JP2013173670A - Alkali-free glass and alkali-free glass substrate - Google Patents

Alkali-free glass and alkali-free glass substrate Download PDF

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晋吉 三和
Tomomoto Yanase
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an environmentally friendly glass substrate which suffices various characteristics required for glass for a liquid crystal display or the like, especially the characteristics such as melting characteristics and devitrification resistance, by designing a glass composition with reduced or substantially no environmentally harmful components.SOLUTION: This alkali-free glass contains, as its glass composition, 50-70% SiO, 10-20% AlO, 8-12% BO, 0-3% MgO, 4-15% CaO, 0-10% SrO, 0-1% BaO, and 0-5% ZnO in wt.% as oxide equivalent, and contains substantially no alkali metal oxide and AsO.

Description

本発明は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の基板およびCMOS等の固体撮像素子等のカバーガラスに好適な無アルカリガラスおよび無アルカリガラス基板に関するものである。   The present invention relates to an alkali-free glass and an alkali-free glass substrate suitable for substrates such as liquid crystal displays and organic EL displays, and cover glasses such as solid-state imaging devices such as CMOS.

液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のディスプレイ、ハードディスク、フィルター、センサ−等の基板およびCMOS等の固体撮像素子等のカバーガラスにガラス基板が広く使用されている。特に、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイは、薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)に代表されるアクティブ素子で画素が駆動されるようなアクティブマトリックス型ディスプレイが主流となっており、これらは液晶テレビ、ノートパソコン、液晶モニター、携帯電話およびデジタルカメラのディスプレイ等のカラー表示、動画表示のディスプレイに広く用いられている。このようなアクティブマトリクス型ディスプレイは、ガラス基板の表面にTFT素子や信号線等のミクロンオーダーの高精細な電子回路が薄膜を用いて形成されている。   Glass substrates are widely used for displays such as liquid crystal displays and organic EL displays, substrates for hard disks, filters, sensors, etc., and cover glasses for solid-state imaging devices such as CMOS. In particular, liquid crystal displays and organic EL displays are mainly active matrix type displays in which pixels are driven by active elements typified by thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs). It is widely used for color displays and moving image displays such as liquid crystal monitors, mobile phones and digital camera displays. In such an active matrix display, micron-order high-definition electronic circuits such as TFT elements and signal lines are formed on the surface of a glass substrate using a thin film.

以上のような用途のガラス基板には、以下に示す種々の特性が要求される(要すれば、特許文献1参照)。
(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種々の酸、アルカリ等の薬品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達成するために、密度が小さいこと。
(5)周辺部材の熱膨張係数と整合が取れていること。
また、溶融性、成形性を考慮して、この種のガラス基板には、以下のような特性も要求される。
(6)ガラス中にガラス基板として好ましくない溶融欠陥が発生しないよう、溶融性に優れていること。特に泡欠陥が存在しないこと。
(7)ガラス中に溶融、成形中に発生する異物が存在しないように、耐失透性に優れていること。
Various characteristics shown below are required for the glass substrate for the above applications (refer to Patent Document 1 if necessary).
(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) To have chemical resistance that does not deteriorate due to various acids, alkalis, and other chemicals used in the photoetching process.
(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 is small in order to achieve weight reduction of the display.
(5) The thermal expansion coefficient of the peripheral member must be matched.
In consideration of meltability and moldability, this type of glass substrate is also required to have the following characteristics.
(6) The glass is excellent in meltability so as not to cause undesirable melting defects as glass substrates in the glass. There should be no bubble defects.
(7) The glass is excellent in devitrification resistance so that there is no foreign matter generated during melting and molding in the glass.

特開2000−302475号公報JP 2000-302475 A

欧州におけるRohs指令の発効等に見られるように、近年、工業製品に対する環境的配慮の要求が高まっている。特に、環境負荷化学物質は、製品中の含有量に厳しい規制を設けるか、或いは製品によっては全く含まないことが求められている。ディスプレイ用ガラス基板であっても、その対象の例外ではなく、ガラス基板中の環境負荷化学物質の含有量をできるだけ減らす、或いは全く使用しないようにすることが求められている。   In recent years, there has been a growing demand for environmental considerations for industrial products, as seen in the enforcement of the RoHS directive in Europe. In particular, environmentally hazardous chemical substances are required to have strict regulations on the content in the product or not to be contained at all depending on the product. Even if it is a glass substrate for a display, it is not the exception of the object, and it is calculated | required to reduce the content of the environmental impact chemical substance in a glass substrate as much as possible, or not to use at all.

ガラス組成に含まれる成分のうち、環境負荷化学物質として問題視されるのは、Pb、Cd、Crなどの重金属類のほか、As、Sb等が挙げられる。As、Sbは、ガラスの清澄剤(泡切れ剤、消泡剤)として用いられる成分であり、無アルカリのガラス系等の高温溶融を必要とするガラスに好適であるが、環境的な側面から、その使用は好ましくない。特に、Asは、毒性が高いため、その使用は厳しく制限される傾向にある。   Among the components contained in the glass composition, those that are regarded as a problem as an environmentally hazardous chemical include heavy metals such as Pb, Cd, and Cr, As, and Sb. As and Sb are components used as glass refining agents (foam breakers, antifoaming agents), and are suitable for glass that requires high-temperature melting such as non-alkali glass systems, but from an environmental aspect. , Its use is not preferred. In particular, As is highly toxic, its use tends to be severely restricted.

さらに、アルカリ土類金属成分であるBaは、その原料である化合物が環境負荷物質であることから、その使用量を低減する、或いは全く含有しないことが望ましい。   Further, Ba, which is an alkaline earth metal component, is preferably used in a reduced amount or not at all because the raw material compound is an environmentally hazardous substance.

したがって、本発明は、液晶ディスプレイ用ガラス等に要求される種々の特性を充足した上で、特に、溶融性および耐失透性等の特性を充足した上で、環境に有害な成分を低減した、或いは実質的に含有しないガラス組成を設計し、環境に配慮したガラス基板を得ることを技術的課題とする。   Therefore, the present invention has reduced the harmful components to the environment while satisfying various properties required for glass for liquid crystal displays and the like, in particular, satisfying properties such as meltability and devitrification resistance. Alternatively, a technical problem is to design a glass composition that does not substantially contain and to obtain an environmentally friendly glass substrate.

本発明者らは、鋭意努力の結果、下記酸化物換算の重量%表示でガラス組成をSiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜1%、ZnO 0〜5%の範囲に規制し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物およびAsを含有しないことで、上記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。なお、本発明でいう「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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、アルカリ金属酸化
物(LiO、NaO、KO)の含有量が0.1重量%以下の場合を指す。また、本発明でいう「As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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、Asの含有量が0.1重量%以下(望ましくは50ppm以下)の場合を指す。
As a result of diligent efforts, the inventors of the present invention expressed the glass composition in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0. Restricted to the range of ~ 3%, CaO 4-15%, SrO 0-10%, BaO 0-1%, ZnO 0-5%, and substantially free of alkali metal oxides and As 2 O 3 Thus, the present inventors have found that the above problems can be solved and propose the present invention. In the present invention, “substantially does not contain an alkali metal oxide” means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material as an impurity component. The case where the content of (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O) is 0.1% by weight or less is indicated. Further, “substantially not containing As 2 O 3 ” in the present invention means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material or the like as an impurity component. In the glass composition, As 2 O 3 The content is 0.1 wt% or less (desirably 50 ppm or less).

本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成を上記成分範囲に厳格に規制しており、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ用ガラス基板に好適に使用することができる。すなわち、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成を上記範囲に厳格に規制しているため、上記要求特性(1)〜(7)を満足することが可能となる。特に、本発明の無アルカリガラスは、溶融性および耐失透性に優れているため、ガラス基板の生産性を飛躍的に高めることができる。   The alkali-free glass of the present invention strictly regulates the glass composition to the above component range, and can be suitably used for a liquid crystal display or a glass substrate for an organic EL display. That is, since the alkali-free glass of the present invention strictly regulates the glass composition within the above range, it is possible to satisfy the required characteristics (1) to (7). In particular, since the alkali-free glass of the present invention is excellent in meltability and devitrification resistance, the productivity of the glass substrate can be dramatically improved.

