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JP2014009133A - Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing device - Google Patents

Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing device Download PDF

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JP2014009133A JP2012147922A JP2012147922A JP2014009133A JP 2014009133 A JP2014009133 A JP 2014009133A JP 2012147922 A JP2012147922 A JP 2012147922A JP 2012147922 A JP2012147922 A JP 2012147922A JP 2014009133 A JP2014009133 A JP 2014009133A
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  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

【課題】ガラス原料を熔解するとき、熔融ガラスを均質化し、かつ、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができるガラス基板の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程は、少なくとも一対の電極間に前記熔融ガラスを配置して前記電極間に電圧を印加し、前記熔融ガラスに電流を流してジュール熱を発生させる工程と、熔融ガラスに流れる電流の値を測定するとともに、前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を前記電圧に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて前記熔融ガラスの比抵抗を算出する工程と、前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱を制御する工程と、を含む。熔融ガラスの製造装置は、上記製造方法を実行する。
【選択図】 図3
Disclosed is a glass substrate manufacturing method and manufacturing apparatus capable of homogenizing a molten glass and efficiently energizing and heating the molten glass when melting a glass raw material.
A melting step of melting a glass raw material to form a molten glass is arranged by placing the molten glass between at least a pair of electrodes, applying a voltage between the electrodes, and passing a current through the molten glass. The step of generating Joule heat and the value of the current flowing through the molten glass are measured, the cross-sectional area of the molten glass region through which the current flows is set according to the voltage, the value of the current, and the voltage A step of calculating a specific resistance of the molten glass using the value and the set cross-sectional area of the molten glass, and a step of controlling the Joule heat based on the calculated specific resistance. The apparatus for producing molten glass executes the above production method.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置に関する。   The present invention relates to a glass substrate manufacturing method and a glass substrate manufacturing apparatus.

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ(以下FPDという)に用いるガラス基板の製造方法として、オーバーフローダウンドロー法が知られている。オーバーフローダウンドロー法では、成形炉において、熔融ガラスの成形体の上部から熔融ガラスを溢れさせることにより熔融ガラスからシートガラスが成形され、成形されたシートガラスが徐冷され、切断される。その後、切断されたシートガラスは、さらに、顧客の仕様に合わせて所定のサイズに切断され、洗浄、端面研磨などが行われ、FPD用ガラス基板として出荷される。   As a method for producing a glass substrate used in a flat panel display (hereinafter referred to as FPD) such as a liquid crystal display or a plasma display, an overflow down draw method is known. In the overflow down-draw method, in a forming furnace, the molten glass is made to overflow from the upper part of the molded body of the molten glass, whereby the sheet glass is formed from the molten glass, and the formed sheet glass is gradually cooled and cut. Thereafter, the cut sheet glass is further cut into a predetermined size according to the customer's specifications, washed, end-polished, etc., and shipped as a glass substrate for FPD.

FPD用ガラス基板のうち、特に液晶表示装置用ガラス基板や有機EL表示装置用ガラス基板は、その表面に半導体素子が形成されるため、半導体素子の特性に影響を与え易いアルカリ金属成分を全く含有しないか、または、含有したとしても半導体素子等に影響を及ぼさない程度の微量であることが好ましい。
また、ガラス基板中に泡が存在すると表示欠点の原因となるため、泡が存在するガラス基板は、FPD用ガラス基板として用いることはできない。このため、泡がガラス基板に残存しないことが求められている。
Among glass substrates for FPDs, particularly glass substrates for liquid crystal display devices and glass substrates for organic EL display devices, since a semiconductor element is formed on the surface thereof, it completely contains an alkali metal component that easily affects the characteristics of the semiconductor element. Even if it is contained, it is preferable that the amount is small enough not to affect the semiconductor element or the like.
In addition, if bubbles are present in the glass substrate, it causes a display defect. Therefore, a glass substrate in which bubbles are present cannot be used as a glass substrate for FPD. For this reason, it is calculated | required that a bubble does not remain | survive in a glass substrate.

また、ガラス基板にガラス組成のムラ(ガラス組成が均一でないこと)が存在すると、例えば脈理と呼ばれるスジ状の欠陥が発生する。この脈理は、ガラス組成の不均質に起因する熔融ガラスの粘度の違いから、成形時の熔融ガラスの表面に微細な表面凹凸を形成し、この表面凹凸がガラス基板にも残存する。このため、このガラス基板を液晶パネル用のガラス基板として、液晶パネルに組み込んだとき、セルギャップに誤差が生じ、あるいは、表示ムラを起こす原因となる。このため、ガラス基板の製造段階で脈理等のガラス組成のムラを引き起こさないようにする必要がある。   In addition, when there is glass composition unevenness (non-uniform glass composition) on the glass substrate, for example, streak-like defects called striae are generated. This striae forms fine surface irregularities on the surface of the molten glass at the time of molding due to the difference in viscosity of the molten glass due to the inhomogeneity of the glass composition, and these surface irregularities remain on the glass substrate. For this reason, when this glass substrate is incorporated into a liquid crystal panel as a glass substrate for a liquid crystal panel, an error occurs in the cell gap or it causes display unevenness. For this reason, it is necessary not to cause unevenness of the glass composition such as striae in the manufacturing stage of the glass substrate.

上記のようなガラス基板を製造する際に、ガラス原料を投入して熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽が一般的に用いられる。この熔解槽には、熔融ガラスと接触するように電極の対が設けられている。この電極の対の間にある熔融ガラスに、電極の対に電圧を印加することにより電流を流して熔融ガラスを通電加熱し、所望の温度にすることが行われている。   When manufacturing a glass substrate as described above, a melting tank is generally used in which a glass raw material is introduced and melted to produce a molten glass. The melting tank is provided with a pair of electrodes so as to be in contact with the molten glass. A current is applied to the molten glass between the pair of electrodes by applying a voltage to the pair of electrodes to heat the molten glass to a desired temperature.

このような通電加熱の一例として、複数の電極対を使用する熔解槽(ガラス熔融炉)において高周波通電加熱が知られている。例えば、下記特許文献1では、各電極対がそれぞれ別々の電源に接続され、且つ各電源が個別に制御されることにより、複数対の電極が電極対毎に制御される。このような通電加熱を用いた熔解槽において、熔融ガラスの粘度や対流を所望の状態にするために、例えば下記特許文献2に記載されているように、従来は熱電対を介して熔融ガラスの温度を測定していた。   As an example of such energization heating, high-frequency energization heating is known in a melting tank (glass melting furnace) using a plurality of electrode pairs. For example, in Patent Document 1 below, each electrode pair is connected to a separate power source, and each power source is individually controlled, whereby a plurality of pairs of electrodes are controlled for each electrode pair. In such a melting tank using electric heating, in order to bring the viscosity and convection of the molten glass into a desired state, conventionally, as described in, for example, Patent Document 2 below, The temperature was being measured.

特開平04−367519号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-367519 特開平03−103328号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-103328

しかし、上記熱電対は例えば熔解槽内において高温にさらされるため、比較的に短時間に劣化し、正確な温度を測定できないことがある。また、ガラス原料を熔解させる装置の構造上、熱電対の設置が可能な箇所が制限されるため、熱電対により温度を測定することができる箇所は限られる。
また、上述したように、FPD用ガラス基板では、高温粘性を低下させるアルカリ金属成分を全く含有しないか、含有しても微量であるガラスが用いられるため、熔融ガラスの粘性を従来と同程度に維持するためには、必然的に熔融ガラスの温度を高くすることが必要となっている。このように、熔解槽における熔融ガラスの熔解温度を従来に比べて高くするので、熱電対が劣化しやすく、正確な温度を取得できないという問題がある。
また、熔解槽における熔融ガラスの熔解温度を従来に比べて高くするので、熔融ガラスを通電加熱して効率よく高温にすることが望まれる。
However, since the thermocouple is exposed to a high temperature in, for example, a melting tank, it may deteriorate in a relatively short time and an accurate temperature may not be measured. Moreover, since the location where the thermocouple can be installed is limited due to the structure of the apparatus for melting the glass raw material, the location where the temperature can be measured by the thermocouple is limited.
Further, as described above, the glass substrate for FPD does not contain any alkali metal component that lowers the high-temperature viscosity, or a glass that contains a trace amount even if it is contained, so that the viscosity of the molten glass is about the same as before. In order to maintain it, it is necessary to raise the temperature of the molten glass. Thus, since the melting temperature of the molten glass in a melting tank is made high compared with the past, there exists a problem that a thermocouple tends to deteriorate and an exact temperature cannot be acquired.
Moreover, since the melting temperature of the molten glass in a melting tank is made higher than before, it is desired to efficiently heat the molten glass to a high temperature.

また、FPD用ガラス基板には、TFT(Thin Film Transistor)等の半導体素子が、ガラス板上に形成される。近年、ディスプレイ表示のさらなる高精細化を実現するために、従来から用いられてきたα-Si・TFTに代わって、p-Si(低温ポリシリコン)・TFTや酸化物半導体をガラス基板に形成することが求められている。p-Si(低温ポリシリコン)・TFTは、例えば、液晶表示装置や有機EL表示装置に使用されている。
p-Si・TFTや酸化物半導体の形成工程では、α−Si・TFTの形成工程よりも高温な熱処理工程が存在する。そのため、p−Si(低温ポリシリコン)TFTや酸化物半導体が形成されるガラス基板には、熱収縮率が小さいことが求められている。熱収縮率を小さくするためには、ガラスの歪点を高くすることが好ましいが、歪点が高いガラスは、一般的に、溶融性が低下するため、熔解槽における熔融ガラスの温度は従来に比べてより一層高くすることが必要となっている。
このように、熔解槽における熔融ガラスの熔解温度を従来に比べて高くするので、熱電対が劣化しやすく、正確な温度を取得できないという問題がある。
熔解槽における熔融ガラスの熔解温度を従来に比べて高くするので、熔融ガラスを通電加熱して効率よく高温にするためには、電極に供給する電力も効率良く用いられることが望まれる。
In addition, a semiconductor element such as a TFT (Thin Film Transistor) is formed on a glass plate in the FPD glass substrate. In recent years, p-Si (low-temperature polysilicon) TFTs and oxide semiconductors are formed on glass substrates in place of α-Si TFTs that have been used in the past in order to achieve even higher definition display display. It is demanded. The p-Si (low temperature polysilicon) TFT is used in, for example, a liquid crystal display device and an organic EL display device.
In the process of forming the p-Si • TFT and the oxide semiconductor, there is a heat treatment process at a higher temperature than the process of forming the α-Si • TFT. Therefore, a glass substrate on which a p-Si (low temperature polysilicon) TFT or an oxide semiconductor is formed is required to have a low thermal shrinkage rate. In order to reduce the heat shrinkage rate, it is preferable to increase the strain point of the glass. However, since the glass having a high strain point generally has a lower meltability, the temperature of the molten glass in the melting tank is conventionally reduced. It is necessary to make it higher than that.
Thus, since the melting temperature of the molten glass in a melting tank is made high compared with the past, there exists a problem that a thermocouple tends to deteriorate and an exact temperature cannot be acquired.
Since the melting temperature of the molten glass in the melting tank is made higher than before, it is desired that the electric power supplied to the electrodes be used efficiently in order to efficiently heat the molten glass by heating.

さらに、ガラス原料が、熔解槽を覆うハウジングの一方の縁に設けられた原料投入口からスクリューフィーダを用いて投入される場合、ガラス原料は、原料投入口側の熔融ガラスの液面上に浮遊して留まり、液面を原料投入側と反対の側に向かって流れ難い。ガラス原料を脈理が生じないように確実に熔解するためには、熔解槽において液面に浮遊するガラス原料を完全に熔解し、熔融ガラスの成分を均質化することが望ましい。このため、原料投入口側の位置、原料投入側と反対側の位置等の熔解槽の位置によって電極に供給する電力を変えることが好ましい。すなわち、熔融ガラスの温度が、均質な熔融ガラスを生成するための目標温度に近づくように、現在の熔融ガラスの状態を調べて電極の対毎に与えるべき電力の量を精度良く定めることが望ましい。   Furthermore, when the glass raw material is charged using a screw feeder from the raw material inlet provided at one edge of the housing that covers the melting tank, the glass raw material floats on the surface of the molten glass on the raw material inlet side. It is difficult for the liquid level to flow toward the side opposite to the raw material charging side. In order to reliably melt the glass raw material without causing striae, it is desirable to completely melt the glass raw material floating on the liquid surface in the melting tank and homogenize the components of the molten glass. For this reason, it is preferable to change the electric power supplied to the electrode depending on the position of the melting tank such as the position on the raw material input side and the position opposite to the raw material input side. That is, it is desirable to accurately determine the amount of power to be applied to each pair of electrodes by examining the current state of the molten glass so that the temperature of the molten glass approaches the target temperature for producing a homogeneous molten glass. .

そこで、本発明は、ガラス原料を熔解するとき、熔融ガラスを均質化し、かつ、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができるガラス基板の製造方法を提供する。   Then, this invention provides the manufacturing method of the glass substrate which can homogenize molten glass and can efficiently heat-heat a molten glass when melting a glass raw material.

