JP2000143289A

JP2000143289A - 低膨張ガラスセラミックス

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Publication number: JP2000143289A
Application number: JP11305567A
Authority: JP
Inventors: Linda R Pinckney; ルースピンクニーリンダ
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2000-05-23
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: DE69915428D1; CN1254688A; JP5008214B2; TWI240712B; DE69915428T2; EP0997445B1; US6248678B1; EP0997445A1; KR100590346B1; KR20000029330A

Abstract

(57)【要約】【課題】歪点が高く、さらにシリカとシリコンの中間
の熱膨張特性を有する、透明ガラスセラミックスを提供
する。【解決手段】酸化物基準の重量％で表わして、６０〜
７５％のＳｉＯ₂，８〜２０％のＡｌ₂Ｏ₃，２〜１０％
のＺｎＯ，１〜６％のＭｇＯ，１〜１０％のＴｉＯ₂，
０〜６％のＺｒＯ₂，０〜３％のＢａＯ、並びにＺｎＯ
＋ＭｇＯは合わせて約５．５％以上、及びＴｉＯ₂＋Ｚ
ｒＯ₂は合わせて約４％以上の組成を含む透明ガラスセ
ラミックスは、約２２〜３２×１０^-7／℃の熱膨張係数
及び８５０℃をこえる歪点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスピネルを基材とし
た透明な低膨張ガラスセラミックス材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９９７年３月３１日に出願された“ガ
ラスセラミックス”と題する、開示内容が全て本明細書
に参照として含まれる、米国特許出願第０９／０３０，
８６３号は、高温ポリシリコン薄膜用基板として用い得
る材料を開示した。特許出願第０９／０３０，８６３号
に開示された透明ガラスセラミックス材料は歪点が高
く、多結晶ケイ素、特に高温ポリＳｉと同等の熱膨張係
数を有している。特許出願第０９／０３０，８６３号に
開示されたガラスセラミックスは、ケイ素の熱膨張係数
（３２〜４２×１０^-7／℃）と非常によく一致するよう
に設計された熱膨張係数を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】歪点が高く、さらにシ
リカとケイ素の中間の熱膨張特性を有する、ガラスセラ
ミックスの提供が望まれている。２５〜１０００℃の温
度範囲にわたり約３２×１０^-7／℃より小さい熱膨張係
数を有し、８５０℃より高い歪点を有するガラスセラミ
ックスが多様な用途に望ましいものである。低熱膨張及
び高歪点と併せて低密度を有するガラスセラミックスを
提供することも有益である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様は主
結晶相としてスピネルを含有し、少量のジルコニア、Ｍ
ｇ−葉長石、β−石英固溶体またはチタン酸塩を任意に
ともなう透明ガラスセラミックスに関し、本ガラスセラ
ミックスは酸化物基準の重量％で計算した以下の組成を
有する：６０〜７５％のＳｉＯ₂，８〜２０％のＡｌ₂Ｏ
₃，２〜１０％のＺｎＯ，１〜６％のＭｇＯ，１〜１０
％のＴｉＯ₂，０〜６％のＺｒＯ₂，及び０〜３％のＢａ
Ｏ；ここでＺｎＯ＋ＭｇＯは合わせて約５．５％以上で
あり、ＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂は合わせて約４％より多い。

【０００５】透明であるとは、１．１ｍｍ厚の本発明の
ガラスセラミックス板がスペクトルの可視領域（４００
ｎｍから７００ｎｍ）にわたって８５％より高い透過率
を示すことを意味する。ある用途に対しては、前記ガラ
スセラミックス板が近紫外領域においてもある程度の、
例えば３５０から４００ｎｍにわたって５０％より高い
透過率を示すことも望ましい。

【０００６】スピネルを基材とする本発明の透明ガラス
セラミックスは、従来技術のガラスセラミックス材料と
比較して数多くの利点を示す。例えば本発明のガラスセ
ラミックスは、２５℃から３００℃の温度範囲にわたり
約２２〜３２×１０^-7／℃、より好ましくは約２５〜３
０×１０^-7／℃の熱膨張係数、及び８５０℃をこえ、よ
り好ましくは８７５℃をこえ、最も好ましくは９００℃
をこえる歪点を示す。スピネル固溶体が上記材料の主結
晶相をなす。

