JP6964449B2 - 表示装置用ガラス基板の製造方法、及び表示装置用ガラス基板製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置用ガラス基板の製造方法、及び表示装置用ガラス基板製造装置に関する。

表示装置として、例えば、液晶表示装置に用いられる液晶パネルは、主に、２枚の基板とその間の液晶材料とから構成される。より具体的には、液晶パネルは、カラーフィルタがガラス基板上に形成された基板と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の半導体素子がガラス基板上に形成された基板との間に、液晶材料が挟まれ、基板の周囲が封止剤によってシールされることにより製造される。
液晶パネルを製造する工程においては、ガラス基板を通して紫外線（波長３００〜３８０ｎｍ）を照射することが行われる。例えば、ガラス基板を通して紫外線（波長３００〜３８０ｎｍ）を照射して、リソグラフィや、紫外線硬化樹脂による基板の周囲の封止が行われる。また、ガラス基板を通して、紫外線を照射して、液晶材料中の光重合ポリマを重合し、液晶分子の配向を安定化させる方法も用いられる。近年では、波長３００〜３８０ｎｍのうち、波長３００ｎｍ近傍の紫外線が用いられることが多くなり、特に波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率を向上させることが望まれる。

波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率は、ガラス基板に含まれる３価の鉄イオン（Ｆｅ³⁺）の量が多いと、低下することが知られている（例えば、特許文献１）。このため、液晶表示装置用ガラス基板として、Ｆｅ₂Ｏ₃の量が少ないガラス基板を製造することが有効であると考えられる。

国際公開第２０１２／１３２４４９号公報

しかし、ガラス原料には、不純物として酸化鉄が含まれていることが多い。しかも、酸化鉄は、ガラス基板の製造過程において価数変動を伴うため、ガラス基板中のＦｅ₂Ｏ₃の量を制御することは困難である。また、波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率を低下させない、ガラス基板中のＦｅ₂Ｏ₃の許容量は極めて少ない。このため、ガラス原料に含まれる酸化鉄の量によっては、紫外線透過率を低下させない許容量を超えてしまい、波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率が低下する場合があった。

本発明は、３００ｎｍの波長の光の透過率が高い表示装置用ガラス基板の製造方法、及び表示装置用ガラス基板製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、下記（１）〜（５）を提供する。

（１）表示装置用ガラス基板の製造方法であって、
酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
撹拌槽において前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌工程と、
前記撹拌工程の前に、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記熔解工程においてつくられる前記熔融ガラスはＳｎＯ ₂ を含み、
前記撹拌工程で撹拌される前記熔融ガラスに含まれるＳｎ ⁴⁺ とＳｎ ²⁺ の濃度比［Ｓｎ ⁴⁺ ］／［Ｓｎ ²⁺ ］は１以上であり、
前記撹拌工程では、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で１４００℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節することにより、前記表示装置用ガラス基板における３００ｎｍの波長の光の透過率を３０％以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板の製造方法。

（２）前記撹拌工程では、前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度よりも高くなるよう前記撹拌槽の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、前記（１）に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。

（３）前記撹拌工程では、前記撹拌槽として、前記流れ方向に互いに接続された複数の容器を用いて、前記容器のそれぞれにおいて撹拌を行い、
前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する第１の容器の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する第２の容器の温度よりも高くなるよう前記第１の容器及び前記第２の容器の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、前記（１）に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。

（４）前記撹拌工程では、前記時間の長さを第１の時間の長さというとき、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で１４００℃未満の温度に維持される第２の時間の長さよりも前記第１の時間の長さを長くする、前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。

