特許 6587844 ディスプレイ用ガラス板の製造方法、および、ディスプレイ用ガラス板製造装置

(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】6587844

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】ディスプレイ用ガラス板の製造方法、および、ディスプレイ用ガラス板製造装置

(51)【国際特許分類】

   C03B 25/087 20060101AFI20191001BHJP

   C03B 35/20 20060101ALI20191001BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20191001BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   C03B25/087

   C03B35/20

   G02F1/1333 500

   G09F9/30 310

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-131932(P2015-131932)

(22)【出願日】2015年6月30日

(65)【公開番号】特開2017-14057(P2017-14057A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】598055910

【氏名又は名称】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社

(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】濱上 耕

【審査官】 和瀬田 芳正

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１１４２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２５２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３００４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２０１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２５３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０５５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２２６３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ２５／００ − ２５／１２

Ｃ０３Ｂ ３５／２０

Ｆ２７Ｂ ９／００ − ９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形されたガラス板に対し熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程が行われる間、複数の吊り下げられた前記ガラス板を互いに間隔をあけて搬送路上を搬送する搬送工程と、を備え、
前記熱処理工程では、複数の前記ガラス板の間の隙間に加熱された気体を送風し、かつ、前記ガラス板に対して前記気体が送風される方向の下流側に配置された熱源によって前記ガラス板を加熱し、
送風により流れ込んだ前記搬送路内の前記気体の温度Ｔ₁と、前記搬送路から流れ出た前記気体の温度Ｔ₂とを測定し、前記温度Ｔ₁と前記温度Ｔ₂との差が小さくなるよう前記熱源の温度を制御することを特徴とするディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【請求項2】

前記熱処理工程では、前記熱源を用いて、前記ガラス板の主表面内の温度差が低減されるよう前記ガラス板を加熱する、請求項１に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【請求項3】

前記熱処理工程において、前記気体は、前記ガラス板よりも上方から送風され、
前記熱源は、前記ガラス板よりも下方に配置されている、請求項１又は２に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【請求項4】

前記熱処理工程では、前記熱源を用いて、前記ガラス板の主表面内の温度差が２０℃以内になるよう前記ガラス板を加熱する、請求項１から３のいずれか１項に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【請求項5】

成形されたガラス板に対し熱処理を行う熱処理装置と、
前記熱処理が行われる間、複数の吊り下げられた前記ガラス板を互いに間隔をあけて搬送路上を搬送する搬送ユニットと、を備え、
前記熱処理装置は、複数の前記ガラス板の間の隙間に加熱された気体を送風し、かつ、前記ガラス板に対して前記気体が送風される方向の下流側に配置された熱源によって前記ガラス板を加熱し、
送風により流れ込んだ前記搬送路内の前記気体の温度Ｔ₁と、前記搬送路から流れ出た前記気体の温度Ｔ₂とを測定し、前記温度Ｔ₁と前記温度Ｔ₂との差が小さくなるよう前記熱源の温度を制御することを特徴とするディスプレイ用ガラス板製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイ用ガラス板の製造方法、および、ディスプレイ用ガラス板製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ディスプレイの分野では、画質の向上のために画素の高精細化が進展している。この高精細化の進展に伴って、ディスプレイに用いられるガラス基板にも寸法精度が高いことが望まれている。例えば、ディスプレイの製造工程中に、ガラス基板が高温で熱処理されても寸法が変化しにくいように、熱収縮率の小さいガラス基板が好ましい。

【0003】

一般に、ガラス基板の熱収縮率は、ガラスの歪点が高いほど小さくなる。また、ガラス基板の熱収縮率は、ガラス基板が切り出されるガラス板の製造工程中の徐冷速度を小さくするほど小さくなることが知られている。しかし、徐冷速度を小さくするとガラス板の徐冷工程を行う徐冷炉を長くする必要があるが、製造ライン上の徐冷装置を長くすることは困難である。

【0004】

そこで、製造ラインで作製された複数のガラス板に対し、オフラインにおいて時間をかけて熱処理を施すことで、熱収縮率をより低くすることが行われる。オフラインでの熱処理に関する技術として、例えば、主表面が進行方向を向くよう複数のガラス板を立てて、互いに間隔をあけて熱処理炉内を搬送させながら熱処理を行うことが知られている（特許文献１）。また、熱処理炉内で熱処理を行う際に、立てられたガラス板の上端側からガラス板間の隙間に熱風を送風することで、熱処理を行うことが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０２２６３２号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、ガラス板間の隙間に熱風を送風する方法では、熱風がガラス板と接触してガラス板に熱を奪われることで、熱風の風下側では風上側と比べ温度が低下する。そのため、ガラス板の上端部と下端部との間に温度差が生じる。このような温度差が熱処理を行う間継続されると、ガラス板の面内で熱履歴の差が生じ、引っ張り応力と圧縮応力が生じることによって歪が発生する。この結果、ガラス板の面内で熱収縮率がバラついてしまう。熱収縮率にバラつきのあるガラス板から切り出された複数のガラス基板は、互いに熱収縮率が異なる、あるいは、それぞれの面内でなお熱収縮率がバラついているおそれがある。特に、液晶ディスプレイに用いられるガラス基板は、近年の液晶ディスプレイの大型化に伴ってサイズが大きくなっており、熱処理工程において広い面内に温度差が生じやすく、熱収縮率のバラつきが生じやすい。

