TWI490175B

TWI490175B - Glass substrate manufacturing method and manufacturing device

Info

Publication number: TWI490175B
Application number: TW102119434A
Authority: TW
Inventors: Tetsuo Kimijima; Tsugunobu Murakami
Original assignee: Avanstrate Inc
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2015-07-01
Also published as: JP5797222B2; TW201414684A; JP2014088306A

Description

玻璃基板之製造方法及製造裝置

本發明係關於一種玻璃基板之製造方法及製造裝置。

液晶顯示器、有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示器等之平板顯示器中，近年來，要求顯示高精細之圖像，作為顯示器中所使用之玻璃基板，要求可適用於低溫多晶矽(Low-temperature Poly Silicon，以下，稱為LTPS)‧TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)，而非α-Si‧TFT(Amorphous Silicon Thin Film Transistor，非晶矽薄膜電晶體)。在LTPS‧TFT之面板製造時，與α-Si‧TFT相比較，需要更高溫之熱處理。然而，若對形成有TFT之玻璃基板實施如此之高溫之熱處理，則玻璃基板由於熱收縮而收縮，產生形成於玻璃基板上之TFT電路之偏移。如此之偏移在液晶面板等之顯示器中會引起顯示不良。因此，形成有LTPS‧TFT之玻璃基板要求熱收縮率較小，且各玻璃基板之熱收縮率之不均較小。

一般而言，玻璃之低溫度區之黏性越高，即，玻璃之應變點越高，玻璃基板之熱收縮率越小。因此，先前，提出了藉由調整玻璃原料之組成而提高應變點，藉此，減小玻璃基板之熱收縮率之技術(專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-126728號公報

然而，在製造玻璃基板時，有時即便緩冷卻時之冷卻條件固定，亦會於由於生產時期不同而獲得之各玻璃基板產生熱收縮率不均。作為產生熱收縮率之不均之理由，可列舉由於生產時期不同而熔融玻璃中所包含之水分量變化，藉此各玻璃基板之水分量不同，結果應變點不同，熱收縮率不同。如此之熱收縮率之不均對於適用於LTPS‧TFT之玻璃基板而言欠佳。

此係由於熱收縮率之絕對值較大而引起之TFT電路之偏移之問題，可藉由在LTPS‧TFT之面板製造時變更裝置設定而減少。相對於此，各玻璃基板之熱收縮率之不均之影響由於即便變更裝置設定亦難以減少，因此特別重要。

然而，專利文獻1所揭示之技術中，即便可使熱收縮之絕對值減小，亦無法充分抑制各玻璃基板之熱收縮率之不均。

本發明之目的在於提供一種可抑制各玻璃基板之熱收縮率之不均之玻璃基板之製造方法及製造裝置。

本發明之一態樣之特徵在於，其係一種玻璃基板之製造方法，且包含熔解步驟，其將玻璃原料與玻璃屑熔解而製作熔融玻璃；及成形步驟，其將上述熔融玻璃成形為板狀玻璃；進而，以使上述玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值之方式控制相對於上述玻璃原料及玻璃屑之混合物之上述玻璃屑之調配比。

根據該製造方法，藉由以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比，即便對玻璃之β-OH值造成影響之製造條件變化，亦可抑制所製造之玻璃基板之β-OH值變化，從而可減小各玻璃基板之β-OH值之不均。因此，可減小各玻璃基板之應變點之不均，從而可減小各玻璃基板之熱收縮率之不均。

上述玻璃基板之製造方法之較佳之第1形態中，上述熔解步驟中，按照基於所製造之玻璃基板之β-OH值而決定之調配比，將上述玻璃原料及玻璃屑投入至熔解槽中。

再者，上述調配比基於影響玻璃中β-OH值量之製造條件之變更實績或預定而決定則更佳。

如此，藉由使玻璃基板之β-OH值反映於其次製造玻璃基板時，進行反饋控制，可精度良好地控制玻璃基板之β-OH值。

上述玻璃基板之製造方法之較佳之第2形態中，上述玻璃基板之應變點為680度以上。

上述玻璃基板之製造方法之較佳之第3形態中，上述玻璃基板中，Li₂ O、Na₂ O、K₂ O之合計含量為0~2質量%。

上述玻璃基板之製造方法之較佳之第4形態中，上述玻璃基板為平板顯示器用玻璃基板。

上述玻璃基板之製造方法之較佳之第5形態中，上述玻璃基板為LTPS‧TFT搭載顯示器用玻璃基板。

又，上述玻璃基板之製造方法之較佳之第6形態中，上述玻璃基板為液晶顯示器用玻璃基板或有機EL顯示器用玻璃基板。

上述玻璃基板之製造方法之較佳之第7形態中，將玻璃原料與玻璃屑在熔解槽中熔解而製作熔融玻璃之熔解步驟中，使用利用燃燒機構之氣相中之燃燒加熱、與藉由對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，以成為包含SnO₂ 、黏度為10^2.5 泊時之溫度為1580℃以上之玻璃之方式而將玻璃原料熔解，以使相對於上述通電加熱之發熱量之上述燃燒加熱之發熱量之比為1.5以上2.8以下之方式，而進行上述燃燒加熱與上述通電加熱。

