JP2018002539A - Method of manufacturing glass substrate and glass substrate manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置に関する。 The present invention relates to a glass substrate manufacturing method and a glass substrate manufacturing apparatus.
近年、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FDP)に用いられるディスプレイ用ガラス基板の製造は、熔融ガラスを高温にして行われることが多い。
具体的に、ディスプレイ用ガラス基板は、パネル製造時に高温で処理される場合があるため、熱収縮率が小さいことが求められている。ガラス基板の熱収縮率は、ガラス基板の歪点を高くすることで小さくできることから、ガラス基板の歪点を高くすることで、熱収縮率の小さいディスプレイ用ガラス基板が製造される場合がある。歪点の高いガラス基板は、一般に、溶融粘度が高いガラス組成を有している。このため、ガラス基板の製造に用いられる装置には高い耐熱性が要求されている。
また、ディスプレイ用ガラス基板には、ガラス基板に含まれる気泡の数が極めて少ないことが求められ、高いガラス品位を満たすことが要求されている。ガラス基板に含まれる気泡の数を低減するために、従来より、清澄剤を用いて熔融ガラスの清澄を行うことが行われている。清澄剤として、例えば酸化錫等は、環境への負荷が少ない反面、熔融ガラスの温度が低いと十分な清澄作用を得ることは困難である。このため、酸化錫等を用いて熔融ガラスの清澄を行う場合、清澄工程を行う清澄槽等の装置には高い耐熱性が要求されている。
従来より、ガラス基板の製造に用いられる耐熱性の高い装置として、白金族金属(以下、白金等という)を含んだ材料で構成された装置が知られている。
In recent years, the manufacture of glass substrates for displays used in flat panel displays (FDP) such as liquid crystal displays and organic EL displays is often carried out with molten glass at a high temperature.
Specifically, since the glass substrate for a display may be processed at high temperature at the time of panel manufacture, it is calculated | required that a thermal contraction rate is small. Since the thermal contraction rate of the glass substrate can be reduced by increasing the strain point of the glass substrate, a glass substrate for display having a small thermal contraction rate may be manufactured by increasing the strain point of the glass substrate. A glass substrate having a high strain point generally has a glass composition having a high melt viscosity. For this reason, high heat resistance is requested | required of the apparatus used for manufacture of a glass substrate.
Further, the glass substrate for display is required to have a very small number of bubbles contained in the glass substrate, and is required to satisfy high glass quality. In order to reduce the number of bubbles contained in the glass substrate, conventionally, clarification of molten glass has been performed using a clarifier. As a fining agent, for example, tin oxide or the like has a small environmental load, but it is difficult to obtain a sufficient fining action when the temperature of the molten glass is low. For this reason, when clarifying molten glass using tin oxide etc., high heat resistance is requested | required of apparatuses, such as a clarification tank which performs a clarification process.
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus having high heat resistance used for manufacturing a glass substrate, an apparatus made of a material containing a platinum group metal (hereinafter referred to as platinum) is known.
しかし、白金等を含んだ材料(以下、白金材料という)で構成された装置を用いて製造されたガラス基板には、白金等を含有した異物(以下、白金異物という)が混入している場合がある。白金異物は、ガラス基板中の気泡と同様に、光学的な欠陥として扱われやすい。このため、他の種類の欠陥に関して所定の基準を満たしていても、ディスプレイに使用することができず、歩留まりが低下する場合がある。 However, when a foreign material containing platinum or the like (hereinafter referred to as platinum foreign matter) is mixed in a glass substrate manufactured using an apparatus composed of a material containing platinum or the like (hereinafter referred to as platinum material). There is. Platinum foreign substances are easily treated as optical defects, as are the bubbles in the glass substrate. For this reason, even if a predetermined standard for other types of defects is satisfied, it cannot be used for a display, and the yield may decrease.
ガラス基板に白金異物が混入する原因として、ガラス基板の製造に用いられる装置が、高温の雰囲気にさらされて白金等が揮発し、その凝集物が装置の内壁等に付着し、熔融ガラス中に落下すること、が知られている。このような白金異物の混入を抑制するために、白金材料で構成された清澄槽内で揮発物の凝集が低減されるように、温度調整された不活性なガスを清澄槽内の気相空間に供給する技術が知られている(特許文献1)。 As a cause of contamination of platinum foreign matter into the glass substrate, the device used for manufacturing the glass substrate is exposed to a high-temperature atmosphere, and platinum and the like are volatilized, and the aggregates adhere to the inner wall of the device, and in the molten glass It is known to fall. In order to suppress such contamination of platinum foreign matter, the temperature-adjusted inert gas is introduced into the gas phase space in the clarification tank so that aggregation of volatiles is reduced in the clarification tank made of platinum material. The technique of supplying to is known (patent document 1).