【0007】

そこで、本発明は、熱収縮率のバラつきが低減されたディスプレイ用ガラス板を製造できるディスプレイ用ガラス板の製造方法およびディスプレイ用ガラス板製造装置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】

【0008】

本発明は、下記（１）〜（５）を提供する。
（１）成形されたガラス板に対し熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程が行われる間、複数の吊り下げられた前記ガラス板を互いに間隔をあけて搬送路上を搬送する搬送工程と、を備え、
前記熱処理工程では、複数の前記ガラス板の間の隙間に加熱された気体を送風し、かつ、前記ガラス板に対して前記気体が送風される方向の下流側に配置された熱源によって前記ガラス板を加熱し、
送風により流れ込んだ前記搬送路内の前記気体の温度Ｔ₁と、前記搬送路から流れ出た前記気体の温度Ｔ₂とを測定し、前記温度Ｔ₁と前記温度Ｔ₂との差が小さくなるよう前記熱源の温度を制御することを特徴とするディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【0009】

（２）前記熱処理工程では、前記熱源を用いて、前記ガラス板の主表面内の温度差が低減されるよう前記ガラス板を加熱する、前記（１）に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【0011】

（３）前記熱処理工程において、前記気体は、前記ガラス板よりも上方から送風され、
前記熱源は、前記ガラス板よりも下方に配置されている、前記（１）又は前記（２）に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【0012】

（４）前記熱処理工程では、前記熱源を用いて、前記ガラス板の主表面内の温度差が２０℃以内になるよう前記ガラス板を加熱する、前記（１）から（３）のいずれか１項に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。

【0013】

（５）成形されたガラス板に対し熱処理を行う熱処理装置と、
前記熱処理が行われる間、複数の吊り下げられた前記ガラス板を互いに間隔をあけて搬送路上を搬送する搬送ユニットと、を備え、
前記熱処理装置は、複数の前記ガラス板の間の隙間に加熱された気体を送風し、かつ、前記ガラス板に対して前記気体が送風される方向の下流側に配置された熱源によって前記ガラス板を加熱し、
送風により流れ込んだ前記搬送路内の前記気体の温度Ｔ₁と、前記搬送路から流れ出た前記気体の温度Ｔ₂とを測定し、前記温度Ｔ₁と前記温度Ｔ₂との差が小さくなるよう前記熱源の温度を制御することを特徴とするディスプレイ用ガラス板製造装置。

【発明の効果】

【0014】

上述のディスプレイ用ガラス板の製造方法等によれば、熱収縮率のバラつきが低減されたディスプレイ用ガラス板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態のガラス板の製造方法の工程の一例を示す図である。

【図2】本実施形態の熱処理工程で用いられる熱処理炉の内部構造を説明する図である。

【図3】本実施形態の熱処理工程を説明する図である。

【図4】本実施形態の熱処理工程でクランプに把持されたガラス板を側方から見て示す図である。

【図5】本実施形態の熱源の一例を示す外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本実施形態のディスプレイ用ガラス板の製造方法およびディスプレイ用ガラス板製造装置について説明する。
本実施形態のディスプレイ用ガラス板の製造方法は、成形されたガラス板に対し熱処理を行う熱処理工程を備えている。熱処理工程では、互いに間隔をあけて配置された複数のガラス板の間の隙間に加熱された気体（熱風）を送風し、かつ、ガラス板に対して気体が送風される方向の下流側（風下側）に配置された熱源によってガラス板を加熱する。この方法では、熱風を用いてガラス板を加熱しつつ、風下側から熱源によってガラス板を加熱するため、ガラス板の面内での温度差が低減され、ガラス板の面内に熱履歴の差が生じることが抑えられている。このため、ガラス板の面内での熱収縮率のバラつきが低減されている。このようなガラス板は、ディスプレイ用ガラス板として適している。

【0017】

（ガラス板の製造方法の概略説明）
図１は、本実施形態のガラス板の製造方法の工程の一例を示す図である。
ガラス板の製造方法は、成形工程（Ｓ１）と、徐冷工程（Ｓ２）と、採板工程（Ｓ３）と、熱処理工程（Ｓ４）と、切断工程（Ｓ５）と、端面加工工程（Ｓ６）と、洗浄工程（Ｓ７）と、検査工程（Ｓ８）と、梱包工程（Ｓ９）と、を備える。

【0018】

成形工程（Ｓ１）では、熔融ガラスをシートガラスに成形する。成形方法には、フュージョン法（オーバーフローダウンドロー法）、フロート法等の公知の方法が用いられる。このうち、フュージョン法は、製造ラインに含まれる徐冷装置を長くすることが困難であることから、オフラインアニールを行う本実施形態の方法に適している。
徐冷工程（Ｓ２）では、成形されて搬送されるシートガラスの内部歪および反りが生じないよう、徐冷装置において冷却する。
採板工程（Ｓ３）では、徐冷されたシートガラスを所定の長さごとに切断して複数のガラス板を得る。ガラス板は、矩形形状に採板されることが好ましく、サイズは、特に制限されないが、例えば、縦長さおよび横長さがそれぞれ５００ｍｍ〜３５００ｍｍである。ガラス板の板厚は、例えば、０．１〜１．１ｍｍである。
熱処理工程（Ｓ４）では、後述する熱処理炉内で、ガラス板に対し熱処理を行う。なお、熱処理炉内では、熱処理工程（Ｓ４）が行われる間、ガラス板を搬送する搬送工程が合わせて行われる。
切断工程（Ｓ５）では、熱処理を行ったガラス板を所定のサイズに切断して複数のガラス基板を得る。ガラス基板は、矩形形状に切断されることが好ましく、サイズは、特に制限されないが、例えば、縦長さおよび横長さがそれぞれ５００ｍｍ〜３５００ｍｍである。
端面加工工程（Ｓ６）では、ガラス基板に対し、端面の研削、研磨およびコーナーカットを含む端面加工を行う。
洗浄工程（Ｓ７）では、ガラス基板を洗浄する。
検査工程（Ｓ８）では、洗浄されたガラス基板に対し、表面に傷、塵、汚れがないか、あるいは、気泡、異物等の内部欠陥がないか、光学的検査を行う。
梱包工程（Ｓ９）では、検査の結果、所望の品質に適合するガラス基板を梱包する。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。