（５）表示装置用ガラス基板製造装置であって、
酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
前記熔融ガラスの清澄を行う清澄管と、
撹拌槽において、清澄された前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌装置と、を備え、
前記熔解槽においてつくられる前記熔融ガラスはＳｎＯ ₂ を含み、
前記撹拌槽において撹拌される前記熔融ガラスに含まれるＳｎ ⁴⁺ とＳｎ ²⁺ の濃度比［Ｓｎ ⁴⁺ ］／［Ｓｎ ²⁺ ］は１以上であり、
前記撹拌装置は、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で１４００℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節することにより、前記表示装置用ガラス基板における３００ｎｍの波長の光の透過率を３０％以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板製造装置。

本発明によれば、３００ｎｍの波長の光の透過率が高いガラス基板を製造することができる。

表示装置用ガラス基板の製造方法を示すフロー図である。 表示装置用ガラス基板製造装置の概略図である。 表示装置用ガラス基板製造装置の変形例の概略図である。 表示装置用ガラス基板の紫外線透過率と波長との関係を示すグラフである。

以下、本実施形態の表示装置用ガラス基板（以降、単にガラス基板という）の製造方法、および表示装置用ガラス基板製造装置（以降、単にガラス基板製造装置という）について説明する。
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）、清澄工程（ＳＴ２）、撹拌工程（ＳＴ３）、成形工程（ＳＴ４）、徐冷工程（ＳＴ５）、切断工程（ＳＴ６）、および、検査工程（ＳＴ７）を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。

熔解工程（ＳＴ１）では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。ガラス原料には、酸化鉄が含まれる。酸化鉄は、ガラス原料に不純物として含まれていてもよく、清澄剤として含まれていてもよい。
清澄工程（ＳＴ２）では、熔融ガラスを昇温することにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ_２あるいはＳＯ_２を含んだ泡を発生させる。この泡が、熔融ガラス中に含まれる清澄剤（酸化スズ等）の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を降温することにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質の酸化反応を促進させる。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素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。

撹拌工程（ＳＴ３）では、清澄工程（ＳＴ２）の後、スターラを用いて熔融ガラスを撹拌することにより、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。撹拌工程は、後述する撹拌槽において熔融ガラスを流しながら行われる。均質化された熔融ガラスは成形装置に供給される。撹拌工程（ＳＴ３）について、後で詳細に説明する。

成形工程（ＳＴ４）及び徐冷工程（ＳＴ５）は、成形装置で行われる。
成形工程（ＳＴ４）では、熔融ガラスを所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、フロート法やフュージョン法（オーバーフローダウンドロー法）等が用いられるが、フュージョン法では製造ライン上の徐冷装置を長くすることが困難であるため、オフラインにおける熱処理（後述）を含むガラス基板の製造方法には、フュージョン法が適している。
徐冷工程（ＳＴ５）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。
切断工程（ＳＴ６）では、徐冷後のシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。シートガラスを、所定の長さの素板に切断することを採板ともいう。採板により得ら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。

なお、切断工程（ＳＴ６）において、採板により得られたガラス基板は、例えば、図示されない搬送機構により、ピンチングされつつ、熱処理工程を行う炉に誘導、搬送され、熱処理が行なわれてもよい。採板後あるいは熱処理後のガラス基板は、さらに切断を行う装置に搬送され、製品のサイズに切断され、ガラス基板が得られる。切断工程（ＳＴ６）によって得られたガラス基板は、例えば、以下の工程が行われる。
研削工程および研磨工程において、ガラス基板の端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われる。端面加工後のガラス基板は、洗浄工程において、ガラス表面の微細な異物や汚れを取り除くために、洗浄（一次洗浄）される。一次洗浄後、例えば、ガラス基板に対して、粗面化工程及びすすぎ工程を含む表面処理が行われる。表面処理後、さらにガラス基板の洗浄（二次洗浄）が行われる。

検査工程（ＳＴ７）では、キズ、塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、異物が混入していないか、光学的検査が行われる。また、検査工程（ＳＴ７）では、波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率を測定してもよい。検査により品質の適合したガラス基板は、梱包工程において、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。

