熔融玻璃處理裝置及玻璃基板的制造裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種熔融玻璃處理裝置及玻璃基板的制造裝置，在玻璃基板的制造過程中使用的利用鉑或鉑合金而制成的熔融玻璃處理裝置中抑制已汽化的鉑或鉑合金等的揮發(fā)物凝集。將熔融玻璃導(dǎo)到成形裝置時，使用一種熔融玻璃處理裝置將熔融玻璃導(dǎo)到成形裝置，該熔融玻璃處理裝置包括:液相空間，包含熔融玻璃；氣相空間，位于所述熔融玻璃的液面上方；及內(nèi)壁，形成所述液相空間及所述氣相空間，且所述氣相空間的至少一部分由含有鉑族金屬的材料構(gòu)成；以所述氣相空間中所含有的鉑族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域的方式，在所述氣相空間中形成氣流。
【專利說明】熔融玻璃處理裝置及玻璃基板的制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種通過將使玻璃原料熔融而生成的熔融玻璃成形來制造玻璃基板的玻璃基板的制造裝置及玻璃基板的制造裝置中使用的熔融玻璃處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃基板一般地經(jīng)過利用玻璃原料生成熔融玻璃之后將熔融玻璃成形為玻璃基板的步驟而制造。
[0003]但是，為了利用高溫的熔融玻璃批量生產(chǎn)高品位的玻璃基板，期望考慮成為玻璃基板的缺陷的主要原因的雜質(zhì)等不從制造玻璃基板的任一裝置混入至熔融玻璃。因此，在玻璃基板的制造過程中與熔融玻璃接觸的構(gòu)件的內(nèi)壁必須根據(jù)與該構(gòu)件接觸的熔融玻璃的溫度、所要求的玻璃基板的品質(zhì)等而由恰當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)成。例如，已知構(gòu)成所述澄清管的管的材料通常使用鉬族金屬或鉬族金屬中所包含的多種金屬的合金(以下簡稱為鉬或鉬合金等)(專利文獻I)。鉬或鉬合金等雖然價格較高但熔點高且對于熔融玻璃的耐蝕性也優(yōu)異，所以，適合用于澄清管或攪拌槽。
[0004][【背景技術(shù)】文獻]
[0005][專利文獻]
[0006][專利文獻I]日本專利特表2006-522001號公報實用新型內(nèi)容
[0007][實用新型所要解決的問題]
[0008]但是，鉬或鉬合金有在高溫化時會揮發(fā)的問題。而且，有該鉬或鉬合金等的揮發(fā)物在包圍氣相空間的壁面凝集所獲得的結(jié)晶(鉬雜質(zhì)或鉬合金雜質(zhì))的一部分作為微粒子混入至熔融玻璃中而導(dǎo)致玻璃基板的品質(zhì)下降的擔(dān)憂。
[0009]來源于所述鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集物的微粒子混入至熔融玻璃的問題在隨著近年來的高精細化而品質(zhì)要求越來越嚴格的以液晶顯示器為代表的平板顯示器(FPD，F(xiàn)latPanelDisplay)用玻璃基板中更大。
[0010]因此，本實用新型的目的在于鑒于以上方面提供一種可在玻璃基板的制造過程中使用的至少一部分由包含鉬族金屬的材料構(gòu)成的裝置中抑制已汽化的鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的玻璃基板的制造裝置及玻璃基板的制造裝置中使用的熔融玻璃處理裝置。
[0011][解決問題的技術(shù)手段]
[0012]本實用新型的一形態(tài)是對熔融玻璃進行處理的熔融玻璃處理裝置。該熔融玻璃處理裝置是
[0013][I]:
[0014]一種熔融玻璃處理裝置，包含:
[0015]內(nèi)壁，至少一部分由包含鉬族金屬的材料構(gòu)成；
[0016]液相空間，包含熔融玻璃；[0017]氣相空間，由所述熔融玻璃的液面與所述內(nèi)壁所形成；及
[0018]氣流形成裝置，在所述氣相空間內(nèi)，以所述氣相空間中所含有的鉬族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域的方式形成氣流。
[0019]作為所述[I]記載的熔融玻璃處理裝置的優(yōu)選的方式，列舉下述[2]?[13]。
[0020][2]:
[0021]根據(jù)所述[I]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣流是從與所述氣相空間接觸的所述內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向溫度較高的部分流動的氣流。
[0022][3]:根據(jù)所述[I]或[2]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣流形成裝置是控制所述氣相空間內(nèi)的壓力而形成氣流的壓力控制裝置。
[0023][4]:根據(jù)所述[3]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述壓力控制裝置包含將氣體導(dǎo)入到所述氣相空間內(nèi)的氣體導(dǎo)入口。
[0024][5]:根據(jù)所述[4]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣體導(dǎo)入口是設(shè)置在與所述氣相空間接觸的所述熔融玻璃處理裝置的內(nèi)壁中溫度比周圍的溫度低的部分。
[0025][6]:根據(jù)所述[I]或[2]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣流控制裝置包含以與所述氣相空間連接且抽吸所述氣相空間內(nèi)的氣體的方式設(shè)置的抽吸裝置。
