基板用玻璃板转让专利

申请号 : CN200880114574.4

文献号 : CN101842328B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 西泽学嶋田勇也加濑準一郎

申请人 : 旭硝子株式会社

摘要 :

本发明提供不含B2O3的可用作LCD面板等的玻璃板的基板用玻璃板。一种基板用玻璃板,其中,实质上不含B2O3,以氧化物基准的质量%表示,作为玻璃主要组成,含有SiO2:68~80、Al2O3:0.1~5、MgO:9.5~12、CaO+SrO+BaO:0~2、Na2O+K2O:6~14,密度在2.45g/cm3以下,50~350℃的平均热膨胀系数在75×10-7/℃以下,玻璃化温度在600℃以上,脆度在6.5μm-1/2以下。

权利要求 :

1.一种基板用玻璃板,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示,作为玻璃主要组成,含有SiO2 68~80、Al2O3 0.1~5、B2O3 0~3、MgO 10.1~12、CaO+SrO+BaO 0~1、Na2O+K2O 6~14,

3 -7

密度在2.45g/cm 以下,50~350℃的平均热膨胀系数在75×10 /℃以下,玻璃化温度-1/2在600℃以上,脆度在6.0μm 以下,热收缩率(C)在20ppm以下。

2.如权利要求1所述的基板用玻璃板,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示,含有

10.3~12的MgO。

3.如权利要求1所述的基板用玻璃板,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示,含有

0~0.5的CaO+SrO+BaO。

4.如权利要求1所述的基板用玻璃板,其特征在于,实质上不含B2O3。

5.如权利要求1所述的基板用玻璃板,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示,含有Na2O 6~14、K2O 0以上且不足3,粘度设为η时,满足logη=2.5的温度在1620℃以下。

6.如权利要求1所述的基板用玻璃板,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示,含有Na2O 0以上且不足3、K2O 6~14,

玻璃化温度在640℃以上。

7.如权利要求1所述的基板用玻璃板,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示,含有Na2O 3~11、K2O 3~11,

玻璃化温度在620℃以上,粘度设为η时,满足log η=2.5的温度在1670℃以下。

说明书 :

基板用玻璃板

技术领域

[0001] 本发明涉及用于液晶显示器(LCD)面板、等离子体显示器面板(PDP)等各种显示器面板和太阳能电池用基板的基板用玻璃板。本发明的基板用玻璃板特别适合作为LCD面板用的玻璃板。

