玻璃板的制造装置及制造方法课件.docx

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玻璃板的制造装置及制造方法课件

玻璃板的制造装置及制造方法

特开：

2012--1398

申请日期：

2012.01.05

申请人：

旭硝子股份公司

请求项目1：

将玻璃液连续供给到金属溶液的液面上形成玻璃带，将该玻璃带从上述液面的上游侧移动至下游侧制造玻璃板的装置。

在液面上方设置若干加热器，和若干控制器。

将设置若干加热器的加热器区域按照玻璃带的移动方向分成若干排，将各排按照玻璃带的宽幅方向分割成各个区域，并在各个区域内设置的若干加热器各自对应一个控制器，就是控制玻璃板的制造装置。

在这个装置中，具有沿着玻璃带的移动方向设置，支持玻璃带的宽幅方向两端的若干对拉边辊。

在最上游的一对拉边辊和最下游的一对拉边辊之间的玻璃带的上方，在相邻的两排之间，将各排按照上述宽幅方向分割的分割部位是一个以上且不连续的是玻璃板的制造装置。

请求项目2：

在最上游的一对拉边辊和最下游的一对拉边辊之间的玻璃带的上方，在相邻的两排之间，沿着玻璃带所规定的流线，按照上述宽幅方向分割的是请求项目1记载的玻璃板的制造装置。

请求项目3：

将玻璃液连续供给到金属溶液的液面上形成玻璃带，将该玻璃带从上述液面的上游侧移动至下游侧的制造玻璃板的方法。

根据在液面上方设置的若干加热器和若干控制器来调节温度分布。

将设置若干加热器的加热器区域按照玻璃带的移动方向分成若干排，将各排按照玻璃带的宽幅方向分割成各个区域，并在各个区域内设置的若干加热器各自对应一个控制器，就是控制玻璃板的制造方法。

利用沿着玻璃带的移动方向设置的若干对拉边辊，支持玻璃带的宽幅方向的两端。

在最上游的一对拉边辊和最下游的一对拉边辊之间的玻璃带的上方，在相邻的两排之间，将各排按照上述宽幅方向分割的分割部位是一个以上且不连续的是玻璃板的制造方法。

请求项目4：

在最上游的一对拉边辊和最下游的一对拉边辊之间的玻璃带的上方，在相邻的两排之间，沿着玻璃带所规定的流线，按照上述宽幅方向分割的是请求项目3记载的玻璃板的制造方法。

请求项目5：

利用请求项目3或者是请求项目4记载的制造方法制造的玻璃板是，在宽幅方向任意2000mm之间，最大板厚度和最小板厚度的差值在30μｍ以下的玻璃板。

请求项目6：

利用请求项目3或者是请求项目4记载的制造方法制造的玻璃板是，在宽幅方向任意3000mm之间，最大板厚度和最小板厚度的差值在45μｍ以下的玻璃板。

请求项目7：

利用请求项目3或者是请求项目4记载的制造方法制造的玻璃板是，在宽幅方向任意3000mm之间，最大板厚度和最小板厚度的差值在35μｍ以下的玻璃板。

背景技术：

利用浮法的玻璃板的制造装置是，将玻璃液连续供给到金属溶液的液面上形成玻璃带，将该玻璃带从上述液面的上游侧移动至下游侧的装置。

在这个制造装置中，利用金属溶液（代表性的是锡液）平滑的液面，形成带状玻璃。

那时，为了控制玻璃带的温度分布，在液面的上方设置若干加热器控制发热量。

若干的加热器按照玻璃带的移动方向设置成若干排。

各排的加热器按照玻璃带的宽幅方向设置若干。

个别控制这些加热器的发热量，通过控制玻璃带的温度分布能够制造板厚、偏差小的玻璃板。

但是，个别控制这些加热器的话，加热器的控制器的数量就会增多，制造装置也会变得更大型的同时，制造装置的管理也会变得麻烦。

将设置若干加热器的加热器区域，按照玻璃带的移动方向以及宽幅方向区分，在各区域内设置若干加热器，在一个区域内设置若干加热器各自对应一个控制器，提出了这一控制技术提案（参照例如，特许文献1、2）。