ガラス基板に含まれる白金異物は、清澄槽において発生したものに限らず、熔融ガラスと接触する他の装置においても発生する場合がある。また、ガラス基板に含まれる白金異物は、装置から白金等が揮発、凝集した物が、落下、混入すること以外に、ガラス基板中に塊となって析出する場合があることがわかった。装置から白金等が溶け出すことを抑制するために、例えば、熔融ガラスと接触する装置の発熱量を抑えることが考えられる。しかし、装置の発熱量を抑えると、溶融粘度の高いガラス組成の熔融ガラスを適切な粘度に保つことができない。また、清澄剤による清澄作用が十分に得られない場合がある。 The platinum foreign substances contained in the glass substrate are not limited to those generated in the clarification tank, but may be generated in other apparatuses that come into contact with the molten glass. In addition, it was found that platinum foreign substances contained in the glass substrate may be precipitated as a lump in the glass substrate in addition to the falling and mixing of platinum volatilized and aggregated from the apparatus. In order to suppress the dissolution of platinum or the like from the apparatus, for example, it is conceivable to suppress the calorific value of the apparatus in contact with the molten glass. However, when the calorific value of the apparatus is suppressed, a molten glass having a glass composition having a high melt viscosity cannot be maintained at an appropriate viscosity. Moreover, the clarification action by the clarifier may not be sufficiently obtained.
本発明は、ガラス基板に含まれる白金族金属の異物を低減することのできるガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus of a glass substrate which can reduce the foreign material of the platinum group metal contained in a glass substrate.
本発明は、下記(1)から(8)を提供する。
(1)ガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を用いて熔融ガラスをつくる熔解工程と、
前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、
前記熔解工程と前記成形工程との間で、白金族金属を含む移送管を用いて前記熔融ガラスを移送する移送工程と、を備え、
前記移送工程では、交流電流を用いて前記移送管を通電加熱することで前記熔融ガラスを加熱し、
前記交流電流の周波数は、前記シートガラスに含まれる白金族金属の異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定されていることを特徴とするガラス基板の製造方法。
The present invention provides the following (1) to (8).
(1) A method for producing a glass substrate,
A melting process for making molten glass using glass raw materials,
A molding step of molding the molten glass into a sheet glass;
A transfer step of transferring the molten glass using a transfer tube containing a platinum group metal between the melting step and the forming step;
In the transfer step, the molten glass is heated by energizing and heating the transfer tube using an alternating current,
The frequency of the alternating current is set to a value higher than the commercial frequency so that the amount of platinum group metal foreign matter contained in the sheet glass is within an allowable range.
(2)前記設定された交流電源の周波数は60Hzより高い、前記(1)に記載のガラス基板の製造方法。 (2) The glass substrate manufacturing method according to (1), wherein the frequency of the set AC power supply is higher than 60 Hz.
(3)前記移送管は、前記移送管を移送される熔融ガラスの温度が1550℃以上になるよう加熱される、前記(1)または前記(2)に記載のガラス基板の製造方法。 (3) The said transfer pipe | tube is a manufacturing method of the glass substrate as described in said (1) or said (2) with which the temperature of the molten glass transferred through the said transfer pipe | tube is heated so that it may become 1550 degreeC or more.
(4)前記移送管は、前記移送管を移送される熔融ガラスの粘度が300ポアズ以下になるよう加熱される、前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。 (4) The glass substrate according to any one of (1) to (3), wherein the transfer tube is heated so that a viscosity of the molten glass transferred through the transfer tube is 300 poise or less. Production method.
(5)前記移送管を流れる交流電流の電流密度は300A/cm2以上である、前記(1)から前記(4)のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。 (5) The method for producing a glass substrate according to any one of (1) to (4), wherein a current density of an alternating current flowing through the transfer tube is 300 A / cm 2 or more.
(6)前記熔解工程は熔解槽を用いて行われ、
前記移送管は、前記熔解槽に接続された第1の管と、前記第1の管を移送された熔融ガラスをさらに移送しながら前記熔融ガラスの清澄を行う第2の管と、を有し、
前記交流電流は、少なくとも前記第1の管の移送管を通電加熱する、前記(1)から前記(5)のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
(6) The melting step is performed using a melting tank,
The transfer pipe has a first pipe connected to the melting tank, and a second pipe for refining the molten glass while further transferring the molten glass transferred through the first pipe. ,
The said alternating current is a manufacturing method of the glass substrate as described in any one of said (1) to said (5) which energizes and heats the transfer pipe of said 1st pipe | tube at least.
