JP2008308343A - Alkali-free glass, alkali-free glass substrate, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide alkali-free glass which satisfies the requirements for a glass substrate for a liquid crystal display, is free of As<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and is excellent in solarization resistance. <P>SOLUTION: The alkali-free glass is substantially free of alkali metal oxides (R<SB>2</SB>O), As<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and comprises, by mass, 50-70% SiO<SB>2</SB>, 10-20% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 9-15% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0-2.5% MgO, 6.5-15% CaO, 3-10% SrO, 0-3% BaO, 10-18% MgO+CaO+SrO+BaO and 0.05-1% SnO<SB>2</SB>as a basic composition. In the alkali-free glass, the difference between optical transmittance at the wavelength of 400 nm (wall thickness 0.7 mm) measured before and after ultraviolet exposure is 0-2%, the temperature corresponding to 10<SP>2.5</SP>poise is <1,560°C, and the density is <2.50 g/cm<SP>3</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ基板、電荷結合素子(CCD)、等倍近接型固体撮像素子(CIS)等のイメージセンサーのカバーガラス、太陽電池用のガラス基板として適した無アルカリガラスおよびそれを用いたガラス基板並びにその製造方法に関するものである。   The present invention is suitable as a flat panel display substrate such as a liquid crystal display and an EL display, a cover glass of an image sensor such as a charge coupled device (CCD) and a solid-state proximity solid-state imaging device (CIS), and a glass substrate for a solar cell. The present invention relates to an alkali-free glass, a glass substrate using the same, and a method for producing the same.

従来より、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ基板として、無アルカリガラス基板が広く使用されている。特に薄膜トランジスタ型アクティブマトリックス液晶ディスプレイ(TFT−LCD)等の電子デバイスは、薄型で消費電力も少ないことから、カーナビゲーションや、デジタルカメラのファインダー、近年ではパソコンのモニターやTV用など、様々な用途に使用されている。   Conventionally, alkali-free glass substrates have been widely used as flat panel display substrates such as liquid crystal displays and organic EL displays. In particular, electronic devices such as thin film transistor type active matrix liquid crystal displays (TFT-LCDs) are thin and have low power consumption. in use.

この用途のガラス基板には、以下に示す種々の項目が要求される。
(1)ガラス中にアルカリ金属酸化物が含有されていると、熱処理中にアルカリイオンが成膜された半導体物質中に拡散し、膜特性の劣化を招くため、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないこと。
(2)フォトエッチング工程において使用される各種の酸やアルカリ等の薬品、すなわち塩酸(HCl)、バッファードフッ酸(BHF)、硫酸、フッ酸、アルカリ溶液等によって劣化しないような耐薬品性を有すること。
(3)成膜、アニール等の工程における熱処理によって、熱収縮しないこと。そのため高い歪点を有すること。
(4)ディスプレイの軽量化を図るため、密度が小さいこと。
(5)周辺材料の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有すること。
(6)ガラスの溶融工程や成形工程で、失透物が発生しないように耐失透性に優れていること。
(7)ガラスの溶融工程で、泡や異物等の好ましくない内部欠陥が発生しないように溶融性に優れていること。
Various items shown below are required for the glass substrate for this application.
(1) If an alkali metal oxide is contained in the glass, alkali ions diffuse into the semiconductor material on which the film is formed during the heat treatment, resulting in deterioration of the film characteristics. Do not contain.
(2) Various chemicals such as acid and alkali used in the photo-etching process, that is, chemical resistance that does not deteriorate due to hydrochloric acid (HCl), buffered hydrofluoric acid (BHF), sulfuric acid, hydrofluoric acid, alkaline solution, etc. Having.
(3) No thermal contraction due to heat treatment in processes such as film formation and annealing. Therefore, it must have a high strain point.
(4) The density should be small in order to reduce the weight of the display.
(5) It has a thermal expansion coefficient approximate to that of the surrounding material.
(6) It has excellent devitrification resistance so that devitrified materials are not generated in the glass melting step or molding step.
(7) Excellent melting property so that undesirable internal defects such as bubbles and foreign matters are not generated in the glass melting step.

この要求項目(7)について、以下に詳述する。ディスプレイ用ガラス基板には、泡や異物等の内部欠陥に関する規格が存在し、ガラス基板中に規格を超えるような内部欠陥が存在すると、ディスプレイの表示欠陥となるため不良品となる。このようなガラス基板の内部欠陥を抑えるためには、ガラスを高温で長時間溶融しなければならない。しかしながら高温での溶融は、ガラス溶融窯への負担を増加させることになる。例えば、溶融窯に使用されているアルミナやジルコニアといった耐火物は、高温になるほど激しく浸食され、ガラス中に異物として混入したり、溶融窯の寿命が短くなる。また溶融窯の内部を常に高温に保つためのランニングコストは、低温で溶融するガラスに比べると高くなる。これらのことから、できるだけ低温で溶融できるガラスが要求されている。   This requirement item (7) will be described in detail below. There is a standard for internal defects such as bubbles and foreign substances in the glass substrate for display. If an internal defect exceeding the standard exists in the glass substrate, it becomes a display defect of the display and becomes a defective product. In order to suppress such internal defects in the glass substrate, the glass must be melted at a high temperature for a long time. However, melting at a high temperature increases the burden on the glass melting furnace. For example, refractories such as alumina and zirconia used in melting kilns are eroded violently as the temperature rises, and are mixed as foreign substances in the glass or the life of the melting kiln is shortened. In addition, the running cost for keeping the inside of the melting furnace at a high temperature is higher than that of glass that melts at a low temperature. For these reasons, a glass that can be melted at as low a temperature as possible is required.

また泡品位に優れたガラスを得るためには、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域で清澄ガスを発生する清澄剤を選択することが重要である。つまりガラスの清澄は、ガラス化反応時に発生するガスを清澄ガスによってガラス融液から追い出し、さらに均質化溶融時に再び発生させた清澄ガスによって残った微小な泡を大きくして浮上させて除去する。液晶ディスプレイ用ガラス基板に使用される無アルカリガラスは、ガラス融液の粘度が高く、アルカリ成分を含有するガラスに比べて、より高温で溶融される。この種の無アルカリガラスでは、通常1200〜1300℃でガラス化反応が起こり、1400℃以上の高温で脱泡、均質化が行われる。そのため清澄剤には、幅広い温度域(1200〜1600℃程度)で清澄ガスを発生させることができるAs23が主に使用されている。またAs23の代わりにSb23を清澄剤として使用したり、両者を併存して使用することもある。しかしながら、As23やSb23は、環境負荷物質であるため、使用量をできるだけ減らしたり、或いは全く使用しないことが要求されている。 In order to obtain a glass having excellent foam quality, it is important to select a refining agent that generates a refining gas in the temperature range from the vitrification reaction to the homogenization melting. In other words, in the glass refining, the gas generated during the vitrification reaction is expelled from the glass melt by the refining gas, and the fine bubbles remaining due to the refining gas generated again during the homogenization melting are enlarged and removed. The alkali-free glass used for the glass substrate for liquid crystal displays has a high glass melt viscosity and is melted at a higher temperature than glass containing an alkali component. In this kind of alkali-free glass, a vitrification reaction usually occurs at 1200 to 1300 ° C., and defoaming and homogenization are performed at a high temperature of 1400 ° C. or higher. Therefore, As 2 O 3 that can generate a clarification gas in a wide temperature range (about 1200 to 1600 ° C.) is mainly used as a clarifier. Further, Sb 2 O 3 may be used as a clarifier instead of As 2 O 3 , or both may be used in combination. However, since As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are environmentally hazardous substances, it is required to reduce the amount used as much as possible or not at all.

また近年の液晶ディスプレイ用ガラス基板の表示画面が高輝度化するのに伴い、長期に亘って表示品位が安定していることが強く要求されてきている。すなわちモニター等の用途においては、同一の映像を常時表示した場合、紫外線によってガラス基板が着色する、いわゆるソラリゼーションという欠陥が発生することがある。このソラリゼーションが発生すると、画面の一部だけ輝度の低い部分が生じるため、ディスプレイとしての表示品位が大きく損なわれてしまう。そのため紫外線に長期間曝されても、着色しない耐ソラリゼーション性が要求されている。このソラリゼーションは、ガラス中に含有されるAs23の量が多くなるほど発生する傾向にある。 In addition, as display screens of glass substrates for liquid crystal displays have recently become brighter, there has been a strong demand for stable display quality over a long period of time. That is, in applications such as monitors, when the same image is always displayed, a defect called so-called solarization, in which the glass substrate is colored by ultraviolet rays, may occur. When this solarization occurs, only a part of the screen has a low-luminance part, so that the display quality as a display is greatly impaired. Therefore, the solarization resistance which does not color even if exposed to ultraviolet rays for a long time is required. This solarization tends to occur as the amount of As 2 O 3 contained in the glass increases.

このような事情から、清澄剤としてAs23やSb23を使用しない無アルカリガラスや、耐ソラリゼーション性に優れた無アルカリガラスが各種提案されている(例えば特許文献1〜3参照)。
特開2004−299947号公報 特開2006−306690号公報 特開2000−302475号公報
Under such circumstances, various alkali-free glasses that do not use As 2 O 3 or Sb 2 O 3 as clarifiers and alkali-free glasses with excellent solarization resistance have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). .
JP 2004-299947 A JP 2006-306690 A JP 2000-302475 A

特許文献1、2には、清澄剤としてSnO2を使用し、As23やSb23を含有しない無アルカリガラスが開示されているが、これらの無アルカリガラスは、上記した液晶ディスプレイ用ガラス基板に要求される項目を十分に満足するものではない。つまり特許文献1の無アルカリガラスは、溶融性が不十分であるため、高温で長時間溶融する必要があり、また特許文献2の無アルカリガラスは、アルカリ土類金属酸化物を多量に含有するため、密度が高く、軽量化を図ることが困難である。さらに特許文献3には、耐ソラリゼーション性に優れた無アルカリガラスが開示されているが、この無アルカリガラスは、耐BHF性について全く考慮されていない。 Patent Documents 1 and 2 disclose non-alkali glass that uses SnO 2 as a fining agent and does not contain As 2 O 3 or Sb 2 O 3. It does not fully satisfy the items required for glass substrates. That is, since the alkali-free glass of Patent Document 1 has insufficient meltability, it needs to be melted for a long time at a high temperature, and the alkali-free glass of Patent Document 2 contains a large amount of alkaline earth metal oxide. Therefore, the density is high and it is difficult to reduce the weight. Further, Patent Document 3 discloses an alkali-free glass excellent in solarization resistance, but this alkali-free glass is not considered at all with respect to BHF resistance.