本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法である。当該製造方法は、ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程を含む。
前記熔解工程は、
複数対の電極のそれぞれの間に位置する熔融ガラスに対して、前記電極間毎に電圧を印加することにより、電流を流してジュール熱を発生させる工程と、
前記複数対の電極毎に、熔融ガラスに流れる電流の値を測定するとともに、前記複数対の電極毎に、測定された前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を前記電圧値に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて、前記領域毎に前記熔融ガラスの比抵抗を算出する工程と、
前記複数対の電極毎に、前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱を制御する工程と、を含む。
当該製造方法では、前記複数対の電極毎に、前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を前記電圧に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて前記領域毎に前記熔融ガラスの比抵抗を算出するので、精度の良い比抵抗を前記領域毎に算出することができる。この結果、熔解槽内の熔融ガラスを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。
One embodiment of the present invention is a method for manufacturing a glass substrate. The said manufacturing method includes the melting process which melt | dissolves the raw material of glass and produces | generates molten glass.
The melting step
For the molten glass positioned between each of the plurality of pairs of electrodes, by applying a voltage between each of the electrodes, a current is caused to flow to generate Joule heat;
For each of the plurality of pairs of electrodes, the value of the current flowing through the molten glass is measured, and for each of the plurality of pairs of electrodes, the cross-sectional area of the region of the molten glass through which the measured current flows is set according to the voltage value. Then, using the value of the current, the value of the voltage, and the cross-sectional area of the set molten glass, calculating the specific resistance of the molten glass for each region,
Controlling the Joule heat based on the calculated specific resistance for each of the plurality of pairs of electrodes.
In the manufacturing method, for each of the plurality of pairs of electrodes, a sectional area of a molten glass region through which the current flows is set according to the voltage, and the current value, the voltage value, and the set molten glass are set. Since the specific resistance of the molten glass is calculated for each region using the cross-sectional area, it is possible to calculate an accurate specific resistance for each region. As a result, the molten glass in the melting tank can be energized and heated so as to be homogenized, and the molten glass can be efficiently energized and heated.

その際、前記断面積は、前記一対の電極間毎に印加する前記電圧の値の、複数対の電極間に印加される全電圧の合計値に対する比率に応じて設定することが好ましい。これにより、各電極に印加される電圧を用いて、簡単な計算により、前記断面積、さらには、前記比抵抗を算出することができる。   At this time, the cross-sectional area is preferably set according to a ratio of a value of the voltage applied between the pair of electrodes to a total value of all voltages applied between the plurality of pairs of electrodes. Thereby, the cross-sectional area and further the specific resistance can be calculated by simple calculation using the voltage applied to each electrode.

また、前記熔解工程は、前記熔融ガラスの温度と前記熔融ガラスの比抵抗との相関関係を得る予備工程を有し、
前記ジュール熱を制御する工程は、
前記相関関係と、前記算出した比抵抗とに基づいて前記熔融ガラスの温度を算出する工程と、
前記算出した温度と前記熔融ガラスに予め設定された目標温度とを比較した結果に基づいて、前記熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程と、を含むこともできる。
前記相関関係と、前記算出した比抵抗とに基づいて前記熔融ガラスの温度を算出し、算出した温度と目標温度との比較結果に応じて前記熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御することができるので、熔融ガラスの通電加熱により熔融ガラスの温度を目標温度に近づくようにあるいは目標温度近傍に維持するように容易に制御することができる。
The melting step includes a preliminary step of obtaining a correlation between the temperature of the molten glass and the specific resistance of the molten glass,
The step of controlling the Joule heat includes
Calculating the temperature of the molten glass based on the correlation and the calculated resistivity;
And a step of controlling Joule heat generated in the molten glass based on a result of comparing the calculated temperature and a target temperature set in advance in the molten glass.
The temperature of the molten glass is calculated based on the correlation and the calculated specific resistance, and the Joule heat generated in the molten glass can be controlled according to the comparison result between the calculated temperature and the target temperature. Therefore, the temperature of the molten glass can be easily controlled so as to approach the target temperature or to be maintained in the vicinity of the target temperature by energization heating of the molten glass.

さらに、前記ジュール熱を制御する工程は、
前記算出した温度を前記目標温度に維持するように前記熔融ガラスにジュール熱を発生させるべき目標電流値を設定する工程と、
前記電流を前記目標電流値に維持するように、前記電圧を制御する工程と、を含むこともできる。
前記算出した温度を前記目標温度に維持するように前記熔融ガラスにジュール熱を発生させる電流を求め、この電流を目標電流値に設定する他、前記電流を前記目標電流値に維持するように、前記電圧を制御するので、熔融ガラスの通電加熱により熔融ガラスの温度を目標温度に維持することが容易にできる。
Furthermore, the step of controlling the Joule heat includes
Setting a target current value for generating Joule heat in the molten glass so as to maintain the calculated temperature at the target temperature;
And controlling the voltage so as to maintain the current at the target current value.
In order to maintain the calculated temperature at the target temperature, a current for generating Joule heat in the molten glass is determined, and in addition to setting the current to a target current value, so as to maintain the current at the target current value, Since the voltage is controlled, the temperature of the molten glass can be easily maintained at the target temperature by energization heating of the molten glass.

前記予備工程において、
前記温度をTとし、前記比抵抗をρとし、前記相関関係を表す式:
T(℃)=a/(log(ρ)+b)−273.15
における定数a及びbを求め、
前記温度を算出する工程において、
前記式に前記比抵抗ρを代入して前記温度Tを算出することが好ましい。
前記式を用いて、前記温度を容易に算出することができる。
In the preliminary step,
The temperature is T, the specific resistance is ρ, and the equation expressing the correlation:
T (° C.) = A / (log (ρ) + b) −273.15
Find the constants a and b in
In the step of calculating the temperature,
It is preferable to calculate the temperature T by substituting the specific resistance ρ into the equation.
The temperature can be easily calculated using the above formula.

また、前記比抵抗を算出する工程において、
前記電流値をIとし、前記電圧をEとし、前記電流が流れる前記熔融ガラスの前記領域の断面積をSとし、前記一対の電極の間の距離Lとし、前記比抵抗をρとして、これらの関係を表す式: ρ=E/I×S/L …(2)
に基づいて、前記比抵抗ρを算出することが好ましい。
In the step of calculating the specific resistance,
The current value is I, the voltage is E, the cross-sectional area of the region of the molten glass through which the current flows is S, the distance L between the pair of electrodes, the specific resistance is ρ, Expression expressing the relationship: ρ = E / I × S / L (2)
It is preferable to calculate the specific resistance ρ based on

前記ガラス基板は、例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板である。フラットパネルには、高温粘性の高いガラスが用いられるので熔融ガラスの温度は高く設定される。この場合においても、比抵抗は精度高く算出することができるので、熔解槽内の熔融ガラスを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。   The glass substrate is, for example, a glass substrate for a flat panel display. Since the glass having a high temperature viscosity is used for the flat panel, the temperature of the molten glass is set high. Also in this case, since the specific resistance can be calculated with high accuracy, it is possible to heat and heat the molten glass in the melting tank so as to homogenize it, and to efficiently heat and heat the molten glass.

前記ガラス基板は、例えば、無アルカリガラスまたは、アルカリ微量含有ガラスである。無アルカリガラスまたは、アルカリ微量含有ガラスは、高温粘性を低下させるため、熔融ガラスの粘性を従来と同程度に維持するためには、必然的に熔融ガラスの温度は高く設定される。この場合においても、熔解槽中の熔融ガラスの比抵抗は精度高く算出することができるので、熔解槽内の熔融ガラスを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。   The glass substrate is, for example, alkali-free glass or alkali-containing glass. Since alkali-free glass or glass containing a small amount of alkali decreases the high temperature viscosity, the temperature of the molten glass is inevitably set to maintain the viscosity of the molten glass at the same level as before. Even in this case, the specific resistance of the molten glass in the melting tank can be calculated with high accuracy, so that the molten glass in the melting tank can be heated and heated so as to homogenize the molten glass. Electric heating can be performed.

前記熔融ガラスの歪点は例えば655℃以上である。歪点が655℃以上の熔融ガラスの場合、溶融性が低い。このため、熔解槽における熔融ガラスの温度は従来に比べてより一層高く設定される。この場合においても、熔解槽中の熔融ガラスの比抵抗は精度高く算出することができるので、熔解槽内の熔融ガラスを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。   The strain point of the molten glass is, for example, 655 ° C. or higher. In the case of a molten glass having a strain point of 655 ° C. or higher, the meltability is low. For this reason, the temperature of the molten glass in a melting tank is set still higher compared with the past. Even in this case, the specific resistance of the molten glass in the melting tank can be calculated with high accuracy, so that the molten glass in the melting tank can be heated and heated so as to homogenize the molten glass. Electric heating can be performed.

また、本発明の他の一態様は、熔融ガラスを生成する熔解槽を有するガラス基板の製造装置である。当該製造装置は、
投入されたガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解装置を含む。
前記熔解装置は、
前記熔解槽の熔融ガラスと接する壁面に設けられ、熔融ガラスと接する複数対の電極と、
前記複数対の電極間毎の間に電圧を印加し、前記熔融ガラスに電流を流してジュール熱を発生させる電力を制御する制御ユニットと、
前記複数対の電極毎に熔融ガラスを流れる電流の値と前記電圧の値の情報を取得するとともに、前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を、前記複数対の電極毎に、前記電圧の値に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて前記熔融ガラスの比抵抗を算出し、前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱の制御量を決定する演算ユニットと、を有する。
当該製造装置の前記演算ユニットでは、前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を前記電圧に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて前記熔融ガラスの比抵抗を算出するので、精度の高い比抵抗を算出することができる。この結果、熔解槽内の熔融ガラスを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。
Moreover, the other one aspect | mode of this invention is a manufacturing apparatus of the glass substrate which has a melting tank which produces | generates molten glass. The manufacturing equipment
It includes a melting device that melts the glass raw material that is introduced to make molten glass.
The melting device is:
A plurality of pairs of electrodes in contact with the molten glass, provided on a wall surface in contact with the molten glass of the melting tank;
A control unit for applying a voltage between the plurality of pairs of electrodes to control electric power for generating Joule heat by passing a current through the molten glass;
While obtaining information on the value of the current flowing through the molten glass and the value of the voltage for each of the plurality of pairs of electrodes, the cross-sectional area of the region of the molten glass through which the current flows is determined for each of the plurality of pairs of electrodes. Set according to the value, calculate the specific resistance of the molten glass using the value of the current, the value of the voltage, and the cross-sectional area of the set molten glass, and based on the calculated specific resistance And an arithmetic unit for determining a control amount of the Joule heat.
In the arithmetic unit of the manufacturing apparatus, the cross-sectional area of the molten glass region through which the current flows is set according to the voltage, the current value, the voltage value, and the set cross-sectional area of the molten glass. Is used to calculate the specific resistance of the molten glass, so that the specific resistance with high accuracy can be calculated. As a result, the molten glass in the melting tank can be energized and heated so as to be homogenized, and the molten glass can be efficiently energized and heated.

上述の態様のガラス基板の製造方法板によれば、熔融ガラスを均質化し、かつ、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。   According to the manufacturing method plate of the glass substrate of the above-mentioned aspect, the molten glass can be homogenized and the molten glass can be efficiently energized and heated.

本実施形態のガラス基板の断面図である。It is sectional drawing of the glass substrate of this embodiment. 本実施形態における熔解工程〜切断工程を行う装置の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the apparatus which performs the melting process-cutting process in this embodiment. 本実施形態の熔解槽の概略構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the schematic structure of the melting tank of this embodiment. (a),(b)は、本実施形態における各対の電極間において電流が流れる熔融ガラスの断面積を求める方法を説明する平面図である。(A), (b) is a top view explaining the method of calculating | requiring the cross-sectional area of the molten glass in which an electric current flows between each pair of electrodes in this embodiment. 本実施形態の熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the process of controlling the Joule heat generated in the molten glass of this embodiment. 本実施形態の熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the process of controlling the Joule heat generated in the molten glass of this embodiment. 本実施形態の熔解槽内部で行われる熔融ガラスの対流を説明する図である。It is a figure explaining the convection of the molten glass performed inside the melting tank of this embodiment.

以下、本実施形態のガラス基板の製造方法及び製造装置について説明する。図1は、本発明のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。   Hereinafter, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass substrate of this embodiment are demonstrated. FIG. 1 is a diagram showing an example of steps of a method for producing a glass substrate according to the present invention.

ガラス基板の製造方法は、熔解工程(ST1)と、清澄工程(ST2)と、均質化工程(ST3)と、供給工程(ST4)と、成形工程(ST5)と、徐冷工程(ST6)と、切断工程(ST7)と、を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス基板は、納入先の業者に搬送される。   The glass substrate manufacturing method includes a melting step (ST1), a clarification step (ST2), a homogenization step (ST3), a supply step (ST4), a forming step (ST5), and a slow cooling step (ST6). And a cutting step (ST7). In addition, a plurality of glass substrates that have a grinding process, a polishing process, a cleaning process, an inspection process, a packing process, and the like and are stacked in the packing process are transported to a supplier.

