特許 5778196 ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5778196

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置

(51)【国際特許分類】

   C03B 17/06 20060101AFI20150827BHJP

【ＦＩ】

   C03B17/06

【請求項の数】9

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2013-32447(P2013-32447)

(22)【出願日】2013年2月21日

(62)【分割の表示】特願2012-530008(P2012-530008)の分割

【原出願日】2012年6月29日

(65)【公開番号】特開2013-126946(P2013-126946A)

(43)【公開日】2013年6月27日

【審査請求日】2013年6月27日

(31)【優先権主張番号】特願2011-146719(P2011-146719)

(32)【優先日】2011年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】598055910

【氏名又は名称】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】508250914

【氏名又は名称】アヴァンストレート コリア インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】苅谷 浩幸

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 公彦

【審査官】 相田 悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１１６６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７３５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７３５２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ１７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、
前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉外部空間の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。

【請求項2】

ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して４０Ｐａ以下低くなるように、気圧の調整がされている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。

【請求項3】

ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされ、かつ、前記炉外部空間の気圧は大気圧に対して高くなるように調整されている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。

【請求項4】

前記炉外部空間は、前記成形炉の前記内部空間の天井面に対して上方に位置する上部空間を有し、前記上部空間は、前記上部空間から前記炉内部空間に空気が流入しないように、前記上部空間の気圧は調整されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項5】

前記ガラス板は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を表面に形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項6】

さらに、前記徐冷工程において冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項7】

ダウンドロー法によるガラス板の製造装置であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解装置と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作り、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する成形装置と、
を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする気圧制御装置が前記隔壁に設けられている、ことを特徴とするガラス板の製造装置。

【請求項8】

前記気圧制御装置は、前記炉外部空間の気圧を制御するために、大気圧雰囲気と前記炉外部空間との間で空気の流入を調整する装置である、請求項７に記載のガラス板の製造装置。

【請求項9】

前記気圧制御装置は、前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉外部空間の気圧が、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする、請求項７または８に記載のガラス板の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダウンドロー法によるガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板の成形方法として、ダウンドロー法が用いられる。
ダウンドロー法のうちオーバーフローダウンドロー法は、成形炉において溶融ガラスを成形体の頂部から溢れさせることにより成形体の下方においてガラスリボンを成形する工程と、ガラスリボンを徐冷炉において徐冷する工程とを含む。徐冷炉は、対になったローラ間にガラスリボンを引き込むことにより所望の厚さに引き伸ばした後、ガラスリボン内部の歪や熱収縮を低減するように、ガラスリボンを徐冷する。この後、ガラスリボンは、所定の寸法に切断されてガラス板とされてガラス板の束に積層され、あるいは次工程に搬送される。ダウンドロー法については、例えば、下記特許文献１に記載されている。

【0003】

例えば、ガラス板を液晶ディスプレイ用ガラス基板に用いる時、ガラス板の表面に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成される。例えば、ＴＦＴがポリシリコンＴＦＴである場合、ガラス板はディスプレイ製造工程において４００℃〜６００℃の温度に熱処理されるが、この熱処理後の冷却によってガラス板は熱収縮して寸法が微小に変化する場合がある。この寸法の微小な変化は、ガラス板に形成されるＴＦＴ形成位置の目標位置（画素位置）に対する位置ずれを発生させ、この結果、液晶ディスプレイの表示不良を発生させる場合がある。また、液晶ディスプレイでは、ＴＦＴを形成したガラス板と、画素毎にカラーフィルタを形成したガラス板をお互いに対向させ、ガラス板間に液晶が設けられる。しかし、ＴＦＴを形成したガラス板が熱収縮によって微小な寸法変化を起こすと、カラーフィルタを形成したガラス板と画素単位で正確な位置合わせができない場合もある。このため、ガラス板の寸法の変化を低減するために、熱収縮の小さいことがガラス板に求められている。なお、熱収縮は、ガラスリボンの徐冷工程において、冷却速度を低くすることにより低減することができる。

【0004】

ところで、下記特許文献２には、ガラス板の平面歪を低減するために、成形炉及び／又は徐冷炉の炉外部雰囲気（炉外部空間）の気圧を加圧し、徐冷炉内でガラスリボンに沿って発生する上昇気流を低減することで、徐冷炉内の温度変動を抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−１９６８７９号公報

【特許文献2】特開２００９−１７３５２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献２に記載されているように、単に炉外部空間の気圧を高くすると、炉外部空間の空気が、成形炉や徐冷炉の内部空間に流入してしまう場合がある。一般的に、炉外部空間の温度は、成形炉や徐冷炉の炉内雰囲気（炉内部部空間）の温度に比べると、２００〜１２００℃程度低くなっている。ここで、特許文献２に記載されているように、冷却室や切断室などから徐冷炉内に上昇する空気流が生じる場合があるが、空気流が生じたとしても、当該空気流は、徐冷炉内の上昇とともに暖められるため、炉内部空間の温度変動に与える影響は小さい。これに対し、炉外部空間の空気が成形炉や徐冷炉の炉壁の隙間から炉内部空間に流入する場合、当該空気は加熱されることはないので、炉内部空間の温度との温度差が大きく、炉内部空間において、流入した空気が通過する部分とそれ以外の部分で温度差が生じ、炉内部空間の温度の均一性に大きな影響を与える。ここで、熱収縮率および平面歪を低減するためには、ガラスリボンの温度管理を精度よく行うことが効果的である。しかし、上述のように温度変動した成形炉や徐冷炉の炉内部空間をガラスリボンが通過すると、ガラスリボンの冷却速度が部分的に異なるため、ガラス板の熱収縮もばらつきが生じる。なお、変動とは、温度が、設定温度から意図せずに変化してしまうことを示す。

【0007】

すなわち、当該特許文献２のガラス板の製造方法の徐冷処理（アニール処理）では、徐冷炉内における温度を設定温度に保てず、ガラス板の熱収縮のばらつきが大きくなってしまう場合がある。このため、当該ガラス板を熱収縮のばらつきが小さいことが求められるガラス板、例えば、フラットパネルディスプレイ用ガラス板（特に、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板、あるいは酸化物半導体薄膜トランジスタが形成されるディスプレイ用ガラス基板）に適用した場合に、表示不良が生じる場合があるという問題がある。

【0008】

そこで、本発明は、ダウンドロー法によるガラス板の製造する際、熱収縮のばらつきを効率よく低減するガラス板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、を含む。
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉外部空間の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている。

【0011】

また、本発明の他の一態様は、ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、を含む。
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して４０Ｐａ以下低くなるように、気圧の調整がされている。

【0012】

また、本発明の他の一態様は、ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、を含む。
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされ、かつ、前記炉外部空間の気圧は大気圧に対して高くなるように調整されている。

【0013】

前記炉外部空間は、前記成形炉の前記内部空間の天井面に対して上方に位置する上部空間を有し、前記上部空間は、前記上部空間から前記炉内部空間に空気が流入しないように、前記上部空間の気圧は調整されている、ことが好ましい。

【0014】

前記ガラスリボンの流れ方向は鉛直方向であり、前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられる。このとき、前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間との間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、気圧が調整されていることが好ましい。

【0015】

前記部分空間の前記気圧の前記差分は、上方に行くほど大きくなる、ことが好ましい。

【0016】

前記ガラス板は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を表面に形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板である。

【0017】

前記炉外部空間が、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第１部分空間を含むとき、前記第１部分空間の気圧と前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧の差分は、０より大きく４０Ｐａ以下であることが好ましい。

【0018】

前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記徐冷炉と同じ位置にある第２部分空間を含み、前記徐冷炉の炉内部空間の気圧と前記第２部分空間の気圧の差分は、０より大きく４０Ｐａ以下である、ことが好ましい。

【0019】

前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第１部分空間と、前記徐冷炉と同じ位置にある第２部分空間を含み、前記第１部分空間と前記第２部分空間が壁により仕切られて隣り合うとき、前記炉外部空間の前記第１部分空間の気圧は前記第２部分空間の気圧に比べて大きく、前記第１部分空間の気圧と前記前記第２部分空間の気圧の差分が２０Ｐａより小さい、ことが好ましい。

【0020】

前記炉外部空間が、前記徐冷炉と同じ位置にある複数の第２部分空間を含み、複数の前記第２部分空間は、前記溶融ガラスの流れ方向の上流側ほど気圧が高くなっている、ことが好ましい。

【0021】

前記徐冷工程は、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部に、前記ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くように、
少なくとも、前記ガラスリボンの徐冷点温度に１５０℃を足した温度から、前記ガラスリボンの歪点温度から２００℃引いた温度までの温度領域において、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度は前記両端部の冷却速度よりも速く、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が前記両端部よりも高い状態から前記中央部の温度が前記両端部よりも低い状態へ前記ガラスリボンを変化させる、ことが好ましい。