特许文献1：

特开平成8年-325024号公报

特许文献2：

国际公开第09/054411号册

发明要解决的问题：

玻璃带在自然状态下，展开至根据表面张力和重力等决定的基板厚度（以下称为平衡板厚）。

平衡板厚是，如上述所述，依存于表面张力，根据玻璃的种类和温度等不同而异，例如6～7mm。

一般来说，玻璃带的厚度比平衡板厚薄的情况下，提高玻璃带的牵引速度，把玻璃带牵引的更薄。

这时，为了防止玻璃带的宽幅变小，将玻璃带的宽幅方向的两端用拉边辊支持。

特别是近年来，更倾向于制造液晶显示器（LCD）等的平板显示器（FPD），厚度薄（例如厚度在0.7mm以下）的玻璃板。

制造这种厚度薄的玻璃板的情况下，为了使玻璃带比现在的厚度更薄，有必要使用很多拉边辊。

而且，根据板厚的偏差影响也会变大。

在使用拉边辊的情况下，玻璃板的制造装置以及制造方法有必要和以前的不一样。

本发明是鉴于上述课题，以提供适用于使用拉边辊的玻璃板的制造装置以及制造方法为目的的。

解决课题的方法：

为了解决上述目的，本发明是将玻璃液连续供给到金属溶液的液面上形成玻璃带，将该玻璃带从上述液面的上游侧移动至下游侧制造玻璃板的装置。

具有在液面上方设置的若干加热器和若干控制器。

将设置若干加热器的加热器区域按照玻璃带的移动方向分成若干排，将各排按照玻璃带的宽幅方向分割成各个区域，并在各个区域内设置的若干加热器各自对应一个控制器，就是控制玻璃板的制造装置。

在这个装置中，具有沿着玻璃带的移动方向设置，支持玻璃带的宽幅方向两端的若干对拉边辊。

在最上游的一对拉边辊和最下游的一对拉边辊之间的玻璃带的上方，在相邻的两排之间，将各排按照上述宽幅方向分割的分割部位是一个以上且不连续的是玻璃板的制造装置。

而且，本发明是将玻璃液连续供给到金属溶液的液面上形成玻璃带，将该玻璃带从上述液面的上游侧移动至下游侧的制造玻璃板的方法。

根据在液面上方设置的若干加热器和若干控制器来调节温度分布。

将设置若干加热器的加热器区域按照玻璃带的移动方向分成若干排，将各排按照玻璃带的宽幅方向分割成各个区域，并在各个区域内设置的若干加热器各自对应一个控制器，就是控制玻璃板的制造方法。

利用沿着玻璃带的移动方向设置的若干对拉边辊，支持玻璃带的宽幅方向的两端。

在最上游的一对拉边辊和最下游的一对拉边辊之间的玻璃带的上方，在相邻的两排之间，将各排按照上述宽幅方向分割的分割部位是一个以上且不连续的是玻璃板的制造方法。

发明的成效：

采用本发明，能够提供适用于使用拉边辊的玻璃板的制造装置以及制造方法。

图纸说明：

图1是本发明实施状态的玻璃板的制造装置内部结构的平面图。

图2是图1的侧面图。

图3是加热器区域的区划说明图

（1）。

图4是加热器区域的区划说明图

（2）。

图5是加热器区域的区划说明图（3）。

图6是加热器区域的区划说明图（4）。

图7是加热器区域的区划说明图（5）。

图8是比较例子的加热器的区划说明图。

实施状态：

以下，参照图示进行说明。

此外，本发明是并不限制后述的实施形态，也不偏差本发明的区域，可以增加后述的实施形态的变形以及交换。

图1是本发明实施状态的玻璃板的制造装置内部结构的平面图。

图2是图1的侧面图。

采用浮法的玻璃板的制造装置10（以下也简称为制造装置10）是，例如，如图1及图2所示，将玻璃液2连续供给到金属溶液12（代表性的是锡液）的液面13上形成玻璃带4，将该玻璃带4从上述液面13的上游侧按照箭头X1方向移动至下游侧的装置。

