JP2004315354A - Alkali-free glass - Google Patents

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学 西沢
Junichiro Kase
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the compaction generated in a heat-treatment without allowing a strain point to rise remarkably. <P>SOLUTION: An alkali-free glass satisfies formula: 0 ≤ the ratio (▵an-st/α50-350) < 3.64, where ▵an-st (ppm/°C) is the inclination of an equilibrium density curve in the temperature range from about an annealing point (Tan) to about a strain point (Tst), and α50-350 (×10<SP>-6</SP>/°C) is an average coefficient of linear thermal expansion in the temperature range of 50-350°C. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等のディスプレイ用基板、フォトマスク用基板に好適な無アルカリガラスに関する。   The present invention relates to an alkali-free glass suitable for a display substrate such as a liquid crystal display and a photomask substrate.

従来、ディスプレイ用基板、特にその表面に電極や薄膜トランジスタ(TFT)等を形成するために、金属または酸化物の薄膜が形成されるディスプレイ用基板に使用されるガラスは、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しない無アルカリガラスであることが求められている。このようなディスプレイ用基板に好適な無アルカリガラスが、特許文献1〜6に開示されている。   Conventionally, glass used for a display substrate, particularly a display substrate on which a thin film of metal or oxide is formed in order to form an electrode, a thin film transistor (TFT) or the like on the surface thereof, is substantially made of an alkali metal oxide. The alkali-free glass is not required. Non-alkali glass suitable for such a display substrate is disclosed in Patent Documents 1-6.

ディスプレイ用基板に使用されるガラスは、無アルカリガラスであることに加えて、(1)薄膜形成工程における加熱によるガラス基板の変形、特に熱収縮(コンパクション)が少ないこと、(2)ガラス基板上に形成されたSiOx やSiNx のエッチングに用いられるバッファードフッ酸(フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液)に対する耐久性(耐BHF性)が高いこと、(3)ガラス基板上に形成された金属電極またはITO(スズがドープされたインジウム酸化物)のエッチングに用いられる硝酸、硫酸、塩酸、等のエッチングに対する耐久性(耐酸性)が高いこと、(4)アルカリ性のレジスト剥離液に対する充分な耐久性を有すること、(5)ディスプレイの軽量化のために比重(密度)が小さいこと、(6)ディスプレイ製造工程における昇降温速度を大きくし、また耐熱衝撃性を向上させるために膨張係数が小さいこと、(7)失透しにくいこと等、が求められる。 In addition to non-alkali glass, the glass used for the display substrate is (1) less deformation of the glass substrate due to heating in the thin film formation process, especially heat shrinkage (compaction), and (2) on the glass substrate. it durability (BHF resistance) is higher for the formed SiO x and SiN x buffered hydrofluoric acid used for etching the (mixture of hydrofluoric acid and ammonium fluoride) to be formed in (3) a glass substrate High durability (acid resistance) against etching of nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, etc. used for etching metal electrodes or ITO (indium oxide doped with tin), (4) Sufficient for alkaline resist stripping solution (5) Low specific gravity (density) to reduce display weight, (6) Display production In order to increase the temperature raising / lowering speed in the process and to improve the thermal shock resistance, it is required that the expansion coefficient is small, and (7) it is difficult to devitrify.

これらディスプレイ用基板に使用される無アルカリガラスに求められる特性のうち、(1)、すなわち薄膜形成行程における加熱によるガラス基板の変形および/またはコンパクションの低減に関して、特許文献1〜6に記載の無アルカリガラスを含めて、従来の無アルカリガラスでは、ガラスの歪点を高くすることで対応している。しかしながら、歪点を高くすると、溶解、成形といったガラスの製造プロセスをより高温で実施することが必要となる。これはすなわち、溶融炉のようなガラス製造プロセスで使用する設備をより高温での使用に耐えうるものにすることが必要となり、また、設備の寿命が短かくなるので好ましくない。   Among the characteristics required for the alkali-free glass used for these display substrates, (1), that is, the properties described in Patent Documents 1 to 6 regarding the deformation of the glass substrate and / or the reduction of compaction due to heating in the thin film formation process. Conventional non-alkali glass including alkali glass responds by increasing the strain point of glass. However, when the strain point is increased, it is necessary to carry out glass production processes such as melting and molding at higher temperatures. That is, it is necessary to make the equipment used in the glass manufacturing process such as a melting furnace capable of withstanding the use at a higher temperature, and the life of the equipment is shortened, which is not preferable.

液晶ディスプレイの駆動回路としてガラス基板上に形成される薄膜トランジスタ(TFT)は、アモルファスシリコン膜から製造されるTFT(a−Si TFT)から、低温プロセスを用いて多結晶シリコン膜から製造させるTFT(p−Si TFT)へと移行が進んでいる。しかしながら、a−Si TFTに比べて、p−Si TFTでは、薄膜形成行程をより高温で実施することが必要である。これは、ガラス基板の歪点をさらに高くすることが必要であることを意味し、製造プロセスはさらに高温で実施することが必要となる。また、p−TFTへの移行の主な理由の1つは、ディスプレイの高精細化および高性能化であり、ディスプレイ用基板にはより高い表面精度が求められる。このこともまた、コンパクションの低減が求められる理由である。   A thin film transistor (TFT) formed on a glass substrate as a driving circuit of a liquid crystal display is a TFT (p-p) manufactured from a polycrystalline silicon film using a low temperature process from a TFT manufactured from an amorphous silicon film (a-Si TFT). -Si TFT). However, in the p-Si TFT, it is necessary to perform the thin film formation process at a higher temperature than in the a-Si TFT. This means that the strain point of the glass substrate needs to be further increased, and the manufacturing process needs to be performed at a higher temperature. Moreover, one of the main reasons for the shift to p-TFT is high definition and high performance of the display, and higher surface accuracy is required for the display substrate. This is also the reason why reduction of compaction is required.

特開平8−109037号公報JP-A-8-109037 特開平9−169539号公報JP-A-9-169539 特開平10−72237号公報JP 10-72237 A 特表2001−506223号公報Special table 2001-506223 gazette 特開2002−29775号公報JP 2002-29775 A 特表2003−503301号公報Special table 2003-503301 gazette

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、歪点を顕著に高くすることなしに、ディスプレイ基板として使用する際の薄膜形成行程のような、加熱処理の際に発生するコンパクションを低減することができる無アルカリガラスを提供することを第1の目的とする。   In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention eliminates compaction generated during heat treatment, such as a thin film formation process when used as a display substrate, without significantly increasing the strain point. It is a first object to provide an alkali-free glass that can be reduced.

また、本発明は、下記特性をも有する無アルカリガラスを提供することを第2の目的とする。
・耐BHF性が高い。
・耐酸性が高い。
・アルカリ性のレジスト剥離液に対する充分な耐久性を有する。
・比重(密度)が小さい。
・膨張係数が小さい。
・失透しにくい。
A second object of the present invention is to provide an alkali-free glass having the following characteristics.
・ High BHF resistance.
・ High acid resistance.
-Sufficient durability against alkaline resist stripping solution.
・ Low specific gravity (density).
-Small expansion coefficient.
-Hard to devitrify.

上記目的を達成するため、本発明は、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.64未満であることを特徴とする無アルカリガラスを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of an equilibrium density curve in the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the vicinity of the strain point (T st ), The ratio (Δ an-st / α 50-350 ) to the average linear expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) at 350 ° C. is 0 or more and less than 3.64. Provide alkali glass.

また、本発明は、主として以下の構成要素よりなる無アルカリガラスを提供する。
68%≦SiO2 ≦80%
0%≦Al2 3 <12%
0%<B2 3 <7%
0%≦MgO≦12%
0%≦CaO≦15%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
The present invention also provides an alkali-free glass mainly composed of the following components.
68% ≦ SiO 2 ≦ 80%
0% ≦ Al 2 O 3 <12%
0% <B 2 O 3 <7%
0% ≦ MgO ≦ 12%
0% ≦ CaO ≦ 15%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.

さらにまた、本発明は、主として以下の構成要素よりなり、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.64未満であることを特徴とする無アルカリガラスを提供する。
68%≦SiO2 ≦80%
0%≦Al2 3 <12%
0%<B2 3 <7%
0%≦MgO≦12%
0%≦CaO≦15%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
Furthermore, the present invention mainly comprises the following components, and the gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the vicinity of the strain point (T st ). And the ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of the average linear expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) at 50 to 350 ° C. is 0 or more and less than 3.64. A feature of the alkali-free glass is provided.
68% ≦ SiO 2 ≦ 80%
0% ≦ Al 2 O 3 <12%
0% <B 2 O 3 <7%
0% ≦ MgO ≦ 12%
0% ≦ CaO ≦ 15%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記(Δan-st /α50-350)は0以上3.5以下であることが好ましい。 In the alkali-free glass of the present invention, the (Δ an-st / α 50-350 ) is preferably 0 or more and 3.5 or less.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記SiO2 の含有割合が68%≦SiO2 ≦75%であることが好ましい。 In the alkali-free glass of the present invention, the SiO 2 content is preferably 68% ≦ SiO 2 ≦ 75%.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記Al2 3 の含有割合が5%≦Al2 3 ≦11.5%であることが好ましい。 In the alkali-free glass of the present invention, the Al 2 O 3 content is preferably 5% ≦ Al 2 O 3 ≦ 11.5%.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記B2 3 の含有割合が2%≦B2 3 <7%であることが好ましい。 In the alkali free glass of the present invention, it is preferable that the content of the B 2 O 3 is 2% ≦ B 2 O 3 < 7%.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記MgOの含有割合が3%≦MgO≦10%であることが好ましい。   In the alkali-free glass of the present invention, the MgO content is preferably 3% ≦ MgO ≦ 10%.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記CaOの含有割合が0.5%≦CaO≦12%であることが好ましい。   In the alkali-free glass of the present invention, the CaO content is preferably 0.5% ≦ CaO ≦ 12%.