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、上記(1)〜(7)の要求項目を満足し、As23やSb23を含有せず、優れた耐ソラリゼーション性を備えた無アルカリガラスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, satisfies the above requirements (1) to (7), does not contain As 2 O 3 or Sb 2 O 3 , and has excellent solarization resistance. Another object is to provide alkali-free glass.

本発明の無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物(R2O)、As23、Sb23を実質的に含有せず、質量%で、SiO2 50〜70%、Al23 10〜20%、B23 9〜15%、MgO 0〜2.5%、CaO 6.5〜15%、SrO 3〜10%、BaO 0〜3%、MgO+CaO+SrO+BaO 10〜18%、SnO2 0.05〜1%を基本組成として含有し、紫外線の照射前後での波長400nmにおける透過率(肉厚0.7mm)の差が0〜2%、102.5ポイズに相当する温度が1560℃未満、密度が2.50g/cm3未満であることを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention contains substantially no alkali metal oxide (R 2 O), As 2 O 3 , or Sb 2 O 3 , and is 50% by mass, SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3. 10~20%, B 2 O 3 9~15 %, MgO 0~2.5%, CaO 6.5~15%, SrO 3~10%, BaO 0~3%, MgO + CaO + SrO + BaO 10~18%, SnO 2 containing 0.05 to 1% by the basic composition, the difference is 0-2% of the transmittance at a wavelength 400nm before and after UV irradiation (thickness 0.7 mm), temperature corresponding to 10 2.5 poise of less than 1560 ° C. The density is less than 2.50 g / cm 3 .

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、アルカリ金属酸化物(R2O)、As23、Sb23を実質的に含有せず、SiO2 55〜65%、Al23 14〜18%、B23 9.5〜13%、MgO 0〜1.9%、CaO 7.2〜12%、SrO 3.5〜8%、BaO 0〜1.5%、MgO+CaO+SrO+BaO 11〜17%、SnO2 0.05〜1%を基本組成として含有することを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention preferably contains substantially no alkali metal oxide (R 2 O), As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , SiO 2 55-65%, Al 2 O 3 14 ~18%, B 2 O 3 9.5~13 %, MgO 0~1.9%, CaO 7.2~12%, SrO 3.5~8%, BaO 0~1.5%, MgO + CaO + SrO + BaO 11~ It contains 17% and SnO 2 0.05 to 1% as a basic composition.

本発明の無アルカリガラスは、より好ましくは、アルカリ金属酸化物(R2O)、As23、Sb23を実質的に含有せず、SiO2 58〜63%、Al23 14.5〜16.5%、B23 9.5〜12%、MgO 0〜1%、CaO 7.5〜10%、SrO 4.1〜5.4%、BaO 0〜0.5%、MgO+CaO+SrO+BaO 12〜15%、SnO2 0.1〜0.5%を基本組成として含有することを特徴とする。 More preferably, the alkali-free glass of the present invention contains substantially no alkali metal oxide (R 2 O), As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , SiO 2 58 to 63%, Al 2 O 3. 14.5 to 16.5%, B 2 O 3 9.5 to 12%, MgO 0 to 1%, CaO 7.5 to 10%, SrO 4.1 to 5.4%, BaO 0 to 0.5 %, MgO + CaO + SrO + BaO 12-15%, SnO 2 0.1-0.5% as a basic composition.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、Fe23を0.001〜0.1質量%含有することを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention preferably contains 0.002 to 0.1% by mass of Fe 2 O 3 .

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、質量比で、SnO2/(Fe23+SnO2)が0.5以上であることを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized in that SnO 2 / (Fe 2 O 3 + SnO 2 ) is 0.5 or more by mass ratio.

また本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、質量比で、(CaO+SrO)/(CaO+SrO+Al23)が、0.3〜0.7であることを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized in that (CaO + SrO) / (CaO + SrO + Al 2 O 3 ) is 0.3 to 0.7 in terms of mass ratio.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、BaOを実質的に含有しないことを特徴とする。   The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized by substantially not containing BaO.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、Clを0.01〜1質量%含有することを特徴とする。   The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized by containing 0.01 to 1% by mass of Cl.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、TiO2を0.0001〜3質量%含有することを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention preferably contains 0.0001 to 3% by mass of TiO 2 .

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、30〜380℃の温度範囲における熱膨張係数が33〜42×10-7/℃であることを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized by having a thermal expansion coefficient of 33 to 42 × 10 −7 / ° C. in a temperature range of 30 to 380 ° C.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、液相温度が1150℃未満であることを特徴とする。   The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized in that the liquidus temperature is less than 1150 ° C.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、液相温度における粘度が105.4dPa・s以上であることを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention is preferably characterized in that the viscosity at the liquidus temperature is 10 5.4 dPa · s or more.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、比ヤング率が28.0GPa/(g/cm3)以上であることを特徴とする。 The alkali-free glass of the present invention preferably has a specific Young's modulus of 28.0 GPa / (g / cm 3 ) or more.

本発明の無アルカリガラスは、好ましくは、歪点が630℃以上であることを特徴とする。   The alkali-free glass of the present invention preferably has a strain point of 630 ° C. or higher.

また本発明の無アルカリガラス基板は、上記に記載の無アルカリガラスからなることを特徴とする。   The alkali-free glass substrate of the present invention is characterized by comprising the alkali-free glass described above.

本発明の無アルカリガラス基板は、平均肉厚が0.68mm以下であることを特徴とする。   The alkali-free glass substrate of the present invention has an average thickness of 0.68 mm or less.

本発明の無アルカリガラス基板は、好ましくは、液晶ディスプレイ装置に使用されることを特徴とする。   The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for a liquid crystal display device.

また本発明の無アルカリガラス基板の製造方法は、上記に記載の無アルカリガラス基板の製造方法であって、オーバーフローダウンドロー法によってガラスを板状に成形することを特徴とする。   A method for producing an alkali-free glass substrate according to the present invention is the method for producing an alkali-free glass substrate as described above, wherein the glass is formed into a plate shape by an overflow down draw method.

本発明の無アルカリガラスは、上記した液晶ディスプレイ用ガラス基板に要求される項目(1)〜(7)を全て同時に満足し、As23やSb23を含有しないため、環境面で好ましく、しかも紫外線による着色を抑えることが可能である。 The alkali-free glass of the present invention satisfies all of the items (1) to (7) required for the glass substrate for liquid crystal display at the same time, and does not contain As 2 O 3 or Sb 2 O 3. In addition, it is possible to suppress coloring by ultraviolet rays.

泡の少ない無アルカリガラスを得るためには、高温での溶融時に泡切れに効果のある清澄ガスを発生させて、ガラス融液中に存在する微小泡の径を増大、浮上させて除去する必要がある。それゆえ高温で分解して多量に清澄ガスを発生する成分が必須になるが、SnO2は、1400℃以上の高温度域でSnイオンの価数変化による化学反応によって多量の酸素ガスを放出する。 In order to obtain alkali-free glass with few bubbles, it is necessary to generate a clear gas that is effective in blowing bubbles when melted at high temperatures, to increase the diameter of microbubbles in the glass melt, and to lift and remove them There is. Therefore, a component that decomposes at a high temperature and generates a large amount of clarified gas is essential, but SnO 2 releases a large amount of oxygen gas by a chemical reaction due to a valence change of Sn ions in a high temperature range of 1400 ° C. or higher. .

本発明の無アルカリガラスは、102.5ポイズに相当する温度(溶融温度)が1560℃未満と低く、さらに清澄剤としてSnO2を含有するため、高温度域での清澄効果が得られ、ディスプレイの表示欠陥となるような泡の発生を最小限に抑えることができる。 The alkali-free glass of the present invention has a temperature corresponding to 10 2.5 poise (melting temperature) as low as less than 1560 ° C. and further contains SnO 2 as a fining agent, so that a fining effect in a high temperature range can be obtained. The generation of bubbles that can cause display defects can be minimized.

本発明の無アルカリガラスの組成範囲を上記のように限定した理由は、次のとおりである。   The reason why the composition range of the alkali-free glass of the present invention is limited as described above is as follows.

SiO2は、ガラスのネットワークとなる成分であり、その含有量が少なくなりすぎると、歪点が低下すると共に、耐薬品性が悪化する。また低密度化が困難となる。一方、SiO2の含有量が多くなりすぎると、高温粘度が高くなって溶融性が悪くなると共に、クリストバライトの失透物が析出しやすくなる。よってSiO2の含有量は、50〜70%、好ましくは55〜65%、より好ましくは58〜63%である。 SiO 2 is a component that becomes a glass network, and when its content is too low, the strain point is lowered and the chemical resistance is deteriorated. In addition, it is difficult to reduce the density. On the other hand, if the SiO 2 content is too high, the high-temperature viscosity becomes high and the meltability deteriorates, and the devitrified material of cristobalite tends to precipitate. Therefore, the content of SiO 2 is 50 to 70%, preferably 55 to 65%, more preferably 58 to 63%.

Al23は、ガラスの耐熱性、ヤング率を向上する成分であり、その含有量が少なくなりすぎると、溶融性、歪点、ヤング率が低下しやすくなる。一方、Al23の含有量が多くなりすぎると、液相温度が高くなり、耐失透性が低下する。よってAl23の含有量は、10〜20%、好ましくは14〜18%、より好ましくは14.5〜16.5%である。 Al 2 O 3 is a component that improves the heat resistance and Young's modulus of glass. If the content is too small, the meltability, strain point, and Young's modulus are likely to decrease. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is too large, the liquidus temperature increases and the devitrification resistance decreases. Therefore, the content of Al 2 O 3 is 10 to 20%, preferably 14 to 18%, more preferably 14.5 to 16.5%.

23は、融剤として働き、粘性を下げて溶融を容易にする成分であり、その含有量が少なくなりすぎると、融剤としての効果が不十分となる。一方、B23が多くなりすぎると、耐塩酸性が低下すると共に、歪点が低下して耐熱性が悪化する。また比ヤング率も低下する。よってB23の含有量は9〜15%、好ましくは9.5〜13%、より好ましくは9.5〜12%である。 B 2 O 3 is a component that works as a flux and lowers the viscosity to facilitate melting. If the content is too small, the effect as a flux becomes insufficient. On the other hand, when the amount of B 2 O 3 increases too much, the hydrochloric acid resistance decreases, the strain point decreases, and the heat resistance deteriorates. In addition, the specific Young's modulus decreases. Therefore, the content of B 2 O 3 is 9 to 15%, preferably 9.5 to 13%, more preferably 9.5 to 12%.

