CN101784494A - 玻璃板及其制造方法以及tft面板的制造方法 - Google Patents

玻璃板及其制造方法以及tft面板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供B2O3的含有率低，可用作LCD面板等的玻璃板的玻璃板。以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有SiO2：53～74、Al2O3：15～23、B2O3：0～3、MgO：2～17、CaO：0～12、SrO：0～6、MgO+CaO+SrO：6～28、Na2O：0～9、K2O：0～6、Na2O+K2O：0.8～11，含有100～500ppm SO3，50～350℃的平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，应变点在600℃以上的玻璃板。

Description

玻璃板及其制造方法以及TFT面板的制造方法
技术领域
本发明涉及用于液晶显示器(LCD)面板、等离子显示器面板(PDP)等各种显示器面板和太阳能电池用基板的玻璃板及其制造方法。本发明的玻璃板特别适合作为LCD面板用的玻璃板。
背景技术
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。
此外，也因为无碱玻璃的热膨胀系数低(30×10-7～60×10-7/℃)，应变点高，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小，所以作为LCD面板用的玻璃基板是优选的。
然而，无碱玻璃在制造方面存在如下所述的问题。
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。
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分解并发泡的温度低于玻璃的熔化温度，因此在澄清之前，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。
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(参照专利文献1、2)。这是由于以往在350～450℃进行的TFT面板制造工序中的热处理逐渐可以在较低的温度(250～300℃左右)下进行。
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(30×10-7～60×10-7/℃)(参照专利文献1、2)。
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。如果玻璃组成不均一，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，从而使夹着液晶的2块玻璃的间隔、即液晶盒间隙保持恒定。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，进行平板玻璃表面的研磨，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，熔融玻璃中的B2O3的含有率较好是更低。
但是，如果B2O3的含有率低，则难以降低热膨胀系数。另外，也难以在抑制粘度上升的同时获得规定的应变点等。
专利文献1：日本专利特开2006-137631号公报
专利文献2：日本专利特开2006-169028号公报
发明的揭示
为了解决上述的现有技术的问题，本发明的目的在于提供含碱金属氧化物、B2O3的含有率低、可用作LCD面板或太阳能电池用的玻璃基板的玻璃板以及使用浮法制造该玻璃板的方法。
特别是本发明人认真研究后还发现，在所述的低温下的热处理中，低温下的玻璃的收缩(热收缩率)可能会对玻璃基板上的成膜品质(成膜图案精度)造成较大的影响。
本发明的目的在于提供更好是TFT面板制造工序中的低温(150～300℃)下的热处理(具体为形成栅极绝缘膜的工序中的热处理)时的收缩小，特别适合用作大型(例如一边在2m以上的尺寸)的TFT面板用的玻璃基板的显示器面板用玻璃基板及其制造方法。
为了实现上述的目的，本发明提供一种玻璃板，其中，以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2         53～74、
Al2O3        15～23、
B2O3         0～3、
MgO          2～17、
CaO          0～12、
SrO          0～6、
MgO+CaO+SrO  6～28、
Na2O         0～9、
K2O          0～6、
Na2O+K2O     0.8～11；
含有100～500ppm SO3；
50～350℃的平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，应变点在600℃以上。
此外，本发明提供一种玻璃板的制造方法，其中，按照获得如下的玻璃的条件配制原料：
以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2           53～74、
Al2O3          15～23、
