為0.4mm的玻璃板(下文中也稱為實施例玻璃、比較例玻璃)，對玻璃基板中的波筋、氣泡進行評價。
[0225]對于比較例玻璃，確認到了表面凹凸，該表面凹凸可認為是由于不均質(zhì)玻璃從熔解槽101中流出而產(chǎn)生的。另一方面，實施例玻璃的平坦度極高，未確認到在高精細顯示中成為問題的表面凹凸。另外，在實施例玻璃和比較例玻璃的表面凹凸評價中使用東京精密社制造的表面粗糙度測定儀(SURFC0M1400-D)，對實施例玻璃及比較例玻璃各自的表面粗糙的峰高度進行測定，接下來將測定出的峰高度與基準值進行比較，從而對表面凹凸進行評價。
[0226]另外，對于所制造出的玻璃基板中含有的氣泡個數(shù)進行評價。關(guān)于比較例玻璃，數(shù)值換算為玻璃1kg，每Ikg中存在有0.2個以上的氣泡。與此相對，在實施例玻璃中，每Ikg中小于0.1個。本實施例中確認到，即使為使用了高粘性玻璃的高精細顯示用途的玻璃，也可消除在顯示品質(zhì)中成為問題的氣泡殘存問題。
[0227]上面對本發(fā)明玻璃基板的制造方法進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，不消說，可以在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種改良及變形。
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃基板的制造方法，其中，該方法包括將玻璃原料熔解來生成熔融玻璃的熔解工序， 所述熔解工序包括下述工序: 產(chǎn)生焦耳熱的工序，在該工序中，對位于兩對以上電極彼此之間的熔融玻璃，在每一對所述電極間施加電壓，由此使電流流通產(chǎn)生焦耳熱； 計算比電阻的工序，在該工序中，針對所述兩對以上電極中的每一對分別測定流過熔融玻璃的電流值，同時針對所述兩對以上電極中的每一對根據(jù)所述電壓值分別設(shè)定所測定出的所述電流流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積，使用所述電流值、所述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的所述截面積，針對所述每一區(qū)域計算出所述熔融玻璃的比電阻；以及 控制所述焦耳熱的工序，在該工序中，基于所述計算出的比電阻，針對所述兩對以上電極中的每一對分別控制所述焦耳熱。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其中，根據(jù)所述每一對電極間所施加的所述電壓值相對于兩對以上電極間所施加的總電壓的合計值的比例，設(shè)定所述截面積。
3.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其中， 所述熔解工序具有預備工序，該預備工序為得到所述熔融玻璃的溫度與所述熔融玻璃的比電阻的相關(guān)關(guān)系的工序； 所述控制焦耳熱的工序包括下述工序: 基于所述相關(guān)關(guān)系與所述計算出的比電阻來計算出所述熔融玻璃的溫度的工序；以及 對所述計算出的溫度與預先設(shè)定于所述熔融玻璃的目標溫度進行比較，基于該比較結(jié)果對于所述熔融玻璃中產(chǎn)生的`焦耳熱進行控制的工序。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃基板的制造方法，其中，所述控制焦耳熱的工序包括下述工序: 目標電流值設(shè)定工序，在該工序中，對于在所述熔融玻璃中產(chǎn)生焦耳熱所需的目標電流值進行設(shè)定，以使所述計算出的溫度維持在所述目標溫度；以及 目標電流值維持工序，在該工序中，對所述電壓進行控制，以使所述電流維持在所述目標電流值。
5.如權(quán)利要求3或4所述的玻璃基板的制造方法，其中，在所述預備工序中，設(shè)所述溫度為T、所述比電阻為P，求出用于表示所述相關(guān)關(guān)系的式:T(°C)=a/(log(p)+b)-273.15中的常數(shù)a和b，在計算出所述溫度的工序中，將所述比電阻P代入到所述式中，計算出所述溫度T。
6.如權(quán)利要求1~5的任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中，在所述計算出比電阻的工序中，設(shè)所述電流值為1、所述電壓為E、所述電流流經(jīng)的所述熔融玻璃的所述區(qū)域的截面積為S、所述一對電極間的距離為L、所述比電阻為P，基于表示它們的關(guān)系的式:P=E/IXS/L，計算出所述比電阻P。
7.如權(quán)利要求1~6的任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中，所述玻璃基板為平板顯示用的玻璃基板。
8.如權(quán)利要求1~7的任一項所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述玻璃基板為無堿玻璃或微量含堿玻璃。
9.如權(quán)利要求1~8的任一項所述的玻璃基板的制造方法，其中，所述熔融玻璃的應變點為655°C以上。
10.一種玻璃基板制造裝置，其為具有用于生成熔融玻璃的熔解槽的玻璃基板制造裝置，其特征在于， 該裝置包括將所投入的玻璃原料熔解來制作熔融玻璃的熔解裝置； 所述熔解裝置具有: 兩對以上的電極，該兩對以上的電極被設(shè)于所述熔解槽的與熔融玻璃相接的壁面，并且與熔融玻璃相接； 控制單元，該控制單元在所述兩對以上電極間的每對電極之間施加電壓，對于使電流在所述熔融玻璃中流動并產(chǎn)生焦耳熱的電力進行控制；以及 演算單元，該演算單元針對所述兩對以上電極中的每一對分別獲取流過熔融玻璃的電流值與所述電壓值的信息，同時針對所述兩對以上電極中的每一對根據(jù)所述電壓值分別設(shè)定所述電流流經(jīng)的熔融玻璃區(qū)域的截面積，使用所述電流值、所述電壓值以及所設(shè)定的熔融玻璃的所述截面積計算出所述熔融玻璃的比電阻，基于所述計算出的比電阻來確定所述焦耳熱的控制量。`
【文檔編號】C03B17/06GK103508657SQ201310072562
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】比田井忠和 申請人:安瀚視特控股株式會社