在这个制造装置10中，利用金属溶液12的平滑液面13，形成玻璃带4。

成形玻璃带4运送至退火窑中退火后，根据切割机所规定的的尺寸切裁制成玻璃板。

这个制造装置10备有装有金属溶液12的锡槽15、和在锡槽15上方设置的顶棚16、和若干的加热器41～48若干控制器51～58。

锡槽15内的区域是由幅度宽的上流域（以下称为宽槽17）、幅度窄的下流域19、以及上流域17和下流域19之间的中流域18组成。

若干加热器41～48在若干控制器51～58的控制下，通过下方加热玻璃带4。

若干加热器41～48设置在金属溶液12的液面上方，例如如图2所示，被吊挂在顶棚16。

若干加热器41～48，例如将玻璃带4的移动方向（X1-X2方向）以及宽幅方向（Y2-Y3方向）设置成矩阵形状。

各个加热器41～48，例如，使用被通电加热的电加热器。

各个加热器41～48的形状没有特别限定，例如棒状也是可以的。

利用控制各个加热器41～48的发热量，来控制玻璃带4的温度分布。

若干控制器51～58是控制若干加热器41～48的发热量的机器。

各个控制器51～58由微型电子计算机等构成。

设置若干加热器41～48的加热器区域被分割成若干区划。

各个区划内，利用设置的若干加热器各自对应一个控制器，一起进行控制。

这样一来，可以减少控制器的数量。

此外，在一个区划设置若干加热器使各自的发热量大致一样，利用相对应的控制器一起控制是最好的。

加热器区域是，首先沿着玻璃带4的移动方向（X1-X2方向）将其分割成若干排A～排H。

这个排的数量是根据玻璃的种类和锡槽15的大小等成形条件适当设定的。

在宽槽17的上方排数在4～15是最好的。

这个排的数量过少的话，会很难控制玻璃带4的移动方向的温度分布。

另一方面，这个排的数量过多的话，控制器51～58的数量就会变多，制造装置10变得大型化的同时制造装置10的管理也会变得麻烦。

各排A～H是如图3所示，按照玻璃带4的宽幅方向（Y1-Y2方向）被分割成若干区划。

这个分割最好是能够以玻璃带4的宽幅方向中心线为对称来分割的。

各排区划的数量是根据玻璃的种类和锡槽15的大小等成形条件适当设定的。

希望宽槽17的上方有至少一排的区划的数量是4～30，更好是4～20，最好是4～15。

区划的数量过少的话，会很难控制玻璃带4的宽幅方向的温度分布。

另一方面，区划的数量过多的话，控制器51～58的数量就会变多，制造装置10变得大型化的同时制造装置10的管理也会变得麻烦。

相邻的2排被分割成分割部分110。

分割部分110位于相邻玻璃带4的移动方向的加热器之间大致中央的位置。

另一方面，相邻玻璃带4的宽幅方向的2个区划被分割成区划部位120（参照图3等）。

区划部位120位于相邻玻璃带4的宽幅方向的加热器之间大致中央的位置。

而且，这个制造装置10甚至具有若干对的拉边辊21～25。

若干对拉边辊21～25是，设置在沿着玻璃带4的移动方向（X1-X2），支持玻璃带4的宽幅方向两端的旋转部件。

若干对拉边辊21～25被设置在宽槽区域17。

若干对拉边辊21～25（准确说是后述的拉边辊本体），最好设置在玻璃带4的成形区域（玻璃带4的粘度是10４．５～10７．５dPa・s的区域）。

各对拉边辊21～25相对设置在玻璃带4的宽幅方向两侧，玻璃带4的幅度根据表面张力防止过窄。

以下，说明关于最上游的拉边辊21的结构，其他的拉边辊22～25的结构也是一样的。

拉边辊21是由支持玻璃带4的宽幅方向端部的拉边辊本体211、和连接拉边辊211本体的旋转轴212构成。

旋转轴212由电动马达等驱动装置旋转驱动，拉边辊本体211一边旋转一边将玻璃带4的宽幅方向端部送出下游侧。

拉边辊本体211是圆板状，它的外面与玻璃带4的宽幅方向端部接触构成。

拉边辊本体211的外面为了防滑，沿着圆周方向设置很多突起。

拉边辊的设置数量是根据玻璃的种类和目标厚度等成形条件适当设定的。

例如4对～30对最好是10对～30对（在图1中只显示5对）。

玻璃板的目标厚度变得越薄，拉边辊的设置数量就会变得越多。

本实施形态中，在玻璃带4的所规定的区域6的上方，任意相邻的2排之间，将各排按照宽幅方向（Y1-Y2方向）分割的分割部分120是一个以上并且不连续的。

玻璃带4的所规定的区域6意味着，如图3中点图形的区划线所示，最上游的一对拉边辊21、和最下游的一对拉边辊25之间的区域。

更详细的说是，最上游的一对拉边辊21和玻璃带4接触的接触位置、和最下游的一对拉边辊25和玻璃带4接触的接触位置之间的区域。

而且，相邻的2排之间意味着分割相邻2排的分割部位110。

例如，如图3所示，在玻璃带4的所规定的区域6的上方，相邻的排C和排D之间，区划C2和区划C3和分割的区划部位120、与区划D2和区划D3和分割的区划部位120是不连接的。