本発明の無アルカリガラスにおいて、前記ROの割合が5.5%≦RO≦18%であることが好ましい。   In the alkali-free glass of the present invention, the RO ratio is preferably 5.5% ≦ RO ≦ 18%.

本発明の無アルカリガラスにおいて、液相温度における粘度ηL が、103.8 dPa・s以上であることが好ましい。 In the alkali-free glass of the present invention, the viscosity η L at the liquidus temperature is preferably 10 3.8 dPa · s or more.

さらにまた、本発明は、主として以下の構成要素よりなり、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.5以下であり、
液相温度における粘度ηL が、103.8 dPa・s以上であることを特徴とする無アルカリガラスを提供する。
68%≦SiO2 ≦72.5%
8%≦Al2 3 ≦10.5%
4.5%≦B2 3 <7%
3%≦MgO≦10%
2.5%≦CaO≦7%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5.5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
Furthermore, the present invention mainly comprises the following components, and the gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the vicinity of the strain point (T st ). And the ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of the average linear expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) at 50 to 350 ° C. is 0 or more and 3.5 or less,
A non-alkali glass having a viscosity η L at a liquidus temperature of 10 3.8 dPa · s or more is provided.
68% ≦ SiO 2 ≦ 72.5%
8% ≦ Al 2 O 3 ≦ 10.5%
4.5% ≦ B 2 O 3 <7%
3% ≦ MgO ≦ 10%
2.5% ≦ CaO ≦ 7%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5.5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.

本発明のガラスは、歪点を顕著に高くすることなしに、加熱処理の際に生じるコンパクションを低減することができる。したがって、溶融、成型といったガラス製造プロセスの温度を(顕著に)上げることなく、ディスプレイ用基板での薄膜形成工程等の加熱処理の際に発生するコンパクションを、ディスプレイ用基板に要求されるレベル以下にすることができる。   The glass of the present invention can reduce the compaction that occurs during the heat treatment without significantly increasing the strain point. Accordingly, the compaction generated during the heat treatment such as the thin film forming process on the display substrate is reduced to a level required for the display substrate or less without significantly increasing the temperature of the glass manufacturing process such as melting and molding. can do.

したがって、本発明のガラスは、ディスプレイ用基板、特に、その表面にp−Si TFTが形成されるアクティブマトリクス型LCDディスプレイ用基板のような、比較的高温で加熱処理されるにもかかわらず、高い表面精度が要求されるディスプレイ用基板として好ましい。
また、コンパクションが同一であったとしても、ガラス基板のサイズが大きくなるほど、基板全体としての熱収縮の量が大きくなるので、本発明のガラスでのコンパクションの低減による効果は、大型のディスプレイ用基板において特に著しい。
Therefore, the glass of the present invention is high despite being heated at a relatively high temperature, such as a display substrate, particularly an active matrix LCD display substrate having p-Si TFT formed on the surface thereof. It is preferable as a display substrate that requires surface accuracy.
In addition, even if the compaction is the same, the larger the size of the glass substrate, the greater the amount of thermal shrinkage of the entire substrate, so the effect of reducing compaction with the glass of the present invention is a large display substrate. In particular.

本発明のガラスは、ディスプレイ用ガラス基板として好適な様々な特性を有している。すなわち、低比重(低密度)のゆえに液晶ディスプレイ等のディスプレイを軽量化でき、また低膨張係数のゆえにその製造効率を上げることができる。さらに、ITO等のエッチングに用いられる塩酸等に対する耐久性に優れ、また、SiOx やSiNx のエッチングに用いられるバッファードフッ酸に対する耐久性に優れるディスプレイ基板を提供できる。加えて、失透しにくいガラスが得られ、製造効率を上げることができる。 The glass of the present invention has various characteristics suitable as a glass substrate for a display. In other words, a display such as a liquid crystal display can be reduced in weight because of its low specific gravity (low density), and its manufacturing efficiency can be increased because of its low expansion coefficient. Furthermore, it is possible to provide a display substrate that is excellent in durability against hydrochloric acid or the like used for etching of ITO or the like, and excellent in durability against buffered hydrofluoric acid used in etching of SiO x or SiN x . In addition, a glass that is not easily devitrified can be obtained, and the production efficiency can be increased.

本発明の無アルカリガラス(以下本発明のガラスという。)は実質的にアルカリ金属酸化物を含有しない。具体的には、アルカリ金属酸化物の含有量の合計が、好ましくは0.5モル%以下である。   The alkali-free glass of the present invention (hereinafter referred to as the glass of the present invention) contains substantially no alkali metal oxide. Specifically, the total content of alkali metal oxides is preferably 0.5 mol% or less.

本発明のガラスは、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.64未満であることを特徴とする。
コンパクション(compaction)とは、加熱処理の際に、ガラス構造の緩和によって発生するガラスの熱収縮である。コンパクションは、密度変化から下記式で導くことができる。
C=(1−(d0 /d)1/3 )×106
C :コンパクション(ppm)
0 :加熱処理前のガラス密度(g/cm3
d :加熱処理後のガラス密度(g/cm3
ここから、ガラスの温度変化による密度変化を小さくすれば、コンパクションを低減できることになる。
In the glass of the present invention, the gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature range from the annealing point (T an ) to the strain point (T st ) and the average line at 50 to 350 ° C. The ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of the expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) is 0 or more and less than 3.64.
Compaction is the thermal shrinkage of glass that occurs due to relaxation of the glass structure during heat treatment. The compaction can be derived from the density change by the following equation.
C = (1− (d 0 / d) 1/3 ) × 10 6
C: Compaction (ppm)
d 0 : Glass density before heat treatment (g / cm 3 )
d: Glass density after heat treatment (g / cm 3 )
From this, compaction can be reduced by reducing the density change due to the temperature change of the glass.

本発明者らは、鋭意検討した結果、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域におけるガラスの平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)をある特定の値よりも小さくすれば、歪点を顕著に高くすることなしに、加熱処理の際に生じるコンパクションを低減できることを見いだした。
なお、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域において、平衡密度曲線はほぼ直線に近似することができる。従って、本発明において、Δan-st はこの直線の傾きを意味する。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve of the glass in the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the vicinity of the strain point (T st ), If the ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of the average linear expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) at 50 to 350 ° C. is made smaller than a specific value, the strain point is reduced. It has been found that the compaction generated during the heat treatment can be reduced without significantly increasing the temperature.
In the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the vicinity of the strain point (T st ), the equilibrium density curve can be approximated to a straight line. Therefore, in the present invention, Δ an-st means the slope of this straight line.

本発明のガラスは、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.64未満であることにより、加熱処理の際に生じるコンパクションが低減される。具体的には、例えば、後述する実施例で用いた下記手順で求められるコンパクションが190ppm未満である。 In the glass of the present invention, the gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature range from the annealing point (T an ) to the strain point (T st ) and the average line at 50 to 350 ° C. When the ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of the expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) is 0 or more and less than 3.64, the compaction generated during the heat treatment is reduced. Reduced. Specifically, the compaction calculated | required by the following procedure used in the Example mentioned later is less than 190 ppm, for example.

コンパクションの特定
溶融ガラスを板状に成形した後、徐冷点付近の温度で1時間保持してから降温速度1℃/分で室温まで徐冷する。得られたガラスを、所定の形状に加工した後、900℃まで加熱し、該温度で1分間保持した後、降温速度100℃/分で室温まで冷却して試料Aを得る。次に、試料Aをガラスの粘度が17.8dPa・sとなる温度(理論値)まで昇温速度100℃/時で加熱し、該温度で8時間保持した後、降温速度100℃/時で徐冷して試料Bを得る。得られる試料A、B密度(dA、dB)を重液法で決定する。コンパクションC(ppm)は、このようにして得られる密度(dA、dB)と下記式を用いて算出することができる。
C=(1−(dA/dB)1/3 )×106
After compacting the specific molten glass into a plate shape, the compacted glass is held at a temperature near the annealing point for 1 hour and then slowly cooled to room temperature at a temperature lowering rate of 1 ° C./min. The obtained glass is processed into a predetermined shape, heated to 900 ° C., held at the temperature for 1 minute, and then cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 100 ° C./min to obtain sample A. Next, the sample A was heated to a temperature (theoretical value) at which the viscosity of the glass was 17.8 dPa · s at a heating rate of 100 ° C./hour, held at that temperature for 8 hours, and then cooled down at a cooling rate of 100 ° C./hour. Slowly cool to obtain Sample B. The obtained samples A and B densities (dA, dB) are determined by the heavy liquid method. The compaction C (ppm) can be calculated using the density (dA, dB) thus obtained and the following formula.
C = (1- (dA / dB) 1/3 ) × 10 6

重液法とは、ブロモホルムとペンタクロロエタンをガラスの密度とほぼ等しくなるように混合した液を用い、これを入れたガラスビンを温度勾配を持たせた水槽に入れ、ガラス試料がとどまる位置を測定することによりガラスの密度を測定する方法である。アルキメデス法で予め測定し、密度値既知の標準サンプルと比較することで対象となるガラスの密度値を決定する。
ガラスの粘度が17.8dPa・sとなる温度(理論値)は、徐冷点(粘度:13.0dPa・s)および歪点(粘度:14.5dPa・s)を用いて、横軸を1000/T(K)、縦軸を粘度(dPa・s)としてアレニウスプロットにて得ることができる。
The heavy liquid method uses a liquid in which bromoform and pentachloroethane are mixed so that it is almost equal to the density of the glass, puts the glass bottle containing this into a water tank with a temperature gradient, and measures the position where the glass sample stays. This is a method for measuring the density of glass. The density value of the target glass is determined by measuring in advance by the Archimedes method and comparing it with a standard sample with a known density value.
The temperature (theoretical value) at which the viscosity of the glass becomes 17.8 dPa · s is 1000 ° on the horizontal axis using an annealing point (viscosity: 13.0 dPa · s) and a strain point (viscosity: 14.5 dPa · s). / T (K), and the vertical axis can be obtained by Arrhenius plot with viscosity (dPa · s).