熔解工程(ST1)は熔解槽で行われる。熔解工程では、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面にガラス原料を投入することにより熔融ガラスを作る。さらに、熔解槽の内壁のうち、平面視で長方形の熔解槽の長手方向に向いて互いに対向する内壁の一方の底部(熔解槽の底面に近い領域)に設けられた流出口から後工程に向けて熔融ガラスを流す。   The melting step (ST1) is performed in a melting tank. In the melting step, molten glass is made by introducing a glass raw material to the liquid surface of the molten glass stored in the melting tank. Furthermore, among the inner walls of the melting tank, from the outflow port provided at one bottom portion (region close to the bottom surface of the melting tank) of the inner walls facing each other in the longitudinal direction of the rectangular melting tank in plan view, the process proceeds to the subsequent process. Pour molten glass.

ここで、熔融ガラスは、ガラス原料が熔解槽の原料投入口近傍の熔解槽に投入されて作られる。熔解槽中の熔融ガラスは熔解槽において電極を用いて通電加熱されることにより加熱制御される。具体的には、熔解槽の底部に位置する熔融ガラスの温度が原料投入側から流出口の側に向かう程上昇するように、さらに、熔解槽の熔融ガラスの底部における最高温度が、ガラス原料の投入される位置における熔融ガラスの表層の温度に対して高くなるように、熔融ガラスは熔解槽において加熱制御される。これにより、流出口の側において、流出口から下流工程に熔融ガラスを流すとともに、下記に述べる熔融ガラスの循環する対流を作る。すなわち、上記流出口から流れなかった熔融ガラスの一部が熔解槽の側壁に沿って液面に向かって上昇し、液面に上昇した熔融ガラスの一部がさらに液面に沿って原料投入側の熔解槽の側壁に向かって流れ、原料投入側の熔解槽の側壁に沿って液面から下降し、さらに底面に沿って原料投入側から排出口の側に向かって流れる。   Here, the molten glass is made by introducing a glass raw material into a melting tank near the raw material inlet of the melting tank. The molten glass in the melting tank is heated and controlled by being energized and heated using electrodes in the melting tank. Specifically, the maximum temperature at the bottom of the molten glass in the melting tank is further increased so that the temperature of the molten glass located at the bottom of the melting tank increases from the raw material charging side to the outlet side. The molten glass is heated and controlled in the melting tank so as to be higher than the temperature of the surface layer of the molten glass at the charged position. Thereby, on the side of the outlet, the molten glass flows from the outlet to the downstream process, and a convection in which the molten glass described below circulates is made. That is, a part of the molten glass that did not flow from the outlet rises toward the liquid surface along the side wall of the melting tank, and a part of the molten glass that has risen to the liquid surface further flows along the liquid surface to the raw material input side. It flows toward the side wall of the melting tank, descends from the liquid level along the side wall of the melting tank on the raw material input side, and further flows from the raw material input side toward the discharge port side along the bottom surface.

ここで、ガラス原料の投入方法は、ガラス原料を収めたバケットを反転して熔融ガラスにガラス原料を投入する方式、ベルトコンベアを用いてガラス原料を搬送して投入する方式、あるいはスクリューフィーダによりガラス原料を投入する方式でもよい。また、熔融ガラスの表層とは、液面から熔解槽の底部に向かった深さの10%以下の範囲内の液面を含む領域をいい、熔融ガラスの下層とは、表層以外の領域をいう。また、流出口が設けられる底部とは、上記下層の一部であって、底面に近い領域をいう。好ましくは、熔解槽の深さ方向において底面からの深さが、液面と熔解槽の底面との間の深さの1/2以下である領域をいう。   Here, the glass raw material is charged by inverting the bucket containing the glass raw material and introducing the glass raw material into the molten glass, conveying the glass raw material using a belt conveyor, or using a screw feeder. A method of charging raw materials may be used. Moreover, the surface layer of molten glass means the area | region containing the liquid level in the range of 10% or less of the depth which went to the bottom part of the melting tank from the liquid level, and the lower layer of molten glass means area | regions other than a surface layer. . In addition, the bottom where the outflow port is provided is a part of the lower layer and is a region close to the bottom. Preferably, it refers to a region where the depth from the bottom surface in the depth direction of the melting tank is ½ or less of the depth between the liquid surface and the bottom surface of the melting tank.

熔解槽の熔融ガラスは、熔融ガラス自身に電気が流れて自ら発熱することで昇温する。この通電による熔融ガラスの加熱のほかに、バーナーによる火焔を補助的に与えてガラス原料を熔解することもできる。なお、ガラス原料には清澄剤が添加される。清澄剤については、環境負荷低減の点から、SnO2(酸化錫)が好適に用いられる。 The temperature of the molten glass in the melting tank rises as electricity flows through the molten glass itself to generate heat. In addition to the heating of the molten glass by energization, a glass raw material can be melted by supplementarily providing a flame with a burner. A clarifier is added to the glass raw material. As the fining agent, SnO 2 (tin oxide) is preferably used from the viewpoint of reducing the environmental load.

清澄工程(ST2)は、少なくとも清澄槽の内部で行われる。清澄槽は、例えば、白金又は白金合金から構成される。清澄工程では、清澄槽内の熔融ガラスが昇温される。この過程で、清澄剤は、還元反応により酸素を放出し、後に還元剤として作用する物質となる。熔融ガラス中に含まれるO、COあるいはSOを含んだ泡は、清澄剤の還元反応により生じたOを吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して破泡して消滅する。泡に含まれたガスは、清澄槽に設けられた気相空間を通して外気に放出される。 The clarification step (ST2) is performed at least inside the clarification tank. A clarification tank is comprised from platinum or a platinum alloy, for example. In the clarification step, the temperature of the molten glass in the clarification tank is raised. In this process, the fining agent releases oxygen by a reduction reaction, and becomes a substance that later acts as a reducing agent. Bubbles containing O 2 , CO 2 or SO 2 contained in the molten glass grow by absorbing O 2 generated by the reductive reaction of the fining agent, and float on the liquid surface of the molten glass to break the bubbles. Disappear. The gas contained in the foam is released to the outside air through a gas phase space provided in the clarification tank.

その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を低下させる。この過程で、清澄剤の還元反応により得られた還元剤が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中のO等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。 Thereafter, in the clarification step, the temperature of the molten glass is lowered. In this process, the reducing agent obtained by the reductive reaction of the clarifying agent undergoes an oxidation reaction. Thereby, gas components such as O 2 in the foam remaining in the molten glass are reabsorbed in the molten glass, and the foam disappears.

清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。なお、清澄剤として酸化錫などが用いられる。また、清澄工程は、減圧雰囲気を清澄槽につくり、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。   The oxidation reaction and reduction reaction by the fining agent are performed by controlling the temperature of the molten glass. In addition, tin oxide etc. are used as a clarifier. Moreover, the clarification process can also use the reduced pressure defoaming system which makes a reduced pressure atmosphere in a clarification tank, makes the bubble which exists in molten glass grow in a reduced pressure atmosphere, and defoams.

均質化工程(ST3)では、清澄槽から延びる配管を通って供給された攪拌槽内の熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。なお、攪拌槽は1つ設けても、2つ設けてもよい。
供給工程(ST4)では、攪拌槽から延びる配管を通して熔融ガラスが成形装置に供給される。
In the homogenization step (ST3), the glass components are homogenized by stirring the molten glass in the stirring tank supplied through the pipe extending from the clarification tank using a stirrer. Thereby, the composition unevenness of the glass which is a cause of striae or the like can be reduced. One stirring tank or two stirring tanks may be provided.
In the supply step (ST4), the molten glass is supplied to the molding apparatus through a pipe extending from the stirring tank.

成形装置では、成形工程(ST5)及び徐冷工程(ST6)が行われる。
成形工程(ST5)では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形は、オーバーフローダウンドロー法あるいはフロート法を用いることができる。後述する本実施形態では、オーバダウンロード法が用いられる。
徐冷工程(ST6)では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
In the molding apparatus, a molding step (ST5) and a slow cooling step (ST6) are performed.
In the forming step (ST5), the molten glass is formed into a sheet glass to make a flow of the sheet glass. For forming, an overflow down draw method or a float method can be used. In this embodiment to be described later, an over download method is used.
In the slow cooling step (ST6), the sheet glass that has been formed and flowed is cooled to a desired thickness, so that internal distortion does not occur and warpage does not occur.

切断工程(ST7)では、切断装置において、成形装置から供給されたシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス板を得る。切断されたガラス板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。この後、ガラス基板の端面の研削、研磨が行われ、ガラス基板の洗浄が行われ、さらに、気泡やキズ等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。   In a cutting process (ST7), a plate-shaped glass plate is obtained by cutting the sheet glass supplied from the forming device into a predetermined length in the cutting device. The cut glass plate is further cut into a predetermined size to produce a glass substrate of a target size. After this, the end surface of the glass substrate is ground and polished, the glass substrate is cleaned, and further, the presence of abnormal defects such as bubbles and scratches is inspected. Packed.

図2は、本実施形態における熔解工程(ST1)〜切断工程(ST7)を行う装置の一例を模式的に示す図である。当該装置は、図2に示すように、主に熔解装置100と、成形装置200と、切断装置300と、を有する。熔解装置100は、熔解槽101と、清澄槽102と、攪拌槽103と、ガラス供給管104,105,106と、を有する。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of an apparatus that performs the melting step (ST1) to the cutting step (ST7) in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the apparatus mainly includes a melting apparatus 100, a forming apparatus 200, and a cutting apparatus 300. The melting apparatus 100 includes a melting tank 101, a clarification tank 102, a stirring tank 103, and glass supply pipes 104, 105, and 106.

図2に示す例の熔解装置101では、ガラス原料の投入がスクリューフィーダ101dを用いて行われる。清澄槽102では、熔融ガラスMGの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスMGの清澄が行われる。さらに、攪拌槽103では、スターラ103aによって熔融ガラスMGが攪拌されて均質化される。成形装置200では、成形体210を用いたオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスMGからシートガラスSGが成形される。   In the melting apparatus 101 of the example shown in FIG. 2, the glass raw material is charged using a screw feeder 101d. In the clarification tank 102, the temperature of the molten glass MG is adjusted, and the clarification of the molten glass MG is performed using the oxidation-reduction reaction of the clarifier. Further, in the stirring vessel 103, the molten glass MG is stirred and homogenized by the stirrer 103a. In the forming apparatus 200, the sheet glass SG is formed from the molten glass MG by the overflow down draw method using the formed body 210.

図3は、本実施形態の熔解槽101の概略構成を説明する斜視図である。
本実施形態において、熔解槽101は後述する図7に示すような熔融ガラスの対流を形成するように設計されている。ガラス原料は、熔解槽101に蓄えられた熔融ガラスMGの液面のうち原料投入側の部分に投入される。平面視で長方形の熔解槽101の長手方向において対向する一対の内壁のうちの一方の内壁の底部に、流出口104aが設けられている。熔解槽101は、流出口104aから後工程に向けて熔融ガラスMGを流す。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the melting tank 101 of the present embodiment.
In the present embodiment, the melting tank 101 is designed to form a convection of molten glass as shown in FIG. A glass raw material is thrown into the raw material input side part among the liquid surfaces of the molten glass MG stored in the melting tank 101. An outflow port 104a is provided at the bottom of one of the pair of inner walls facing each other in the longitudinal direction of the rectangular melting tank 101 in plan view. The melting tank 101 flows the molten glass MG from the outlet 104a toward the subsequent process.

熔解槽101は、耐火レンガ等の耐火物により構成された内壁110を有する。熔解槽101は、内壁110で囲まれた内部空間を有する。熔解槽101の内部空間は、液槽101aと、上部空間101bとに分けられる。液槽101aは、内部空間に投入されたガラス原料が熔解してできた熔融ガラスMGを加熱しながら収容する。上部空間101bは、熔融ガラスMGの上に形成され、ガラス原料が投入される気相である。   The melting tank 101 has an inner wall 110 made of a refractory material such as a refractory brick. The melting tank 101 has an internal space surrounded by an inner wall 110. The internal space of the melting tank 101 is divided into a liquid tank 101a and an upper space 101b. The liquid tank 101a accommodates the molten glass MG formed by melting the glass raw material put into the internal space while heating. The upper space 101b is formed on the molten glass MG and is a gas phase into which a glass raw material is charged.

熔解槽101の長手方向に平行な上部空間101bの内壁110には、燃料と酸素等を混合した燃焼ガスが燃焼して火炎を発するバーナー112が設けられる。ガラス原料は、バーナー112の火炎からの輻射熱および(バーナー112の火炎からの輻射熱によって高温になった)上部空間101bの内壁(耐火物レンガ)からの輻射熱により、加熱される。   The inner wall 110 of the upper space 101b parallel to the longitudinal direction of the melting tank 101 is provided with a burner 112 that burns combustion gas that is a mixture of fuel and oxygen or the like to generate a flame. The glass material is heated by the radiant heat from the flame of the burner 112 and the radiant heat from the inner wall (refractory brick) of the upper space 101b (which has become high temperature due to the radiant heat from the flame of the burner 112).