MgOは、歪点を下げずに高温粘度を下げてガラスの溶融を容易にする成分であるが、その含有量が多くなりすぎると、ガラスの耐バッファードフッ酸性が悪化すると共に耐失透性も悪化する。よってMgOの含有量は、0〜2.5%、好ましくは0〜1.9%、より好ましくは0〜1%である。   MgO is a component that lowers the high-temperature viscosity without lowering the strain point and facilitates melting of the glass. However, if its content is excessive, the resistance to buffered hydrofluoric acid of the glass deteriorates and the devitrification resistance It gets worse. Therefore, the content of MgO is 0 to 2.5%, preferably 0 to 1.9%, more preferably 0 to 1%.

CaOは、歪点を下げずに高温粘性を下げてガラスの溶融を容易にする成分であるが、その含有量が少なくなりすぎると、融剤としての効果が不十分となる。一方、CaOの含有量が多くなりすぎると、ガラスの耐バッファードフッ酸性が悪化する。また熱膨張係数や密度が高くなりすぎる。よってCaOの含有量は、6.5〜15%、好ましくは7.2〜12%、より好ましくは7.5〜11%、最も好ましくは7.5〜10%である。   CaO is a component that lowers the high-temperature viscosity without lowering the strain point and facilitates melting of the glass. However, if the content is too small, the effect as a flux becomes insufficient. On the other hand, when the content of CaO is too large, the buffered hydrofluoric acid resistance of the glass deteriorates. Also, the thermal expansion coefficient and density are too high. Therefore, the CaO content is 6.5 to 15%, preferably 7.2 to 12%, more preferably 7.5 to 11%, and most preferably 7.5 to 10%.

SrOは、ガラスの耐薬品性を向上させると共に、失透性や溶融性を改善する成分であり、その含有量が少なくなりすぎると、耐薬品性、耐失透性、溶融性が低下する。一方、SrOの含有量が多くなりすぎると、密度や熱膨張係数が上昇すると共に、耐失透性や耐バッファードフッ酸性が悪化する。よってSrOの含有量は、3〜10%、好ましくは3.5〜8%、より好ましくは4.1〜5.4%である。   SrO is a component that improves the chemical resistance of glass and improves devitrification and meltability. If its content is too low, the chemical resistance, devitrification resistance, and meltability deteriorate. On the other hand, when the content of SrO is too large, the density and thermal expansion coefficient are increased, and devitrification resistance and buffered hydrofluoric acid resistance are deteriorated. Therefore, the content of SrO is 3 to 10%, preferably 3.5 to 8%, more preferably 4.1 to 5.4%.

BaOは、SrOと同様の働きをする成分であるが、アルカリ土類金属酸化物の中で最もガラスの密度を上昇させる効果が高い成分である。BaOの含有量が多くなりすぎると、密度が著しく上昇すると共に歪点が低下する。よってBaOの含有量は、0〜3%、好ましくは0〜1.5%、より好ましくは0〜0.5%であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。尚、本発明において、「BaOを実質的に含有しない」とは、不純物成分として原料等から混入する量以外にBaOを含まないという意味であり、ガラス組成内において、BaOの含有量が0.2%以下の場合を指す。   BaO is a component that functions in the same manner as SrO, but is the component that has the highest effect of increasing the density of glass among alkaline earth metal oxides. When the content of BaO is excessively increased, the density is remarkably increased and the strain point is decreased. Therefore, the content of BaO is 0 to 3%, preferably 0 to 1.5%, more preferably 0 to 0.5%, and most preferably not substantially contained. In the present invention, “substantially free of BaO” means that it contains no BaO other than the amount mixed from the raw material as an impurity component, and the content of BaO is 0. It refers to the case of 2% or less.

MgO、CaO、SrO及びBaOといったアルカリ土類金属酸化物(RO)は、ガラスの液相温度を下げ、ガラス中に結晶異物を生じさせ難くすることにより、ガラスの溶融性、成形性を改善すると共に熱膨張係数を調整する効果があるが、これらの合量が多くなりすぎると、ガラスの密度が高くなると共に比ヤング率が低下する。よって、これらの成分は合量で10〜18%、好ましくは11〜17%、12〜15%に規制すべきである。   Alkaline earth metal oxides (RO) such as MgO, CaO, SrO and BaO improve the meltability and moldability of the glass by lowering the liquidus temperature of the glass and making it difficult to produce crystalline foreign matter in the glass. At the same time, there is an effect of adjusting the thermal expansion coefficient. However, if the total amount of these is too large, the density of the glass increases and the specific Young's modulus decreases. Therefore, these components should be regulated to a total amount of 10 to 18%, preferably 11 to 17%, and 12 to 15%.

SnO2は、清澄剤として働くと共に、耐ソラリゼーション性を抑制する効果があるが、その含有量が多くなりすぎると、SnO2の失透物が析出しやすくなるため好ましくない。よってSnO2の含有量は、0.05〜1%、好ましくは0.1〜0.5%である。 SnO 2 functions as a fining agent and has an effect of suppressing the resistance to solarization. However, if the content is too large, the devitrified substance of SnO 2 is liable to precipitate, which is not preferable. Therefore, the content of SnO 2 is 0.05 to 1%, preferably 0.1 to 0.5%.

また本発明においては、上記成分以外にも、必要に応じて他の成分を含有させることが可能である。   Moreover, in this invention, it is possible to contain another component other than the said component as needed.

例えば、TiO2は、ガラスの高温粘性を低下し、溶融性を向上すると共に、ソラリゼーションを抑制する効果を有する。しかしながらTiO2を多く含有すると、ガラスに着色を生じ、その透過率が低下するため好ましくない。よってTiO2の含有量は、0.0001(1ppm)〜3%が好ましく、0.001(10ppm)〜1%がより好ましく、0.001(10ppm)〜0.1%がさらに好ましい。尚、TiO2は、その全量をガラス原料等の不純物として含有させても良いし、試薬原料を使用して含有させても良い。 For example, TiO 2 has the effect of reducing the high temperature viscosity of the glass, improving the meltability, and suppressing solarization. However, if a large amount of TiO 2 is contained, the glass is colored, and the transmittance is lowered, which is not preferable. Therefore, the content of TiO 2 is preferably 0.0001 (1 ppm) to 3%, more preferably 0.001 (10 ppm) to 1%, and still more preferably 0.001 (10 ppm) to 0.1%. The total amount of TiO 2 may be contained as an impurity such as a glass raw material, or may be contained using a reagent raw material.

またClは、無アルカリガラスの溶融を促進する効果があり、これを添加することにより、ガラスを低温で溶融し、清澄剤をより働かせたり、製造設備の長寿命化を図ることが可能となる。しかしClの含有量が多くなりすぎると、ガラスの歪点が低下するため、0.1〜1%、さらには0.2〜0.5%含有させることが好ましい。   In addition, Cl has an effect of promoting the melting of the alkali-free glass, and by adding this, it becomes possible to melt the glass at a low temperature, to make the fining agent work more, and to extend the life of the manufacturing equipment. . However, if the Cl content is too high, the strain point of the glass is lowered, so 0.1 to 1%, more preferably 0.2 to 0.5% is preferable.

またZnOは、ガラスの耐バッファードフッ酸性を改善すると共に、溶融性を改善する成分であるが、多くなりすぎると、ガラスが失透しやすくなり、歪点が低下し、密度が上昇するため好ましくない。従って、ZnOの含有量は、0〜5%、好ましくは0〜3%、より好ましくは0〜1%、更に好ましくは0〜0.3%であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。   ZnO is a component that improves the buffered hydrofluoric acid resistance of the glass and improves the meltability. However, if the amount is too large, the glass tends to devitrify, the strain point decreases, and the density increases. It is not preferable. Therefore, the content of ZnO is 0 to 5%, preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 1%, still more preferably 0 to 0.3%, and most preferably not substantially contained.

またCeO2は、清澄剤として使用できるが、多くなりすぎると、ガラスが着色するため、その含有量は、0〜0.1%、好ましくは0〜0.05%に規制すべきである。 CeO 2 can be used as a refining agent, but if it is too much, the glass is colored, so its content should be regulated to 0 to 0.1%, preferably 0 to 0.05%.

またP25は、ガラスの耐失透性を向上する成分であるが、多くなりすぎると、ガラス中に分相、乳白が起こると共に、耐酸性が著しく悪化する。よってP25量は、0〜5%、好ましくは0〜3%、より好ましくは0〜1%に規制すべきである。 P 2 O 5 is a component that improves the devitrification resistance of the glass, but if it is too much, phase separation and milk white occur in the glass, and the acid resistance is remarkably deteriorated. Therefore, the amount of P 2 O 5 should be regulated to 0 to 5%, preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 1%.

またZrO2は、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を向上し、比ヤング率を向上させる成分であるが、多量に含有させると、液相温度が上昇し、ジルコンの失透物が析出しやすくなると共に、溶融性が大きく損なわれる。よってZrO2は、0〜3%、好ましくは0〜1%、より好ましくは0〜0.3%であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。 ZrO 2 is a component that improves the chemical resistance of glass, particularly acid resistance, and improves the specific Young's modulus. However, if it is contained in a large amount, the liquidus temperature rises and zircon devitrified substances precipitate. It becomes easy and meltability is greatly impaired. Therefore, ZrO 2 is 0 to 3%, preferably 0 to 1%, more preferably 0 to 0.3%, and most preferably not substantially contained.

またガラスの耐ソラリゼーション性を向上するためには、ガラス中のFe23量をできるだけ少なくすることが望ましい。ただし、Fe23量を極端に少なくしようとすると、高価な高純度ガラス原料を使用する必要があるため、コストの面から好ましくない。よってFe23量は、0.001〜0.1%、好ましくは0.005〜0.08%、より好ましくは0.005〜0.05%、さらに好ましくは0.007〜0.03%に規制すべきである。尚、Fe23は、その全量をガラス原料等の不純物として含有させても良いし、試薬原料を使用して含有させても良い。 In order to improve the solarization resistance of the glass, it is desirable to reduce the amount of Fe 2 O 3 in the glass as much as possible. However, if the amount of Fe 2 O 3 is extremely reduced, it is necessary to use an expensive high-purity glass raw material, which is not preferable from the viewpoint of cost. Therefore, the amount of Fe 2 O 3 is 0.001 to 0.1%, preferably 0.005 to 0.08%, more preferably 0.005 to 0.05%, and still more preferably 0.007 to 0.03. % Should be regulated. The total amount of Fe 2 O 3 may be contained as an impurity such as a glass raw material, or may be contained using a reagent raw material.