B2O3           0～3、
MgO            2～17、
CaO            0～12、
SrO            0～6、
MgO+CaO+SrO    6～28、
Na2O           0～9、
K2O            0～6、
Na2O+K2O       0.8～11；
相对于100质量％该原料，添加以SO3换算为0.05～1.0质量％的硫酸盐而制成玻璃原料，将该玻璃原料熔解后，成形为平板玻璃，从而获得权利要求1所述的玻璃板。
本发明的玻璃板由于50～350℃的平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，应变点在600℃以上，较好是在650℃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。
此外，本发明的玻璃板因为B2O3的含有率低，所以玻璃制造时B2O3的挥散少，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较少，生产性良好。
此外，本发明的玻璃板由于含碱金属氧化物，因此粘性低，原料易于熔化，制造容易。此外，因为SO3分解并发泡的温度高于原料形成熔融玻璃的温度，所以SO3产生的澄清剂效果良好，泡品质良好。
此外，由于通过浮法进行成形，因此特别是可以稳定且高效地生产大型的显示器用玻璃板(例如一边在2m以上)。
此外，本发明的玻璃板如果采用优选的形态(以下称为“形态A”)，热收缩率(C)在20ppm以下，因此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。
本发明的玻璃板适合作为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。
还有，本发明的玻璃基板也可以用于显示器面板以外的用途。具体来说，例如还可以用作太阳能电池基板用玻璃板。
实施发明的最佳方式
以下，对本发明的玻璃板进行说明。
本发明的玻璃板的特征在于，以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2           53～74、
Al2O3          15～23、
B2O3           0～3、
MgO            2～17、
CaO            0～12、
SrO            0～6、
MgO+CaO+SrO    6～28、
Na2O           0～9、
K2O            0～6、
Na2O+K2O       0.8～11，含有100～500ppm SO3，50～350℃的平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，应变点在600℃以上。
本发明的玻璃板较好是实质上不含B2O3，以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2         53～74、
Al2O3        15～23、
MgO          2～17、
CaO          0～12、
SrO          0～6、
MgO+CaO+SrO  10～28、
Na2O         0～9、
K2O          0～6、
Na2O+K2O     0.8～9，
含有100～500ppm SO3，应变点在650℃以上。
本发明的玻璃板中，限定为上述组成的理由如下所述。
本发明的玻璃板的B2O3的含有率低至3质量％(以下简略记作％)以下。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，所制成的玻璃基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。
此外，考虑到B2O3的挥散产生的环境负担，B2O3的含有率也较好是更低，B2O3的含有率优选0～2.0％。更好是实质上不含B2O3。
在这里，实质上不含B2O3是指除了从原料等混入的不可避免的杂质以外，不含B2O3。即，不有意地使玻璃含有B2O3。
SiO2：形成玻璃的骨架的成分，不足53％时玻璃的耐热性变差，化学耐久性下降。但是，超过74％时，玻璃的高温粘度上升，熔融性变差。
SiO2的含量较好是在55％以上，更好是在57％以上，若考虑到上述理由及收缩的减少，特别好是在58％以上。另一方面，由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，SiO2的含量较好是在67％以下，更好是在64％以下，特别好是在63％以下。
Al2O3：提高玻璃化温度，使耐热性和化学耐久性提高，但若其含量不足15％，则热膨胀系数增大，应变点也降低。但是，超过23％时，玻璃的高温粘度上升，熔融性变差。此外，失透温度上升，成形性变差。
由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，Al2O3的含量较好是15～21％，更好是16～21％，特别好是17～20％。
MgO：因具有降低玻璃的熔解时的粘性、促进熔解的效果而含有，但若不足2％，则玻璃的高温粘度上升，熔融性变差。但是，超过17％时，玻璃的热膨胀系数增大。