背景技术

[0002] 一直以来,LCD面板用的玻璃基板采用不含碱金属氧化物的无碱玻璃。其理由是如果玻璃基板中含碱金属氧化物,则在LCD面板的制造工序中所实施的热处理中,玻璃基板中的碱金属离子可能会扩散至用于驱动LCD面板的薄膜晶体管(TFT)的半导体膜,导致TFT特性的劣化。
[0003] 此外,也因为无碱玻璃的热膨胀系数低,玻璃化温度(Tg)高,因此LCD面板的制造工序中的尺寸变化小,使用LCD面板时热应力对显示品质的影响少,所以作为LCD面板用的玻璃基板是优选的。
[0004] 然而,无碱玻璃在制造方面存在如下所述的问题。
[0005] 无碱玻璃具有粘性非常高而难以熔化的性质,在制造中伴有技术上的困难。
[0006] 此外,对于无碱玻璃,澄清剂的效果通常较差。例如,使用SO3作为澄清剂的情况下,SO3(分解)发泡的温度低于玻璃的熔化温度,因此在得到澄清之前,所添加的SO3大部分分解而从熔融玻璃挥散,无法充分发挥澄清效果。
[0007] 基于近年来的技术进步,也开始研究使用含碱金属氧化物的含碱玻璃基板作为LCD面板用的玻璃基板的方案(参照专利文献1、2)。含碱金属氧化物的玻璃由于一般热膨胀系数高,因此通常含有具有使热膨胀系数降低的效果的B2O3,从而达到适合作为LCD面板用的玻璃基板的热膨胀系数(参照专利文献1、2)。
[0008] 然而,采用含B2O3的玻璃组成的情况下,将玻璃熔化时,特别是在熔解工序和澄清工序中,B2O3发生挥散,因此玻璃组成容易变得不均一。如果玻璃组成不均质,则会对成形为板状时的平坦性造成影响。为了确保显示品质,LCD面板用的玻璃基板被要求具有高度的平坦度,从而保持夹着液晶的2块玻璃的间隔、即液晶盒间隙恒定。因此,为了确保规定的平坦度,在通过浮法成形为平板玻璃后,进行平板玻璃的表面研磨,但如果成形后的平板玻璃无法获得规定的平坦性,则研磨工序所需的时间变长,生产性下降。此外,如果考虑到所述B2O3的挥散产生的环境负担,则熔融玻璃中的B2O3的含有率较好是更低,更好是实质上不含B2O3。
[0009] 然而,在B2O3的含有率低或者更优选的实质上不含B2O3的情况下,难以下降至适合作为LCD面板用的玻璃基板的热膨胀系数。另外,也难以在抑制粘度上升的同时获得规定的Tg等。此外,B2O3的含有率低或者更优选的实质上不含B2O3的含碱玻璃基板还存在容易损伤的问题。
[0010] 专利文献1:日本专利特开2006-137631号公报
[0011] 专利文献2:日本专利特开2006-169028号公报
[0012] 发明的揭示
[0013] 为了解决上述的现有技术的问题,本发明的目的在于提供一种基板用玻璃板,该玻璃板含有微量的碱金属氧化物,B2O3的含有率低,较好是不含B2O3,可以用作LCD面板等的玻璃基板。
[0014] 本发明人为了实现上述的目的而进行了认真研究,从而完成了本发明。
[0015] 即,本发明提供一种基板用玻璃板,其中,以氧化物基准的质量%表示,作为玻璃主要组成,含有
[0016] Al2O3 0.1~5、
[0017] B2O3 0~3、
[0018] MgO 9.5~12、
[0019] CaO+SrO+BaO 0~2、
[0020] Na2O+K2O 6~14,
[0021] 密度在2.45g/cm3以下,50~350℃的平均热膨胀系数在75×10-7/℃以下,玻璃化-1/2温度(Tg)在600℃以上,脆度在6.5μm 以下。
[0022] 本发明的基板用玻璃板较好是实质上不含B2O3。
[0023] 此外,本发明的基板用玻璃板较好是热收缩率(C)在20ppm以下。
[0024] 另外,本发明的基板用玻璃板的第一种优选形态为,以氧化物基准的质量%表示,含有
[0025] Na2O 6~14、
[0026] K2O 0以上且不足3,
[0027] 粘度设为η时,满足logη=2.5的温度在1620℃以下。
[0028] 本发明的基板用玻璃板的第二种优选形态为,以氧化物基准的质量%表示,含有[0029] Na2O 0以上且不足3、
[0030] K2O 6~14,
[0031] Tg在640℃以上。
[0032] 另外,本发明的基板用玻璃板的第三种优选形态为,以氧化物基准的质量%表示,含有
[0033] Na2O 3~11、
[0034] K2O 3~11,
[0035] Tg在620℃以上,粘度设为η时,满足log η=2.5的温度在1670℃以下。
[0036] 本发明的基板用玻璃板由于50~350℃的平均热膨胀系数在75×107/℃以下,Tg在600℃以上,因此面板的制造工序中的尺寸变化小,使用面板时热应力对显示品质的影响小,所以特别适合作为LCD面板用的玻璃基板。