藉此，可抑制玻璃基板之β-OH值變高、應變點變小，從而可減小熱收縮之不均。進而，可高效地進行熔融玻璃之澄清，從而可抑制熔解槽之損傷或熔損。

本發明之另一態樣之特徵在於，其係一種玻璃基板之製造裝置，且包括熔解槽，其將玻璃原料與玻璃屑熔解而製作熔融玻璃；及成形爐，其將上述熔融玻璃成形為板狀玻璃；進而包括控制部，其以使上述玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值之方式控制相對於上述玻璃原料及玻璃屑之混合物之上述玻璃屑之調配比。

根據該製造裝置，藉由以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於上述玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比，即便對玻璃之β-OH值造成影響之製造條件變化，亦可抑制所製造之玻璃基板之β-OH值變化，從而可減小所獲得之各玻璃基板之β-OH值之不均。因此，可減小各玻璃基板之應變點之不均，從而可減小各玻璃基板之熱收縮率之不均。

本發明之另一態樣之特徵在於，其係一種玻璃基板之製造方法，且包含熔解步驟，其製作熔融玻璃；及成形步驟，其將上述熔融玻璃成形為板狀玻璃；且以使上述玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值而進行控制。

根據該製造方法，藉由以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值而進行控制，即便對玻璃之β-OH值造成影響之製造條件變化，亦可抑制所製造之玻璃基板之β-OH值變化，從而可減小各玻璃基板之熱收縮率之不均。

根據本發明，藉由以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比，所獲得之各玻璃基板之β-OH值之不均變小。因此，各玻璃基板之應變點之不均變小，各玻璃基板之熱收縮率之不均變小。另外，根據該製造方法，藉由控制玻璃屑之調配比，可容易地進行玻璃基板之β-OH值之調整。

進而，藉由以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值而進行控制，所獲得之各玻璃基板之β-OH值之不均變小。因此，各玻璃基板之應變點之不均變小，各玻璃基板之熱收縮率之不均變小。

100‧‧‧熔解裝置

101‧‧‧熔解槽

101d‧‧‧鏟鬥

102‧‧‧澄清槽

103‧‧‧攪拌槽

103a‧‧‧攪拌器

104‧‧‧玻璃供給管

105‧‧‧玻璃供給管

106‧‧‧玻璃供給管

116‧‧‧決定部

117‧‧‧測定部

200‧‧‧成形裝置

201‧‧‧成形爐

202‧‧‧緩冷卻爐

210‧‧‧成形體

300‧‧‧切斷裝置

MG‧‧‧熔融玻璃

SG‧‧‧片玻璃

ST1‧‧‧決定步驟

ST2‧‧‧熔解步驟

ST3‧‧‧澄清步驟

ST4‧‧‧均質化步驟

ST5‧‧‧供給步驟

ST6‧‧‧成形步驟

ST7‧‧‧緩冷卻步驟

ST8‧‧‧切斷步驟

ST9‧‧‧測定步驟

圖1係表示本發明之玻璃基板之製造方法之步驟之一例之圖。

圖2係模式性地表示進行圖1所示之決定步驟~測定步驟之裝置之一例之圖。

圖3係說明本發明之玻璃基板之製造裝置之熔解槽之圖。

以下，對本發明之玻璃基板之製造方法及玻璃基板之製造裝置進行說明。

(玻璃基板之製造方法)

首先，對玻璃基板之製造方法進行說明。

圖1表示說明玻璃基板之製造方法之流程之一例之圖。

玻璃基板之製造方法主要包含決定步驟(ST1)、熔解步驟(ST2)、澄清步驟(ST3)、均質化步驟(ST4)、供給步驟(ST5)、成形步驟(ST6)、緩冷卻步驟(ST7)、切斷步驟(ST8)、及測定步驟(ST9)。本發明之玻璃基板之製造方法之控制步驟包含決定步驟(ST1)與測定步驟(ST9)。此外，經過研削步驟、研磨步驟、清洗步驟、檢查步驟、捆包步驟等，成為最終製品之玻璃基板。