由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，MgO的含量较好是4～14％，更好是4～13％，特别好是6～9％。
CaO：因具有降低玻璃的熔解时的粘性、促进熔解的效果而可以含有。但是，超过12％时，玻璃的热膨胀系数增大。
由于上述理由，CaO的含量较好是在1％以上，更好是在2％以上。另一方面，由于上述理由，CaO的含量较好是在8％以下，更好是在6％以下。另外，由于易于获得减少收缩的效果，CaO的含量特别好是在5％以下。
SrO：因具有降低玻璃的熔解时的粘性、促进熔解的效果而可以含有。但是，超过6％时，玻璃的热膨胀系数增大，且玻璃的比重也增大。
由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，SrO的含量较好是0～5％，更好是0～3％，特别好是0～2％。
MgO、CaO和SrO由于降低玻璃在熔解温度下的粘性而使玻璃易于熔解，因此总量在6％以上。但是，总量超过28％时，玻璃的热膨胀系数增大。
MgO、CaO和SrO的总量较好是10～28％，更好是10～20％，由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，特别好是10～19％，特别优选11～14％。
此外，可以为了获得与MgO、CaO、SrO同样的效果而含有BaO。但是，BaO的含有导致玻璃的比重(密度)增加、热膨胀系数增加，所以较好是在5％以下。
此外，含有BaO的情况下，MgO、CaO、SrO和BaO的总量优选6.5～28％，较好是10.5～28％，更好是10.5～20％，由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，特别好是10.5～19％，特别优选12～15％。
但是，若考虑到环境负担，较好是实质上不含BaO。
Na2O：因降低玻璃在熔解温度下的粘性、使玻璃易于熔解而含有0～9％。但是，超过9％时，热膨胀系数增大。
由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，Na2O的含量较好是在1％以上。另一方面，由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，Na2O的含量较好是在5％以下，更好是在3％以下。
K2O：因具有与Na2O同样的效果而含有0～6％。但是，超过6％时，热膨胀系数增大。
由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，Na2O的含量较好是0～5％，更好是1～3％。
Na2O、K2O：必须含有至少一方，总含量在0.8％以上。但是，总量超过11％时，热膨胀系数增大。它们的总量较好是1～11％，更好是2～11％。此外，由于上述理由且易于获得减少收缩的效果，它们的总量优选1～9％，更优选2～9％，特别优选4～7％。
此外，可以为了获得与Na2O、K2O同样的效果而含有Li2O。但是，Li2O的含有导致应变点下降，所以Li2O的含量较好是在5％以下。
此外，含有Li2O的情况下，Na2O、K2O和Li2O的总量较好是1～9％，更好是4～7％。但是，如果考虑到维持高应变点以及良好的SO3产生的澄清效果，较好是实质上不含Li2O。
因此，作为主要组成，本发明的玻璃板较好是由B2O3、SiO2、Al2O3、MgO、CaO、SrO、Na2O和K2O形成。
SO3：对于含碱玻璃，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。
作为SO3源，在玻璃原料中投入硫酸钾(K2SO4)、硫酸钠(Na2SO4)、硫酸钙(CaSO4)等硫酸盐，硫酸盐以SO3换算相对于100％的原料为0.05～1.0％，更好是0.05～0.3％。在玻璃基板中的残存量以SO3换算为100～500ppm，较好是100～400ppm。
除上述成分以外，本发明的玻璃板可在对玻璃基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，可以含有总量在2％以下的F、Cl、SnO2。
此外，为了提高基板玻璃的化学耐久性，可以含有总量在5％以下的ZrO2、Y2O3、La2O3、TiO2、SnO2。其中，Y2O3、La2O3和TiO2也有利于玻璃的杨氏模量的提高。
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以总量计较好在1％以下。
若考虑到环境负担，本发明的玻璃板较好是实质上不含As2O3、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。
作为本发明的玻璃板的优选的形态的形态A如下所示。
<形态A>
以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2         58～67、
Al2O3        15～21、
B2O3         0～3、
MgO          4～14、
CaO          0～5、
SrO          0～3、
MgO+CaO+SrO  6～19、
Na2O         1～9、
K2O          0～5、