【0022】

前記徐冷工程は、第１の冷却工程と、第２の冷却工程と、第３の冷却工程と、を含み、
前記第１の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度になるまで、第１の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第２の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度から歪点温度−５０℃になるまで、第２の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第３の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、歪点温度−５０℃から歪点温度−２００℃になるまで、第３の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第１の平均冷却速度は、５．０℃／秒以上であり、前記第１の平均冷却速度は、前記第３の平均冷却速度より速く、前記第３の平均冷却速度は、前記第２の平均冷却速度より速くする、ことが好ましい。
このとき、前記第１冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、好ましくは、５．５℃／秒〜５０．０℃／秒である。また、前記第２冷却工程におけるガラスリボンの平均冷却速度は、好ましくは０．５〜５．５℃／秒未満である。さらに、前記第３冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度は、好ましくは１．５℃／秒〜７．０℃／秒である。

【0023】

前記ガラス板が、ポリシリコン(低温ポリシリコン)ＴＦＴあるいは酸化物半導体を形成するガラス基板であるとき、ガラスの歪点温度は６７５℃以上であることが好ましく、前記歪点温度は６７５℃〜７５０℃であることがより好ましい。

【0024】

また、本発明の他の一態様は、ダウンドロー法によるガラス板の製造装置である。当該製造装置は、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解装置と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作り、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する成形装置と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断装置と、を含む。
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間である。
前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする気圧制御装置が前記隔壁に設けられている。

【0025】

前記気圧制御装置は、前記炉外部空間の気圧を制御するために、大気圧雰囲気と前記炉外部空間との間で空気の流入を調整する装置である、ことが好ましい。
また、前記気圧制御装置は、前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉外部空間の気圧が、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0026】

上記態様のガラス板の製造方法によれば、ガラス板の熱収縮のばらつきを効率よく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施形態であるガラス板の製造方法のフローを示す図である。

【図2】本実施形態の溶解工程〜切断工程を行う装置を模式的に示す図である。

【図3】本実施形態におけるガラス板の成形装置の概略の側面図である。

【図4】本実施形態におけるガラス板の成形装置の概略の正面図である。

【図5】本実施形態で用いる送風機が送り込む空気の量を制御する制御システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明のガラス板の製造方法及び製造装置について説明する。
本明細書における下記語句は、以下のように定める。
ガラスリボンの中央部とは、ガラスリボンの幅方向の幅のうちガラスリボンの幅方向の中心をいう。
ガラスリボンの端部とは、ガラスリボンの幅方向の縁から１００ｍｍ以内の範囲をいう。
歪点温度とは、ガラス粘度をηとしたとき、ｌｏｇηが１４．５であるガラス板の温度をいう。
徐冷点温度とは、ｌｏｇηが１３のガラス板の温度をいう。
図１は、本実施形態であるガラス板の製造方法のフローを示す図である。

【0029】

（ガラス板の製造方法の全体概要）
ガラス板の製造方法は、溶解工程（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板は、納入先の業者に搬送される。

【0030】

図２は、溶解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行うガラス板の製造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、主に溶解装置２００と、成形装置３００と、切断装置４００と、を有する。溶解装置２００は、溶解槽２０１と、清澄槽２０２と、攪拌槽２０３と、第１配管２０４と、第２配管２０５と、を有する。成形装置３００については後述する。

【0031】

溶解工程（ＳＴ１）では、溶解槽２０１内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔および電気ヒータで加熱して溶解することで溶融ガラスを得る。
清澄工程（ＳＴ２）は、清澄槽２０２において行われ、清澄槽２０２内の溶融ガラスを加熱することにより、溶融ガラス中に含まれる酸素やＳＯ₂の気泡が、清澄剤の酸化還元反応により成長し液面に浮上して気泡のガス成分が放出される、あるいは、気泡中のガス成分が溶融ガラス中に吸収されて、気泡が消滅する。
均質化工程（ＳＴ３）では、第１配管２０４を通って供給された攪拌槽２０３内の溶融ガラスを、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。
供給工程（ＳＴ４）では、第２配管２０５を通して溶融ガラスが成形装置３００に供給される。

【0032】

成形装置３００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、溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンＧ（図３参照）を成形する。本実施形態では、後述する成形体３１０を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるガラスリボンＧが所望の厚さになり、平面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、ローラで牽引されて冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、切断装置４００において、成形装置３００から供給されたガラスリボンＧを所定の長さに切断することで、板状のガラス板Ｇ１（図３参照）を得る。切断されたガラス板Ｇ１はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス板Ｇ１を作る。この後、ガラス端面の研削・研磨が行われた後、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た後、検査合格品のガラス板Ｇ１が最終製品として梱包される。

【0033】

（成形装置の説明）
図３及び図４は、ガラス板の成形装置３００の構成を主に示す図であり、図３は主に成形装置３００の概略の側面図を示し、図４は成形装置３００の概略の正面図を示す。
成形装置３００で成形されるガラス板は、例えば、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板あるいはカバーガラスに好適に用いられる。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板としては、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板、酸化物半導体薄膜トランジスタが形成されるディスプレイ用ガラスが挙げられる。成成形装置３００で成形されるガラス板は、その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。特に、ポリシリコンＴＦＴを用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。

【0034】

成形工程（ＳＴ５）を行う成形炉４０および徐冷工程（ＳＴ６）を行う徐冷炉５０は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物で構成された炉壁に囲まれて構成されている。成形炉４０は、徐冷炉５０に対して鉛直上方に設けられている。なお、成形炉４０および徐冷炉５０をあわせて炉３０という。炉３０の炉壁で囲まれた炉内部空間に、成形体３１０と、雰囲気仕切り部材３２０と、冷却ローラ３３０と、冷却ユニット３４０と、搬送ローラ３５０ａ〜３５０ｈと、圧力センサ３５５，３６０ａ〜３６０ｃ（図４参照）が設けられている。
成形体３１０は、図２に示すように、第２配管２０５を通して溶解装置２００から流れてくる溶融ガラスを、ガラスリボンＧに成形する。これにより、成形装置３００内で、鉛直下方のガラスリボンＧの流れが作られる。成形体３１０には、耐火レンガ等によって構成された細長い構造体であり、図３に示すように断面が楔形状を成している。成形体３１０の頂部には、溶融ガラスを導く流路となる溝３１２が設けられている。溝３１２は、成形装置３００に設けられた供給口３１１（図４参照）において第２配管２０５と接続される。第２配管２０５を通して流れてくる溶融ガラスは、溝３１２を伝って流れる。溝３１２の深さは、溶融ガラスの流れの下流ほど浅くなっており、溝３１２から溶融ガラスが鉛直下方に向かって溢れ出るようになっている。図３，４では、熔融ガラスを参照符号ＭＧで表す。
溝３１２から溢れ出た溶融ガラスは、成形体３１０の両側の側壁を伝わって鉛直下方に流下する。側壁を流れた溶融ガラスは、図３に示す成形体３１０の下方端部３１３で合流し、１つのガラスリボンＧが成形される。これによって、ガラスリボンＧは、徐冷炉５０に向かって流下する。成形体３１０を離れて流下を開始する時点におけるガラスリボンＧの粘度は、例えば１０^５．７〜１０^７．５ｐｏｉｓｅである。

【0035】

成形体３１０の下方端部３１３の下方近傍には、雰囲気仕切り部材３２０が設けられている。雰囲気仕切り部材３２０は、一対の板状の断熱部材であって、ガラスリボンＧを厚さ方向の両側から挟むように構成されている。すなわち、雰囲気仕切り部材３２０には、ガラスリボンＧと接触しない程度に隙間があけられている。雰囲気仕切り部材３２０は、成形炉内部空間を仕切ることにより、雰囲気仕切り部材３２０の上方の炉内部空間と下方の炉内部空間との間の熱の移動を遮断する。

【0036】

雰囲気仕切り部材３２０の下方には冷却ローラ３３０が設けられている。冷却ローラ３３０は、ガラスリボンＧの幅方向の両端部近傍のガラスリボンＧ表面と接触して、ガラスリボンＧを下方に引き下げて、両端部近傍においてガラスリボンＧの厚さを所望の厚さにするとともに、ガラスリボンＧを冷却（急冷）する。冷却ローラ３３０による急冷により、ガラスリボンの両端部における粘度は、例えば１０^９．０〜１０^１０．５ｐｏｉｓｅとなる。冷却ローラ３１０を用いた急冷〜徐冷工程では、上記急冷における冷却機能よりも冷却機能が低下した冷却により、ガラスリボンＧの両端部の粘度は、例えば、１０^１０．５〜１０^１４．５ｐｏｉｓｅに維持される。
冷却ローラ３３０の下方には冷却ユニット３４０が設けられている。冷却ユニット３４０は、冷却ローラ３３０を通過したガラスリボンＧを冷却する。この冷却ユニット３４０による冷却により、ガラスリボンＧの反りが抑制される。