[0026][7]:根據(jù)所述[I]或[2]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述處理裝置是進行所述熔融玻璃的澄清并使通過所述澄清而產(chǎn)生的氣體通過通氣管排出到大氣中的澄清槽，所述氣流是朝向所述通氣管的流體。
[0027][8]:根據(jù)所述[7]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述澄清槽包含長條狀的澄清管，在所述澄清管設(shè)置著包圍所述澄清管的長度方向的一部分的外周的凸緣，
[0028]所述氣體導(dǎo)入口是設(shè)置在所述澄清管的設(shè)有所述凸緣的部分。
[0029][9]:根據(jù)所述[8]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述凸緣是以包圍所述澄清管的長度方向的至少2處位置的外周的方式設(shè)置至少2個，
[0030]所述通氣管是在所述長度方向的所述至少2處之間設(shè)置至少I個，
[0031]所述惰性氣體是從所述至少2處導(dǎo)入到所述氣相空間內(nèi)制造朝向相互對向的方向流動的氣流，并從所述至少I個通氣管排出。
[0032][10]:根據(jù)所述[9]所述的熔融玻璃處理裝置，其中設(shè)置在所述至少2處的所述凸緣中的至少I個是設(shè)置在所述澄清管的端部。
[0033][11]:根據(jù)所述[7]所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述澄清槽是通過利用所述澄清槽的通電而所述澄清槽發(fā)熱來調(diào)整所述熔融玻璃的溫度。
[0034][12]:根據(jù)所述[7]所述的熔融玻璃的處理裝置，其中所述澄清槽包含長條狀的澄清管，在所述澄清管設(shè)置著包圍所述澄清管的長度方向的一部分的位置的外周的凸緣，
[0035]該裝置還包含通過使電流從所述凸緣流動到所述澄清管而使所述澄清管發(fā)熱來調(diào)整所述熔融玻璃的溫度的電力供給源。
[0036][13]:根據(jù)所述[12]所述的熔融玻璃的處理裝置，其中所述凸緣是設(shè)置在所述澄清管的端部。
[0037]而且，本實用新型的另一形態(tài)是
[0038][14]: 一種玻璃基板的制造裝置，其特征在于生成熔融玻璃，且包含
[0039]熔解裝置，將玻璃原料熔解而制造熔融玻璃；[0040]成形裝置，成形所述熔融玻璃而制成平板玻璃；及
[0041]熔融玻璃的供給裝置，將所述熔融玻璃導(dǎo)到所述成形裝置；
[0042]所述供給裝置包含:
[0043]液相空間，包含熔融玻璃；
[0044]氣相空間，位于從所述熔融玻璃的液面起的上方；
[0045]內(nèi)壁，包圍所述氣相空間；及
[0046]氣體導(dǎo)入口，以在所述氣相空間內(nèi)從與所述氣相空間接觸的所述內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向所述內(nèi)壁的溫度較高的部分產(chǎn)生氣流的方式，將相對于所述熔融玻璃及所述內(nèi)壁為惰性氣體的氣體導(dǎo)入到所述氣相空間內(nèi)。
[0047]而且，本實用新型的又一形態(tài)是
[0048][15]: 一種玻璃基板的制造裝置，其特征在于生成熔融玻璃，且包含:
[0049]熔解裝置，將玻璃原料熔解而制造熔融玻璃；
[0050]成形裝置，成形所述熔融玻璃而制成平板玻璃；及
[0051]根據(jù)所述[I]至[13]中任一項所述的熔融玻璃處理裝置，設(shè)置在所述熔解裝置與所述成形裝置之間，用于對所述熔融玻璃進行處理。
[0052][實用新型的效果]`
[0053]根據(jù)所述形態(tài)的玻璃基板的制造裝置及熔融玻璃處理裝置，可以抑制已汽化的鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]圖1是表示本實施方式的玻璃基板的制造方法的步驟的一例的圖。
[0055]圖2是示意性地表示進行本實施方式中的熔解步驟~切斷步驟的裝置的一例的圖。
[0056]圖3(a)是對本實施方式的澄清槽進行說明的立體圖，圖3(b)是對本實施方式的澄清管內(nèi)部的氣體流動的一例進行說明的圖，圖3(c)是對澄清管內(nèi)部的氣體流動的另一例進行說明的圖。
[0057]圖4是表示本實施方式的澄清管內(nèi)壁的長度方向溫度分布的一例的圖。
[0058][符號的說明]
[0059]100 熔融玻璃生成裝置
[0060]101 熔解槽
[0061]IOld螺旋進料器
[0062]102 澄清槽
[0063]102a 澄清管
[0064]102b 通氣管
[0065]102c、102d 電極板
[0066]102e、102f 凸緣
[0067]102g交流電源
[0068]102h、102i 氣體導(dǎo)入管
[0069]102 j\ 102k 氣體導(dǎo)入口[0070]103攪拌槽
[0071]103a攪拌器
[0072]104、105、106玻璃供給管
[0073]200成形裝置
[0074]210成形體
[0075]300切斷裝置
【具體實施方式】
[0076]以下，對本實施方式的玻璃基板的制造裝置及熔融玻璃處理裝置進行說明。圖1是表示本實用新型的玻璃基板制造方法的步驟的一例的圖。
[0077]以下說明的鉬或鉬合金等是鉬族金屬，包括鉬、釕、銠、鈀、鋨、銥及這些金屬的合金。
[0078]玻璃基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)、成形步驟(ST4)、緩冷步驟(ST5)及切斷步驟(ST6)。除此以外，還包括研削步驟、研磨步驟、清洗步驟、檢查步驟、捆包步驟等，捆包步驟中層疊的多個玻璃基板被搬送給訂貨方的商家。