Na2O+K2O     1～11，含有100～500ppm SO3，热收缩率(C)在20ppm以下的玻璃板。
更好是实质上不含B2O3，以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2         58～67、
Al2O3        15～21、
MgO          4～14、
CaO          0～5、
SrO          0～3、
MgO+CaO+SrO  10～19、
Na2O         1～9、
K2O          0～5、
Na2O+K2O     1～9，含有100～500ppm SO3，热收缩率(C)在20ppm以下的玻璃板。
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。
本发明中的热收缩率(C)(收缩(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)。
对收缩(C)进行更具体的说明。
本发明中的收缩(C)是指通过以下说明的方法测得的值。
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。
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。
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。
C[ppm]＝(A-B)/A×106
本发明的玻璃板由于50～350℃的平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，因此将本发明的玻璃板用作LCD面板用的玻璃板时，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逊于以往的无碱玻璃的水平。
50～350℃的平均热膨胀系数较好是在56×10-7/℃以下，更好是40×10-7～53×10-7。
还有，制造LCD面板时所实施的热处理工序中的基板尺寸变化允许量根据LCD面板的尺寸而不同，所以可以在热膨胀系数(50～350℃的平均热膨胀系数)在60×10-7/℃以下、较好是在56×10-7/℃以下、更好是40×10-7～53×10-7的玻璃板中根据所制造的LCD面板的尺寸适当选择。
本发明的玻璃板的应变点在600℃以上。如果应变点在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。应变点较好是在650℃以上，更好是在660℃以上。
还有，本发明中的应变点是指按照JIS R3103测得的值。
还有，根据上述与应变点同样的理由，玻璃化温度(Tg)优选在680℃以上，较好是在690℃以上，更好是在700℃以上。
本发明的玻璃基板较好是比重在2.70以下。特别是用作大型显示器用玻璃基板时，可防止开裂，提高操作性，因此是有效的。比重优选在2.60以下。
对本发明的玻璃板的制造方法进行说明。
制造本发明的玻璃板时，与制造以往的玻璃板时同样，实施熔解·澄清工序和成形工序。还有，本发明的玻璃板是含有碱金属氧化物(Na2O、K2O)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。
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。
对本发明的玻璃板的制造方法的优选形态进行说明。
首先，将熔解原料而得的熔融玻璃成形为板状。例如，按照所得的玻璃板的组成配制原料，将所述原料连续地投入熔解炉中，加热至1450～1650℃左右，获得熔融玻璃。接着，例如采用浮法，将该熔融玻璃成形为带状的玻璃板。
接着，将带状的玻璃板引出浮法成形炉后，通过冷却手段冷却至室温状态，切断后获得玻璃板。在这里，冷却手段是如下的冷却手段：将从所述浮法成形炉引出的带状的玻璃板的表面温度设为TH(℃)，室温设为TL(℃)，并将所述带状玻璃板的表面温度从TH被冷却至TL为止的时间设为t(分钟)时，使以(TH-TL)/t表示的平均冷却速度为10～300℃/分钟。具体的冷却手段没有特别限定，可以是目前公知的冷却方法。例如，可以例举采用具有温度梯度的加热炉的方法。
TH较好是玻璃化温度Tg+20℃的温度，具体为540～730℃。
所述平均冷却速度优选15～150℃/分钟，较好是20～80℃/分钟，更好是40～60℃/分钟。通过上述的玻璃板制造方法，可容易地获得收缩(C)在20ppm以下的玻璃板。
下面，对包括在本发明的玻璃板的表面形成阵列基板中的栅极绝缘膜的成膜工序的TFT面板的制造方法进行说明。
本发明的TFT面板的制造方法只要是包括以下的成膜工序即可，没有特别限定：将本发明的玻璃板的表面的成膜区域升温至150～300℃的范围内的温度(以下称为成膜温度)后，在所述成膜温度下保持5～60分钟，在所述成膜区域形成阵列基板栅极绝缘膜。在这里，成膜温度优选150～250℃，较好是150～230℃，更好是150～200℃。此外，保持于该成膜温度的时间优选5～30分钟，较好是5～20分钟，更好是5～15分钟。
栅极绝缘膜的成膜在如上所述的成膜温度和保持时间的范围内进行，所以玻璃板在其间发生热收缩。还有，玻璃板发生一次热收缩后，其后的冷却条件对上述的热收缩的结果不会造成大的影响。本发明的形态A的玻璃板因为收缩(C)小，所以玻璃板的所述热收缩小，不易产生成膜图案的偏移。