熔解槽101の流出口104aが設けられた内壁110と反対側の内壁110には、上部空間101bに通じる原料投入窓101fが設けられている。この原料投入窓101fを通して、原料投入窓101fには、スクリューフィーダ101dの先端が接続され、スクリューフィーダ101dに充填されたガラス原料によって熔解槽101の上部空間101bが閉じられている。
スクリューフィーダ101dは、コンピュータ118からの指示に従ってガラス原料を投入する。すなわち、コンピュータ118は、制御ユニット116を通してスクリューフィーダ101dを作動させる。したがって、熔解槽101内部では、熔融ガラスMGの液面のうち原料投入窓101f近傍の部分にガラス原料が浮遊している。
On the inner wall 110 opposite to the inner wall 110 where the outflow port 104a of the melting tank 101 is provided, a raw material charging window 101f leading to the upper space 101b is provided. The tip of the screw feeder 101d is connected to the raw material charging window 101f through the raw material charging window 101f, and the upper space 101b of the melting tank 101 is closed by the glass raw material filled in the screw feeder 101d.
The screw feeder 101d inputs the glass raw material in accordance with instructions from the computer 118. That is, the computer 118 operates the screw feeder 101 d through the control unit 116. Therefore, in the melting tank 101, the glass raw material is floating in the portion near the raw material charging window 101f on the liquid surface of the molten glass MG.

本実施形態では、ガラス原料がスクリューフィーダ101fを用いて原料投入窓101f近傍の熔融ガラスMGの液面上に投入されるが、バケット式のガラス原料投入機構を用いて、ガラス原料を、原料投入窓101f近傍の熔融ガラスMGの液面上に投入してもよい。   In the present embodiment, the glass raw material is charged onto the liquid surface of the molten glass MG near the raw material charging window 101f using the screw feeder 101f, but the glass raw material is charged into the raw material using a bucket-type glass raw material charging mechanism. You may throw in on the liquid level of the molten glass MG near the window 101f.

熔解槽101の長手方向に延び、互いに対向する液槽101aの内壁110a,110bに、耐熱性を有する酸化錫、モリブデンあるいは白金等の導電性材料で構成され、互いに対向する一対の電極114が、三対設けられている。特に、酸化錫は、熔融ガラスMGと接触して溶出しても、多量でない場合、ガラスの品質欠陥とならないため、電極114として好適に用いることができる。また、清澄剤として機能するという点でも、電極114として好適に用いることができる。
本実施形態において、熔解槽101は三対の電極114を備えているが、熔解槽の大きさによっては二対の電極114を用いてもよい。また、四対以上の電極114を用いてもよい。
The inner walls 110a and 110b of the liquid tank 101a that extend in the longitudinal direction of the melting tank 101 and are opposed to each other are composed of a heat-resistant conductive material such as tin oxide, molybdenum, or platinum, and a pair of electrodes 114 that face each other. Three pairs are provided. In particular, tin oxide can be suitably used as the electrode 114 because it does not cause a glass quality defect if it is not in a large amount even if it is eluted in contact with the molten glass MG. Moreover, it can be used suitably as the electrode 114 also in the point of functioning as a clarifier.
In the present embodiment, the melting tank 101 includes three pairs of electrodes 114, but two pairs of electrodes 114 may be used depending on the size of the melting tank. Also, four or more pairs of electrodes 114 may be used.

三対の電極114は、内壁110a,110bのうち、熔融ガラスMGの下層に対応する領域に設けられている。三対の電極114はいずれも内壁110a,110bの外側から内側まで、内壁110a,110bを貫通して延びている。図3において、各対の電極114は、手前側の電極114が図示され、奥側の電極114は図示されていない。各対の電極114は、各対の電極114間に位置する熔融ガラスMGを挟んでお互いに対向するように、内側壁110a,110bに設けられている。   Three pairs of electrodes 114 are provided in a region corresponding to the lower layer of molten glass MG in inner walls 110a and 110b. All three pairs of electrodes 114 extend through the inner walls 110a and 110b from the outer side to the inner side of the inner walls 110a and 110b. In FIG. 3, each pair of electrodes 114 shows the front electrode 114, and the back electrode 114 is not shown. Each pair of electrodes 114 is provided on the inner side walls 110a and 110b so as to face each other with the molten glass MG positioned between each pair of electrodes 114 interposed therebetween.

各対の電極114は、各対の電極114間に電圧を印加することにより、各対の電極114間に位置する熔融ガラスMGに電流を流す。熔融ガラスMGに電流を流すことで、熔融ガラスMGにジュール熱を発生させ、熔融ガラスMGを通電加熱する。熔解槽101では、熔融ガラスMGは例えば1500℃以上に加熱される。加熱された熔融ガラスMGは、ガラス供給管104を通して清澄槽102へ送られる。   Each pair of electrodes 114 applies a voltage between each pair of electrodes 114 to cause a current to flow through molten glass MG located between each pair of electrodes 114. By passing an electric current through the molten glass MG, Joule heat is generated in the molten glass MG, and the molten glass MG is energized and heated. In the melting tank 101, the molten glass MG is heated to, for example, 1500 ° C. or higher. The heated molten glass MG is sent to the clarification tank 102 through the glass supply pipe 104.

図3に示す熔解槽101では、バーナー112が上部空間101bに設けられているが、バーナー112は必須ではない。例えば、1500℃における比抵抗が180Ω・cm以上の、比抵抗が比較的大きい熔融ガラスにおいて、バーナー112を補助的に用いることで、ガラス原料を効率よく熔解させることができる。ガラス原料を連続的に熔解させて熔融ガラスMGを作るときには、バーナー112を用いることなくガラス原料を熔解させることも可能である。   In the melting tank 101 shown in FIG. 3, the burner 112 is provided in the upper space 101b, but the burner 112 is not essential. For example, in a molten glass having a specific resistance at 1500 ° C. of 180 Ω · cm or more and a relatively high specific resistance, the glass raw material can be efficiently melted by using the burner 112 as an auxiliary. When the glass raw material is continuously melted to produce the molten glass MG, the glass raw material can be melted without using the burner 112.

各対の電極114は、それぞれ制御ユニット116に接続されている。下層における熔融ガラスMGの温度分布を所定の分布にするために、制御ユニット116は、電極114のそれぞれに供給する電力を、対向する一対の電極114毎に制御できるように構成されている。各対の電極114には、制御ユニット116によって交流電圧が加えられる。   Each pair of electrodes 114 is connected to the control unit 116. In order to make the temperature distribution of the molten glass MG in the lower layer a predetermined distribution, the control unit 116 is configured to be able to control the power supplied to each of the electrodes 114 for each of the pair of electrodes 114 facing each other. An AC voltage is applied to each pair of electrodes 114 by the control unit 116.

制御ユニット116は、さらにコンピュータ118と接続されている。制御ユニット116は、各対の電極114間の熔融ガラスMGにかかる電圧の大きさと、各対の電極114間の熔融ガラスMGに流れる電流の値とを測定する。熔融ガラスMGに流れる電流の値は、電極114のシステムにおける力率や熔解槽101の壁(耐火レンガ)に流れる電流を考慮して定められる。つまり、溶融ガラスMGに流れる電流の測定とは、電流計等により直接計測される、電極114に流れる計測電流から、力率による無効電流および熔解槽101の壁に流れる電流を差し引いた値を求めることをいう。力率による無効電流は、あらかじめ測定しておく。熔解槽101の壁に流れる電流は、例えば、シミュレーション等により定められる。制御ユニット116は、測定した電圧と電流の値の情報を出力する。コンピュータ118は、制御ユニット116から出力されたこれらの情報を受け取る。コンピュータ118は、この電圧と電流の値の情報から、各対の電極114間の熔融ガラスMGの比抵抗を算出する。
本実施形態では、精度の高い比抵抗の算出を行うために、計測電流から、力率による無効電流および熔解槽101の壁に流れる電流を差し引いた値を求めるが、求める比抵抗の精度に応じて、力率による無効電流および/あるいは熔解槽101の壁に流れる電流を0としてもよい。すなわち、熔融ガラスMGに流れる電流の測定は、求める比抵抗の精度に応じて、計測電流から力率による無効電流を差し引くことにより、あるいは計測電流から熔解槽101の壁に流れる電流を差し引くことにより求められる。あるいは、さらに、計測電流そのものを、熔融ガラスMGに流れる電流として用いることもできる。
The control unit 116 is further connected to a computer 118. The control unit 116 measures the magnitude of the voltage applied to the molten glass MG between each pair of electrodes 114 and the value of the current flowing through the molten glass MG between each pair of electrodes 114. The value of the current flowing through the molten glass MG is determined in consideration of the power factor in the system of the electrode 114 and the current flowing through the wall (refractory brick) of the melting tank 101. That is, the measurement of the current flowing through the molten glass MG is a value obtained by subtracting the reactive current due to the power factor and the current flowing through the wall of the melting tank 101 from the measured current flowing through the electrode 114 directly measured by an ammeter or the like. That means. The reactive current due to the power factor is measured in advance. The current flowing through the wall of the melting tank 101 is determined by simulation or the like, for example. The control unit 116 outputs information on the measured voltage and current values. The computer 118 receives these pieces of information output from the control unit 116. The computer 118 calculates the specific resistance of the molten glass MG between each pair of electrodes 114 from the information on the voltage and current values.
In the present embodiment, in order to calculate the specific resistance with high accuracy, a value obtained by subtracting the reactive current due to the power factor and the current flowing through the wall of the melting tank 101 from the measured current is obtained. Thus, the reactive current due to the power factor and / or the current flowing through the wall of the melting tank 101 may be set to zero. That is, the current flowing through the molten glass MG is measured by subtracting the reactive current due to the power factor from the measured current, or subtracting the current flowing through the wall of the melting tank 101 from the measured current, according to the required specific resistance accuracy. Desired. Alternatively, the measurement current itself can be used as a current flowing through the molten glass MG.

コンピュータ118は、例えば、以下の式(1)に基づいて、各対の電極114間の熔融ガラスMGの比抵抗ρ(Ω・m)を算出する。   For example, the computer 118 calculates the specific resistance ρ (Ω · m) of the molten glass MG between each pair of electrodes 114 based on the following formula (1).

ρ=E/I×S/L ・・・(1)   ρ = E / I × S / L (1)

式(1)において、Eは各対の電極114間の熔融ガラスMGにかかる電圧(V)、Iは、各対の電極114間の熔融ガラスMGに流れる電流(A)、Sは各対の電極114間において電流が流れる熔融ガラスMGの断面積(m)、Lは各対の電極114の間の距離(m)である。長さLは、熔解槽101によって定まる固有の値である。 In the formula (1), E is a voltage (V) applied to the molten glass MG between each pair of electrodes 114, I is a current (A) flowing through the molten glass MG between each pair of electrodes 114, and S is each pair of electrodes 114. The cross-sectional area (m 2 ) of the molten glass MG through which current flows between the electrodes 114, and L is the distance (m) between each pair of electrodes 114. The length L is a specific value determined by the melting tank 101.

図4(a),(b)は、各対の電極114間において電流が流れる熔融ガラスMGの断面積Sを求める方法を説明する平面図である。
図4(a),(b)に示すように、各対の電極114は、熔融ガラスMGの両側に配置された内壁110a,110bに、熔融ガラスMGの流れ方向Fを横切るように、互いに対向して配置されている。また、対向する三対の電極114は、熔融ガラスMGの流れ方向Fに互いに一定の間隔をあけて配置されている。流れ方向Fは、熔解槽101における熔融ガラスMGの全体としての、熔解槽101の底部において上流から下流へ向かう流れの方向を便宜的に示すものであり、内壁110a、110bと平行で原料投入口側(図4(a),(b)中の左側)から流出口104aの側(図4(a),(b)中の右側)に向かう方向である。また、流れ方向Fは熔解槽101の長手方向に沿う方向でもある。
4A and 4B are plan views for explaining a method for obtaining the cross-sectional area S of the molten glass MG through which a current flows between each pair of electrodes 114.
As shown in FIGS. 4A and 4B, each pair of electrodes 114 is opposed to the inner walls 110a and 110b arranged on both sides of the molten glass MG so as to cross the flow direction F of the molten glass MG. Are arranged. Further, the three pairs of electrodes 114 facing each other are arranged at a predetermined interval in the flow direction F of the molten glass MG. The flow direction F indicates the flow direction from the upstream to the downstream at the bottom of the melting tank 101 as a whole for the molten glass MG in the melting tank 101 for convenience, and is parallel to the inner walls 110a and 110b. This is the direction from the side (left side in FIGS. 4A and 4B) toward the outlet 104a side (right side in FIGS. 4A and 4B). The flow direction F is also a direction along the longitudinal direction of the melting tank 101.