【０００７】従って上記ガラスセラミックスは高い熱安
定性を有し、ゆがみ、反り、あるいは失透なしに温度９
００℃で２４時間、また１０００℃で８時間耐えること
ができる。上記材料の主（通常はただ１つの）結晶相は
スピネル固溶体(Ｚｎ，Ｍｇ)Al₂Ｏ₄からなるが、前記ス
ピネルは少量の、透明度あるいは特性に有害な影響なし
に他の結晶相、例えばジルコニア、Ｍｇ−葉長石、β−
石英固溶体、またはＭｇＴｉ₂Ｏ₅をともなうこともあ
る。主結晶相とは、存在する全結晶相の少なくとも約７
５体積％，より好ましくは少なくとも８５体積％，最も
好ましくは少なくとも９５体積％をその結晶相が占めて
いることを意味する。本発明のガラスセラミックスはま
た、少なくとも約２０重量％の結晶相がガラスマトリッ
クス内に分散していることが望ましい。

【０００８】本発明のガラスセラミックスは優れた耐化
学薬品性を示す。このガラスセラミックスはまた２．７
０グラム／ｃｃより低い密度も示す。

【０００９】本明細書で説明するガラスは１５７５℃か
ら１６５０℃の温度で溶融し、注入成型、プレス成型、
及び圧延を含む通常の成型プロセスに適合する。通常の
溶融及び成型技法、特に圧延への前駆ガラス体の前記適
合性により、上記材料は大寸板の製造に好適の候補とな
る。ガラスに比較して上記材料の剛性及び強度が高い
（ヤング率が１２×１０⁶ｐｓｉ(８．２７×１０¹⁰Ｐ
ａ)より大きく、破壊係数＞１０×１０³ｐｓｉ(６．８
９×１０⁷Ｐａ)）ことから、ガラス材より薄い板を使
用することができる。

【００１０】本発明の低膨張耐熱ガラスセラミックス
は、能動マトリックス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）
のような高温薄膜を用いる基板から光導波路のような光
学装置部品に至る広範で多様な用途に用いることができ
る。本発明の材料は、周辺の駆動回路を基板上に直接配
置できることからコストと空間が節約できるので、ＡＭ
ＬＣＤ用途の基板として特に有用である。本発明のガラ
スは歪点が高いので、８５０℃をこえる高温での処理が
可能になる。さらに本発明の材料は、例えばフラットパ
ネルディスプレイ、太陽電池、フォトマスク、及び光磁
気ディスクのような、多様な電気、電子、及び光学素子
の基板材料を含む、ただしこれらには限定されない、広
範で多様な用途に用いることができる。

【００１１】前記ガラスは溶融温度が高膨張低シリカ含
有ガラスより高くなければならないが、比較的滑らかな
粘性率曲線を保持し、１０００から５０００ｐｓｉ
(６．８９×１０⁶から３．４５×１０⁷Ｐａ)をこえる
同等ないしより高い液相粘性率を有する。前記ガラスセ
ラミックスは歪点が８５０℃より十分高く、熱膨張が低
くなければならない用途に望ましい。本発明の高シリカ
含有材料はまた、多くの用途で有利な低密度も有する。

【００１２】本発明は、熱膨張係数が約２２〜３２×１
０^-7／℃で歪点が約８５０℃より高い、スピネルを基材
とする透明ガラスセラミックスを包含する。この材料の
主要で通常はただ１つの結晶相はスピネル固溶体(Ｚ
ｎ，Ｍｇ)(Ａｌ，Ｔｉ)₂Ｏ₄からなる。

【００１３】ガラスセラミックスは、残余ガラスのマト
リックス内に分散した、方向が無秩序な結晶からなり、
前駆ガラス体の制御された内部核生成及び結晶化により
作成することができる。すなわち、所望の組成をもつガ
ラス形成バッチを溶融し、通常のガラス形成技法を利用
して、この溶融ガラスを冷却すると同時に所定の形状の
ガラス形状に形成する。本明細書で説明する本発明のス
ピネル結晶含有ガラスセラミックス前駆ガラス体用のガ
ラス形成バッチは容易に溶融し、得られる溶融ガラスは
広範で多様な形状寸法の物品に形づくることができる。
前記前駆ガラス体及び引き続いて形成されるガラスセラ
ミックスの組成は、重量％で表わした以下の成分：６０
〜７５％のＳｉＯ₂，８〜２０％のＡｌ₂Ｏ₃，２〜１０
％のＺｎＯ，１〜６％のＭｇＯ，１〜１０％のＴｉ
Ｏ₂，０〜６％のＺｒＯ₂，および０〜３％のＢａＯを含
むか、あるいはこれらから実質的になり、(ＺｎＯ＋Ｍ
ｇＯ)≧５．５％，(ＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂)≧４％である。

