專利名稱：基板用玻璃板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液晶顯示器(IXD)面板、等離子體顯示器面板(PDP)等各種顯示 器面板和太陽能電池用基板的基板用玻璃板。本發(fā)明的基板用玻璃板特別適合作為L(zhǎng)CD面 板用的玻璃板。
背景技術(shù)：
一直以來，IXD面板用的玻璃基板采用不含堿金屬氧化物的無堿玻璃。其理由是 如果玻璃基板中含堿金屬氧化物，則在LCD面板的制造工序中所實(shí)施的熱處理中，玻璃基 板中的堿金屬離子可能會(huì)擴(kuò)散至用于驅(qū)動(dòng)LCD面板的薄膜晶體管(TFT)的半導(dǎo)體膜，導(dǎo)致 TFT特性的劣化。此外，也因?yàn)闊o堿玻璃的熱膨脹系數(shù)低，玻璃化溫度(Tg)高，因此IXD面板的制造 工序中的尺寸變化小，使用LCD面板時(shí)熱應(yīng)力對(duì)顯示品質(zhì)的影響少，所以作為L(zhǎng)CD面板用的 玻璃基板是優(yōu)選的。然而，無堿玻璃在制造方面存在如下所述的問題。無堿玻璃具有粘性非常高而難以熔化的性質(zhì)，在制造中伴有技術(shù)上的困難。此外，對(duì)于無堿玻璃，澄清劑的效果通常較差。例如，使用SO3作為澄清劑的情況 下，SO3(分解)發(fā)泡的溫度低于玻璃的熔化溫度，因此在得到澄清之前，所添加的SO3大部 分分解而從熔融玻璃揮散，無法充分發(fā)揮澄清效果?；诮陙淼募夹g(shù)進(jìn)步，也開始研究使用含堿金屬氧化物的含堿玻璃基板作為 LCD面板用的玻璃基板的方案(參照專利文獻(xiàn)1、2)。含堿金屬氧化物的玻璃由于一般熱膨 脹系數(shù)高，因此通常含有具有使熱膨脹系數(shù)降低的效果的B2O3，從而達(dá)到適合作為IXD面板 用的玻璃基板的熱膨脹系數(shù)(參照專利文獻(xiàn)1、2)。然而，采用含B2O3的玻璃組成的情況下，將玻璃熔化時(shí)，特別是在熔解工序和澄清 工序中，B2O3發(fā)生揮散，因此玻璃組成容易變得不均一。如果玻璃組成不均質(zhì)，則會(huì)對(duì)成形 為板狀時(shí)的平坦性造成影響。為了確保顯示品質(zhì)，LCD面板用的玻璃基板被要求具有高度 的平坦度，從而保持夾著液晶的2塊玻璃的間隔、即液晶盒間隙恒定。因此，為了確保規(guī)定 的平坦度，在通過浮法成形為平板玻璃后，進(jìn)行平板玻璃的表面研磨，但如果成形后的平板 玻璃無法獲得規(guī)定的平坦性，則研磨工序所需的時(shí)間變長(zhǎng)，生產(chǎn)性下降。此外，如果考慮到 所述B2O3的揮散產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)擔(dān)，則熔融玻璃中的B2O3的含有率較好是更低，更好是實(shí)質(zhì)上 不含B2O3。然而，在B2O3的含有率低或者更優(yōu)選的實(shí)質(zhì)上不含B2O3的情況下，難以下降至適合作為L(zhǎng)CD面板用的玻璃基板的熱膨脹系數(shù)。另外，也難以在抑制粘度上升的同時(shí)獲得規(guī)定 的Tg等。此外，B2O3的含有率低或者更優(yōu)選的實(shí)質(zhì)上不含B2O3的含堿玻璃基板還存在容易 損傷的問題。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2006-137631號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2006-169028號(hào)公報(bào)
發(fā)明的揭示為了解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基板用玻璃板，該 玻璃板含有微量的堿金屬氧化物，B2O3的含有率低，較好是不含B2O3，可以用作LCD面板等 的玻璃基板。本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述的目的而進(jìn)行了認(rèn)真研究，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明提供一種基板用玻璃板，其中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，作為玻璃 主要組成，含有Al2O30.1 5、B2O30 3、MgO9. 5 12、CaO+SrO+BaO 0 2、Na2CHK2O6 14，密度在2. 