コンピュータ118は、対向する一対の電極114ごとに電流が流れる熔融ガラスMGの領域EAを設定する。通電領域EAの境界mは、電極114に印加する電圧によって変化する。すなわち、ある電極114に印加する電圧を大きくするが、他の電極114に印加する電圧を一定に維持した場合、印加する電圧を大きくした電極114から熔融ガラスMGに流れる電流の領域EAは大きくなる。逆に、印加する電圧が小さくした場合領域EAは小さくなるように設定する。言い換えると、コンピュータ118は、領域EAの断面積Sを印加する電圧に応じて設定する。このように、領域EAの断面積を印加する電圧に応じて定めるのは、電極114に印加する電圧によって熔融ガラスMGを流れる電流の領域EAの断面積Sが変化し、この断面積Sが、上記式(1)に示すように算出しようとする熔融ガラスMGの比抵抗ρに影響を与えるからである。   The computer 118 sets an area EA of the molten glass MG through which a current flows for each pair of electrodes 114 facing each other. The boundary m of the energization area EA varies depending on the voltage applied to the electrode 114. That is, when the voltage applied to a certain electrode 114 is increased, but the voltage applied to the other electrode 114 is kept constant, the region EA of the current flowing from the electrode 114 with the increased applied voltage to the molten glass MG increases. . Conversely, the area EA is set to be small when the applied voltage is small. In other words, the computer 118 sets the cross-sectional area S of the area EA according to the applied voltage. Thus, the cross-sectional area of the area EA is determined according to the voltage to be applied, the cross-sectional area S of the area EA of the current flowing through the molten glass MG changes depending on the voltage applied to the electrode 114, and this cross-sectional area S is This is because it affects the specific resistance ρ of the molten glass MG to be calculated as shown in the above formula (1).

したがって、本実施形態のように、3対の電極114にそれぞれ図4(a)中の原料投入口の側から順番に電圧V1,V2,V3を印加するとしたとき、各電極114から熔融ガラスMGに流れる電流の領域EAの断面積Sはそれぞれ、下記式(2)のように定めることができる。領域EAi(i=1〜3の自然数)の断面積Siは、電圧Viを印加した電極から熔融ガラスMGに流れる電流の断面積である。
領域EAiの断面積Si
=F(Vi)/{F(V1)+F(V2)+F(V3)}×(W×D) ・・・(2)
ここで、Wは、図4(a)に示すように、熔解槽101の熔融ガラスMGが貯留される槽の流れ方向Fに平行な長さであり、Dは、図4(b)に示すように、熔解槽101の熔融ガラスMGの深さである。また、F(V)は、電圧Vの関数であり、電圧が大きくなるほどF(V)の値が大きくなる関数である。例えば、F(V)は、電圧Vの1次関数、あるいは2次関数等である。図4(a),(b)では、断面積S1,断面積S2,断面積S3がいずれも同じ程度に記されているが、電圧V1,V2,V3によって変化する。
ここで、上記式(2)において、F(V)を単純化して、例えばF(V)=Vとすることができる。この場合、断面積Siは、一対の電極間毎に印加する電圧Viの値の、複数対の電極間に印加される全電圧の合計値V1+V2+V3に対する比率に応じて、断面積Siが設定される。
このように、熔融ガラスMGの電流が流れる領域EAiの断面積Siは、電圧V1,V2,V3に応じて設定される。求めた断面積Siを用いて上記式(1)により各対の電極114間の熔融ガラスMGの比抵抗ρを求めることができる。
Therefore, when the voltages V 1 , V 2 , and V 3 are sequentially applied to the three pairs of electrodes 114 from the raw material inlet side in FIG. The cross-sectional area S of the current area EA flowing through the molten glass MG can be determined as shown in the following formula (2). The cross-sectional area S i of the region EA i (i = 1 to a natural number of 1 to 3) is a cross-sectional area of a current flowing from the electrode to which the voltage V i is applied to the molten glass MG.
Sectional area S i of the area EA i
= F (V i ) / {F (V 1 ) + F (V 2 ) + F (V 3 )} × (W × D) (2)
Here, as shown in FIG. 4A, W is a length parallel to the flow direction F of the tank in which the molten glass MG of the melting tank 101 is stored, and D is shown in FIG. 4B. Thus, it is the depth of the molten glass MG of the melting tank 101. F (V) is a function of the voltage V, and is a function in which the value of F (V) increases as the voltage increases. For example, F (V) is a linear function or a quadratic function of the voltage V. 4A and 4B, the cross-sectional area S 1 , the cross-sectional area S 2 , and the cross-sectional area S 3 are all shown to the same extent, but vary depending on the voltages V 1 , V 2 , and V 3 .
Here, in the above formula (2), F (V) can be simplified so that, for example, F (V) = V. In this case, the cross-sectional area S i depends on the ratio of the value of the voltage V i applied between each pair of electrodes to the total value V 1 + V 2 + V 3 of all the voltages applied between the plurality of pairs of electrodes. A cross-sectional area S i is set.
Thus, the cross-sectional area S i of the area EA i through which the current of the molten glass MG flows is set according to the voltages V 1 , V 2 , and V 3 . Using the obtained cross-sectional area S i , the specific resistance ρ of the molten glass MG between each pair of electrodes 114 can be obtained by the above formula (1).

コンピュータ118は、上記の方法によって求めた熔融ガラスMGの比抵抗ρに基づいて、各対の電極114に対応する各領域EAiの熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を制御することができる。 The computer 118 can control the Joule heat generated in the molten glass MG in each area EA i corresponding to each pair of electrodes 114 based on the specific resistance ρ of the molten glass MG obtained by the above method.

(通電加熱の制御方法1)
図5は、熔融ガラスMGの比抵抗ρに基づいて、熔融ガラスMGに発生させるジュール熱をコンピュータ118が制御する工程の一例を説明する図である。
(Control method 1 for energization heating)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a process in which the computer 118 controls the Joule heat generated in the molten glass MG based on the specific resistance ρ of the molten glass MG.

図5に示すサンプリング(ST11)では、図4(a),(b)に示す各対の電極114に対応する各領域EAの電極114間の熔融ガラスMGにかかる電圧Eの情報と、各電極114に流れる計測電流の情報が、制御ユニット116からコンピュータ118に送られる。コンピュータ118は、送られてきた電流から、力率による無効電流および熔解槽101の壁に流れる電流を差し引いた値を熔融ガラスMGを流れる電流Iとして求める。制御ユニット116から送られた各領域EAの電圧Eの情報と求めた電流Iの情報を保存する。コンピュータ118には、予め、各領域EAにおける、電極114間の距離L,W,Dおよび、後述する熔融ガラスMGの比抵抗の目標値を保存しておく。   In the sampling (ST11) shown in FIG. 5, information on the voltage E applied to the molten glass MG between the electrodes 114 in each region EA corresponding to each pair of electrodes 114 shown in FIGS. Information on the measured current flowing through 114 is sent from the control unit 116 to the computer 118. The computer 118 calculates | requires the value which deducted the reactive current by a power factor and the electric current which flows through the wall of the melting tank 101 from the sent electric current as the electric current I which flows through molten glass MG. Information on the voltage E of each area EA sent from the control unit 116 and information on the obtained current I are stored. The computer 118 stores in advance the distances L, W, D between the electrodes 114 and target values of the specific resistance of the molten glass MG described later in each area EA.

図5に示す比抵抗の算出(ST12)では、コンピュータ118は、保存した各領域EAの電圧E、電流I、断面積Sおよび距離L,W,Dの情報と、上記の式(1),(2)とに基づいて、各領域EAにおける熔融ガラスMGの比抵抗ρを算出する。具体的には、式(2)に従って各断面積Siを算出し、この断面積Siを用いて式(1)に従って比抵抗ρを算出する。 In the calculation of the specific resistance shown in FIG. 5 (ST12), the computer 118 stores the information on the stored voltage E, current I, cross-sectional area S, and distances L, W, and D of each area EA, and the above-described equations (1), Based on (2), the specific resistance ρ of the molten glass MG in each region EA is calculated. Specifically, each cross-sectional area S i is calculated according to equation (2), and specific resistance ρ is calculated according to equation (1) using this cross-sectional area S i .

なお、予め、熔解槽101の熔融ガラスMGが所望の熔解状態にあるときの各領域EAiの比抵抗ρを算出しておき、その値を比抵抗ρの目標値としてコンピュータ118に保存しておくことができる。比抵抗ρの目標値を決定する段階では、例えば従来のように熱電対などの温度測定手段を用いて熔融ガラスMGの所望の熔解状態を作り出し、その状態で上記のようにコンピュータ118により比抵抗ρを算出しても良い。また、予め、熔融ガラスMGから製造したガラス基板を採取して坩堝などで熔解させ、目標とする粘度および温度の熔解ガラスMGに対応する比抵抗を求めて、比抵抗ρの目標値としても良い。 In addition, the specific resistance ρ of each area EA i when the molten glass MG in the melting tank 101 is in a desired melting state is calculated in advance, and the value is stored in the computer 118 as a target value of the specific resistance ρ. I can leave. In the step of determining the target value of the specific resistance ρ, for example, a desired melting state of the molten glass MG is created by using a temperature measuring means such as a thermocouple as in the prior art, and in this state, the specific resistance is obtained by the computer 118 as described above. ρ may be calculated. In addition, a glass substrate manufactured from molten glass MG may be collected in advance and melted in a crucible or the like, and a specific resistance corresponding to the molten glass MG having a target viscosity and temperature may be obtained as a target value of specific resistance ρ. .

図5に示す比抵抗の比較(ST13)では、コンピュータ118は、各領域EAiの比抵抗ρの目標値と、算出した各領域EAiの比抵抗ρとを比較する。
図5に示す制御量の決定(ST14)では、コンピュータ118は、上記の比抵抗の比較(ST13)の結果に基づいて、制御ユニット116に送る制御量を決定する。
In the specific resistance comparison (ST13) shown in FIG. 5, the computer 118 compares the target value of the specific resistance ρ in each area EA i with the calculated specific resistance ρ in each area EA i .
In the determination of the control amount shown in FIG. 5 (ST14), the computer 118 determines the control amount to be sent to the control unit 116 based on the result of the specific resistance comparison (ST13).

具体的には、ある領域EAiにおいて、算出した比抵抗ρが目標値よりも大きいか又は許容できる範囲よりも大きい場合には、コンピュータ118はその領域EAiにおいて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を、所定の量、減少させる指示を出す。
ある領域EAiにおいて、算出した比抵抗ρが目標値と等しいか又は許容できる範囲内である場合には、コンピュータ118はその領域EAにおいて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を維持する指示を出す。
ある領域EAiにおいて、算出した比抵抗ρが目標値よりも小さいか又は許容できる範囲よりも小さい場合には、コンピュータ118はその領域EAiにおいて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を、所定の量、増加させる指示を出す。
Specifically, in a certain area EA i , when the calculated specific resistance ρ is larger than the target value or larger than an allowable range, the computer 118 generates Joule heat generated in the molten glass MG in the area EA i . Is instructed to decrease by a predetermined amount.
In a certain area EA i , when the calculated specific resistance ρ is equal to or within an allowable range, the computer 118 issues an instruction to maintain the Joule heat generated in the molten glass MG in the area EA.
In a certain area EA i , when the calculated specific resistance ρ is smaller than the target value or smaller than the allowable range, the computer 118 generates a predetermined amount of Joule heat generated in the molten glass MG in the area EA i . Give instructions to increase.

図5に示すジュール熱の制御(ST15)では、制御ユニット116は、コンピュータ118から送られた制御量の指示に基づいて、各領域EAiの熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を制御する。 In the Joule heat control (ST15) shown in FIG. 5, the control unit 116 controls the Joule heat generated in the molten glass MG in each area EA i based on the control amount instruction sent from the computer 118.

具体的には、制御ユニット116は、ある領域EAiの熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を減少させる指示を受けた場合には、その領域EAiに対応する一対の電極114間の熔融ガラスMGに流れる電流の値が、元の値よりも所定の値だけ小さい一定の値になるように熔融ガラスMGに流れるべき目標電流値を設定する。
制御ユニット116は、ある領域EAiの熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を維持する指示を受けた場合には、その領域EAiに対応する一対の電極114間の熔融ガラスMGに流れる電流の値または元の目標値を、目標電流値に設定する。
制御ユニット116は、ある領域EAiの熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を増加させる指示を受けた場合には、その領域EAiに対応する一対の電極114間の熔融ガラスMGに流れる電流の値が、元の値よりも所定の値だけ大きい一定の値になるように、目標電流値を設定する。
制御ユニット116は、さらに、熔融ガラスMGに流れる電流の値を目標電流値に維持するように、各対の電極114間の熔融ガラスMGにかかる電圧を制御する。
Specifically, when the control unit 116 receives an instruction to reduce Joule heat generated in the molten glass MG in a certain area EA i , the molten glass MG between the pair of electrodes 114 corresponding to the area EA i. The target current value that should flow through the molten glass MG is set so that the value of the current flowing through the molten glass becomes a constant value smaller than the original value by a predetermined value.
When the control unit 116 receives an instruction to maintain Joule heat generated in the molten glass MG in a certain area EA i , the value of the current flowing in the molten glass MG between the pair of electrodes 114 corresponding to the area EA i. Or, the original target value is set to the target current value.
When the control unit 116 receives an instruction to increase the Joule heat generated in the molten glass MG in a certain area EA i , the value of the current flowing in the molten glass MG between the pair of electrodes 114 corresponding to the area EA i. However, the target current value is set so that it becomes a constant value larger than the original value by a predetermined value.
The control unit 116 further controls the voltage applied to the molten glass MG between each pair of electrodes 114 so as to maintain the value of the current flowing through the molten glass MG at the target current value.