またY23、Nb23、La23は、歪点、比ヤング率を高める効果があるが、多量に含有すると、密度が上昇するため、各々5%以下に抑えるべきである。さらにF2、Cl2、SO3、C、或いはAl、Si等の金属粉末を清澄剤として、各々5%まで含有させることができる。 Y 2 O 3 , Nb 2 O 3 , and La 2 O 3 have the effect of increasing the strain point and specific Young's modulus. However, if contained in a large amount, the density increases, so each should be suppressed to 5% or less. . Furthermore, metal powders such as F 2 , Cl 2 , SO 3 , C, Al, Si, etc. can be contained up to 5% each as a fining agent.

本発明においては、耐ソラリゼーション性に影響を与えるSnO2とFe23の含有量を調整することが好ましい。つまり、SnO2/(SnO2+Fe23)が0.5以上、好ましくは0.8以上、より好ましくは0.9以上、さらに好ましくは0.92以上、最も好ましくは0.95以上となるように調整することによって耐ソラリゼーション性を向上しやすくなる。 In the present invention, it is preferable to adjust the contents of SnO 2 and Fe 2 O 3 which affect the resistance to solarization. That is, SnO 2 / (SnO 2 + Fe 2 O 3 ) is 0.5 or more, preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more, further preferably 0.92 or more, and most preferably 0.95 or more. By adjusting so that it becomes, it becomes easy to improve the solarization resistance.

また本発明の無アルカリガラスは、クリストバライトが失透結晶として析出し易い傾向にある。失透結晶の析出の度合いは、質量比で、(CaO+SrO)/(CaO+SrO+Al23)の組成比が大きな影響を与える。この比が、0.3未満になると、失透傾向が増大し、成形性が低下するため好ましくない。一方、0.7超になると、密度や熱膨張係数が高くなりすぎるため好ましくない。この比の範囲は、好ましくは0.3〜0.6、より好ましくは0.4〜0.6、より好ましくは0.4〜0.5である。 In the alkali-free glass of the present invention, cristobalite tends to precipitate as devitrified crystals. The degree of precipitation of devitrified crystals is a mass ratio, and the composition ratio of (CaO + SrO) / (CaO + SrO + Al 2 O 3 ) has a great influence. When this ratio is less than 0.3, the tendency to devitrification is increased and the moldability is lowered, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 0.7, the density and the thermal expansion coefficient become too high, which is not preferable. The range of this ratio is preferably 0.3 to 0.6, more preferably 0.4 to 0.6, and more preferably 0.4 to 0.5.

ただしNa2O、K2O、Li2Oといったアルカリ金属酸化物(R2O)を含有すると、熱処理中にアルカリイオンが成膜された半導体物質中に拡散し、膜特性の劣化を招くため、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことが必要である。尚、本発明において、「アルカリ金属酸化物を実質的に含有しない」とは、不純物成分として原料等から混入する量以外にアルカリ金属酸化物(R2O)を含まないという意味であり、ガラス組成内において、R2Oの含有量が0.1%以下の場合を指す。 However, if an alkali metal oxide (R 2 O) such as Na 2 O, K 2 O, or Li 2 O is contained, alkali ions diffuse into the deposited semiconductor material during the heat treatment, leading to deterioration of film characteristics. It is necessary that substantially no alkali metal oxide is contained. In the present invention, “substantially does not contain an alkali metal oxide” means that it contains no alkali metal oxide (R 2 O) other than the amount mixed from the raw material as an impurity component. In the composition, the content of R 2 O is 0.1% or less.

またAs23やSb23は、環境負荷物質であるため、実質的に含有しないことが必要である。特にAs23を含有する無アルカリガラス基板は、ソラリゼーションが発生しやすいという問題もある。尚、本発明において、「As23とSb23を実質的に含有しない」とは、不純物成分として原料等から混入する量以外にAs23とSb23を含まないという意味であり、ガラス組成内において、As23とSb23が各々0.1%以下の場合を指す。 Further, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are environmentally hazardous substances, so it is necessary that they are not substantially contained. In particular, the alkali-free glass substrate containing As 2 O 3 has a problem that solarization is likely to occur. In the present invention, “substantially free of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 ” means that As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are not included in addition to the amount mixed from the raw materials as impurity components. Meaning, and refers to the case where As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are each 0.1% or less in the glass composition.

また本発明の無アルカリガラスは、紫外線の照射前後での波長400nmにおける透過率(肉厚0.7mm)の差が0〜2%であることを特徴とする。上述したように、液晶ディスプレイ用ガラス基板には、紫外線によってガラス基板が着色する、いわゆるソラリゼーションという問題が発生する場合があるが、紫外線の照射前後での波長400nmにおけるガラスの透過率の差が0〜2%であると、ディスプレイとしての表示品位が低下するのを防止することができる。ここで、紫外線の照射前後での波長400nmにおける透過率の差は、以下の方法で測定した値を指す。まず0.7mm厚のガラス基板を準備した後、波長400nmにおける透過率(T400)を島津製作所製分光光度計UV−3100PCで測定する。次に、低圧水銀灯を用いて、波長185nm(2.7mW/cm2)及び波長254nm(13W/cm2)の紫外線をガラス基板に12時間照射する。紫外線照射後、波長400nmにおける透過率(t400)を上記の分光光度計で測定し、紫外線を照射前の透過率と、照射後の透過率の差(T400−t400)を求める。 The alkali-free glass of the present invention is characterized in that the difference in transmittance (wall thickness: 0.7 mm) at a wavelength of 400 nm before and after irradiation with ultraviolet rays is 0 to 2%. As described above, the glass substrate for a liquid crystal display may have a problem of so-called solarization, in which the glass substrate is colored by ultraviolet rays. However, the difference in the transmittance of the glass at a wavelength of 400 nm before and after irradiation with ultraviolet rays is zero. It can prevent that the display quality as a display falls that it is -2%. Here, the difference in transmittance at a wavelength of 400 nm before and after irradiation with ultraviolet rays indicates a value measured by the following method. First, after preparing a 0.7 mm thick glass substrate, the transmittance (T 400 ) at a wavelength of 400 nm is measured with a spectrophotometer UV-3100PC manufactured by Shimadzu Corporation. Next, using a low-pressure mercury lamp, the glass substrate is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 185 nm (2.7 mW / cm 2 ) and a wavelength of 254 nm (13 W / cm 2 ) for 12 hours. After ultraviolet irradiation, the transmittance at a wavelength of 400 nm (t 400 ) is measured with the above spectrophotometer, and the difference between the transmittance before irradiation with ultraviolet rays and the transmittance after irradiation (T 400 −t 400 ) is determined.

また本発明の無アルカリガラスは、上記ガラス組成に加えて、102.5dPa・sにおける温度が1560℃未満であることを特徴とする。高温粘度である102.5dPa・sにおける温度(溶融温度)は、周知の白金球引き上げ法によって測定でき、この温度が低いほど、ガラスを低温で溶融でき、SnO2による清澄が容易となる。またガラス溶融炉に使用する耐火物の浸食を抑えることも可能となる。よって102.5dPa・sにおける温度は、1550℃未満、さらには1540℃未満であることがより好ましい。 The alkali-free glass of the present invention is characterized in that, in addition to the glass composition, the temperature at 10 2.5 dPa · s is less than 1560 ° C. The temperature (melting temperature) at 10 2.5 dPa · s, which is a high-temperature viscosity, can be measured by a well-known platinum ball pulling method. The lower this temperature, the more the glass can be melted at a lower temperature and the clarification with SnO 2 becomes easier. It is also possible to suppress erosion of the refractory used in the glass melting furnace. Therefore, the temperature at 10 2.5 dPa · s is more preferably less than 1550 ° C., and more preferably less than 1540 ° C.

また本発明の無アルカリガラスは、密度が2.50g/cm3未満であることを特徴とする。液晶ディスプレイや有機ELディスプレイには、薄型化、軽量化の要求があり、同様にガラス基板にも薄型化、軽量化の要求がある。このため、これらの用途のガラス基板は、主に0.4〜0.7mmの肉厚のガラス基板が使用されているが、さらなる軽量化を図るため、低密度化が要求されている。ガラスの密度が低いほど、ガラスは軽量になり、モバイル機器用途に好適となるが、無アルカリガラスの密度を極端に低くしようとすると、アルカリ金属酸化物(RO)を減少させる必要があり、その結果、102.5dPa・sにおける温度が上昇し、溶融性が低下するという問題がある。よって密度は、2.38〜2.48g/cm3、さらには2.40〜2.47g/cm3にすることがより好ましい。ここで、本発明において、密度は、JIS Z8807に基づく、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。 The alkali-free glass of the present invention is characterized in that the density is less than 2.50 g / cm 3 . Liquid crystal displays and organic EL displays are required to be thinner and lighter, and glass substrates are also required to be thinner and lighter. For this reason, a glass substrate having a thickness of 0.4 to 0.7 mm is mainly used as the glass substrate for these applications. However, in order to further reduce the weight, a reduction in density is required. The lower the density of the glass, the lighter the glass and the better for mobile device applications, but when trying to reduce the density of alkali-free glass to an extremely low level, it is necessary to reduce the alkali metal oxide (RO), As a result, there is a problem that the temperature at 10 2.5 dPa · s increases and the meltability decreases. Therefore, the density is more preferably 2.38 to 2.48 g / cm 3 , and further preferably 2.40 to 2.47 g / cm 3 . Here, in the present invention, the density refers to a value measured by a well-known Archimedes method based on JIS Z8807.