（ガラス基板製造装置の全体概要）
図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ６）を行うガラス基板製造装置の概略図である。ガラス基板製造装置は、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、清澄管１０２と、撹拌槽１３０と、移送管１０４、１０５と、ガラス供給管１０６と、を有する。
図２に示す熔解槽１０１には、図示されないバーナー等の加熱手段が設けられている。熔解槽１０１には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程（ＳＴ１）が行われる。熔解槽１０１で熔融した熔融ガラスは、移送管１０４を介して清澄管１０２に供給される。
清澄管１０２では、熔融ガラスＭＧを流しながら、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の清澄工程（ＳＴ２）が行われる。具体的には、清澄管１０２内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ_２あるいはＳＯ_２を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。その後、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質が酸化反応を行う。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素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。清澄後の熔融ガラスは、移送管１０５を介して撹拌槽１３０に供給される。
撹拌槽１３０では、スターラ１３１によって熔融ガラスが撹拌されて撹拌工程（ＳＴ３）が行われる。撹拌槽１３０で均質化された熔融ガラスは、ガラス供給管１０６を介して成形装置２００に供給される。撹拌槽１３０は、例えば、撹拌槽１３０の周りに配された、後述するヒータ等の加熱手段によって加熱される。
成形装置２００では、例えばオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスＳＧが成形され（成形工程ＳＴ４）、徐冷される（徐冷工程ＳＴ５）。
切断装置３００では、シートガラスＳＧから切り出された板状のガラス基板が形成される（切断工程ＳＴ６）。

（ガラス基板の概要説明）
ここで、本実施形態のガラス基板の製造方法又はガラス基板製造装置で製造されるガラス基板について説明する。
ガラス基板は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置に用いられるガラス基板である。液晶表示装置に用いられる場合、液晶パネルの液晶材料を挟む２枚のガラス基板として用いられる。有機ＥＬに用いられる場合、発光素子を構成する陽極の側に配置されるガラス基板として用いられる。また、ガラス基板は、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素）等の酸化物半導体を使用した酸化物半導体ディスプレイ、ＬＴＰＳ（低温度ポリシリコン）半導体を使用したＬＴＰＳディスプレイ等の高精細ディスプレイに用いられるものであってもよい。また、ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ、カーブドパネルディスプレイ等の表示装置に用いられるものであってもよい。
ガラス基板の大きさは、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが、５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１８００〜３５００ｍｍ、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましい。
ガラス基板の厚さは、例えば、０．１〜１．１ｍｍであり、より好ましくは０．７５ｍｍ以下、０．５５ｍｍ以下、さらには０．４５ｍｍ以下の厚さである。ガラス基板の厚さの下限値は、０．１５ｍｍが好ましく、０．２５ｍｍがより好ましい。
また、ガラス基板の透過率は、３００ｎｍの波長において３０％以上となっている。ここで、３００ｎｍの波長の透過率が３０％以上であるとは、ガラス基板の厚さが０．１〜１．１ｍｍの範囲において、厚さに関係なく波長３００ｎｍの光の透過率が３０％以上であることをいう。ガラス基板の透過率が上記値に設定されるのは、液晶パネルや有機ＥＬパネルの製造段階で、波長３００ｎｍを含む紫外線を照射して行う処理、例えば、液晶材料もしくは有機ＥＬ材料の封止や、液晶材料中の光重合ポリマを重合し、液晶分子の配向を安定化させる処理を効率よく行うためである。