(7)前記異物は、長辺長さが50μmを超え、短辺長さが5μm未満である線状の形態を有している、前記(1)から前記(6)のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。 (7) The foreign matter has a linear form in which a long side length exceeds 50 μm and a short side length is less than 5 μm, and the foreign object is any one of (1) to (6) The manufacturing method of the glass substrate of description.
(8)ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解装置と、
移送された熔融ガラスをシートガラスに成形する成形装置と、
前記熔解装置から前記成形装置に向けて前記熔融ガラスを移送する移送管と、を備え、
前記移送管は、白金族金属を含み、交流電流を用いて通電加熱されることで熔融ガラスを加熱し、
前記交流電流の周波数は、前記シートガラスに含まれる白金族金属の異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定されていることを特徴とするガラス基板製造装置。
(8) a melting device for melting glass raw material to make molten glass;
A molding device for molding the transferred molten glass into a sheet glass;
A transfer pipe for transferring the molten glass from the melting device toward the molding device,
The transfer pipe contains a platinum group metal and heats the molten glass by being energized and heated using an alternating current,
The frequency of the alternating current is set to a value higher than the commercial frequency so that the amount of platinum group metal foreign matter contained in the sheet glass is within an allowable range.
本発明によれば、ガラス基板に含まれる白金族金属の異物を低減することができる。 According to the present invention, platinum group metal foreign matter contained in a glass substrate can be reduced.
以下、本実施形態のガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置について説明する。
(1)ガラス基板
本実施形態で製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)、あるいは、曲面ディスプレイ(ブラウン管を除く)に用いられる。ガラス基板Gは、例えば、0.2mm〜0.8mmの厚みを有し、かつ、縦680mm〜2200mmおよび横880mm〜2500mmのサイズを有する。
Hereinafter, the manufacturing method of the glass substrate and the glass substrate manufacturing apparatus of this embodiment will be described.
(1) Glass substrate The glass substrate manufactured by this embodiment is used for flat panel displays (FPD), such as a liquid crystal display, a plasma display, and an organic EL display, or a curved display (except for a cathode ray tube). For example, the glass substrate G has a thickness of 0.2 mm to 0.8 mm, and a size of 680 mm to 2200 mm in length and 880 mm to 2500 mm in width.
ガラス基板Gの一例として、以下の組成を有するガラスが挙げられる。 An example of the glass substrate G includes glass having the following composition.
(a)SiO2:50質量%〜70質量%、
(b)Al2O3:10質量%〜25質量%、
(c)B2O3:5質量%〜18質量%、
(d)MgO:0質量%〜10質量%、
(e)CaO:0質量%〜20質量%、
(f)SrO:0質量%〜20質量%、
(g)BaO:0質量%〜10質量%、
(h)RO:5質量%〜20質量%(Rは、Mg、Ca、SrおよびBaから選択される少なくとも1種である。)、
(i)R’2O:0質量%〜2.0質量%(R’は、Li、NaおよびKから選択される少なくとも1種である。)、
(j)SnO2、Fe2O3およびCeO2から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物。
(A) SiO 2 : 50% by mass to 70% by mass,
(B) Al 2 O 3 : 10% by mass to 25% by mass,
(C) B 2 O 3 : 5% by mass to 18% by mass,
(D) MgO: 0% by mass to 10% by mass,
(E) CaO: 0% by mass to 20% by mass,
(F) SrO: 0% by mass to 20% by mass,
(G) BaO: 0% by mass to 10% by mass,
(H) RO: 5% by mass to 20% by mass (R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba),
(I) R ′ 2 O: 0% by mass to 2.0% by mass (R ′ is at least one selected from Li, Na and K),
(J) At least one metal oxide selected from SnO 2 , Fe 2 O 3 and CeO 2 .
なお、上記の組成を有するガラスは、0.1質量%未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容される。 The glass having the above composition is allowed to contain other trace components in the range of less than 0.1% by mass.
(2)ガラス基板の製造方法の概略
以下、本実施形態のガラスの製造方法について説明する。図1は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程を説明する工程図である。
ガラス基板の製造方法は、熔解工程(ST1)と、移送工程(ST2)と、清澄工程(ST3)と、均質化工程(ST4)と、供給工程(ST5)と、成形工程(ST6)と、徐冷工程(ST7)と、切断工程(ST8)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板は、納入先の業者に搬送される。移送工程(ST2)および清澄工程(ST3)は、本実施形態の移送工程に該当する。以降の説明では、本実施形態の移送工程として、移送工程(ST2)を例に説明する。
(2) Outline of Manufacturing Method of Glass Substrate Hereinafter, the manufacturing method of the glass of this embodiment will be described. FIG. 1 is a process diagram illustrating the steps of the glass substrate manufacturing method of the present embodiment.