[0037] 此外,本发明的基板用玻璃板因为B2O3的含有率低,较好是实质上不含B2O3,所以玻璃制造时B2O3的挥散少,较好是没有B2O3的挥散,因此玻璃板的均质性良好,平坦性良好,成形为玻璃板后的玻璃板表面的研磨可减少,生产性良好。
[0038] 此外,本发明的基板用玻璃板不易损伤,后述的脆度在6.5μm-1/2以下,适合作为显示器面板用玻璃板和太阳能电池用玻璃板。
[0039] 本发明的基板用玻璃板由于密度低至2.45g/cm3以下,因此作为显示器面板、特别是大型的显示器面板时在操作方面优选。
[0040] 此外,本发明的玻璃板由于较好是热收缩率(C)在20ppm以下,因此在TFT面板制造工序中的低温(150~300℃)下的热处理中收缩小,不易产生玻璃基板上的成膜图案的偏移。
[0041] 此外,本发明的基板用玻璃板的第一种优选形态由于在玻璃熔解温度下粘性特别低,因此易于熔化原料,制造容易。
[0042] 此外,澄清剂使用SO3时,因为粘性低,所以澄清剂效果良好,泡品质良好。
[0043] 此外,本发明的基板用玻璃板的第二种优选形态由于Tg在640℃以上,因此面板的制造工序中的尺寸变化较少,面板使用时的热应力对显示品质造成的影响特别小。
[0044] 此外,本发明的基板用玻璃板的第三种优选形态由于玻璃熔解温度下的粘性较低,Tg较高,因此是兼具本发明的基板用玻璃板的第一种优选形态和第二种优选形态的长处的基板用玻璃板。
[0045] 本发明的基板用玻璃板适合作为LCD面板用的玻璃基板,但也可以用于其他显示器用基板,例如等离子显示器面板(PDP)、无机场致发光显示器等。例如,用作PDP用的玻璃板的情况下,由于热膨胀系数比以往的PDP用的玻璃板小,因此可以抑制热处理工序中的玻璃开裂。
[0046] 还有,本发明的基板用玻璃板也可以用于显示器面板以外的用途。例如,还可以用作太阳能电池基板用玻璃板。
[0047] 实施发明的最佳方式
[0048] 以下,对本发明的基板用玻璃板进行说明。
[0049] 以下,只要没有特别限定,%是指“质量%”。
[0050] 本发明的基板用玻璃板的特征在于,以氧化物基准的质量%表示,作为玻璃主要组成,含有
[0051] SiO2 68~80、
[0052] Al2O3 0.1~5、
[0053] B2O3 0~3、
[0054] MgO 9.5~12、
[0055] CaO+SrO+BaO 0~2、
[0056] Na2O+K2O 6~14,
[0057] 密度在2.45g/cm3以下,50~350℃的平均热膨胀系数在75×10-7/℃以下,Tg在-1/2600℃以上,脆度在6.5μm 以下。
[0058] 较好是本发明的玻璃板实质上不含B2O3。
[0059] 本发明的基板用玻璃板中,限定为上述组成的理由如下所述。
[0060] 本发明的基板用玻璃板的B2O3的含有率低至3%以下,较好是不含B2O3。因此,在制造玻璃板的过程中熔化玻璃时的熔解工序、澄清工序和成形工序、特别是熔解工序和澄清工序中的B2O3的挥散少,较好是没有挥散,所制成的玻璃板的均质性和平坦性良好。其结果是,用作要求具有高度的平坦性的LCD面板用的玻璃板的情况下,与以往的显示面板用玻璃板相比,可以减少玻璃板的研磨量。
[0061] 此外,如果还考虑到B2O3的挥散产生的环境负担,B2O3的含有率较好是更低。因此,B2O3的含有率较好是0~2.0%,更好是实质上不含B2O3。还有,考虑到玻璃中的气泡的减少的情况下,B2O3的含有率较好是在2.0%以下,更好是在1.5%以下,特别好是在1.0%以下。
[0062] 本发明中,“实质上不含”是指除了从原料等混入的不可避免的杂质以外不含有,即不有意图地使其含有。
[0063] SiO2是形成玻璃的骨架的成分,不足68%时,产生Tg下降、玻璃的耐热性和化学耐久性下降、热膨胀系数增大、脆度增大而玻璃变得易于损伤、密度增大等问题。但是,超过80%时,产生失透温度上升、玻璃的高温粘度上升、熔融性变差等问题。
[0064] SiO2的含量优选69~80%,较好为70~80%,更好为71~79.5%。
[0065] Al2O3因具有提高Tg、使耐热性和化学耐久性提高以及降低热膨胀系数的效果而含有。若含有率不足0.1%,则Tg下降,热膨胀系数增大。但是,超过5%时,产生玻璃的高温粘度上升、熔融性变差、密度增大、失透温度上升、成形性变差等问题。
[0066] Al2O3的含量较好是0.5~4.5%,更好是1~4%。