45g/cm3以下，50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)在75 X 10_7°C以下，玻璃化 溫度(Tg)在600°C以上，脆度在6·5μπΓν2以下。本發(fā)明的基板用玻璃板較好是實(shí)質(zhì)上不含B2O3。此外，本發(fā)明的基板用玻璃板較好是熱收縮率(C)在20ppm以下。另外，本發(fā)明的基板用玻璃板的第一種優(yōu)選形態(tài)為，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示， 含有Na2O 6 14、K2O 0以上且不足3，粘度設(shè)為η時(shí)，滿足log n = 2. 5的溫度在1620°C以下。本發(fā)明的基板用玻璃板的第二種優(yōu)選形態(tài)為，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，含有Na2O 0以上且不足3、K2O 6 14，Tg 在 640°C 以上。另外，本發(fā)明的基板用玻璃板的第三種優(yōu)選形態(tài)為，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示， 含有Na2O 3 11、K2O 3 11，Tg在620°C以上，粘度設(shè)為η時(shí)，滿足log η = 2. 5的溫度在1670°C以下。本發(fā)明的基板用玻璃板由于50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)在75X 107/°C以下，Tg 在600°C以上，因此面板的制造工序中的尺寸變化小，使用面板時(shí)熱應(yīng)力對(duì)顯示品質(zhì)的影響 小，所以特別適合作為L(zhǎng)CD面板用的玻璃基板。此外，本發(fā)明的基板用玻璃板因?yàn)锽2O3的含有率低，較好是實(shí)質(zhì)上不含B2O3，所以 玻璃制造時(shí)B2O3的揮散少，較好是沒有B2O3的揮散，因此玻璃板的均質(zhì)性良好，平坦性良好， 成形為玻璃板后的玻璃板表面的研磨可減少，生產(chǎn)性良好。此外，本發(fā)明的基板用玻璃板不易損傷，后述的脆度在6. 5 μ m-1/2以下，適合作為顯示器面板用玻璃板和太陽能電池用玻璃板。本發(fā)明的基板用玻璃板由于密度低至2. 45g/cm3以下，因此作為顯示器面板、特別是大型的顯示器面板時(shí)在操作方面優(yōu)選。此外，本發(fā)明的玻璃板由于較好是熱收縮率(C)在20ppm以下，因此在TFT面板制 造工序中的低溫(150 300°C )下的熱處理中收縮小，不易產(chǎn)生玻璃基板上的成膜圖案的偏移。
此外，本發(fā)明的基板用玻璃板的第一種優(yōu)選形態(tài)由于在玻璃熔解溫度下粘性特別 低，因此易于熔化原料，制造容易。此外，澄清劑使用SO3時(shí)，因?yàn)檎承缘?，所以澄清劑效果良好，泡品質(zhì)良好。此外，本發(fā)明的基板用玻璃板的第二種優(yōu)選形態(tài)由于Tg在640°C以上，因此面板 的制造工序中的尺寸變化較少，面板使用時(shí)的熱應(yīng)力對(duì)顯示品質(zhì)造成的影響特別小。此外，本發(fā)明的基板用玻璃板的第三種優(yōu)選形態(tài)由于玻璃熔解溫度下的粘性較 低，Tg較高，因此是兼具本發(fā)明的基板用玻璃板的第一種優(yōu)選形態(tài)和第二種優(yōu)選形態(tài)的長(zhǎng) 處的基板用玻璃板。本發(fā)明的基板用玻璃板適合作為L(zhǎng)CD面板用的玻璃基板，但也可以用于其他顯示 器用基板，例如等離子顯示器面板(PDP)、無機(jī)場(chǎng)致發(fā)光顯示器等。例如，用作PDP用的玻璃 板的情況下，由于熱膨脹系數(shù)比以往的PDP用的玻璃板小，因此可以抑制熱處理工序中的 玻璃開裂。還有，本發(fā)明的基板用玻璃板也可以用于顯示器面板以外的用途。例如，還可以用 作太陽能電池基板用玻璃板。實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，對(duì)本發(fā)明的基板用玻璃板進(jìn)行說明。以下，只要沒有特別限定，％是指“質(zhì)量％ ”。本發(fā)明的基板用玻璃板的特征在于，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，作為玻璃主要 組成，含有SiO268 80、Al2O30. 1 5、B2O30 3、MgO9. 5 12、CaO+SrO+BaO 0 2、Na2CHK2O 6 14，密度在2. 