また本発明の無アルカリガラスは、30〜380℃の温度範囲における熱膨張係数が33〜42×10-7/℃であることが好ましく、34〜40×10-7/℃であることがより好ましい。従来より液晶ディスプレイに用いる無アルカリガラス基板の熱膨張係数は、ガラス基板上に成膜されるa−Si膜、或いはp−Si膜の熱膨張係数と整合していることが望ましいとされ、今日では33×10-7/℃未満の無アルカリガラス基板が主に市販されている。しかしながら、無アルカリガラスの熱膨張係数を33×10-7/℃未満にしようとすると、アルカリ土類金属酸化物を減少させる必要があり、そのためガラスの溶融性が低下しやすくなる。そのため、これまで無アルカリガラスの熱膨張係数を小さくしながら、溶融性を向上することは不可能であると考えられてきた。しかしながら、実際には、無アルカリガラス基板の熱膨張係数が、33×10-7/℃以上であっても、a−Si膜やp−Si膜を良好に成膜することが可能であることが判明した。また2枚の無アルカリガラス基板を貼り合わせて液晶パネルを作製する場合、紫外線硬化樹脂を使用すれば、熱膨張係数が33×10-7/℃以上の無アルカリガラス基板であっても、市販の無アルカリガラス基板(熱膨張係数:33×10-7/℃未満)と良好に貼り合わせてパネル化できることも判明した。そこで、本発明ではアルカリ土類金属酸化物を比較的多量に含有し、これによって熱膨張係数を33〜42×10-7/℃とし、102.5ポイズに相当する温度を1560℃以下にすることが可能とした。 The alkali-free glass of the present invention preferably has a thermal expansion coefficient of 33 to 42 × 10 −7 / ° C. in a temperature range of 30 to 380 ° C., more preferably 34 to 40 × 10 −7 / ° C. preferable. Conventionally, it is desirable that the thermal expansion coefficient of an alkali-free glass substrate used for a liquid crystal display is consistent with the thermal expansion coefficient of an a-Si film or a p-Si film formed on the glass substrate. Therefore, alkali-free glass substrates having a size of less than 33 × 10 −7 / ° C. are mainly commercially available. However, if the coefficient of thermal expansion of the alkali-free glass is to be less than 33 × 10 −7 / ° C., it is necessary to reduce the alkaline earth metal oxide, which tends to lower the meltability of the glass. Therefore, it has been considered that it is impossible to improve the meltability while reducing the coefficient of thermal expansion of alkali-free glass. However, in practice, an a-Si film or a p-Si film can be satisfactorily formed even when the thermal expansion coefficient of the alkali-free glass substrate is 33 × 10 −7 / ° C. or higher. There was found. When a liquid crystal panel is produced by bonding two alkali-free glass substrates, even if an alkali-free glass substrate having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or more is used, it is commercially available. It has also been found that a non-alkali glass substrate (thermal expansion coefficient: less than 33 × 10 −7 / ° C.) can be well bonded to form a panel. Therefore, in the present invention, a relatively large amount of alkaline earth metal oxide is contained, whereby the thermal expansion coefficient is 33 to 42 × 10 −7 / ° C., and the temperature corresponding to 10 2.5 poise is 1560 ° C. or lower. Was possible.

また本発明の無アルカリガラス基板は、液相温度が1150℃未満であり、液相温度における粘度(液相粘度)が105.4dP・as以上であることが好ましい。液相温度が低くなるほど、また液相温度における粘度が高くなるほど、ガラスの成形時に失透物が発生し難くなるため、オーバーフローダウンドロー法による成形が容易となる。つまりオーバーフローダウンドロー法は、フロート法に比べて表面品位に優れたガラス基板を得ることができるという利点があるが、成形時におけるガラスの温度が低くなるため、ガラス中に失透物が生じやすい。ここで、失透とは、高温のガラス融液を冷却してガラスを成形する工程で、ガラスの内部や表面に結晶質の異物が析出することをいう。従って特にオーバーフローダウンドロー法でガラス基板を成形する場合には、液相温度と液相粘度を十分に配慮する必要がある。よって液相温度は、1100℃未満、さらには1080℃未満であることが好ましい。また液相温度における粘度は105.5dP・as以上、105.6dP・as以上、さらには105.8dP・as以上であることがより好ましい。 The alkali-free glass substrate of the present invention preferably has a liquidus temperature of less than 1150 ° C. and a viscosity at the liquidus temperature (liquidus viscosity) of 10 5.4 dP · as or more. As the liquidus temperature becomes lower and the viscosity at the liquidus temperature becomes higher, devitrification is less likely to occur at the time of molding the glass, so that molding by the overflow downdraw method becomes easier. In other words, the overflow downdraw method has an advantage that a glass substrate with excellent surface quality can be obtained as compared with the float method, but the glass temperature at the time of molding is low, and thus devitrified substances are easily generated in the glass. . Here, devitrification is a process of cooling a high-temperature glass melt to form glass, and means that crystalline foreign substances are deposited inside or on the surface of the glass. Therefore, when the glass substrate is formed by the overflow down draw method, it is necessary to sufficiently consider the liquid phase temperature and the liquid phase viscosity. Therefore, the liquidus temperature is preferably less than 1100 ° C., more preferably less than 1080 ° C. The viscosity at the liquidus temperature is more preferably 10 5.5 dP · as or more, 10 5.6 dP · as or more, and further preferably 10 5.8 dP · as or more.

また本発明の無アルカリガラスは、比ヤング率(ヤング率/密度)が、28.0GPa/(g/cm3)以上であると、ガラス基板のたわみが小さくなるため好ましい。すなわちガラス基板が大型化したり、薄肉化するほど、自重によるたわみが大きくなり、搬送工程や梱包工程における取り扱いの際に大きく揺動して落下したり、他の部材と接触して破損しやすくなる。このガラス基板のたわみ量は、ガラスの密度に比例し、ヤング率に反比例して変化する。従って、ガラス基板のたわみ量を小さくするためには、比ヤング率を高くする必要がある。よって比ヤング率は、28.5GPa/(g/cm3)以上がより好ましく、29.0GPa/(g/cm3)以上がさらに好ましく、29.5GPa/(g/cm3)以上が最も好ましい。 In addition, the alkali-free glass of the present invention preferably has a specific Young's modulus (Young's modulus / density) of 28.0 GPa / (g / cm 3 ) or more because the deflection of the glass substrate is reduced. In other words, as the glass substrate becomes larger or thinner, the deflection due to its own weight increases, and it becomes more likely to swing and fall during handling in the transport process and packing process, or to be damaged by contact with other members. . The amount of deflection of the glass substrate changes in proportion to the density of the glass and in inverse proportion to the Young's modulus. Therefore, in order to reduce the amount of deflection of the glass substrate, it is necessary to increase the specific Young's modulus. Therefore specific Young's modulus is, 28.5GPa / (g / cm 3 ) or more, and further preferably 29.0GPa / (g / cm 3) or more, 29.5GPa / (g / cm 3 ) or more and most preferably .

また本発明の無アルカリガラスは、歪点が630℃以上であると、熱処理による収縮が少ないため好ましい。ディスプレイ用ガラス基板の場合、TFTおよび配線等の電子回路を形成する工程で、ガラス基板には透明導電膜、絶縁膜、半導体膜および金属膜等が成膜され、更にフォトリソグラフィーエッチング工程によって種々の回路やパターンが形成される。これらの成膜及びフォトリソグラフィーエッチング工程において、ガラス基板は、種々の熱処理、薬品処理を受ける。例えば、アクティブマトリックス型液晶ディスプレイでは、ガラス基板上に絶縁膜や透明導電膜を成膜し、更にアモルファスシリコンや多結晶シリコンのTFTが、フォトリソグラフィーエッチング工程を経て、ガラス基板上に多数形成される。これらの工程でガラス基板は、300〜600℃の熱処理を受ける。この熱処理によりガラス基板が数ppm程度の寸法変化(ガラス基板1mの長さ寸法に対して数μm:一般的に、この寸法変化は熱収縮と呼ばれている)を起こすことがある。ガラス基板の熱収縮が大きいと、TFTのパターンにズレが発生し、多層の薄膜が積層された素子を正確に形成することができなくなる。熱収縮を小さく抑えるためには、ガラスの耐熱性を上げること、具体的には歪点を上げることが効果的である。従って、歪点は、640℃以上がより好ましく、650℃以上であることがさらに好ましい。しかし歪点が高くなりすぎると、ガラス基板の溶融、成形時の温度が上昇し、ガラス製造設備の負荷が大きくなり、コストアップの要因となるため好ましくない。従って、他の特性を考慮すれば、歪点は750℃以下、特に700℃以下に設定すべきである。   The alkali-free glass of the present invention preferably has a strain point of 630 ° C. or higher because there is little shrinkage due to heat treatment. In the case of a glass substrate for a display, a transparent conductive film, an insulating film, a semiconductor film, a metal film, and the like are formed on the glass substrate in a process of forming an electronic circuit such as a TFT and a wiring. Circuits and patterns are formed. In these film formation and photolithography etching processes, the glass substrate is subjected to various heat treatments and chemical treatments. For example, in an active matrix liquid crystal display, an insulating film or a transparent conductive film is formed on a glass substrate, and a large number of amorphous silicon or polycrystalline silicon TFTs are formed on the glass substrate through a photolithography etching process. . In these steps, the glass substrate is subjected to heat treatment at 300 to 600 ° C. By this heat treatment, the glass substrate may undergo a dimensional change of about several ppm (several μm with respect to the length of the glass substrate 1 m: this dimensional change is generally called thermal shrinkage). If the thermal shrinkage of the glass substrate is large, the TFT pattern will be displaced, and it will not be possible to accurately form an element in which multiple thin films are laminated. In order to suppress the thermal shrinkage, it is effective to increase the heat resistance of the glass, specifically to increase the strain point. Therefore, the strain point is more preferably 640 ° C. or higher, and further preferably 650 ° C. or higher. However, if the strain point becomes too high, the temperature at the time of melting and forming the glass substrate rises, increasing the load on the glass production equipment, which is not preferable because it causes a cost increase. Therefore, if other characteristics are taken into consideration, the strain point should be set to 750 ° C. or lower, particularly 700 ° C. or lower.