【0019】

（ガラス板製造装置）
本実施形態のディスプレイ用ガラス板製造装置は、上記説明した成形工程（Ｓ１）〜採板工程（Ｓ３）の各工程を行う装置として、成形装置、徐冷装置、切断装置を備えている。このうち、成形装置は、オーバーフローダウンドロー法による成形が行われる場合、熔融ガラスを成形するための成形体を有している。ガラス板製造装置は、さらに、後述する、熱処理工程を行う熱処理ユニット（熱処理装置）、搬送工程を行う搬送ユニット（搬送装置）、を備えている。

【0020】

（ガラス板）
本実施形態で製造されるガラス板は、ディスプレイに用いられるディスプレイ用ガラス板であり、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス板、曲面ディスプレイ用ガラス板である。また、本実施形態で製造されるガラス板は、例えば、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用ガラス板、ＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）半導体を使用したＬＴＰＳディスプレイ用ガラス板である。また、本実施形態で製造されるガラス板は、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス板である。

【0021】

本実施形態で製造されるガラス板は、熱収縮率は１０ｐｐｍ以下であることが、ディスプレイに用いられる点から好ましく、熱収縮率は６ｐｐｍ以下であることがより好ましく、３ｐｐｍ以下であることがより好ましく、２ｐｐｍ以下であることがより好ましい。ガラス板の熱収縮率を２ｐｐｍ以下にすることにより、ガラス板の面内の熱収縮のばらつきを２ｐｐｍ以下にすることができる。なお、本明細書において、熱収縮率のバラつきが低減されているという場合、ガラス板の面内の複数の位置で測定した熱収縮率がいずれも２ｐｐｍ以下であることを意味する。
ガラス板の歪点は、高精細なディスプレイ用ガラス板とするために、６００℃〜７６０℃であることが好ましい。例えば、歪点は、６６１℃である。
本実施形態の熱処理により熱収縮率を低減する前のガラス基板の熱収縮率は、５００℃、１０分の条件で熱処理した場合に、８０ｐｐｍ以下であり、より好ましくは４０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍである。

【0022】

このようなガラス板として、以下のガラス組成のガラス板が例示される。つまり、本実施形態の方法では、以下のガラス組成のガラス板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
ＳｉＯ₂ ５５〜８０モル％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ８〜２０モル％、
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１２モル％、
ＲＯ ０〜１７モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量)。

【0023】

ＳｉＯ₂は６０〜７５モル％、さらには、６３〜７２モル％であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
ＲＯのうち、ＭｇＯが０〜１０モル％、ＣａＯが０〜１５モル％、ＳｒＯが０〜１０％、ＢａＯが０〜１０％であることが好ましい。

【0024】

また、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、及びＲＯを少なくとも含み、モル比（（２×ＳｉＯ₂）＋Ａｌ₂Ｏ₃）／（（２×Ｂ₂Ｏ₃）＋ＲＯ）は４．５以上であるガラスであってもよい。また、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯの少なくともいずれか含み、モル比（ＢａＯ＋ＳｒＯ）／ＲＯは０．１以上であることが好ましい。

【0025】

また、モル％表示のＢ₂Ｏ₃の含有率の２倍とモル％表示のＲＯの含有率の合計は、３０モル％以下、好ましくは１０〜３０モル％であることが好ましい。
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、０モル％以上０．４モル％以下であってもよい。
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物（酸化スズ、酸化鉄）を合計で０．０５〜１．５モル％含み、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含まないということは必須ではなく任意である。

【0026】

（熱処理炉の構成）
本実施形態の熱処理工程（Ｓ４）は、図２に示す熱処理炉を用いて行われる。図２は、熱処理炉１の内部構造を説明する図である。搬送工程も、熱処理炉１を用いて行われる。
熱処理炉１は、ガラス板Ｇが搬入されるよう開口された入口３と、炉１内を通過したガラス板Ｇが搬出されるよう開口された出口５と、入口３と出口５とを炉１内で接続するように延びる搬送路７と、を有している。ガラス板Ｇの搬送方向は、図２において左方から右方に向かう方向であり、矢印Ａで示す方向である。なお、図２では、便宜のため、入口３と出口５の間の熱処理炉１の部分を省略している。