Δan-st /α50-350は、好ましくは3.50以下である。Δan-st /α50-350が3.50以下であると、上記手順で求められるコンパクションが180ppm以下にもなりうる。上記手順で求められるコンパクションが180ppm以下であれば、歪点を顕著に高くすることなしに、加熱処理の際に発生するコンパクションが十分に低減されることになる。歪点が上昇すると、ガラス溶解粘性が上昇し、溶融炉等、ガラスの製造プロセスに使用する設備をより高温での使用に耐えうるものへと変更することが必要になるが、本発明のガラスは、この問題が解消されている。
Δan-st /α50-350は、より好ましくは3.40以下であり、さらに好ましくは3.20以下であり、さらに好ましくは3.00以下であり、2.80以下であることが特に好ましい。
Δ an-st / α 50-350 is preferably 3.50 or less. When Δ an-st / α 50-350 is 3.50 or less, the compaction obtained by the above procedure can be 180 ppm or less. If the compaction calculated | required by the said procedure is 180 ppm or less, the compaction which generate | occur | produces in the case of heat processing will fully be reduced, without making a strain point notably high. When the strain point rises, the glass melt viscosity rises, and it is necessary to change the equipment used for the glass manufacturing process, such as a melting furnace, to one that can withstand use at a higher temperature. This problem has been eliminated.
Δ an-st / α 50-350 is more preferably 3.40 or less, further preferably 3.20 or less, further preferably 3.00 or less, and particularly preferably 2.80 or less. preferable.

本発明のガラスは、Δan-st /α50-350が0以上3.64未満になるように、ガラスの構成成分、具体的には下記7成分の組成比を選択することで好適に製造することができる。
無アルカリガラスは、主として以下の7成分で構成される。
SiO2 ,Al2 3 ,B2 3
MgO,CaO,SrO,BaO
上段に記載した3成分は、主としてガラスを形成する成分であり、下段に記載した4成分は、ガラスを溶かすための融剤成分である。
本発明者らは、ガラスにおける上記7成分の含有割合を変えて実験を行い、上記7成分と、Δan-st /α50-350と、の間には、以下の関係があることを見いだした。
Δan-st /α50-350 小 SiO2 <Al2 3 <B2 3
小 MgO<CaO<SrO 大
さらに、物性を考慮すると以下の関係が成り立つことが推定される。
小 MgO<CaO<SrO<BaO 大
The glass of the present invention is preferably produced by selecting the constituent components of the glass, specifically the composition ratio of the following seven components, so that Δ an-st / α 50-350 is 0 or more and less than 3.64. can do.
The alkali-free glass is mainly composed of the following seven components.
SiO 2, Al 2 O 3, B 2 O 3
MgO, CaO, SrO, BaO
The three components described in the upper part are components that mainly form glass, and the four components described in the lower part are flux components for melting the glass.
The present inventors conducted experiments by changing the content ratio of the seven components in the glass, and found that there is the following relationship between the seven components and Δ an-st / α 50-350. It was.
Δ an-st / α 50-350 Small SiO 2 <Al 2 O 3 <B 2 O 3 Large
Small MgO <CaO <SrO Large Furthermore, it is presumed that the following relationship holds when the physical properties are taken into consideration.
Small MgO <CaO <SrO <BaO Large

本発明者らは、Δan-st /α50-350が0以上3.64未満になることに加えて、ディスプレイ基板に使用される無アルカリガラスに要求される他の特性、例えば耐BHF性、耐酸性、アルカリ性のレジスト剥離液に対する耐久性、耐衝撃性、失透しにくさ等の観点からも検討し、以下に示す本発明の無アルカリガラスの好適組成を見いだした。
68%≦SiO2 ≦80%
0%≦Al2 3 <12%
0%<B2 3 <7%
0%≦MgO≦12%
0%≦CaO≦15%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
In addition to Δ an-st / α 50-350 being 0 or more and less than 3.64, the present inventors have other characteristics required for non-alkali glass used for display substrates, such as BHF resistance. From the viewpoints of durability against acid-resisting and alkaline resist stripping solutions, impact resistance, resistance to devitrification, and the like, the following preferred composition of the alkali-free glass of the present invention was found.
68% ≦ SiO 2 ≦ 80%
0% ≦ Al 2 O 3 <12%
0% <B 2 O 3 <7%
0% ≦ MgO ≦ 12%
0% ≦ CaO ≦ 15%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.

次に本発明のガラスの組成について、モル%を単に%と表記して説明する。
SiO2 はネットワークフォーマであり、必須である。上記したように、SiO2 は、ガラスを形成する3成分(SiO2 、Ai2 3 、B2 3 )中、Δan-st /α50-350を最も小さくする。そのため、本発明のガラスは、SiO2 の含有割合が高いことが好ましい。具体的には、本発明のガラスは、SiO2 の含有割合が68%以上80%以下である。SiO2 の含有割合が80%超ではガラスの溶解性が低下し、また失透しやすくなる。好ましくは75%以下、より好ましくは74%以下、さらに好ましくは73%以下、さらに好ましくは72.5%以下であり、特に好ましくは72%以下である。SiO2 の含有割合が72.5%以下であると、ガラスの成形性および失透温度の低減に特に優れる。但し、68%未満では比重増加(密度増加)、歪点低下、膨張係数増加、耐酸性低下、耐アルカリ性低下、または耐BHF性低下が起る。好ましくは69%以上、より好ましくは70%以上である。
Next, the composition of the glass of the present invention will be described with mol% simply expressed as%.
SiO 2 is a network former and is essential. As described above, SiO 2 minimizes Δ an-st / α 50-350 among the three components (SiO 2 , Ai 2 O 3 , B 2 O 3 ) that form glass. Therefore, the glass of the present invention preferably has a high SiO 2 content ratio. Specifically, the glass of the present invention has a SiO 2 content of 68% or more and 80% or less. When the content ratio of SiO 2 exceeds 80%, the solubility of the glass is lowered and devitrification tends to occur. Preferably it is 75% or less, More preferably, it is 74% or less, More preferably, it is 73% or less, More preferably, it is 72.5% or less, Most preferably, it is 72% or less. When the content ratio of SiO 2 is 72.5% or less, it is particularly excellent in reducing the moldability of glass and the devitrification temperature. However, if it is less than 68%, the specific gravity increases (density increases), the strain point decreases, the expansion coefficient increases, the acid resistance decreases, the alkali resistance decreases, or the BHF resistance decreases. Preferably it is 69% or more, More preferably, it is 70% or more.

Al2 3 は、必須ではないがガラスの分相を抑制し、また歪点を高くするため、含有することが好ましい。但し、上記したように、Al2 3 はガラスを形成する3成分中、SiO2 に比べてΔan-st /α50-350を大きくする。そのため、本発明のガラスはAl2 3 の含有割合が低いことが好ましい。具体的には、本発明のガラスは、Al2 3 の含有割合が0%以上12%未満である。Al2 3 の含有割合は、好ましくは11.5%以下であり、より好ましくは11.0%以下であり、さらに好ましくは10.5%以下であり、さらに好ましくは10.0%以下であり、9.5%以下であることが特に好ましい。下限値は特に限定されないが、分相抑制のためには適量添加することが好ましく、5%以上であることが好ましい。Al2 3 が5%以上であると、ガラスの分相を抑制する効果、および歪点を高める効果に優れている。好ましくは6%以上、より好ましくは7%以上、さらに好ましくは7.5%以上、特に好ましくは8%以上である。Al2 3 が8%以上であると、ガラスの分相を抑制する効果、および歪点を高める効果が特に優れている。 Al 2 O 3 is not essential, but is preferably contained in order to suppress the phase separation of the glass and increase the strain point. However, as described above, Al 2 O 3 increases Δ an-st / α 50-350 in comparison with SiO 2 among the three components forming glass. Therefore, the glass of the present invention preferably has a low content of Al 2 O 3 . Specifically, the glass of the present invention has an Al 2 O 3 content of 0% or more and less than 12%. The content ratio of Al 2 O 3 is preferably 11.5% or less, more preferably 11.0% or less, further preferably 10.5% or less, and further preferably 10.0% or less. Yes, and particularly preferably 9.5% or less. The lower limit is not particularly limited, but it is preferably added in an appropriate amount for suppressing phase separation, and is preferably 5% or more. When Al 2 O 3 is 5% or more, the effect of suppressing the phase separation of glass and the effect of increasing the strain point are excellent. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 7% or more, More preferably, it is 7.5% or more, Most preferably, it is 8% or more. When Al 2 O 3 is 8% or more, the effect of suppressing the phase separation of glass and the effect of increasing the strain point are particularly excellent.

SiO2 とAl2 3 の含有量の合計は76%以上であることが好ましい。76%以上であると歪点を高める効果に優れている。より好ましくは77%以上、特に好ましくは79%以上である。 The total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is preferably 76% or more. It is excellent in the effect which raises a strain point as it is 76% or more. More preferably, it is 77% or more, and particularly preferably 79% or more.