上記の制御により、従来の熱電対等の温度測定手段を用いることなく、各領域EAiの熔融ガラスMGの粘度および温度を所望の状態に維持して、熔解槽101の熔融ガラスMGの対流および熔解の状態を所望の状態に維持することができる。
このように、複数対の電極114毎に、電流が流れる熔融ガラスMGの領域EAiの断面積Siを電圧に応じて設定して、電流の値と、電圧の値と、設定した熔融ガラスMGの断面積Siとを用いて領域EAi毎に熔融ガラスの比抵抗ρを算出するので、精度の良い比抵抗ρを領域EA毎に算出することができる。この結果、熔解槽101内の熔融ガラスMGを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスMGを効率よく通電加熱することができる。
By the above control, the viscosity and temperature of the molten glass MG in each region EA i are maintained in a desired state without using a temperature measuring means such as a conventional thermocouple, and the convection and melting of the molten glass MG in the melting tank 101 is performed. This state can be maintained in a desired state.
Thus, for each of the plurality of pairs of electrodes 114, the cross-sectional area S i of the region EA i of the molten glass MG through which current flows is set according to the voltage, and the current value, the voltage value, and the set molten glass Since the specific resistance ρ of the molten glass is calculated for each area EA i using the cross-sectional area S i of the MG, the accurate specific resistance ρ can be calculated for each area EA. As a result, it is possible to heat and heat the molten glass MG in the melting tank 101 to be homogenized, and to efficiently heat and heat the molten glass MG.

(通電加熱の制御方法2)
次に、上記の算出した比抵抗ρに基づいて各領域EAの熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を制御する方法のひとつとして、算出した各領域EAiの比抵抗ρからさらに各領域EAiの熔融ガラスMGの温度を算出する方法について説明する。
図6は、算出した比抵抗ρから熔融ガラスMGの温度を求めて、各領域EAiの熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程を説明する図である。
(Control method 2 for energization heating)
Then, as one method of controlling Joule heat to be generated in the molten glass MG in each area EA on the basis of the specific resistance ρ calculated above, calculated from the specific resistance ρ more of the area EA i in each area EA i A method for calculating the temperature of the molten glass MG will be described.
6, seeking temperature of the molten glass MG from the calculated resistivity [rho, is a diagram illustrating a process of controlling Joule heat to be generated in the molten glass in each area EA i.

この方法では、まず、予備工程(ST21)として、予め、熔解槽101でつくる熔融ガラスMGと同じ成分の熔融ガラスの温度と比抵抗との関係を求め、コンピュータ118に記録しておく。熔融ガラスMGの温度と比抵抗との関係を求める段階では、熔解槽101において、例えば従来のように熱電対などの温度測定手段を用いて熔融ガラスMGの温度を測定しても良い。その上で、上記のようにコンピュータ118により比抵抗ρを算出することで、熔融ガラスMGの温度と比抵抗との関係を求めることができる。また、予め、熔解ガラスMGから製造したガラス基板を採取して坩堝などで熔解させ、その際の熔融ガラスMGの温度と比抵抗とを測定することで、これらの相関関係を得ても良い。   In this method, first, as a preliminary process (ST21), the relationship between the temperature and the specific resistance of the molten glass having the same component as the molten glass MG produced in the melting tank 101 is obtained in advance and recorded in the computer 118. In the stage of obtaining the relationship between the temperature of the molten glass MG and the specific resistance, the temperature of the molten glass MG may be measured in the melting tank 101 using a temperature measuring means such as a thermocouple as in the prior art. Then, by calculating the specific resistance ρ with the computer 118 as described above, the relationship between the temperature of the molten glass MG and the specific resistance can be obtained. Moreover, these correlations may be obtained by collecting a glass substrate manufactured from the molten glass MG in advance and melting it with a crucible or the like, and measuring the temperature and specific resistance of the molten glass MG at that time.

熔融ガラスMGの温度は、例えば、G(ρ)のように、比抵抗ρの関数として表すことができる。すなわち、熔融ガラスMGの比抵抗ρと熔融ガラスMGの温度T(℃)とは、下記の式(3)により表される相関関係を有している。   The temperature of the molten glass MG can be expressed as a function of the specific resistance ρ, for example, G (ρ). That is, the specific resistance ρ of the molten glass MG and the temperature T (° C.) of the molten glass MG have a correlation represented by the following formula (3).

T(℃)=G(ρ)= a/(log(ρ)+b)−273.15 ・・・(3)   T (° C.) = G (ρ) = a / (log (ρ) + b) −273.15 (3)

式(3)において、aおよびbはガラス組成に依存する定数である。
予備工程(ST21)により、上記定数aおよびbの値が特定される。上記定数aおよびbの値は、上記の式(3)と共にコンピュータ118に保存される。また、予備工程(ST21)においては、予め、各領域EAiの熔融ガラスMGの目標温度を設定し、その値をコンピュータ118に保存しておく。例えば、予め、熔解槽101の熔融ガラスMGが所望の熔解状態にあるときの各領域EAiの温度Tを算出しておき、その値を温度Tの目標温度としてコンピュータ118に保存しておくことができる。温度Tの目標温度を設定する段階では、例えば従来のように熱電対などの温度測定手段を用いて熔融ガラスMGに所望の熔解状態を作り出し、その状態で上記のようにコンピュータ118により温度Tを算出してもよい。
In the formula (3), a and b are constants depending on the glass composition.
The values of the constants a and b are specified by the preliminary process (ST21). The values of the constants a and b are stored in the computer 118 together with the above equation (3). In the preliminary step (ST21), the target temperature of the molten glass MG in each area EA i is set in advance, and the value is stored in the computer 118. For example, the temperature T of each area EA i when the molten glass MG of the melting tank 101 is in a desired melting state is calculated in advance, and the value is stored in the computer 118 as the target temperature of the temperature T. Can do. In the step of setting the target temperature of the temperature T, for example, a desired melting state is created in the molten glass MG using a temperature measuring means such as a thermocouple as in the conventional case, and in that state, the temperature T is set by the computer 118 as described above. It may be calculated.

図6に示すサンプリング(ST22)および比抵抗の算出(ST23)は、図5に示すサンプリング(ST11)および比抵抗の算出(ST12)と同様であるので、説明は省略する。
図6に示す温度の算出(ST24)では、コンピュータ118は、算出した各領域EAiの比抵抗ρと、予め保存しておいた定数aおよびbと、上記式(3)とに基づいて、各領域EAiにおける熔融ガラスMGの温度Tを算出する。
The sampling (ST22) and specific resistance calculation (ST23) shown in FIG. 6 are the same as the sampling (ST11) and specific resistance calculation (ST12) shown in FIG.
In the temperature calculation (ST24) shown in FIG. 6, the computer 118 calculates the specific resistance ρ of each area EA i , constants a and b stored in advance, and the above equation (3), The temperature T of the molten glass MG in each area EA i is calculated.

図6に示す温度の比較(ST25)では、コンピュータ118は、保存した各領域EAiの温度Tの目標値と、算出した各領域EAiの温度Tとを比較する。
図6に示す制御量の決定(ST26)では、上記の温度の比較(ST25)の結果に基づいて、制御ユニット116に送る制御量を決定する。
In the temperature comparison (ST25) shown in FIG. 6, the computer 118 compares the stored target value of the temperature T of each area EA i with the calculated temperature T of each area EA i .
In the control amount determination (ST26) shown in FIG. 6, the control amount to be sent to the control unit 116 is determined based on the result of the temperature comparison (ST25).

具体的には、ある領域EAiにおいて、算出した温度Tが目標値よりも高いか又は許容できる範囲よりも高い場合には、コンピュータ118はその領域EAiにおいて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を、所定の量、減少させる指示を出す。
ある領域EAiにおいて、算出した温度Tが目標値と等しいか又は許容できる範囲内である場合には、コンピュータ118はその領域EAiにおいて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を維持する指示を出す。
ある領域EAiにおいて、算出した温度Tが目標値よりも低いか又は許容できる範囲よりも低い場合には、コンピュータ118はその領域EAiにおいて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を、所定の量、増加させる指示を出す。
Specifically, in a certain area EA i , when the calculated temperature T is higher than a target value or higher than an allowable range, the computer 118 generates Joule heat generated in the molten glass MG in the area EA i . Instruct to decrease by a predetermined amount.
In a certain area EA i , when the calculated temperature T is equal to or within an allowable range, the computer 118 issues an instruction to maintain the Joule heat generated in the molten glass MG in the area EA i .
In a certain area EA i , when the calculated temperature T is lower than the target value or lower than the allowable range, the computer 118 generates a predetermined amount of Joule heat generated in the molten glass MG in the area EA i , Give instructions to increase.

図6に示すジュール熱の制御(ST27)は、図5に示すジュール熱の制御(ST15)と同様なので、説明は省略する。
上記の制御により、従来の熱電対等の温度測定装置を用いることなく、各領域EAiの熔融ガラスMGの粘度および温度を所望の状態にして、熔解槽101の熔融ガラスMGの熔解状態を所望の状態にすることができる。
このように、本実施形態では、図5に示す方法でも、図6に示す方法でも、計測し算出した比抵抗ρを用いて、熔融ガラスMGに与えるジュール熱の制御を行う。このため、比抵抗ρを精度良く算出するために、本実施形態では、電極114に印加する電圧に応じて、電流が流れる領域EAiの断面積Siを算出し、式(1)、式(2)に従って比抵抗ρを算出する。したがって、比抵抗ρを精度良くに算出することができるので、熔融ガラスを均質化することができ熔融ガラスMGの効率のよい通電加熱を行うことができる。
The Joule heat control (ST27) shown in FIG. 6 is the same as the Joule heat control (ST15) shown in FIG.
With the above control, the viscosity and temperature of the molten glass MG in each region EA i are set in a desired state without using a conventional temperature measuring device such as a thermocouple, and the melting state of the molten glass MG in the melting tank 101 is set in a desired state. Can be in a state.
Thus, in the present embodiment, the Joule heat applied to the molten glass MG is controlled using the measured and calculated specific resistance ρ in both the method shown in FIG. 5 and the method shown in FIG. 6. For this reason, in order to calculate the specific resistance ρ with high accuracy, in the present embodiment, the cross-sectional area S i of the region EA i through which the current flows is calculated according to the voltage applied to the electrode 114, and the equations (1) and (1) The specific resistance ρ is calculated according to (2). Therefore, since the specific resistance ρ can be calculated with high accuracy, the molten glass can be homogenized and the molten glass MG can be efficiently energized and heated.

本実施形態では、熔解槽101において、後述する図7に示すような熔融ガラスMGの対流を引き起こしながら熔融ガラスMGを取り出すことが、脈理を発生させず、熔解槽102から異質素地を流出させない点で好ましい。このため、電極114の位置に応じて熔融ガラスMGに発生させるジュール熱を変化させることが好ましい。上述したようにコンピュータ118は、電極114に印加する電圧に応じて、電流が流れる領域EAiの断面積Siを算出し、比抵抗ρを精度良く算出することができるので、図7に示すような熔融ガラスMGの対流を引き起こす熔融ガラスMGの温度分布を所望の分布に精度良く調整することができる。以下、熔解槽101内の熔融ガラスMGの対流について説明する。 In the present embodiment, in the melting tank 101, taking out the molten glass MG while causing convection of the molten glass MG as shown in FIG. 7 to be described later does not cause striae and does not cause the foreign material to flow out of the melting tank 102. This is preferable. For this reason, it is preferable to change the Joule heat generated in the molten glass MG according to the position of the electrode 114. As described above, the computer 118 can calculate the cross-sectional area S i of the area EA i through which the current flows in accordance with the voltage applied to the electrode 114, and can calculate the specific resistance ρ with high accuracy. The temperature distribution of the molten glass MG that causes the convection of the molten glass MG can be accurately adjusted to a desired distribution. Hereinafter, the convection of the molten glass MG in the melting tank 101 will be described.

(熔解槽内の熔融ガラスの対流)
上述した、熔融ガラスMGの通電加熱1,2によって、例えば以下に示す熔融ガラスMGの対流を熔解槽101において形成するように、熔融ガラスMGの通電加熱が制御される。しかし、熔融ガラスMGの通電加熱の制御は、図7に示すような対流を熔融ガラスMGに引き起こす形態に適用することができるだけでなく、熔融ガラスMGに図7に示す対流以外の対流を引き起こす形態、あるいは対流を生じさせない形態にも適用することができる。
(Convection of molten glass in melting tank)
With the above-described electric heating 1 and 2 of the molten glass MG, the electric heating of the molten glass MG is controlled so that, for example, the following convection of the molten glass MG is formed in the melting tank 101. However, the electric heating control of the molten glass MG can be applied not only to a form that causes convection in the molten glass MG as shown in FIG. 7, but also to a form that causes convection other than the convection shown in FIG. 7 in the molten glass MG. Alternatively, it can be applied to a form that does not cause convection.