本発明の無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しない。アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイに用いられるガラス基板中にアルカリ金属酸化物を含有させると、ガラス基板の表面に形成されたTFT素子にアルカリ成分が拡散し、その性能に異常が発生するおそれがある。本発明の無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないため、TFT素子にアルカリ成分が拡散し、その性能が損なわれることはない。   The alkali-free glass of the present invention contains substantially no alkali metal oxide. When an alkali metal oxide is contained in a glass substrate used for an active matrix liquid crystal display or an organic EL display, an alkali component may be diffused into the TFT element formed on the surface of the glass substrate, which may cause an abnormality in performance. There is. Since the alkali-free glass of the present invention does not substantially contain an alkali metal oxide, the alkali component diffuses into the TFT element, and the performance is not impaired.

BaOは、ガラスの耐薬品性、耐失透性を改善する成分であるが、環境負荷化学物質であるため、環境的観点から、その含有量を制限することが望ましい。本発明の無アルカリガラスは、BaOの含有量を厳しく規制しており、具体的にはBaOの含有量を1重量%以下に制限しているので、環境的配慮したガラスとなっている。また、本発明の無アルカリガラスは、BaOを実質的に含有しないガラスとすることもできるため、環境に及ぼす影響を更に軽減することもできる。なお、BaOは、密度を上昇させる成分であるが、本発明の無アルカリガラスは、BaOの含有量を厳しく制限しているため、ガラスの低密度化の観点からも有利である。   BaO is a component that improves the chemical resistance and devitrification resistance of glass, but since it is an environmentally hazardous chemical substance, it is desirable to limit its content from an environmental point of view. The alkali-free glass of the present invention strictly restricts the BaO content, and specifically restricts the BaO content to 1% by weight or less, so that it is an environmentally friendly glass. Moreover, since the alkali-free glass of the present invention can be a glass that does not substantially contain BaO, the influence on the environment can be further reduced. Although BaO is a component that increases the density, the alkali-free glass of the present invention is advantageous from the viewpoint of reducing the density of the glass because the content of BaO is severely restricted.

泡のない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。ところで、液晶ディスプレイ用ガラス基板に使用されるような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が行われる。従来まで、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Asが広く使用されてきた。しかしながら、Asは、毒性が非常に強く、ガラスの製造工程や廃ガラスの処理時等に環境を汚染する可能性があり、その使用が制限されつつある。その点、本発明の無アルカリガラスは、清澄剤としてAsを使用しないため、環境を汚染する事態を可及的に回避することができる。 In order to obtain a glass free from bubbles, 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, glass clarification removes the gas generated during the vitrification reaction from the glass melt by the clarification gas, and further lifts and removes the fine bubbles remaining by the clarification gas generated again during the homogenization melting. . By the way, the alkali-free glass used for the glass substrate for liquid crystal displays has a high viscosity of the glass melt and is melted at a higher temperature than glass containing an alkali component. Conventionally, As 2 O 3 which generates a clarification gas in a wide temperature range (about 1200 to 1600 ° C.) has been widely used as a clarifier. However, As 2 O 3 is very toxic and may contaminate the environment during the glass production process or waste glass processing, and its use is being restricted. In that respect, since the alkali-free glass of the present invention does not use As 2 O 3 as a fining agent, it is possible to avoid as much as possible the situation of polluting the environment.

第二に、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜1%、ZnO 0〜5%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、AsおよびSbを含有しないことに特徴付けられる。なお、本発明でいう「Sbを実質的に含有しない」とは、不純物成分として原料等より混入してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、Sbの含有量が0.05重量%以下の場合を指す。 Secondly, the alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%. MgO 0 to 3%, CaO 4 to 15%, SrO 0 to 10%, BaO 0 to 1%, ZnO 0 to 5%, and substantially alkali metal oxides, As 2 O 3 and Sb 2 Characterized by containing no O 3 . In the present invention, “substantially does not contain Sb 2 O 3 ” means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material or the like as an impurity component. In the glass composition, Sb 2 O 3 When the content of is 0.05% by weight or less.

第三に、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜0.2%、ZnO 0〜5%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物およびAsを含有しないことに特徴付けられる。 Thirdly, the alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%. MgO 0 to 3%, CaO 4 to 15%, SrO 0 to 10%, BaO 0 to 0.2%, ZnO 0 to 5%, and substantially containing an alkali metal oxide and As 2 O 3 It is characterized by not containing.

第四に、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、RO 5〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことに特徴付けられる。ここで、本発明でいう「RO」は、MgO、CaO、SrO、ZnOの合量(MgO+CaO+SrO+ZnO)を指す。なお、本発明でいう「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してくる量以外に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0.1重量%以下の場合を指す。 Fourth, the alkali-free glass of the present invention has a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~12% MgO 0 to 2%, CaO 5 to 12%, SrO 1 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 5 to 20%, and substantially containing alkali metal oxides, BaO and As 2 O 3 It is characterized by not containing. Here, “RO” in the present invention refers to the total amount of MgO, CaO, SrO, and ZnO (MgO + CaO + SrO + ZnO). The term “substantially free of BaO” in the present invention means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material as an impurity component, and the content of BaO in the glass composition is 0.00. It refers to the case of 1% by weight or less.

第五に、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、RO 5〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことに特徴付けられる。 Fifth, the alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%. MgO 0 to 2%, CaO 5 to 12%, SrO 1 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 5 to 20%, and substantially containing alkali metal oxides, BaO and As 2 O 3 It is characterized by not containing.

第六に、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜11%、MgO 0〜1%、CaO 6〜11%、SrO 3〜10%、ZnO 0〜5%、RO 7〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことに特徴付けられる。 Sixth, the alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 11%. MgO 0 to 1%, CaO 6 to 11%, SrO 3 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 7 to 20%, and substantially alkali metal oxides, BaO, As 2 O 3 and Characterized by containing no Sb 2 O 3 .

第七に、本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 13〜17%、B 8.5〜10.5%(但し、10.5%は含まない)、MgO 0〜0.5%(但し、0.5%は含まない)、CaO 6.5〜11%、SrOv3〜7%、ZnO 0〜1%、RO 7〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことに特徴付けられる。 Seventh, the alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of% by weight in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 13 to 17%, B 2 O 3 8.5. 10.5% (excluding 10.5%), MgO 0-0.5% (excluding 0.5%), CaO 6.5-11%, SrOv 3-7%, ZnO 0 It is characterized by containing ˜1%, RO 7-20% and substantially free of alkali metal oxides, BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 .

第八に、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によって構成されることに特徴付けられる。   Eighth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized by being composed of the alkali-free glass described above.

第九に、本発明の無アルカリガラス基板は、平均表面粗さ(Ra)が20Å以下であることに特徴付けられる。ここで、「平均表面粗さ(Ra)」は、SEMI D7−94「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を指す。   Ninth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized in that the average surface roughness (Ra) is 20 mm or less. Here, “average surface roughness (Ra)” refers to a value measured by a method based on SEMI D7-94 “Measurement method of surface roughness of FPD glass substrate”.

第十に、本発明の無アルカリガラス基板は、うねりが0.1μm以下であることに特徴付けられる。ここで、「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、測定時のカットオフは0.8〜8mm、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。   Tenth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized in that the swell is 0.1 μm or less. Here, “swell” is a value obtained by measuring WCA (filtered center line swell) described in JIS B-0610 using a stylus type surface shape measuring device, and this measurement is based on SEMI STD D15- 1296 "Measurement method of surface waviness of FPD glass substrate" Measured with a measurement cutoff of 0.8 to 8mm and a length of 300mm in the direction perpendicular to the drawing direction of the glass substrate. It is a thing.

第十一に、本発明の無アルカリガラス基板は、最大板厚と最小板厚の板厚差が20μm以下であることに特徴付けられる。ここで、「最大板厚と最小板厚の板厚差」は、レーザー式厚み測定装置を用いて、ガラス基板の任意の一辺に板厚方向からレーザーを走査することにより、ガラス基板の最大板厚と最小板厚を測定した上で、最大板厚の値から最小板厚の値を減じた値を指す。   Eleventh, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized in that the difference between the maximum thickness and the minimum thickness is 20 μm or less. Here, the “thickness difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness” is the maximum plate of the glass substrate by scanning a laser from one side of the glass substrate in the plate thickness direction using a laser type thickness measuring device. The value obtained by subtracting the value of the minimum thickness from the value of the maximum thickness after measuring the thickness and the minimum thickness.