2 3 は比重(密度)を小さくし、耐BHF性を高くし、ガラスの溶解性を高くし、失透しにくくし、また膨張係数を小さくする成分であり、必須である。但し、上記したように、ガラスを形成する3成分中、Δan-st /α50-350を最も大きくする。そのため、本発明のガラスはB2 3 の含有割合が低いことが好ましい。B2 3 は化学物質管理促進法の指定化学物質であるので、B2 3 の含有割合が低いことは環境への影響を考えても好ましいことである。具体的には、本発明のガラスはB2 3 の含有割合が0%超7%未満である。下限値は特に限定されないが、2%以上であることが好ましい。2%以上であると、比重(密度)がより小さく、耐BHF性およびガラスの溶解性に優れており、膨張係数を小さくする効果が優れており、かつより失透しにくくなる。好ましくは3%以上、より好ましくは4%以上、さらに好ましくは4.5%以上であり、最も好ましくは5%以上である。B2 3 の含有割合が、4.5%以上であると、成形性、失透温度の低減および耐BHF性に特に優れる。また、基板の軽量化にも寄与する。 B 2 O 3 is a component that reduces the specific gravity (density), increases the BHF resistance, increases the solubility of the glass, makes it difficult to devitrify, and decreases the expansion coefficient, and is essential. However, as described above, Δ an-st / α 50-350 is maximized among the three components forming the glass. Therefore, the glass of the present invention preferably has a low content of B 2 O 3 . Since B 2 O 3 is a designated chemical substance in the Chemical Substance Management Promotion Law, it is preferable that the content ratio of B 2 O 3 is low considering the influence on the environment. Specifically, the glass of the present invention has a B 2 O 3 content of more than 0% and less than 7%. Although a lower limit is not specifically limited, It is preferable that it is 2% or more. When it is 2% or more, the specific gravity (density) is smaller, the BHF resistance and the glass solubility are excellent, the effect of reducing the expansion coefficient is excellent, and the glass becomes less devitrified. Preferably it is 3% or more, More preferably, it is 4% or more, More preferably, it is 4.5% or more, Most preferably, it is 5% or more. When the content ratio of B 2 O 3 is 4.5% or more, the moldability, the loss of devitrification temperature, and the BHF resistance are particularly excellent. It also contributes to weight reduction of the substrate.

SiO2 とB2 3 の含有量の合計SiO2 +B2 3 は75%以上であることが好ましい。75%以上であると、比重(密度)および膨張係数が適度な値である。より好ましくは77%以上、さらに好ましくは78%以上、最も好ましくは79%以上である。 The total SiO 2 + B 2 O 3 content of SiO 2 and B 2 O 3 is preferably 75% or more. When it is 75% or more, the specific gravity (density) and the expansion coefficient are appropriate values. More preferably, it is 77% or more, more preferably 78% or more, and most preferably 79% or more.

Al2 3 の含有量をB2 3 の含有量によって除したAl2 3 /B2 3 は2.0以下であることが好ましい。2.0以下であると、耐BHF性に優れている。より好ましくは1.7以下、さらに好ましくは1.6以下、特に好ましくは1.5以下である。また、Al2 3 /B2 3 は0.8以上であることが好ましい。0.8以上であると、歪点を高める効果に優れている。より好ましくは0.9以上、特に好ましくは1.0以上である。 It is preferable Al 2 O 3 / B 2 O 3 to the content divided by the content of B 2 O 3 of Al 2 O 3 is 2.0 or less. It is excellent in BHF resistance as it is 2.0 or less. More preferably, it is 1.7 or less, More preferably, it is 1.6 or less, Most preferably, it is 1.5 or less. Further, Al 2 O 3 / B 2 O 3 is preferably 0.8 or more. It is excellent in the effect which raises a strain point as it is 0.8 or more. More preferably, it is 0.9 or more, and particularly preferably 1.0 or more.

Al2 3 とB2 3 の含有量の合計をSiO2 の含有量によって除した(Al2 3 +B2 3 )/SiO2 は0.32以下であることが好ましい。0.32超では耐酸性が低下するおそれがある。より好ましくは0.31以下、特に好ましくは0.30以下、最も好ましくは0.29以下である。 It is preferable Al 2 O 3 and B 2 O 3 in the total content divided by the content of SiO 2 (Al 2 O 3 + B 2 O 3) / SiO 2 is 0.32 or less. If it exceeds 0.32, the acid resistance may decrease. More preferably, it is 0.31 or less, Especially preferably, it is 0.30 or less, Most preferably, it is 0.29 or less.

MgOは必須ではないが、比重(密度)を小さくし、ガラスの溶解性を高くするため、含有することが好ましい。12%超ではガラスが分相しやすくなる、失透しやすくなる、耐BHF性が低下する、または耐酸性が低下する。なお、ガラスの分相抑制、失透防止、耐BHF性および耐酸性の向上という観点から、MgOの含有割合は10%以下であることが好ましい。また、MgOの含有割合が10%以下であると、ガラスの溶解性に優れている。下限値は特に限定されないが、上記したように、ガラスを溶融させる融剤成分(MgO,CaO,SrO,BaO)中、Δan-st /α50-350を最も小さくすることから、本発明のガラスは、MgOの含有割合を大きくすることが好ましい。具体的には、本発明のガラスは、MgOの含有割合が2%以上であることが好ましい。より好ましくは、3%以上であり、さらに好ましくは4%以上であり、さらに好ましくは5%以上であり、6%以上であることが特に好ましい。 MgO is not essential, but it is preferably contained in order to reduce the specific gravity (density) and increase the solubility of the glass. If it exceeds 12%, the glass tends to undergo phase separation, it tends to devitrify, the BHF resistance decreases, or the acid resistance decreases. In addition, it is preferable that the content rate of MgO is 10% or less from a viewpoint of phase-separation suppression of glass, prevention of devitrification, improvement of BHF resistance, and acid resistance. Moreover, it is excellent in the solubility of glass as the content rate of MgO is 10% or less. Although the lower limit is not particularly limited, as described above, Δ an-st / α 50-350 is minimized in the flux components (MgO, CaO, SrO, BaO) for melting glass. The glass preferably has a high MgO content. Specifically, the glass of the present invention preferably has a MgO content of 2% or more. More preferably, it is 3% or more, further preferably 4% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 6% or more.

CaOは必須ではないが、比重(密度)を小さくするため、ガラスの溶解性を高くするため、または失透しにくくするために15%まで含有してもよい。15%超では、比重増加(密度増加)または膨張係数増加が起るおそれがあり、また、かえって失透しやすくなるおそれがある。CaOは、好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは8%以下、特に好ましくは7%以下であり、最も好ましくは6%以下である。CaOを含有する場合、その含有量は0.5%以上であることが好ましい。より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは2.5%以上である。CaOの含有割合が2.5%以上7%以下であると、ガラスの溶解性を高めつつ、失透特性を向上させるうえで特に優れている。   CaO is not essential, but may be contained up to 15% in order to reduce the specific gravity (density), to increase the solubility of the glass, or to prevent devitrification. If it exceeds 15%, the specific gravity may increase (density increase) or the expansion coefficient may increase. CaO is preferably 12% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 8% or less, particularly preferably 7% or less, and most preferably 6% or less. When CaO is contained, the content is preferably 0.5% or more. More preferably, it is 1% or more, further preferably 2% or more, and particularly preferably 2.5% or more. When the content ratio of CaO is 2.5% or more and 7% or less, it is particularly excellent in improving the devitrification characteristics while enhancing the solubility of the glass.

MgOの含有量をMgOとCaOの含有量の合計によって除したMgO/(MgO+CaO)は0.2以上であることが好ましい。0.2以上であると、比重(密度)および膨張係数が適度な値であり、Δan-st /α50-350を最小化するのに好ましく、かつヤング率を増大するのにも好ましい。より好ましくは0.25以上、特に好ましくは0.4以上である。 MgO / (MgO + CaO) obtained by dividing the content of MgO by the total content of MgO and CaO is preferably 0.2 or more. When it is 0.2 or more, the specific gravity (density) and the expansion coefficient are moderate values, which is preferable for minimizing Δ an-st / α 50-350 and also for increasing the Young's modulus. More preferably, it is 0.25 or more, and particularly preferably 0.4 or more.

SrOは、必須ではないがガラスの分相を抑制し、また失透しにくくする成分であり、以下に述べる理由により含有することが好ましい。
上記したように、ガラスを溶融させる融剤成分(MgO,CaO,SrO,BaO)中、MgOはΔan-st /α50-350を小さくすることから、本発明のガラスは、MgOの含有割合を大きくすることが好ましい。しかしながら、MgOを多く含有させると、ガラスが比較的失透しやすくなる。本発明者らは、ガラスにSrOを適度な量含有させると、ガラスを失透させることなしに、MgOの含有量を高くすることができることを見いだした。但し、SrOは、4%超ではガラスの比重(密度)が大きくなりすぎる。好ましくは3%以下、より好ましくは2.5%以下である。但し、ガラスを失透させることなしに、MgOの含有量を高めるためには、0.1%以上含有することが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、さらに好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは1.5%以上であり、2%以上であることが特に好ましい。
Although SrO is not essential, it is a component that suppresses phase separation of the glass and makes it difficult to devitrify, and is preferably contained for the reasons described below.
As described above, in the flux component (MgO, CaO, SrO, BaO) for melting the glass, MgO reduces Δ an-st / α 50-350 , so that the glass of the present invention contains the MgO content ratio. Is preferably increased. However, when a large amount of MgO is contained, the glass becomes relatively devitrified. The present inventors have found that when an appropriate amount of SrO is contained in the glass, the content of MgO can be increased without devitrifying the glass. However, if SrO exceeds 4%, the specific gravity (density) of the glass becomes too large. Preferably it is 3% or less, More preferably, it is 2.5% or less. However, in order to increase the content of MgO without devitrifying the glass, the content is preferably 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, More preferably, it is 1% or more, More preferably, it is 1.5% or more, It is especially preferable that it is 2% or more.