[0079]熔解步驟(STl)是在熔解槽中進行。在熔解步驟中，向熔解槽中所儲存的熔融玻璃的液面投入玻璃原料，由此制造熔融玻璃。另外，優(yōu)選在玻璃原料中添加澄清劑。關(guān)于澄清劑，從降低環(huán)境負荷的方面`來說，適合使用氧化錫。
[0080]澄清步驟(ST2)是在澄清槽的由鉬或鉬合金等構(gòu)成的澄清管的內(nèi)部進行。在澄清步驟中，澄清槽的管內(nèi)的熔融玻璃升溫。在該過程中，澄清劑成為通過還原反應(yīng)釋放氧之后作為還原劑發(fā)揮作用的物質(zhì)。熔融玻璃中所含有的包含o2、co2或SO2的氣泡吸收通過澄清劑的還原反應(yīng)所產(chǎn)生的O2而增大，上浮至熔融玻璃的液面破裂而消失。氣泡中所包含的氣體是通過設(shè)置在澄清槽的氣相空間而釋放到外部氣體中。
[0081]然后，在澄清步驟中，使熔融玻璃的溫度下降。在該過程中，通過澄清劑的還原反應(yīng)所獲得的還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)。由此，殘留在熔融玻璃的氣泡中的O2等氣體成分重新被吸收到熔融玻璃中，而氣泡消失。
[0082]在均質(zhì)化步驟(ST3)中，使用攪拌器對通過從澄清槽延伸的配管而供給的攪拌槽內(nèi)的熔融玻璃進行攪拌，由此，進行玻璃成分的均質(zhì)化。
[0083]在成形裝置中進行成形步驟(ST4)及緩冷步驟(ST5)。
[0084]在成形步驟(ST4)中，將熔融玻璃成形為平板玻璃，制造平板玻璃的流體。成形可以使用溢流下拉法或浮式法。在下述的本實施方式中，列舉使用溢流下拉法的例子進行說明。
[0085]在緩冷步驟(ST5)中，以成形后流動的平板玻璃成為所期望的厚度且不產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)變、進而不產(chǎn)生翹曲的方式進行冷卻。
[0086]在切斷步驟(ST6)中，在切斷裝置中將從成形裝置供給的平板玻璃切斷成規(guī)定的長度，由此，獲得板狀的玻璃板。將切斷后的玻璃板進一步切斷成規(guī)定的尺寸，制造目標尺寸的玻璃基板。
[0087]在本實施方式的玻璃基板的制造方法中，在澄清步驟~均質(zhì)化步驟中使用的裝置中實施以下方法。
[0088]S卩，在將玻璃原料熔解而生成熔融玻璃的熔解步驟后且將熔融玻璃成形為平板玻璃之前，使其通過用于對熔融玻璃進行處理的熔融玻璃處理裝置。該處理裝置包括包含鉬或鉬合金等的金屬制的管或槽。此時，熔融玻璃處理裝置是包含含有熔融玻璃的液相及位于從熔融玻璃的液面起的上方的氣相空間且氣相空間的至少一部分由包含鉬族金屬的材料構(gòu)成的裝置。在該熔融玻璃處理裝置的氣相空間中，以氣相空間中所含有的鉬族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域的方式形成氣流。優(yōu)選從與氣相空間接觸的熔融玻璃處理裝置的內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向內(nèi)壁的溫度較高的部分形成氣流。此時，優(yōu)選將氣體導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)而形成氣流。而且,通過作為氣體而將惰性氣體導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)，也可以在氣相空間內(nèi)抑制氣相空間中已汽化的鉬或鉬合金等的揮發(fā)物凝集。該方面在下文進行敘述。
[0089]如所述般的熔融玻璃處理裝置被應(yīng)用于澄清步驟至均質(zhì)化步驟之間的步驟中使用的裝置。例如，被應(yīng)用于進行澄清步驟的澄清槽及進行均質(zhì)化步驟的攪拌槽。以下，代表性地以應(yīng)用于澄清槽的方式進行說明。
[0090]圖2是示意性地表示進行本實施方式中的熔解步驟(STl)?切斷步驟(ST6)的裝置的一例的圖。如圖2所示，該裝置主要包含熔融玻璃生成裝置100、成形裝置200及切斷裝置300。熔融玻璃生成裝置100包含熔解槽101、澄清槽102、攪拌槽103、及玻璃供給管104、105、106。
[0091]圖2所示的例子的熔解槽(熔解裝置)101是將玻璃原料熔解而制造熔融玻璃。澄清槽102包括包含鉬或鉬合金等的澄清管102a (參照圖3)。在澄清管102a中，至少進行消泡處理，該消泡處理是在以熔融玻璃MG具有液面的方式形成有氣相空間的狀態(tài)下使熔融玻璃MG通過的期間，使電流在設(shè)置在澄清槽102的一對電極板間流動而將澄清管102a通電加熱，使熔融玻璃MG向氣相空間中釋放氣泡。攪拌槽103是利用攪拌器103a對熔融玻璃MG進行攪拌而使其均質(zhì)化。
[0092]成形裝置200是包含成形體210，利用使用成形體210的溢流下拉法將在澄清槽200、攪拌槽103中處理過的熔融玻璃MG成形而制成平板玻璃SG。此外，在成形裝置200中，以平板玻璃SG不產(chǎn)生板厚偏差、應(yīng)變及翹曲的方式使平板玻璃SG緩冷。
[0093]切斷裝置300是將緩冷后的平板玻璃SG切斷而制成玻璃基板。
[0094](澄清步驟及澄清槽)
[0095]圖3(a)是主要表示進行澄清步驟的裝置構(gòu)成的圖。
[0096]澄清步驟包括消泡處理與吸收處理。在以下的說明中，以使用氧化錫作為澄清劑的例子進行說明。氧化錫與以往一般使用的亞砷酸相比澄清功能低，但因環(huán)境負荷低的方面可適合用作澄清劑。但是，因氧化錫的澄清功能比亞砷酸低，所以，使用氧化錫的情況下，必須使熔融玻璃MG的澄清步驟時的熔融玻璃MG的溫度比以往高。在此情況下，例如澄清步驟中的熔融玻璃的溫度的最高溫度例如為1630°C?1720°C，優(yōu)選1670°C?1710°C。