第十二に、本発明の無アルカリガラス基板は、目標板厚に対する誤差が10μm以下であることに特徴付けられる。ここで、「目標板厚に対する誤差」は、目標板厚から上記方法で得られる最大板厚または最小板厚の値を減じた値の絶対値のうち、大きな方の値を指す。   Twelfth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized in that an error with respect to the target plate thickness is 10 μm or less. Here, the “error with respect to the target plate thickness” refers to the larger one of the absolute values of the values obtained by subtracting the maximum plate thickness or the minimum plate thickness obtained by the above method from the target plate thickness.

第十三に、本発明の無アルカリガラス基板は、ディスプレイに使用することに特徴付けられる。   Thirteenth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized by being used for a display.

第十四に、本発明の無アルカリガラス基板は、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイに使用することに特徴付けられる。   Fourteenth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized by being used for a liquid crystal display or an organic EL display.

第十五に、本発明の無アルカリガラス基板は、フラットテレビ用液晶ディスプレイに使用することに特徴付けられる。   Fifteenth, the alkali-free glass substrate of the present invention is characterized by being used for a liquid crystal display for a flat TV.

第十六に、本発明の無アルカリガラス基板の製造方法は、成形方法がオーバーフローダウンドロー法(fusion法とも称される)であることに特徴付けられる。   Sixteenth, the method for producing an alkali-free glass substrate of the present invention is characterized in that the forming method is an overflow down-draw method (also referred to as a fusion method).

以下に、上記のように組成範囲を限定した理由を詳述する。なお、以下の%表示は、特に限定がある場合を除き、重量%表示を指す。   The reason why the composition range is limited as described above will be described in detail below. In addition, the following% display points out the weight% display unless there is particular limitation.

SiOは、ガラスのネットワークを形成する成分であり、その含有量は50〜70%、好ましくは55〜68%、より好ましくは55〜65%、更に好ましくは57.5〜61.5%、特に好ましくは58〜61.5%である。SiOの含有量が50%より少ないと、耐薬品性、特に耐酸性が悪化するとともに、低密度化を図り難くなる。また、SiOの含有量が70%より多いと、高温粘度が上昇し、溶融性が悪化するとともに、クリストバライトの失透が出やすくなり、ガラス中に失透異物の欠陥が生じやすくなる。 SiO 2 is a component that forms a network of glass, and its content is 50 to 70%, preferably 55 to 68%, more preferably 55 to 65%, still more preferably 57.5 to 61.5%, Most preferably, it is 58 to 61.5%. When the content of SiO 2 is less than 50%, chemical resistance, particularly acid resistance is deteriorated, and it is difficult to reduce the density. On the other hand, when the content of SiO 2 is more than 70%, the high temperature viscosity is increased, the meltability is deteriorated, the cristobalite is easily devitrified, and the defect of the devitrified foreign matter is easily generated in the glass.

Alは、ガラスの歪点を高める効果があるとともに、ガラスのヤング率を向上させる成分であり、その含有量は10〜20%、好ましくは12〜18%、より好ましくは13〜17%、更に好ましくは14.5〜17%である。Alの含有量が10%より少ないと、失透温度が上昇し、ガラス中にクリストバライトの失透異物が生じやすくなることに加えて、歪点が低下しやすくなる。また、Alの含有量が20%より多いと、耐バッファードフッ酸性(以下、耐BHF性と称する)が悪化し、ガラス表面に白濁が生じやすくなるとともに、ガラス中にアノーサイト等のSiO−Al−RO系の失透が生じやすくなり好ましくない。 Al 2 O 3 is a component that has an effect of increasing the strain point of glass and improves the Young's modulus of glass, and its content is 10 to 20%, preferably 12 to 18%, and more preferably 13 to 17. %, More preferably 14.5 to 17%. When the content of Al 2 O 3 is less than 10%, the devitrification temperature is increased, and the devitrification foreign matter of cristobalite is likely to be generated in the glass, and the strain point is likely to be lowered. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is more than 20%, the resistance to buffered hydrofluoric acid (hereinafter referred to as BHF resistance) is deteriorated, and the glass surface is likely to be clouded, and anodite is contained in the glass. SiO 2 —Al 2 O 3 —RO-based devitrification tends to occur, which is not preferable.

は、融剤として働き、ガラスの粘性を下げ、ガラスの溶融性を改善する成分であり、その含有量は8〜12%、好ましくは8〜11%、より好ましくは8.5〜11%、更に好ましくは8.5〜10.5%(但し、10.5%は含まない)、特に好ましくは9〜10.5%(但し、10.5%は含まない)である。Bの含有量が8%より少ないと、融剤としての働きが充分に発揮されず、耐BHF性が悪化することに加えて、耐失透性も低下する。Bの含有量が12%より多いと、歪点が低下したり、耐熱性が低下したりすることに加えて、耐酸性が悪化する傾向がある。 B 2 O 3 is a component that acts as a flux, lowers the viscosity of the glass, and improves the meltability of the glass, and its content is 8 to 12%, preferably 8 to 11%, more preferably 8.5. -11%, more preferably 8.5 to 10.5% (excluding 10.5%), particularly preferably 9 to 10.5% (excluding 10.5%). When the content of B 2 O 3 is less than 8%, the function as a flux is not sufficiently exhibited, and in addition to the deterioration of BHF resistance, the devitrification resistance is also lowered. When the content of B 2 O 3 is more than 12%, the acid resistance tends to deteriorate in addition to the strain point being lowered and the heat resistance being lowered.

BaOは、ガラスの耐薬品性、ガラスの耐失透性を改善する成分であるが、環境負荷化学物質であるため、環境的観点から、その含有量を制限することが望ましい。具体的には、BaOの含有量を0〜1%、好ましくは0〜0.6%、より好ましくは0〜0.5%未満、更に好ましくは0〜0.2%の範囲に制限する必要があり、環境的配慮から、実質的にBaOを含有しないガラスとするのが特に好ましい。BaOの含有量が1%より多いと、環境に及ぼす負荷が大きくなるとともに、低密度化を図り難くなる。   BaO is a component that improves the chemical resistance of glass and the devitrification resistance of glass. However, since it is an environmentally hazardous chemical substance, it is desirable to limit its content from an environmental point of view. Specifically, the BaO content needs to be limited to a range of 0 to 1%, preferably 0 to 0.6%, more preferably 0 to less than 0.5%, and still more preferably 0 to 0.2%. In view of environmental considerations, it is particularly preferable to use glass that does not substantially contain BaO. When the content of BaO is more than 1%, the load on the environment increases and it is difficult to reduce the density.

SrOは、ガラスの耐薬品性を向上させるとともに、ガラスの失透性を改善する成分である。一方、SrOは、高温粘度も低下させるものの、アルカリ土類金属酸化物全体の中では溶融性を改善する効果が小さい。また、SrOは、多く含有させると、密度、熱膨張係数が上昇する傾向がある。したがって、その含有量は0〜10%、好ましくは1〜10%、より好ましくは3〜10%、更に好ましくは3〜8%、特に好ましくは3〜7%である。SrOの含有量が10%より多いと、密度、熱膨張係数が上昇し過ぎるおそれがある。   SrO is a component that improves the chemical resistance of the glass and improves the devitrification of the glass. On the other hand, SrO reduces the viscosity at high temperature, but the effect of improving the meltability is small in the entire alkaline earth metal oxide. Further, when a large amount of SrO is contained, the density and the thermal expansion coefficient tend to increase. Therefore, the content is 0 to 10%, preferably 1 to 10%, more preferably 3 to 10%, still more preferably 3 to 8%, and particularly preferably 3 to 7%. If the SrO content is more than 10%, the density and thermal expansion coefficient may be excessively increased.