45g/cm3以下，50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)在75X10_7°C以下，Tg在 600°C以上，脆度在6. 5μπΓιΛ以下。較好是本發(fā)明的玻璃板實(shí)質(zhì)上不含Β203。本發(fā)明的基板用玻璃板中，限定為上述組成的理由如下所述。本發(fā)明的基板用玻璃板的B2O3的含有率低至3%以下，較好是不含Β203。因此，在 制造玻璃板的過程中熔化玻璃時(shí)的熔解工序、澄清工序和成形工序、特別是熔解工序和澄 清工序中的B2O3的揮散少，較好是沒有揮散，所制成的玻璃板的均質(zhì)性和平坦性良好。其結(jié) 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況下，與以往的顯示面板用 玻璃板相比，可以減少玻璃板的研磨量。此外，如果還考慮到B2O3的揮散產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)擔(dān)，B2O3的含有率較好是更低。因此，B2O3的含有率較好是0 2. 0%，更好是實(shí)質(zhì)上不含B203。還有，考慮到玻璃中的氣泡的減 少的情況下，B2O3的含有率較好是在2. 0%以下，更好是在1. 5%以下，特別好是在1. 0%以 下。本發(fā)明中，“實(shí)質(zhì)上不含”是指除了從原料等混入的不可避免的雜質(zhì)以外不含有， 即不有意圖地使其含有。SiO2是形成玻璃的骨架的成分，不足68%時(shí)，產(chǎn)生Tg下降、玻璃的耐熱性和化學(xué) 耐久性下降、熱膨脹系數(shù)增大、脆度增大而玻璃變得易于損傷、密度增大等問題。但是，超過 80%時(shí)，產(chǎn)生失透溫度上升、玻璃的高溫粘度上升、熔融性變差等問題。
SiO2的含量?jī)?yōu)選69 80%，較好為70 80%，更好為71 79. 5%。Al2O3因具有提高Tg、使耐熱性和化學(xué)耐久性提高以及降低熱膨脹系數(shù)的效果而 含有。若含有率不足0.1%，則Tg下降，熱膨脹系數(shù)增大。但是，超過5%時(shí)，產(chǎn)生玻璃的高 溫粘度上升、熔融性變差、密度增大、失透溫度上升、成形性變差等問題。Al2O3的含量較好是0. 5 4. 5 %，更好是1 4 %。MgO因具有降低玻璃的熔解溫度下的粘性、促進(jìn)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%,則抑制脆度增大的效果不充分，且玻璃的高溫粘度上升，熔融 性變差。但是，超過12%時(shí)，產(chǎn)生玻璃的分相、失透溫度的上升、密度的增大、Tg的增大、熱 膨脹系數(shù)的增大等問題。MgO的含量較好為10 11. 8%。Ca0、Sr0和BaO具有降低玻璃的熔解溫度下的粘性、促進(jìn)熔解的效果。但是，若它 們的含量高，則妨礙含有MgO而產(chǎn)生的脆度的增大抑制效果，所以以總量計(jì)在2%以下。Ca0、Sr0和BaO的含量以總量計(jì)較好是在以下，更好是在0.5%以下。若考慮 到環(huán)境負(fù)擔(dān)，較好是實(shí)質(zhì)上不含BaO。Na2O和K2O具有降低玻璃的熔解溫度下的粘性、促進(jìn)熔解的效果，還具有降低脆度 的效果和降低失透溫度的效果，所以以總量計(jì)含有6%以上。但是，以總量計(jì)超過14%時(shí)， 產(chǎn)生熱膨脹系數(shù)增大、Tg下降、密度增大等問題。它們的總量?jī)?yōu)選7 14%，較好為8 14%，更好為9 13%。此外，可以為了獲得與Na2O和K2O同樣的效果而含有Li20。但是，Li2O的含有導(dǎo) 致Tg的下降，所以Li2O的含量較好是在5%以下。此外，含有Li2O的情況下，Na20、K20和Li2O的總量?jī)?yōu)選6 14%，較好為7 14%， 更好為8 14%，特別好為9 13%。但是，如果考慮到維持高Tg以及良好的SO3產(chǎn)生的 澄清效果，較好是實(shí)質(zhì)上不含Li20。本發(fā)明的基板用玻璃板中，K20(質(zhì)量％ )相對(duì)于Na2O和K2O的總量(質(zhì)量％ )的 比例K2CV(Na2CHK2O)為0. 2 0. 8時(shí)，電阻因混合堿效應(yīng)而增加，將150°C時(shí)的電阻率設(shè)為 P [ Ω cm]時(shí)，IogP = 10以上。因此，K2O/(Na2CHK2O)為0. 2 0. 8的基板用玻璃板由于 電阻高，因此適合于要求基板具有絕緣性的用途。作為要求具有絕緣性的基板，可以例示例 如PDP用基板、太陽能電池用基板等。