[0067] MgO因具有降低玻璃的熔解温度下的粘性、促进熔解以及抑制脆度的增大的效果而含有。若含有率不足9.5%,则抑制脆度增大的效果不充分,且玻璃的高温粘度上升,熔融性变差。但是,超过12%时,产生玻璃的分相、失透温度的上升、密度的增大、Tg的增大、热膨胀系数的增大等问题。
[0068] MgO的含量较好为10~11.8%。
[0069] CaO、SrO和BaO具有降低玻璃的熔解温度下的粘性、促进熔解的效果。但是,若它们的含量高,则妨碍含有MgO而产生的脆度的增大抑制效果,所以以总量计在2%以下。
[0070] CaO、SrO和BaO的含量以总量计较好是在1%以下,更好是在0.5%以下。若考虑到环境负担,较好是实质上不含BaO。
[0071] Na2O和K2O具有降低玻璃的熔解温度下的粘性、促进熔解的效果,还具有降低脆度的效果和降低失透温度的效果,所以以总量计含有6%以上。但是,以总量计超过14%时,产生热膨胀系数增大、Tg下降、密度增大等问题。它们的总量优选7~14%,较好为8~14%,更好为9~13%。
[0072] 此外,可以为了获得与Na2O和K2O同样的效果而含有Li2O。但是,Li2O的含有导致Tg的下降,所以Li2O的含量较好是在5%以下。
[0073] 此外,含有Li2O的情况下,Na2O、K2O和Li2O的总量优选6~14%,较好为7~14%,更好为8~14%,特别好为9~13%。但是,如果考虑到维持高Tg以及良好的SO3产生的澄清效果,较好是实质上不含Li2O。
[0074] 本发明的基板用玻璃板中,K2O(质量%)相对于Na2O和K2O的总量(质量%)的比例K2O/(Na2O+K2O)为0.2~0.8时,电阻因混合碱效应而增加,将150℃时的电阻率设为ρ[Ωcm]时,logρ=10以上。因此,K2O/(Na2O+K2O)为0.2~0.8的基板用玻璃板由于电阻高,因此适合于要求基板具有绝缘性的用途。作为要求具有绝缘性的基板,可以例示例如PDP用基板、太阳能电池用基板等。
[0075] 将本发明的基板用玻璃板用于要求绝缘性的用途时,较好是以K2O/(Na2O+K2O)达到0.25~0.75的量含有Na2O和K2O。
[0076] 将本发明的基板用玻璃板用于要求绝缘性的用途时,较好是logρ=10.5以上,更好是logρ=11以上。
[0077] 如上所述,作为主要组成,本发明的基板用玻璃板较好是由SiO2、Al2O3、MgO、CaO、SrO、Na2O和K2O形成。
[0078] 本发明的基板用玻璃板可以使用SO3作为澄清剂。制造像本发明的基板用玻璃板这样的含碱玻璃的情况下,SO3可以作为澄清剂充分发挥效果。这是因为SO3分解而发泡的温度高于原料形成熔融玻璃的温度。
[0079] 作为SO3源,在玻璃主要组成原料中投入硫酸钾(K2SO4)、硫酸钠(Na2SO4)、硫酸钙(CaSO4)等硫酸盐,硫酸盐相对于100%的主要组成原料以SO3换算为0.05~1%,更好是0.05~0.3%。
[0080] 在基板用玻璃板中的残存量以SO3换算为100~500ppm,较好是100~400ppm。
[0081] 除上述成分以外,本发明的基板用玻璃板可在对玻璃板不造成不良影响的范围内含有其他成分。具体来说,为了改善玻璃的熔解性、澄清性,可以相对于100%的主要组成原料含有以总量计在2%以下、较好是在1.5%以下的F、Cl、SnO2等。
[0082] 此外,为了提高基板玻璃的化学耐久性,可以相对于100%的主要组成原料含有以总量计在5%以下,较好是在2%以下的ZrO2、Y2O3、La2O3、TiO2、SnO2等。其中,Y2O3、La2O3和TiO2也有利于玻璃的杨氏模量的提高。还有,考虑到玻璃中的气泡的减少的情况下,ZrO2的含量较好是在2.0%以下,更好是在1.5%以下,特别好是在1.0%以下。
[0083] 另外,为了调整基板玻璃的色调,可以含有Fe2O3、CeO2等着色剂。这样的着色剂的含量相对于100%的主要组成原料以总量计较好是在1%以下,更好是在0.3%以下。
[0084] 若考虑到环境负担,本发明的基板用玻璃板较好是实质上不含As2O3和Sb2O3。此外,若考虑到稳定地进行浮法成形,较好是实质上不含ZnO。
[0085] 本发明的基板用玻璃板的密度在2.45g/cm3以下。
[0086] 如果玻璃板的密度低,则特别是用作大型显示器用玻璃基板时,可防止开裂,提高3 3
操作性,因此是有效的。密度较好是在2.44g/cm 以下,更好是在2.43g/cm 以下,特别好是
3
在2.40g/cm 以下。
[0087] 本发明的基板用玻璃板由于50~350℃的平均热膨胀系数在75×10-7/℃以下,因此将本发明的基板用玻璃板用作LCD面板用的玻璃板的情况下,制造LCD面板时所实施的热处理工序中的基板尺寸变化被抑制至不会造成问题的水平。
