[发明专利]玻璃基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造玻璃基板的玻璃基板的制造方法。

背景技术

在液晶显示器或等离子显示器等平板显示器（以下，称作“FPD”。）所使用的玻璃基板中，采用厚度例如为0.5～0.7mm的薄玻璃板。该FPD用玻璃基板例如在第1代时为300×400mm的尺寸，但在第10代时成为2850×3050mm的尺寸。

为了制造这样大的尺寸的FPD用玻璃基板，经常使用溢流下拉法。溢流下拉法包括：通过在成形炉中使熔融玻璃从成形体的上部溢出（溢流）从而在成形体的下方成形薄板玻璃（板状玻璃）的工序；和使薄板玻璃在退火炉中退火的冷却工序。在退火炉中，将薄板玻璃引入成对的辊之间并向下方搬送，由此将薄板玻璃拉伸成所希望的厚度，然后对薄板玻璃进行退火。然后，在将薄板玻璃切割成预定的尺寸后作为玻璃板进行保管。

专利文献1公开了采用这样的溢流下拉法的玻璃基板的制造方法。图8是该专利文献1所公开的玻璃板的制造装置的局部剖面主视图。通过在成形炉1中使熔融玻璃3从成形体2的上部溢流，由此在成形体2的下方成形薄板玻璃8，利用分别设置于成形后的薄板玻璃8的各侧缘部8a、8b附近的多级的辊5a、5b、6a、6b、7a、7b、…将薄板玻璃8向下方搬送，并在该过程当中进行退火。并且，上述各辊、例如辊5a、5b分别固定在辊轴9a、9b的一端（前端部），各辊轴9a、9b分别被轴承10a、10b悬臂支承。并且，各辊轴9a、9b的另一端（后端部）与马达12a、12b连接。

在采用这样的溢流下拉法的玻璃基板的制造方法中，保持使搬送薄板玻璃的上述辊附近的温度比较高的状态（较高的部位在600℃以上）。一般来说，由于辊轴是金属制的部件，因此，随着温度上升会导致强度下降，从而使应变的风险升高，如果轴发生弯曲，则随着轴的旋转，会对安装于轴前端附近的辊的表面输送玻璃基板的速度引起周期的变动，从而成为导致纵（拉伸）方向上的厚度偏差或翘曲发生的重要原因。在专利文献1中公开了这样的内容：为了防止这样的辊轴的变形，例如使轴形成为中空，并在该中空空间内流过冷却用的气体，由此冷却辊轴。并且公开了这样的内容：在这种情况下，在轴前端将孔堵住，以使冷却气体不会向薄板玻璃周围喷出。

专利文献1：日本特许第3093000号公报

在使冷却用的气体在专利文献1所公开的辊轴内流过来冷却辊轴的情况下，例如如图9所示，将通过外周夹持玻璃的辊20安装于一端被堵住的中空的辊轴21的被堵住的端部侧，从没有被堵住的轴端侧插入两端开口的内管22，使冷却用的气体从该内管22的后端部流入。一般采取这样的办法：从内管22的前端向辊轴21的中空部前端喷出的气体在与堵住中空轴的内壁面接触后，通过内管22外侧的辊轴21内部而从后端附近向外排出。并且，图9的（a）是局部剖面主视图，（b）是侧视图。图9（a）中的虚线箭头表示上述的气体的流动。

可是，在悬臂支承的辊轴中，由于最大的应力作用于支承端侧的根部附近，因此，在对处于高温的辊轴冷却时，最需要冷却的部位也是支承端侧的根部附近，但是根据上述的现有结构，冷却用气体先被供给至辊轴21的前端部，从此处开始进行与轴内壁的直接的热交换，因此，是最有效地冷却辊轴21的前端的结构。在该结构中，在为了将辊轴21的根部冷却至预定的温度以下而调整气体的流入量的情况下，辊轴21的前端温度比处于炉内的根部周围部低。

另外，对于从成形体溢流出的熔融玻璃进行上述的退火，以使翘曲和应变不会大至必要值以上，即满足顾客的品质要求。具体来说，沿流动方向预先设计有薄板玻璃的宽度方向的温度分布，并以使薄板玻璃成为设计好的温度分布的方式利用冷却装置和加热器等进行严格的温度管理。可是，在退火工序中，如果过度冷却如上述那样搬送薄板玻璃的辊20的辊轴21的前端，则由于辊轴21的前端面相对于炉内并没有特别地进行隔热，从而导致处于辊轴21的前端附近的薄板玻璃被过度冷却，或者，即使辊轴21的前端面具有一定程度的隔热性能，但由于低温的辊轴会夺去通过辊材而与辊的表面接触的玻璃的超过必要的热量，因此，上述温度分布的平衡破坏，从而无法再现预先设计好的温度分布。其结果是，制造出的玻璃基板的翘曲和应变容易变大。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种玻璃基板的制造方法，其能够高精度地再现设计好的温度分布，由此能够抑制玻璃基板的平面度（翘曲量）和应变恶化。

本发明者想到了以下结构的发明，以便即使在退火工序中在高温的炉内长期使用，也能够保持辊轴所需要的直线度，并且能够对玻璃高精度地再现设计好的温度分布。

（本发明的结构1）