成膜工序中的成膜例如可通过目前公知的CVD法实现。
本发明的TFT面板的制造方法中，可通过公知的方法获得阵列基板。另外，可以使用该阵列基板通过如下的公知的工序来制造TFT面板。
即，可以通过包括以下的工序的一系列工序来制造TFT面板：分别在所述阵列基板、彩色滤光片基板上形成取向膜，进行摩擦处理的取向处理工序；将TFT阵列基板和彩色滤光片基板保持规定的间隔，高精度地粘合的粘合工序；从基板以规定尺寸分割出液晶盒的分割工序；向分割得到的液晶盒注入液晶的注入工序；在液晶盒上粘附偏振片的偏振片粘附工序。
实施例
以下，基于实施例和比较例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例限定。
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，成形后板状后淬火。
对这样得到的玻璃的比重、平均热膨胀系数(单位：×10-7/℃)、应变点(单位：℃)、玻璃化温度(Tg)(单位：℃)、玻璃中的SO3残存量(单位：ppm)以及作为高温粘度的熔融玻璃的粘度达到102dPa·s的温度T2(单位：℃)和达到104dPa·s的温度T4(单位：℃)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。其中，例1～14和例18～24为实施例，例15～17为比较例。
各物性的测定方法如下所示。
比重：通过阿基米德法对不含泡的约20g的玻璃块进行测定。
平均热膨胀系数：使用差示热膨胀计测定，算出50～350℃的平均热膨胀系数。
应变点：按照JIS R3103测得的值。下述表中的“*1”表示根据Tg的值在650℃以上。此外，下述表中的“*2”表示根据Tg的值在600℃以上。
SO3残存量：将玻璃粉碎，通过荧光X射线求得。还有，下述表中的“未”表示未测定。
高温粘度：使用旋转粘度计测定粘度，对粘度达到102dPa·s时的温度T2和达到104dPa·s时的温度T4进行测定。
粘度102dPa·s是表示在玻璃的熔解工序中，玻璃熔液的粘度变得足够低的基准粘度。粘度达到102dPa·s时的温度T2较好是在1690℃以下，更好是在1670℃以下。
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较好是在1300℃以下，更好是在1280℃以下。
收缩(C)：通过前述的收缩(C)的测定方法进行测定。
[表1]
  例   1   2   3   4   5   6   7
  SiO2   59.7   61.7   53.8   58.8   58.8   65.5   59.8
  Al2O3   19.6   19.6   20.3   19.3   19.6   19.0   18.9
  MgO   7.8   7.8   14.7   7.6   8.2   10.5   16.1
  CaO   9.9   9.9   10.2   9.8   8.4
  SrO
  Na2O   3.0   1.0   1.0   5.0   5.0   5.2
  K2O   4.5
  Na2O+K2O   3.0   1.0   1.0   4.5   5.0   5.0   5.2
  MgO+CaO+SrO   17.7   17.7   24.9   17.4   16.6   10.5   16.1
  SO3(添加量)[质量％]   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8
  SO3(残存量)[ppm]   未   未   未   未   380   120   160
  比重   (2.56)   2.57   2.67   (2.55)   (2.56)   (2.46)   (2.55)
  平均热膨胀系数[10-7/℃]   (53.0)   43.9   (53.3)   (55.3)   (58.7)   (47.3)   (51.8)
  应变点[℃]   *1   *1   *1   *1   668   *1   686
  Tg[℃]   (725)   763   (710)   (736)   (704)   (698)   (686)
  T2[℃]   1537   1578   1396   (1611)   (1530)   (1613)   (1419)
  T4[℃]   1196   1231   1123   (1244)   (1181)   (1242)   (1138)
[表2]
  例   8   9   10   11   12   13   14
  SiO2   61.7   58.9   61.7   60.0   61.5   61.2   58.7
  Al2O3   18.7   18.7   16.8   20.6   17.8   17.8   17.8
  MgO   7.5   13.0   7.5   7.5   4.5   9.8   7.1
  CaO   5.6   2.8   7.5   5.6   5.3   5.3
  SrO   4.7   4.9   4.8