[0097]在熔解槽101中進行熔解后的熔融玻璃MG是利用玻璃供給管104(參照圖2)導(dǎo)入到澄清槽102。
[0098]如圖3(a)所示，澄清槽102包括包含鉬或鉬合金等的長條狀的澄清管102a，且包含設(shè)置在澄清管102a的頂部的通氣管102b、電極板102c、102d、凸緣102e、102f、及氣體導(dǎo)入管 102h、102i。
[0099]具體來說，澄清槽102的澄清管102a包含含有熔融玻璃的液相及由該熔融玻璃的液面與澄清槽102a的內(nèi)壁所形成的氣相空間。包圍氣相空間的澄清槽102的內(nèi)壁的至少一部分是由鉬或鉬合金等材料構(gòu)成。在澄清管102a的氣相空間中，以氣相空間中所含有的鉬族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域的方式形成氣流。優(yōu)選以從與氣相空間接觸的澄清管102a的內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向內(nèi)壁的溫度較高的部分產(chǎn)生氣流的方式形成氣流。氣流優(yōu)選使用氣流形成裝置而產(chǎn)生。作為氣流形成裝置，優(yōu)選使用控制氣相空間內(nèi)的壓力的壓力控制裝置。通過在氣相空間內(nèi)形成壓力差，可以從壓力較高的區(qū)域朝向壓力較低的區(qū)域產(chǎn)生氣流。作為壓力控制裝置，列舉向氣相空間中導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入管或?qū)庀嗫臻g進行抽吸的抽吸裝置等。
[0100]澄清槽102優(yōu)選包含將氣體導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)的氣體導(dǎo)入管102h、102i。氣體優(yōu)選使用相對于熔融玻璃及鉬或鉬合金等為惰性氣體、例如氮氣或氮氣、氦氣、氖氣等稀有氣體或這些氣體的混合氣體。氣體導(dǎo)入管102h、102i連接于設(shè)置在澄清管102a的內(nèi)壁的氣體導(dǎo)入口 102j、102k。因此，如圖3(b)所示，惰性氣體通過氣體導(dǎo)入口 102j、102k導(dǎo)入到氣相空間中。圖3(b)是對澄清管102a的內(nèi)部的氣體的流動進行說明的圖。
[0101]來自氣體導(dǎo)入管102h、102i的惰性氣體的導(dǎo)入是在本實施方式中，從如氣體導(dǎo)入口 102j、102k般的噴嘴導(dǎo)入，但并不一定限制于噴嘴，也可以利用公知的方法導(dǎo)入惰性氣體。所導(dǎo)入的惰性氣體優(yōu)選預(yù)先加熱到被導(dǎo)入的氣相空間的部分的溫度附近，使得與氣相空間內(nèi)的溫度的溫度差不大。
[0102]如圖3(b)所示，通氣管102b是將澄清管102b的氣相空間與大氣連接，將氣相空間內(nèi)的氣體或惰性氣體排出到大氣中。本實施方式的通氣管102b的形狀形成呈煙囪狀筆直地向上方延伸的形狀，但并不限制于該形狀。也可以是在中途彎曲的形狀等。
[0103]澄清槽102優(yōu)選設(shè)置抽吸氣相空間中的氣體的抽吸裝置。而且，抽吸裝置優(yōu)選以與通氣管102b連接的方式設(shè)置。通過使用氣體導(dǎo)入管、抽吸裝置或所述兩者控制氣相空間的氣壓，可以在氣相空間內(nèi)產(chǎn)生所期望的氣流。
[0104]雖末圖示，但也可以在澄清槽102的周圍覆蓋耐火磚。在澄清槽102的大致中央部，在凸緣102e與凸緣102f之間設(shè)置著通氣管102b。
[0105]在澄清管102a經(jīng)由凸緣102e、102f設(shè)置著電極板102c、102d。凸緣102e設(shè)置在澄清管102a的一端部。凸緣102f設(shè)置在澄清管102a的長度方向的中途的位置上。當(dāng)然，凸緣102f也可以設(shè)置在澄清管102a的另一端部。電極板102c、102d是與作為電力供給源的交流電源102g連接，被施加規(guī)定的電壓。凸緣102e、102f是由具有導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成，使來自電極板102c、102d的電流以在澄清管102a的周上均勻地分散的方式流動。電極板102c、102d是通過使電流流動到澄清管102a而將澄清管102a通電加熱，將沿澄清管102a流動的熔融玻璃MG的溫度升溫至例如1630°C以上。
[0106]另一方面，熔融玻璃MG是在澄清管102a內(nèi)以熔融玻璃MG具有液面的方式流動。通過所述澄清管102a的通電加熱而粘性成為例如120?400泊的熔融玻璃MG是使通過澄清劑的作用而膨脹的氣泡在熔融玻璃MG內(nèi)上浮，在熔融玻璃MG的液面破裂而將氣泡中所包含的氣體釋放到氣相空間中。即，進行消泡處理。因此，澄清管102a是在其內(nèi)部以熔融玻璃MG具有液面的方式包含氣相空間。[0107]在澄清管202的上方的氣相空間破裂而釋放的氣體從通氣管102b釋放到澄清管102外的大氣中。
[0108]在澄清管102a內(nèi)流動的熔融玻璃MG的溫度維持在例如1630°C以上之后，在澄清管102a的后半部分以下或后續(xù)的玻璃供給管105以下逐漸(階段性地或連續(xù)地)降溫，進行氣泡的吸收處理。在吸收處理中，如所述般氣泡通過熔融玻璃MG的降溫被吸收到熔融玻璃MG內(nèi)而消失。
[0109]在圖3(a)中，表示了設(shè)置著一對電極板102c、102d的例子，但例如在澄清管102a的后半部分進行降溫的情況下，除電極板102c、102d以外，也可以設(shè)置I對以上的電極板。