【0037】

冷却ユニット３４０の下方には、搬送ローラ３５０ａ〜３５０ｈが所定の間隔で設けられ、ガラスリボンＧを下方向に牽引する。冷却ユニット３４０の下方の空間は、徐冷炉５０の炉内部空間となっている。搬送ローラ３５０ａ〜３５０ｈのそれぞれは、ローラ対を有し、ガラスリボンＧの両側を挟むようにガラスリボンＧの幅方向の両側端部に設けられている。

【0038】

成形炉４０の炉内部空間には、炉内部空間の気圧を計測する圧力センサ３５５（図４参照）が設けられている。圧力センサ３５５は、成形体３１０と高さ方向（鉛直上方向）の同じ位置に設けられている。高さ方向とは、図３，４において、紙面の上方向である。ガラスリボンＧは成形体３１０から鉛直下方に流れるので、ガラスリボンＧの流れ方向は高さ方向と反対の向きである。徐冷炉５０の炉内部空間には、圧力センサ３６０ａ〜３６０ｃ（図４参照）が設けられている。

【0039】

一方、成形炉４０の炉壁の外側には、隔壁により大気圧雰囲気に対して建物Ｂの隔壁で区切られた空間、すなわち炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃが設けられている。炉外部空間Ｓ１は、成形炉４０の内部空間の天井面に対してさらに上方に位置する上部空間である。これらの空間のそれぞれは、高さ方向に関して、床面（床壁）４１１，４１２，４１３ａ〜４１３ｃによって区切られている。すなわち、成形装置３００は、複数のフロアを有する建物Ｂに設けられ、床面によって複数に区切られた炉外部空間（部分空間）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃが各フロアに設けられている。さらに、炉外部空間Ｓ３ｃの下方には、フロア４１４上に壁で区切られた空間Ｓ４（切断空間）が設けられている。空間Ｓ４には、炉壁は設けられない。これらの空間の気圧はそれぞれ後述する送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４により調整されている。
炉外部空間Ｓ１は、成形体３１０の高さ方向の位置よりも鉛直上方にある空間であり、炉外部空間Ｓ１には、炉外部空間の気圧を計測する圧力センサ４１５が設けられている。
炉外部空間Ｓ２は、床面４１２上に設けられた空間であり、この空間に対応する炉内部空間には成形体３１０が配置されている。また、炉外部空間Ｓ２には、炉外部空間Ｓ２の気圧を計測する圧力センサ４１６が設けられている。炉壁で囲まれた炉内部空間には、圧力センサ４１６の高さ方向の同じ位置に、炉内部空間の気圧を計測する圧力センサ３５５が設けられている（図４参照）。
炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃは、炉外部空間Ｓ２の下方に、高さ方向の高い方から炉外部空間Ｓ３ａ〜３ｃの順に設けられた空間である。炉外部空間Ｓ３ａ〜３ｃは、床面４１３ａ〜４１３ｃ上に設けられている。また、炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃのそれぞれには、炉外部空間３ａ〜３ｃの気圧を計測する圧力センサ４１７ａ〜４１７ｃが設けられている。炉壁で囲まれた炉内部空間には、圧力センサ４１７ａ〜４１７ｃの高さ方向の同じ位置に、炉内部空間の気圧を計測する圧力センサ３６０ａ〜３６０ｃが設けられている（図４参照）。
なお、本実施形態では、圧力センサ３５５，３６０ａ〜３６０ｃが炉内部空間の各位置に設けられているが、炉内部空間の各位置に圧力センサが挿入されて圧力の測定が行われてもよい。

【0040】

また、炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ及び空間Ｓ４それぞれを区切る隔壁の外側には、炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ及び空間Ｓ４のそれぞれに対して、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４が設けられている。送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４により大気から送り込まれる空気は、管を通して炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ及び空間Ｓ４のそれぞれに供給される。送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４が送り込む空気の量は、それぞれ、後述する駆動ユニット５１０からの駆動信号によって定められている。送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４は、炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ及び空間Ｓ４のそれぞれの気圧を制御するために、大気との間で空気の流入を調整する気圧制御装置として機能する。

【0041】

図５は、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４が送り込む空気の量を制御する制御システムの概略図である。
制御システムは、炉内部空間に設けられた圧力センサ３５５，３６０ａ〜３６０ｃと、それぞれの炉外部空間に設けられた圧力センサ４１５，４１６，４１７ａ〜４１７ｃ，４１８と、制御装置５００と、駆動ユニット５１０と、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４と、を有する。
制御装置５００は、圧力センサ３５５，３６０ａ〜３６０ｃのそれぞれから送られる炉内部空間における気圧の計測結果と、圧力センサ４１５，４１６，４１７ａ〜４１７ｃ，４１８から送られる炉外部空間における気圧の計測結果とを用いて、炉内部空間及び炉外部空間における高さ方向の同じ位置における気圧の差分が設定された範囲に調整されるように、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４が大気から送り込む空気の量を調整するための制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動ユニット５１０に送られる。
駆動ユニット５１０は、制御信号に基いて、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４によって送り込む空気の量を個別に調整するための駆動信号を生成する。駆動ユニット５１０は、駆動信号を、それぞれ送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４に送る。
本実施形態では、制御装置５００及び駆動ユニット５１０が空気の送り込み量を自動制御するが、オペレータがマニュアルで空気の送り込み量を調整してもよい。

【0042】

ここで、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４の送り込む空気の量は、炉外部空間Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃの気圧が、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように、各炉外部空間の気圧は調整される。
成形炉４０の炉内部空間と炉外部空間Ｓ２との間の気圧の差分は、０超〜４０Ｐａであり、４〜３５Ｐａであることが好ましく、８〜３０Ｐａであることがより好ましく、１０〜２７Ｐａであることがさらに好ましく、１０〜２５Ｐａであることがさらに好ましい。

【0043】

上記気圧の差分が、上記範囲を上回ると、炉内部空間から炉外部空間Ｓ２に向かって炉壁の隙間から大量の空気が流出する虞があり、炉内部空間における空気の上昇を増大させる。一方、上記気圧の差分が、上記範囲を下回ると、炉外部空間Ｓ２から炉内部空間に向かって炉壁の隙間から空気が流入する虞があり、炉内部空間の温度分布がばらつく。気圧の差分を上記の範囲に調整することで、成形炉４０の炉内部空間に炉外部空間Ｓ２から低温の空気が流入することを防止できる。このため、炉内部空間の温度のばらつきを抑制できる。これにより、冷却速度のばらつき、ひいてはガラスリボンＧの板厚のばらつきを抑制できる。なお、温度のばらつきとは、予め設定された温度から意図せずに変化してしまうことをいう。

【0044】

一方、徐冷炉５０の炉内部空間と炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃとの間の気圧の差分は、０超〜４０Ｐａであり、２〜３５Ｐａであることが好ましく、２〜２５Ｐａであることがより好ましく、３〜２３Ｐａであることがさらに好ましく、５〜２０Ｐａであることがさらに好ましい。特に好ましくは、１０〜２０Ｐａである。上記気圧の差分が、上記範囲を上回ると、炉内部空間から炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃに向かって炉壁の隙間から大量の空気が流出する虞があり、炉内部空間における空気の上昇を増大させる。一方、上記気圧の差分が、上記範囲を下回ると、炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃから炉内部空間に向かって炉壁の隙間から空気が流入する虞があり、炉内部空間の温度分布がばらつく。気圧の差分を上記の範囲に調整することで、徐冷炉５０の炉内部空間に炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃから低温の空気が流入することを防止できるので、炉内部空間の温度のばらつきを抑制できる。これにより、ガラスリボンＧの変形、反り、平面歪のばらつき及び熱収縮のばらつきを抑制することができる。また、炉外部空間Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃと炉内部空間との気圧の差分は、上方に行くほど大きくなることが好ましい。炉内部空間の温度は上方に行くほど高くなり、炉内部空間よりも低い温度の空気流入による影響が大きくなると考えられる。

【0045】

このとき、炉外部空間Ｓ３ｃと空間Ｓ４との気圧差は、０＜（炉外部空間Ｓ３ｃの気圧−空間Ｓ４の気圧）であることが好ましく、０＜（炉外部空間Ｓ３ｃの気圧−空間Ｓ４の気圧）＜２０Ｐａであることがより好ましく、１Ｐａ＜（炉外部空間Ｓ３ｃの気圧−空間Ｓ４の気圧）＜１５Ｐａであることがさらに好ましく、２Ｐａ＜（炉外部空間Ｓ３ｃの気圧−空間Ｓ４の気圧）＜１５Ｐａであることが一層好ましい。
また、炉外部下方空間Ｓ２と炉外部空間Ｓ３ａとの気圧差は、０＜（炉外部下方空間Ｓ２の気圧−炉外部空間Ｓ３ａの気圧）であることが好ましく、０＜（炉外部空間Ｓ２の気圧−炉外部空間Ｓ３ａの気圧）＜２０Ｐａであることがより好ましく、１Ｐａ＜（炉外部空間Ｓ２の気圧−炉外部空間Ｓ３ａの気圧）＜１５Ｐａであることがさらに好ましく、２Ｐａ＜（炉外部空間Ｓ２の気圧−炉外部空間Ｓ３ａの気圧）＜１５Ｐａであることが一層好ましい。