図7は、本実施形態における熔解槽101内部の熔融ガラスの対流を説明する図である。本実施形態では、熔解槽101の内側側壁のうち、第1の方向に向く内側側壁の底部に設けられた流出口104aから清澄工程に向けて熔融ガラスMGが流出する。このとき、熔解槽101の底部に位置する熔融ガラスMGの温度が原料投入側(図7中の左側)から流出口104aの側(図7中の右側)に向かう程、上昇するように熔融ガラスMGを加熱制御する。これにより、流出口104aの側において、流出口104aから下流工程である清澄工程に熔融ガラスMGを流すとともに、熔融ガラスMGの対流を作る。すなわち、流出口104aから流れなかった熔融ガラスMGの一部が熔解槽101の側壁に沿って液面101cに向かって上昇し、液面101cに上昇した熔融ガラスMGの一部が液面101cに沿って原料投入側の熔解槽101の側壁に向かって流れ、原料投入側の熔解槽101の側壁に沿って液面101cから下降し、さらに底面に沿って原料投入側から排出口104aの側に向かって流れる。   FIG. 7 is a diagram for explaining the convection of the molten glass inside the melting tank 101 in the present embodiment. In the present embodiment, molten glass MG flows out from the outlet 104a provided at the bottom of the inner side wall facing the first direction among the inner side walls of the melting tank 101 toward the refining process. At this time, the temperature of the molten glass MG located at the bottom of the melting tank 101 increases from the raw material charging side (left side in FIG. 7) toward the outlet 104a side (right side in FIG. 7). MG is heated and controlled. Thereby, on the side of the outlet 104a, the molten glass MG is caused to flow from the outlet 104a to the refining process, which is a downstream process, and a convection of the molten glass MG is made. That is, a part of the molten glass MG that did not flow from the outlet 104a rises toward the liquid surface 101c along the side wall of the melting tank 101, and a part of the molten glass MG that has risen to the liquid surface 101c reaches the liquid surface 101c. Along the side wall of the melting tank 101 on the raw material charging side, descends from the liquid level 101 c along the side wall of the melting tank 101 on the raw material charging side, and further from the raw material charging side to the discharge port 104 a side along the bottom surface. It flows toward.

このような循環する対流を生じさせる理由は以下の通りである。すなわち、シリカ濃度の高い難熔性のガラスでは、ガラス原料の分解、熔解時に、熱分解温度の低いアルカリ土類金属成分が、周りの熔融ガラスに比べて先に溶け込み、難熔性のシリカ成分の濃度の高い異質素地120が生成し易い。生成した異質素地120が何らかの理由で、熔解槽の流出口側の側壁に漂っていき沈み込んで下流工程に流出すると、周りの熔融ガラスよりシリカ濃度が高く、粘度が高いので、脈理となる。
しかし、熔解槽101では、図7に示すような熔融ガラスMGの対流を形成しているので、異質素地120が、流出口104a側の側壁付近に漂って来ることはない。さらに、流出口104a側の側壁では、熔融ガラスMGの流れが底面から液面に向けて流れているので、異質素地が沈み込むことも無い。
The reason for generating such circulating convection is as follows. That is, in a hardly fusible glass having a high silica concentration, an alkaline earth metal component having a low thermal decomposition temperature is first melted in comparison with the surrounding molten glass when the glass raw material is decomposed and melted. It is easy to generate a heterogeneous substrate 120 having a high concentration of If the generated heterogeneous material 120 drifts to the side wall on the outlet side of the melting tank for some reason and sinks and flows into the downstream process, the silica concentration is higher and the viscosity is higher than the surrounding molten glass, which is a striae. .
However, in the melting tank 101, since the convection of the molten glass MG as shown in FIG. 7 is formed, the heterogeneous substrate 120 does not drift near the side wall on the outlet 104a side. Furthermore, on the side wall on the outlet 104a side, the flow of the molten glass MG flows from the bottom surface toward the liquid surface, so that the heterogeneous substrate does not sink.

熔解槽101において、図7に示す矢印で示す対流を形成させるには、図7における原料投入側から流出口104aの側に向かうにつれて、熔解槽101の底部を流れる熔融ガラスMGの温度が徐々に高くなるように、図7に示す例では、温度T1<温度T2<温度T3にするとともに、原料投入位置における熔融ガラスMGの表層の温度T4に対して温度T3(最高温度)が高くなるように、電極114に供給する電力を制御するとよい。温度T1は、図7中の原料投入側に設けられた一対の電極114の位置における熔融ガラスMGの温度であり、温度T2は、3対の電極114の内、真ん中に位置する一対の電極114の位置における熔融ガラスMGの温度であり、温度T3は、3対の電極114の内、流出口の側に位置する一対の電極114の位置における熔融ガラスMGの温度である。このような温度分布を形成するように、コンピュータ118を用いて上述したような熔融ガラスMGの通電加熱の制御を行う。 In order to form the convection indicated by the arrows shown in FIG. 7 in the melting tank 101, the temperature of the molten glass MG flowing through the bottom of the melting tank 101 gradually increases from the raw material charging side to the outlet 104a side in FIG. In the example shown in FIG. 7, the temperature T 1 <temperature T 2 <temperature T 3 and the temperature T 3 (maximum temperature) with respect to the temperature T 4 of the surface layer of the molten glass MG at the raw material charging position in the example shown in FIG. The power supplied to the electrode 114 may be controlled so that the voltage becomes higher. The temperature T 1 is the temperature of the molten glass MG at the position of the pair of electrodes 114 provided on the raw material input side in FIG. 7, and the temperature T 2 is the pair of the three pairs of electrodes 114 positioned in the middle. It is the temperature of the molten glass MG at the position of the electrode 114, and the temperature T 3 is the temperature of the molten glass MG at the position of the pair of electrodes 114 located on the outflow side of the three pairs of electrodes 114. The computer 118 is used to control the current heating of the molten glass MG as described above so as to form such a temperature distribution.

(ガラス組成)
本実施形態に用いるガラスの組成については、アルミノシリケートガラスで構成され、SiO2(シリカ)を55質量%以上含むことができる。このガラス組成を有するアルミノシリケートガラスに適用した本実施形態の製造方法は、従来に比べて効果的にガラス組成のムラを抑制することができる。さらには、SiO2を60質量%以上含むことができ、さらに、SiO2を65質量%以上含むこともできる。SiO2を55質量%含み、シリカリッチの異質素地120ができやすいガラス組成であっても、シリカリッチの異質素地120が流出口104a側の側壁に漂って行くのを、熔融ガラスMGの液面101cの対流が防ぐので、また、流出口104a側の側壁では、ガラスの流れがボトム(底面)の側から素地面(液面)の側に向けて流れているので、シリカリッチの異質素地120が、流出口104aから流出することを防ぐことができる。SiO2のガラス組成における含有率の上限は例えば70質量%である。
(Glass composition)
The composition of the glass used in the present embodiment is composed of aluminosilicate glass, SiO 2 and (silica) may comprise more than 55 wt%. The manufacturing method of this embodiment applied to an aluminosilicate glass having this glass composition can effectively suppress unevenness of the glass composition as compared with the conventional method. Furthermore, SiO 2 can be contained in an amount of 60% by mass or more, and SiO 2 can be contained in an amount of 65% by mass or more. Even if the glass composition contains 55% by mass of SiO 2 and easily forms a silica-rich heterogeneous substrate 120, the silica-rich heterogeneous substrate 120 drifts to the side wall on the outlet 104a side. Since the convection of 101c is prevented, and the glass flow is flowing from the bottom (bottom surface) side to the ground surface (liquid surface) side on the side wall on the outflow port 104a side, the silica-rich heterogeneous substrate 120 is provided. Can be prevented from flowing out from the outlet 104a. The upper limit of the content in the glass composition of SiO 2 is 70 wt% for example.

また、SiO2とAl23とを合計で70質量%以上含むことができ、このガラス組成を有するアルミノシリケートガラスを適用した本実施形態の製造方法は、従来に比べて効果的にガラス組成のムラを抑制することができる。さらに、SiO2とAl23とを合計で75質量%以上含むことができる。
SiO2とAl23とを合計で70質量%以上含みシリカリッチの異質素地120ができ易いガラス組成であっても、熔融ガラスMGの液面101cの対流が、シリカリッチの異質素地120が流出口104a側の側壁に漂って行くのを防ぐ。また、流出口104a側の側壁では、熔融ガラスMGの流れがボトム(底面)側から素地面(液面)の側に向けて流れているので、シリカリッチの異質素地120が、流出口104aから流出することを防ぐことができる。SiO2とAl23との合計の含有率の上限は、例えば85質量%である。
Moreover, the manufacturing method of this embodiment to which a total of 70 mass% or more of SiO 2 and Al 2 O 3 can be applied and the aluminosilicate glass having this glass composition is applied is more effective than the conventional glass composition. Can be suppressed. Furthermore, it is possible to contain 75% by mass or more of SiO 2 and Al 2 O 3 in total.
Even if the glass composition contains 70% by mass or more of SiO 2 and Al 2 O 3 in total and can easily produce the silica-rich heterogeneous substrate 120, the convection of the liquid surface 101c of the molten glass MG is caused by the silica-rich heterogeneous substrate 120. Prevent drifting to the side wall on the outlet 104a side. Moreover, since the flow of the molten glass MG flows from the bottom (bottom surface) side toward the base (liquid surface) side on the side wall on the outlet 104a side, the silica-rich heterogeneous substrate 120 is discharged from the outlet 104a. It can be prevented from leaking. The upper limit of the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is, for example, 85% by mass.

ガラス基板のガラス組成は例えば以下のものを挙げることができる。
以下示す組成の含有率表示は、質量%である。
SiO:50〜70%、
Al:0〜25%、
:1〜15%、
MgO:0〜10%、
CaO:0〜20%、
SrO:0〜20%、
BaO:0〜10%、
RO:5〜30%(ただし、RはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス基板が含有するものである)、
を含有する無アルカリガラスであることが、好ましい。
The glass composition of a glass substrate can mention the following, for example.
The content rate display of the composition shown below is mass%.
SiO 2: 50~70%,
Al 2 O 3: 0~25%,
B 2 O 3 : 1 to 15%,
MgO: 0 to 10%,
CaO: 0 to 20%,
SrO: 0 to 20%,
BaO: 0 to 10%,
RO: 5 to 30% (however, R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba, and the glass substrate contains),
It is preferable that it is an alkali free glass containing.

なお、本実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス基板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、R’2Oの合計が0.10%以上0.5%以下、好ましくは0.20%以上0.5%以下(ただし、R’はLi、Na及びKから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス基板が含有するものである)含むことが好ましい。勿論、R’2Oの合計が0.10%より低くてもよい。
本実施形態のガラス基板の製造方法を適用する場合は、ガラス組成物が、上記各成分に加えて、質量%表示で、SnO:0.01〜1%(好ましくは0.01〜0.5%)、Fe:0〜0.2%(好ましくは0.01〜0.08%)を清澄剤として含有することができる。環境負荷低減の点から、As、Sb及びPbOを実質的に含有しないようにガラス原料を調製してもよい。
Although the alkali-free glass is used in this embodiment, the glass substrate may be a glass containing a trace amount of alkali containing a trace amount of alkali metal. When an alkali metal is contained, the total of R ′ 2 O is 0.10% or more and 0.5% or less, preferably 0.20% or more and 0.5% or less (where R ′ is selected from Li, Na, and K) It is preferable that the glass substrate contains at least one kind. Of course, the total of R ′ 2 O may be lower than 0.10%.
When applying the method of manufacturing a glass substrate of this embodiment, the glass composition, in addition to the above components, represented by mass%, SnO 2: 0.01 to 1% (preferably 0.01 to 0. 5%), Fe 2 O 3 : 0 to 0.2% (preferably 0.01 to 0.08%) can be contained as a fining agent. From the viewpoint of reducing environmental burden, the glass raw material may be prepared so as not to substantially contain As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and PbO.