MgOは、ガラスの高温粘性を下げ、ガラスの溶融性を改善する成分であるとともに、アルカリ土類金属酸化物の中では最も密度を下げる効果がある成分である。しかし、MgOは、多く含有させると、失透温度が上昇し、成形性が悪化する。しかも、MgOは、BHFと反応して生成物を形成し、ガラス基板の表面の素子上に固着したり、ガラス基板に付着してガラス基板を白濁させるおそれがある。したがって、MgOは、その含有量を制限するのが好ましく、具体的には、その含有量は0〜3%、好ましくは0〜2%、より好ましくは0〜1.9%、更に好ましくは0〜1%、更に好ましくは0〜0.5%、特に好ましくは0〜0.5%(但し、0.5%は含まない)、最も好ましくは実質的に含有しない。MgOの含有量が3%より多いと、ガラスの耐失透性が悪化し、オーバーフローダウンドロー法を採用し難くなることに加えて、耐BHF性が悪化するおそれがある。なお、本発明でいう「MgO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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、MgOの含有量が0.1%以下の場合を指す。   MgO is a component that lowers the high temperature viscosity of the glass and improves the melting property of the glass, and is the component that has the effect of reducing the density most among the alkaline earth metal oxides. However, if a large amount of MgO is contained, the devitrification temperature rises and the moldability deteriorates. In addition, MgO reacts with BHF to form a product, which may adhere to an element on the surface of the glass substrate or adhere to the glass substrate and cause the glass substrate to become cloudy. Therefore, it is preferable to limit the content of MgO. Specifically, the content is 0 to 3%, preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1.9%, and still more preferably 0. -1%, more preferably 0-0.5%, particularly preferably 0-0.5% (however, 0.5% is not included), most preferably substantially free. When the content of MgO is more than 3%, the devitrification resistance of the glass is deteriorated, and in addition to the difficulty of employing the overflow downdraw method, the BHF resistance may be deteriorated. In the present invention, “substantially free of MgO” means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material as an impurity component, and the content of MgO in the glass composition is 0.00. It refers to the case of 1% or less.

CaOは、ガラスの高温粘性を下げ、ガラスの溶融性を改善するとともに、ガラスの耐失透性を改善する効果を有し、本発明の無アルカリガラスにおいて、必須の成分である。また、CaOは、二価のアルカリ土類金属酸化物の中で最もガラスのヤング率を向上させ、且つガラスの密度の上昇を抑制する成分であり、液晶ディスプレイに使用するガラス基板に好適な特性を付与することができる成分である。MgOもCaOと同様の効果を有するが、耐失透性が悪化しやすく、少量しか含有できない。以上のことを勘案すると、本発明の無アルカリガラスでは、CaOの含有量を比較的高くすることが重要となる。したがって、本発明の無アルカリガラスにおいて、CaOの含有量は4〜15%であり、好ましくは5〜12%、より好ましくは6〜11%、更に好ましくは6.5〜9%、特に好ましくは7〜9%である。CaOの含有量が4%より少ないと、上記効果を十分に享受できないおそれがある。CaOの含有量が15%より多いと、耐BHF性が損なわれ、ガラス基板の表面が侵食されやすくなることに加えて、反応生成物がガラス基板の表面に付着し、ガラスを白濁させるおそれがある。   CaO has the effect of lowering the high temperature viscosity of the glass, improving the meltability of the glass, and improving the devitrification resistance of the glass, and is an essential component in the alkali-free glass of the present invention. CaO is a component that most improves the Young's modulus of glass among divalent alkaline earth metal oxides and suppresses the increase in glass density, and is suitable for glass substrates used in liquid crystal displays. It is a component which can provide. MgO has the same effect as CaO, but its devitrification resistance is likely to deteriorate and can be contained only in a small amount. Considering the above, it is important to make the CaO content relatively high in the alkali-free glass of the present invention. Therefore, in the alkali-free glass of the present invention, the content of CaO is 4 to 15%, preferably 5 to 12%, more preferably 6 to 11%, still more preferably 6.5 to 9%, particularly preferably. 7-9%. When the content of CaO is less than 4%, the above effects may not be sufficiently enjoyed. If the content of CaO is more than 15%, the BHF resistance is impaired, and the surface of the glass substrate is likely to be eroded. In addition, the reaction product may adhere to the surface of the glass substrate and cause the glass to become cloudy. is there.

ZnOは、ガラスの耐BHF性を改善するととともに、ガラスの溶融性を改善する成分であるが、5%より多く含有させると、ガラスが失透しやすくなる。また、ZnOを5%より多く含有させると、歪点が低下するため所望の耐熱性が得られ難くなる。さらに、ZnOは、環境に及ぼす影響は大きくないものの、環境負荷化学物質に準じた物質として扱われる場合があるため、含有量はできるだけ低くすることが望ましい。具体的には、ZnOの含有量は、5%以下が好ましく、2%以下がより好ましく、1%以下が更に好ましく、0.5%以下が特に好ましく、理想的には実質的に含有しない。ここで、「ZnO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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、ZnOの含有量が0.1%以下の場合を指す。   ZnO is a component that improves the BHF resistance of the glass and improves the meltability of the glass, but if it is incorporated in an amount of more than 5%, the glass tends to devitrify. On the other hand, when ZnO is contained in an amount of more than 5%, the strain point is lowered, making it difficult to obtain desired heat resistance. Furthermore, although ZnO does not have a great influence on the environment, it may be handled as a substance in accordance with an environmentally hazardous chemical substance. Therefore, the content is desirably as low as possible. Specifically, the content of ZnO is preferably 5% or less, more preferably 2% or less, further preferably 1% or less, particularly preferably 0.5% or less, and ideally not substantially contained. Here, “substantially free of ZnO” means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material as an impurity component, and the content of ZnO is 0.1% or less in the glass composition. Refers to the case.

アルカリ土類金属酸化物は、混合して含有させることにより、ガラスの失透温度を効果的に下げ、すなわちガラス中に結晶異物が生じにくくなり、ガラスの溶融性、ガラスの成形性を改善する効果が得られる。しかしながら、これらの成分を多く含有させると、ガラスの密度が上昇して、ガラス基板の軽量化を図り難くなるため、これらの合量は、5〜20%とするのが好ましく、8〜15%とするのが好ましく、10〜15%とするのがより好ましい。ただし、既述の理由により、BaOおよびMgOは、実質的に含有しないことが望ましい。   Alkaline earth metal oxides can be mixed and contained to effectively lower the devitrification temperature of the glass, that is, it is less likely to cause crystal foreign matter in the glass, improving the meltability of the glass and the moldability of the glass. An effect is obtained. However, if these components are contained in a large amount, the density of the glass increases and it becomes difficult to reduce the weight of the glass substrate. Therefore, the total amount of these components is preferably 5 to 20%, and 8 to 15%. And is more preferably 10 to 15%. However, for the reasons already described, it is desirable that BaO and MgO are not substantially contained.

ZrOは、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を改善する成分であるが、ZrOの含有量が5%より多いと、失透温度が上昇し、ジルコンの失透異物が出やすくなるため好ましくない。したがって、ZrOの含有量は、0〜5%が好ましく、0〜1%がより好ましく、0.01〜0.5%が更に好ましい。なお、ZrO導入源としてZrOを主成分とする原料を用いても良いが、ガラス溶融炉を構成する耐火物等からの溶出等を利用して、含有させても差し支えない。 ZrO 2 is a component that improves the chemical resistance of glass, particularly acid resistance. However, if the content of ZrO 2 is more than 5%, the devitrification temperature rises, and devitrified foreign substances of zircon are likely to appear. It is not preferable. Therefore, the content of ZrO 2 is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 1%, and still more preferably 0.01 to 0.5%. It is also possible to use the raw material for the ZrO 2 as a main component as ZrO 2 introduction source, but by using the elution or the like from the refractory or the like constituting the glass melting furnace, no problem be contained.

TiOは、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を改善し、且つ高温粘性を下げて溶融性を向上させる成分である。また、TiOは、紫外線に対する着色を防止する効果がある。しかし、TiOの含有量が3%より多いと、ガラスが着色し、ガラス基板の透過率が低下するため、ディスプレイ用途に使用し難くなる。よって、TiOの含有量は、少量とするのが好ましく、具体的には0〜3%が好ましく、0〜1%が望ましい。 TiO 2 is a component that improves the chemical resistance of glass, particularly acid resistance, and lowers the high-temperature viscosity to improve the meltability. TiO 2 has an effect of preventing coloring with respect to ultraviolet rays. However, when the content of TiO 2 is more than 3%, the glass is colored and the transmittance of the glass substrate is lowered, so that it is difficult to use for display applications. Therefore, the content of TiO 2 is preferably a small amount, specifically 0 to 3% is preferable, and 0 to 1% is desirable.