【００１４】Ａｓ₂Ｏ₅またはＳｂ₂Ｏ₃のような清澄剤
も、必要ないし所望であれば、本明細書で説明するガラ
ス組成に加えてもよい。さらに５％までのＲｂ₂Ｏ，Ｗ
Ｏ₃，Ｎｂ₂Ｏ₅，ＡｌＦ₃，Ｂ₂Ｏ₃，ＣｅＯ₂，Ｙ₂Ｏ₃，
またはＰ₂Ｏ₅のような酸化物あるいは弗化物、及び／ま
たは８％までのＣｓＯ₂，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｔａ₂Ｏ₃，Ｇａ₂Ｏ
₃，ＰｂＯ，またはＬａ₂Ｏ₃を所望であれば加えてもよ
い。Ｋ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｌｉ₂Ｏ，ＣａＯ及びＳｒＯの含
有量は３％以下に限定されることが好ましく、ゼロであ
ることがより好ましい。本発明のガラスセラミックスは
可動性アルカリイオンを含まないことが望ましい。

【００１５】ＳｉＯ₂の量が６０％より少ないと、残余
ガラスに対するスピネル比率が増加して、熱膨張係数が
大きくなってしまう。Ａｌ₂Ｏ₃はスピネル(Ｚｎ，Ｍｇ)
Ａｌ₂Ｏ₄の不可欠な成分である（１モルの(ＺｎＯ，Ｍ
ｇＯ)が１モルのＡｌ₂Ｏ₃と結合する）。従ってＡｌ₂Ｏ
₃が８％より少ないと、形成されるスピネルが少なすぎ
て、熱膨張係数が小さすぎることになる。Ａｌ₂Ｏ₃の量
が２０％をこえると、液相線温度が高くなり、ガラスを
さらに溶融し難くする。

【００１６】ＭｇＯ及びＺｎＯ成分はいずれもＡｌ₂Ｏ₃
とともに主要なスピネル結晶形成体である。従って、い
ずれか一方または他方あるいは双方がガラスセラミック
ス組成内に存在していなければならない。ＺｎＯは非常
に微細なスピネル結晶粒の結晶化に極めて適しており、
不必要な相の結晶化を最少に抑える役に立つ。最適な特
性を得るには最小でも２％のＺｎＯが必要である。溶融
温度が高くなりすぎてガラスの溶融が難しくなることを
防ぐために、望ましくは、ＺｎＯは１０重量％より少な
くなければならない。純Ｍｇスピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）
ガラスセラミックスをつくることもできるが、ＭｇＯ
は、透明度を低下させる傾向のある、Ｍｇ−葉長石、β
−石英、及びＭｇＴｉ₂Ｏ₅のような、非スピネル相の成
長を強く促進する。従ってＭｇＯの最大量は６％が望ま
しい。

【００１７】（ＺｎＯ＋ＭｇＯ）の合計は、十分なスピ
ネル相を確実に結晶化させて所望の特性を得るために、
少なくとも５．５重量％であることが望ましい。（Ｔｉ
Ｏ₂＋ＺｒＯ₂）の合計は、核形成及び透明度を最適にす
るために、少なくとも４％であることが好ましい。チタ
ニアは本発明のガラスにおける極めて有効な核形成剤と
しても、またスピネル結晶の不可欠成分としてもはたら
く。チタニアのみでも、ジルコニアのみでも、あるいは
これら２つの酸化物の混合物もスピネル相を核形成させ
るが、ＺｒＯ₂は前記ガラスの液相線温度をかなり高
め、非常に急峻な粘性率曲線を与え、ストーニング（ｓ
ｔｏｎｉｎｇ）のおこる危険性が常にあるので、ジルコ
ニアのみによる核形成は実用的観点からは一般に望まし
くない。ジルコニアはまたガラスセラミックスの密度を
増加させるが、これはほとんどの用途で望ましくない。
さらにジルコニアはかなりの量のマグネシアを含むガラ
ス内でのスピネルの核形成においてチタニアより有効性
が低い。核形成が不十分であると、本組成範囲のマグネ
シア含有ガラスはスピネルの代わりにあるいはスピネル
に加えて、β−石英固溶体及びＭｇ−葉長石を形成する
傾向があり、望ましくない結晶が成長して、ガラスセラ
ミックスに曇りが生じるか不透明になるだけでなく、極
端な場合には亀裂も生じる。組成中にマグネシアが多く
なるほど、スピネル相を効率よく核形成するに必要なチ
タニアの量も多くなる。Ｍｇを含まないスピネル組成に
は５％のＴｉＯ₂で十分であるが、ＭｇＯが約２重量％
より多い組成では、ＺｒＯ₂が存在しなければ、少なく
とも７．５％のＴｉＯ₂が一般に必要である。