【0046】

また、炉外部空間Ｓ１と炉外部空間Ｓ２との気圧差は、０＜（炉外部空間Ｓ１の気圧−炉外部空間Ｓ２の気圧）であることが好ましく、０＜（炉外部空間Ｓ１の気圧−炉外部空間Ｓ２の気圧）＜３０Ｐａであることがより好ましく、１Ｐａ＜（炉外部空間Ｓ１の気圧−炉外部空間Ｓ２の気圧）＜２５Ｐａであることがさらに好ましく、２Ｐａ＜（炉外部空間Ｓ１の気圧−炉外部空間Ｓ２の気圧）＜１５Ｐａであることが一層好ましい。炉外部空間Ｓ３ｃと空間Ｓ４との気圧差、炉外部空間Ｓ２と炉外部空間Ｓ３ａとの気圧差、及び炉外部空間Ｓ１と炉外部空間Ｓ２との気圧差を大きくし過ぎると、炉外部空間Ｓ１、炉外部空間Ｓ２、炉外部空間Ｓ３ａ〜ｃの気圧の絶対値が大きくなり過ぎ、炉外部空間から炉内部空間内に空気が流入してしまう。このため、炉内部空間内の温度が変動してしまうという問題が生じる虞がある。さらに、炉外部空間において局部的な気流の集中や、気流の流速が局部的に速くなるということが生じ、炉外部空間の気圧安定性が低下する虞があり、その結果、炉内部空間内の温度がばらついてしまうという問題が生じる虞もある。

【0047】

なお、本実施形態では、全ての炉外部空間の気圧が、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように、炉外部空間の気圧は調整されるが、炉外部空間の少なくとも一部分における気圧が、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように、炉外部空間の気圧は調整されてもよい。この場合、ガラスリボンＧの徐冷点温度に対応する徐冷炉内の位置と、ガラスリボンＧの歪点温度に対応する徐冷炉内の位置との間の領域において、炉外部空間の気圧は、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように調整されることが好ましい。徐冷点温度に対応する位置は、例えば炉外部空間Ｓ３ａの高さ方向の位置にあり、また、歪点温度に対応する位置は、例えば炉外部空間Ｓ３ｂの高さ方向の位置にある。上記領域では、ガラスリボンＧが固化する段階であり、最もガラスの平面歪や熱収縮に影響を与えることから、上記領域において効率よく気圧を調整して、炉外部空間からの空気の流れ込みを抑制することにより、炉内部空間における温度のばらつきを抑えることが好ましい。
さらに、徐冷炉５０の炉内部空間においてガラスリボンＧの温度が歪点温度以下となる領域に対応する高さ方向の同じ位置における炉外部空間における気圧を調整することにより、空気の炉外部空間からの流れ込みを抑制でき、この領域の温度のばらつきを抑制することができ、この抑制によりガラスリボンＧの反りを防止することができる。ここで、ガラスリボンＧは、成形炉４０から切断されるまで一枚の連続した板である。そのため、ガラスリボンＧの温度が歪点温度以下となる領域においてガラスリボンＧの反り形状が変化すると、歪点温度以上となる領域のガラスリボンにも影響を与え、平面歪や熱収縮のばらつきが発生してしまう。上述のように、つまり、ガラスリボンＧの温度が歪点温度以下となる領域の温度のばらつきを抑制することで、反り、平面歪および熱収縮のばらつきを抑制することができる。

【0048】

また、炉内部空間がない高さ方向の位置にある圧力センサ４１５は、炉内部空間に炉外部空間Ｓ１から空気が流入しないように送風機４２１による炉外部空間Ｓ１を調整するために炉外部空間Ｓ１の気圧を計測することが好ましい。
炉内部空間と炉外部空間とを仕切る炉壁には、冷却ローラ３１０や搬送ローラ３５０ａ〜３５０ｈの軸周りに隙間があり、さらには、炉内部空間と炉外部空間とを区切る炉壁と床面４１１との接続部分等には隙間がある。このため、気圧の差分がある程度以上ある場合、炉内部空間と炉外部空間との間で空気の流れが生じ易い。したがって、炉内部空間の周囲を取り巻く炉外部空間の気圧を調整することが好ましい。特に、炉内部空間のうち成形炉４０の空間は、炉内部空間内で最も上流側の位置にあり、気圧が高く空間内の温度も高い。この成形炉４０の内部空間の天井面から炉外部空間Ｓ１に空気が流出することは煙突効果により炉内部空間における空気の流れを促進するため好ましくない。したがって、空気の炉外部空間Ｓ１への流出を防ぐために、炉外部空間Ｓ１の気圧を高くする。しかし、炉外部空間Ｓ１の気圧を過度に高くすると、逆に炉外部空間Ｓ１から炉内部空間へ空気が流入し易くなる。この場合、炉外部空間Ｓ１から流入する冷たい空気は、成形炉４０の空間において成形体３１０でガラスリボンを成形するので、成形中の溶融ガラスの粘度に影響を与えるので、好ましくない。また、徐冷工程におけるガラスリボンの冷却にも影響を与える。このため、圧力センサ４１５は、炉内部空間に炉外部空間Ｓ１から空気が流入しないように送風機４２１による炉外部空間Ｓ１を調整するために炉外部空間Ｓ１の気圧を計測する。すなわち、冷却ローラや搬送ローラは設けられていない成形炉４０の天井面では、炉外部空間Ｓ１から炉内部空間に天井面の隙間から空気が流入しないように、成形炉外部空間Ｓ１の気圧は、送風機４２１により調整されていることが好ましい。

【0049】

また、圧力センサ４１８は、空間Ｓ４における気圧の計測のために用いられる。例えば、空間Ｓ４は、炉内部空間の最も低い気圧に対してさらに低くなるように、空間Ｓ４の気圧は調整されることが好ましい。このとき、空間Ｓ４の気圧が大気圧以上の気圧になるように調整されていることが好ましい。他方、空間Ｓ４の気圧が所定の圧力以上になると、炉内部空間へ空気が流れやすくなり、炉内部空間の温度が影響を受けることが懸念される。よって、空間Ｓ４の気圧は、大気圧以上であって所定の圧力未満になるように調整されている。より具体的には、空間Ｓ４の気圧は、大気圧以上であって炉内部空間の最も低い気圧（炉内部空間の最低気圧）以下となるように調整している。例えば、空間Ｓ４の気圧は、０＜（空間Ｓ４の気圧―大気圧）であることが好ましく、０＜（空間Ｓ４の気圧―大気圧）＜４０Ｐａであることがより好ましく、５Ｐａ＜（空間Ｓ４の気圧―大気圧）＜４０Ｐａであることがさらに好ましい。
空間Ｓ４の気圧を上記のように調整することにより、空間Ｓ４から炉内部空間に流れる空気を減少させることができる。

【0050】

なお、送風機４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４は炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ及び空間Ｓ４に空気を送り込むことにより、いずれの空間の気圧も大気圧に対して高く調整されるが、これらの空間の気圧を大気圧に対して高くするのは、炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ及び空間Ｓ４内に建物Ｂの外部から大量の空気が流入するのを防ぎ、炉外部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ，Ｓ４の気圧を効率よく調整するためである。
また、炉内部空間における気圧は、高さ方向の位置が高いほど気圧が高くなる。これは、高温となった空気が上昇気流で上方に移動することに拠る。このように炉内部空間に温度分布が生じ、気圧に分布が生じても、この気圧分布に応じて、炉外部空間における気圧が調整される。これは、炉外部空間それぞれの気圧と炉内部空間の気圧との差分によって空気が炉内部空間に流れ込むことを抑制し、炉外部空間に空気が漏れて空気の対流が発生することを抑制するためである。このため、炉内部空間には、炉外部空間のそれぞれに設けられた圧力センサと高さ方向の同じ位置に、圧力センサが設けられる。このように、炉内部空間に圧力分布が生じる場合、炉外部空間のそれぞれの気圧と、この炉外部空間の高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧との差分を、高さ方向の位置によって変化するように調整されることが好ましい。例えば、高さ方向の同じ位置に炉内部空間が存在する炉外部空間Ｓ２,Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃのうち最上部の炉外部空間Ｓ２と最下部の炉外部空間Ｓ３ｃとの間で比較したとき、最上部における気圧の差分は、最下部における気圧の差分に比べて大きくなるように調整されることが好ましい。例えば、気圧の上記差分が高さ方向の位置が高くなるにつれて大きくなるように設定されるとよい。これは、徐冷炉における炉内部空間では、高さ方向の位置が高いほど温度が高いため、冷たい空気が流入した際のガラスリボンＧとの温度差が大きくなり、高さ方向の位置が高いほど、ガラスリボンＧの温度のばらつきが大きくなることを防止するためである。
また、炉外部空間の気圧は、高さ方向の位置が高いほど、すなわち、ガラスリボンの流れる方向の上流側の位置ほど、高いことが好ましい。これにより、炉外部空間において、炉壁に沿って発生する上昇気流の大きさを低減できる。つまり、炉壁に沿って発生する上昇気流による炉壁の温度変動によって炉壁近傍の炉内部空間の温度が変動することを抑制できるので、炉内部空間の温度のばらつきも抑制することができる。