控制步驟中，作為玻璃基板之水分量，使用紅外線分光法之玻璃基板中之OH基所引起之吸光度(β-OH值)，以使玻璃基板中之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比(以下，亦稱為玻璃屑比)。與玻璃原料一起使用玻璃屑之情況係因為使用以將玻璃原料熔解之能量減小。玻璃屑一次熔融而玻璃化，因此與將玻璃原料熔解時相比，可以較少之能量而熔解。另外，藉由與玻璃原料一起使用玻璃屑，而將玻璃基板之製造步驟中所產生之未成為製品之玻璃再利用，藉此抑制產業廢棄物之產生，並且可抑制原料成本。再者，玻璃原料為以使成為下述玻璃基板之組成而準備之SiO₂ 、Al₂ O₃ 、B₂ O₃ 等之各成分。玻璃屑為玻璃基板之製造步驟中所產生之稱為耳部之玻璃或玻璃屑。耳部為在切斷步驟(ST8)中從玻璃板切離之片玻璃之寬度方向兩側之部分。

玻璃基板中之水分係由於玻璃原料或玻璃屑中所包含之水分未從熔融玻璃釋放而殘留在玻璃中，或者從熔解槽內之熔融玻璃之液面附近之環境溶入熔融玻璃中而包含在玻璃基板中。為了使玻璃基板中之水分量保持固定，可列舉使玻璃原料中之水分量或熔解槽中之玻璃熔解溫度、熔融玻璃量保持固定。然而，為了實現製造之玻璃基板之厚度或所要求之品質，必須變更熔解槽中之玻璃熔解溫度，或變更熔解槽中之熔解玻璃量。藉此，由於玻璃基板中之水分量產生變化，因此難以使玻璃基板中之水分量保持固定。另外，亦有由於外因而無意識地引起玻璃基板中之水分量變化。因此，本實施形態之玻璃基板之製造方法中，藉由控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比，而抑制玻璃基板中之水分量之變動所引起之影響。藉由在熔解步驟(ST2)之前進行如此之玻璃屑比之控制，而於熔解步驟(ST2)中，按照所控制之玻璃屑比來投入玻璃原料及玻璃屑。再者，控制步驟將於下文詳細說明。

熔解步驟(ST2)在熔解槽中進行。熔解槽中，按照控制步驟中決定之玻璃屑比，將玻璃原料及玻璃屑投入至蓄積於熔解槽之熔融玻璃之液面，藉此製作熔融玻璃。玻璃原料及玻璃屑之投入方法例如可為如下方式：將收納玻璃原料等之鏟鬥反轉而投入至熔解槽內之熔融玻璃之方式，使用帶式輸送機搬送玻璃原料等而投入之方式，利用螺旋進料器投入玻璃原料等之方式。本實施形態中，使用鏟鬥投入玻璃原料等。

熔解槽之熔融玻璃例如既可利用來自燃燒器之火焰之輻射熱而加熱，亦可對由鉬、鉑或氧化錫等而構成之至少1對電極(未圖示)間流通電流而將熔融玻璃通電加熱，另外，除了通電加熱以外，亦可輔助性地賦予燃燒器之火焰而將玻璃原料熔解。本實施形態中，利用來自燃燒器之火焰之輻射熱及通電加熱而進行加熱。

所投入之玻璃原料及玻璃屑中添加澄清劑。作為澄清劑，眾所周知有SnO₂ 、As₂ O₃ 、Sb₂ O₃ 等，未特別限制。然而，就降低環境負荷之方面而言，較佳為使用SnO₂ (氧化錫)作為澄清劑。

再者，本實施形態中，在熔解槽中，使用利用燃燒器等之燃燒機構之氣相中之燃燒加熱、與利用1對電極等對熔融玻璃流通電流而進行之通電加熱，可以使成為包含SnO₂ 、黏度為10^2.5 泊時之溫度為1580℃以上之玻璃之方式而將玻璃原料熔解。此時，較佳為以使相對於通電加熱之發熱量之燃燒加熱之發熱量之比為1.5以上2.8以下之方式，而進行燃燒加熱與通電加熱。

若以燃燒器為代表之燃燒加熱之比率過高，則所製造之玻璃基板之β-OH值變高，應變點變小，因此熱收縮之不均亦變大。

又，燃燒加熱之發熱量之幫助變大，氣相空間之溫度變高，因此熔融玻璃之液面上之玻璃原料之狀態下玻璃原料中所包含之SnO₂ 等之澄清劑中之氧釋放至氣相空間中而氧擴散。因此，後步驟即澄清步驟中將熔融玻璃脫泡時，從熔融玻璃中所包含之澄清劑未供給充分之氧，從而無法充分使熔融玻璃中所包含之泡吸收氧而成長，使泡上浮至熔融玻璃之液面而釋放泡。即，脫泡處理未充分進行。該問題在未使用澄清效果高之As₂ O₃ 而使用SnO₂ 作為澄清劑時明顯。