BaOは必須ではないが、ガラスの分相を抑制し、また失透しにくくするために1%まで含有してもよい。1%超では比重(密度)が大きくなりすぎる。好ましくは0.5%以下である。比重(密度)をより小さくしたい場合はBaOを含有しないことが好ましい。BaOは、化学物質管理促進法で劇物に指定されているため、BaOを含有しないことは環境への影響を考えても好ましいことである。   BaO is not essential, but may be contained up to 1% in order to suppress phase separation of the glass and make it difficult to devitrify. If it exceeds 1%, the specific gravity (density) becomes too large. Preferably it is 0.5% or less. In order to reduce the specific gravity (density), it is preferable not to contain BaO. Since BaO is designated as a deleterious substance by the Chemical Substance Management Promotion Law, it is preferable not to contain BaO even in consideration of the influence on the environment.

SrOとBaOの含有量の合計SrO+BaOは6%以下であることが好ましい。6%超では比重(密度)が大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは4%以下である。比重をより小さくしたい場合、またはSiO2 +B2 3 が79%以下の場合、SrO+BaOは好ましくは4%以下、より好ましくは3%以下である。なお、より失透しにくくしたい場合には、SrO+BaOは0.5%以上であることが好ましく、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは2%以上である。 The total SrO + BaO content of SrO and BaO is preferably 6% or less. If it exceeds 6%, the specific gravity (density) may be too large. More preferably, it is 4% or less. When it is desired to make the specific gravity smaller, or when SiO 2 + B 2 O 3 is 79% or less, SrO + BaO is preferably 4% or less, more preferably 3% or less. In addition, when it is desired to make it more difficult to devitrify, SrO + BaO is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, and further preferably 2% or more.

本発明のガラスは、MgO、CaO、SrOおよびBaOの含有割合の合計、すなわちMgO+CaO+SrO+BaO(RO)が、5%以上18%以下である。ROが18%超であると、比重(密度)が大きくなりすぎるおそれがあり、また、膨張係数が大きくなりすぎるおそれがある。ROは、16.5%以下であることが好ましい。16.5%以下であれば、比重および膨張係数が適度な値である。
また、MgO+CaO+SrO+BaOは5%未満では、ガラスの溶解性が低下するおそれがある。より好ましくは5.5%以上、さらに好ましくは6%以上、特に好ましくは7%以上である。
In the glass of the present invention, the total content of MgO, CaO, SrO and BaO, that is, MgO + CaO + SrO + BaO (RO) is 5% or more and 18% or less. If RO is more than 18%, the specific gravity (density) may be too large, and the expansion coefficient may be too large. RO is preferably 16.5% or less. If it is 16.5% or less, the specific gravity and the expansion coefficient are appropriate values.
Further, if MgO + CaO + SrO + BaO is less than 5%, the solubility of the glass may be lowered. More preferably, it is 5.5% or more, more preferably 6% or more, and particularly preferably 7% or more.

本発明のガラスは実質的に上記成分からなるが、その他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。前記その他の成分の含有量の合計は10モル%以下であることが好ましい。より好ましくは5%以下である。   The glass of the present invention consists essentially of the above components, but may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. The total content of the other components is preferably 10 mol% or less. More preferably, it is 5% or less.

前記その他成分として次のようなものが挙げられる。すなわち、SO3 、F、Cl、SnO2 等を、溶解性、清澄性、成形性を向上させるために、下記範囲で適宜含有してもよい。
SO3 0〜2モル%、好ましくは0〜1モル%
F 0〜6モル%、好ましくは0〜3モル%
Cl 0〜6モル%、好ましくは0〜4モル%
SnO2 0〜4モル%、好ましくは0〜1モル%
なお、これらを含有させる場合、含有量の合計が10モル%まで、好ましくは5モル%まで、より好ましくは3モル%まで、特に好ましくは2モル%まで、更に好ましくは1ppm〜2モル%の範囲である。
Examples of the other components include the following. That is, SO 3 , F, Cl, SnO 2 and the like may be appropriately contained in the following ranges in order to improve solubility, clarity, and moldability.
SO 3 0 to 2 mol%, preferably 0 to 1 mol%
F 0-6 mol%, preferably 0-3 mol%
Cl 0-6 mol%, preferably 0-4 mol%
SnO 2 0-4 mol%, preferably 0-1 mol%
In addition, when these are contained, the total content is up to 10 mol%, preferably up to 5 mol%, more preferably up to 3 mol%, particularly preferably up to 2 mol%, still more preferably 1 ppm to 2 mol%. It is a range.

また、同様の理由によりFe2 3 、ZrO2 、TiO2 、Y2 3 等を下記範囲で適宜含有してもよい。
Fe2 3 0〜1モル%、好ましくは0〜0.1モル%
ZrO2 0〜2モル%、好ましくは0〜1モル%
TiO2 0〜4モル%、好ましくは0〜2モル%
2 3 0〜4モル%、好ましくは0〜2モル%
CeO2 0〜2モル%、好ましくは0〜1モル%
なお、上記その他の成分を含有させる場合、含有量の合計(SO3 +F+Cl+SnO2 +Fe2 3 +ZrO2 +TiO2 +Y2 3 +CeO2 )が15モル%まで、好ましくは10モル%まで、より好ましくは5モル%まで、特に好ましくは3モル%まで、更に好ましくは1ppm〜3モル%の範囲である。
For the same reason, Fe 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 and the like may be appropriately contained within the following range.
Fe 2 O 3 0 to 1 mol%, preferably 0 to 0.1 mol%
ZrO 2 0-2 mol%, preferably 0-1 mol%
TiO 2 0-4 mol%, preferably 0-2 mol%
Y 2 O 3 0 to 4 mol%, preferably 0 to 2 mol%
CeO 2 0-2 mol%, preferably 0-1 mol%
When the other components are contained, the total content (SO 3 + F + Cl + SnO 2 + Fe 2 O 3 + ZrO 2 + TiO 2 + Y 2 O 3 + CeO 2 ) is up to 15 mol%, preferably up to 10 mol%, more preferably Is up to 5 mol%, particularly preferably up to 3 mol%, more preferably in the range of 1 ppm to 3 mol%.

なお、環境およびリサイクルを考慮すると、As2 3 、Sb2 3 、PbO、ZnOおよびP2 5 は実質的に含有しないことが好ましい。すなわち、これら5成分の含有量はそれぞれ0.1%以下であることが好ましい。これら5成分の含有量は、合計で0.1%以下であることがより好ましい。 In consideration of the environment and recycling, it is preferable that As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , PbO, ZnO and P 2 O 5 are not substantially contained. That is, the content of these five components is preferably 0.1% or less. The total content of these five components is more preferably 0.1% or less.

但し、ZnOについては、特にフロート法による成形を行う場合は実質的に含有しないことが好ましいが、その他の成形法、たとえばダウンドロー法による成形を行う場合には0.1%を超えて適宜含有してもよい。特に、失透しにくくしたい場合には、2%までの範囲で含有することが好ましい。2%超では比重(密度)が大きくなりすぎるおそれがある。   However, it is preferable that ZnO is not substantially contained particularly when molding is performed by the float method, but when it is performed by other molding methods, for example, molding by the down draw method, it is appropriately contained exceeding 0.1%. May be. In particular, when it is desired to make it difficult to devitrify, it is preferably contained up to 2%. If it exceeds 2%, the specific gravity (density) may be too large.

また、As2 3 、Sb2 3 、特にSb2 3 については、より清澄性を向上させたい場合には0.1%を超えて適宜含有してもよい。 Further, As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , especially Sb 2 O 3 may be appropriately contained in an amount exceeding 0.1% in order to improve the clarity.

TiO2 はフロート法による成形を行う場合は実質的に含有しないことが好ましいが、その他の成形法、たとえばダウンドロー法による成形を行う場合には0.1%を超えて適宜含有してもよい。特に、失透しにくくしたい場合には、2%までの範囲で含有することが好ましい。2%超では比重(密度)が大きくなりすぎるおそれがある。 TiO 2 is preferably substantially not contained when forming by the float method, but may be appropriately contained exceeding 0.1% when forming by other forming methods, for example, the down draw method. . In particular, when it is desired to make it difficult to devitrify, it is preferably contained up to 2%. If it exceeds 2%, the specific gravity (density) may be too large.

本発明のガラスの比重(密度)は2.46g/cm3 以下であることが好ましい。ガラスの比重が2.46g/cm3 以下であるとディスプレイの軽量化にとって好都合である。より好ましくは2.43g/cm3 以下、さらに好ましくは2.40g/cm3 以下、特に好ましくは2.39g/cm3 以下、最も好ましくは2.38g/cm3 以下である。 The specific gravity (density) of the glass of the present invention is preferably 2.46 g / cm 3 or less. When the specific gravity of the glass is 2.46 g / cm 3 or less, it is convenient for reducing the weight of the display. More preferably 2.43 g / cm 3 or less, more preferably 2.40 g / cm 3 or less, particularly preferably 2.39 g / cm 3 or less, most preferably 2.38 g / cm 3 or less.