【0051】

（ガラスリボンの冷却）
本実施形態では、ガラス板の熱収縮のばらつきを低減することができるが、さらに、成形されたガラスリボンの冷却速度を調整することにより、熱収縮のばらつきに加えて、ガラス板の変形を抑制し、反りを抑制し、熱収縮率の絶対値を低減することができる。
具体的には、ローラを用いてガラスリボンを搬送しながら徐冷する徐冷工程では、ガラスリボンの徐冷点温度に１５０℃を足した温度から、ガラスリボンの歪点温度から２００℃引いた温度までの温度領域を定める。このとき、少なくとも上記温度領域において、ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度はガラスリボンの両端部の冷却速度よりも速く、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度がガラスリボンの両端部よりも高い状態から中央部の温度が両端部よりも低い状態へガラスリボンを変化させることが好ましい。これにより、ガラスリボンの幅方向の中央部に、ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くようにすることができる。ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くことで、ガラスリボン、ひいてはガラス板の反りをより一層抑制することができる。

【0052】

さらに、徐冷工程は、第１の冷却工程と、第２の冷却工程と、第３の冷却工程と、を含むことができる。
第１の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度になるまで、第１の平均冷却速度で冷却する工程である。
第２の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度から歪点温度−５０℃になるまで、第２の平均冷却速度で冷却する工程である。
第３の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、歪点温度−５０℃から歪点温度−２００℃になるまで、第３の平均冷却速度で冷却する工程である。
この場合、第１の平均冷却速度は、５℃／秒以上であり、第１の平均冷却速度は、第３の平均冷却速度より速く、第３の平均冷却速度は、第２の平均冷却速度より速くすることが好ましい。すなわち、平均冷却速度は、高い順番に、第１の平均冷却速度、第３の平均冷却速度、第２の平均冷却速度となっている。
このとき、第１冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、好ましくは、５．５℃／秒〜５０℃／秒である。第１冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度が５．５℃／秒未満では、生産性が低下してしまう。他方、第１冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度が５０℃／秒超となると、平面歪や反りを抑制するために行うガラスリボンの幅方向の温度分布の制御がし難くなるため、好ましくない。第１冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、より好ましくは８℃／秒〜１６．５℃／秒である。
また、第２冷却工程（熱収縮低減処理工程）におけるガラスリボンの平均冷却速度は、好ましくは０．５〜５．５℃／秒未満である。第２冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度が、０．５℃／秒未満では、徐冷装置が長くなり製造設備が巨大化し、生産性が低下してしまう。他方、５．５℃／秒以上では、熱収縮率を十分に小さくすることができない。第２冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、より好ましくは、０．５℃／秒〜５．５℃／秒である。
一方、第３冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度は、特に制限はないが、１．５℃／秒〜７℃／秒であることが好ましい。第３冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度が１．５℃／秒未満では生産性が低下してしまう。他方、７℃／秒以上では、ガラスリボンが過度に急冷されることにより、ガラスリボンが割れてしまうおそれがある。以上のことから、第３冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度は、好ましくは１．５℃／秒〜７℃／秒であり、より好ましくは２℃／秒〜５．５℃／秒である。
ガラスリボンの流れ方向の冷却速度は、製造されるガラス板の熱収縮に影響を与える。しかし、徐冷工程において、上記冷却速度を設定することにより、ガラス板の製造量を向上させつつ、好適な熱収縮率を有するガラス板を得ることができる。
このような冷却速度は、炉内部空間に設けられた図示されないヒータを用いて温度を制御することにより行われる。
なお、徐冷工程後に熱収縮低減処理（オフラインアニール）工程を別途設けることで、熱収縮率を小さくすることもできる。しかし、徐冷工程とは別にオフラインアニール工程を設けると、生産性が低下し、コストが高騰してしまうという問題点がある。そのため、上述したように、徐冷工程においてガラス板の冷却速度を制御するという熱収縮低減処理（オンラインアニール）を施すことによって、熱収縮率を所定範囲内におさめることが好ましい。つまり、徐冷工程は、熱収縮低減処理工程を含むことが好ましい。なお、徐冷工程のうち上記第２冷却工程が、熱収縮低減処理工程にあたる。

【0053】

（ガラス板）
本実施形態のガラス板に用いるガラスは、例えば、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルカリシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリアルミノゲルマネイトガラスなどを適用することができる。なお、本発明に適用できるガラスは上記に限定されるものではない。

【0054】

（ガラス組成１）
本実施形態で用いるガラス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_２：４０〜７０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：２〜２５％、
Ｂ_２Ｏ_３：０〜２０％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜１５％、
ＳｒＯ：０〜１０％、
ＢａＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜１０％、
ＺｒＯ_２：０〜１０％、
清澄剤：０〜２％、
の無アルカリガラスである。

【0055】

（ガラス組成２）
また、下記組成の無アルカリガラスも例示される。以下の括弧内の表示は各成分の好ましい含有率であり、後ろに記載されるものほど好ましい。
ＳｉＯ_２：５０〜７０％（５５〜６５％，５７〜６４％，５８〜６２％）、
Ａｌ_２Ｏ_３：２〜２５％（１０〜２０％，１２〜１８％，１５〜１８％）、
Ｂ_２Ｏ_３：０〜２０％（５〜１５％，６〜１３％，７〜１２％）。
このとき、任意成分として下記の成分を含んでもよい。
ＭｇＯ：０〜１０％（下限は０．０１％，下限は０．５％，上限は５％，上限は４％，上限は２％)、
ＣａＯ：０〜２０％（下限は１％、下限は３％、下限は４％、上限は９％、上限は８％、
上限は７％、上限は６％）、
ＳｒＯ：０〜２０％（下限は０．５％、下限は３％、上限は９％、上限は８％、上限は７％%、上限は６％)、
ＢａＯ：０〜１０％(上限は８％、上限は３％、上限は１％、上限は０．２％)、
ＺｒＯ₂：０〜１０％（０〜５％，０〜４％，０〜１％，０〜０．１％）。

【0056】

（ガラス組成３）
特に、
ＳｉＯ_２：５０〜７０％、
Ｂ_２Ｏ_３：５〜１８％、
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜２０％（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、ガラス板が含有するものである)、
を含有することが好ましい。
さらに、Ｒ’_２Ｏの合計が０．２０％を超え２．０％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、ガラス板が含有するものである)含むことが好ましい。また、清澄剤を合計で０．０５〜１．５％含み、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯを実質的に含まないことが好ましい。また、ガラス中の酸化鉄の含有量が０．０１〜０．２％であることがさらに好ましい。

【0057】

（ガラス組成４）
本実施形態で用いる他のガラス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。ガラス板を以下に示すような組成にすることで、歪点温度を高くすることができ、ガラス板の熱収縮をより低減することができる。このため、下記組成のガラス板は、液晶ディスプレイ用ガラス基板や有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板に好適であり、特にポリシリコンＴＦＴを適用するガラス基板に好適である。
以下示す組成の含有率表示は、質量％である。以下の括弧内の表示は各成分の好ましい含有率であり、後ろに記載されるものほど好ましい。
ＳｉＯ_２：５７〜７５％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８〜２５％、
Ｂ_２Ｏ_３：３〜１１未満％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
の無アルカリガラス。
このとき、下記の数式の何れかあるいは複数を満たすようにすると、耐失透性や熔解性を維持しつつ、歪点温度の向上やガラスの軽量化を実現できるため、よりポリシリコンＴＦＴ用ガラス基板に好適となる。
（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３）／Ｂ_２Ｏ_３：８〜２０％（９〜１７％，９〜１５％，９〜１２％）
ＳｒＯ＋ＢａＯ：０〜３．３％（０〜１．５％、実質的に含まない）
ＣａＯ/ＲＯ:０．６５％以上（０．８〜１％，０．９〜１％）（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、ガラス板が含有するものである)
ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３：７５％以上（７５〜９０％、７９〜８５％）
ＣａＯ／Ｂ_２Ｏ_３：０．６％以上（０．９〜３％、１．０〜２％、１．１〜１．５％）

【0058】

なお、上記各実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス板はアルカリ金属を微量含んでいてもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ’_２Ｏの合計が０．２０％を超え２．０％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、ガラス板が含有するものである)含むことが好ましい。また、清澄剤を合計で０．０５〜１．５％含み、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃及びＰｂＯを実質的に含まないことが好ましい。また、ガラスの熔解を容易にするために、比抵抗を低下させるという観点から、ガラス中の酸化鉄の含有率が０．０１〜０．２％であることがさらに好ましい。