另一方面，若通電加熱之比率過高，則通電加熱之發熱量之幫助相對變大，為了通電加熱而流通之電流變多。此處，若為使應變點變高而調整玻璃組成，則存在黏度為10^2.5 泊時之溫度變高之傾向，存在熔融玻璃之比電阻亦變大之傾向。例如，含有SnO₂ 、黏度為10^2.5 泊時之溫度為1580℃以上之玻璃，在貯留於熔解槽之熔融玻璃之溫度下與熔解槽之底壁之耐火磚之比電阻之差變小。該傾向在實質上不包含鹼金屬氧化物、或鹼金屬氧化物之含有率為0質量%以上0.8質量%以下之主動矩陣型平板顯示器用之玻璃基板中特別明顯。因此，供給至1對電極之電流之一部分並非對熔融玻璃而係對熔解槽本體之底壁流通而將底壁通電加熱。因此，在熔解槽中製作比電阻較高、高溫黏性較高之熔融玻璃時，由於對電極對大量供給電流而底壁亦流通大量電流，結果，底壁之通電加熱所引起之發熱量變大。由於該底壁之發熱量之增大，而產生由於熔解槽之底部之斷熱特性而熱充滿之現象。該熱充滿可能會減弱底部之耐火磚之機械性強度而使熱蠕變產生，使底部變形。進而，亦可能會由於熱充滿而耐火磚之溫度超過耐熱溫度而熔損。因此，通電加熱所引起之發熱量之幫助變得過大，而欠佳。

鑒於以上方面，較佳為使相對於通電加熱之發熱量之燃燒加熱之發熱量之比為1.5~2.8。

通電加熱之發熱量例如可由電力計測量消耗電力，求出消耗電力量。由消耗電力量(kW)轉換為通電加熱之發熱量(kcal/小時)(1kW=860kcal/小時)。再者，消耗電力亦可由電極114之施加電壓與電極 114中流通之電流而求出。

使用燃燒氣體之燃燒加熱之發熱量藉由將燃燒氣體之燃燒之每單位體積之發熱量乘以單位時間之燃燒氣體之供給量(燃燒氣體之流量)而算出。

本實施形態中所使用之發熱量之比為每固定時間之發熱量之平均值之比。此處，固定時間為1小時或1天均可。

澄清步驟(ST3)至少在澄清槽中進行。澄清步驟(ST3)中，藉由使澄清槽內之熔融玻璃升溫，而熔融玻璃中所包含之含有O₂ 、CO₂ 或SO₂ 之泡吸收由澄清劑之還原反應而產生之O₂ 並成長，從而泡上浮至熔融玻璃之液面而釋放。進而，澄清步驟中，藉由使熔融玻璃之溫度降低，而由澄清劑之還原反應所獲得之還原物質進行氧化反應。藉此，殘存在熔融玻璃中之泡中之O₂ 等之氣體成分被再吸收至熔融玻璃中，從而泡消失。澄清劑之氧化反應及還原反應藉由控制熔融玻璃之溫度而進行。再者，澄清步驟中，亦可以使用在澄清槽中製作減壓環境，使熔融玻璃中所存在之泡在減壓環境下成長而脫泡之減壓脫泡方式。於此情形時，在未使用澄清劑之方面較為有效。再者，下述之澄清步驟中，利用使用氧化錫作為澄清劑之澄清方法。

均質化步驟(ST4)中，藉由使用攪拌器攪拌通過從澄清槽延伸之配管而供給之攪拌槽內之熔融玻璃，而進行玻璃成分之均質化。藉此，可降低條紋等之原因即玻璃之組成不均。另外，攪拌槽既可設置1個，亦可設置2個以上。供給步驟(ST5)中，通過從攪拌槽延伸之配管而熔融玻璃供給至成形裝置。

成形裝置中，進行成形步驟(ST6)及緩冷卻步驟(ST7)。成形步驟(ST6)中，將熔融玻璃成形為片玻璃，製作片玻璃之流向。成形可使用溢流下拉法或浮式法等其他之方法。