【００１８】ガラスセラミックスは、その結晶相がガラ
ス中の融剤の多くを取り込み、前駆ガラス体より融剤の
少ない−従って“より硬い”−（実際には歪点がガラス
セラミックス中で測定される“ガラス”である）残余ガ
ラスを残すので、一般に前記前駆ガラス体よりかなり高
い歪点温度を有する。本明細書で説明するガラスセラミ
ックスは、シリカ含有量が高い組成を有し、構造も理論
的にシリカに極めて近く、従って８５０℃より高く、望
ましくは８７５℃をこえ、最も望ましくは９００℃をこ
える歪点を与える、残余ガラスを有するように設計され
る。

【００１９】好ましくは前駆ガラス体及び最終的に得ら
れるガラスセラミックスの組成は、酸化物基準の重量％
で表わした以下の成分：６０〜７５％のＳｉＯ₂，８〜
２０％のＡｌ₂Ｏ₃，２〜１０％のＺｎＯ，１〜６％のＭ
ｇＯ，１〜１０％のＴｉＯ₂，０〜６％のＺｒＯ₂，およ
び０〜３％のＢａＯを含むか、またはそれらから実質的
になり、(ＺｎＯ＋ＭｇＯ)≧５．５％，(ＴｉＯ₂＋Ｚｒ
Ｏ₂)≧４％である。

【００２０】最も好ましくは、前駆ガラス体及び最終的
に得られるガラスセラミックスの組成は、酸化物基準の
重量％で表わした以下の成分：６５〜７５％のＳｉ
Ｏ₂，１０〜１５％のＡｌ₂Ｏ₃，３〜７％のＺｎＯ，２
〜５％のＭｇＯ，４〜８％のＴｉＯ₂，０〜４％のＺｒ
Ｏ₂，および０〜２％のＢａＯを含むか、またはそれら
から実質的になり、(ＺｎＯ＋ＭｇＯ)≧６％，(ＴｉＯ₂
＋ＺｒＯ₂)≧４％である。

【００２１】ＳＴＥＭ（走査型透過電子顕微鏡）拡大写
真は、本発明の好ましい透明ガラスセラミックスのスピ
ネル結晶の大きさが直径で７５ないし２００オングスト
ローム（７．５〜２０ｎｍ）の範囲にあることを示して
いる。一つには上記極微細結晶寸法により、本発明の材
料はガラス態で２ミクロン×２ミクロンの表面領域にわ
たって表面粗さ（Ｒａ）を１０オングストローム未満ま
で研磨することができ、この表面粗さ度はセラミック化
してガラスセラミックスとした後も保持される。

【００２２】本発明の材料は従来のガラス溶融及び形成
プロセス、特に圧延に適合し、よって薄膜ポリシリコン
太陽電池、あるいはフラットパネルディスプレイ用の基
板に要求される大寸板の、コスト効率のよい製造が当然
可能になる。さらに、ガラスあるいは石英ガラスに比較
して前記材料の剛性及び強度が高いことから、例えば能
動マトリックス液晶ディスプレイ及びその他のフラット
パネルディスプレイ用基板として、より薄い板を用いる
ことも当然できるようになる。

【００２３】上述した透明ガラスセラミックスは、核の
発生及びそれに引き続く結晶の成長に用いられる通常の
２段階熱処理により得ることができる。前記透明ガラス
セラミックスはまた、１段階熱処理によっても得ること
ができる。１（または２）段階熱処理において結晶を成
長させるための上限温度は、好ましくは８７５〜１０５
０℃の範囲にあるべきである。