  Na2O   2.0   2.0   2.0   1.9   1.9   1.9   1.9
  K2O   4.5   4.6   4.5   4.4   4.3   4.4   4.4
  Na2O+K2O   6.5   6.6   6.5   6.3   6.2   6.3   6.3
  MgO+CaO+SrO   13.1   15.8   15.0   13.1   14.5   14.7   17.2
  SO3(添加量)[质量％]   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8
  SO3(残存量)[ppm]   300   未   未   未   未   未   未
  比重   2.50   (2.54)   (2.52)   (2.50)   (2.53)   (2.54)   2.59
  平均热膨胀系数[10-7/℃]   51.6   (56.3)   (59.2)   (56.4)   (58.3)   (54.0)   57.8
  应变点[℃]   697   *1   *1   *1   *1   *1   *1
  Tg[℃]   737   (702)   (707)   (722)   (707)   (695)   724
  T2[℃]   1656   (1508)   (1613)   (1650)   (1691)   (1602)   1617
  T4[℃]   1273   (1189)   (1230)   (1265)   (1273)   (1236)   1234
[表3]
  例   15   16   17
  SiO2   59.9   66.5   72.0
  Al2O3   17.0   4.7   1.1
  B2O3   7.8
  例   15   16   17
  MgO   3.3   3.4   5.5
  CaO   4.2   6.2   8.6
  SrO   7.7   4.7
  BaO   0.1   3.6
  ZrO2   1.7
  Na2O   4.8   12.6
  K2O   4.4   0.2
  Na2O+K2O   9.2   12.8
  MgO+CaO+SrO+BaO   15.3   17.9   14.1
  SO3(添加量)[质量％]   0.8   0.8   0.8
  SO3(残存量)[ppm]   30   未   未
  比重   2.5   2.77   2.49
  平均热膨胀系数[10-7/℃]   37   83   86
  应变点[℃]   670   570   510
  Tg[℃]   720   625   560
  T2[℃]   1660   1551   1461
  T4[℃]   1268   1141   1040
[表4]
  例   18   19   20   21   22   23   24
  SiO2   64.2   65.6   66.0   63.1   62.2   61.5   60.6
  Al2O3   18.6   19.0   15.0   15.0   16.6   15.2   20.9
  例   18   19   20   21   22   23   24
  B2O3   2.2   1.1   2.2
  MgO   6.2   10.4   7.2   11.9   8.0   12.0   4.1
  CaO   4.7   2.8   2.0   1.0
  SrO   1.9
  Na2O   1.9   5.0   9.0   4.0   9.0   6.1   8.6
  K2O   4.4   6.0   3.1   1.7
  Na2O+K2O   6.3   5.0   9.0   10.0   9.0   9.2   10.3
  MgO+CaO+SrO   10.9   10.4   10.0   11.9   10.0   13.0   6.0
  SO3(添加量)[质量％]   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8   0.8
  SO3(残存量)[ppm]   未   未   未   未   未   未   未
  比重   2.46   2.46   2.47   2.48   2.47   2.50   2.44
  平均热膨胀系数[10-7/℃]   (54)   (47)   60以下   60以下   60以下   60以下   60以下
  应变点[℃]   *1   *1   *2   *2   *2   *2   *2
  Tg[℃]   (717)   (698)   (650)   (666)   (641)   (651)   (656)
  T2[℃]   (1716)   (1613)   (1578)   (1547)   (1533)   (1479)   (1675)
  T4[℃]   (1296)   (1242)   (1181)   (1190)   (1147)   (1137)   (1234)
  收缩(C)   6   14   11   25   19   12   20以下