ガラス基板は、例えば、下記に示す組成のアルミノボロシリケートガラスが挙げられる。下記括弧内に記載された数値は好ましい組成比率である。下記組成比率の％表示はいずれも質量％を意味する。
ＳｉＯ_２：５０〜７０％（５５〜６８％，５８〜６２％) 、
Ａｌ_２Ｏ_３：１０〜２５％（１５〜２０％，１５〜１８％）、
Ｂ_２Ｏ_３：４〜１８％（６〜１４％，１０〜１３％）、
ＭｇＯ：０〜１０％（０〜５％，１〜２％）、
ＣａＯ：０〜２０％（１〜１０％，４〜７％）、
ＳｒＯ：０〜２０％（０〜１０％，１〜３％）、
ＢａＯ：０〜１０％（０〜２％，０〜１％）、
Ｋ_２Ｏ：０〜２％(０．１〜２％，０．１〜０．５％)、
ＳｎＯ_２：０〜１％（０．０１〜０．５％，０．０５〜０．４％，０．１〜０．３％，０．１５〜０．２５％）、
Ｆｅ₂Ｏ₃:０．０１〜０．０４５％（０．０１５〜０．０４％，０．０２〜０．０３５％）。

また、例えば、下記に示す組成のアルミノボロシリケートガラスが挙げられる。
ＳｉＯ_２：６０〜８０％（６５〜７８％，６８〜７３％) 、
Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２０％（８〜１８％，１２〜１８％）、
Ｂ_２Ｏ_３：０〜１０％（０〜８％，０〜６％）、
ＭｇＯ：０〜１０％（０〜７％，０〜１％）、
ＣａＯ：０〜２０％（２〜１２％，３〜１０％）、
ＳｒＯ：０〜２０％（０〜１０％，０〜１％）、
ＢａＯ：０〜１０％（０〜２％，０〜１％）、
Ｋ_２Ｏ：０〜２％(０．１〜２％，０．１〜０．５％)、
ＳｎＯ_２：０〜１％（０．０１〜０．５％，０．０５〜０．４％，０．１〜０．３％，０．１５〜０．２５％）、
Ｆｅ₂Ｏ₃:０．０１〜０．０４５％（０．０１５〜０．０４％，０．０２〜０．０３５％）。

ここで、Ｆｅ₂Ｏ₃の含有率とはＦｅ²⁺とＦｅ³⁺等の酸化物を合計してＦｅ₂Ｏ₃で表した（換算した）値である。Ｆｅ₂Ｏ₃の含有量が増えるにしたがって、紫外線透過率が低下する。このため、製造されるガラス基板において、Ｆｅ₂Ｏ₃の含有率（質量％）は、所定の範囲に制限される。Ｆｅ₂Ｏ₃の含有率は、好ましくは、０．０２質量％以下であり、より好ましくは０．０１５質量％以下である。
ここで、ＳｎＯ_２を０．１５〜０．２５％とすることが、紫外線の透過率の向上の点で好ましい。ガラス基板にＳｎＯ₂を０．１５〜０．２５質量％含ませることにより、ガラスの清澄を十分に行うと共に、波長３００ｎｍにおける透過率が３０％以上となるガラス基板を製造することができる。

紫外線の透過率の測定では、製造されたガラス基板を切断し、１辺が３０ｍｍの略正方形のガラス試片を作製する。本発明でいう透過率は、このガラス試片に波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの光を照射したときの透過率を、分光光度計を用いて測定することにより得られる値である。分光光度計は、例えば「ＵＶ−３１００ＰＣ」、株式会社島津製作所製が用いられる。

このようなガラス基板は、ＳiＯ₂を主成分（９８質量％以上の成分）とするシリカ原料、の他、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分（９８質量％以上の成分）とするアルミナ、ＣａＣＯ₃を主成分（９０質量％以上の成分）とする石灰石等の原料を用いて製造される。シリカ原料として、例えば珪砂が挙げられる。なお、シリカ原料、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とするアルミナ、ＣａＣＯ₃を主成分とする石灰石等には、微量の酸化鉄が不純物として含まれる。なお、不純物とは、意図して含有される成分ではなく、原料に対して意図されず０．５質量％以下含有している成分をいう。