また本発明の無アルカリガラスは、80℃の10%HCl水溶液に24時間浸漬した時、その浸食量が10μm以下であることが好ましく、6μm以下であることがより好ましい。また80℃の10%HCl水溶液に3時間浸漬した時、目視による表面観察で白濁、荒れが認められないことが好ましい。さらに本発明の無アルカリガラスは、20℃の130BHF溶液に30分間浸漬した時、その浸食量が2μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。また20℃の63BHF溶液に30分間浸漬した時、目視による表面観察で白濁、荒れが認められないことが好ましい。すなわち上記したように液晶ディスプレイ用ガラス基板には、種々の熱処理や薬品処理が施され、一般的に、TFTアレイプロセスでは、成膜工程→レジストパターン形成→エッチング工程→レジスト剥離工程の一連のプロセスが繰り返される。その際、エッチング液として、HClやBHF等の薬液処理を受けることになる。これらの薬液は、低コスト化を考慮して、使い捨てではなく、循環の液系フローとなっている。ガラスの耐薬品性が乏しいと、エッチングの際、薬液とガラス基板との反応生成物が、循環の液系フローのフィルターを詰まらせたり、不均質エッチングによってガラス表面に白濁が生じ、或いはエッチング液の成分が変化することによって、エッチングレートが不安定になる等の様々な問題を引き起こす可能性がある。特に、BHFに代表されるフッ酸系の薬品は、ガラス基板を強く浸食するため、上記のような問題が発生しやすく、ガラス基板は耐BHF性に優れていることが要求されている。すなわち、ガラスの薬液に対する浸食量が小さいことは、薬液の汚染や反応生成物による工程中のフィルタの詰まりを防止する観点から非常に重要である。また、ガラスの耐薬品性に関して、浸食量が小さいだけでなく、外観変化を引き起こさないことが重要である。薬液処理によってガラスの外観が白濁や荒れ等の変化を起こさないことは、光の透過率が重要な液晶ディスプレイ用ガラス基板として不可欠な特性である。この浸食量と外観変化の評価結果は、特に耐BHF性について必ずしも一致せず、例えば同じ浸食量を示すガラスであっても、その組成によって薬液処理後に外観変化を引き起こしたり、引き起こさなかったりする場合がある。その点、本発明の無アルカリガラスによれば、20℃の130BHF溶液に30分間浸漬しても、その浸食量が2mg/cm2以下であり、且つ、20℃の63BHF溶液に30分間浸漬しても、目視による表面観察で白濁、荒れが認められないものとすることができるため、上記問題点を確実に解消することができる。 The alkali-free glass of the present invention has an erosion amount of preferably 10 μm or less and more preferably 6 μm or less when immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 24 hours. Further, when immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 3 hours, it is preferable that no white turbidity or roughness is observed by visual surface observation. Furthermore, when the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 130 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, the erosion amount is preferably 2 μm or less, and more preferably 1 μm or less. Further, when immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, it is preferable that no white turbidity or roughness is observed by visual surface observation. That is, as described above, the glass substrate for liquid crystal display is subjected to various heat treatments and chemical treatments. Generally, in the TFT array process, a series of processes of film formation process → resist pattern formation → etching process → resist stripping process. Is repeated. At that time, a chemical treatment such as HCl or BHF is applied as an etching solution. These chemical solutions are not disposable but are circulated liquid system flows in consideration of cost reduction. If the chemical resistance of the glass is poor, the reaction product between the chemical and the glass substrate will clog the filter of the circulating liquid system during etching, or the glass surface may become cloudy due to inhomogeneous etching, or the etching solution The change in the components may cause various problems such as an unstable etching rate. In particular, a hydrofluoric acid chemical represented by BHF erodes the glass substrate strongly, so the above-mentioned problems are likely to occur, and the glass substrate is required to have excellent BHF resistance. That is, it is very important that the amount of erosion to the chemical solution of glass is small from the viewpoint of preventing contamination of the chemical solution and clogging of the filter during the process due to reaction products. In addition, regarding the chemical resistance of the glass, it is important that not only the amount of erosion is small but also the appearance change is not caused. It is an indispensable characteristic for a glass substrate for a liquid crystal display, in which light transmittance is important, that the appearance of the glass does not change due to chemical treatment, such as white turbidity or roughness. The evaluation results of the amount of erosion and the change in appearance do not necessarily coincide with each other particularly with respect to BHF resistance. For example, even if the glass shows the same amount of erosion, the appearance may or may not change after chemical treatment depending on the composition. There is. In that respect, according to the alkali-free glass of the present invention, even when immersed in a 130 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, the erosion amount is 2 mg / cm 2 or less, and immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes. However, since the cloudiness and roughness cannot be recognized by visual observation of the surface, the above-mentioned problems can be reliably solved.

また本発明の無アルカリガラスは、ビッカース硬度が低いと、ガラス基板の表面に傷がつきやすく、この傷が原因でガラス基板上に形成した電子回路の断線を引き起こす虞れがある。よってビッカース硬度は560以上であることが好ましく、570以上であることがより好ましく、580以上であることが更に好ましい。   Moreover, when the Vickers hardness is low, the alkali-free glass of the present invention tends to scratch the surface of the glass substrate, and this scratch may cause disconnection of the electronic circuit formed on the glass substrate. Therefore, the Vickers hardness is preferably 560 or more, more preferably 570 or more, and further preferably 580 or more.

本発明の無アルカリガラスは、密度が低く、比ヤング率が高いため、ガラス基板の肉厚を薄くしても、たわみにくい。つまり本発明の無アルカリガラス基板は、たわみ量が小さいため、搬送時や梱包時の作業性の低下を最小限に抑えることができる。よって平均肉厚を0.68mm以下、好ましくは0.65mm以下、より好ましくは0.60mm以下にすることによって、作業性の大幅な低下を伴うことなく、ガラス基板の軽量化を図ることができる。   Since the alkali-free glass of the present invention has a low density and a high specific Young's modulus, it is difficult to bend even if the thickness of the glass substrate is reduced. That is, since the alkali-free glass substrate of the present invention has a small amount of deflection, it is possible to minimize a decrease in workability during transportation and packaging. Therefore, by reducing the average thickness to 0.68 mm or less, preferably 0.65 mm or less, more preferably 0.60 mm or less, it is possible to reduce the weight of the glass substrate without significantly reducing workability. .

本発明の無アルカリガラス基板を製造する場合、まず所望の組成のガラスとなるように調合したガラス原料を溶融炉に投入し、所定の条件で溶融し、脱泡する。この時、SnO2の価数変化による化学反応によって多量の酸素ガスが発生し、ガラス中に存在する多数の泡が酸素ガスと共に浮上し、除去される。その後、この溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を使用して板状に成形し、徐冷する。 When producing the alkali-free glass substrate of the present invention, first, a glass raw material prepared so as to be a glass having a desired composition is put into a melting furnace, melted under predetermined conditions, and defoamed. At this time, a large amount of oxygen gas is generated by a chemical reaction due to a change in the valence of SnO 2 , and a large number of bubbles present in the glass float with the oxygen gas and are removed. Thereafter, the molten glass is formed into a plate shape by using an overflow down draw method, and is slowly cooled.

ここでオーバーフローダウンドロー法とは、溶融ガラスを耐熱性(例えばジルコン耐火物)の桶状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを桶状耐火物の下端部で合流させながら、下方に延伸成形することによってガラス板(ガラス基板)を製造する方法である。この方法でガラス板を成形すると、ガラス基板の表面となる面(両表面)は、桶状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されることになり、無研磨でありながら、反り、表面粗さ、うねりが小さく、外観品位に優れたガラス基板を得ることが可能である。   Here, the overflow down draw method means that the molten glass overflows from both sides of the heat-resistant (for example, zircon refractory) bowl-like structure, and the overflowed molten glass is joined at the lower end of the bowl-like refractory, This is a method for producing a glass plate (glass substrate) by stretching. When a glass plate is formed by this method, the surfaces (both surfaces) that become the surface of the glass substrate are not contacted with the bowl-shaped refractory, and are formed in a free surface state. Further, it is possible to obtain a glass substrate having a small surface roughness and undulation and excellent appearance quality.

以下、本発明の無アルカリガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the alkali-free glass of the present invention will be described in detail based on examples.

表1は、本発明の実施例(試料No.1〜7)及び比較例(試料No.8)を示すものである。   Table 1 shows Examples (Sample Nos. 1 to 7) and Comparative Examples (Sample No. 8) of the present invention.

Figure 2008308343
Figure 2008308343

表1の各ガラス試料は、以下のようにして作製した。   Each glass sample of Table 1 was produced as follows.

まず表中のガラス組成となるように調合したバッチを白金ルツボに入れ、電気炉にて1600℃で24時間溶融した後、カーボン板上に流し出し、板状に成形した。   First, a batch prepared so as to have the glass composition in the table was put in a platinum crucible, melted at 1600 ° C. for 24 hours in an electric furnace, poured out on a carbon plate, and formed into a plate shape.

こうして得られた各ガラス試料について、密度、熱膨張係数、歪点、102.5ポイズの温度、液相温度、液相粘度、ヤング率、比ヤング率、耐HCl性、耐BHF性、紫外線照射前後の透過率差を測定し、その結果を表に示した。 Each glass sample thus obtained, the density, thermal expansion coefficient, strain point, 10 2.5 poise temperature, liquidus temperature, liquidus viscosity, Young's modulus, specific modulus, HCl resistance, BHF resistance, ultraviolet irradiation before and after The transmittance difference was measured and the results are shown in the table.

表から明らかなように、実施例である試料No.1〜7は、密度が2.45g/cm3以下、熱膨張係数が38〜39×10-7/℃、歪点が660℃以上、102.5ポイズに相当する温度が1550℃以下、液相温度が1115℃以下、液相粘度が105.4dPa・s以上、比ヤング率が29.3GPa/(g/cm3)以上であり、耐HCl性と耐BHF性に優れ、紫外線照射前後の透過率の差も1.5%と小さく、いずれの特性も良好であった。 As can be seen from the table, the sample No. 1-7 has a density of 2.45 g / cm 3 or less, a thermal expansion coefficient of 38 to 39 × 10 −7 / ° C., a strain point of 660 ° C. or more, a temperature corresponding to 10 2.5 poise, 1550 ° C. or less, a liquid phase It has a temperature of 1115 ° C. or lower, a liquid phase viscosity of 10 5.4 dPa · s or higher, a specific Young's modulus of 29.3 GPa / (g / cm 3 ) or higher, excellent HCl resistance and BHF resistance, and transmission before and after UV irradiation. The difference in rate was as small as 1.5%, and all the characteristics were good.

一方、比較例である試料No.8は、As23を含有するため環境上好ましくなく、102.5ポイズの温度が1584℃と高く、また紫外線照射前後での透過率差が2.5%であり、溶融性と耐ソラリゼーション性に劣っていた。さらに試料No.8は、比ヤング率が27.8GPa/(g/cm3)であるため、ガラス基板にした際のたわみ量が大きくなるものと推測される。 On the other hand, sample No. which is a comparative example. No. 8 is not environmentally friendly because it contains As 2 O 3 , the temperature of 10 2.5 poise is as high as 1584 ° C., and the transmittance difference between before and after UV irradiation is 2.5%, so that it has melting and solarization resistance. It was inferior to. Furthermore, sample no. Since No. 8 has a specific Young's modulus of 27.8 GPa / (g / cm 3 ), it is presumed that the amount of deflection when the glass substrate is formed increases.

尚、表中の密度は、周知のアルキメデス法によって測定した。   In addition, the density in a table | surface was measured by the well-known Archimedes method.

熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、30〜380℃の温度範囲に於ける平均熱膨張係数を測定した。   The coefficient of thermal expansion was determined by measuring an average coefficient of thermal expansion in a temperature range of 30 to 380 ° C. using a dilatometer.

歪点は、ASTM C336−71の方法に基づいて測定した。この値が高いほど、ガラスの耐熱性が高いことになる。   The strain point was measured based on the method of ASTM C336-71. The higher this value, the higher the heat resistance of the glass.

102.5dPa・sは、高温粘度である102.5ポイズの温度を示しており、周知の白金球引き上げ法により測定した。この値が低いほど、溶融性に優れていることになる。 10 2.5 dPa · s indicates a temperature of 10 2.5 poise, which is a high temperature viscosity, and was measured by a well-known platinum ball pulling method. The lower this value, the better the meltability.

液相温度は、各ガラス試料を粉砕し、標準篩30メッシュ(500μm)を通過し、50メッシュ(300μm)に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中で24時間保持した後、これを取り出してから顕微鏡で観察し、ガラス中に失透(結晶異物)が発生した温度を測定したものである。   The liquid phase temperature was obtained by grinding each glass sample, passing through a standard sieve 30 mesh (500 μm), putting the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) into a platinum boat and holding it in a temperature gradient furnace for 24 hours. The temperature at which devitrification (crystalline foreign matter) was generated in the glass was measured by observing with a microscope.

液相粘度は、液相温度におけるガラスの粘度を示す。液相温度が低く、液相粘度が高いほど、耐失透性に優れ、成形性が向上する。   The liquid phase viscosity indicates the viscosity of the glass at the liquid phase temperature. The lower the liquidus temperature and the higher the liquidus viscosity, the better the devitrification resistance and the moldability.

ヤング率は、共振法により測定し、比ヤング率は、ヤング率と密度の値から、ヤング率/密度の式で計算して求めた。   The Young's modulus was measured by a resonance method, and the specific Young's modulus was obtained by calculating from the Young's modulus and density values using the Young's modulus / density formula.

耐HCl性と耐BHF性については、次の方法で評価した。まず各ガラス試料の両面を光学研磨した後、一部をマスキングしてから所定の濃度に調合した薬液中で、所定の温度と時間で浸漬した。薬液処理後、マスクを外し、マスク部分と浸食部分の段差を表面粗さ計で測定し、その値を浸食量とした。耐HCl性は、浸食量が10μm以下であれば○、6μm以下であれば◎とした。また耐BHF性は、浸食量が2μm以下であれば○、1μm以下であれば◎とした。外観評価に関しては、各ガラス試料の両面を光学研磨した後、所定の濃度に調合した薬液中に、所定の温度と時間で浸漬してから、ガラス表面を目視で観察し、ガラス表面が白濁したり、荒れたり、クラックが入ったものを×、変化の無いものを○とした。尚、薬液及び処理条件は、次の通りである。耐HCl性の浸食量は、10質量%HCl水溶液を用いて80℃、24時間の処理条件で測定し、外観評価は、10質量%HCl水溶液を用いて80℃、3時間の処理条件で行った。耐BHF性の浸食量は、130BHF溶液(NH4HF:4.6質量%、NH4F:36質量%)を用いて20℃、30分間の処理条件で測定し、外観評価は、63BHF溶液(HF:6質量%、NH4F:30質量%)を用いて20℃、30分間の処理条件で行った。 The HCl resistance and BHF resistance were evaluated by the following methods. First, after both surfaces of each glass sample were optically polished, they were immersed at a predetermined temperature and time in a chemical solution prepared by masking a part and then preparing a predetermined concentration. After the chemical treatment, the mask was removed, and the level difference between the mask portion and the erosion portion was measured with a surface roughness meter, and the value was taken as the erosion amount. The HCl resistance was evaluated as ○ when the erosion amount was 10 μm or less, and ◎ when the erosion amount was 6 μm or less. The BHF resistance was evaluated as ○ when the erosion amount was 2 μm or less, and ◎ when the erosion amount was 1 μm or less. For appearance evaluation, after both surfaces of each glass sample are optically polished, immersed in a chemical solution prepared to a predetermined concentration at a predetermined temperature and time, the glass surface is visually observed, and the glass surface becomes cloudy. Or rough, or cracked was marked with ×, and no change was marked with ○. In addition, a chemical | medical solution and process conditions are as follows. The amount of HCl-resistant erosion was measured using a 10% by mass HCl aqueous solution at 80 ° C. for 24 hours, and the appearance was evaluated using a 10% by mass HCl aqueous solution at 80 ° C. for 3 hours. It was. The amount of erosion of BHF resistance was measured using a 130 BHF solution (NH 4 HF: 4.6% by mass, NH 4 F: 36% by mass) under the treatment conditions of 20 ° C. for 30 minutes. (HF: 6% by mass, NH 4 F: 30% by mass) was carried out at 20 ° C. for 30 minutes.

紫外線照射前後の透過率差は、次のようにして測定した。ガラス試料を0.7mm厚となるように研磨加工した後、波長400nmにおける透過率(T400)を島津製作所株式会社製分光光度計UV−3100PCで測定した。次に、低圧水銀灯を用いて、波長185nm(2.7mW/cm2)及び波長254nm(13mW/cm2)の紫外線をガラス試料に12時間照射した後、波長400nmにおける透過率(t400)を測定し、透過率差T400−t400を計算で求めた。 The transmittance difference before and after UV irradiation was measured as follows. After polishing the glass sample to a thickness of 0.7 mm, the transmittance (T 400 ) at a wavelength of 400 nm was measured with a spectrophotometer UV-3100PC manufactured by Shimadzu Corporation. Next, using a low-pressure mercury lamp, the glass sample was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 185 nm (2.7 mW / cm 2 ) and a wavelength of 254 nm (13 mW / cm 2 ) for 12 hours, and then the transmittance (t 400 ) at a wavelength of 400 nm was obtained. The transmittance difference T 400 -t 400 was determined by calculation.

また実施例である試料No.7のガラスを試験溶融炉で溶融し、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形することによって、900mm×1100mmの基板サイズ、厚み0.5mmの液晶ディスプレイ用ガラス基板を作製した。このガラス基板は、反りが0.075%、うねり(WCA)が0.15μm以下(カットオフfh:0.8mm、fl:8mm)、表面粗さ(Ra)が100Å以下(カットオフλc:9μm)であり、表面品位に優れ、表示欠陥となるような泡や失透がなく、液晶ディスプレイ用ガラス基板として適したものであった。尚、上記オーバーフローダウンドロー法では、溶融ガラスの温度、攪拌スターラーの回転数、ガラスの流量、成形されたガラス板を下方に引っ張るための引っ張りローラーの速度、ガラス板の両縁部を冷却するための冷却ローラーの速度等を適宜調整することで、ガラス基板の表面品位を調整した。また、ガラス基板の「反り」は、ガラス基板を光学定盤上に置き、JIS B−7524に記載の隙間ゲージを用いて測定した。また「うねり」は、触針式の表面形状測定装置を用いて、JIS B−0610に記載のWCA(ろ波中心線うねり)を測定した値であり、この測定は、SEMI STD D15−1296「FPDガラス基板の表面うねりの測定方法」に準拠した方法で測定し、ガラス基板の引き出し方向に対して垂直な方向に300mmの長さで測定したものである。さらに「平均表面粗さ(Ra)」は、SEMI D7−97「FPDガラス基板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法により測定した値である。   In addition, sample No. as an example. A glass substrate for a liquid crystal display having a substrate size of 900 mm × 1100 mm and a thickness of 0.5 mm was produced by melting the glass No. 7 in a test melting furnace and forming it into a plate shape by an overflow down draw method. This glass substrate has a warpage of 0.075%, waviness (WCA) of 0.15 μm or less (cutoff fh: 0.8 mm, fl: 8 mm), and surface roughness (Ra) of 100 mm or less (cutoff λc: 9 μm). It was excellent in surface quality, had no bubbles and devitrification that would cause display defects, and was suitable as a glass substrate for liquid crystal displays. In the overflow downdraw method, the temperature of the molten glass, the rotational speed of the stirring stirrer, the flow rate of the glass, the speed of the pulling roller for pulling the formed glass plate downward, and both edges of the glass plate are cooled. The surface quality of the glass substrate was adjusted by appropriately adjusting the speed of the cooling roller. Further, “warping” of the glass substrate was measured using a gap gauge described in JIS B-7524 by placing the glass substrate on an optical surface plate. “Waviness” is a value obtained by measuring WCA (filtered center line waviness) described in JIS B-0610 using a stylus type surface shape measuring device. This measurement is performed by SEMI STD D15-1296 “ It is measured by a method according to “Measurement Method of Surface Waviness of FPD Glass Substrate” and is measured with a length of 300 mm in a direction perpendicular to the drawing direction of the glass substrate. Further, “average surface roughness (Ra)” is a value measured by a method based on SEMI D7-97 “Measurement method of surface roughness of FPD glass substrate”.

本発明の無アルカリガラスは、上記した要求項目(1)〜(7)を全て同時に満足し、またAs23、Sb23を含有しないために環境面で好ましく、さらに耐ソラリゼーション性に優れ、紫外線による着色が少ないため、液晶ディスプレイ用ガラス基板として好適である。また本発明の無アルカリガラスは、有機ELディスプレイ等の他のフラットパネルディスプレイ基板、電荷結合素子(CCD)、等倍近接型固体撮像素子(CIS)等のイメージセンサーのカバーガラスや太陽電池用のガラス基板等、各種の用途の透明基板材料として使用することが可能である。 The alkali-free glass of the present invention satisfies all of the above requirements (1) to (7) at the same time, and is preferable in terms of environment since it does not contain As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , and further has resistance to solarization. It is excellent as a glass substrate for a liquid crystal display because it is excellent in coloration due to ultraviolet rays. In addition, the alkali-free glass of the present invention is used for other flat panel display substrates such as organic EL displays, charge coupled devices (CCDs), image sensors such as close proximity solid-state imaging devices (CIS), and glass for solar cells. It can be used as a transparent substrate material for various applications such as a glass substrate.