本発明の無アルカリガラスは、本発明の特徴となる特性が損なわれない範囲で他の成分を5%まで含有させることができる。例えば、Y、Nb、WOなどを5%以内で含有することができる。なお、これらの成分は耐失透性の向上やヤング率の向上に効果がある成分である。 The alkali-free glass of the present invention can contain up to 5% of other components as long as the characteristics that characterize the present invention are not impaired. For example, Y 2 O 3 , Nb 2 O 5 , WO 3 and the like can be contained within 5%. These components are effective for improving devitrification resistance and Young's modulus.

本発明の無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないことを特徴としている。アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイに用いられるガラス基板中にアルカリ金属酸化物を含有させると、ガラス基板の表面に形成されたTFT素子にアルカリ成分が拡散し、その性能が損なわれるおそれがある。そこで、これらの用途に用いられるガラス基板には、アルカリ金属酸化物を実質的に含まない無アルカリガラス基板が用いられる。   The alkali-free glass of the present invention is characterized by containing substantially no alkali metal oxide. If an alkali metal oxide is contained in a glass substrate used for an active matrix liquid crystal display or an organic EL display, an alkali component may diffuse into the TFT element formed on the surface of the glass substrate, and the performance may be impaired. . Therefore, a non-alkali glass substrate that does not substantially contain an alkali metal oxide is used as the glass substrate used in these applications.

既述の通り、ガラスの清澄剤として、Asが広く使用されてきたが、本発明の無アルカリガラスは、環境的観点からAsを実質的に含有しない。さらに、本発明の無アルカリガラスは、清澄剤として、好ましくはSbも実質的に含有しない。Sbは、Asに比べ、その毒性は低いが、環境負荷物質であるため、環境的観点から使用を制限するのが好ましい。さらに、F、Cl等のハロゲンは、ガラスの融剤として添加されるが、ガラス溶融時に発生する揮発物に毒性があることから、その使用量を低減するのが好ましく、実質的に含有しないことが好ましい。ここで、「F、Cl等のハロゲン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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、F、Cl等のハロゲンが0.05%以下の場合を指す。 As described above, As 2 O 3 has been widely used as a glass fining agent, but the alkali-free glass of the present invention does not substantially contain As 2 O 3 from an environmental point of view. Furthermore, the alkali-free glass of the present invention preferably contains substantially no Sb 2 O 3 as a fining agent. Sb 2 O 3 is less toxic than As 2 O 3 , but it is an environmentally hazardous substance, so it is preferable to limit its use from an environmental point of view. Furthermore, halogens such as F and Cl are added as glass fluxes. However, since the volatiles generated when the glass melts are toxic, it is preferable to reduce the amount used and not contain them substantially. Is preferred. Here, “substantially free of halogens such as F and Cl” means that they are not contained in amounts other than the amount mixed from the raw materials as impurity components. This refers to the case where the halogen content is 0.05% or less.

本発明の無アルカリガラスは、清澄剤として、SnOを使用するのが好ましく、その含有量は0〜1%が好ましく、0.01〜0.5%がより好ましく、0.05〜0.3%が更に好ましい。SnOは、高温域で起こるSnイオンの価数変化により多数の清澄ガスを発生させることができ、一般的に、無アルカリのガラス系は、融点がアルカリ含有ガラスよりも高いため、清澄剤として好適に使用することができる。一方、SnOの含有量が1%より多いと、ガラスの耐失透性が低下するおそれがある。なお、SnO導入源としてSnOを主成分とする原料を用いても良いが、ガラス溶融炉に設置される電極等からの溶出等を利用して、含有させても差し支えない。また、後述の通り、SnOの含有量が多いと、ガラスの耐失透性が悪化するため、ガラスの耐失透性を考慮すれば、SnOの含有量は、0.3%以下とするのが好ましい。 The alkali-free glass of the present invention preferably uses SnO 2 as a fining agent, and its content is preferably 0 to 1%, more preferably 0.01 to 0.5%, and more preferably 0.05 to 0.00. 3% is more preferable. SnO 2 can generate a large number of clarification gases due to the valence change of Sn ions occurring in a high temperature range. Generally, an alkali-free glass system has a higher melting point than an alkali-containing glass, so It can be preferably used. On the other hand, if the SnO 2 content is more than 1%, the devitrification resistance of the glass may be lowered. It is also possible to use the raw material for the SnO 2 as a main component as SnO 2 introduction source, but by using the elution or the like from the electrode or the like installed in a glass melting furnace, no problem be contained. Further, as will be described later, when the SnO 2 content is large, the devitrification resistance of the glass deteriorates. Therefore, considering the devitrification resistance of the glass, the SnO 2 content is 0.3% or less. It is preferable to do this.

本発明の特徴となるガラス特性が損なわれない限り、SO 或いはC、Al、Siの金属粉末等を清澄剤として用いることができる。CeO、Fe等も清澄剤として使用することができるが、ガラスが着色するおそれがあり、その含有量は0.1%以下とするのが好ましい。 So long as the glass characteristics that characterize the present invention are not impaired, SO 3 or metal powder of C, Al, Si, or the like can be used as a fining agent. CeO 2 , Fe 2 O 3 and the like can also be used as a fining agent, but the glass may be colored, and its content is preferably 0.1% or less.

上記ガラス組成範囲において、各成分の好ましい含有範囲を任意に組み合わせて、好ましいガラス組成範囲を選択することは当然に可能であるが、その中にあって、無アルカリガラスとして、より好ましいガラス組成範囲は、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、RO 5〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスが挙げられる。 In the above glass composition range, it is naturally possible to select a preferable glass composition range by arbitrarily combining the preferable content ranges of the respective components, but there is a more preferable glass composition range as an alkali-free glass. , by weight% in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~2% MgO, CaO 5~12%, SrO An alkali-free glass characterized by containing 1 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 5 to 20% and substantially not containing an alkali metal oxide, BaO and As 2 O 3 can be mentioned.

無アルカリガラスの更に好ましい組成範囲として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、RO 5〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスが挙げられる。また、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Alv12〜20%、B 8〜11%、MgO 0〜1%、CaO 6〜11%、SrO 3〜10%、ZnO 0〜5%、RO 7〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスも好適である。さらに、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 57.5〜61.5%、Al 14.5〜17%、B 8.5〜11%、MgO 0〜0.5%、BaO 0〜0.6%、CaO 6〜9%、SrO 3〜7%、ZnO 0〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスも好適である。これらの無アルカリガラスは、溶融性および耐失透性が優れているため、ガラス基板の生産性を顕著に高めることができるだけでなく、ガラス成形時の粘度が高いオーバーフローダウンドロー法に好適である。 As a more preferable composition range of the alkali-free glass, SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0 to 2% in terms of weight% in terms of the following oxides. , CaO 5-12%, SrO 1-10%, ZnO 0-5%, RO 5-20%, and substantially free of alkali metal oxides, BaO and As 2 O 3 Non-alkali glass to be used. Further, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 v12~20%, B 2 O 3 8~11%, 0~1% MgO, CaO 6~11%, SrO 3 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 7 to 20%, and containing no alkali metal oxide, BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 Glass is also suitable. Furthermore, in% by weight in terms of oxide, SiO 2 57.5~61.5%, Al 2 O 3 14.5~17%, B 2 O 3 8.5~11%, MgO 0~0. 5%, BaO 0-0.6%, CaO 6-9%, SrO 3-7%, ZnO 0-1% and substantially alkali metal oxides, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 Also suitable is an alkali-free glass characterized in that it does not contain. These alkali-free glasses are excellent in meltability and devitrification resistance, so that not only can the productivity of the glass substrate be remarkably improved, but they are also suitable for the overflow down draw method with high viscosity during glass forming. .