【0027】

ガラス板Ｇは、熱処理炉１の上流側を、主表面が上下方向を向いた状態で搬送され、入口３において、図示されない吸着機構によって、主表面が吸着され支持されながら、主表面が搬送方向を向くよう立てられる。
ガラス板Ｇは、出口５において、図示されない他の吸着機構によって、主表面が吸着され支持されながら、主表面が上下方向を向くよう寝かせられる（倒される）。寝かせられたガラス板Ｇは、熱処理炉１の下流側において、主表面が上下方向を向いた状態で搬送される。

【0028】

搬送路７は、搬送方向に３つに分けてなる３つの区間を有しており、ガラス板Ｇが３つの区間を搬送されることで、ガラス板Ｇに対し、昇温、キープ、降温の各熱処理が順に行われる。図２には、昇温区間７ａ、降温区間７ｃの各一部が示され、後で参照する図３には、キープ区間７ｂの一部が示される。３つの区間７ａ〜７ｃは、温度、ガラス板Ｇが搬送される時間等の熱処理条件は異なるが、装置構成は同様である。搬送路７には、ガラス板Ｇの温度を測定する測定手段が、搬送方向の所定間隔ごとに設けられている。測定手段は、具体的に、ガラス板Ｇの風上側の端部（上端部）および風下側の端部（下端部）の温度をそれぞれ測定する。測定手段には、例えば熱電対温度計が用いられる。

【0029】

熱処理炉１は、搬送路７上で複数のガラス板Ｇを搬送する搬送ユニットと、搬送されるガラス板Ｇに対し熱処理を行う熱処理ユニットと、を備える。

【0030】

（ａ）搬送ユニット
搬送ユニットは、搬送工程を行うためのものであり、搬送されるガラス板Ｇの上方に搬送方向の両端に掛け渡された２本のチェーンベルト（搬送ベルト）２１（図３参照）と、チェーンベルト２１とともに搬送方向に移動する複数のバー２３と、バー２３に取り付けられた複数のクランプ２５と、を有している。

【0031】

チェーンベルト２１は、例えば、搬送方向の両端のそれぞれにおいて複数のローラに架け渡され、図２に示されるように駆動される。なお、図２には、便宜のため、搬送方向の上流側の複数のローラのうちの一部のローラのみを示す。チェーンベルト２１は、図３に示すように、搬送されるガラス板Ｇの幅方向の両端のそれぞれと対応するよう１本ずつ設けられ、熱処理工程（Ｓ４）の間、図示されない駆動機構によって駆動される。図３は、本実施形態の熱処理工程を説明する図である。なお、図３では、チェーンベルト２１のうちの搬送方向に移動する部分を示し、搬送方向と反対方向に移動する部分を省略している。また、図３では、説明の便宜のため、クランプ２５の図示を省略し、バー２３およびガラス板Ｇを、互いに間隔をあけた状態で示している。
搬送されるガラス板Ｇを挟んでチェーンベルト２１と対向する位置には、熱処理炉１の底部を構成するベルト２７が、搬送方向の両端に掛け渡されている。ベルト２７は、熱処理工程（Ｓ４）の間は駆動されないが、必要に応じて不図示の操作装置を操作して駆動させることができる。ベルト２７には、例えば、厚み方向に貫通する開孔が面方向に並ぶよう形成されたメッシュベルトが用いられる。メッシュベルトを用いることによって、熱処理工程において送風されるダウンフローの熱風をメッシュベルトを通過させて下方に流すことができ、熱風の下方向への流れを安定させることができる。さらに、厚み方向に貫通する開孔を有しないベルトを用いた場合は、熱風がベルトに衝突することでベルト上の粉塵が舞い上がって、搬送中のガラス板Ｇに付着するおそれがあるが、メッシュベルトを用いた場合は、ベルト表面に粉塵が溜まるおそれがないため、そのような粉塵による不都合の発生を抑えることができる。なお、ベルト２７の代わりに、駆動されない板状部材で、熱処理炉１の底部は構成されてもよい。

【0032】

バー２３は、例えば金属を材質とする板状部材である。バー２３は、搬送工程（Ｓ４）において、長手方向の両端が、搬送方向に移動するチェーンベルト２１の部分に載置され、チェーンベルト２１に追従するように搬送方向に移動する。バー２３には、クランプ２５が取り付けられており、熱処理炉１の入口３において、把持機構４によってガラス板Ｇがクランプ２５に把持されることでガラス板Ｇはバー２３に吊り下げられる。図４に、バー２３およびクランプ２５をより詳細に示す。図４は、クランプ２５に把持されたガラス板Ｇを側方から見て示す図である。ガラス板Ｇを吊り下げたバー２３は、搬送路７においてガラス板Ｇを所定の間隔（ピッチ）で搬送するために、搬送路７の上流側の端に配置されたロード機構８によって、１本ずつ、互いに間隔をあけてチェーンベルト２１に載置される。これによって、ガラス板Ｇは、バー２３を介してチェーンベルト２１に吊り下げられた状態で搬送（縦吊り搬送）される。ガラス板Ｇの間隔は、狭いほど、生産性は高くなるが、熱風の熱がガラス板Ｇによって奪われやすくなる。本実施形態の製造方法では、後述するようにガラス板Ｇの面内での熱収縮率のバラつきを低減できることから、ガラス板Ｇの間隔が狭い場合にも好適である。ガラス板Ｇの間隔は、生産性およびガラス板同士の接触防止の観点から、２０〜２００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜１５０ｍｍである。なお、図２および図４では、説明の便宜のため、複数のガラス板Ｇの間隔を詰めて示す。
ガラス板Ｇを吊り下げたバー２３は、搬送路７の下流側の端に配置されたアンロード機構９によって、チェーンベルト２１から取り外され、熱処理炉１の出口５において、抜き取り機構６によってガラス板Ｇはクランプ２５から抜き取られる。