The glass substrate manufacturing method includes a melting step (ST1), a transfer step (ST2), a clarification step (ST3), a homogenization step (ST4), a supply step (ST5), a forming step (ST6), It has mainly a slow cooling process (ST7) and a cutting process (ST8). In addition, a plurality of glass plates 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 conveyed to a supplier. A transfer process (ST2) and a clarification process (ST3) correspond to the transfer process of this embodiment. In the following description, the transfer process (ST2) will be described as an example of the transfer process of the present embodiment.
図2は、熔解工程(ST1)から切断工程(ST8)までを行う装置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、移送管104(第1の管)と、清澄槽102(第2の管)と、供給管105と、攪拌槽103と、供給管106とを主に有する。移送管104および清澄槽102は、本実施形態の移送管に該当する。以降の説明では、本実施形態の移送管として、移送管104を例に説明する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an apparatus for performing the melting step (ST1) to the cutting step (ST8). As shown in FIG. 2, the apparatus mainly includes a
熔解工程(ST1)では、熔解槽101内に供給されたガラス原料を、バーナー(図示せず)から発する火焔で加熱して熔解することで、熔融ガラスMGが作られる。この後、電極(図示せず)を用いて熔融ガラスMGが通電加熱される。
移送工程(ST2)は、熔解工程(ST1)と清澄工程(ST3)との間で行われる工程である。移送工程(ST2)では、熔解槽101から流出した熔融ガラスMGを、移送管104を通して清澄槽102に供給する。
清澄工程(ST3)は、清澄槽102において行われる。清澄槽102は、移送管104を移送された熔融ガラスMGをさらに移送しながら熔融ガラスMGの清澄を行う装置である。清澄槽102内の熔融ガラスMGが加熱されることにより、熔融ガラスMG中に含まれるO2等の気泡は、清澄剤の還元反応により生成される酸素を吸収して成長し、液面に浮上して放出される。あるいは、気泡中の酸素等のガス成分が、清澄剤の酸化反応のために熔融ガラス中に吸収されて、気泡が消滅する。
均質化工程(ST4)では、供給管105を通って供給された攪拌槽103内の熔融ガラスMGがスターラ103aを用いて攪拌されることにより、ガラス成分の均質化が行われる。
供給工程(ST5)では、供給管106を通して熔融ガラスMGが成形装置200に供給される。
In the melting step (ST1), the glass raw material supplied into the
A transfer process (ST2) is a process performed between a melting process (ST1) and a clarification process (ST3). In the transfer step (ST2), the molten glass MG flowing out of the
The clarification step (ST3) is performed in the clarification tank 102. The clarification tank 102 is a device that clarifies the molten glass MG while further transferring the molten glass MG transferred through the
In the homogenization step (ST4), the molten glass MG in the stirring
In the supply step (ST5), molten glass MG is supplied to the forming
成形装置200では、成形工程(ST6)及び徐冷工程(ST7)が行われる。
成形工程(ST6)では、熔融ガラスMGが成形体210を用いてシートガラスSGに成形され、シートガラスSGの流れが作られる。本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程(ST7)では、成形されて流れるシートガラスSGが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、熱収縮率が大きくならないように、冷却される。
切断工程(ST8)では、切断装置300において、成形装置200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、ガラス基板が得られる。切断されたガラス基板は、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、ガラス基板は、端面の研削および研磨がされた後、洗浄が行われ、さらに気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査され、検査合格品のガラス基板が最終製品として梱包される。なお、切断工程(ST8)は、ガラス基板の製造方法において、必須の工程ではなく、この場合、シートガラスは、本実施形態で製造されるガラス基板とされる。そのようなガラス基板として、例えば、ロール状に巻き取られた長尺状のシートガラスが挙げられる。
In the
In the forming step (ST6), the molten glass MG is formed into the sheet glass SG using the formed
In the cutting step (ST8), a glass substrate is obtained by cutting the sheet glass supplied from the forming
(3)移送工程の詳細な説明
図3は、移送管104を示す外観斜視図である。
移送管104は、白金材料で構成された管状の部材である。移送管104は、一端が熔解槽101の底部に接続され、他端が清澄槽102に接続されている。移送管104は、図2に示されるように、水平方向に対して傾斜した方向に延在するよう配置されており、熔融ガラスMGは、移送管104内を、熔解槽101の側から清澄槽102の側に向かって上昇しながら移送される。
(3) Detailed Description of Transfer Process FIG. 3 is an external perspective view showing the
The