（撹拌工程）
次に、撹拌工程（ＳＴ３）について詳細に説明する。
撹拌工程（ＳＴ３）では、熔融ガラスが撹拌槽内で１４００℃以上の温度に維持される時間の長さ（熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間）を調整して熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節することにより、ガラス基板における３００ｎｍの波長の光（紫外光）の透過率を３０％以上にする。本発明者の検討によれば、波長３００ｎｍの紫外線の透過率と、ガラス基板の製造方法が行われる間の熔融ガラスの温度変化（温度プロファイル）との間に相関があること、特に、１４００℃付近での熔融ガラスの温度プロファイルと、波長３００ｎｍの紫外線の透過率との間に相関があることが明らかにされた。ガラス基板の製造方法において、熔融ガラスの温度が１４００℃付近にされるのは、一般的に、撹拌工程においてである。そして、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量が少ないほど、波長３００ｎｍの紫外線の透過率は高くなる。本発明者は、これらの事実及び上記の相関に基づいて、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間を調整することにより、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節でき、これにより、ガラス基板における３００ｎｍの波長の光の透過率を３０％以上（例えば４０％以上、５０％以上）にすることができることを見出した。なお、Ｆｅ₂Ｏ₃の含有量は、撹拌工程（ＳＴ３）の後において熔融ガラスに含まれるＦｅ₂Ｏ₃の含有量をいう。
ガラス原料には、不純物として酸化鉄が含まれていることが多く、ガラス原料に含まれる酸化鉄の量によっては、波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率が低下する場合がある。本実施形態のガラス基板の製造方法によれば、ガラス原料に含まれる酸化鉄の量が、波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率を低下させないとされる許容範囲（例えば０．０４５質量％以下）を超えていても、熔融ガラスの撹拌槽内の滞在時間を調整して、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節することにより、波長３００ｎｍの紫外線の透過率を３０％以上にすることができる。このため、得られたガラス基板を用いて、例えば、液晶表示装置の液晶パネルや有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬパネルを製造する際に、ガラス基板に波長３００〜３８０ｎｍ、特に３００〜３５０ｎｍの紫外線が照射される場合に、リソグラフィや、紫外線硬化樹脂による基板の周囲の封止を好適に行うことができる。特に、液晶パネルを製造する際に、液晶分子の配向を安定化させることを好適に行うことができる。

熔融ガラスが撹拌槽を通過する時間は、ガラス組成によらず、ほぼ一定である。したがって、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間は、熔融ガラスが撹拌槽を通過する時間のうち、１４００℃以上に維持される時間の比率を、従来よりも高くすることにより調整することができる。
具体的には、このような滞在時間の調整は、熔融ガラスの流れ方向に沿った撹拌槽の領域に応じて温度分布を形成することにより行われる。例えば、図２に示す撹拌槽１３０の周りには、熔融ガラスが移動する方向に沿って、複数の加熱手段が配置されており、これらの加熱手段による撹拌槽１３０の加熱量を制御して、撹拌槽１３０の領域に応じて温度分布をつくることができる。加熱手段として、例えば、撹拌槽１３０が内部に配置された電気炉内に配置されたヒータ１４０ａ，１４０ｂが用いられる。熔融ガラスの温度は、清澄工程（ＳＴ２）の後、成形工程（ＳＴ５）まで降温される。また、本発明者の検討によって、撹拌槽の下流側の領域であるほど、熔融ガラスの温度と、波長３００ｎｍ近傍の紫外線透過率との相関が高いという知見が得られている。本実施形態では、例えば、撹拌槽１３０の上流側部分の温度が、撹拌槽１３０の下流側部分の温度よりも高くなるよう撹拌槽１３０の温度を調節する。より具体的には、上流側部分１３０ａの周りに配置されたヒータ１４０ａを制御して、上流側部分を流れる熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持し、下流側部分の周りに配置されたヒータ１４０ｂを制御して、下流側部分を流れる熔融ガラスの温度を１４００℃未満にする。このようにして、撹拌槽１３０の領域に応じて温度分布を作ることができる。なお、図２に示す撹拌槽１３０において、熔融ガラスは、スターラ１３１に撹拌されながら上方から下方に移動する。
このような撹拌槽１３０の温度分布の設定は、ガラス基板の製造方法を行う前（操業前）に行われる。