【0033】

クランプ２５は、ガラス板Ｇの上端部を把持する部材である。クランプ２５は、特に制限されないが、例えば、バネ力によってガラス板Ｇの両主表面を挟むバネクランプを採用することができる。１つのバー２３に取り付けられるクランプ２５の数は、１つであってもよいが、搬送中のガラス板Ｇの姿勢をより安定させるために、２つ以上であることが好ましい。２つ以上のクランプ２５がバー２３に取り付けられている場合、クランプ２５は、バー２３に対し幅方向にスライドできるよう構成されていることが好ましい。金属材料で構成されたバー２３は、ガラス板Ｇよりも熱膨張率が高く幅方向に延びやすい。このため、クランプ２５がバー２３に対して幅方向に移動することで、バー２３が熱膨張してもガラス板Ｇの上端部に撓みや変形が生じるのを防止することができる。

【0034】

（ｂ）熱処理ユニット
熱処理ユニットは、熱処理工程（Ｓ４）を行うためのものであり、搬送されるガラス板Ｇの上方および下方のそれぞれに搬送方向に並ぶよう配置された複数のファン付きヒータ３１と、複数のヒータ３３と、を有している。ファン付きヒータ３１およびヒータ３３は、搬送されるガラス板Ｇに、予め設計された温度プロファイルが形成されるよう、図示しない制御装置によって制御される。

【0035】

ファン付きヒータ３１は、ヒータで加熱された気体をファンで送風するよう、ヒータとファンが互いに隣接して配置された一体の装置であり、熱処理炉１内では、ヒータに対してファンを下方にして配置される。ファン付きヒータ３１のヒータには、例えば、バーナーヒータ、電気ヒータが用いられる。ファンは、熱処理工程（Ｓ４）の間、ヒータで加熱された空気を、図３に示されるように下方に向けて送風するよう駆動される。図３において、熱風が流れる向きを太い矢印で示す。熱処理炉１内の雰囲気中に粉塵が浮遊している場合であっても、このようなダウンフローの熱風によって大きな粉塵（例えば、最大長さ数μｍ以上の粉塵）は炉１の底部に運ばれて堆積する。また、小さな粉塵（例えば、最大長さ０．５μｍ未満）はフィルタによって除去される。このため、粉塵が雰囲気中を浮遊し続けてガラス板Ｇの表面に付着するのを抑えることができる。なお、フィルタは、熱風に曝されるため、耐熱性を有するフィルタが好ましい。フィルタは、例えば、後述するベルト２７の下方でかつファン付きヒータ３１の上方に配置される。また、ダウンフローの熱風は、熱処理炉１内を循環する空気流を形成できる点で好ましい。熱風は、ガラス板Ｇ間を下方に流れた後、熱処理炉１の底部に沿って熱処理炉１の図示されない側壁まで流れて、側壁に沿って上昇し、さらに熱処理炉１の天井に沿って流れることで、搬送路７の周りを循環する。

【0036】

熱風の送風は、上記説明した態様に制限されず、下記説明する態様で行ってもよい。
例えば、熱処理炉１の炉壁の外側に配置された下記熱風発生装置（図示せず）を用いて熱風の送風を行ってもよい。この熱風発生装置は、炉壁に設けられた送風口（図示せず）から炉１内に熱風を供給する装置である。熱風発生装置は、具体的に、ヒータと、ヒータで加熱された気体を送風するためのファンと、を備える装置であり、ヒータがファンの下流側に配置されていてもよく、ファンがヒータの下流側に配置されていてもよい。熱風発生装置を用いる場合、熱処理炉１の炉壁のうち、送風口が設けられた位置（例えば炉１の天井）と異なる位置（例えば炉１底部）に、炉１内に供給された熱風を炉１外に排出するための排気口（図示せず）が設けられる。送風口および排気口が設けられる位置は、炉１内を搬送されるガラス板Ｇが熱風の流れの途中に配置されるよう調整される。このようにして熱風を送風する態様において、排気口から炉１外に排出された熱風は、熱風発生装置に戻され、炉１内および炉１外にわたって循環するようになっていてもよく、循環せずにそのまま大気中に放出されるようになっていてもよい。
また、例えば、熱処理炉１内または炉壁の外側に配置された下記熱風発生装置（図示せず）を用いて熱風の送風を行ってもよい。この熱風発生装置は、一方向に延びる形状の発熱体と、この発熱体を外側から、発熱体との間に隙間をあけて取り囲む筒状の部材と、を有する熱風発生装置を用いて、熱風の送風を行ってもよい。発熱体は、例えば、筒状の部材との間の隙間を、気体が軸方向に螺旋状に流れるような形状を有していてもよい。この熱風発生装置は、筒状の部材の一端から筒状の部材の内側に吸引された気体が、筒状の部材内を通る間に、発熱体と接触することで加熱され、熱風となって他端から排出される。
これらの態様において、熱風は、ガラス板Ｇ間の隙間を、上下方向に流れる代わりに、側方向に流れてもよい。