將本發(fā)明的基板用玻璃板用于要求絕緣性的用途時(shí)，較好是以K2CV(Na2CHK2O)達(dá) 到0. 25 0. 75的量含有Na2O和K2O0將本發(fā)明的基板用玻璃板用于要求絕緣性的用途時(shí)，較好是IogP = 10. 5以上，更好是IogP = 11以上。如上所述，作為主要組成，本發(fā)明的基板用玻璃板較好是由Si02、A1203、MgO、CaO、 SrO, Na2O 和 K2O 形成。本發(fā)明的基板用玻璃板可以使用SO3作為澄清劑。制造像本發(fā)明的基板用玻璃板 這樣的含堿玻璃的情況下，SO3可以作為澄清劑充分發(fā)揮效果。這是因?yàn)镾O3分解而發(fā)泡的 溫度高于原料形成熔融玻璃的溫度。作為SO3源，在玻璃主要組成原料中投入硫酸鉀(K2SO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鈣 (CaSO4)等硫酸鹽，硫酸鹽相對(duì)于100%的主要組成原料以SO3換算為0. 05 1%，更好是 0. 05 0. 3%。在基板用玻璃板中的殘存量以SO3換算為100 500ppm，較好是100 400ppm。除上述成分以外，本發(fā)明的基板用玻璃板可在對(duì)玻璃板不造成不良影響的范圍內(nèi) 含有其他成分。具體來說，為了改善玻璃的熔解性、澄清性，可以相對(duì)于100%的主要組成原 料含有以總量計(jì)在2 %以下、較好是在1. 5 %以下的F、Cl、SnO2等。此外，為了提高基板玻璃的化學(xué)耐久性，可以相對(duì)于100%的主要組成原料含有以 總量計(jì)在5%以下，較好是在2%以下的ZrO2、Y2O3、La203、TiO2、SnO2等。其中，Y2O3、La2O3和 TiO2也有利于玻璃的楊氏模量的提高。還有，考慮到玻璃中的氣泡的減少的情況下，&02的 含量較好是在2. 0%以下，更好是在1. 5%以下，特別好是在1. 0%以下。另外，為了調(diào)整基板玻璃的色調(diào)，可以含有Fe2O3、CeO2等著色劑。這樣的著色劑的 含量相對(duì)于100%的主要組成原料以總量計(jì)較好是在以下，更好是在0. 3%以下。若考慮到環(huán)境負(fù)擔(dān)，本發(fā)明的基板用玻璃板較好是實(shí)質(zhì)上不含As2O3和Sb203。此 夕卜，若考慮到穩(wěn)定地進(jìn)行浮法成形，較好是實(shí)質(zhì)上不含ZnO。本發(fā)明的基板用玻璃板的密度在2. 45g/cm3以下。如果玻璃板的密度低，則特別是用作大型顯示器用玻璃基板時(shí)，可防止開裂，提高 操作性，因此是有效的。密度較好是在2. 44g/cm3以下，更好是在2. 43g/cm3以下，特別好是 在 2. 40g/cm3 以下。本發(fā)明的基板用玻璃板由于50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)在75 X 10_7/V以下，因 此將本發(fā)明的基板用玻璃板用作LCD面板用的玻璃板的情況下，制造LCD面板時(shí)所實(shí)施的 熱處理工序中的基板尺寸變化被抑制至不會(huì)造成問題的水平。還有，本發(fā)明中，50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)是使用差示熱膨脹計(jì)(TMA)測(cè)得的 值，按照J(rèn)IS R3102求得。50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)較好是在70X10_7°C以下，更好是55X10—7 65X1CT7。本發(fā)明的基板用玻璃板的Tg在600°C以上。如果Tg在600°C以上，可以將制造 IXD面板時(shí)所實(shí)施的熱處理工序中的基板尺寸變化抑制至實(shí)質(zhì)上不會(huì)造成問題的程度。Tg 較好是在620°C以上，更好是在640°C以上。本發(fā)明的基板用玻璃板比以往的單純是實(shí)質(zhì)上不含B2O3的含堿玻璃板更不易損傷，適合于顯示器面板用途。作為不易損傷的程度的指標(biāo)，可以使用脆度(B)。脆度(B)是 指以負(fù)載P按壓維氏壓頭的情況下，將壓痕的2條對(duì)角線長(zhǎng)度的平均值設(shè)為a、自壓痕的四 角產(chǎn)生的2條裂紋的長(zhǎng)度(包括壓痕的對(duì)稱的2條裂紋的全長(zhǎng))的平均值設(shè)為c時(shí)，通過以下的計(jì)算算出的值。B = 2. 39 X (c/a)3/2 X P_1/4上述式中，C和a的單位為μ m，P的單位為N，B的單位為μ πΓ1氣