本発明のガラスの50〜350℃における平均線膨張係数α50-350は3.4×10-6/℃以下であることが好ましい。3.4×10-6/℃以下であると、耐熱衝撃性に優れている。より好ましくは3.2×10-6/℃以下、特に好ましくは3.0×10-6/℃以下、最も好ましくは2.9×10-6/℃以下である。また、α50-350は2.4×10-6/℃以上であることが好ましい。2.4×10-6/℃以上であると、ガラス基板上にSiOx やSiNx を成膜した場合に、ガラス基板とこれらの膜との膨張マッチングが良好である。この観点からは、より好ましくは2.6×10-6/℃以上、さらに好ましくは2.7×10-6/℃以上である。 The average linear expansion coefficient α 50-350 at 50 to 350 ° C. of the glass of the present invention is preferably 3.4 × 10 −6 / ° C. or less. When it is 3.4 × 10 −6 / ° C. or less, the thermal shock resistance is excellent. More preferably, it is 3.2 × 10 −6 / ° C. or less, particularly preferably 3.0 × 10 −6 / ° C. or less, and most preferably 2.9 × 10 −6 / ° C. or less. Also, α 50-350 is preferably 2.4 × 10 −6 / ° C. or more. When the film temperature is 2.4 × 10 −6 / ° C. or more, when SiO x or SiN x is formed on the glass substrate, the expansion matching between the glass substrate and these films is good. From this viewpoint, it is more preferably 2.6 × 10 −6 / ° C. or more, and further preferably 2.7 × 10 −6 / ° C. or more.

コンパクションを低減する、具体的には190ppm未満とするためには、Δan-st (ppm/℃)は0以上12.0未満であることが好ましい。 In order to reduce the compaction, specifically less than 190 ppm, Δ an-st (ppm / ° C.) is preferably 0 or more and less than 12.0.

本発明のガラスの歪点は650℃以上であることが好ましい。より好ましくは660℃以上であり、さらに好ましくは670℃以上であり、さらに好ましくは680℃以上であり、690℃以上であることが特に好ましい。   The strain point of the glass of the present invention is preferably 650 ° C. or higher. More preferably, it is 660 degreeC or more, More preferably, it is 670 degreeC or more, More preferably, it is 680 degreeC or more, It is especially preferable that it is 690 degreeC or more.

本発明のガラスの粘度が102 dPa・sとなる温度T2 は、1840℃以下であることが好ましい。1840℃以下であると、ガラスを溶解する上で好ましい。より好ましくは1820℃以下であり、さらに好ましくは1800℃以下であり、特に好ましくは1780℃以下、最も好ましくは1760℃以下である。
本発明のガラスの粘度が104 dPa・sとなる温度T4 は、1380℃以下であることが好ましい。1380℃以下であると、ガラスを成形する上で好ましい。より好ましくは1360℃以下、特に好ましくは1350℃以下、最も好ましくは1340℃以下である。
The temperature T 2 at which the viscosity of the glass of the present invention is 10 2 dPa · s is preferably 1840 ° C. or lower. When it is 1840 degrees C or less, it is preferable when melt | dissolving glass. More preferably, it is 1820 degrees C or less, More preferably, it is 1800 degrees C or less, Especially preferably, it is 1780 degrees C or less, Most preferably, it is 1760 degrees C or less.
The temperature T 4 at which the viscosity of the glass of the present invention is 10 4 dPa · s is preferably 1380 ° C. or lower. When it is 1380 ° C. or lower, it is preferable for molding glass. More preferably, it is 1360 degrees C or less, Especially preferably, it is 1350 degrees C or less, Most preferably, it is 1340 degrees C or less.

本発明のガラスの液相温度における粘度ηL は103.5 dPa・s以上であることが好ましい。103.5 dPa・s以上であると、ガラスを成形する上で好ましい。フロート法でのガラスの成形という点、およびガラスの失透温度を低減できることからηL は103.8 dPa・s以上であることが特に好ましい。ηL はさらに好ましくは104 dPa・s以上であり、最も好ましくは104.1 dPa・s以上である。
特にフロート法で成形する場合には、Δan-st /α50-350が3.64未満であっても、成形性を考慮するとηL が103.8 dPa・s以上であることが好ましい。したがって、後に示す実施例1〜5の中では、実施例4のガラスが成形性の面で良好である。
The viscosity η L at the liquidus temperature of the glass of the present invention is preferably 10 3.5 dPa · s or more. When it is 10 3.5 dPa · s or more, it is preferable for molding glass. It is particularly preferable that η L is 10 3.8 dPa · s or higher because glass can be formed by the float process and the devitrification temperature of the glass can be reduced. η L is more preferably 10 4 dPa · s or more, and most preferably 10 4.1 dPa · s or more.
In particular, when molding is performed by the float process, even if Δ an-st / α 50-350 is less than 3.64, η L is preferably 10 3.8 dPa · s or more in consideration of moldability. Therefore, in Examples 1 to 5 shown later, the glass of Example 4 is good in terms of formability.

したがって、本発明のガラスの好適な実施形態は、下記組成を有し、Δan-st /α50-350が、0以上3.5以下であって、液相温度における粘度ηL が、103.8 dPa・s以上であることを特徴とする無アルカリガラスである。
68%≦SiO2 ≦72.5%
8%≦Al2 3 ≦10.5%
4.5%≦B2 3 <7%
3%≦MgO≦10%
2.5%≦CaO≦7%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5.5%≦RO≦18%
Therefore, a preferred embodiment of the glass of the present invention has the following composition, Δ an-st / α 50-350 is 0 or more and 3.5 or less, and the viscosity η L at the liquidus temperature is 10 It is an alkali-free glass characterized by being 3.8 dPa · s or more.
68% ≦ SiO 2 ≦ 72.5%
8% ≦ Al 2 O 3 ≦ 10.5%
4.5% ≦ B 2 O 3 <7%
3% ≦ MgO ≦ 10%
2.5% ≦ CaO ≦ 7%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5.5% ≦ RO ≦ 18%

本発明のガラスを、濃度が0.1モル/リットルである塩酸水溶液中に90℃で20時間浸漬したとき、その表面に白濁、変色、クラック等が生じないことが好ましい。また、ガラスの表面積と前記浸漬によるガラスの質量変化とから求めたガラスの単位表面積当りの質量減少量(ΔWHCl )が0.6mg/cm2 以下であることが好ましい。より好ましくは0.4mg/cm2 以下、特に好ましくは0.2mg/cm2 以下、最も好ましくは0.15mg/cm2 以下である。 When the glass of the present invention is immersed in an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 0.1 mol / liter at 90 ° C. for 20 hours, it is preferable that white turbidity, discoloration, cracks, and the like do not occur on the surface. Further, the weight loss per unit surface area of the glass obtained from the mass change of the glass due to the immersion and the surface area of the glass ([Delta] W HCl) is 0.6 mg / cm 2 or less. More preferably, it is 0.4 mg / cm 2 or less, particularly preferably 0.2 mg / cm 2 or less, and most preferably 0.15 mg / cm 2 or less.

また、本発明のガラスを、質量百分率表示濃度が40%であるフッ化アンモニウム水溶液と同表示濃度が50%であるフッ酸水溶液とを体積比で9:1に混合した液(以下、バッファードフッ酸(BHF)液という。)中に25℃で20分間浸漬したとき、その表面が白濁しないことが好ましい。以下、このバッファードフッ酸液を用いた評価を耐BHF性評価といい、前記表面が白濁しない場合を耐BHF性が良好であるという。また、ガラスの表面積と前記浸漬によるガラスの質量変化とから求めたガラスの単位面積当りの質量減少量(ΔWBHF )が0.6mg/cm2 以下であることが好ましい。より好ましくは、0.5mg/cm2 以下であり、さらに好ましくは0.4mg/cm2 以下である。 In addition, the glass of the present invention was mixed in a volume ratio of 9: 1 with an ammonium fluoride aqueous solution having a mass percentage display concentration of 40% and a hydrofluoric acid aqueous solution having a display concentration of 50% (hereinafter referred to as buffered). When dipped in hydrofluoric acid (BHF) solution at 25 ° C. for 20 minutes, the surface is preferably not clouded. Hereinafter, the evaluation using this buffered hydrofluoric acid solution is referred to as BHF resistance evaluation, and the case where the surface does not become cloudy is referred to as good BHF resistance. Moreover, it is preferable that the mass reduction | decrease amount (( DELTA ) WBHF ) per unit area of a glass calculated | required from the surface area of glass and the mass change of the glass by the said immersion is 0.6 mg / cm < 2 > or less. More preferably, it is 0.5 mg / cm 2 or less, and still more preferably 0.4 mg / cm 2 or less.

本発明のガラスを製造する方法は特に限定されず、各種製造方法を採用できる。たとえば、目標組成となるように通常使用される原料を調合し、これを溶解炉中で1600℃〜1650℃に加熱して溶融する。バブリングや清澄剤の添加や撹拌などによってガラスの均質化を行う。液晶ディスプレイ等のディスプレイ基板やフォトマスク用基板として使用する場合は、周知のプレス法、ダウンドロー法、フロート法などの方法により所定の板厚に成形し、徐冷後、研削、研磨などの加工を行い、所定のサイズ、形状の基板とする。   The method for producing the glass of the present invention is not particularly limited, and various production methods can be adopted. For example, the raw material normally used is prepared so that it may become a target composition, and this is heated and melted at 1600 degreeC-1650 degreeC in a melting furnace. Homogenize the glass by adding bubbling, clarifying agent, or stirring. When used as a display substrate such as a liquid crystal display or a photomask substrate, it is formed into a predetermined thickness by a known press method, downdraw method, float method, etc., and after slow cooling, processing such as grinding and polishing To obtain a substrate of a predetermined size and shape.