【0037】

ヒータ３３（熱源）は、ガラス板Ｇを加熱できるものであればよく、例えば、バーナーヒータ、電磁波ヒータ、熱伝導ヒータ、熱風ヒータが用いられる。ヒータ３３は、熱風だけを用いて熱処理工程（Ｓ４）を行った場合にガラス板Ｇの温度が最も低くなる部分に隣接する位置に配置されることが好ましい。このような位置にヒータ３３が配置されることで、ガラス板Ｇの面内に温度差が生じることに起因して熱収縮率のバラつきが生じるのを効果的に抑えることができる。具体的に、ヒータ３３は、ガラス板Ｇを介してファン付きヒータ３１と対向する位置、すなわち熱風の風下側に配置されることが好ましい。ヒータ３３は、例えば、搬送方向に移動するベルト２７の部分の下方に、搬送方向に間隔をあけて複数個が配置されている。ヒータ３３は、熱風の流れが妨げられないよう構成されていることが好ましい。そのようなヒータ３３は、例えば、図５に示されるヒータ３３のように、平面方向に発熱体の間に隙間を有する形状のものである。図５に示されるヒータ３３は、平面視略Ｍ字形状を有するよう形成された発熱体であり、平面方向に発熱体の間に隙間を有している。図５は、ヒータ３３の一例を示す外観図である。図５において、熱風は上下方向に通過する。図５に示すヒータ３３は、発熱体の両端は図示されない電源に接続され、発熱体を電流が流れることで発熱する。例えば、ファン付きヒータ３１から送風されるダウンフローの熱風は、発熱体の間の隙間を流れることで、ヒータ３３に妨げられることなくさらに下流側に流れ、熱風は、上述のように循環することができる。

【0038】

ファン付きヒータ３１およびヒータ３３は、発熱する領域の横方向（図２の紙面奥行き方向）長さが、搬送されるガラス板Ｇの幅方向長さより長いことが好ましい。また、搬送方向に隣り合うファン付きヒータ３１の間隔は、搬送方向にわたって熱風の温度にムラが生じないよう調整される。また、搬送方向に隣り合うヒータ３３の間隔は、ガラス板Ｇに伝達されるヒータ３３の放射熱が搬送方向にわたってムラが生じないよう調整される。
なお、ヒータ３３は、図２に示されるものに代えて、図３に示されるように搬送方向に沿って延びる形状のものが用いられてもよい。図３に、そのようなヒータ３３の一部の搬送領域の部分を示す。そのようなヒータ３３として、例えば、搬送方向に延びる形状の金属の板状部材に、搬送方向に沿って延びる電熱線が設けられたもの、あるいは、そのような板状部材を搬送方向に通電して発熱させるもの等が挙げられる。図３に示す形態のヒータは、ファン付きヒータ３１のヒータに適用してもよい。

【0039】

（熱処理工程）
熱処理工程（Ｓ４）は、上記説明した熱処理炉１を用いて行われる。熱処理工程では、成形されたガラス板Ｇに対し、ガラス板Ｇの温度が好ましくは４００〜６００℃、より好ましくは４５０〜５５０℃となる範囲で熱処理を行う。具体的には、熱処理炉１内において、互いに間隔をあけて配置された複数のガラス板Ｇの間の隙間に熱風を送風し、かつ、ガラス板Ｇに対して熱風が送風される方向の下流側（風下側）に配置されたヒータ３３から放射される放射熱によってガラス板Ｇを加熱する。熱処理工程（Ｓ４）が行われる間、熱処理炉１において、ガラス板Ｇを互いに間隔をあけて搬送する搬送工程が並行して行われてもよい。搬送工程では、ガラス板Ｇは、ガラス板Ｇの主表面が搬送方向を向くようチェーンベルト２１に吊り下げられ、縦吊り搬送される。

【0040】

上記温度範囲の熱処理はキープ区間で行われる。４００〜６００℃の温度範囲は、ＬＴＰＳ（低温度ポリシリコン）、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素）から構成される半導体層をガラス基板上に形成するときの温度を含む範囲であり、この温度範囲においてガラス板の面内での熱収縮率のバラつきを低減できればよい。
キープ区間での熱処理は、具体的には、ガラス板Ｇの温度を好ましくは４００〜６００℃の範囲内の所定の温度（キープ温度）に保持すること、より具体的には、ガラス板Ｇの面内の温度差がキープ温度の範囲内に収まるようガラス板Ｇの温度を保持することにより行われる。キープ温度は、ガラス板Ｇの面内での熱収縮率のバラつきを低減できるよう定められる。キープ温度の範囲の上限値と下限値との差は２０℃以内であることが好ましく、差がないことがより好ましい。例えば、キープ温度は、上限値と下限値との差が２０℃以下となる４５０〜５５０℃の範囲であり、より好ましくは、上限値と下限値との差が２０℃以下となる４８０〜５３０℃の範囲である。また、キープ区間の熱処理を行う時間（キープ時間）は、熱収縮率の低減を考慮して調整され、例えば６０分以上である。

【0041】

キープ温度の範囲の上限値と下限値との差を２０℃以内にする方法の例として、熱風が熱処理炉１の搬送路７内に流れ込んだ時の熱風温度Ｔ_１と、搬送路７から熱処理炉１内の底部に流れる時の熱風温度Ｔ_２とを測定し、熱風温度Ｔ_１と熱風温度Ｔ_２の間に温度差が生じるのを抑制するように、ヒータ３３を加熱することが挙げられる。例えば、測定の結果、熱風温度Ｔ_１が５２０℃、熱風温度Ｔ_２が４９０℃であった場合、熱風温度Ｔ_２より高い温度にヒータ３３の設定温度（例えば、５２０℃〜５３０℃）を設定し、熱風温度Ｔ_２が５２０℃に近づくように、ヒータ３３の温度を制御することで上限値と下限値との差を２０℃以内にすることができる。