[0110]另外，因澄清管102a如所述般通過通電加熱而加熱到高溫(例如1700°C左右)，所以，鉬或鉬合金等容易從包含鉬或鉬合金等的澄清管102a的內(nèi)壁揮發(fā)。而且，因澄清管102a的氣相空間如所述般與大氣相通，所以，在氣相空間內(nèi)存在氧，此外，氧也作為成分而包含在通過消泡所產(chǎn)生的氣體中，所以，氣相空間內(nèi)的氧濃度高于大氣的氧濃度。因此，促進鉬或鉬合金等的揮發(fā)。像這樣在氣相空間中含有較多的已從澄清管102a的內(nèi)壁汽化的鉬或鉬合金的揮發(fā)物。
[0111]在本實施方式的澄清槽102中，如圖3(a)所示，將氣體導(dǎo)入口 102j、102k設(shè)置在設(shè)置著凸緣102e、102f的部分。其原因在于使得從氣體導(dǎo)入口 102j、102k導(dǎo)入的惰性氣體如圖3(b)所示朝向通氣管102b流動。凸緣102e、102f是為了使來自電極板102c、102d的電流在澄清管102a的周上均勻地擴散而設(shè)置，凸緣102e、102f是用于將從澄清管102a傳遞的熱向外部輻射且抑制由熱引起的凸緣102e、102f的破損的末圖示的冷卻裝置并設(shè)在凸緣102e、102f而將凸緣102e、102f冷卻，所以，設(shè)置凸緣102e、102f的澄清管102a的內(nèi)壁部分即凸緣對應(yīng)部分的溫度比該凸緣對應(yīng)部分的周圍的溫度低。
[0112]圖4是示意性地表示澄清管102a的內(nèi)壁溫度沿著澄清管102a的長度方向分布的一例的圖。如所述的溫度可以通過在澄清管102a的內(nèi)壁或靠近內(nèi)壁的氣相空間中配置熱電偶等進行測量而獲得。在澄清管102a的情況下，在設(shè)置凸緣102e、102f的凸緣對應(yīng)部分溫度比周圍部分的溫度低，如果更進一步地說，則為最低，隨著向透氣管102b前進而溫度逐漸變高。但是，因透氣管102b是突出在靠近大氣的區(qū)域，所以，無法避免向大氣散熱。因此，在設(shè)置透氣管102b的部分，溫度下降。但是，該部分的溫度高于凸緣對應(yīng)部分的溫度。澄清管102a具有如所述的溫度分布。
[0113]像這樣，在設(shè)置凸緣102e、102f的凸緣對應(yīng)部分溫度比其周圍低。因此，如果在所述凸緣對應(yīng)部分的周圍揮發(fā)的鉬或鉬合金等的揮發(fā)物觸碰到溫度較低的所述凸緣對應(yīng)部分，則依據(jù)揮發(fā)物的飽和蒸汽壓的溫度依賴性而揮發(fā)物容易凝集。因此，為使設(shè)置所述凸緣102e、102f的凸緣對應(yīng)部分的周圍揮發(fā)的鉬或鉬合金等的揮發(fā)物不會觸碰到溫度較低的所述凸緣對應(yīng)部分，從凸緣對應(yīng)部分朝向溫度比所述凸緣對應(yīng)部分高的部分強制性地產(chǎn)生惰性氣體的氣流。即，以從與氣相空間接觸的澄清管102a的內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向內(nèi)壁的溫度較高的部分沿著澄清管102a的長度方向產(chǎn)生長條狀氣流的方式，將對于熔融玻璃及鉬或鉬合金等沒有活性的惰性氣體導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)。在本實施方式中，在設(shè)置所述凸緣102e、102f的凸緣對應(yīng)部分設(shè)置著所述氣體導(dǎo)入口 102j、102k。
[0114]另外，如圖4所示，在設(shè)置透氣管102b的部分溫度下降的情況下，在透氣管102b的周圍設(shè)置加熱器等加熱透氣管102b，由此，可以防止在透氣管102b的內(nèi)壁及透氣管102b附近的澄清管102a的內(nèi)壁凝集鉬或鉬合金等的揮發(fā)物。
[0115]而且，除了從熔融玻璃釋放的氣體以外，與澄清管102a及熔融玻璃不發(fā)生反應(yīng)的惰性氣體也導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)，所以，氣相空間內(nèi)的氣壓高于大氣。因該壓力差，可以使氣相空間內(nèi)的通過澄清而產(chǎn)生的氣體、進而鉬或鉬合金等的揮發(fā)物經(jīng)由透氣管102b快速地排出到大氣中。因此，鉬或鉬合金等的揮發(fā)物不易產(chǎn)生凝集?；蛘撸部梢栽谕笟夤?02b連接末圖示的抽吸裝置，使氣相空間內(nèi)的通過澄清而產(chǎn)生的氣體、進而鉬或鉬合金等的揮發(fā)物從透氣管102b快速地排出。此時，氣相空間內(nèi)的氣壓比大氣壓或包圍澄清槽103的外部氣壓低。具體來說，氣相空間內(nèi)的氣壓也可以比大氣壓小超過O且小于IOPa (OPa <大氣壓-氣相空間內(nèi)氣壓< IOPa)。而且，因向氣相空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體，所以，可以使容易使鉬或鉬合金等揮發(fā)的氧在氣相空間內(nèi)的分壓下降。因此，可以抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)。
[0116]在本實施方式中，因在澄清管102a的長度方向上產(chǎn)生內(nèi)壁的溫度分布，所以，通過惰性氣體的導(dǎo)入而制造的氣流是如圖3(b)所示，沿著澄清管102a的長度方向。但是，所述氣流并不限定于沿著澄清管102a的長度方向，從與氣相空間接觸的澄清管102a的內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向內(nèi)壁的溫度較高的部分產(chǎn)生氣流即可。