本實施形態中，使用溢流下拉法。緩冷卻步驟(ST7)中，將成形並流動之片玻璃以使熱收縮率、內部應變及翹曲變小而進行冷卻(熱收縮降低處理)。如此，本發明之玻璃基板之製造方法中，較佳為僅藉由在片玻璃成形後之緩冷卻步驟(ST7)中進行緩冷卻之在線退火(online anneal)而進行熱收縮降低處理。僅藉由在線退火而進行熱收縮降低處理之較佳之理由係，藉由切斷步驟(ST8)中在片玻璃切斷後再次實施熱處理之離線退火(offline anneal)進行熱收縮處理之情形時，需要另外設置退火爐。退火爐例如為下述之成形裝置之緩冷卻爐202以外之爐。若藉由離線退火而進行熱收縮降低處理，則即便不藉由玻璃組成之調整使應變點為例如680℃以上亦可減小熱收縮率。然而，如此之方法生產效率明顯變低。

切斷步驟(ST8)中，在切斷裝置中，藉由將從成形裝置供給之片玻璃切斷為特定之長度，而獲得板狀之玻璃板。此時，從片玻璃切出耳部，生成玻璃屑。將所切斷之玻璃板進而切斷為特定之尺寸，製作目標尺寸之玻璃基板。此後，進行玻璃基板之端面之研削、研磨，進行玻璃基板之清洗，進而，檢查氣泡或條紋等之異常缺陷之有無之後，將檢查合格品之玻璃板作為最終製品進行捆包。

(控制步驟)

其次，對控制步驟進行更詳細地說明。控制步驟中，在測定步驟(ST9)中，進行玻璃基板之β-OH值之測定，在決定步驟(ST1)中，基於所測定之β-OH值，決定相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比(玻璃屑比)。

(測定步驟)

測定步驟中，根據使用分光光度計而獲得之玻璃基板之紅外線吸收光譜利用下式求出切斷步驟中切斷為特定之長度之玻璃基板之β-OH值。再者，測定玻璃基板之β-OH值之頻度未特別限定。

β-OH值=(1/X)log10(T1/T2)

X：玻璃厚度(mm)

T1：參照波長2600nm時之透過率(%)

T2：羥基吸收波長2800nm時之最小透過率(%)

β-OH值由mm^-1 表示。再者，β-OH值可以使用以玻璃基板中之水分量為固定量以內之目的而測定之值，以使玻璃基板中不產生泡。測定步驟(ST9)在其他實施形態中，亦可以不在切斷步驟(ST8)之後，而在熔解步驟(ST2)之前進行之決定步驟之前進行。

(決定步驟)

決定步驟(ST1)中，基於所測定之玻璃基板之β-OH值，決定相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比(玻璃屑比)。此時，玻璃屑之β-OH值利用與上述玻璃基板之β-OH值之測定方法同樣之方法而預先測定。如此，測定玻璃基板之β-OH值，決定玻璃屑比，進而，在熔解步驟(ST2)中，藉由按照所決定之玻璃屑比將玻璃原料及玻璃屑投入至熔解槽，而進行反饋控制，精度良好地控制玻璃基板之β-OH值。

其次，說明藉由玻璃屑比之控制可控制玻璃基板之β-OH值之理由。

玻璃基板中之β-OH值主要由(1)玻璃原料及玻璃屑中所包含之水分中，在熔解步驟中，作為氣體泡未釋放至熔融玻璃外而溶入至熔融玻璃中之水分量，(2)熔解步驟中從與熔融玻璃液面接觸之環境，經由熔融玻璃液面而溶入至熔融玻璃中之水分量而決定。

在為與成為製造對象之玻璃為鹼石灰玻璃等相比較，鹼金屬氧化物量較少，熔融溫度較高之LTPS‧TFT搭載顯示器用玻璃基板或有機EL顯示器用玻璃基板之情形時，上述(2)中溶入至熔融玻璃中之水分量增加。此係因為，在熔解溫度較高之玻璃之製造中，作為熔解步驟中所使用之氣體燃燒器，並非使用空氣燃燒氣體燃燒器，而是使用燃燒效率非常高之氧氣燃燒器。氧氣燃燒器中，由於不包含與燃燒無關之氮，所以代替獲得高溫之燃燒溫度，而是燃燒排氣中包含大量之水蒸氣。即，溶入至熔融玻璃中之水分量增加。

此處，由於玻璃屑一次熔解而玻璃化，所以若將玻璃原料與玻璃屑比較，則一般而言玻璃屑之β-OH值變高。因此，藉由提高玻璃屑之比率，可提高所生產之玻璃基板之β-OH值，藉由降低玻璃屑之比率，可進行降低所生產之玻璃基板之β-OH值等之控制。