[0088] 还有,本发明中,50~350℃的平均热膨胀系数是使用差示热膨胀计(TMA)测得的值,按照JIS R3102求得。
[0089] 50~350℃的平均热膨胀系数较好是在70×10-7/℃以下,更好是55×10-7~-765×10 。
[0090] 本发明的基板用玻璃板的Tg在600℃以上。如果Tg在600℃以上,可以将制造LCD面板时所实施的热处理工序中的基板尺寸变化抑制至实质上不会造成问题的程度。Tg较好是在620℃以上,更好是在640℃以上。
[0091] 本发明的基板用玻璃板比以往的单纯是实质上不含B2O3的含碱玻璃板更不易损伤,适合于显示器面板用途。作为不易损伤的程度的指标,可以使用脆度(B)。脆度(B)是指以负载P按压维氏压头的情况下,将压痕的2条对角线长度的平均值设为a、自压痕的四角产生的2条裂纹的长度(包括压痕的对称的2条裂纹的全长)的平均值设为c时,通过以下的计算算出的值。
[0092] B=2.39×(c/a)3/2×P-1/4
[0093] 上述式中,c和a的单位为μm,P的单位为N,B的单位为μm-1/2。
[0094] 本发明的基板用玻璃板的脆度在6.5μm-1/2以下,较好是在6.0μm-1/2以下,更好-1/2是在5.5μm 以下。
[0095] 以下,对本发明的基板用玻璃板的优选形态进行说明。
[0096] 以下,仅记载基板用玻璃板的成分中与上述的本发明的基板用玻璃板(上位概念)的不同点,省略对与上位概念的基板用玻璃板的相同点的记载。
[0097] 此外,本发明的基板用玻璃板优选热收缩率(C)(收缩(C))在20ppm以下,较好是在15ppm以下,更好是在10ppm以下。在这里,收缩是指加热处理时因玻璃结构的张驰而产生的玻璃热收缩率。
[0098] 本发明中的热收缩率(C)是指将玻璃板加热至玻璃化温度Tg+50℃的温度,保持1分钟,以50℃/分钟冷却至室温后,在玻璃板的表面以规定的间隔形成2处压痕,然后将玻璃板加热至300℃,保持1小时后,以100℃/小时冷却至室温后的压痕间隔距离的收缩率(ppm)。
[0099] 对收缩(C)进行更具体的说明。
[0100] 本发明中的收缩(C)是指通过以下说明的方法测得的值。
[0101] 首先,将作为对象的玻璃板在1600℃熔化后,倒出熔融玻璃,成形为板状后冷却。对所得的玻璃板进行研磨加工,获得100mm×20mm×2mm的试样。
[0102] 接着,将所得的玻璃板加热至玻璃化温度Tg+50℃的温度,在该温度下保持1分钟后,以50℃/分钟的降温速度冷却至室温。然后,在玻璃板的表面沿长边方向以间隔A(A=90mm)形成2处压痕。
[0103] 接着,将玻璃板以100℃/小时(=1.6℃/分钟)的升温速度加热至300℃,在300℃保持1小时后,以100℃/小时的降温速度冷却至室温。接着,再次测定压痕间距离,将该距离设为B。根据这样得到的A、B使用下式算出收缩(C)。还有,A、B使用光学显微镜测定。
[0104] C[ppm]=(A-B)/A×106
[0105] 本发明的基板用玻璃板的第一种优选形态为,以氧化物基准的质量%表示,含有[0106] Na2O 6~14、
[0107] K2O 0以上且不足3,
[0108] 粘度设为η时,满足logη=2.5的温度在1620℃以下。
[0109] 第一种优选形态的基板用玻璃板为Na2O和K2O中主要含有Na2O的组成,含有6%以上的Na2O。
[0110] 如上所述,Na2O和K2O具有降低玻璃的熔解温度下的粘性、促进熔解的效果,还具有降低脆度的效果和降低失透温度的效果。此外,Na2O与K2O相比,降低玻璃的熔解温度下的粘性、促进熔解的效果更好。因此,第一种优选形态的基板用玻璃板在玻璃熔解温度下粘性特别低,易于熔化原料,制造容易。此外,由于粘性低,SO3产生的澄清剂效果良好,泡品质良好。
[0111] 但是,若Na2O的含量超过14%,则产生热膨胀系数增大、Tg下降、密度增大等问题,而且脆度反而增大。
[0112] Na2O的含量较好为6.5~13%,更好为7~12.5%。
[0113] 第一种优选形态的基板用玻璃板可以含有不足3%的K2O。K2O的含量较好是在2%以下,更好是在1%以下。
[0114] 第一种优选形态的基板用玻璃板可以含有2%的Li2O。
[0115] 但是,Li2O的含量较好是在1%以下,更好是实质上不含Li2O。
[0116] 本发明的基板用玻璃板的第二种优选形态为,以氧化物基准的质量%表示,含有[0117] Na2O 0以上且不足3、
[0118] K2O 6~14,