因此，在上游的排C，通过区划C2和区划C3和分割的区划部位120的下方的玻璃带4的部位。

在下游的排D，通过区划D3（即分割的区划部位120与分割的区划部位120之间）的下方。

在有的排，相邻宽幅方向的区划之间，每单位面积的发热量不同，分割它的相邻区划的区划部分120附近，在宽幅方向产生急剧的温度差。

这个温度差通过区划部分120的下方也产生玻璃带4的对应部位。

玻璃带4通过下游排的下方时，产生温度差的部位通过区划的下方，那时能够缓和玻璃带4的上述温度差。

结果，玻璃带4的基板厚度的偏差能够减小。

本实施形态中，在所规定的的区域6的上方至少增加一个区划部分120不连接的地方。

在所规定的区域6内，玻璃带4因为若干对的拉边辊21～25幅度变窄，能够有效地使基板厚度的偏差减小。

玻璃带4在自然状态下，有在宽度方向缩小的倾向，基板厚度也容易变动。

这个效果玻璃带4的厚度越薄越明显。

玻璃带4的厚度越薄，依靠表面张力玻璃带4的宽度就越容易缩小。

因此，本发明适用于玻璃板的厚度在3mm以下的情况下，更适合2mm以下，最适合1.5mm以下，特别适合0.7mm以下的情况。

此外，从处理性来看，玻璃板的厚度在0.1mm以上是最适合的。

区划部分120不连接的地方最好是对应和玻璃板厚度的平均值很大差距的部位的地方。

而且，区划部分120不连接的地方最好是通过下方的玻璃带4的粘度在10４．５～10６．５dPa・ｓ范围内的区域。

甚至在所规定的区域6的上方，所有相邻2排之间，所有的区划部分120最好是不连接的。

这样制造出来的玻璃板，按照以前的浮法很难制造能够设定为具有均一厚度，在宽幅方向（Y1-Y2方向）的任意2000mm之间最大基板厚度和最小基板厚度的差值在30μｍ以下。

而且，能够设定为在宽幅方向（Y1-Y2）任意3000mm之间最大基板厚度和最小基板厚度的差值在45μｍ以下。

也能够设定为35μｍ以下。

使用光刻技术，在这个玻璃板的表面能够精度很好的图案化TFT（薄膜晶体管）和CF（滤色镜）等。

其次，根据图4～图5，对图3的变形例子进行说明。

各图（也包含图3）是对称于玻璃带4的宽幅方向中心线进行分割的。

如图4所示的例子，在玻璃带4的所规定区域6的上方，按照宽幅方向分割的偶数的区划的排、和按照宽幅方向分割的奇数的区划的排被相交配置。

和图3所示的例子相同，区划部分120a在所规定的区域6上方至少有一个是不连接的地方，能够得到同样的效果。

如图5所示的例子，在玻璃带4所规定的区域6的上方，各排B～G按照宽幅方向被不均等的分割。

具体来说，各排B～G，至少一个区划的宽度W1和其他区划的宽度W2不同。

此外，和图3所示的例子相同，区划部分120b在所规定的区域6上方至少有一个是不连接的地方，能够得到同样的效果。

其次，根据图6～图7，对图3的变形例子进行说明。

各图是对称于玻璃带4的宽幅方向中心线进行分割的。

如图6所示的例子，和图3所示的例子相同，在玻璃带4的所规定区域6的上方，若干排B～G内，相邻的2排之间，区划部分120c是一个以上且不连接的，能够得到如图3所示例子同样的效果。