本發(fā)明的基板用玻璃板的脆度在6.5μπΓ"2以下，較好是在6.0 μ πΓ"2以下，更好 是在5.5μπΓ"2以下。以下，對(duì)本發(fā)明的基板用玻璃板的優(yōu)選形態(tài)進(jìn)行說明。以下，僅記載基板用玻璃板的成分中與上述的本發(fā)明的基板用玻璃板(上位概 念)的不同點(diǎn)，省略對(duì)與上位概念的基板用玻璃板的相同點(diǎn)的記載。此外，本發(fā)明的基板用玻璃板優(yōu)選熱收縮率(C)(收縮(C))在20ppm以下，較好是 在15ppm以下，更好是在IOppm以下。在這里，收縮是指加熱處理時(shí)因玻璃結(jié)構(gòu)的張馳而產(chǎn) 生的玻璃熱收縮率。本發(fā)明中的熱收縮率(C)是指將玻璃板加熱至玻璃化溫度Tg+50°C的溫度，保持1 分鐘，以50°C /分鐘冷卻至室溫后，在玻璃板的表面以規(guī)定的間隔形成2處壓痕，然后將玻 璃板加熱至300°C，保持1小時(shí)后，以100°C /小時(shí)冷卻至室溫后的壓痕間隔距離的收縮率 (ppm)。對(duì)收縮(C)進(jìn)行更具體的說明。本發(fā)明中的收縮(C)是指通過以下說明的方法測(cè)得的值。首先，將作為對(duì)象的玻璃板在1600°C熔化后，倒出熔融玻璃，成形為板狀后冷卻。 對(duì)所得的玻璃板進(jìn)行研磨加工，獲得IOOmmX20mmX2mm的試樣。接著，將所得的玻璃板加熱至玻璃化溫度Tg+50°C的溫度，在該溫度下保持1分鐘 后，以50°C /分鐘的降溫速度冷卻至室溫。然后，在玻璃板的表面沿長(zhǎng)邊方向以間隔A(A = 90mm)形成2處壓痕。接著，將玻璃板以100°C /小時(shí)(=1.6°C /分鐘)的升溫速度加熱至300°C，在 300°C保持1小時(shí)后，以100°C /小時(shí)的降溫速度冷卻至室溫。接著，再次測(cè)定壓痕間距離， 將該距離設(shè)為B。根據(jù)這樣得到的A、B使用下式算出收縮(C)。還有，A、B使用光學(xué)顯微鏡 測(cè)定。C [ppm] = (A-B) /AXlO6本發(fā)明的基板用玻璃板的第一種優(yōu)選形態(tài)為，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，含有Na2O 6 14、K2O 0以上且不足3，粘度設(shè)為η時(shí)，滿足log n = 2. 5的溫度在1620°C以下。第一種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板為Na2O和K2O中主要含有Na2O的組成，含有6% 以上的Na20。如上所述，Na2O和K2O具有降低玻璃的熔解溫度下的粘性、促進(jìn)熔解的效果，還具 有降低脆度的效果和降低失透溫度的效果。此外，Na2O與K2O相比，降低玻璃的熔解溫度下 的粘性、促進(jìn)熔解的效果更好。因此，第一種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板在玻璃熔解溫度下粘 性特別低，易于熔化原料，制造容易。此外，由于粘性低，SO3產(chǎn)生的澄清劑效果良好，泡品質(zhì) 良好。但是，若Na2O的含量超過14%，則產(chǎn)生熱膨脹系數(shù)增大、Tg下降、密度增大等問題，而且脆度反而增大。Na2O的含量較好為6. 5 13%，更好為7 12. 5%。第一種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板可以含有不足3 %的K20。K2O的含量較好是在2 % 以下，更好是在以下。第一種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板可以含有2%的Li20。 但是，Li2O的含量較好是在以下，更好是實(shí)質(zhì)上不含Li20。本發(fā)明的基板用玻璃板的第二種優(yōu)選形態(tài)為，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，含有Na2O 0以上且不足3、K2O 6 14，Tg 在 640°C 以上。第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板為Na2O和K2O中主要含有K2O的組成，含有6%以 上的K2O。如上所述，Na2O和K2O具有降低玻璃的熔解溫度下的粘性、促進(jìn)熔解的效果，還具 有降低脆度的效果和降低失透溫度的效果。