[0119] Tg在640℃以上。
[0120] 第二种优选形态的基板用玻璃板为Na2O和K2O中主要含有K2O的组成,含有6%以上的K2O。
[0121] 如上所述,Na2O和K2O具有降低玻璃的熔解温度下的粘性、促进熔解的效果,还具有降低脆度的效果和降低失透温度的效果。此外,由于Na2O的使Tg降低的作用比K2O强,因此Na2O和K2O中主要含有K2O的第二种优选形态的基板用玻璃板的Tg高,具体来说,Tg在640℃以上。因此,LCD面板的制造工序中的尺寸变化小,使用LCD面板时热应力对显示品质的影响少。Tg较好是在660℃以上,更好是在670℃以上。
[0122] 但是,若K2O的含量超过14%,则不能忽视Tg的下降。此外,产生热膨胀系数增大、Tg下降、密度增大等问题,而且脆度反而增大。
[0123] K2O的含量优选7~14%,较好为8~13%,更好为9~12%。
[0124] 第二种优选形态的基板用玻璃板可以含有不足3%的Na2O。Na2O的含量较好是在2%以下,更好是在1%以下。
[0125] 第二种优选形态的基板用玻璃板可以含有2%的Li2O。
[0126] 但是,Li2O的含量较好是在1%以下,更好是实质上不含Li2O。
[0127] 另外,本发明的基板用玻璃板的第三种优选形态为,以氧化物基准的质量%表示,含有
[0128] Na2O 3~11、
[0129] K2O 3~11,
[0130] Tg在620℃以上,粘度设为η时,满足logη=2.5的温度在1670℃以下。
[0131] 第三种优选形态的基板用玻璃板为同时含有Na2O和K2O的组成,以Na2O和K2O的总量为6~14%为条件,含有3~11%的Na2O和3~11%的K2O。因此,第三种优选形态的基板用玻璃板为相当于主要含有Na2O的第一种优选形态的基板用玻璃板与主要含有K2O的第二种优选形态的基板用玻璃板的中间的组成,成为玻璃熔解温度下的粘性较低、Tg较高(620℃以上)的玻璃板。因此,第三种优选形态的基板用玻璃板成为兼具第一种优选形态和第二种优选形态的基板用玻璃板的长处的玻璃板。
[0132] 第三种优选形态的基板用玻璃板中,Na2O和K2O的含量分别优选3~10%,较好是3~9%,更好是3~8%。
[0133] 第三种优选形态的基板用玻璃板可以含有2%的Li2O。
[0134] 但是,Li2O的含量较好是在1%以下,更好是实质上不含Li2O。
[0135] 第三种优选形态的基板用玻璃板的Tg较好是在630℃以上,更好是在640℃以上。
[0136] 制造本发明的基板用玻璃板时,与制造以往的显示器面板用玻璃板时同样,较好是实施熔解·澄清工序和成形工序。还有,本发明的基板用玻璃板是含有碱金属氧化物(Na2O、K2O等)的含碱玻璃基板,因此可有效地使用SO3作为澄清剂,成形方法适合采用浮法。
[0137] 显示器面板用玻璃板的制造工序中,作为将玻璃成形为板状的方法,随着近年来的液晶电视等的大型化,较好是使用可容易且稳定地对大面积的玻璃板进行成形的浮法。
[0138] 熔解工序中,调整玻璃板的各成分的原料而使它们达到目标成分,将这些成分连续地投入熔解炉,加热至1450~1650℃熔解。将该熔融玻璃通过浮法等成形为规定的板厚,退火,切割,从而制成本发明的基板用玻璃板。实施例
[0139] 下面,通过实施例和比较例对本发明进行更具体的说明,但本发明不限定于以下的实施例进行解释。
[0140] 按照表中以质量%表示的目标组成(SiO2~K2O)配制各成分的原料,使用铂坩埚在1550~1650℃的温度下加热3小时来进行熔化。熔化时插入铂搅拌器搅拌1小时,进行玻璃的均质化。接着,倒出熔融玻璃,成形为板状后退火。
[0141] 还有,例1~15和例19~21为实施例,例16~18为比较例。例1~例6、例19~例21为第一种优选形态的基板用玻璃板,例7~例9为第二种优选形态的基板用玻璃板,例10~例15为第三种优选形态的基板用玻璃板。
[0142] 对这样得到的玻璃的密度(单位:g/cm3)、平均热膨胀系数(单位:×10-7/℃)、-1/2Tg(单位:℃)、脆度(单位:μm )、150℃时的电阻率ρ[Ωcm]以及作为高温粘度的熔融
2.5 4
玻璃的粘度达到10 dPa·s的温度T2.5(单位:℃)和达到10dPa·s的温度T4(单位:℃)和收缩(单位:ppm)进行测定,示于表1~4。还有,表中的加括号的值为通过计算求得的值。此外,表中的“-”表示未测定。
[0143] 各物性的测定方法如下所示。
[0144] 密度:通过以阿基米德法为原理的简易密度计对不含泡的约20g的玻璃块进行测定。