移送管104には、1対の電極150が取り付けられている。電極150は、移送管104の延在方向の両端部のそれぞれに配置されている。両端部とは、移送管104の延在方向の両端のそれぞれから、移送管104の長さの0〜30%にわたって延在する部分をいう。電極150は、図3に示されるように、移送管104の表面から外周側に突出し、かつ、環状に延在するフランジ状の形状を有している。電極150は、図示されない水冷装置に接続され、移送管104の温度が高くなり過ぎないよう、水冷され、放熱を行う。
電極150には、導電部材151を介して給電端子152が接続されている。給電端子152は、インバータ156を介して電源154に接続されている。電源154は、図3に示す例において、交流電源であり、商用周波数の交流電流を供給する商用電源である。商用周波数は、例えば50Hzまたは60Hzである。電源154から供給される交流電流は、インバータ156において、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い周波数に調節された後、給電端子152、導電部材151、電極150を介して移送管104に供給される。交流電流が1対の電極150の間で移送管104の管壁内を流れることで、移送管104は発熱し、移送管104と接する熔融ガラスMGは加熱(通電加熱)される。交流電流の周波数の調節については、後で詳細に説明する。
A pair of
A
なお、移送管104に設けられる電極150の数は、2つに制限されず、3つ以上であってもよい。この場合、移送管104の延在方向に隣り合う2つの電極150ごとに、互いに異なるまたは等しい電流密度で電流を供給することができる。
また、移送管104の管壁の表面は、断熱材によって被覆されていてもよい。断熱材は、例えば耐火レンガである。
Note that the number of
Moreover, the surface of the tube wall of the
次に、交流電流の周波数の調節について説明する。
本実施形態において、移送管104に供給される交流電流の周波数は、シートガラスSGに含まれる白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定される。許容範囲とは、ガラス基板に含まれていてもよい白金異物の量をいい、ガラス基板が用いられるディスプレイの種類に応じて予め定められる。白金異物の量が許容範囲内にあるとは、例えば、シートガラスSGの単位面積あたりに含まれる白金異物の数が所定数以下であることをいう。移送管104に供給される交流電流の周波数は、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に予め設定されたものであってもよく、本実施形態の移送工程を行った結果、シートガラスSGに含まれる白金異物の量に基づいてフィードバック調整されたものであってもよい。以降の説明では、交流電流の周波数が、予め設定された周波数である場合を例に説明する。
Next, adjustment of the frequency of the alternating current will be described.
In the present embodiment, the frequency of the alternating current supplied to the
白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い周波数に設定された交流電流を移送管104に供給して、移送工程(ST2)を行うと、製造されたガラス基板に含まれる白金異物を低減できることが、本発明者らにより明らかにされた。この知見に関して、白金等のうち白金を例にすると、次のように考えることができる。
移送工程(ST2)において、移送管104に電流を供給すると、1対の電極をアノード及びカソードとして熔融ガラスの電気分解が行われる。このとき、移送管104に供給される電流が直流電流であると、1対の電極のうちアノードとなる電極が位置する移送管104の部分では、白金が白金イオンとなって熔融ガラス中に溶け出す。これに対し、移送管104に供給される電流が交流電流であると、アノードとカソードが短時間で切り替わることで、(1)アノードとなる移送管104の部分から白金が白金イオンとなって溶け出す時間が短くなるとともに、(2)アノードとカソードが切り替わると、アノードであった移送管104の部分から溶け出した白金イオンが、カソードとなった移送管104の部分に白金となって析出し、直流電流を供給した場合と比べ、白金の溶出量が抑えられる。このため、移送管104に交流電流を供給することで、熔融ガラスMG中に溶存する白金の量を低減することができる。さらに、交流電流の周波数が、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定されていると、アノードとカソードが切り替わる時間が間隔がより短くなり、結果として、ガラス基板に含まれる白金異物が低減されることがわかった。
When an alternating current set to a frequency higher than the commercial frequency is supplied to the
In the transfer step (ST2), when a current is supplied to the
このように、交流電流の周波数が、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定されていることが、本実施形態では重要である。ガラス基板中に表れた白金異物は、光化学的な欠陥であるとされる場合があり、ガラス基板の歩留まりを低下させるおそれがあるのに対し、熔融ガラスに溶出した白金等は、ガラスに溶けている限り、光学的な欠陥とされることはない。熔融ガラスへの白金の溶出量と、ガラス基板内の白金異物の析出量との間の相関性は明らかでなく、白金の溶出量を抑えるために交流電流の周波数を高くしても、ガラス基板に含まれる白金異物が低減されるとは限らない。 Thus, it is important in the present embodiment that the frequency of the alternating current is set to a value higher than the commercial frequency so that the amount of the platinum foreign matter is within the allowable range. Platinum foreign substances appearing in the glass substrate may be considered to be photochemical defects, and the yield of the glass substrate may be reduced, whereas platinum eluted in the molten glass is dissolved in the glass. As long as there are no optical defects. The correlation between the elution amount of platinum in the molten glass and the precipitation amount of platinum foreign matter in the glass substrate is not clear, and even if the frequency of the alternating current is increased to suppress the elution amount of platinum, the glass substrate It is not always the case that the platinum foreign matter contained in is reduced.