此外，由于Na2O的使Tg降低的作用比K2O強(qiáng)， 因此Na2O和K2O中主要含有K2O的第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板的Tg高，具體來說，Tg 在640°C以上。因此，IXD面板的制造工序中的尺寸變化小，使用IXD面板時(shí)熱應(yīng)力對(duì)顯示 品質(zhì)的影響少。Tg較好是在660°C以上，更好是在670°C以上。但是，若1(20的含量超過14%，則不能忽視Tg的下降。此外，產(chǎn)生熱膨脹系數(shù)增大、 Tg下降、密度增大等問題，而且脆度反而增大。K2O的含量?jī)?yōu)選7 14%，較好為8 13%，更好為9 12%。第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板可以含有不足3%的Na20。Na2O的含量較好是在 2%以下，更好是在以下。第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板可以含有2%的Li20。但是，Li2O的含量較好是在以下，更好是實(shí)質(zhì)上不含Li20。另外，本發(fā)明的基板用玻璃板的第三種優(yōu)選形態(tài)為，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示， 含有Na2O 3 11、K2O 3 11，Tg在620°C以上，粘度設(shè)為η時(shí)，滿足log η = 2. 5的溫度在1670°C以下。第三種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板為同時(shí)含有Na2O和K2O的組成，以Na2O和K2O的 總量為6 14%為條件，含有3 11%的Na2O和3 11%的1(20。因此，第三種優(yōu)選形態(tài) 的基板用玻璃板為相當(dāng)于主要含有Na2O的第一種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板與主要含有K2O 的第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板的中間的組成，成為玻璃熔解溫度下的粘性較低、Tg較 高(620°C以上)的玻璃板。因此，第三種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板成為兼具第一種優(yōu)選形 態(tài)和第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板的長(zhǎng)處的玻璃板。第三種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板中，Na2O和K2O的含量分別優(yōu)選3 10 %，較好是 3 9%，更好是3 8%。第三種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板可以含有2%的Li20。但是，Li2O的含量較好是在以下，更好是實(shí)質(zhì)上不含Li20。
第三種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板的Tg較好是在630°C以上，更好是在640°C以上。制造本發(fā)明的基板用玻璃板時(shí)，與制造以往的顯示器面板用玻璃板時(shí)同樣，較好 是實(shí)施熔解·澄清工序和成形工序。還有，本發(fā)明的基板用玻璃板是含有堿金屬氧化物 (Na2O, K2O等)的含堿玻璃基板，因此可有效地使用SO3作為澄清劑，成形方法適合采用浮 法。顯示器面板用玻璃板的制造工序中，作為將玻璃成形為板狀的方法，隨著近年來 的液晶電視等的大型化，較好是使用可容易且穩(wěn)定地對(duì)大面積的玻璃板進(jìn)行成形的浮法。熔解工序中，調(diào)整玻璃板的各成分的原料而使它們達(dá)到目標(biāo)成分，將這些成分連 續(xù)地投入熔解爐，加熱至1450 1650°C熔解。將該熔融玻璃通過浮法等成形為規(guī)定的板 厚，退火，切割，從而制成本發(fā)明的基板用玻璃板。