【００２４】

【実施例】本発明をさらに以下の実施例により説明する
が、これらの実施例は特許請求する発明に対する説明の
ためのものであって、いかなる意味でも限定するもので
はない。表１は、本発明の組成パラメータの実例であ
る、酸化物で重量の割合を表わしたいくつかのガラス組
成を示す。個々の成分の合計が１００であるか１００に
非常に近いことから、いかなる実用目的に対しても報告
されている値は重量％を表わしていると見なすことがで
きる。実際のバッチ成分は、他のバッチ成分と一緒に溶
融されると適切な割合で所望の酸化物に転化される酸化
物あるいはその他の化合物の、いかなる材料も含むこと
ができる。

【００２５】表１に示すガラスセラミックスは標準の実
験室的手段を用いて作成した。ガラスバッチをボールミ
ルで粉砕して、１６００〜１６５０℃で４ないし１６時
間、白金るつぼ内で溶融し、鋼板の上で注型して５イン
チ×６インチ×０．５インチ（１２．７ｃｍ×１５．２
ｃｍ×１．２７ｃｍ）の薄板にした。このガラス薄板を
７２５から７５０℃で１時間アニールし、引き続いて一
晩冷却した。次いで、前記ガラス薄板から試験片を切り
出して、これを表１（熱処理）に示される１つ以上の熱
処理スケジュールを用いてセラミック化した。本発明の
ガラスは、７７５〜８００℃において１〜２時間で核生
成し、次いで９５０〜１０５０℃の温度において２〜４
時間で結晶化が可能である。標準の粉末Ｘ線回折法を用
いて、ガラスセラミックス内に存在する結晶相を決定し
た。表１に挙げた実施例の全てにおいて、スピネル固溶
体（ｓ．ｓ．）が存在するただ１つの結晶相である。

【００２６】上記ガラスセラミックスの組成範囲は（重
量％で）：６０〜７５のＳｉＯ₂，８〜２０のＡｌ
₂Ｏ₃，２〜１０のＺｎＯ，１〜６のＭｇＯ，１〜１０の
ＴｉＯ₂，及び０〜６のＺｒＯ₂を含む。ＢａＯまたはＣ
ｓ₂Ｏのような改質剤（＜３％）の添加は、ガラスの安
定化に役立つ。（ＺｎＯ＋ＭｇＯ）の合計は、スピネル
相を確実に結晶化させるために少なくとも５．５％でな
ければならない。（ＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂）の合計は、最適
な核形成及び透明度のため、少なくとも４％でなければ
ならない。Ａｓ₂Ｏ₅が現在の所好ましい清澄剤である。

【００２７】ガラスバッチをボールミルで粉砕して、１
６００〜１６５０℃で４ないし１６時間、白金るつぼ内
で溶融し、鋼板上に流し込んだ。得られたガラス薄板を
７２５〜７５０℃で１時間アニールし、引き続いて一晩
冷却した。次いで、前記ガラス薄板から試験片を切り出
して、これを表１に示される１つ以上の熱処理スケジュ
ールを用いてセラミック化した。このガラスは一般に、
７７５〜８００℃において１〜２時間で核生成し、９５
０〜１０５０℃の温度において２〜４時間で結晶化し
た。標準の粉末Ｘ線回折法を用いて、ガラスセラミック
ス内に存在する結晶相を決定した。ガラスセラミックス
試料について、標準の手法を用い、２５〜３００℃で熱
膨張係数を測定した。

【００２８】上記材料の最高使用温度を推定するため、
ビーム曲げ粘性率法を用いて前記ガラスセラミックス試
料の歪点を測定した。ガラス（または、この場合にはガ
ラスセラミックス）の歪点は、ある程度の時間をかけれ
ば内部応力が相当に減少する温度であり、ガラスの粘性
率が１０^14.5ポアズになる温度と定義される。ある材料
の最高使用温度を指定する一般的方法の１つは、その材
料の歪点より５０℃低い温度を最高使用温度と定義して
いる。

【００２９】表１に、代表的なガラスセラミックス材料
の組成を重量％で列挙してある。表に挙げられた実施例
の全てにおいて、スピネル固溶体（ｓ．ｓ．）が存在す
るただ１つの結晶相である。表１には、ガラス工業技術
で通常の技法により前記ガラスセラミックスについて決
定したいくつかの化学的及び物理的特性の測定値も列挙
してある。℃で表わした歪点及びアニール点は、ビーム
曲げ粘性率法で決定した。２５〜３００℃の温度範囲に
わたる線熱膨張係数（Ｃ．Ｔ．Ｅ．）は膨張計測により
測定した。密度はｇ／ｃｍ³で挙げられている。