由表1、2和4可知，实施例(例1～14和例18～24)的玻璃由于平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，应变点在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，由表4可知，实施例(例18～20和例22～24)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。
另外，实施例(例1～14和例18～24)的玻璃由于比重在2.7以下，因此适合用作轻量的TFT面板用的玻璃板。
另一方面，由于例15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，由表3可知，由于不含碱金属氧化物，因此SO3产生的澄清效果不足。此外，例16、17由于平均热膨胀系数大至约80×10-7/℃，因此可能会对LCD面板制造工序中的尺寸变化产生影响。
本发明的优选形态的玻璃板的制造例如下所示。
按照表1、表2和表4的玻璃组成配制各成分的原料，将该原料连续地投入熔化炉，在1550～1650℃的温度下熔解。接着，通过浮法连续地成形为带状玻璃板，在玻璃板表面温度为玻璃化温度Tg+20℃的状态下引出浮法成形炉，通过冷却炉以40～60℃/分钟的平均冷却速度冷却至玻璃板的表面温度达到室温(TL＝25℃)。然后，切割成规定的尺寸(一边在2m以上)。通过表4(例18～20和例22～24)的玻璃的组成，可获得收缩(C)在20ppm以下的形态A的玻璃板。
本发明中，因为玻璃的熔解工序中使用SO3作为澄清剂，所以澄清效果良好，可获得泡少的玻璃。此外，因为B2O3在3％以下，所以可获得平坦性良好的玻璃。
本发明的玻璃板特别适合用作大型(一边在2m以上)的TFT面板用玻璃基板。
本发明的TFT面板的制造例如下所示。
阵列基板的制造工序中，将本发明的玻璃板洗净后，形成栅电极、布线图案。
接着，将玻璃板在250℃的成膜温度下保持15分钟，通过CVD法形成栅极绝缘膜。
接着，形成a-Si膜、沟道保护膜，进行图案形成而形成图案。
接着，形成N+型a-Si膜、像素电极、触点图案。
接着，形成源电极、漏电极，再形成保护膜，从而获得TFT阵列基板。然后，使用如下的公知的工序获得TFT面板。
即，可以通过包括以下的工序的一系列工序来制造TFT面板：分别在所述阵列基板、彩色滤光片基板上形成取向膜，进行摩擦处理的取向处理工序；将TFT阵列基板和彩色滤光片基板保持规定的间隔，高精度地粘合的粘合工序；从基板以规定尺寸分割出液晶盒的分割工序；向分割得到的液晶盒注入液晶的注入工序；在液晶盒上粘附偏振片的偏振片粘附工序。
本发明的形态A的玻璃板因为收缩(C)在20ppm以下，因此即使供于这样的TFT面板的制造方法，热收缩也小，不易产生成膜图案的偏移。
产业上利用的可能性
本发明的玻璃板适合作为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。此外，还可以用作太阳能电池基板用玻璃板。
在这里引用2007年8月31日提出申请的日本专利申请2007-225945号的说明书、权利要求书和说明书摘要的全部内容，作为本发明说明书的揭示采用。

Claims (10)

1.一种玻璃板，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             53～74、
Al2O3            15～23、
B2O3             0～3、
MgO              2～17、
CaO              0～12、
SrO              0～6、
MgO+CaO+SrO      6～28、
Na2O             0～9、
K2O              0～6、
Na2O+K2O         0.8～11，
含有100～500ppm SO3，
50～350℃的平均热膨胀系数在60×10-7/℃以下，应变点在600℃以上。
2.如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，
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            53～74、
Al2O3           15～23、
MgO             2～17、
CaO             0～12、
SrO             0～6、
MgO+CaO+SrO     10～28、
Na2O            0～9、
K2O             0～6、
Na2O+K2O        0.8～9，
含有100～500ppm SO3，应变点在650℃以上。
3.如权利要求1所述的玻璃板，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            58～67、
Al2O3           15～21、
B2O3            0～3、
MgO             4～14、
CaO             0～5、
SrO             0～3、
MgO+CaO+SrO     6～19、
Na2O            1～9、