[0117]另外，在本實施方式中，澄清管102a的內(nèi)壁的最高溫度為1400°C以上1750°C以下時，本實施方式中的由氣流所產(chǎn)生的抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的效果變大。而且，抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的效果是隨著澄清管102a的內(nèi)壁的最高溫度成為1600°C以上、1630°C以上、進而1650°C以上，而依序變大。澄清管102a的內(nèi)壁的溫度的最高溫度小于1400°C的情況下，鉬或鉬合金等的揮發(fā)不易成為問題，本實施方式的所述效果較小。而且，如果澄清管102a的內(nèi)壁的最低溫度與最高溫度的溫度差較大，則鉬或鉬合金等的飽和蒸汽壓的差變大，而容易發(fā)生凝集。內(nèi)壁的溫度中最高溫度與最低溫度的溫度差為500C以上300°C以下時，本實施方式中的抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的效果變大。所述溫度差小于50°C的情況下，鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的程度較小，不易產(chǎn)生凝集的問題。如果所述溫度差為150°C以上、進而250°C以上，則揮發(fā)物的凝集的抑制效果明顯變大。
[0118]本實施方式中制造的玻璃基板適合于平板顯示器用玻璃基板。而且，本實施方式中制造的玻璃基板適合于要求堿金屬氧化物的含量極少的液晶顯示器用玻璃基板。而且，也適合于有機EL(Electro-Luminescence,電致發(fā)光)顯示器用玻璃基板。換句話說，本實施方式的玻璃基板的制造方法適合于平板顯示器用玻璃基板的制造，尤其適合于液晶顯示器用玻璃基板的制造。
[0119]而且，本實施方式中制造的玻璃基板也可以應(yīng)用于蓋玻片、磁盤用玻璃、太陽能電池用玻璃基板等。
[0120]此外，在制作的玻璃基板的板厚較薄的玻璃基板、例如0.5mm以下、進而0.3mm以下、進而0.1mm以下的玻璃基板中，本實施方式的抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的效果也比板厚較厚的玻璃基板明顯。在澄清管102a等的內(nèi)壁凝集的鉬或鉬合金等的凝集物的一部分成為微粒子而落到熔融玻璃中，混入至熔融玻璃中而包含于玻璃基板中。在此情況下，玻璃基板的板厚越薄，成為缺陷的微粒子就越多地位于玻璃基板的表面。如果位于玻璃基板的表面的微粒子在使用玻璃基板的面板制造步驟中脫離，則脫離后的部分成為凹部，形成在玻璃基板上的薄膜不均勻地形成，而制造畫面的顯示缺陷。因此，如本實施方式般在澄清管102a中抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的效果是板厚越薄的玻璃基板越大。
[0121]另外，在本實施方式中，表示了應(yīng)用于澄清槽102的例子，但也可以應(yīng)用于使熔融玻璃均質(zhì)化的攪拌槽103。在此情況下，攪拌槽103的內(nèi)壁中溫度較低的部分多數(shù)情況下為攪拌槽103的頂壁與側(cè)壁的連接部分。在此情況下，優(yōu)選從所述連接部分將惰性氣體供給至氣相空間內(nèi)。此時，可以使氣相空間內(nèi)的氣體或氣體從攪拌槽103與攪拌器103a之間的間隙流動到外部。
[0122]如果對以上本實施方式進行總結(jié)則可以敘述以下的內(nèi)容。
[0123](I)在實施方式中，在氣相空間中形成所述氣相空間中所含有的鉬族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域那樣的氣流。由此，氣相空間內(nèi)的鉬或鉬合金的凝集得到抑制。而且，通過從氣相空間內(nèi)的溫度較低的區(qū)域朝向較高的區(qū)域制造氣流，可以進一步抑制鉬或鉬合金的凝集。該氣流優(yōu)選使用包含控制氣相空間內(nèi)的壓力的壓力控制裝置的氣流形成裝置而形成。
[0124]作為壓力控制裝置，優(yōu)選使用向氣相空間內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入管、對氣相空間進行抽吸的抽吸裝置或其組合。
[0125]氣相空間的壓力優(yōu)選以氣相空間的溫度越高的區(qū)域越低的方式進行控制。由此，可以從氣相空間內(nèi)的溫度較低的區(qū)域朝向較高的區(qū)域制造氣流。
[0126](2)在本實施方式中，從氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入的氣體優(yōu)選相對于熔融玻璃及鉬族金屬為惰性氣體。通過將惰性氣體導(dǎo)入到氣相空間，可以使氣相空間內(nèi)的氧分壓下降，而降低鉬或鉬合金從澄清管102a的內(nèi)壁的揮發(fā)量。此外，在本實施方式中，從抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的方面來說，優(yōu)選從與氣相空間接觸的澄清管102a的內(nèi)壁中內(nèi)壁的溫度較低的部分向氣相空間中導(dǎo)入惰性氣體，且已揮發(fā)的鉬或鉬合金從氣相空間內(nèi)的溫度較低的區(qū)域朝向較高的區(qū)域制造氣流。例如，惰性氣體優(yōu)選從澄清管102a的內(nèi)壁中溫度比周圍的溫度低的部分例如溫度極小的部分導(dǎo)入到氣相空間中。特別優(yōu)選從澄清管102a的內(nèi)壁中溫度最低的部分導(dǎo)入到氣相空間中。
[0127]在本實施方式中，因從澄清管102a中揮發(fā)物容易凝集的內(nèi)壁的溫度較低的部分導(dǎo)入惰性氣體，所以，從揮發(fā)物容易凝集的場所起制造使揮發(fā)物迅速流動的氣流，并且使氧分壓變低。因此，依據(jù)揮發(fā)物的飽和蒸汽壓的分壓依存性而揮發(fā)物的凝集得到抑制。