玻璃屑比之決定係基於所測定之β-OH值，以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值之方式而進行。例如，較佳為玻璃屑比之決定係基於所測定之β-OH值，並基於對玻璃基板之β-OH值造成影響之製造條件之變化實績及變更預定而進行。目標β-OH值可採用各種值，例如，亦可以過去所製作之玻璃基板之β-OH值為基準，以玻璃原料中之水合物之量或液面環境中之水分量為參考而決定。再者，從減小熱收縮率之絕對值之觀點而言，目標β-OH值越低越佳。目標β-OH值例如可設為0.35/mm以下。本實施形態中，玻璃屑比相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物100質量%，例如為20~30質量%。再者，玻璃屑比亦可作為相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之調配比而決定，亦可作為相對於玻璃原料之調配比而決定。決定步驟(ST1)在其他實施形態中，亦可不在熔解步驟(ST2)之前進行，而在產生該玻璃屑之切斷步驟(ST8)之後之測定步驟(ST9)後接續進行。又，決定步驟(ST1)亦可在測定步驟(ST9)之後，隔開時間(例如，數天)而進行，亦可在測定步驟(ST9)之後接著測定步驟(ST9)而進行。

再者，作為對上述之玻璃基板之β-OH值造成影響之製造條件之變化或變更，例如，可列舉玻璃原料之變更，玻璃原料之保管方法、熔融玻璃滯留在熔解槽中之時間、熔解步驟中之熔融玻璃溫度、熔解步驟中所使用之氣體燃燒器之氣體之變更，氣體燃燒器與電氣熔融之比率之變更等。再者，作為氣體燃燒器中所使用之氣體，例如，藉由變更為碳鏈數較長之氣體(例如，代替甲烷氣體之丙烷氣體)，可使玻璃基板之β-OH值變小。

以上之玻璃基板之製造方法例如可使用下述之玻璃基板之製造裝置而進行。於此情形時，亦可僅玻璃基板之製造方法之一部分之步驟使用該玻璃基板之製造裝置而進行。

根據本實施形態之玻璃基板之製造方法，以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比。藉此，例如，即便對β-OH值造成影響之製造條件有變更，各玻璃基板之β-OH值之不均亦變小。因此，各玻璃基板之應變點之不均變小，各玻璃基板之熱收縮率之不均變小。又，藉由控制玻璃屑之調配比，可容易地調整玻璃基板之β-OH值。

其他實施形態之玻璃基板之製造方法中，代替溢流下拉法，亦可使用流孔下引(slot downdraw)法、浮式法、滾壓(roll out)法等其他方法。另外，玻璃原料中未必需要調配玻璃屑，亦可僅使用玻璃原料製作熔融玻璃。

(玻璃基板之製造裝置)

其次，對玻璃基板之製造裝置進行說明。

圖2係模式性地表示進行本實施形態中之決定步驟(ST1)~測定步驟(ST9)之裝置之一例之圖。該裝置如圖2所示，主要具有熔解裝置100、成形裝置200、及切斷裝置300。熔解裝置100具有熔解槽101、澄清槽102、攪拌槽103、玻璃供給管104、105、106、及決定部116。切斷裝置300具有測定部117。又，本發明之玻璃基板之製造裝置之控制部包含決定部116及測定部117。控制部以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比。具體而言，由決定部116及測定部117，進行玻璃屑比之決定、於其之前之β-OH值之測定。

圖2所示之例之熔解槽101中，玻璃原料及玻璃屑之投入使用鏟鬥101d進行。熔解槽101中連接有決定部116。決定部116基於測定部117所測定之玻璃基板之β-OH值，決定玻璃屑比。澄清槽102中，調整熔融玻璃MG之溫度，利用澄清劑之氧化還原反應進行熔融玻璃MG之澄清。進而，攪拌槽103中，由攪拌器103a將熔融玻璃MG攪拌而均質化。

成形裝置200具有成形爐201及緩冷卻爐202，利用使用配置在成形爐201內之成形體210之溢流下拉法，從熔融玻璃MG成形片玻璃SG。

切斷裝置300將從成形裝置200供給之片玻璃SG切斷為特定之尺寸，製成目標尺寸之玻璃基板。此時，生成玻璃屑。切斷裝置300中連接有測定部117。測定部117測定玻璃基板之β-OH值。

根據本實施形態之玻璃基板之製造裝置，藉由以使玻璃基板之β-OH值成為目標β-OH值，而控制相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃屑之調配比，例如，即便對β-OH值造成影響之製造條件有變更，所獲得之各玻璃基板之β-OH值之不均亦變小。因此，各玻璃基板之應變點之不均變小，各玻璃基板之熱收縮率之不均變小。

又，藉由控制玻璃屑之調配比，可容易地調整玻璃基板之β-OH值。

(玻璃基板)