[0145] 平均热膨胀系数:使用TMA(差示热膨胀计)测定,通过根据JISR3102(1995年)的方法算出50~350℃的平均热膨胀系数。
[0146] Tg:Tg是使用TMA(差示热膨胀计)测得的值,通过根据JISR3103-3(2001年)的方法求得。
[0147] 脆度(B):以负载P(9.8N)按压维氏压头的情况下,将压痕的2条对角线长度的平均值设为a、自压痕的四角产生的2条裂纹的长度(包括压痕的对称的2条裂纹的全长)的平均值设为c时,通过以下的计算算出。
[0148] B=2.39×(c/a)3/2×P-1/4
[0149] c和a的单位为μm,P的单位为N,B的单位为μm-1/2。
[0150] 高温粘度:使用旋转粘度计测定粘度,对粘度达到102.5dPa·s时的温度T2.5和达4
到10dPa·s时的温度T4进行测定。
[0151] 本发明中,粘度102.5dPa·s用作表示在玻璃的熔解工序中玻璃熔液的粘度足够低2.5
的指标。粘度达到10 dPa·s时的温度T2.5较好是在1670℃以下,更好是在1620℃以下。
[0152] 粘度104dPa·s是对玻璃进行浮法成形时的基准粘度。粘度达到104dPa·s时的温度T4优选1300℃以下,较好是在1250℃以下,更好是在1200℃以下。
[0153] 收缩(C):通过前述的收缩(C)的测定方法进行测定。
[0154] [表1]
[0155]例 1 2 3 4 5 6
SiO2 79.4 77.2 76.0 73.7 75.1 74.0
Al2O3 2.0 3.0 2.0 4.0 1.0 2.0
MgO 9.6 10.1 10.6 10.3 11.6 11.0
CaO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
SrO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
BaO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Na2O 9.0 9.7 11.4 12.0 12.3 11.5
K2O 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5
Na2O+K2O 9.0 9.7 11.4 12.0 12.3 13.0
CaO+SrO+BaO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
密度(g/cm3) (2.38) 2.41 2.42 2.43 (2.43) (2.43)
平均热膨胀系数[10-7/℃] (57) 57 68 72 (74) (70)
Tg[℃] (650) 620 610 610 (600) (600)
-1/2
脆度[μm ] (5.3) 5.3 5.4 5.4 (5.5) (5.5)
logρ (8) 7.8 (8) (7) (8) (8)
T2.5[℃] (1610) 1580 1520 1520 (1470) (1470)
T4[℃] (1240) 1220 1180 1180 (1140) (1150)
收缩[ppm] - 13 - 7 3 4
[0156] [表2]
[0157]例 7 8 9
SiO2 79.4 77.2 76.0
Al2O3 1.0 3.0 2.0
MgO 10.6 10.1 10.6
CaO 0.0 0.0 0.0
SrO 0.0 0.0 0.0
BaO 0.0 0.0 0.0
Na2O 0.0 0.0 0.0
K2O 9.0 9.7 11.4
Na2O+K2O 9.0 9.7 11.4
CaO+SrO+BaO 0.0 0.0 0.0
密度(g/cm3) (2.35) (2.35) (2.36)
平均热膨胀系数[10-7/℃] (57) (62) (71)
Tg[℃] (650) (670) (680)
脆度[μm-1/2] (5.3) (5.3) (5.2)
logρ (11) (11) (11)
T2.5[℃] (1700) (1710) (1670)
T4[℃] (1320) (1330) (1310)
[0158] [表3]
[0159]例 10 11 12 13 14 15
SiO2 79.4 77.2 76.0 73.7 77.0 73.7
Al2O3 1.0 3.0 2.0 4.0 2.0 4.0
MgO 10.6 10.1 10.6 10.3 11.0 10.3
CaO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