なお、上記説明した滞在時間の調整において、撹拌槽１３０の下流側部分を流れる熔融ガラスの温度も１４００℃以上に維持してもよい。すなわち、熔融ガラスの温度を撹拌槽１３０の全体において熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持してもよい。撹拌槽１３０の上流側部分と下流側部分との、熔融ガラスの流れ方向に沿った長さの比は、例えば、１：０〜１：１である。

図２に示す例では、移送管１０５から撹拌槽１３０の上部に熔融ガラスが供給され、撹拌槽１３０の下部からガラス供給管１０６に熔融ガラスが流れるよう構成されているが、図２に示す例とは逆に、移送管１０５から撹拌槽１３０の下部に熔融ガラスが供給され、撹拌槽１３０の上部からガラス供給管１０６に熔融ガラスが流れるよう構成されていてもよい。

熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整は、図３に示す撹拌槽１３０を用いて行ってもよい。図３は、ガラス基板製造装置の変形例の概略図である。図３において、撹拌槽１３０以外のガラス基板製造装置の要素は、図２に示す対応する要素と同様に構成されている。
図３に示す撹拌槽１３０は、流れ方向に互いに接続された第１の容器１３０Ａ及び第２の容器１３０Ｂを備えている。第１の容器１３０Ａは、第１のスターラ１３１Ａを有している。第２の容器１３０Ｂは、第２のスターラ１３１Ｂを有している。図３に示す撹拌槽１３０では、第１の容器１３０Ａ内および第２の容器１３０Ｂ内のそれぞれで撹拌されることにより、熔融ガラスは均質化される。
第１の容器１３０Ａと第２の容器１３０Ｂは、移送管１３３によって上部同士が接続されている。
第１の容器１３０Ａには、移送管１０５によって下部から熔融ガラスが供給される。熔融ガラスは第１のスターラ１３１Ａによって撹拌されながら第１の容器１３０Ａ内を上昇する。第１の容器１３０Ａの上部に到達した熔融ガラスは移送管１３３によって第２の容器の上部に移送される。
第２の容器１３０Ｂには、移送管１３３によって上部から熔融ガラスが供給される。熔融ガラスは第２のスターラ１３１Ｂによって撹拌されながら第２の容器１３０Ｂ内を下降する。第２の容器１３０Ｂの下部に到達した熔融ガラスはガラス供給管１０６によって成形装置２００の成形体に移送される。

図３に示す変形例では、第１の容器１３０Ａ、移送管１３３、第２の容器１３０Ｂの周りに、熔融ガラスが移動する方向に沿って、複数の加熱手段が配置されており、これらの加熱手段による撹拌槽１３０の加熱量を制御して、撹拌槽１３０の温度分布をつくることができる。加熱手段として、例えば、第１の容器１３０Ａ、移送管１３３、第２の容器１３０Ｂが内部に配置された電気炉内のヒータを用いることができる。この変形例では、具体的に、第１の容器１３０Ａの周りに配置されたヒータ１４０Ａを制御して、第１の容器１３０Ａの温度を流れる熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持し、第２の容器１３０Ｂの周りに配置されたヒータ１４０Ｂを制御して、第２の容器１３０Ｂを流れる熔融ガラスの温度を１４００℃未満にする。このようにして、撹拌槽１３０の領域に応じて温度分布を作ることができる。
なお、熔融ガラスが移送管１３３を通過する時間は、第１の容器１３０Ａ、第２の容器１３０Ｂを通過する時間と比べ短いため、熔融ガラスの撹拌槽１３０内での滞在時間は、第１の容器１３０Ａ、第２の容器１３０Ｂを通過する時間の合計に等しいとみなせる。