此處，說明由本發明之玻璃基板之製造方法及製造裝置而製造之玻璃基板之概略。

玻璃基板之厚度例如為0.1~1.5mm。

玻璃基板之尺寸例如為300~2500mm×400~3500mm(短邊方向長度×長邊方向長度)。

作為液晶顯示器用玻璃板或有機EL(Electro-Luminescence)用玻璃板，較佳為適用實質上不含有鹼金屬氧化物之無鹼玻璃基板、或僅含有2%以下之鹼金屬氧化物之鹼微量玻璃基板。

又，關於構成玻璃基板之玻璃之特性，黏度為10^2.5 泊時之熔融玻璃之溫度可為1580℃以上，例如1590~1700℃。又，構成玻璃基板之玻璃之1550℃之熔融玻璃之比電阻可為100Ω‧cm以上，可設為100~350Ω‧cm，進而，可設為150~350Ω‧cm。上述比電阻越高，上述熔解槽之熔損之問題越明顯。再者，若想要提高玻璃基板之應變點，則存在上述比電阻與黏度為10^2.5 泊時之熔融玻璃之溫度變高之傾向。

玻璃基板例如包含下述所示之組成。下述組成比率之%顯示均表示質量%。

SiO₂ ：50~70%，Al₂ O₃ ：5~25%，B₂ O₃ ：0~15%。

另外，亦可任意包含下述所示之組成。

MgO：0~10%，CaO：0~20%，SrO：0~20%，BaO：0~10%，ZrO₂ ：0~10%。

另外，上述之組成中，尤其，較佳為含有SiO₂ ：50~70%，B₂ O₃ ：5~18%，Al₂ O₃ ：10~25%，MgO：0~10%，CaO：0~20%，SrO：0~20%，BaO：0~10%，RO：5~20%(其中，R為選自Mg、Ca、Sr及Ba之玻璃基板中含有之所有成分)。

進而，可包含R'₂ O：超過0%且2.0%以下(其中，R'為選自Li、Na 及K之玻璃基板中含有之所有成分)。藉此，即便減小β-OH值亦可防止熔解溫度過剩地變高。若玻璃基板之β-OH值變小，則應變點變高，因此可減小玻璃基板之熱收縮率之絕對值。藉此，亦可降低玻璃基板之熱收縮率之不均。

進而，較佳為包含澄清劑合計0.05~1.5%，實質上不包含As₂ O₃ 、Sb₂ O₃ 及PbO。因為As₂ O₃ 、Sb₂ O₃ 及PbO雖然為具有澄清玻璃之效果之物質，但是為環境負荷較大之物質。此處，所謂實質上不包含，係指質量%未達0.01%，除雜質外未意圖地含有。作為澄清劑，較佳為包含SnO₂ 。

又，較佳為玻璃中之氧化鐵之含量為0.01~0.2%。

作為形成有LTPS‧TFT之玻璃基板之玻璃組成，可列舉下述玻璃組成。下述組成比率之%顯示均表示質量%。

含有SiO₂ ：52~78%，Al₂ O₃ ：3~25%，B₂ O₃ ：0~15%，RO(其中，R為Mg、Ca、Sr及Ba中之玻璃基板中包含之所有成分)：3~20%，R'₂ O(其中，R為Li、Na及K中之玻璃基板中所包含之所有成分)：0.01~0.8%，Sb₂ O₃ ：0~0.3質量%，實質上不含有As₂ O₃ ，質量比CaO/RO為0.65以上，質量比(SiO₂ +Al₂ O₃ )/B₂ O₃ 為7~30之範圍，且質量比(SiO₂ +Al₂ O₃ )/RO為5以上。此時，較佳為應變點為688℃以上。

玻璃基板之β-OH值較佳為0.45/mm以下，更佳為0.35/mm以下，進而較佳為0.30/mm以下，最佳為0.25/mm以下。此係因為，β-OH值越小越可提高應變點(黏性上升)，越可減小熱收縮率。另一方面，若硬要降低β-OH值則原料價格或製造成本高漲。因此，玻璃基板之β-OH值較佳為0~0.35/mm，既可為0.05~0.35/mm，亦可為0.05~0.30/mm。

又，根據本發明，玻璃基板之β-OH值之不均例如可維持在 ±0.015/mm以下，亦可維持在±0.01/mm以下。如此，藉由減小β-OH值之不均，可減小各玻璃基板之熱收縮率之不均。

從可減小熱收縮率之方面而言，玻璃基板之應變點較佳為680℃以上，更佳為690℃以上。藉由使應變點為680℃以上，可減小玻璃基板之熱收縮率之絕對值。藉此，亦可降低玻璃基板之熱收縮率之不均。應變點例如利用彎梁法使用測定黏度之黏度計進行測定。