本実施形態において、設定された交流電流の周波数は、60Hzより高いことが好ましい。この範囲の周波数の交流電流を用いて移送工程を行うと、ガラス基板に含まれる白金異物の低減効果が高くなることがわかった。交流電流の周波数は、より好ましくは、100Hz以上、100kHz以下である。交流電流の周波数は、300Hz以上、10kHz以下であることがより好ましい。この範囲の周波数であることで、給電効率が低くなりすぎることが抑えられ、また、高い周波数に調節するための部品のコストを省略することができる。設定された交流電流の周波数は、例えば、100〜10kHzである。 In this embodiment, it is preferable that the frequency of the set alternating current is higher than 60 Hz. It has been found that when the transfer process is performed using an alternating current having a frequency in this range, the effect of reducing platinum foreign matter contained in the glass substrate is enhanced. The frequency of the alternating current is more preferably 100 Hz or more and 100 kHz or less. The frequency of the alternating current is more preferably 300 Hz or more and 10 kHz or less. When the frequency is within this range, it is possible to suppress the power supply efficiency from being excessively low, and it is possible to omit the cost of components for adjusting to a high frequency. The frequency of the set alternating current is, for example, 100 to 10 kHz.
移送管104を流れる交流電流の電流密度は300A/cm2以上であることが好ましい。ガラス基板に含まれる白金異物の低減効果は、電流密度が上記範囲にある場合に、交流電流の周波数を、白金異物の量が許容範囲内となる商用周波数より高い値に設定することとで、効果的に高められることがわかった。ガラス基板に含まれる白金異物は、このような高い電流密度が移送管104に供給されていないと、低減できない場合がある。また、このような高い電流密度が移送管104に供給された場合であっても、例えば60Hzを超え10kHz以下の比較的低い周波数の交流電源を用いて、白金異物の低減効果を効果的に高められることがわかった。交流電流の電流密度は、650A/cm2以上、800A/cm2以上であることがより好ましい。また、交流電流の電流密度は、移送管104の温度が高くなりすぎて熔融ガラスMGが過度に加熱される場合があることから、1kA/cm2以下であることが好ましい。
The current density of the alternating current flowing through the
また、移送管104は、移送管104を移送される熔融ガラスMGの温度が1550℃以上になるよう加熱されることが好ましい。ガラス基板に含まれる白金異物の低減効果は、熔融ガラスMGの温度が上記範囲にある場合に、交流電流の周波数を、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定することで、効果的に高められることがわかった。熔融ガラスMGの温度は、1600℃以上、1680℃以上であることがより好ましい。また、熔融ガラスMGの温度は、高温の熔融ガラスと接触することによる白金等の溶出を抑えるために、1750℃以下であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the
また、移送管104は、移送管104を移送される熔融ガラスMGの粘度が300ポアズ以下になるよう加熱されることが好ましい。ガラス基板に含まれる白金異物の低減効果は、熔融ガラスMGの粘度が上記範囲にある場合に、交流電流の周波数を、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定することで、効果的に高められることがわかった。熔融ガラスMGの粘度は、100ポアズ以上、300ポアズ以下であることがより好ましい。また、熔融ガラスMGの温度は、1700℃以下であることが好ましい。熔融ガラスMGの粘度が低いと、上述したアノードとカソードの切り替えに、熔融ガラスMGが追従し難くなり、白金等が熔融ガラスMGに溶出し難くなると考えられる。白金イオンの移動度が大きくなり、白金異物を低減するのにより高い周波数が必要になる。
Moreover, it is preferable that the
なお、ガラス基板に含まれる白金異物の低減効果を高める観点から、交流電流の周波数を、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定することと合わせて、上記説明した、移送管104を流れる電流密度、熔融ガラスMGの温度、および熔融ガラスMGの粘度、のうち2つ以上を組み合わせて行うことがより好ましい。
In addition, from the viewpoint of increasing the effect of reducing the platinum foreign matter contained in the glass substrate, the frequency of the alternating current is described above in conjunction with setting the value higher than the commercial frequency so that the amount of the platinum foreign matter is within the allowable range. It is more preferable to combine two or more of the current density flowing through the
本実施形態は、長辺長さが50μmを超え、短辺長さが5μm未満であり、好ましくは、さらに、長辺長さが200μm以下であり、短辺長さが1μm以上である線状の形態を有する白金異物(線状白金)、あるいは、長辺長さが50μmを超え80μm未満であり、短辺長さが1μm未満である線状の形態を有する白金異物(線状白金)を低減する場合に好適である。これらの形態を有する線状白金は、高コントラストなフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板に含まれている場合に、不良品として扱われやすい。高コントラストとは、コントラスト比が2000:1〜3000:1程度以上であることをいう。本実施形態では、上述のように白金異物の量が許容範囲内となる周波数に設定された交流電流を移送管104に供給することで、ガラス基板に含まれる上記形態を有する線状白金を低減することができる。