Claims (18)

アルカリ金属酸化物(R2O)、As23、Sb23を実質的に含有せず、質量%で、SiO2 50〜70%、Al23 10〜20%、B23 9〜15%、MgO 0〜2.5%、CaO 6.5〜15%、SrO 3〜10%、BaO 0〜3%、MgO+CaO+SrO+BaO 10〜18%、SnO2 0.05〜1%を基本組成として含有し、紫外線照射前後での波長400nmにおける透過率(肉厚0.7mm)の差が0〜2%、102.5ポイズに相当する温度が1560℃未満、密度が2.50g/cm3未満であることを特徴とする無アルカリガラス。 Alkali metal oxide (R 2 O), As 2 O 3 , Sb 2 O 3 are not substantially contained, and by mass%, SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 Based on 9-15%, MgO 0-2.5%, CaO 6.5-15%, SrO 3-10%, BaO 0-3%, MgO + CaO + SrO + BaO 10-18%, SnO 2 0.05-1% Contained as a composition, the difference in transmittance (wall thickness 0.7 mm) at a wavelength of 400 nm before and after UV irradiation is 0 to 2%, the temperature corresponding to 10 2.5 poise is less than 1560 ° C., and the density is 2.50 g / cm 3 Alkali-free glass characterized by being less than. アルカリ金属酸化物(R2O)、As23、Sb23を実質的に含有せず、質量%で、SiO2 55〜65%、Al23 14〜18%、B23 9.5〜13%、MgO 0〜1.9%、CaO 7.2〜12%、SrO 3.5〜8%、BaO 0〜1.5%、MgO+CaO+SrO+BaO 11〜17%、SnO2 0.05〜1%を基本組成として含有することを特徴とする請求項1記載の無アルカリガラス。 Alkali metal oxide (R 2 O), As 2 O 3 , Sb 2 O 3 are not substantially contained, and by mass%, SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 14 to 18%, B 2 O 3 9.5-13%, MgO 0-1.9%, CaO 7.2-12%, SrO 3.5-8%, BaO 0-1.5%, MgO + CaO + SrO + BaO 11-17%, SnO 2 0. The alkali-free glass according to claim 1, which contains 05 to 1% as a basic composition. アルカリ金属酸化物(R2O)、As23、Sb23を実質的に含有せず、質量%で、SiO2 58〜63%、Al23 14.5〜16.5%、B23 9.5〜12%、MgO 0〜1%、CaO 7.5〜10%、SrO 4.1〜5.4%、BaO 0〜0.5%、MgO+CaO+SrO+BaO 12〜15%、SnO2 0.1〜0.5%を基本組成として含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の無アルカリガラス。 Alkali metal oxide (R 2 O), As 2 O 3 , Sb 2 O 3 are not substantially contained, and by mass%, SiO 2 58 to 63%, Al 2 O 3 14.5 to 16.5% , B 2 O 3 9.5~12%, 0~1% MgO, CaO 7.5~10%, SrO 4.1~5.4%, BaO 0~0.5%, MgO + CaO + SrO + BaO 12~15%, 3. The alkali-free glass according to claim 1, comprising 0.1 to 0.5% of SnO 2 as a basic composition. Fe23を0.001〜0.1質量%含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無アルカリガラス。 Alkali-free glass according to claim 1, the Fe 2 O 3, characterized in that it contains 0.001 to 0.1 wt%. 質量比で、SnO2/(SnO2+Fe23)が0.5以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The alkali-free glass according to claim 1, wherein SnO 2 / (SnO 2 + Fe 2 O 3 ) is 0.5 or more in terms of mass ratio. 質量比で、(CaO+SrO)/(CaO+SrO+Al23)が、0.3〜0.7であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The alkali-free glass according to claim 1, wherein (CaO + SrO) / (CaO + SrO + Al 2 O 3 ) is 0.3 to 0.7 in terms of mass ratio. BaOを実質的に含有しないことを特徴とする請求項1〜6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 6, which is substantially free of BaO. Clを0.01〜1質量%含有することを特徴とする請求項1〜7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 1 to 7, which contains 0.01 to 1% by mass of Cl. TiO2を0.0001〜3質量%含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の無アルカリガラス。 Alkali-free glass according to claim 1, characterized in that it contains TiO 2 0.0001 to 3 wt%. 30〜380℃の温度範囲における熱膨張係数が33〜42×10-7/℃であることを特徴とする請求項1〜9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 1, wherein the coefficient of thermal expansion in a temperature range of 30 to 380 ° C. is 33 to 42 × 10 −7 / ° C. 10. 液相温度が1150℃未満であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の無アルカリガラス。   Liquid phase temperature is less than 1150 degreeC, The alkali free glass in any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. 液相温度における粘度が105.4dPa・s以上であることを特徴とする請求項1〜11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 11, wherein a viscosity at a liquidus temperature is 10 5.4 dPa · s or more. 比ヤング率が、28.0GPa/(g/cm3)以上であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The non-alkali glass according to claim 1, wherein the specific Young's modulus is 28.0 GPa / (g / cm 3 ) or more. 歪点が、630℃以上であることを特徴とする請求項1〜13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 13, wherein the strain point is 630 ° C or higher. 請求項1〜14のいずれかに記載の無アルカリガラスからなることを特徴とする無アルカリガラス基板。   An alkali-free glass substrate comprising the alkali-free glass according to any one of claims 1 to 14. 平均肉厚が、0.68mm以下であることを特徴とする請求項15に記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to claim 15, wherein the average thickness is 0.68 mm or less. 液晶ディスプレイ装置に使用されることを特徴とする請求項15又は16に記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to claim 15 or 16, which is used for a liquid crystal display device. 請求項15〜17のいずれかに記載の無アルカリガラス基板の製造方法であって、オーバーフローダウンドロー法によってガラスを板状に成形することを特徴とする無アルカリガラス基板の製造方法。   The method for producing an alkali-free glass substrate according to any one of claims 15 to 17, wherein the glass is formed into a plate shape by an overflow down draw method.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010241676A (en) * 2009-03-19 2010-10-28 Nippon Electric Glass Co Ltd Alkali-free glass
WO2010128673A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 日本電気硝子株式会社 Glass substrate and method for producing same
WO2011152380A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 日本電気硝子株式会社 Glass film laminate
US8445394B2 (en) 2008-10-06 2013-05-21 Corning Incorporated Intermediate thermal expansion coefficient glass
US8647995B2 (en) 2009-07-24 2014-02-11 Corsam Technologies Llc Fusion formable silica and sodium containing glasses
KR101483702B1 (en) 2011-09-02 2015-01-16 주식회사 엘지화학 Alkali-free glass and method for manufacturing the same
US8975199B2 (en) 2011-08-12 2015-03-10 Corsam Technologies Llc Fusion formable alkali-free intermediate thermal expansion coefficient glass
WO2015175582A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Corning Incorporated Surface nitrided alkali-free glasses
US9701567B2 (en) 2013-04-29 2017-07-11 Corning Incorporated Photovoltaic module package

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04325436A (en) * 1991-04-26 1992-11-13 Nippon Sheet Glass Co Ltd Alkali-free glass
WO1997011919A1 (en) * 1995-09-28 1997-04-03 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Alkali-free glass substrate
JPH11157869A (en) * 1997-09-11 1999-06-15 Carl Zeiss:Fa Alkali metal-free aluminoborosilicate glass and its use
JP2000159541A (en) * 1998-09-22 2000-06-13 Nippon Electric Glass Co Ltd Non-alkali glass and its production
JP2003192377A (en) * 2001-12-21 2003-07-09 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass and glass substrate for display
JP2004189535A (en) * 2002-12-11 2004-07-08 Nippon Electric Glass Co Ltd Alkali-free glass substrate
JP2005008509A (en) * 2003-05-29 2005-01-13 Nippon Electric Glass Co Ltd Cover glass for optical semiconductor package, and its production method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04325436A (en) * 1991-04-26 1992-11-13 Nippon Sheet Glass Co Ltd Alkali-free glass
JPH11199268A (en) * 1991-04-26 1999-07-27 Nippon Sheet Glass Co Ltd Alkali-free glass
WO1997011919A1 (en) * 1995-09-28 1997-04-03 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Alkali-free glass substrate
JPH11157869A (en) * 1997-09-11 1999-06-15 Carl Zeiss:Fa Alkali metal-free aluminoborosilicate glass and its use
JP2000159541A (en) * 1998-09-22 2000-06-13 Nippon Electric Glass Co Ltd Non-alkali glass and its production
JP2003192377A (en) * 2001-12-21 2003-07-09 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass and glass substrate for display
JP2004189535A (en) * 2002-12-11 2004-07-08 Nippon Electric Glass Co Ltd Alkali-free glass substrate
JP2005008509A (en) * 2003-05-29 2005-01-13 Nippon Electric Glass Co Ltd Cover glass for optical semiconductor package, and its production method

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9266769B2 (en) 2008-10-06 2016-02-23 Corsam Technologies Llc Intermediate thermal expansion coefficient glass
US8445394B2 (en) 2008-10-06 2013-05-21 Corning Incorporated Intermediate thermal expansion coefficient glass
US10196297B2 (en) 2008-10-06 2019-02-05 Corning, Incorporated Intermediate thermal expansion coefficient glass
JP2010241676A (en) * 2009-03-19 2010-10-28 Nippon Electric Glass Co Ltd Alkali-free glass
WO2010128673A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 日本電気硝子株式会社 Glass substrate and method for producing same
JP5679513B2 (en) * 2009-05-07 2015-03-04 日本電気硝子株式会社 Glass substrate and manufacturing method thereof
US8647995B2 (en) 2009-07-24 2014-02-11 Corsam Technologies Llc Fusion formable silica and sodium containing glasses
US9530910B2 (en) 2009-07-24 2016-12-27 Corsam Technologies Llc Fusion formable silica and sodium containing glasses
WO2011152380A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 日本電気硝子株式会社 Glass film laminate
US9643883B2 (en) 2011-08-12 2017-05-09 Corsam Technologies Llc Fusion formable alkali-free intermediate thermal expansion coefficient glass
US8975199B2 (en) 2011-08-12 2015-03-10 Corsam Technologies Llc Fusion formable alkali-free intermediate thermal expansion coefficient glass
KR101483702B1 (en) 2011-09-02 2015-01-16 주식회사 엘지화학 Alkali-free glass and method for manufacturing the same
US9701567B2 (en) 2013-04-29 2017-07-11 Corning Incorporated Photovoltaic module package
US10407338B2 (en) 2013-04-29 2019-09-10 Corning Incorporated Photovoltaic module package
WO2015175582A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Corning Incorporated Surface nitrided alkali-free glasses
CN106573823A (en) * 2014-05-15 2017-04-19 康宁股份有限公司 Surface nitrided alkali-free glasses
US9695081B2 (en) 2014-05-15 2017-07-04 Corning Incorporated Surface nitrided alkali-free glasses

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