図３に示す変形例において、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整は、上述した方法に制限されず、例えば、第１の容器１３０Ａ、及び、第２の容器１３０Ｂのうち上流側に位置する部分、を流れる熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持し、第２の容器１３０Ｂのうち下流側に位置する部分を流れる熔融ガラスの温度を１４００℃未満にすることで撹拌槽１３０の温度を調節してもよく、第１の容器１３０Ａ、第２の容器１３０Ｂの全体において熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持することで撹拌槽１３０の温度を調節してもよい。

撹拌工程（ＳＴ３）では、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を低減する効果を高めるために、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持する時間の長さｔ１を、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を１４００℃未満にする時間の長さｔ２よりも長くすること、すなわち、ｔ１／ｔ２を１より大きくすることが好ましい。ｔ１／ｔ２の好ましい範囲の例は、１〜３である。一方で、ｔ１／ｔ２は１未満であってもよい。

撹拌工程（ＳＴ３）で撹拌される熔融ガラスは、清澄剤として酸化スズ（ＳｎＯ₂）を含んでいる場合に、熔融ガラスに含まれるＳｎ⁴⁺とＳｎ²⁺の濃度比［Ｓｎ⁴⁺］／［Ｓｎ²⁺］が１以上であることが好ましい。このような濃度比の熔融ガラスでは、ＦｅＯからＦｅ₂Ｏ₃への酸化反応が起こり難いため、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整を行うことで、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を低減する効果が高くなる。なお、濃度比［Ｓｎ⁴⁺］／［Ｓｎ²⁺］は、清澄管から撹拌槽に熔融ガラスが供給された時点における濃度比をいう。濃度比［Ｓｎ⁴⁺］／［Ｓｎ²⁺］が１以上である熔融ガラスは、例えば、清澄工程（ＳＴ２）において上述した再吸収が行われた直後の熔融ガラスである。このため、熔解工程（ＳＴ１）では、清澄剤としてＳｎＯ₂を含んだ熔融ガラスをつくることが好ましい。

撹拌工程（ＳＴ３）では、上記滞在時間の調整を行う際に、熔融ガラスの温度管理を行うことが好ましい。撹拌槽内での熔融ガラスの温度を高くしすぎると、熔融ガラスの粘度が小さくなり、ガラス供給管１０６における冷却が不十分となる。このため、成形工程（ＳＴ４）においてシートガラスＳＧを成形し難くなる。また、撹拌槽内での熔融ガラスの温度を低くしすぎると、熔融ガラスの粘度が大きくなり、撹拌し難くなる。このため、熔融ガラスの均質化が不十分となる。このため、撹拌工程（ＳＴ３）で、上記滞在時間の調整を行う際は、熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持する場合の熔融ガラスの温度の上限値を１４８０℃とすることが好ましく、熔融ガラスの温度を１４００℃未満にする場合の熔融ガラスの温度の下限値を１３８０℃とすることが好ましい。

本実施形態によれば、熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間を調整することにより、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節でき、これにより、ガラス基板における３００ｎｍの波長の光の透過率を３０％以上にすることができる。
また、撹拌工程（ＳＴ３）では、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を低減する効果を高めるために、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持する時間の長さｔ１を、撹拌槽内で熔融ガラスの温度を１４００℃未満にする時間の長さｔ２よりも長くすることが好ましい。
また、清澄剤として酸化スズ（ＳｎＯ₂）を含んでいる場合に、熔融ガラスに含まれるＳｎ⁴⁺とＳｎ²⁺の濃度比［Ｓｎ⁴⁺］／［Ｓｎ²⁺］が１以上であると、ＦｅＯからＦｅ₂Ｏ₃への酸化反応が起こり難い。このため、このような熔融ガラスの撹拌槽内での滞在時間の調整を行うことで、熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を低減する効果が高くなる。