In this embodiment, the long side length is more than 50 μm, the short side length is less than 5 μm, and preferably, the long side length is 200 μm or less, and the short side length is 1 μm or more. Foreign matter (linear platinum) having the form of: or a foreign foreign matter (linear platinum) having a linear form having a long side length of more than 50 μm and less than 80 μm and a short side length of less than 1 μm This is suitable for reduction. Linear platinum having these forms is easily handled as a defective product when it is contained in a glass substrate used in a high-contrast flat panel display. High contrast means that the contrast ratio is about 2000: 1 to 3000: 1. In the present embodiment, as described above, the amount of platinum foreign matter is reduced to linear platinum having the above-described form included in the glass substrate by supplying the
なお、本実施形態では、移送管104に代えて、あるいは、移送管104と合わせて、清澄槽102に供給される交流電流の周波数を、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定してもよい。清澄槽102は、移送管104と同様に、環状の部材の表面に1対のまたは3つ以上の電極が設けられており、交流電流が供給されることで発熱して熔融ガラスMGを加熱(通電加熱)する。なお、移送管104に設けられる電極150のうち最も清澄槽102の側に位置する電極150と、清澄槽102に設けられる電極のうち最も移送管104の側に位置する電極は、同一の電極であってもよく、隣接して配置された2つの電極であってもよい。隣接して配置された2つの電極である場合、2つの電極間には絶縁材を配置することができる。
In the present embodiment, the frequency of the alternating current supplied to the clarification tank 102 in place of the
また、交流電流の周波数を、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定することと合わせて、移送管104の延在方向の長さ、および、移送管104の管壁の板厚を調節してもよい。例えば、交流電源の周波数が60Hzを超える値に設定される場合に、移送管104の延在方向の長さは、例えば1〜5mに調節され、移送管104の管壁の板厚は、例えば0.5〜2mmに調節される。
In addition to setting the frequency of the alternating current to a value higher than the commercial frequency so that the amount of platinum foreign matter is within the allowable range, the length in the extending direction of the
本実施形態によれば、白金異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い周波数に設定された交流電流を移送管104に供給することで、ガラス基板に含まれる線状白金が低減される。これにより、ガラス基板の品質が向上し、ガラス基板の歩留まりが改善される。また、熔融ガラスMGへの白金等の溶出が抑制された場合には、移送管の消耗が抑制され、装置寿命を延ばすことができ、移送管の管壁の板厚を小さくすることができる。また、交流電流を用いて移送管を通電加熱することで、移送管内を流れる熔融ガラスにおいて同じ流れ方向位置で温度ムラが発生することが抑制される。なお、交流電流を用いて移送管を誘導加熱した場合は、移送管内を流れる熔融ガラスにおいて同じ流れ方向位置で温度ムラが生じやすい。白金等の溶出量は、熔融ガラスの温度ムラによる影響を受けるため、移送管を誘導加熱する場合の白金等の溶出量は制御し難い。
According to the present embodiment, linear platinum contained in the glass substrate is reduced by supplying the
(実験例)
商用周波数50〜60Hzの商用電源にインバータを接続し、周波数を、白金異物の量が許容範囲となるよう商用周波数より高い値に調節した交流電流を、白金から構成された移送管に供給することで移送工程を行い、さらに、清澄工程から切断工程までを行って、ガラス基板サンプルを作製した。周波数は、70Hz、100Hz、1kHz、10kHzの4種に調節した(実施例1〜4)。
一方、50Hz、60Hzの2種の商用周波数の交流電源を、インバータを介さずに直接移送管に供給し、その他の点を実施例と同様にして、ガラス基板サンプルを作製した(比較例1、2)。
実施例1〜4及び比較例1、2のガラス基板サンプルのそれぞれに対して、レーザ顕微鏡を用いて、ガラス基板に含まれる白金異物数をカウントした。白金異物としては、上記したいずれかの形態の線状白金をカウントした。その結果、実施例1〜4では、0.01個/cm2以下であったのに対し、比較例1、2では、0.05/cm2を超えていた。交流電流の周波数が、白金異物の量が許容範囲となるよう商用周波数より高い値に設定されたことで、ガラス基板に含まれる白金異物を低減できることが確認された。また、実施例1〜4において、交流電源の周波数の値が高いほど、白金異物の量は少ないことが確認された。
(Experimental example)
An inverter is connected to a commercial power source having a commercial frequency of 50 to 60 Hz, and an alternating current whose frequency is adjusted to a value higher than the commercial frequency so that the amount of platinum foreign matter is in an allowable range is supplied to a transfer pipe made of platinum. The glass substrate sample was produced by carrying out the transfer step and further performing the clarification step to the cutting step. The frequency was adjusted to four types of 70 Hz, 100 Hz, 1 kHz, and 10 kHz (Examples 1 to 4).