【0059】

（ガラス組成５）
化学強化を施した後、カバーガラスや太陽電池用のガラス板に適用されるガラス板としては、例えば、ガラス板が質量％表示で、以下の成分を含むものが例示される。
ＳｉＯ₂：５０〜７０％（５５〜６５％，５７〜６４％，５７〜６２％）、
Ａｌ₂Ｏ₃：５〜２０％（９〜１８％，１２〜１７％）、
Ｎａ₂Ｏ：６〜３０％（７〜２０％，８〜１８％，１０〜１５％）。
このとき、任意成分として、下記の組成を含んでもよい。
Ｌｉ₂Ｏ：０〜８％（０〜６％，０〜２％，０〜０．６％，０〜０．４％，０〜０．２％）、
Ｂ₂Ｏ₃：０〜５％（０〜２％，０〜１％，０〜０．８％）、
Ｋ₂Ｏ：０〜１０％(下限は１％、下限は２％、上限は６％、上限は５％、上限は４％)。
ＭｇＯ：０〜１０％（下限は１％、下限は２％、下限は３％、下限は４％、上限は９％、上限は８％、上限は７％）、
ＣａＯ：０〜２０％（下限は０．１％、下限は１％、下限は２％、上限は１０％、上限は５％、上限は４％、上限は３％）、
ＺｒＯ₂：０〜１０％（０〜５％，０〜４％，０〜１％，０〜０．１％）。

【0060】

（ガラス組成６）
近年さらなるフラットパネルディスプレイの組み立ての高精細化を実現するために、アモルファスシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）ではなく、ポリシリコン(低温ポリシリコン)ＴＦＴや酸化物半導体を用いたフラットパネルディスプレイが求められている。ここで、ポリシリコンＴＦＴや酸化物半導体を用いたフラットパネル製造工程では、アモルファスシリコンＴＦＴを用いたフラットパネル製造工程よりも高温な熱処理工程が存在する。そのため、ポリシリコンＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス板には、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、ガラス板の徐冷条件と、ガラスの歪点温度を高くすることが好ましい。特に、ポリシリコンＴＦＴや酸化物半導体には、ガラスの歪点温度が６７５℃以上（歪点温度６７５℃〜７５０℃）のガラス板が好適であり、歪点温度６８０℃以上（歪点温度６８０℃〜７５０℃）のガラス板がさらに好適であり、歪点温度６９０℃以上（歪点温度６９０℃〜７５０℃）のガラス板が特に好適である。
ガラスの歪点温度が６７５℃以上のガラス板の組成としては、例えば、ガラス板が質量％表示で、以下の成分を含むものが例示される。
ＳｉＯ₂：５２〜７８％、
Ａｌ₂Ｏ₃：３〜２５％、
Ｂ₂Ｏ₃：３〜１５％、
ＲＯ(但し、ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯうち、ガラス板に含有される全成分のの合量)：３〜２０％、
質量比(ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃)／Ｂ₂Ｏ₃は７〜２０の範囲であるガラス板。
この場合、ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有率が８質量％未満であることが軽量化及び熱膨張係数を小さくする点で好ましい。ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有率は、０〜７％であることが好ましく、より好ましくは、０〜５％であり、さらに好ましくは、０〜３％であり、より一層好ましくは０〜１％であり、特に、ガラス板の密度を低下させる場合には、ＳｒＯ及びＢａＯを実質的に含有させないことが好ましい。実質的に含有させないとは、意図的に含有しないことを意味し、不可避的に不純物としてＳｒＯ及びＢａＯが混入することは排除しない。
さらに、歪点温度をより上昇させるために、質量比(ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃)／ＲＯは７．５以上であることが好ましい。さらに、歪点温度を上昇させるために、β−ＯＨ値を０．１〜０．３[ｍｍ^-1]とすることが好ましい。他方、溶解時に溶融ガラスではなく溶解槽２０１に電流が流れないようにするために、ガラス板は、Ｒ₂Ｏ(但し、Ｒ₂Ｏは、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏのうち、ガラス板に含有される全成分の合量)を０．０１〜０．８質量％含有することが、ガラスの比抵抗を低下させる点で好ましい。あるいは、ガラスの比抵抗を低下させるために、Ｆｅ₂Ｏ₃を０．０１〜１質量％含有することが好ましい。さらに、ガラス板は、高い歪点温度を実現しつつ失透温度の上昇を防止するためにＣａＯ／ＲＯは０．６５以上とすることが好ましい。失透温度を１２５０℃以下とすることにより、オーバーフローダウンドロー法の適用が可能となる。また、モバイル通信端末のようなモバイル機器などに適用されることを考慮すると、軽量化の観点からはＳｒＯ及びＢａＯの合計含有率が０％以上２％未満であることが好ましい。

【0061】

（各成分の説明）
ＳｉＯ_２はガラス板のガラスの骨格をなす成分であり、ガラスの化学的耐久性と歪点温度を高める効果を有している。ＳｉＯ_２の含有率が低すぎる場合には化学的耐久性と耐熱性の効果が十分に得られない。さらに、歪点温度が低下し、熱膨張係数が増大するため、熱収縮率が大きくなる。ＳｉＯ_２の含有率が高すぎるとガラスが失透を起こしやすくなり、成形が困難になるとともに、粘性が上昇してガラスの均質化が困難になる。また、ガラスの比抵抗を増大させるので、熔解が困難となる。

【0062】

Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの骨格をなす成分であり、ガラスの化学的耐久性と歪点温度を高める効果を有している。また、エッチング速度を高める効果を有している。Ａｌ_２Ｏ_３の含有率が低すぎる場合にはガラスの化学的耐久性と耐熱性の効果が十分に得られない。また、歪点温度及びヤング率が低下する。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有率が高すぎると、ガラスの粘性が上昇して溶解が困難になるとともに、耐酸性が低下する。また、ガラスの比抵抗を増大させるので、熔解が困難となる。

【0063】

Ｂ_２Ｏ_３はガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解及び清澄を促進する成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有率が低すぎると、熔解が困難となり、また、ガラスの耐酸性が低下する。また、耐失透性が低下し、熱膨張係数が増加する。他方、Ｂ_２Ｏ_３の含有率が高すぎると、歪点温度が低下するので、耐熱性が低下する。また、ヤング率が低下する。また、ガラス熔解時のＢ_２Ｏ_３の揮発により、ガラスの不均質が顕著となり、脈理が発生しやすくなる

【0064】

ＭｇＯ及びＣａＯは、ガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解及び清澄を促進する成分である。また、Ｍｇ及びＣａは、アルカリ土類金属の中ではガラスの密度を上昇させる割合が小さいため、得られるガラスを軽量化しつつ熔解性を向上するためには有利な成分である。ただしそのＭｇＯ及びＣａＯの含有率が高くなりすぎると、歪点温度を低下させる。さらに、ガラスの化学的耐久性が低下する。なお、ＣａＯは、比抵抗を低下させ、ガラスの失透温度を急激に上げることなくガラスの熔解性を向上させるのに有効な成分である。そのため、高歪点温度のガラスでは含有させることが好ましい。また、ＭｇＯは、ガラスの失透温度を上昇させるため、失透温度を低下させる場合には、実質的に含有させないことが好ましい。

【0065】

ＳｒＯ及びＢａＯは、ガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解及び清澄を促進する成分である。また、ガラス原料の酸化性を高めて清澄性を高める成分でもある。ただし、ＳｒＯ及びＢａＯの含有率が高くなりすぎると、ガラスの密度が上昇し、ガラス板の軽量化が図れないととともに、ガラスの化学的耐久性が低下する。なお、ＢａＯは、環境負荷を軽減するためには、実質的に含有させないことが好ましい。なお、本明細書において、ＢａＯを実質的に含まないとは、０．０１％質量未満であって不純物を除き意図的に含有させないことを意味する。

【0066】

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの熔解性や成形性を向上させる成分である。Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯやＫ_２Ｏの含有率が低すぎる場合にはガラスの熔解性が低下し、熔解のためのコストが高くなる。他方、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯやＫ_２Ｏの含有率が高くなり過ぎると、ガラスバランスの悪化による耐失透性低下が生じる。

【0067】

なお、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ₂Ｏは、ガラスから溶出してＴＦＴの特性を劣化させ、また、ガラスの熱膨張係数を大きくして熱処理時に基板を破損させる虞のある成分であることから、液晶ディスプレイ用ガラス基板や有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板として適用する場合には、実質的に含まないことが好ましい。しかし、ガラス中に上記成分を敢えて特定量含有させることによって、ＴＦＴの特性の劣化やガラスの熱膨張を一定範囲内に抑制しつつ、ガラスの塩基性度を高め、価数変動する金属の酸化を容易にして、清澄性を発揮させることが可能である。そこで、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏの合量は０〜２．０％であり、０．１〜１．０％がより好ましく、０．２〜０．５％がさらに好ましい。なお、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏは含有させずに、上記成分中でも、最もガラスから溶出してＴＦＴの特性を劣化させ難いＫ₂Ｏを含有させることが好ましい。Ｋ_２Ｏの含有率は、０〜２．０％であり、０．１〜１．０％がより好ましく、０．２〜０．５％がさらに好ましい。