實(shí)施例下面，通過實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明，但本發(fā)明不限定于以下 的實(shí)施例進(jìn)行解釋。按照表中以質(zhì)量％表示的目標(biāo)組成(Si02 K20)配制各成分的原料，使用鉬坩堝 在1550 1650°C的溫度下加熱3小時(shí)來進(jìn)行熔化。熔化時(shí)插入鉬攪拌器攪拌1小時(shí)，進(jìn)行 玻璃的均質(zhì)化。接著，倒出熔融玻璃，成形為板狀后退火。還有，例1 15和例19 21為實(shí)施例，例16 18為比較例。例1 例6、例 19 例21為第一種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板，例7 例9為第二種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃 板，例10 例15為第三種優(yōu)選形態(tài)的基板用玻璃板。對(duì)這樣得到的玻璃的密度(單位g/cm3)、平均熱膨脹系數(shù)(單位X10_7°C )、 Tg (單位°C)、脆度(單位ym_"2)、15(rc時(shí)的電阻率P [ Ω cm]以及作為高溫粘度的熔融 玻璃的粘度達(dá)到102 5dPa .s的溫度T2.5(單位0C )和達(dá)到104dPa .s的溫度T4(單位°C ) 和收縮(單位ppm)進(jìn)行測(cè)定，示于表1 4。還有，表中的加括號(hào)的值為通過計(jì)算求得的 值。此外，表中的“_”表示未測(cè)定。各物性的測(cè)定方法如下所示。密度通過以阿基米德法為原理的簡(jiǎn)易密度計(jì)對(duì)不含泡的約20g的玻璃塊進(jìn)行測(cè)定。平均熱膨脹系數(shù)使用TMA(差示熱膨脹計(jì))測(cè)定，通過根據(jù)JISR3102(1995年) 的方法算出50 350°C的平均熱膨脹系數(shù)。Tg:Tg是使用TMA (差示熱膨脹計(jì))測(cè)得的值，通過根據(jù)JISR3103_3(2001年)的
方法求得。脆度⑶以負(fù)載P(9.8N)按壓維氏壓頭的情況下，將壓痕的2條對(duì)角線長(zhǎng)度的平 均值設(shè)為a、自壓痕的四角產(chǎn)生的2條裂紋的長(zhǎng)度(包括壓痕的對(duì)稱的2條裂紋的全長(zhǎng))的 平均值設(shè)為c時(shí)，通過以下的計(jì)算算出。B = 2. 39 X (c/a)3/2 X P_1/4C和a的單位為μ m，P的單位為N，B的單位為μ πΓ1氣高溫粘度使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定粘度，對(duì)粘度達(dá)到102 5dPa · s時(shí)的溫度T2.5和達(dá)到104dpa · S時(shí)的溫度T4進(jìn)行測(cè)定。
本發(fā)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夠低
的指標(biāo)。粘度達(dá)到102 5dpa · S時(shí)的溫度T2.5較好是在1670°C以下，更好是在1620°C以下。粘度104dPa · s是對(duì)玻璃進(jìn)行浮法成形時(shí)的基準(zhǔn)粘度。粘度達(dá)到104dPa · s時(shí)的
溫度T4優(yōu)選1300°C以下，較好是在1250°C以下，更好是在1200°C以下。收縮(C)通過前述的收縮(C)的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。[表1] [表 2] [表 3] [表 4] 由表1 4可知，實(shí)施例(例1 15、例19和例20)的玻璃由于平均熱膨脹系數(shù) 在75X 10_7°C以下，Tg在600°C以上，因此用作IXD面板用的玻璃板時(shí)，可以抑制IXD面板 制造工序中的尺寸變化。此外，由于B2O3的含有率低，因此玻璃的平坦性良好；另一方面，盡 管B2O3的含有率低，但脆度仍在6. 5 μ nf"2以下，不易受損。此外，由于微量含有堿金屬氧化 物、具體為Na2O或K2O中的至少一方，因此澄清效果良好。此外，由表1和表4可知，實(shí)施例(例2、例4 例6、例19和例20)的玻璃由于收 縮(C)在20ppm以下，因此用作TFT面板用的玻璃板時(shí)，在TFT面板制造工序中的低溫下的 熱收縮過程中，可以抑制玻璃板的熱收縮。例1 例6、例19和例20的玻璃的T2.5在1620°C以下，玻璃的熔解工序中粘性特別低，生產(chǎn)性特別好，澄清效果良好。例7 例9的玻璃的Tg在640°C以上，如面板制造工序和面板使用時(shí)等承受熱負(fù) 荷時(shí)的尺寸變化特別小。例10 例15的玻璃的T2.5在1670°C以下，玻璃的熔解工序中粘性低，生產(chǎn)性好， 澄清效果良好。此外，Tg在620°C以上，如面板制造工序和面板使用時(shí)等承受熱負(fù)荷時(shí)的尺 寸變化小。