従って、本発明のガラスのサイズは製造時に適宜選択され任意である。但し、本発明のガラスは、大型のガラス基板において特に有用である。すなわち、コンパクション、すなわちガラスの熱収縮の割合が同一であったとしても、基板のサイズが大きくなると、基板全体としての熱収縮の量(熱収縮の絶対値)は大きくなる。例えば、ディスプレイ用基板のサイズを20インチ(50.8センチメートル)対角から25インチ(63.5センチメートル)対角にすると、基板の対角線の長さもそれに応じて長くなり、基板全体としての熱収縮の量も大きくなる。本発明のガラスは、上記したように、加熱処理の際に発生するコンパクションが低減されているので、基板全体としての熱収縮の量も低減され、この効果は大型の基板ほど顕著となる。
本発明のガラスのサイズは、30センチメートル角以上であることが好ましく、より好ましくは40センチメートル角以上であり、さらに好ましくは80センチメートル角以上であり、さらに好ましくは、1メートル角以上であり、好ましくは1.5メートル角以上であり、2メートル角以上であることが特に好ましい。ガラスの厚みについては、0.3〜1.0mm程度が好適である。
Therefore, the size of the glass of the present invention is arbitrarily selected during production. However, the glass of the present invention is particularly useful for a large glass substrate. That is, even if the compaction, that is, the rate of thermal shrinkage of the glass is the same, as the size of the substrate increases, the amount of thermal shrinkage (absolute value of thermal shrinkage) of the entire substrate increases. For example, if the size of the display substrate is changed from 20 inches (50.8 centimeters) diagonal to 25 inches (63.5 centimeters) diagonal, the length of the diagonal line of the substrate increases accordingly, The amount of heat shrinkage also increases. As described above, since the compaction generated during the heat treatment is reduced in the glass of the present invention, the amount of heat shrinkage as a whole substrate is also reduced, and this effect becomes more remarkable as the substrate becomes larger.
The size of the glass of the present invention is preferably 30 centimeter squares or more, more preferably 40 centimeter squares or more, still more preferably 80 centimeter squares or more, and further preferably 1 centimeter squares or more. Yes, preferably 1.5 square meters or more, and particularly preferably 2 square meters or more. About the thickness of glass, about 0.3-1.0 mm is suitable.

実施例1〜5、比較例
表1のSiO2 〜BaOの欄にモル%表示で示した組成となるように原料を調合し、白金るつぼを用いて、1600℃〜1650℃で溶解した。この際白金スターラを用いて撹拌しガラスの均質化を図った。次に溶融ガラスを流し出し板状に成形し、ガラス組成から予想される徐冷点付近の温度で1時間保持した後、降温速度1℃/分で徐冷して実施例1〜5、および比較例のガラスを得た。
Examples 1-5, to prepare a raw material so as to have the composition shown by mol% in the column of SiO 2 ~BaO of Comparative Example Table 1, using a platinum crucible and melted at 1600 ° C. to 1650 ° C.. At this time, the mixture was stirred with a platinum stirrer to homogenize the glass. Next, molten glass was cast out and formed into a plate shape, held at a temperature near the annealing point expected from the glass composition for 1 hour, and then gradually cooled at a temperature lowering rate of 1 ° C./min. A comparative glass was obtained.

[平均線膨張係数の測定]
得られた実施例1〜5および比較例のガラスを規定の円柱に加工した後、徐冷点(Tan)付近まで加熱し、該温度で1時間保持した後、降温速度1℃/分で徐冷したサンプルを、示差熱膨張計(TMA)を用いて、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350をJIS R3102に規定されている方法で測定した。
[Measurement of average linear expansion coefficient]
After processing the obtained glasses of Examples 1 to 5 and Comparative Example into a prescribed cylinder, they were heated to the vicinity of the annealing point (T an ), held at the temperature for 1 hour, and then at a temperature drop rate of 1 ° C./min. The average linear expansion coefficient (alpha) 50-350 in 50-350 degreeC was measured for the slow-cooled sample by the method prescribed | regulated to JISR3102 using the differential thermal dilatometer (TMA).

[ガラスの平衡密度曲線の作成]
上記により得られた実施例1〜5および比較例のガラスを約4センチ角、厚み2ミリに研磨加工した。加工したガラス試料を徐冷点(Tan)から歪点(Tst)までの複数の温度で16時間以上温度保持した後、カーボン製板に投下し、急冷した。冷却した試料をいわゆるアルキメデス法(JIS Z8807第4節)で密度を測定した。この手順で繰り返し測定を行い、0.0001g/cm3 の桁までの再現性を確認した。複数の温度での密度測定結果から加熱処理温度に対する密度の変化の傾きを回帰して平衡密度曲線を作成し、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)を求めた。
このようにして得られたα50-350およびΔan-st から、Δan-st /α50-350を計算して求めた。
[Creation of equilibrium density curve of glass]
The glasses of Examples 1 to 5 and Comparative Example obtained as described above were polished to about 4 cm square and 2 mm thick. The processed glass sample was held at a plurality of temperatures from the annealing point (T an ) to the strain point (T st ) for 16 hours or more, and then dropped on a carbon plate and rapidly cooled. The density of the cooled sample was measured by the so-called Archimedes method (JIS Z8807 section 4). Repeated measurement was performed by this procedure, and reproducibility up to the order of 0.0001 g / cm 3 was confirmed. The equilibrium density curve is created by regressing the slope of the density change with respect to the heat treatment temperature from the density measurement results at a plurality of temperatures, and in the temperature region from the annealing point (T an ) to the strain point (T st ). The gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve was determined.
From α 50-350 and Δ an-st thus obtained, Δ an-st / α 50-350 was calculated.

[コンパクションの測定]
上記により得られた実施例1〜5および比較例のガラスを約5ミリ角、厚み0.7ミリに研磨加工した。加工したガラスを900℃まで加熱し、該温度で1分間保持した後、降温速度100℃/分で室温まで冷却して試料Aを得た。次に、試料Aをガラスの粘度が17.8dPa・sとなる温度(理論値)まで昇温速度100℃/時で加熱し、該温度で8時間保持した後、降温速度100℃/時で徐冷して試料Bを得た。得られた試料A、Bの密度(dA、dB)を重液法で決定した。このようにして得られた密度(dA、dB)と下記式を用いてコンパクションC(ppm)を算出した。
C=(1−(dA/dB)1/3 )×106
ガラスの粘度が17.8dPa・sとなる温度は、徐冷点(Tan)(粘度:13.0dPa・s)および歪点(Tst)(粘度:14.5dPa・s)を用いて、横軸を1000/T(K)、縦軸を粘度(dPa・s)としてアレニウスプロットして得た。ここで、徐冷点(Tan)および歪点(Tst)は、をJIS R3103に規定されている方法により測定した。
[Measurement of compaction]
The glasses of Examples 1 to 5 and Comparative Example obtained as described above were polished to about 5 mm square and 0.7 mm thick. The processed glass was heated to 900 ° C. and held at the temperature for 1 minute, and then cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 100 ° C./min to obtain Sample A. Next, the sample A was heated to a temperature (theoretical value) at which the viscosity of the glass became 17.8 dPa · s at a heating rate of 100 ° C./hour, held at that temperature for 8 hours, and then cooled down at a rate of 100 ° C./hour. The sample B was obtained by slow cooling. The density (dA, dB) of the obtained samples A and B was determined by a heavy liquid method. The compaction C (ppm) was calculated using the density (dA, dB) thus obtained and the following formula.
C = (1- (dA / dB) 1/3 ) × 10 6
The temperature at which the viscosity of the glass becomes 17.8 dPa · s is determined using the annealing point (T an ) (viscosity: 13.0 dPa · s) and the strain point (T st ) (viscosity: 14.5 dPa · s), It was obtained by Arrhenius plot with the horizontal axis as 1000 / T (K) and the vertical axis as the viscosity (dPa · s). Here, the annealing point (T an ) and the strain point (T st ) were measured by the methods defined in JIS R3103.

[T2 ,T4 ,ηL
上記により得られた実施例1〜5および比較例のガラス粘度が102.0 dPa・sとなる温度T2 (単位:℃)および粘度が104 dPa・sとなる温度T4 (単位:℃)を回転粘度計を用いて測定した。
また、回転粘度計によって得られた温度−粘度曲線と液相温度から、液相温度における粘度ηL (単位:dPa・s)を求めた。液相温度については、複数のガラス片をそれぞれ異なる温度で17時間加熱溶解し、結晶が析出しているガラスの中で最も温度が高いガラスのガラス温度と結晶が析出していないガラスの中で最も温度が低いガラスのガラス温度との平均値を液相温度とした。
[T 2 , T 4 , η L ]
Temperature T 4 which and a viscosity of 10 4 dPa · s: temperature T 2 which the glass viscosity of Examples 1-5 and Comparative Examples obtained by the above becomes 10 2.0 dPa · s (℃ Unit) (Unit: ° C.) Was measured using a rotational viscometer.
Further, the viscosity η L (unit: dPa · s) at the liquid phase temperature was determined from the temperature-viscosity curve obtained by the rotational viscometer and the liquid phase temperature. As for the liquidus temperature, a plurality of glass pieces are heated and melted at different temperatures for 17 hours, and the glass temperature of the glass having the highest temperature among the glasses on which crystals are precipitated and the glass on which no crystals are precipitated. The average value with the glass temperature of the glass with the lowest temperature was defined as the liquidus temperature.