【0068】

ＺｒＯ_２は、ガラスの失透温度付近の粘性や歪点温度を高くする成分である。また、ＺｒＯ_２は、ガラスの耐熱性を向上させる成分でもある。しかし、ＺｒＯ_２の含有率が高くなりすぎると、失透温度が上昇し、耐失透性が低下する。

【0069】

ＴｉＯ_２は、ガラスの高温粘度を低下させる成分である。しかし、ＴｉＯ_２の含有率が高くなり過ぎると、耐失透性が低下してしまう。さらに、ガラスが着色し、電子機器の表示画面のカバーガラスなどへの適用は好ましくない。また、ガラスが着色することから、紫外線透過率が低下するので、紫外線硬化樹脂を使用した処理を行う場合に、紫外線硬化樹脂を十分に硬化することができないという不都合が生じる。

【0070】

ガラス板のガラスにおいて、ガラス中の気泡を脱泡させる成分として清澄剤を添加することができる。清澄剤としては、環境負荷が小さく、ガラスの清澄性に優れたものであれば特に制限されないが、例えば、酸化スズ、酸化鉄、酸化セリウム、酸化テルビウム、酸化モリブデン及び酸化タングステンといった金属酸化物から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。

【0071】

なお、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯは、溶融ガラス中で価数変動を伴う反応を生じ、ガラスを清澄する効果を有する物質であるが、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯは環境負荷が大きい物質であることから、実質的に含まないことが好ましい。なお、本明細書において、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含まないとは、０．０１％質量未満であって不純物を除き意図的に含有させないことを意味する。

【0072】

本実施形態のガラス板の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１．５ｍｍである。好ましくは０．１〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、さらにより好ましくは０．３〜０．８ｍｍ、特に好ましくは０．３〜０．５ｍｍである。ここで、薄いガラス板ほど、ガラスの保有熱量が小さいため、成形炉４０および徐冷炉５０におけるガラス温度分布の制御が難しくなる。そのため、厚さ０．５ｍｍ以下のガラス板は、炉内部空間の温度を安定化させることができる本実施形態の方法を適用することで、ガラス板の変形、反り、平面歪のばらつき及び熱収縮のばらつきを抑制するといった効果が大きい。

【0073】

本実施形態のガラス板の幅方向の長さは、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましく、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることがより好ましい。一方、ガラス板の縦方向の長さも、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましく、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることがより好ましい。
なお、ガラス板が大型化すると、ガラス板の大きさに対応してガラス製造装置も大型化することになる。つまり、ガラス板が大型化すると、成形炉４０や徐冷炉５０を含む炉も大型化することになる。このため、炉内部空間は広くなり、炉外部空間から炉内部空間に、低温の空気が流入した際に、ガラスリボンＧの冷却に与える影響はガラスリボンＧの幅方向で異なる。したがって、ガラスリボンＧの徐冷点温度〜歪点温度に対応する領域がガラスリボンＧの幅方向においてばらつき、ガラスリボンＧが上記徐冷点温度〜歪点温度を通過する時間がばらつく場合がある。この結果、ガラスリボンＧの熱収縮も幅方向でばらつく。よって、ガラス板の幅方向の長さが２０００ｍｍ以上の場合、本実施形態の効果、すなわちガラス板の変形、反り、平面歪のばらつき及び熱収縮のばらつきを抑制するといった効果が大きくなる。さらに、ガラス板の幅方向の長さが２５００ｍｍ以上、３０００ｍｍ以上となるほど、本実施形態の効果は顕著となる。

【0074】

（ガラス板の特性：熱収縮率）
本実施形態で製造されるガラス板において、５５０℃の温度雰囲気に２時間放置した際の熱収縮率が、１１０ｐｐｍ以下、８０ｐｐｍ以下、５０ｐｐｍ以下、好ましくは４０ｐｐｍ以下であり、より好ましくは３５ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは３０ｐｐｍ以下、特に好ましくは２０ｐｐｍ以下である。特に、ポリシリコンＴＦＴを形成するガラス板では、５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、熱収縮率は、熱収縮量／初期の長さ×１０^６（ｐｐｍ）にて算出される。熱収縮率の測定方法として、以下の方法が例示される。
１．ガラス板の両端にダイヤモンドペンを用いて平行なケガキ線を入れる。
２．ガラス板をケガキ線に対して垂直方向に半分に切断し、その１つを熱処理する（上記では、５５０℃２時間）。
３．熱処理後のガラス板と、他方のガラス板とをつき合わせて、ケガキ線のズレ量を測定する。

【0075】

（ガラス板の特性：熱収縮率のばらつき）
熱収縮率のばらつきは、特に、ディスプレイの作製においてガラス板にＴＦＴを形成する場合、熱収縮率の高低よりも、ディスプレイパネルにおける表示不良の原因になり易い。この点で、熱収縮率のばらつきを抑えることは重要である。なお、ガラス板の熱収縮率のばらつきは、±３．０５％以下であることが好ましい。ここで熱収縮率のばらつきとは、ガラス板の幅方向の３箇所の位置（例えば、中央部の位置及び幅方向の両端部近傍の位置）において上記方法で熱収縮率を測定したとき、これらの位置における測定値が、これらの平均値に対して変動する上限（＋）及び下限（−）をいう。このガラス板の熱収縮のばらつきは、好ましくは±３．０％以下、より好ましくは±２．８５％以下、さらに好ましくは±２．７％以下、さらに好ましくは±２．６５％以下である。特に、熱収縮率を低減するガラス組成を選択して製造した高歪点ガラスでは、熱収縮率のばらつきは、±３．０％以下であることが好ましい。好ましくは±２．８％以下、より好ましくは±２．７％以下、さらに好ましくは±２．６％以下である。ここで、本明細書において、高歪点ガラスとは、歪点温度が６８０℃以上のガラスを示す。

【0076】

（ガラス板の特性：平面歪）
また、ガラス板の平面歪の最大値（リターデーション値の最大値）は、１．７ｎｍ以下であることが好ましい。好ましくは、１．３ｎｍ以下、より好ましくは、１．０ｎｍ以下、さらに好ましくは、０．７ｎｍ以下である。なお、平面歪は、例えば、ユニオプト社製の複屈折測定装置によって測定される。ここで、液晶ディスプレイは高精度な組立が求められているため、ガラス板の平面歪を低減させることができる本実施形態の方法は、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造に特に好適に用いられる。

【0077】

（ガラス板：反り）
ガラス板の反りは、以下の方法で測定を行った場合に、反りの最大値が０から０．２ｍｍまでの範囲であり、好ましくは０〜０．１５ｍｍであり、より好ましく０〜０．１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０〜０．０５ｍｍ以下であり、特に好ましくは０〜０．０５ｍｍ以下である。
反りの測定は、
１．まず、ガラス板から複数枚の小板（約４００ｍｍ四方の矩形板）を切り出す。
２．次に、各小板につき、角４箇所と中央部４箇所との反りを、表裏のそれぞれにおいて測定する（すなわち、計１６箇所の反りを測定する）。例えば、小板８枚の反りを測定した場合、１６箇所×８枚で１２８箇所の反りの測定データが得られる。
３．２で得られた測定データの中の最大値が、上述の範囲であるか否かを確認する。なお、本実施形態では、複数の小板で測定した反りの最大値を、ガラス板の反りとする。
（実験１）

【0078】

本実施形態の効果を確認するために、ガラス板の製造方法を種々変更してガラス板を製造し、さらに、液晶ディスプレイを作製するときと同じ条件で熱処理を行って上述した方法で熱収縮率及び平面歪を測り、さらにそれぞれの熱収縮率のばらつきを求めた。

【0079】

１．実施例１
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ方向の同じ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が５Ｐａ（詳細には３〜７Ｐａ）となるように、炉外部空間の気圧を調整した。
製造したガラス板は液晶ディスプレイ用ガラス基板であり、大きさは２２００ｍｍ×２５００ｍｍ、厚さは０．７ｍｍである。ガラス板のガラス組成は以下のとおりであった。含有率は質量％表示である。
ＳｉＯ₂ ６０％
Ａｌ₂Ｏ₃ １９．５％
Ｂ₂Ｏ₃ １０％
ＣａＯ ５％
ＳｒＯ ５％
ＳｎＯ₂ ０．５％

【0080】

２．実施例２
実施例１と同様に、炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が５Ｐａ（詳細には３〜７Ｐａ）となるように、炉外部空間の気圧を調整した。
製造したガラス板の厚さは実施例１と同じであるが、ガラス組成が下記の通りである（含有率は質量％表示である）。なお、ガラス板の大きさは、１１００ｍｍ×１３００ｍｍである。このガラス板は、ポリシリコンＴＦＴを形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板として用いられる。
ＳｉＯ_２ ６６％
Ａｌ_２Ｏ_３ １７．５％
Ｂ_２Ｏ_３ ７．５％
ＣａＯ ８．５％
ＳｎＯ_２ ０．５％