p-Si(低温ポリシリコン)・TFTや酸化物半導体をガラス基板に形成するために、歪点が高いガラスを用いる場合、例えば歪点が655℃以上の熔融ガラスを用いる場合、ガラス組成としては、例えば、ガラス基板が質量%表示で、以下の成分を含むものが例示される。
SiO2 52〜78%、
Al23 3〜25%、
23 3〜15%、
RO (但し、RはMg、Ca,Sr及びBaから選ばれる、ガラス板が含有する全ての成分であって、少なくとも1種である) 3〜20%、
を含み、
質量比(SiO2+Al23)/B23は7〜20の範囲にある無アルカリガラスまたは後述するアルカリ微量含有ガラスであることが、好ましい。
さらに、歪点をより上昇するために、質量比(SiO2+Al23)/ROは7.5以上であることが好ましい。さらに、歪点を上昇させるために、β−OH値を0.1〜0.3mm-1とすることが好ましい。さらに、高い歪点を実現しつつ液相粘度の低下を防止するためにCaO/ROは0.65以上とすることが好ましい。
さらに、上述した成分に加え、本実施形態のガラス基板に用いるガラスは、ガラスの様々な物理的、溶融、清澄、および、成形の特性を調節するために、様々な他の酸化物を含有しても差し支えない。そのような他の酸化物の例としては、以下に限られないが、TiO2、MnO、ZnO、Nb25、MoO3、Ta25、WO3、Y23、および、La23が挙げられる。
When using a glass with a high strain point to form p-Si (low temperature polysilicon) TFT or oxide semiconductor on a glass substrate, for example, when using a molten glass with a strain point of 655 ° C. or higher, the glass composition is For example, the glass substrate is represented by mass% and includes the following components.
SiO 2 52~78%,
Al 2 O 3 3-25%,
B 2 O 3 3-15%,
RO (however, R is selected from Mg, Ca, Sr and Ba, all components contained in the glass plate and is at least one) 3-20%,
Including
The mass ratio (SiO 2 + Al 2 O 3 ) / B 2 O 3 is preferably an alkali-free glass in the range of 7 to 20 or an alkali trace-containing glass described later.
Furthermore, in order to further increase the strain point, the mass ratio (SiO 2 + Al 2 O 3 ) / RO is preferably 7.5 or more. Furthermore, in order to raise a strain point, it is preferable to make (beta) -OH value into 0.1-0.3 mm < -1 >. Furthermore, in order to prevent a decrease in liquid phase viscosity while realizing a high strain point, CaO / RO is preferably 0.65 or more.
In addition to the components described above, the glass used in the glass substrate of this embodiment contains various other oxides to adjust various physical, melting, fining, and forming properties of the glass. There is no problem. Examples of such other oxides include, but are not limited to, TiO 2 , MnO, ZnO, Nb 2 O 5 , MoO 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , Y 2 O 3 , and La 2 O 3 is mentioned.

本実施形態の製造方法は、液晶表示装置用ガラス基板に効果的に適用できる。液晶表示装置用ガラス基板は、上述したように、ガラス組成にアルカリ金属成分(Li、Na及びK)を含ませないか、含ませても微量であることが好ましい。しかし、アルカリ金属成分(Li、Na及びK)を含ませないか、含ませても微量である場合、熔融ガラスMGの高温粘性が高くなる。本実施形態では、高温粘性が高い熔融ガラスMGの粘性を高くするために温度を高温にした場合においても、熔融ガラスMGの比抵抗ρを精度良く算出することができるので、電極114に効率よく電力を供給し、熔融ガラスMGに効率よくジュール熱を発生させることができる。   The manufacturing method of this embodiment can be effectively applied to the glass substrate for liquid crystal display devices. As described above, the glass substrate for a liquid crystal display device does not contain an alkali metal component (Li, Na, and K) in the glass composition or preferably contains a trace amount. However, when the alkali metal components (Li, Na, and K) are not included or are contained in a trace amount, the high temperature viscosity of the molten glass MG is increased. In this embodiment, even when the temperature is increased to increase the viscosity of the molten glass MG having a high high temperature viscosity, the specific resistance ρ of the molten glass MG can be calculated with high accuracy. Electric power can be supplied and Joule heat can be efficiently generated in the molten glass MG.

さらに、p−Si(低温ポリシリコン)TFTや酸化物半導体が形成されるガラス基板には、熱収縮率を小さくする点から、歪点が例えば655℃以上となるガラス(熔融ガラスMG)が好適に用いられる。歪点が655℃以上の熔融ガラスの場合、熔融ガラスMGの溶融性が低い。このため、熔解槽101における熔融ガラスMGの温度は従来に比べてより一層高く設定される。しかし、この場合においても、熔解槽中の熔融ガラスの比抵抗は精度高く算出することができるので、熔解槽内の熔融ガラスを均質化するように通電加熱することができ、さらに、熔融ガラスを効率よく通電加熱することができる。   Furthermore, for a glass substrate on which p-Si (low-temperature polysilicon) TFTs and oxide semiconductors are formed, glass (molten glass MG) having a strain point of, for example, 655 ° C. or higher is preferable from the viewpoint of reducing the thermal shrinkage rate. Used for. In the case of a molten glass having a strain point of 655 ° C. or higher, the meltability of the molten glass MG is low. For this reason, the temperature of the molten glass MG in the melting tank 101 is set still higher compared with the past. However, even in this case, the specific resistance of the molten glass in the melting tank can be calculated with high accuracy, so that the molten glass in the melting tank can be heated and heated so as to homogenize the molten glass. It is possible to heat the current efficiently.

また、本実施形態では、環境負荷低減の点から清澄剤としてSnO2を用いるが、SnO2の清澄作用を効果的に機能させるためには、熔融ガラスMGの温度を高温に精度良く調整することが好ましい。本実施形態では、熔融ガラスMGの比抵抗ρを精度良く算出することができるので、電極114に効率よく電力を供給することができる。 Further, in this embodiment, SnO 2 is used as a clarifier from the viewpoint of reducing the environmental load, but in order to effectively function the clarification action of SnO 2 , the temperature of the molten glass MG should be accurately adjusted to a high temperature. Is preferred. In the present embodiment, since the specific resistance ρ of the molten glass MG can be calculated with high accuracy, power can be efficiently supplied to the electrode 114.

以上、本発明のガラス基板の製造方法及び製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   As mentioned above, although the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass substrate of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, even if various improvement and a change are carried out. Of course it is good.

100 熔解装置
101 熔解槽
101a 液槽
101b 上部空間
101c 液面
101d バケット
101f 原料投入窓
102 清澄槽
103 攪拌槽
103a スターラ
104,105,106 ガラス供給管
110 内壁
110a,110b,110c,110d 内壁
110e 底面
112 バーナー
114 電極
116 制御ユニット
118 コンピュータ
120 異質素地
200 成形装置
210 成形体
300 切断装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Melting apparatus 101 Melting tank 101a Liquid tank 101b Upper space 101c Liquid surface 101d Bucket 101f Raw material injection | throwing-in window 102 Clarification tank 103 Stirrer tank 103a Stirrer 104,105,106 Glass supply pipe 110 Inner wall 110a, 110b, 110c, 110d Inner wall 110e Bottom 112 Burner 114 Electrode 116 Control unit 118 Computer 120 Heterogeneous substrate 200 Molding device 210 Molded body 300 Cutting device

Claims (10)

ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程を含み、
前記熔解工程は、
複数対の電極のそれぞれの間に位置する熔融ガラスに対して、前記電極間毎に電圧を印加することにより、電流を流してジュール熱を発生させる工程と、
前記複数対の電極毎に、熔融ガラスに流れる電流の値を測定するとともに、前記複数対の電極毎に、測定された前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を前記電圧値に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて、前記領域毎に前記熔融ガラスの比抵抗を算出する工程と、
前記複数対の電極毎に、前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱を制御する工程と、を含む
ガラス基板の製造方法。
Including a melting step of melting glass raw material to produce molten glass,
The melting step
For the molten glass positioned between each of the plurality of pairs of electrodes, by applying a voltage between each of the electrodes, a current is caused to flow to generate Joule heat;
For each of the plurality of pairs of electrodes, the value of the current flowing through the molten glass is measured, and for each of the plurality of pairs of electrodes, the cross-sectional area of the region of the molten glass through which the measured current flows is set according to the voltage value. Then, using the value of the current, the value of the voltage, and the cross-sectional area of the set molten glass, calculating the specific resistance of the molten glass for each region,
And a step of controlling the Joule heat based on the calculated specific resistance for each of the plurality of pairs of electrodes.
前記断面積は、前記一対の電極間毎に印加する前記電圧の値の、複数対の電極間に印加される全電圧の合計値に対する比率に応じて設定される、請求項1に記載のガラス基板の製造方法。   2. The glass according to claim 1, wherein the cross-sectional area is set according to a ratio of a value of the voltage applied between the pair of electrodes to a total value of all voltages applied between the plurality of pairs of electrodes. A method for manufacturing a substrate. 前記熔解工程は、
前記熔融ガラスの温度と前記熔融ガラスの比抵抗との相関関係を得る予備工程を有し、
前記ジュール熱を制御する工程は、
前記相関関係と、前記算出した比抵抗とに基づいて前記熔融ガラスの温度を算出する工程と、
前記算出した温度と前記熔融ガラスに予め設定された目標温度とを比較した結果に基づいて、前記熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程と、を含む
請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。
The melting step
A preliminary step of obtaining a correlation between the temperature of the molten glass and the specific resistance of the molten glass;
The step of controlling the Joule heat includes
Calculating the temperature of the molten glass based on the correlation and the calculated resistivity;
The glass substrate according to claim 1, further comprising a step of controlling Joule heat generated in the molten glass based on a result of comparing the calculated temperature with a target temperature preset in the molten glass. Manufacturing method.
前記ジュール熱を制御する工程は、
前記算出した温度を前記目標温度に維持するように前記熔融ガラスにジュール熱を発生させるべき目標電流値を設定する工程と、
前記電流を前記目標電流値に維持するように、前記電圧を制御する工程と、を含む
請求項3に記載のガラス基板の製造方法。
The step of controlling the Joule heat includes
Setting a target current value for generating Joule heat in the molten glass so as to maintain the calculated temperature at the target temperature;
The method for manufacturing a glass substrate according to claim 3, further comprising: controlling the voltage so as to maintain the current at the target current value.
前記予備工程において、
前記温度をTとし、前記比抵抗をρとし、前記相関関係を表す式:
T(℃)=a/(log(ρ)+b)−273.15
における定数a及びbを求め、
前記温度を算出する工程において、
前記式に前記比抵抗ρを代入して前記温度Tを算出する、
請求項3または4に記載のガラス基板の製造方法。
In the preliminary step,
The temperature is T, the specific resistance is ρ, and the equation expressing the correlation:
T (° C.) = A / (log (ρ) + b) −273.15
Find the constants a and b in
In the step of calculating the temperature,
Substituting the specific resistance ρ into the equation to calculate the temperature T,
The manufacturing method of the glass substrate of Claim 3 or 4.
前記比抵抗を算出する工程において、
前記電流値をIとし、前記電圧をEとし、前記電流が流れる前記熔融ガラスの前記領域の断面積をSとし、前記一対の電極の間の距離Lとし、前記比抵抗をρとして、これらの関係を表す式: ρ=E/I×S/L
に基づいて、前記比抵抗ρを算出する、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
In the step of calculating the specific resistance,
The current value is I, the voltage is E, the cross-sectional area of the region of the molten glass through which the current flows is S, the distance L between the pair of electrodes, the specific resistance is ρ, Expression expressing the relationship: ρ = E / I × S / L
The specific resistance ρ is calculated based on
The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-5.
前記ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
The glass substrate is a glass substrate for a flat panel display,
The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-6.
前記ガラス基板は、無アルカリガラスまたは、アルカリ微量含有ガラスであることを特徴とする、
請求項1〜7のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
The glass substrate is an alkali-free glass or an alkali trace amount glass,
The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-7.
前記熔融ガラスの歪点は655℃以上である、
請求項1〜8のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
The strain point of the molten glass is 655 ° C. or higher.
The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-8.
熔融ガラスを生成する熔解槽を有するガラス基板の製造装置であって、
投入されたガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解装置を含み、
前記熔解装置は、
前記熔解槽の熔融ガラスと接する壁面に設けられ、熔融ガラスと接する複数対の電極と、
前記複数対の電極間毎の間に電圧を印加し、前記熔融ガラスに電流を流してジュール熱を発生させる電力を制御する制御ユニットと、
前記複数対の電極毎に熔融ガラスに流れる電流の値と前記電圧の値の情報を取得するとともに、前記電流が流れる熔融ガラスの領域の断面積を、前記複数対の電極毎に、前記電圧の値に応じて設定して、前記電流の値と、前記電圧の値と、設定した熔融ガラスの前記断面積とを用いて前記熔融ガラスの比抵抗を算出し、前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱の制御量を決定する演算ユニットと、を有することを特徴とする
ガラス基板の製造装置。
A glass substrate manufacturing apparatus having a melting tank for producing molten glass,
Including a melting device that melts the input glass raw material to produce molten glass,
The melting device is:
A plurality of pairs of electrodes in contact with the molten glass, provided on a wall surface in contact with the molten glass of the melting tank;
A control unit for applying a voltage between the plurality of pairs of electrodes to control electric power for generating Joule heat by passing a current through the molten glass;
Obtaining information on the value of the current flowing through the molten glass and the value of the voltage for each of the plurality of pairs of electrodes, and calculating the cross-sectional area of the region of the molten glass through which the current flows for each of the plurality of pairs of electrodes. Set according to the value, calculate the specific resistance of the molten glass using the value of the current, the value of the voltage, and the cross-sectional area of the set molten glass, and based on the calculated specific resistance And a calculation unit for determining a control amount of the Joule heat.
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