[耐HCl性(ΔWHCl )]
上記により得られた実施例1〜5および比較例のガラスを濃度0.1モル/リットルの塩酸水溶液中に90℃で20時間浸漬させて、浸漬の前後におけるガラスの質量変化を求めて、これとガラスの表面積とからガラスの単位表面積当りの質量減少量(ΔWHCl (mg/cm2 ))を求めた。
[HCl resistance (ΔW HCl )]
The glasses of Examples 1 to 5 and Comparative Example obtained above were immersed in an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 0.1 mol / liter at 90 ° C. for 20 hours, and the change in the mass of the glass before and after immersion was determined. The amount of mass reduction per unit surface area of glass (ΔW HCl (mg / cm 2 )) was determined from the surface area of glass and the surface area of glass.

[耐BHF性(ΔWBHF ,白濁)]
上記により得られた実施例1〜5および比較例のガラスをバッファードフッ酸(BHF)(質量百分率表示濃度が40%であるフッ化アンモニウム水溶液と同表示濃度が50%であるフッ酸水溶液とを体積比で9:1に混合した液)中に25℃で20分間浸漬させて、浸漬の前後におけるガラスの質量変化を求めて、これとガラスの表面積とからガラスの単位表面積当りの質量減少量(ΔWBHF (mg/cm2 ))を求めた。また、浸漬後のガラス表面における白濁の有無を目視により確認した。ここでガラス表面に白濁が認められなかった場合、耐BHF性が良好である(評価:○)とした。
[BHF resistance (ΔW BHF , cloudiness)]
The glasses of Examples 1 to 5 and Comparative Example obtained above were buffered hydrofluoric acid (BHF) (ammonium fluoride aqueous solution having a mass percentage display concentration of 40%, and a hydrofluoric acid aqueous solution having a display concentration of 50%. In a mixture of 9: 1 by volume) at 25 ° C. for 20 minutes, and the change in the mass of the glass before and after the immersion is determined. From this and the surface area of the glass, the mass reduction per unit surface area of the glass The amount (ΔW BHF (mg / cm 2 )) was determined. Moreover, the presence or absence of cloudiness on the glass surface after immersion was confirmed visually. Here, when white turbidity was not observed on the glass surface, the BHF resistance was considered good (evaluation: ◯).

これらの結果を表1に示した。ここで比重(密度)(g/cm3 )は、平衡密度曲線を作成する手順で得た徐冷点(Tan)から急冷させたサンプルの密度から変換した数値である。 These results are shown in Table 1. Here, the specific gravity (density) (g / cm 3 ) is a numerical value converted from the density of the sample rapidly cooled from the annealing point (T an ) obtained in the procedure for creating the equilibrium density curve.

実施例6〜14
実施例1と同様に、表1に示す組成になるように原料を調製し、溶融炉で溶解した溶融ガラスを板状に成形して、その後徐冷し実施例6〜14のガラスを得る。得られるガラスについて、α30-350、比重(密度)、歪点(Tst)、徐冷点(Tan)、T2 およびT4 を求める。Δan-st については、各ガラス成分(SiO2 、Al2 3 、B2 3 、MgO、CaO、SrOの6成分)のΔに対する寄与度ai (i=1〜6(上記6成分))を回
帰計算により求め、Σai i +b(Xi は各ガラス成分のモル分率、bは定数)から計
算により求める。α50-350、比重(密度)、歪点(Tst)、T2 およびT4 についてもΔan-st と同様に、各ガラス成分の寄与度により計算により求める。コンパクションについては、ΔとC(コンパクション)を直線回帰し、回帰式に基づき計算により求める。得られる結果を表1に示す。
Examples 6-14
In the same manner as in Example 1, raw materials are prepared so as to have the composition shown in Table 1, molten glass melted in a melting furnace is formed into a plate shape, and then gradually cooled to obtain glasses of Examples 6-14. For the glass obtained, α 30-350 , specific gravity (density), strain point (T st ), annealing point (T an ), T 2 and T 4 are determined. Regarding Δ an-st , contribution a i (i = 1 to 6 (the above six components) of each glass component (six components of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO, CaO, and SrO)) )) Is obtained by regression calculation, and is obtained by calculation from Σa i X i + b (X i is the molar fraction of each glass component, and b is a constant). α 50-350 , specific gravity (density), strain point (T st ), T 2, and T 4 are also calculated by the contribution of each glass component in the same manner as Δ an-st . For compaction, Δ and C (compaction) are linearly regressed and calculated by calculation based on the regression equation. The results obtained are shown in Table 1.

Figure 2004315354
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Claims (12)

徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.64未満であることを特徴とする無アルカリガラス。 The gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature range from the annealing point (T an ) to the strain point (T st ), and the average linear expansion coefficient α 50-350 at 50 to 350 ° C. (× 10 −6 / ° C.) and a ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of 0 to less than 3.64. 主として以下の構成要素よりなる無アルカリガラス。
68%≦SiO2 ≦80%
0%≦Al2 3 <12%
0%<B2 3 <7%
0%≦MgO≦12%
0%≦CaO≦15%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
Alkali-free glass mainly composed of the following components.
68% ≦ SiO 2 ≦ 80%
0% ≦ Al 2 O 3 <12%
0% <B 2 O 3 <7%
0% ≦ MgO ≦ 12%
0% ≦ CaO ≦ 15%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.
主として以下の構成要素よりなることを特徴とする請求項1に記載の無アルカリガラス。
68%≦SiO2 ≦80%
0%≦Al2 3 <12%
0%<B2 3 <7%
0%≦MgO≦12%
0%≦CaO≦15%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
The alkali-free glass according to claim 1, comprising mainly the following components.
68% ≦ SiO 2 ≦ 80%
0% ≦ Al 2 O 3 <12%
0% <B 2 O 3 <7%
0% ≦ MgO ≦ 12%
0% ≦ CaO ≦ 15%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.
前記徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.5以下であることを特徴とする請求項1または3に記載の無アルカリガラス。 The gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the vicinity of the strain point (T st ), and the average linear expansion coefficient α 50− at 50 to 350 ° C. The alkali-free glass according to claim 1 or 3, wherein a ratio (Δ an-st / α 50-350 ) to 350 (× 10 -6 / ° C) is 0 or more and 3.5 or less. . 前記SiO2 の含有割合が68%≦SiO2 ≦75%であることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の無アルカリガラス。 5. The alkali-free glass according to claim 2 , wherein a content ratio of the SiO 2 is 68% ≦ SiO 2 ≦ 75%. 前記Al2 3 の含有割合が5%≦Al2 3 ≦11.5%であることを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載の無アルカリガラス。 6. The alkali-free glass according to claim 2, wherein a content ratio of the Al 2 O 3 is 5% ≦ Al 2 O 3 ≦ 11.5%. 前記B2 3 の含有割合が2%≦B2 3 <7%であることを特徴とする請求項2ないし6のいずれかに記載の無アルカリガラス。 7. The alkali-free glass according to claim 2, wherein a content ratio of the B 2 O 3 is 2% ≦ B 2 O 3 <7%. 前記MgOの含有割合が3%≦MgO≦10%であることを特徴とする請求項2ないし7のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 2 to 7, wherein a content ratio of the MgO is 3%? MgO? 10%. 前記CaOの含有割合が0.5%≦CaO≦12%であることを特徴とする請求項2ないし8のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 2 to 8, wherein a content ratio of the CaO is 0.5%? CaO? 12%. 前記ROの割合が5.5%≦RO≦18%であることを特徴とする請求項2ないし9のいずれかに記載の無アルカリガラス。   10. The alkali-free glass according to claim 2, wherein a ratio of the RO is 5.5% ≦ RO ≦ 18%. 液相温度における粘度ηL が、103.8 dPa・s以上であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 10, wherein the viscosity η L at the liquidus temperature is 10 3.8 dPa · s or more. 主として以下の構成要素よりなり、徐冷点(Tan)付近から歪点(Tst)付近までの温度領域における平衡密度曲線の勾配Δan-st (ppm/℃)と、50〜350℃における平均線膨張係数α50-350(×10-6/℃)と、の比(Δan-st /α50-350)が、0以上3.5以下であり、液相温度における粘度ηL が、103.8 dPa・s以上であることを特徴とする無アルカリガラス。
68%≦SiO2 ≦72.5%
8%≦Al2 3 ≦10.5%
4.5%≦B2 3 <7%
3%≦MgO≦10%
2.5%≦CaO≦7%
0%≦SrO≦4%
0%≦BaO≦1%
5.5%≦RO≦18%
ここで、%は上記構成要素の合計を100%とした場合のモル%であり、ROはMgO+CaO+SrO+BaOを表している。
It is mainly composed of the following components, and the gradient Δ an-st (ppm / ° C.) of the equilibrium density curve in the temperature region from the vicinity of the annealing point (T an ) to the strain point (T st ) and at 50 to 350 ° C. The ratio (Δ an-st / α 50-350 ) of the average linear expansion coefficient α 50-350 (× 10 −6 / ° C.) is 0 or more and 3.5 or less, and the viscosity η L at the liquidus temperature is 10. An alkali-free glass characterized by being 10 3.8 dPa · s or more.
68% ≦ SiO 2 ≦ 72.5%
8% ≦ Al 2 O 3 ≦ 10.5%
4.5% ≦ B 2 O 3 <7%
3% ≦ MgO ≦ 10%
2.5% ≦ CaO ≦ 7%
0% ≦ SrO ≦ 4%
0% ≦ BaO ≦ 1%
5.5% ≦ RO ≦ 18%
Here,% is mol% when the total of the above components is 100%, and RO represents MgO + CaO + SrO + BaO.
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