【0042】

熱処理工程（Ｓ４）では、上記したキープ区間での熱処理のほか、キープ温度未満の熱処理が行われてもよい。キープ温度未満の熱処理は、昇温区間および降温区間で行われる。
昇温区間では、具体的に、ガラス板Ｇをキープ温度に昇温する。昇温開始時点のガラス板Ｇの温度は特に制限されず、例えば常温である。昇温速度は、区間を通じて略等速であることが好ましく、例えば６．７〜６０℃／分である。昇温時間は、熱収縮率の低減を考慮して調整され、例えば１０分以上である。
降温区間では、具体的に、ガラス板Ｇの温度をキープ温度から、歪点−１００℃〜歪点−３００℃の範囲内の温度（例えば４００℃）に降温する。降温速度は、区間を通じて略等速であることが好ましく、例えば０．８〜２．５℃／分である。降温時間は、熱収縮率の低減を考慮して調整され、例えば６０分以上である。

【0043】

熱処理工程（Ｓ４）が行われることによって、予め設計された温度プロファイルが、各ガラス板において再現される。温度プロファイルは、熱処理工程の経過時間に伴うガラス板Ｇの温度変化を示すものであり、ガラス板Ｇの面内の熱収縮率のバラつきを低減する観点から予め設計される。温度プロファイルは、特に制限されないが、例えば、キープ区間と対応する時間ではガラス板Ｇの温度が最も高くかつ一定であるキープ温度に保持され、昇温区間と対応する時間では常温からキープ温度にかけて昇温され、降温区間と対応する時間ではキープ温度から徐々に降温される態様のものが挙げられ、温度を縦軸、熱処理工程の経過時間を横軸としたときに、略台形形状をなしている。降温時間は、昇温時間より長いことが好ましい。

【0044】

ファン付きヒータ３１およびヒータ３３の温度は、上記温度プロファルが再現されるよう設定される。
熱処理工程（Ｓ４）は、例えば、昇温、キープ、降温の各区間の間で、熱風の風量を代えずに、熱風の温度を変えることにより行うことができる。熱風の温度は、ファン付きヒータ３１のヒータ温度の調整によって変えることができる。

【0045】

熱風は、ガラス板Ｇの端部から面内の中心に向かって送風されることが好ましい。これにより、ガラス板Ｇの主表面のより広い領域の部分に熱を伝達させ、ガラス板Ｇの面内の温度差を効果的に低減することができる。この理由から、ガラス板Ｇは、熱風が流れる方向に対して、横（熱風が流れる方向と直交する方向）の寸法が縦（熱風が流れる方向）の寸法よりも短くなるよう、横長にして搬送されることが好ましい。このように搬送することで、同じ寸法のガラス板Ｇを縦長にして搬送する場合と比べ、熱風の熱がガラス板Ｇに奪われる縦長さを短くし、ガラス板Ｇの風上側の部分と風下側の部分との間で生じる温度差を低減できる。

【0046】

熱処理工程において、搬送方向に隣り合うガラス板Ｇの間隔は、生産性およびガラス板Ｇの搬送速度を考慮して調整される。図３において、ガラス板Ｇの間隔を両方向矢印で示す。また、ガラス板Ｇの搬送速度は、ガラス板Ｇを安定した姿勢で搬送する観点から調整される。搬送速度は、区間の間で同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0047】

本実施形態のガラス板の製造方法では、複数のガラス板Ｇを互いに間隔をあけ、隣り合うガラス板Ｇ間の隙間に熱風を送風することで、各ガラス板に対して均等な熱処理を行うことができ、ガラス板Ｇの間での熱収縮率のバラつきが抑制されている。そして、ガラス板Ｇのそれぞれには、熱処理工程において、熱風の風下側には配置されたヒータ３３の放射熱が伝達されるため、熱風の風下側の温度が風上側よりも低下しても、ガラス板Ｇの面内での温度差の発生が抑制されている。このため、ガラス板Ｇの面内で熱履歴の差が生じて内部歪が発生することが抑えられ、各ガラス板Ｇの面内における熱収縮率のバラつきが抑制されている。また、本実施形態のガラス板の製造方法によって製造されたガラス板は、ガラス板Ｇの温度が４００〜６００℃となる範囲で熱処理が行われた場合は、ＬＴＰＳ、ＩＧＺＯから構成される半導体層が主表面に形成されるときの熱収縮率が小さく、また、比較的大きいサイズのものであっても面内で熱収縮率がバラつくことが抑えられていることから、ディスプレイ用ガラス板として適している。