無アルカリガラスの特に好ましい組成範囲として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 13〜17%、B 8.5〜10.5%(但し、10.5%は含まない)、MgO 0〜0.5%(但し、0.5%は含まない)、CaO 6.5〜11%、SrO 3〜7%、ZnO 0〜1%、RO 7〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスが挙げられる。この無アルカリガラスは、実質的にBaO、AsおよびSbを含有しないため、環境に及ぼす影響を極めて低減でき、環境に配慮した次世代のガラス基板として好適である。また、この無アルカリガラスは、実質的にBaO、AsおよびSbを含有しないため、ガラス基板のリサイクルを容易に図ることができる。 As a particularly preferable composition range of the alkali-free glass, SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 13 to 17%, B 2 O 3 8.5 to 10.5% (however, expressed in terms of weight% in terms of the following oxide) 10.5% not included), MgO 0 to 0.5% (excluding 0.5%), CaO 6.5 to 11%, SrO 3 to 7%, ZnO 0 to 1%, RO An alkali-free glass containing 7 to 20% and substantially not containing an alkali metal oxide, BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 is mentioned. Since this alkali-free glass does not substantially contain BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , the influence on the environment can be extremely reduced, and it is suitable as a next-generation glass substrate considering the environment. Moreover, since this alkali-free glass does not substantially contain BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , the glass substrate can be easily recycled.

薄い板状に成形し、ガラス基板を安定して製造するためには、ガラスの耐失透性が優れていることが要求される。また、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイに用いるガラス基板の最も代表的な成形方法は、オーバーフローダウンドロー法である。オーバーフローダウンドロー法を用いれば、表面を研磨しなくても、大面積で肉厚の薄い、表面が非常に平滑なガラス基板を成形できるため、アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ用ガラス基板の成形方法として最も適している。一方、フロート法は、窓板ガラスの成形工程として周知であるが、この方法は薄いガラス基板を成形する際に、ガラスの引き出し方向に平行なスジ状の凹凸が発生する。ガラス基板上のスジは、画像のゆがみやガラス基板間の液晶層の厚み変化による表示ムラ等のディスプレイの映像品位に重大な影響を与えるおそれがある。このような事情から、フロート法で成形したガラス基板をアクティブマトリックス型液晶ディスプレイ用ガラス基板として使用する場合には、研磨工程を経て、凹凸を除去するための処理が必要となる。しかしながら、研磨工程は、コストアップの一因になるとともに、研磨によって発生するガラス基板の表面の微細なキズが、アクティブマトリックス型液晶ディスプレイの製造工程でガラス基板上に形成される電子回路の断線を惹起するおそれがある。   In order to form into a thin plate and stably produce a glass substrate, it is required that the glass has excellent devitrification resistance. The most typical method for forming a glass substrate used for a liquid crystal display or an organic EL display is an overflow down draw method. By using the overflow downdraw method, it is possible to form a glass substrate with a large area, a small thickness, and a very smooth surface without polishing the surface. Is suitable. On the other hand, the float method is well known as a process for forming window glass, but when this method is used to form a thin glass substrate, streaky irregularities parallel to the glass drawing direction are generated. The streaks on the glass substrate may seriously affect the image quality of the display such as image distortion and display unevenness due to a change in the thickness of the liquid crystal layer between the glass substrates. Under these circumstances, when a glass substrate molded by the float process is used as a glass substrate for an active matrix type liquid crystal display, a treatment for removing irregularities is required through a polishing process. However, the polishing process contributes to an increase in cost, and the fine scratches on the surface of the glass substrate generated by the polishing may break the electronic circuit formed on the glass substrate in the manufacturing process of the active matrix type liquid crystal display. May cause.

オーバーフローダウンドロー法を採用するためには、ガラスの耐失透性が重要な特性となる。ここで、失透とは、高温で融液状になったガラス原料を冷却してガラスを成形する工程において、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。このような結晶質の異物は、光を遮断するため、ディスプレイ用ガラス基板としては致命的な欠陥となる。また、オーバーフローダウンドロー法は、同じガラス組成を用いた場合であっても、フロート法に比べてガラス成形時の温度が低い。よって、オーバーフローダウンドロー法を適用するためには、ガラス中に失透が生じやすく、耐失透性が良好なガラス組成を設計することが不可欠となる。具体的には、ガラスが成形される温度を勘案して、ガラスの液相粘度は、105.2dPa・s以上が好ましく、105.5dPa・s以上がより好ましく、105.8dPa・s以上が更に好ましい。また、液相温度でいえば、1200℃以下が好ましく、1150℃以下がより好ましく、1100℃以下が更に好ましく、1100℃未満が特に好ましい。ガラスの液相粘度が105.2dPa・s未満であると、オーバーフローダウンドロー法を採用することができず、ガラスの成形方法に不当な制約が課され、ガラス基板の表面品位を確保することが困難となる。同様にして、ガラスの液相温度が1200℃より高いと、オーバーフローダウンドロー法を採用することができず、ガラスの成形方法に不当な制約が課され、ガラス基板の表面品位を確保することが困難となる。ここで、本発明でいう「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を周知の白金球引き上げ法で測定した値を指す。また、「液相温度」は、ガラスを粉砕し、標準篩30メッシュ(目開き500μm)を通過し、50メッシュ(目開き300μm)に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に24時間保持した後、ガラス中に失透(結晶異物)が認められた最高温度を測定したものである。 In order to employ the overflow downdraw method, the devitrification resistance of the glass is an important characteristic. Here, devitrification means that a crystalline foreign substance is deposited inside or on the surface of a glass in a process of forming glass by cooling a glass raw material that has become a molten liquid at a high temperature. Such a crystalline foreign substance blocks light and thus becomes a fatal defect as a glass substrate for display. In addition, the overflow downdraw method has a lower temperature during glass molding than the float method even when the same glass composition is used. Therefore, in order to apply the overflow downdraw method, it is indispensable to design a glass composition that easily causes devitrification in the glass and has good devitrification resistance. Specifically, taking into consideration the temperature at which the glass is molded, the liquidus viscosity of the glass is preferably 10 5.2 dPa · s or more, more preferably 10 5.5 dPa · s or more, and 10 5.8. dPa · s or more is more preferable. In terms of the liquidus temperature, it is preferably 1200 ° C. or lower, more preferably 1150 ° C. or lower, still more preferably 1100 ° C. or lower, and particularly preferably lower than 1100 ° C. If the liquid phase viscosity of the glass is less than 10 5.2 dPa · s, the overflow downdraw method cannot be adopted, and unreasonable restrictions are imposed on the glass forming method to ensure the surface quality of the glass substrate. It becomes difficult. Similarly, if the liquidus temperature of the glass is higher than 1200 ° C., the overflow downdraw method cannot be adopted, improper restrictions are imposed on the glass forming method, and the surface quality of the glass substrate can be ensured. It becomes difficult. Here, the “liquid phase viscosity” referred to in the present invention refers to a value obtained by measuring the viscosity of glass at a liquid phase temperature by a well-known platinum ball pulling method. The “liquid phase temperature” is obtained by crushing glass, passing through a standard sieve 30 mesh (aperture 500 μm), and putting the glass powder remaining in 50 mesh (aperture 300 μm) into a platinum boat and putting it in a temperature gradient furnace. The maximum temperature at which devitrification (crystal foreign matter) was observed in the glass was measured after holding for a period of time.