另一方面，由于例16含有大量B2O3，因此容易因玻璃熔融時(shí)的揮散而對(duì)玻璃的均 質(zhì)性和成形為板狀時(shí)的平坦性產(chǎn)生影響。此外，由于不含堿金屬氧化物，因此SO3產(chǎn)生的澄 清效果不足。此外，例17、18由于平均熱膨脹系數(shù)大至約80 X IO-V0C，因此可能會(huì)對(duì)IXD面 板制造工序中的尺寸變化產(chǎn)生影響。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的基板用玻璃板的面板制造工序中的尺寸變化小，面板使用時(shí)的熱應(yīng)力對(duì) 顯示品質(zhì)造成的影響小，而且因?yàn)锽2O3的含有率低或?qū)嵸|(zhì)上不含B2O3，所以制造玻璃時(shí)的 B2O3的揮散少，可降低環(huán)境負(fù)擔(dān)，在產(chǎn)業(yè)上可用作LCD面板用的玻璃基板、太陽能電池基板 用玻璃板等。在這里引用2007年11月6日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2007-288086號(hào)的說明書、 權(quán)利要求書和說明書摘要的全部?jī)?nèi)容，作為本發(fā)明說明書的揭示采用。
權(quán)利要求
一種基板用玻璃板，其特征在于，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，作為玻璃主要組成，含有SiO268～80、Al2O3 0.1～5、B2O30～3、MgO 9.5～12、CaO+SrO+BaO 0～2、Na2O+K2O6～14，密度在2.45g/cm3以下，50～350℃的平均熱膨脹系數(shù)在75×10-7/℃以下，玻璃化溫度在600℃以上，脆度在6.5μm-1/2以下。
2.如權(quán)利要求1所述的基板用玻璃板，其特征在于，實(shí)質(zhì)上不含B203。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基板用玻璃板，其特征在于，熱收縮率(C)在20ppm以下。
4.如權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的基板用玻璃板，其特征在于，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì) 量％表示，含有Na2O6 14、K2O0以上且不足3，粘度設(shè)為η時(shí)，滿足log η = 2. 5的溫度在1620°C以下。
5.如權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的基板用玻璃板，其特征在于，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì) 量％表示，含有Na2O0以上且不足3、K2O6 14，玻璃化溫度在640°C以上。
6.如權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的基板用玻璃板，其特征在于，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì) 量％表示， 含有Na2O3 11、K2O3 11，玻璃化溫度在620°C以上，粘度設(shè)為η時(shí)，滿足log n = 2. 5的溫度在1670°C以下。
全文摘要
本發(fā)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。一種基板用玻璃板，其中，實(shí)質(zhì)上不含B2O3，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，作為玻璃主要組成，含有SiO268～80、Al2O30.1～5、MgO9.5～12、CaO+SrO+BaO0～2、Na2O+K2O6～14，密度在2.45g/cm3以下，50～350℃的平均熱膨脹系數(shù)在75×10-7/℃以下，玻璃化溫度在600℃以上，脆度在6.5μm-1/2以下。
文檔編號(hào)C03C3/087GK101842328SQ20088011457
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者加瀨準(zhǔn)一郎, 嶋田勇也, 西澤學(xué) 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社