K2O             0～5、
Na2O+K2O        1～11，
含有100～500ppm SO3，
热收缩率(C)在20ppm以下。
4.如权利要求2所述的玻璃板，其特征在于，
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            58～67、
Al2O3           15～21、
MgO             4～14、
CaO             0～5、
SrO             0～3、
MgO+CaO+SrO     10～19、
Na2O            1～9、
K2O             0～5、
Na2O+K2O        1～9，
含有100～500ppm SO3，
热收缩率(C)在20ppm以下。
5.一种玻璃板的制造方法，其特征在于，按照获得如下的玻璃的条件配制原料：
以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2            53～74、
Al2O3        15～23、
B2O3         0～3、
MgO          2～17、
CaO          0～12、
SrO          0～6、
MgO+CaO+SrO  6～28、
Na2O         0～9、
K2O          0～6、
Na2O+K2O     0.8～11；
相对于100质量％所述原料，添加以SO3换算为0.05～1.0质量％的硫酸盐而制成玻璃原料，将所述玻璃原料熔解后，成形为平板玻璃，从而获得权利要求1所述的玻璃板。
6.一种玻璃板的制造方法，其特征在于，按照获得如下的玻璃的条件配制原料：
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            53～74、
Al2O3           15～23、
MgO             2～17、
CaO             0～12、
SrO             0～6、
MgO+CaO+SrO     10～28、
Na2O            0～9、
K2O             0～6、
Na2O+K2O        0.8～9；
相对于100质量％所述原料，添加以SO3换算为0.05～1.0质量％的硫酸盐而制成玻璃原料，将所述玻璃原料熔解后，成形为平板玻璃，从而获得权利要求2所述的玻璃板。
7.一种玻璃板的制造方法，其特征在于，按照获得如下的玻璃的条件配制原料：
以氧化物基准的质量％表示，作为玻璃主要组成，含有
SiO2            58～67、
Al2O3           15～21、
B2O3            0～3、
MgO             4～14、
CaO             0～5、
SrO             0～3、
MgO+CaO+SrO     6～19、
Na2O            0～9、
K2O             0～5、
Na2O+K2O        1～11；
相对于100质量％所述原料，添加以SO3换算为0.05～1.0质量％的硫酸盐而制成玻璃原料，将所述玻璃原料熔解后，成形为平板玻璃，从而获得权利要求3所述的玻璃板。
8.一种玻璃板的制造方法，其特征在于，按照获得如下的玻璃的条件配制原料：
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            58～67、
Al2O3           15～21、
MgO             4～14、
CaO             0～5、
SrO             0～3、
MgO+CaO+SrO     10～19、
Na2O            1～9、
K2O             0～5、
Na2O+K2O        1～9；
相对于100质量％所述原料，添加以SO3换算为0.05～1.0质量％的硫酸盐而制成玻璃原料，将所述玻璃原料熔解后，成形为平板玻璃，从而获得权利要求4所述的玻璃板。
9.一种玻璃板的制造方法，它是将熔解原料而得的熔融玻璃通过浮法成形炉成形为带状的玻璃板后，通过冷却手段冷却，获得处于室温状态的权利要求3或4所述的玻璃板的玻璃板的制造方法；其特征在于，
将从所述浮法成形炉引出的玻璃板的表面温度设为以℃为单位的TH，室温设为以℃为单位的TL，并将所述玻璃板的表面温度通过所述冷却手段从TH被冷却到TL为止的时间设为以分钟为单位的t时，所述冷却手段是使以(TH-TL)/t表示的平均冷却速度为10～300℃/分钟的冷却手段。
10.一种TFT面板的制造方法，它是包括在玻璃板的表面形成阵列基板栅极绝缘膜的成膜工序和将所述阵列基板和彩色滤光片基板粘合的粘合工序的TFT面板的制造方法，其特征在于，
所述成膜工序是以下的工序：将权利要求3或4所述的玻璃板的表面的成膜区域升温至150～300℃的范围内的成膜温度后，在所述成膜温度下保持5～60分钟，在所述成膜区域形成所述栅极绝缘膜。
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