【００３０】表１には、前駆ガラス体についての、液相
温度、液相粘性率、並びに前記ガラスの粘性率が１０³
ポアズ、１０⁴ポアズ、１０⁵ポアズ及び１０⁶ポアズ
となる温度を含む、液相及び高温粘性率関連のデータも
報告してある。本発明の望ましい実施の形態において
は、ガラスの粘性率曲線が急峻ではない（すなわち、温
度に対する粘性率の変化が緩やかである）ことを意味す
る、比較的広い使用温度範囲をもつガラス材料が得られ
るように前記ガラスセラミックス組成を選んでいるか
ら、上記粘性率情報は意味がある。

【００３１】ガラスセラミックスは、その結晶相がガラ
ス中の融剤の多くを取り込み、前駆ガラス体より融剤の
少ない−従って“より硬い”−（実際には歪点がガラス
セラミックス中で測定される“ガラス”である）残余ガ
ラスを残すので、一般に前記前駆ガラス体よりかなり高
い歪点温度を有する。本開示で説明するガラスセラミッ
クスは、組成中のシリカ含有量が非常に高く（＞８０
％）、よって一般に９００℃をこえる歪点を与える残余
ガラスを有するように設計される。

【００３２】前駆ガラス体の通常の溶融及び形成技法、
特に圧延との前記適合性により、上記材料は大寸板の製
造に好適の候補となる。またガラスに比較して上記材料
の剛性及び強度が高い（弾性率＞１２×１０⁶ｐｓｉ
(８．２７×１０¹⁰Ｐａ)、破壊係数＞１１×１０³ｐｓ
ｉ(６．８９×１０⁷Ｐａ)）ことから、ガラス材より薄
いガラスセラミックス板を使用することができる。

【００３３】好ましい組成物は低密度、高歪点、及び良
好なガラス加工性を有する。表１で好ましい実施例に
は、実施例４（Ｃ．Ｔ．Ｅ．＝３０×１０^-7／℃），実
施例６（Ｃ．Ｔ．Ｅ．＝２８×１０^-7／℃），実施例９
（Ｃ．Ｔ．Ｅ．＝２７×１０^-7／℃），及び実施例１１
（Ｃ．Ｔ．Ｅ．＝２５×１０^-7／℃）がある。

【００３４】上記の耐熱ガラスセラミックスは、能動マ
トリックス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）及び薄膜太
陽電池用基板から光学装置用部品に至る広範で多様な用
途に用いることができる。