【0048】

なお、熱処理工程では、熱風を、ガラス板の上下方向に送風する代わりに、ガラス板の側方向（図２の紙面奥行き方向）の一方の側から送風し、かつ、側方向の他方の側に配置された熱源を用いてガラス板を加熱することで熱処理を行ってもよい。また、熱処理工程において、ガラス板は搬送されなくてもよく、定位置で、例えばファン付きヒータ３１およびヒータ３３の温度を変化させることによって、昇温、キープ、降温の各区間で行われる熱処理を行ってもよく、また、３つの異なる位置のそれぞれにおいて、いずれかの区間で行われる熱処理を行い、３つの異なる位置の間でガラス板を移動させて他の熱処理を行うようにして昇温、キープ、降温の各熱処理を行ってもよい。また、ガラス板は、熱処理工程において、熱風の風上側の端部のみでなく、風下側の端部も把持されてもよい。この場合、熱風が風上側からガラス板の面内の中心を通って風下側に通り抜けられるよう、風下側で熱風の通路が確保されていることが好ましい。

【0049】

（実験例）
オーバーフローダウンドロー法を用いて作製した、ＳｉＯ₂ ６７．０モル％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０．６モル％、Ｂ₂Ｏ₃ １１．０モル％、ＲＯ １１．４モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量)のガラス組成を有する厚さ０．５ｍｍのシートガラスを、２２７０ｍｍ×２０００ｍｍのサイズの複数の矩形形状のガラス板に採板し、上記説明した熱処理炉１内で、複数のガラス板に対し下記条件で熱処理工程を行った（実施例１）。
昇温区間：常温から、５００℃〜５２０℃の範囲まで３０分かけて昇温
キープ区間：５００℃〜５２０℃の範囲で１２０分保持
降温区間：５００℃〜５２０℃の範囲から１２０℃まで６０分かけて降温
ガラス板間ピッチ：１００ｍｍ

【0050】

また、実施例１のガラス板を採板した同じシートガラスから採板したガラス板を用いて、ヒータ３３による加熱を行わなかった点を除いて実施例と同様に熱処理工程を行った（比較例）。比較例では、キープ区間でのガラス板の面内の温度差は３０℃を超えていた。

【0051】

（熱収縮率の測定）
熱処理工程を行った実施例および比較例のガラス板からそれぞれ９枚のガラス基板を切り出し、各ガラス基板について下記の要領で熱収縮率を測定した。
ガラス基板の長辺両端部にケガキ線を入れ、短辺中央部で半分に切断し、２つのガラスサンプルを得る。このうちの一方のガラスサンプルを、熱処理（昇温速度が１００℃／分、５００℃で３０分放置）する。熱処理をしない他方のガラスサンプルの長さを計測する。さらに、熱処理したガラスサンプルと未処理のガラスサンプルとをつき合わせてケガキ線のずれ量を、レーザ顕微鏡等で測定して、ガラスサンプルの長さの差分を求めることでサンプルの熱収縮量を求める。この熱収縮量である差分と、熱処理前のガラスサンプルの長さを用いて、以下の式により熱収縮率が求める。このガラスサンプルの熱収縮率をガラス基板の熱収縮率とする。
熱収縮率（ｐｐｍ）＝（差分）／（熱処理前のガラスサンプルの長さ）×１０^６
測定の結果、実施例のガラス基板の熱収縮率はいずれも３ｐｐｍ以内であったのに対し、比較例のガラス基板の熱収縮率は４〜１０ｐｐｍの範囲に及んでいて、実施例のガラス板は面内でのバラつきが低減されていることが確認された。

【0052】

（実施例２）
実施例１と同様の組成、厚さを有するガラス板から、３００ｍｍ×３００ｍｍのサイズのガラス基板を切り出し、上記説明した熱処理炉１内で、下記条件１、条件２で熱処理工程を行った（実施例２）。ガラス基板のサイズを３００ｍｍ×３００ｍｍと小さくすることにより、ダウンフローによる熱処理によって生じるガラス基板の上部と下部との温度差を抑制し、ガラス基板の面内温度が均一になるよう熱処理した。この熱処理によって、ガラス基板の面内の熱収縮率のばらつきが０になるようにした。条件１、条件２のそれぞれの熱処理によって得られたガラス基板の熱収縮率を求め、条件１と条件２との熱処理温度差２０℃によって生じる熱収縮率のばらつきを求めた。
条件１
昇温区間：常温から、５００℃の温度まで３０分かけて昇温
キープ区間：５００℃の温度で９０分保持
降温区間：５００℃から、４００℃まで９０分かけて降温
ガラス基板間ピッチ：１００ｍｍ
条件２
昇温区間：常温から、５２０℃の温度まで３０分かけて昇温
キープ区間：５２０℃の温度で９０分保持
降温区間：５２０℃から、４００℃まで９０分かけて降温
ガラス基板間ピッチ：１００ｍｍ

【0053】

条件１によるガラス基板の熱収縮率は−０．１ｐｐｍ、条件２によるガラス基板の熱収縮率は１．９ｐｐｍであった。条件１と条件２とのキープ温度の温度差は２０℃であるため、熱処理の温度差が２０℃であるガラス基板の熱収縮率のばらつきは２ｐｐｍ（＝１．９ｐｐｍ−（−０．１ｐｐｍ））であることが確認された。このため、ガラス板の面内の熱収縮率のばらつきを２ｐｐｍ以下にするためには、熱処理温度の差を２０℃以下にすればよいことが確認された。

【0054】

以上、本発明のディスプレイ用ガラス板の製造方法およびディスプレイ用ガラス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。

【符号の説明】

【0055】

１ 熱処理炉
３ 入口
５ 出口
７ 搬送路
２１ チェーンベルト（搬送ベルト）
２３ バー
２５ クランプ
２７ ベルト
３１ ファン付きヒータ
３３ ヒータ
Ｇ ガラス板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】