玻璃基板之熱收縮率例如為70ppm以下。如此之具有較低之熱收縮率之玻璃基板熱穩定性較高，尤其，作為形成有LTPS‧TFT之玻璃基板較佳。又，在僅由在線退火進行熱收縮降低處理之情形時，為了抑制製造設備之巨大化及成本，較佳為10~70ppm。

玻璃基板為平板顯示器用玻璃基板。作為平板顯示器，可列舉液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器等。其中，從可減小熱收縮之不均之方面而言，較佳使用液晶顯示器或有機EL顯示器。

(實驗例)

以下，表示實驗例，確認本發明之效果。

按照上述之本發明之玻璃基板之製造方法控制玻璃屑比，利用溢流下拉法，製造玻璃基板。具體而言，對以玻璃基板包含SiO₂ ：61.3質量%、Al₂ O₃ ：19.5質量%、B₂ O₃ ：9質量%、CaO：9.8質量%、K₂ O：0.15質量%、Fe₂ O₃ ：0.05質量%、SnO₂ ：0.2質量%之方式調合之玻璃原料，將β-OH值為0.24/mm之玻璃屑以玻璃屑比30質量%之比例投入至熔解槽。玻璃屑之組成與上述玻璃基板相同。又，玻璃基板之β-OH值為0.24/mm，目標β-OH值亦為0.24/mm。又，此時之玻璃之應變點為700℃，黏度為10^2.5 泊時之溫度為1595℃。

其次，使熔解步驟中之熔融玻璃溫度上升20℃，結果一個星期後，玻璃基板之β-OH值成為0.26/mm，且熱收縮率亦大了2%。因此，算出用以使玻璃基板之β-OH值降低0.02/mm之玻璃屑比，變更投入至熔解步驟之玻璃屑比。此處，相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物100質量%，使玻璃屑比從30質量%降低至21質量%。其結果，可使玻璃基板之β-OH值為0.24/mm。又，各玻璃基板之熱收縮率亦與使熔融玻璃溫度上升約20℃之前所製造之玻璃基板同等。

又，預先推定使熔解步驟中之玻璃熔融溫度上升20℃時之β-OH值上升率，對應使熔融溫度上升20℃而使玻璃屑比從30質量%降低至21質量%時，亦可將玻璃基板之β-OH值維持為0.24/mm，亦可維持熱收縮率。

再者，上述玻璃基板及玻璃屑之β-OH值、熱收縮率分別按照下述要領求出。

為了算出用以使β-OH值降低特定值之玻璃屑比，較佳為預先測定相對於玻璃原料之玻璃基板β-OH值之幫助率(玻璃原料及玻璃屑中所包含之水分中，在熔解步驟中，作為氣體泡未釋放至熔融玻璃外而溶入至熔融玻璃中之水分量)。例如，本實驗例中所使用之玻璃原料之幫助率為0.023之情形時，藉由上述熔融玻璃之溫度操作，可根據下述式(1)算出熔解步驟中從高水蒸汽濃度之環境向玻璃溶入之水分所引起之對β-OH值之幫助率X。「原料比」為相對於玻璃原料及玻璃屑之混合物之玻璃原料之調配比。

β-OH值=(玻璃原料之幫助率×原料比)+(玻璃屑β-OH值×玻璃屑比)+幫助率X (1)

即，上述實施例中，熔融玻璃溫度操作前之幫助率X1為0.152，熔融玻璃溫度操作後之幫助率X2為0.172，增加了0.20。因此，為了使β-OH值返回至熔融玻璃之溫度操作前之0.24/mm，如對上述式(1)代入數值所獲得之下述式(2)所示，使玻璃屑比C≒0.21即可。

0.24=(0.023×(1-C))+(0.24×C)+0.172 (2)

(玻璃基板及玻璃屑之β-OH值)

對所獲得之玻璃基板及玻璃屑，使用傅立葉轉換紅外分光光度計，根據玻璃基板之紅外線吸收光譜按照上述式，分別求出β-OH值。玻璃屑使用過去製造玻璃基板時從片玻璃切斷而獲得之玻璃屑。

(熱收縮率)

熱收縮率係從常溫以10℃/分鐘升溫，在550℃下保持1小時，之後，以10℃/分鐘降溫至常溫為止，再次以10℃/分鐘升溫，在550℃下保持1小時，使用以10℃/分鐘降溫至常溫為止後之玻璃基板之收縮量，按照以下式而求出。

熱收縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×10⁶

以上，對本發明之玻璃基板之製造方法及製造裝置進行了詳細地說明，但是本發明並非限定於上述實施形態，在不脫離本發明之主旨之範圍中，可進行各種改良或變更係理所當然的。