On the other hand, an AC power source having two commercial frequencies of 50 Hz and 60 Hz was directly supplied to the transfer pipe without going through an inverter, and other points were made in the same manner as in the example to produce a glass substrate sample (Comparative Example 1, 2).
For each of the glass substrate samples of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the number of platinum foreign matters contained in the glass substrate was counted using a laser microscope. As platinum foreign matter, linear platinum in any one of the above forms was counted. As a result, in Examples 1-4, it was 0.01 piece / cm < 2 > or less, but in Comparative Examples 1 and 2 , it exceeded 0.05 / cm < 2 >. It was confirmed that the platinum foreign matter contained in the glass substrate can be reduced by setting the frequency of the alternating current to a value higher than the commercial frequency so that the amount of the platinum foreign matter falls within the allowable range. Moreover, in Examples 1-4, it was confirmed that the amount of platinum foreign materials is small, so that the value of the frequency of AC power supply is high.
以上、本発明のガラス基板の製造方法およびガラス基板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。 The glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
100 熔解装置
200 成形装置
300 切断装置
101 熔解槽
102 清澄槽(第2の管)
104 移送管(第1の管)
DESCRIPTION OF
104 Transfer pipe (first pipe)
Claims (6)
ガラス原料を用いて熔融ガラスをつくる熔解工程と、
前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、
前記熔解工程と前記成形工程との間で、白金族金属を含む移送管を用いて前記熔融ガラスを移送する移送工程と、を備え、
前記移送工程では、交流電流を用いて前記移送管を通電加熱することで前記熔融ガラスを加熱し、
前記交流電流の周波数は、前記シートガラスに含まれる白金族金属の異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定されていることを特徴とするガラス基板の製造方法。 A method of manufacturing a glass substrate,
A melting process for making molten glass using glass raw materials,
A molding step of molding the molten glass into a sheet glass;
A transfer step of transferring the molten glass using a transfer tube containing a platinum group metal between the melting step and the forming step;
In the transfer step, the molten glass is heated by energizing and heating the transfer tube using an alternating current,
The frequency of the alternating current is set to a value higher than the commercial frequency so that the amount of platinum group metal foreign matter contained in the sheet glass is within an allowable range.
移送された熔融ガラスをシートガラスに成形する成形装置と、
前記熔解装置から前記成形装置に向けて前記熔融ガラスを移送する移送管と、を備え、
前記移送管は、白金族金属を含み、交流電流を用いて通電加熱されることで熔融ガラスを加熱し、
前記交流電流の周波数は、前記シートガラスに含まれる白金族金属の異物の量が許容範囲内となるよう商用周波数より高い値に設定されていることを特徴とするガラス基板製造装置。 A melting device that melts glass raw materials to produce molten glass;
A molding device for molding the transferred molten glass into a sheet glass;
A transfer pipe for transferring the molten glass from the melting device toward the molding device,
The transfer pipe contains a platinum group metal and heats the molten glass by being energized and heated using an alternating current,
The frequency of the alternating current is set to a value higher than the commercial frequency so that the amount of platinum group metal foreign matter contained in the sheet glass is within an allowable range.
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