另外，如图6所示的例子，在玻璃带4所规定的区域6的上方，若干排B～G内，连接的2排以上的B～G，沿着玻璃带4很多所规定的流线61、61按照宽幅方向分割。

流线62、62是弯曲状，区划部分120c呈直线状。

这里玻璃带4所规定的流线是指玻璃带4的宽幅方向所规定的部位固定通过的流路。

例如，如图6所示，通过上游的排B的区划B2的下方的玻璃带4的部位，它的大部分在下游的排C～G中通过区划C2～G2的下方。

同样的，通过上游的排B的区划B4的下方的玻璃带4的部位，它的大部分在下游的排C～G中通过区划C4～G4的下方。

在连接的2排中，相邻玻璃带4的移动方向（X1-X2方向）的区划之间，每单位面积的发热量不同，它的相邻区划之间就会产生温度差。

这个温度差通过相邻区划的下方也产生玻璃带4的所规定的部位。

这个所规定部位的额基板厚度通过它的相邻区划的下方时产生变化。

因此，根据本发明的实施形态的变形例子，将玻璃带4的宽幅方向的所规定不为的基板厚度沿着流路能够设定为所希望的厚度。

能够将玻璃板4的基板厚度的偏差保持在适当范围内。

本实施形态中，在所规定的的区域6的上方至少有一个沿着所规定的流线61、62分割的地方。

在所规定的区域6内，玻璃带4因为若干对的拉边辊21～25幅度变窄，能够有效地使基板厚度的偏差减小。

玻璃带4在自然状态下，有在宽度方向缩小的倾向，基板厚度也容易变动。

所规定的流线61、62最好是对应和玻璃板厚度的平均值很大差距的部位的流路。

而且，作为沿着所规定的流线61、62区划形成的区域，通过下方的玻璃带4的粘度最好是在10４．５～10６．５dPa・ｓ范围内的区域。

在这个区域内，玻璃带4的形状很大程度上左右着玻璃板4的基板厚度的偏差。

甚至在所规定的区域6的上方，所有相邻的排之间，最好是沿着所规定的流线61、62分割。

在如图7所示的例子中，和图6所示例子相同，在玻璃带4的所规定的区域6的上方，相连接的2排以上B～G，沿着玻璃带4的所规定的流线61、62按照宽幅方向分割。

这些区划部分120d在一部分的排B、C、F、G中，和形成阶梯状的点不同。

因此，在一部分的排B、C、F、G中，能够更严格的控制玻璃带4的宽幅方向的所规定的部位的温度。

此外，区划部分120d的形状，只要是沿着所规定的流线61、62的形状，就没有限制，曲线状也是可以的。

实施例子：

以下，根据实施例子等对本发明进行具体说明，本发明不被这些例子所限定。

在实施例子1中，利用如图1以及图2所示的制造装置10和同样的装置，形成玻璃带。

其次，冷却成形的玻璃带，沿着宽幅方向以及较长方向进行切割，将拉边辊接触的部分（即玻璃带的宽幅方向两端）切除。

这样一来，就能够制造出平均厚度为0.7mm的玻璃板。

拉边辊的设置数量为16对（总计32根）。

而且，设置加热器的区域的区划和图3设定的一样。

具体来说，在玻璃带的所规定的区域的上方，沿着玻璃带的移动方向（X1-X2方向）将加热器区域分割成4排，沿着玻璃带的宽幅方向（Y1-Y2方向）将各排分割成7～11个区划。

而且，在玻璃带的所规定的区域的上方的分割部位中，除去位于上述所规定的区域的额宽幅方向中央线上的加热器区域两端的区划部分，其余所有的区划部分是不连接的。

各个区划内加热器的输出控制基板厚度偏差最小。

其次，测定玻璃板的宽幅方向的基板厚度的分布。

测定点以玻璃板的中心点为基准点，向宽幅方向两侧2cm的间距分别设置75个地方，总共设置151个地方。

这个测定结果来调查最大基板厚度T1和最小基板厚度T2的差值（T1-T2）（以下称为基板厚度偏差）。

分别对100片玻璃板进行调查，测定基板厚度偏差的平均值及最大值。

使用151个地方的测定点，以3000mm区间的基板厚度偏差、玻璃板的中心点为基准点测定基板厚度偏差，使用101个地方的测定点，测定2000mm区间的基板厚度偏差。

测定的结果，2000mm区间的基板厚度偏差的平均值为14.4μｍ，2000mm取件的基板厚度偏差的最大值为30μｍ，3000mm区间的基板厚度偏差的平均值为16.9μｍ，3000mm区间的基板厚度偏差的最大值为34μｍ。

在实施例子2中，改变加热器和控制器的接线范围，除去将设置加热器的区域的区划变更为如图6所示，和实施例子1同样制造玻璃板。

因此，2000mm区间的基板厚度偏差的平均值为11.5μｍ、2000mm区间的基板厚度偏差的最大值为19μｍ，3000mm区间的基板厚度偏差的平均值为14.5μｍ、3000mm区间的基板厚度偏差的最大值为25μｍ。

在比较例子1中，改变加热器和控制器的接线范围，除去将设置加热器的区域的区划变更为如图8所示，和实施例子1同样制造玻璃板。

在各区划中，为了使基板厚度偏差变得最小，要控制加热器的输出。

因此，2000mm区间的基板厚度偏差的最小值为100μｍ。

符号的说明：

2玻璃液、4玻璃带、6所规定区域、10玻璃板的制造装置、12金属溶液、13液面、15锡槽、16顶棚、21最上游的拉边辊、25最下游的拉边辊、41～48加热器、51～58控制装置、61、62流线、110分割部位、120区划部分

翻译：

周叶萱

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8