本発明の無アルカリガラスは、下記酸化物換算で、SnOを0〜0.3%含有し、且つガラス組成として、SnOが0.3%となるまで、SnOを添加したとき、得られるガラスの液相温度は1150℃以下であることが好ましく、1100℃以下であることがより好ましい。ガラス中に泡等の内部欠陥があれば、光の透過を妨げるため、ディスプレイ用ガラス基板としては致命的な欠陥不良となる。一般的に、ガラス基板が大型化するにつれて、泡が残存する確率が高くなり、泡により欠陥不良となる確率が高くなり、ガラス基板の生産性が低下する。よって、ガラスの中の泡を低減する技術が重要となる。ガラス中に含まれる泡を低減する方法には、清澄剤を使用する方法と、高温粘度を低くする方法がある。前者の方法において、無アルカリガラスの清澄剤として、Asが最も効果的であるが、既述の通り、Asは環境負荷化学物質であることから、その使用を低減する必要がある。そこで、環境的観点から、Asの代替清澄剤としてSnOの導入が検討されているが、SnOは結晶性異物(失透)の原因になりやすく、これがガラス基板の内部欠陥となるおそれがある。したがって、SnOに対して失透が生じにくいガラスであれば、清澄剤としてSnOを導入したとしても、それに起因する失透が生じ難いため、ガラス基板の製造効率の向上および環境的配慮の両立を図ることができ、非常に有効であると考えられる。その上、ガラス基板の製造工程では、Sn電極がガラス中に溶出する事態もある程度想定されるため、SnOに対して失透が生じにくいガラスは、更に有利となる。その点、本発明の無アルカリガラスによれば、ガラス組成中のSnOの含有量が0.3%に上昇しても、得られるガラスの液相温度を1150℃以下とすることができるため、上記効果を最大限に享受することができる。一方、ガラス組成中のSnOの含有量が0.3%となった場合、得られるガラスの液相温度が1150℃より高ければ、上記効果を享受し難くなる。ここで、「SnOが0.3%となるまで、SnOを添加したとき、得られるガラスの液相温度」は、原料となるバッチに、ガラス組成においてSnOが0.3%となるまでSnOを添加(ガラス組成として、合計100%となる)した上でガラスを溶融、成形し、その後、得られた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、温度勾配炉中に1週間保持した後、結晶が析出する温度を指す。 Alkali-free glass of the present invention, the following terms of oxide, the SnO 2 containing from 0 to 0.3%, as and glass composition, until SnO 2 is 0.3%, upon addition of SnO 2, obtained The glass liquid phase temperature is preferably 1150 ° C. or lower, more preferably 1100 ° C. or lower. If there are internal defects such as bubbles in the glass, light transmission is hindered, which is a fatal defect for a glass substrate for display. In general, as the glass substrate becomes larger, the probability that bubbles remain is increased, the probability that defects are caused by bubbles increases, and the productivity of the glass substrate decreases. Therefore, a technique for reducing bubbles in the glass is important. As a method for reducing bubbles contained in glass, there are a method of using a fining agent and a method of lowering the high temperature viscosity. In the former method, As 2 O 3 is the most effective as a clarifier for alkali-free glass. However, as described above, As 2 O 3 is an environmentally hazardous chemical, its use needs to be reduced. There is. Therefore, from the environmental point of view, the introduction of SnO 2 as an alternative fining agent for As 2 O 3 has been studied. However, SnO 2 is likely to cause crystalline foreign matter (devitrification), which is an internal defect of the glass substrate. There is a risk. Therefore, if the glass is not easily devitrified with respect to SnO 2 , even if SnO 2 is introduced as a clarifier, it is difficult to cause devitrification. It is possible to achieve both and is considered very effective. In addition, in the manufacturing process of the glass substrate, it is assumed that the Sn electrode is eluted to some extent in the glass. Therefore, glass that is less susceptible to devitrification with respect to SnO 2 is further advantageous. In that respect, according to the alkali-free glass of the present invention, even if the content of SnO 2 in the glass composition is increased to 0.3%, the liquidus temperature of the obtained glass can be 1150 ° C. or lower. The above-mentioned effect can be enjoyed to the maximum. On the other hand, when the content of SnO 2 in the glass composition is 0.3%, it is difficult to receive the above effect if the liquidus temperature of the obtained glass is higher than 1150 ° C. Here, "until SnO 2 is 0.3%, upon addition of SnO 2, the liquidus temperature of the glass to be obtained", as the batch as a raw material, SnO 2 is 0.3% in the glass composition SnO 2 was added until the total glass composition was 100%, and the glass was melted and molded. Thereafter, the obtained glass sample was pulverized, passed through a standard sieve 30 mesh (500 μm), and 50 mesh. The glass powder remaining at (300 μm) is placed in a platinum boat and kept in a temperature gradient furnace for 1 week, and then refers to the temperature at which crystals precipitate.

本発明の無アルカリガラスにおいて、ガラス組成中にZrOを0.5%添加したとき、得られるガラスの液相温度は1150℃以下であることが好ましく、1100℃以下であることがより好ましい。泡・異物等の内部欠陥を低減する以外にガラス基板の製造コストを低下させる方策として、溶融窯の寿命を長くし、窯の修理頻度を少なくすることが効果的である。そのための手段として、溶融ガラスに浸食されにくいZr系耐火物を使用することが好ましいが、Zr系耐火物の使用個所を増やす程、Zr系の結晶性異物(失透)が発生しやすくなり、これがガラス基板の内部欠陥となるおそれがある。したがって、ZrOに対して失透が生じにくいガラスであれば、溶融窯の耐火物として、Zr系耐火物を使用したとしても、このことに起因する失透が生じ難いため、ガラス基板の製造コストを低下させることができ、非常に有効であると考えられる。その点、本発明の無アルカリガラスによれば、ガラス組成中にZrOを0.5%添加しても、得られるガラスの液相温度を1150℃以下とすることができるため、上記効果を最大限に享受することができる。一方、ガラス組成中にZrOを0.5%添加したとき、得られるガラスの液相温度が1150℃より高ければ、上記効果を享受し難くなる。ここで、「ガラス組成中にZrOを0.5%添加したとき、得られるガラスの液相温度」は、原料となるバッチに、ガラス組成にZrOを0.5%に相当する量添加(ガラス組成として、見掛け上、合計100.5%となる)した上でガラスを溶融、成形し、その後、得られたガラス試料を粉砕し、標準篩30メッシュを通過し、50メッシュに残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に1週間保持した後、結晶が析出する温度を指す。 In the alkali-free glass of the present invention, when 0.5% of ZrO 2 is added to the glass composition, the liquidus temperature of the obtained glass is preferably 1150 ° C. or lower, and more preferably 1100 ° C. or lower. As a measure for reducing the manufacturing cost of the glass substrate other than reducing internal defects such as bubbles and foreign matters, it is effective to lengthen the life of the melting kiln and reduce the frequency of repairing the kiln. As a means for that, it is preferable to use a Zr-based refractory that is not easily eroded by molten glass, but as the number of use points of the Zr-based refractory increases, Zr-based crystalline foreign matters (devitrification) are likely to occur. This may become an internal defect of the glass substrate. Therefore, if the glass is less susceptible to devitrification with respect to ZrO 2 , even if a Zr-based refractory is used as the refractory for the melting furnace, devitrification due to this hardly occurs. Costs can be reduced and are considered very effective. In that respect, according to the alkali-free glass of the present invention, even if 0.5% of ZrO 2 is added to the glass composition, the liquidus temperature of the obtained glass can be reduced to 1150 ° C. or lower. You can enjoy it to the fullest. On the other hand, when 0.5% of ZrO 2 is added to the glass composition, if the liquidus temperature of the obtained glass is higher than 1150 ° C., it is difficult to receive the above effect. Here, “when 0.5% of ZrO 2 is added to the glass composition, the liquidus temperature of the glass obtained” is the amount of ZrO 2 added to the glass composition in an amount corresponding to 0.5% to the batch as a raw material. (The glass composition is apparently 100.5% in total.) The glass is melted and molded, and then the obtained glass sample is pulverized, passed through a standard sieve 30 mesh, and remains in 50 mesh. It refers to the temperature at which crystals precipitate after the powder is placed in a platinum boat and held in a temperature gradient furnace for 1 week.