[0128](3)本實施方式被應(yīng)用于進行熔融玻璃的澄清的澄清管102a。澄清管102a是從澄清起直到即將成形為止的使用鉬或鉬合金等的裝置中將熔融玻璃的溫度加熱到最高的裝置。因此，在澄清管102a中，鉬或鉬合金等的揮發(fā)在所述裝置中最劇烈。而且，通過澄清管102a中進行的消泡而釋放到氣相空間的氣體的成分中包含較多的助長鉬或鉬合金等的揮發(fā)的氧，所以，氣相空間內(nèi)的氧分壓比大氣高。因此，在氣相空間中，鉬或鉬合金等更進一步從內(nèi)壁揮發(fā)。此外，澄清管102a與攪拌槽103等其他裝置相比，內(nèi)壁的最高溫度與最低溫度的差較大，揮發(fā)物的飽和蒸汽壓的差也較大，所以，在揮發(fā)物通過通氣管102b排出到大氣之前，揮發(fā)物容易發(fā)生凝集。因此，為了抑制揮發(fā)物的凝集，優(yōu)選對澄清管102a應(yīng)用形成氣相空間中所含有的鉬族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域那樣的氣流。在此情況下，通過澄清而產(chǎn)生的氣體及所導(dǎo)入的惰性氣體的氣流是朝向通氣管102b的流體，所以，通過澄清而產(chǎn)生的氣體也可以容易地排出到大氣中。[0129]另外，因澄清管102a的通氣管102b設(shè)置在靠近大氣的位置上，所以，通氣管102b的溫度與澄清管102a的內(nèi)壁的溫度相比容易變低，通過通氣管102b的揮發(fā)物容易凝集。因此，優(yōu)選加熱通氣管102b來抑制揮發(fā)物的凝集。
[0130](4)澄清槽102包含長條狀的澄清管102a，在澄清管102a設(shè)置著包圍澄清管102a的長度方向的一部分的外周的凸緣102e、102f。而且，氣體是從澄清管102a的設(shè)置凸緣102eU02f的部分導(dǎo)入。因凸緣102e、102f暴露在澄清管102a的外部的溫度中，所以，從凸緣102e、102f釋放熱。因此，設(shè)置凸緣102e、102f的澄清管102a的內(nèi)壁的部分的溫度在其周圍變低。因?qū)υ摬糠謱?dǎo)入氣體，所以，使欲觸碰設(shè)置凸緣102e、102f的澄清管102a的內(nèi)壁的部分的揮發(fā)物移動到周圍的溫度較高的部分，因此，可以有效地抑制使揮發(fā)物凝集。
[0131](5)凸緣102e、102f是以包圍澄清管102a的長度方向的2處位置的外周的方式設(shè)置2個。而且，通氣管102b是在澄清管102a的長度方向的所述2處之間設(shè)置I個。此時，如圖2(b)所示，氣體是從所述2處導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)而制造朝向相互對向的方向流動的氣流，并從I個通氣管排出。因此，可以同時抑制揮發(fā)物在因設(shè)置在澄清管102a的長度方向的2處位置的凸緣102e、102f而溫度下降的內(nèi)壁的2處部分凝集。
[0132](6)在本實施方式中，設(shè)置在2處的凸緣中的至少I個是設(shè)置在澄清管102a的端部，由此，可以從澄清管102a的端部加熱熔融玻璃。尤其，通過設(shè)置在熔融玻璃朝向攪拌槽103流動的方向的上游側(cè)的澄清管102a的端部，可以高效率地加熱熔融玻璃。
[0133]澄清槽102是通過利用澄清管102a的通電加熱而澄清管102a發(fā)熱來調(diào)整熔融玻璃的溫度。由此，可以快速地進行熔融玻璃的澄清。但是，因?qū)⒊吻骞?02a通電加熱，所以，澄清管102a的內(nèi)壁的溫度變得極高。因此，鉬或鉬合金等的揮發(fā)極為劇烈。即使在如所述般的情況下，因本實施方式的澄清槽102在氣相空間內(nèi)制造如所述般的氣流，所以，也可以在澄清管102a內(nèi)抑制揮發(fā)物的凝集。
[0134]因在澄清槽102的澄清管102a設(shè)置包圍澄清管102a的長度方向的一部分的位置的外周的凸緣102、102f，且包含通過使電流從凸緣102e、102f流動到澄清槽102的澄清管102a而使澄清管102a發(fā)熱來調(diào)整熔融玻璃的溫度的電力供給源，所以，在澄清管102a的周上澄清管102a相對均勻地發(fā)熱，使熔融玻璃的溫度不產(chǎn)生不均。因此，可以高效率地進行熔融玻璃的澄清。
[0135]另外，在本實施方式中，對熔融玻璃的加熱使用使電流直接流動到澄清管102a而使其發(fā)熱的通電加熱的方式，但并不限制于通電加熱的方式。例如，也可以通過在澄清管102a的周圍設(shè)置加熱器等熱源來間接地加熱澄清管102a，由此調(diào)整熔融玻璃的溫度。在使電流流動到澄清管102a的通電加熱的方式中，容易調(diào)整熔融玻璃的溫度。但是，澄清管102a的內(nèi)壁也同時成為高溫，所以，在澄清管102a的內(nèi)壁溫度容易產(chǎn)生不均，鉬或鉬合金等的揮發(fā)物容易發(fā)生凝集。但是，通過采用本實施方式，即使在如所述般的通電加熱的方式的情況下，也可以抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集。因此，通電加熱的方式的情況與利用加熱器等間接地加熱澄清管102a的情況相比，抑制鉬或鉬合金等的揮發(fā)物的凝集的效果變大。