（実験例）
図３に示す撹拌槽を用いて、上記実施形態のガラス基板の製造方法に従ってガラス基板を製造し、波長３００ｎｍの紫外線透過率を調べた。製造したガラス基板は、Ｆｅ₂Ｏ₃を０．０１５〜０．０４質量％含むアルミノボロシリケートガラスのガラス基板である。撹拌工程（ＳＴ３）では、第１の容器１３０Ａにおいて熔融ガラスの温度を１４００℃以上に維持し、第２の容器１３０Ｂにおいて熔融ガラスの温度を１４００℃未満にすることで、熔融ガラスの滞在時間の調整を行った。ガラス基板から切り出したガラス試片に波長２００〜８００ｎｍの光を照射したときの透過率を、分光光度計を用いて測定したところ、図４に示す吸収ピークが得られ、波長３００ｎｍにおいて透過率が３０％以上（７５％）であることが確認された。図４は、ガラス基板の紫外線透過率と波長との関係を示すグラフである。

以上、本発明の表示装置用ガラス基板の製造方法、および表示装置用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。

１００ 熔解装置
１０１ 熔解槽
１０２ 清澄管
１０４、１０５ 移送管
１０６ ガラス供給管
１３０ 撹拌槽
１３１ａ 上流側部分
１３１ｂ 下流側部分
１３１Ａ 第１の容器
１３１Ｂ 第２の容器
１３１ スターラ
１４０ ヒータ
２００ 成形装置
３００ 切断装置

Claims (5)

1. 表示装置用ガラス基板の製造方法であって、
   酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
   撹拌槽において前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌工程と、
   前記撹拌工程の前に、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
   前記熔解工程においてつくられる前記熔融ガラスはＳｎＯ ₂ を含み、
   前記撹拌工程で撹拌される前記熔融ガラスに含まれるＳｎ ⁴⁺ とＳｎ ²⁺ の濃度比［Ｓｎ ⁴⁺ ］／［Ｓｎ ²⁺ ］は１以上であり、
   前記撹拌工程では、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で１４００℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節することにより、前記表示装置用ガラス基板における３００ｎｍの波長の光の透過率を３０％以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板の製造方法。
2. 前記撹拌工程では、前記撹拌槽として、前記流れ方向に互いに接続された複数の容器を用いて、前記容器のそれぞれにおいて撹拌を行い、
   前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する第１の容器の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する第２の容器の温度よりも高くなるよう前記第１の容器及び前記第２の容器の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、請求項１に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。
3. 前記撹拌工程では、前記熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度が、前記流れ方向の下流側に位置する前記撹拌槽の部分の温度よりも高くなるよう前記撹拌槽の温度を調節することで前記時間の長さを調整する、請求項１に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。
4. 前記撹拌工程では、前記時間の長さを第１の時間の長さというとき、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で１４００℃未満の温度に維持される第２の時間の長さよりも前記第１の時間の長さを長くする、請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置用ガラス基板の製造方法。
5. 表示装置用ガラス基板製造装置であって、
   酸化鉄を含んだガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
   前記熔融ガラスの清澄を行う清澄管と、
   撹拌槽において、清澄された前記熔融ガラスを流しながら撹拌する撹拌装置と、を備え、
   前記熔解槽においてつくられる前記熔融ガラスはＳｎＯ ₂ を含み、
   前記撹拌槽において撹拌される前記熔融ガラスに含まれるＳｎ ⁴⁺ とＳｎ ²⁺ の濃度比［Ｓｎ ⁴⁺ ］／［Ｓｎ ²⁺ ］は１以上であり、
   前記撹拌装置は、前記熔融ガラスが前記撹拌槽内で１４００℃以上の温度に維持される時間の長さを調整して前記熔融ガラス中のＦｅ₂Ｏ₃の含有量を調節することにより、前記表示装置用ガラス基板における３００ｎｍの波長の光の透過率を３０％以上にする、ことを特徴とする表示装置用ガラス基板製造装置。

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