【0081】

３．実施例３
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が２０Ｐａ（詳細には１８〜２２Ｐａ）である以外は、実施例１と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。

【0082】

４．実施例４
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が２０Ｐａ（詳細には１８〜２２Ｐａ）である以外は、実施例２と同様の方法でポリシリコンＴＦＴを形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。

【0083】

５．実施例５
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が３５Ｐａ（詳細には３３〜３７Ｐａ）である以外は、実施例１と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。

【0084】

６．実施例６
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が３５Ｐａ（詳細には３３〜３７Ｐａ）である以外は、実施例２と同様の方法でポリシリコンＴＦＴを形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。

【0085】

７．実施例７
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が６０Ｐａ（詳細には５５〜６５Ｐａ）である以外は、実施例１と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。

【0086】

８．比較例
炉内部空間のうち、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が−５Ｐａ（詳細には、−６〜−４Ｐａ）（つまり、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域よりも、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間の方が気圧が高い）である以外は、実施例１と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。

【0087】

下記表１は、実施例１〜７と比較例の評価結果を示す。

【0088】

【表1】

【0089】

上記表より、本実施形態の方法の効果は明らかである。
（実験２）

【0090】

また、ガラス原料を溶解して溶融ガラスとし、清澄、攪拌を行った後、成形装置２００に溶融ガラスを供給して、オーバーフローダウンドロー法によりガラス板を製造した。その後、ガラス板を切断し、長手方向１１００ｍｍ、幅方向１３００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板を製造した。このとき、炉外部空間の気圧は、下記表２に示すように上流側ほど高くなるように制御されていた。なお、溶融ガラスに含まれる各成分の含有率は、以下の通りである。

【0091】

ＳｉＯ₂ ６０％
Ａｌ₂Ｏ₃ １９．５％
Ｂ₂Ｏ₃ １０％
ＣａＯ ５％
ＳｒＯ ５％
ＳｎＯ₂ ０．５％

【0092】

このとき、実施例８〜１２で製造されたガラス板の最大歪（リターデーションの最大値）は、１．６ｎｍ以下であった。また、ガラス板の反りは、０．１８ｍｍ以下であった。特に、実施例９〜１１で製造されたガラス板の最大歪（リターデーションの最大値）は、１．０ｎｍ以下であった。また、ガラス板の反りは、０．１５ｍｍ以下であった。

【0093】

実施例８〜１２では、図３に示す炉外部空間Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを連通させて１つの空間として気圧を制御した。その際、ガラスリボンＧの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間Ｓ３ａ，Ｓ３ｂと、の気圧差が１０〜２０Ｐａとなるように炉外部空間の気圧を調整した。炉外部空間Ｓ３ｃにおける気圧と炉内部空間の対応する位置における気圧差は５Ｐａ（詳細には３〜７Ｐａ）となるように炉外部空間Ｓ３ｃの気圧を調整した。下記表２は、実施例８〜１２の条件と評価結果を示す。

【0094】

Ｐ１：成形炉外部上方空間Ｓ１の気圧［Ｐａ］
Ｐ２：炉外部空間Ｓ２の気圧［Ｐａ］
Ｐ３：炉外部空間Ｓ３ａ，Ｓ３ｂの気圧［Ｐａ］
Ｐ４：空間Ｓ４の気圧［Ｐａ］

【0095】

【表2】

【0096】

表２より、炉外部空間の気圧は、ガラスリボンＧの流れの上流側ほど高くなるように制御されることが、最大歪および反り低減する点で好ましいことがわかる。

【0097】

以上まとめると、本明細書は、以下の形態を開示する。

【0098】

（開示１）
ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断工程と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。

【0099】

（開示２）
前記炉外部空間の気圧は、前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉内部空間の同じ位置における気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている、開示１に記載のガラス板の製造方法。

【0100】

（開示３）
前記炉外部空間の前記少なくとも一部分の気圧について、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置において、前記炉内部空間の気圧と前記炉外部空間の気圧との差分が４０Ｐａ以下である、開示１または２に記載のガラス板の製造方法。

【0101】

（開示４）
前記炉外部空間の気圧は大気圧に対して高くなるように調整されている、開示１〜３のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0102】

（開示５）
前記炉外部空間は、前記成形炉の前記内部空間の天井面に対して上方に位置する上部空間を有し、前記上部空間は、前記上部空間から前記炉内部空間に空気が流入しないように、前記上部空間の気圧は調整されている、開示１〜４のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0103】

（開示６）
前記ガラスリボンの流れ方向は鉛直方向であり、
前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられ、
前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、
前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間と間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、気圧が調整されている、開示１〜５のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0104】

（開示７）
前記部分空間の前記気圧の前記差分は、上方に行くほど大きくなる、開示６に記載のガラス板の製造方法。

【0105】

（開示８）
前記ガラス板は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を表面に形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板である、開示１〜７のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0106】

（開示９）
前記炉外部空間が、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第１部分空間を含むとき、前記第１部分空間の気圧と前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧の差分は、０より大きく４０Ｐａ以下である、開示１〜８のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0107】

（開示１０）
前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記徐冷炉と同じ位置にある第２部分空間を含み、前記徐冷炉の炉内部空間の気圧と前記第２部分空間の気圧の差分は、０より大きく４０Ｐａ以下である、開示１〜９のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0108】

（開示１１）
前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第１部分空間と、前記徐冷炉と同じ位置にある第２部分空間を含み、前記第１部分空間と前記第２部分空間が壁により仕切られて隣り合うとき、前記炉外部空間の前記第１部分空間の気圧は前記第２部分空間の気圧に比べて大きく、前記第１部分空間の気圧と前記前記第２部分空間の気圧の差分が２０Ｐａより小さい、開示１〜１０のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0109】

（開示１２）
前記炉外部空間が、前記徐冷炉と同じ位置にある複数の第２部分空間を含み、複数の前記第２部分空間は、前記溶融ガラスの流れ方向の上流側ほど気圧が高くなっている、開示１〜１１のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0110】

（開示１３）
前記徐冷工程は、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部に、前記ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くように、
少なくとも、前記ガラスリボンの徐冷点温度に１５０℃を足した温度から、前記ガラスリボンの歪点温度から２００℃引いた温度までの温度領域において、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度は前記両端部の冷却速度よりも速く、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が前記両端部よりも高い状態から前記中央部の温度が前記両端部よりも低い状態へ前記ガラスリボンを変化させる、開示１〜１２のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0111】

（開示１４）
前記徐冷工程は、第１の冷却工程と、第２の冷却工程と、第３の冷却工程と、を含み、
前記第１の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度になるまで、第１の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第２の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度から歪点温度−５０℃になるまで、第２の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第３の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、歪点温度−５０℃から歪点温度−２００℃になるまで、第３の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第１の平均冷却速度は、５．０℃／秒以上であり、前記第１の平均冷却速度は、前記第３の平均冷却速度より速く、前記第３の平均冷却速度は、前記第２の平均冷却速度より速くする、開示１〜１３のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0112】

（開示１５）
前記第１冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、５．５℃／秒〜５０．０℃／秒である、開示１４に記載のガラス板の製造方法。

【0113】

（開示１６）
前記第２冷却工程におけるガラスリボンの平均冷却速度は、０．５〜５．５℃／秒未満である、開示１４に記載のガラス板の製造方法。

【0114】

（開示１７）
前記ガラス板は、ポリシリコンＴＦＴあるいは酸化物半導体を形成するガラス基板であり、ガラスの歪点温度は６７５℃以上である、開示１〜１６のいずれかに記載のガラス板の製造方法。

【0115】

（開示１８）
ダウンドロー法によるガラス板の製造装置であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解装置と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作り、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する成形装置と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断装置と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする気圧制御装置が前記成形装置に設けられている、ことを特徴とするガラス板の製造装置。

【0116】

（開示１９）
前記気圧制御装置は、前記炉外部空間の気圧を制御するために、大気との間で空気の流入を調整する装置である、開示１８に記載のガラス板の製造装置。

【0117】

以上、本発明のガラス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。

【符号の説明】

【0118】

３０ 炉
４０ 成形炉
５０ 徐冷炉
２００ 溶解装置
２０１ 溶解槽
２０２ 清澄槽
２０３ 攪拌槽
２０４ 第１配管
２０５ 第２配管
３００ 成形装置
３１０ 成形体
３１１ 供給口
３１２ 溝
３１３ 下方端部
３２０ 雰囲気仕切り部材
３３０ 冷却ローラ
３４０ 冷却ユニット
３５０ａ〜３５０ｈ 搬送ローラ
３５５，３６０ａ，３６０ｂ，３６０ｃ，４１５，４１６，４１７ａ，４１７ｂ，４１７ｃ，４１８ 圧力センサ
４００ 切断装置
４１１，４１２，４１３ａ，４１３ｂ，４１３ｃ，４１４ 床面
４２１，４２２，４２３ａ，４２３ｂ，４２３ｃ，４２４ 送風機
５００ 制御装置
５１０ 駆動ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】