SrO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
BaO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Na2O 5.0 3.7 6.0 4.0 7.0 3.0
K2O 4.0 6.0 5.4 8.0 3.0 9.0
Na2O+K2O 9.0 9.7 11.4 12.0 10.0 12.0
CaO+SrO+BaO 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
密度(g/cm3) (2.37) (2.37) (2.39) (2.38) (2.39) (2.38)
平均热膨胀系数[10-7/℃] (57) (62) (71) (75) (57) (75)
Tg[℃] (650) (660) (640) (650) (660) (650)
脆度[μm-1/2] (5.3) (5.3) (5.3) (5.3) (5.4) (5.3)
logρ (11) (11) (10) (11) (10) (11)
T2.5[℃] (1630) (1660) (1590) (1620) (1580) (1630)
T4[℃] (1270) (1290) (1240) (1270) (1230) (1280)
[0160] [表4]
[0161]例 16 17 18 19 20 21
SiO2 59.9 66.5 72.0 76.3 75.9 76.4
Al2O3 17.0 4.7 1.1 2.9 2.9 3.0
B2O3 7.8 0.0 0.0 1.2 1.1 0.0
MgO 3.3 3.4 5.5 10.0 9.6 10.0
CaO 4.2 6.2 8.6 0.0 0.3 0.0
SrO 7.7 4.7 0.0 0.0 0.4 0.0
BaO 0.1 3.6 0.0 0.0 0.3 0.0
Na2O 0.0 4.8 12.6 9.6 9.5 9.6
K2O 0.0 4.4 0.2 0.0 0.0 0.0
ZrO2 0.0 1.7 0.0 0.0 0.0 1.0
Na2O+K2O 0.0 9.2 12.8 9.6 9.5 9.6
CaO+SrO+BaO 12.0 14.5 8.6 0.0 1.0 0.0
3
密度(g/cm) 2.5 2.77 2.49 (2.41) (2.42) (2.42)
平均热膨胀系数[10-7/℃] 37 83 86 (54) (53) (57)
Tg[℃] 720 625 560 (610) (600) (620)
脆度[μm-1/2] 6.1 8.7 7.1 (5.3) (5.4) (5.4)
logρ (14) (12) (7) (8) (8) (8)
T2.5[℃] 1660 1551 1461 (1560) (1560) (1580)
T4[℃] 1268 1141 1040 (1200) (1200) (1220)
收缩[ppm] - - - 9 - -
[0162] 由表1~4可知,实施例(例1~15、例19和例20)的玻璃由于平均热膨胀系数-7在75×10 /℃以下,Tg在600℃以上,因此用作LCD面板用的玻璃板时,可以抑制LCD面板制造工序中的尺寸变化。此外,由于B2O3的含有率低,因此玻璃的平坦性良好;另一方面,尽-1/2
管B2O3的含有率低,但脆度仍在6.5μm 以下,不易受损。此外,由于微量含有碱金属氧化物、具体为Na2O或K2O中的至少一方,因此澄清效果良好。
[0163] 此外,由表1和表4可知,实施例(例2、例4~例6、例19和例20)的玻璃由于收缩(C)在20ppm以下,因此用作TFT面板用的玻璃板时,在TFT面板制造工序中的低温下的热收缩过程中,可以抑制玻璃板的热收缩。
[0164] 例1~例6、例19和例20的玻璃的T2.5在1620℃以下,玻璃的熔解工序中粘性特别低,生产性特别好,澄清效果良好。
[0165] 例7~例9的玻璃的Tg在640℃以上,如面板制造工序和面板使用时等承受热负荷时的尺寸变化特别小。
[0166] 例10~例15的玻璃的T2.5在1670℃以下,玻璃的熔解工序中粘性低,生产性好,澄清效果良好。此外,Tg在620℃以上,如面板制造工序和面板使用时等承受热负荷时的尺寸变化小。
[0167] 另一方面,由于例16含有大量B2O3,因此容易因玻璃熔融时的挥散而对玻璃的均质性和成形为板状时的平坦性产生影响。此外,由于不含碱金属氧化物,因此SO3产生的澄-7清效果不足。此外,例17、18由于平均热膨胀系数大至约80×10 /℃,因此可能会对LCD面