【００３５】説明のため本発明を詳細に述べたが、この
ような詳細は単に説明のためのものであり、特許請求の
範囲で定められる本発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく当業者により前記詳細に変形がなされ得ることは
当然である。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主結晶相として固溶体スピネルを含有
し、２５〜３００℃の温度範囲にわたり２２〜３２×１
０^-7／℃の範囲の線熱膨張係数を示す透明ガラスセラミ
ックスにおいて、前記ガラスセラミックスが、酸化物基
準の重量％で計算して：６０〜７５％のＳｉＯ₂，８〜
２０％のＡｌ₂Ｏ₃，２〜１０％のＺｎＯ，１〜６％のＭ
ｇＯ，１〜１０％のＴｉＯ₂，０〜６％のＺｒＯ₂，０〜
３％のＢａＯ、並びにＺｎＯ＋ＭｇＯは合わせて約５．
５％以上、及びＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂は合わせれば約４％以
上の組成を有することを特徴とするガラスセラミック
ス。
【請求項２】前記ガラスセラミックスの歪点が約８５
０℃より高いことを特徴とする請求項１記載のガラスセ
ラミックス。
【請求項３】前記ガラスセラミックスの線熱膨張係数
が２５〜３０×１０^-7／℃であることを特徴とする請求
項１記載のガラスセラミックス。
【請求項４】前記ガラスセラミックスの歪点が約８７
５℃より高いことを特徴とする請求項３記載のガラスセ
ラミックス。
【請求項５】前記ガラスセラミックスの歪点が約９０
０℃より高いことを特徴とする請求項３記載のガラスセ
ラミックス。
【請求項６】ＺｎＯ＋ＭｇＯが合わせて約１０重量％
より少ないことを特徴とする請求項１記載のガラスセラ
ミックス。
【請求項７】遷移金属の酸化物、Ｙ₂Ｏ₃，Ｐ₂Ｏ₅，Ｒ
ｂ₂Ｏ，ＷＯ₃，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｎｂ₂Ｏ₅，ＡｌＦ₃，
Ｂ₂Ｏ₃，ＣｅＯ₂，硫酸塩及びハロゲン化物からなる群
から選ばれる少なくとも１つの任意の成分を、合算して
５重量％をこえない量で、さらに含むことを特徴とする
請求項１記載のガラスセラミックス。
【請求項８】Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，及
びＫ₂Ｏの内１つ以上を３重量％より少ない量で含むこ
とを特徴とする請求項１記載のガラスセラミックス。
【請求項９】光学素子において、請求項１記載のガラ
スセラミックス組成を有する基板を含むことを特徴とす
る光学素子。
【請求項１０】フラットパネルディスプレイ装置にお
いて、請求項１記載のガラスセラミックス組成を有する
基板を含むことを特徴とするフラットパネルディスプレ
イ装置。
【請求項１１】液晶ディスプレイ装置において、請求
項１記載のガラスセラミックス組成を有する基板を含む
ことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項１２】前記ガラスセラミックスが、重量％で
表わして：６５〜７５％のＳｉＯ₂，１０〜１５％のＡ
ｌ₂Ｏ₃，３〜７％のＺｎＯ，２〜５％のＭｇＯ，４〜８
％のＴｉＯ₂，０〜４％のＺｒＯ₂，０〜２％のＢａＯ、
並びにＺｎＯ＋ＭｇＯは合わせて約６％以上、及びＴｉ
Ｏ₂＋ＺｒＯ₂は合わせて約４％以上の組成を有すること
を特徴とする請求項１記載のガラスセラミックス。
【請求項１３】前記ガラスセラミックスの歪点が約８
５０℃より高いことを特徴とする請求項１２記載のガラ
スセラミックス。
【請求項１４】前記ガラスセラミックスの線熱膨張係
数が２５〜３０×１０^-7／℃であることを特徴とする請
求項１２記載のガラスセラミックス。
【請求項１５】前記ガラスセラミックスの歪点が約８
７５℃より高いことを特徴とする請求項１４記載のガラ
スセラミックス。
【請求項１６】前記ガラスセラミックスの歪点が約９
００℃より高いことを特徴とする請求項１４記載のガラ
スセラミックス。
【請求項１７】ＺｎＯ＋ＭｇＯが併せて約１０重量％
より少ないことを特徴とする請求項１２記載のガラスセ
ラミックス。
【請求項１８】遷移金属の酸化物、Ｙ₂Ｏ₃，Ｐ₂Ｏ₅，
Ｒｂ₂Ｏ，ＷＯ₃，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｎｂ₂Ｏ₅，Ａｌ
Ｆ₃，ＣｅＯ₂、硫酸塩及びハロゲン化物からなる群から
選ばれる少なくとも１つの任意の成分を、合算して５重
量％をこえない量で、さらに含むことを特徴とする請求
項１２記載のガラスセラミックス。
【請求項１９】Ｃｓ₂Ｏ，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｔａ₂Ｏ₃，Ｇａ₂
Ｏ₃，ＰｂＯ，またはＬａ₂Ｏ₃からなる群から選ばれる
少なくとも１つの任意の成分を、８重量％をこえない量
で、さらに含むことを特徴とする請求項１２記載のガラ
スセラミックス。
【請求項２０】Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，
及びＫ₂Ｏの内１つ以上を３重量％より少ない量で含む
ことを特徴とする請求項１２記載のガラスセラミック
ス。
【請求項２１】光学素子において、請求項１２記載の
ガラスセラミックス組成を有する基板を含むことを特徴
とする光学素子。
【請求項２２】フラットパネルディスプレイ装置にお
いて、請求項１２記載のガラスセラミックス組成を有す
る基板を含むことを特徴とするフラットパネルディスプ
レイ装置。
【請求項２３】液晶ディスプレイ装置において、請求
項１２記載のガラスセラミックス組成を有する基板を含
むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。