[0136](7)在本實施方式中，從氣體導(dǎo)入口 102j、102k向氣相空間內(nèi)沿相對于熔融玻璃的液面為垂直下方的方向噴射氣體，但氣體的噴射方向并無特別限制。圖3(c)是對澄清管102a的內(nèi)部的氣體的流動的另一例進行說明的圖。從可以容易地制造氣體的朝向通氣管102b的流體的方面來說，優(yōu)選如圖3(c)所示，以氣體的噴射方向朝向澄清管102a的設(shè)置通氣管102b的長度方向的中央側(cè)的方式使氣體傾斜地噴射。而且，也可以朝向澄清管102a的兩端將氣體導(dǎo)入到氣相空間內(nèi)，在澄清管102a的兩端的壁面使氣體反射之后，制造朝向通氣口 102b的流體。
[0137] 以上，對本實用新型的玻璃基板的制造裝置及熔融玻璃處理裝置詳細地進行了說明，當(dāng)然，本實用新型并不限定于所述實施方式，也可以在不脫離本實用新型的主旨的范圍內(nèi)進行多種改良或變更。
【權(quán)利要求】
1.一種熔融玻璃處理裝置，其對熔融玻璃進行處理，該熔融玻璃處理裝置包含: 內(nèi)壁，至少一部分由含有鉬族金屬的材料構(gòu)成； 液相空間，包含熔融玻璃； 氣相空間，由所述熔融玻璃的液面與所述內(nèi)壁所形成；及 氣流形成裝置，在所述氣相空間內(nèi)以所述氣相空間中所含有的鉬族金屬不通過低于成為飽和蒸汽壓的溫度的區(qū)域的方式形成氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣流是從與所述氣相空間接觸的所述內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向溫度較高的部分流動的氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣流形成裝置是控制所述氣相空間內(nèi)的壓力而形成氣流的壓力控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述壓力控制裝置包含將氣體導(dǎo)入到所述氣相空間內(nèi)的氣體導(dǎo)入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣體導(dǎo)入口是設(shè)置在與所述氣相空間接觸的所述熔融玻璃處理裝置的內(nèi)壁中溫度比周圍的溫度低的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述氣流控制裝置包含以與所述氣相空間連接且抽吸所述氣相空間內(nèi)的氣體的方式設(shè)置的抽吸裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述處理裝置是進行所述熔融玻璃的澄清并使通過所述澄清而產(chǎn)生的氣體通過透氣管排出到大氣中的澄清槽，所述氣流是朝向所述透氣管的流體。`
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述澄清槽包含長條狀的澄清管，在所述澄清管設(shè)置著包圍所述澄清管的長度方向的一部分外周的凸緣， 所述氣體導(dǎo)入口是以導(dǎo)入惰性氣體的方式設(shè)置在所述澄清管的設(shè)有所述凸緣的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述凸緣是以包圍所述澄清管的長度方向的至少2處外周位置的方式設(shè)置至少2個， 所述透氣管是在所述長度方向的所述至少2處之間設(shè)置至少I個， 所述惰性氣體是從所述至少2處導(dǎo)入到所述氣相空間內(nèi)制造朝向相互對向的方向流動的氣流，并從所述至少I個透氣管排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熔融玻璃處理裝置，其中設(shè)置在所述至少2處的所述凸緣中的至少I個是設(shè)置在所述澄清管的端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述澄清槽是通過利用所述澄清槽的通電而使所述澄清槽發(fā)熱來調(diào)整所述熔融玻璃的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述澄清槽包含長條狀的澄清管，在所述澄清管設(shè)置著包圍所述澄清管的長度方向的一部分位置外周的凸緣， 該裝置還包含通過使電流從所述凸緣流動到所述澄清管而使所述澄清管發(fā)熱來調(diào)整所述熔融玻璃的溫度的電源。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熔融玻璃處理裝置，其中所述凸緣是設(shè)置在所述澄清管的端部。
14.一種玻璃基板的制造裝置，其特征在于生成熔融玻璃，且包含:熔解裝置，將玻璃原料熔解而制造熔融玻璃； 成形裝置，成形所述熔融玻璃而制成平板玻璃 '及 熔融玻璃處理裝置，將所述熔融玻璃導(dǎo)到所述成形裝置； 所述處理裝置包含: 液相空間，包含熔融玻璃； 氣相空間，位于所述熔融玻璃的液面上方； 內(nèi)壁，包圍所述氣相空間；及 氣體導(dǎo)入口，以在所述氣相空間內(nèi)從與所述氣相空間接觸的所述內(nèi)壁中溫度較低的部分朝向所述內(nèi)壁的溫度較高的部分產(chǎn)生氣流的方式，將相對于所述熔融玻璃及所述內(nèi)壁沒有活性的惰性氣體導(dǎo)入到所述氣相空間內(nèi)。
15.一種玻璃基板的制造裝置，其特征在于生成熔融玻璃，且包含: 熔解裝置，將玻璃原料熔解而制造熔融玻璃； 成形裝置，成形所述熔融玻璃而制成平板玻璃；及 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的熔融玻璃處理裝置，設(shè)置在所述熔解裝置與所述成形裝置之間，用于對所述熔`融玻璃進行處理。
【文檔編號】C03B5/225GK203625224SQ201320613413
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】月向仁志, 服部佑紀 申請人:安瀚視特控股株式會社