本発明の無アルカリガラスにおいて、熱膨張係数は30〜50×10−7/℃が好ましく、35〜45×10−7/℃がより好ましい。従来、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、或いはp−Siの熱膨張係数と整合しているのが望ましいとされ、具体的には35×10−7/℃以下が望ましいとされてきた。しかし、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ用ガラス基板は、その表面にa−Si、或いはp−Si膜だけでなく、より熱膨張係数が低いSiNxや、より熱膨張係数が高いCr、Ta、Al等の金属配線およびITO等が成膜される。これらの部材との熱膨張係数を整合させる観点から、無アルカリガラスの熱膨張係数は、必ずしも低膨張であれば良いというわけではないことが判明した。すなわち、無アルカリガラスの熱膨張係数には適正な範囲があり、具体的には、熱膨張係数は30〜50×10−7/℃が好ましく、34〜45×10−7/℃がより好ましく、35〜45×10−7/℃が更に好ましく、36〜40×10−7/℃が特に好ましい。無アルカリガラスの熱膨張係数がこの範囲内であると、各種膜との熱膨張係数が整合するだけでなく、耐熱衝撃性を向上させることができる。しかし、熱膨張係数がこの範囲から外れると、各種膜と熱膨張係数の整合が取れず、且つ耐熱衝撃性が悪化するおそれが生じる。なお、本発明でいう「30〜380℃の温度範囲における熱膨張係数」は、JIS R3102に基づき、ディラトメーターで30〜380℃における平均熱膨張係数を測定した値を指す。 In the alkali-free glass of the present invention, the thermal expansion coefficient is preferably 30 to 50 × 10 −7 / ° C., more preferably 35 to 45 × 10 −7 / ° C. Conventionally, it is desirable that the thermal expansion coefficient of an alkali-free glass substrate is consistent with the thermal expansion coefficient of a-Si or p-Si formed on the glass substrate, specifically 35 × 10. -7 / ° C or less has been desirable. However, glass substrates for liquid crystal displays and organic EL displays have not only a-Si or p-Si films on their surfaces, but also SiNx with a lower thermal expansion coefficient, Cr, Ta, Al, etc. with a higher thermal expansion coefficient. The metal wiring, ITO and the like are deposited. From the viewpoint of matching the thermal expansion coefficient with these members, it has been found that the thermal expansion coefficient of the alkali-free glass is not necessarily low. That is, there is an appropriate range for the thermal expansion coefficient of the alkali-free glass. Specifically, the thermal expansion coefficient is preferably 30 to 50 × 10 −7 / ° C., more preferably 34 to 45 × 10 −7 / ° C. 35 to 45 × 10 −7 / ° C. is more preferable, and 36 to 40 × 10 −7 / ° C. is particularly preferable. When the thermal expansion coefficient of the alkali-free glass is within this range, not only the thermal expansion coefficients of various films are matched, but also the thermal shock resistance can be improved. However, if the thermal expansion coefficient is out of this range, the thermal expansion coefficient cannot be matched with various films, and the thermal shock resistance may be deteriorated. The “thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 to 380 ° C.” referred to in the present invention refers to a value obtained by measuring the average thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. with a dilatometer based on JIS R3102.

本発明の無アルカリガラスにおいて、密度は、2.54g/cm以下が好ましく、2.50g/cm以下がより好ましく、2.50g/cm未満が更に好ましく、2.47g/cm以下が特に好ましい。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軽量化、薄型化の要求がある。このため、これらの用途のガラス基板は、主に0.4〜0.7mm厚の薄いガラス基板が用いられるが、更にパネルの軽量化を図るために低密度のガラスも要求されている。ガラス基板の密度は、小さければ小さいほど、ガラスが軽量になり、モバイル機器用途に好適となるが、密度を過度に小さくすると、溶融性や耐失透性が悪化し、大面積で泡、ブツ等が存在しない無欠陥のガラス基板を得ることが困難になり、フラットテレビ等のガラス基板を安定して製造する見地から望ましくない。したがって、他の特性を考慮すれば、密度は、2.40g/cm以上(望ましくは2.44g/cm以上、2.45g/cm以上)に設計するのが目安になる。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。 In the alkali free glass of the present invention, the density is preferably 2.54 g / cm 3 or less, more preferably 2.50 g / cm 3 or less, more preferably less than 2.50g / cm 3, 2.47g / cm 3 or less Is particularly preferred. Liquid crystal displays and organic EL displays are required to be thinner and lighter, and glass substrates are also required to be lighter and thinner. For this reason, a thin glass substrate having a thickness of 0.4 to 0.7 mm is mainly used as the glass substrate for these applications, but low-density glass is also required to further reduce the weight of the panel. The smaller the density of the glass substrate, the lighter the glass becomes and it is suitable for mobile device applications. However, if the density is excessively reduced, the meltability and devitrification resistance deteriorate, and foam, It is difficult to obtain a defect-free glass substrate that does not exist, and is not desirable from the viewpoint of stably producing a glass substrate such as a flat television. Therefore, considering the other properties, density, 2.40 g / cm 3 or more (preferably 2.44 g / cm 3 or more, 2.45 g / cm 3 or more) becomes a guide to design the. Here, in the present invention, “density” refers to a value measured by a well-known Archimedes method based on JIS Z8807.

本発明の無アルカリガラスにおいて、歪点は620℃以上が好ましく、630℃以上がより好ましく、635℃以上が更に好ましく、650℃以上が特に好ましい。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、パターンが形成される。これらの成膜およ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。しかし、歪点を上げ過ぎると、ガラス基板の溶融、成形時の温度が上昇してしまい、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り得る。したがって、他の特性を考慮すれば、歪点は、680℃以下、特に670℃以下に設計するのが目安になる。   In the alkali-free glass of the present invention, the strain point is preferably 620 ° C. or higher, more preferably 630 ° C. or higher, further preferably 635 ° C. or higher, and particularly preferably 650 ° C. or higher. In the process of forming electronic circuits such as TFT and wiring, a transparent conductive film, an insulating film, a semiconductor film, a metal film, etc. are formed on a glass substrate, and various circuits and patterns are formed by a photolithography etching process. . 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. However, if the strain point is raised too much, the temperature at the time of melting and forming the glass substrate rises, increasing the load on the glass production facility, which may increase the cost. Therefore, if other characteristics are taken into consideration, the strain point is designed to be 680 ° C. or lower, particularly 670 ° C. or lower.

無アルカリのガラス系では、融剤成分として効果が高いアルカリ金属酸化物を含んでいないため、高度な溶融技術が必要とされる。無アルカリのガラス系を溶融する方法には、溶融窯の温度を上昇させる等の溶融設備・溶融条件を最適化する方法やガラスの融点を下げて、ガラスを溶かしやすくする方法が挙げられる。後者の方法において、ガラスの溶融性の指標として、高温粘度102.5 dPa・sにおける温度があり、高温粘度102.5 dPa・sにおける温度が低いほど、ガラスを溶かしやすくなる。本発明の無アルカリガラスにおいて、高温粘度102.5dPa・sにおける温度は、1600℃以下とするのが好ましく、1580℃以下とするのがより好ましく、1560℃以下とするのがより好ましく、1550℃以下とするのが更に好ましく、1540℃以下とするのが特に好ましい。高温粘度102.5dPa・sにおける温度が1600℃より高いと、ガラスを均質に溶融するために溶融窯を高温に保持する必要があり、これに付随してアルミナやジルコニア等の溶融窯に使用される耐火物が侵食されやすくなり、結果として、溶融窯のライフサイクルが短くなり、ガラス基板の製造コストの高騰を招くおそれが生じる。また、ガラスを低温で溶融することができれば、それだけガラスの溶融に要するエネルギーコストを抑制することができ、環境に及ぼす負荷を低減することができる。なお、本発明でいう「高温粘度102.5dPa・sにおける温度」は、周知の白金球引き上げ法によって測定した値を指す。 An alkali-free glass system does not contain an alkali metal oxide that is highly effective as a flux component, and therefore requires an advanced melting technique. Examples of the method of melting an alkali-free glass system include a method of optimizing melting equipment and melting conditions such as increasing the temperature of a melting furnace and a method of lowering the melting point of glass to facilitate melting of the glass. In the latter method, as an indication of meltability of glass, there is a temperature in the high temperature viscosity 10 2.5 dPa · s, the lower the temperature in the high temperature viscosity 10 2.5 dPa · s, is easily dissolved glass. In the alkali-free glass of the present invention, the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is preferably 1600 ° C. or less, more preferably 1580 ° C. or less, and more preferably 1560 ° C. or less, The temperature is more preferably 1550 ° C. or lower, and particularly preferably 1540 ° C. or lower. When the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is higher than 1600 ° C., it is necessary to keep the melting kiln at a high temperature in order to melt the glass uniformly, and this is accompanied by the melting kiln such as alumina or zirconia. The refractory used is easily eroded, and as a result, the life cycle of the melting furnace is shortened, which may increase the manufacturing cost of the glass substrate. In addition, if the glass can be melted at a low temperature, the energy cost required for melting the glass can be suppressed, and the load on the environment can be reduced. The “temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s” in the present invention refers to a value measured by a well-known platinum ball pulling method.

本発明の無アルカリガラスは、80℃の10%HCl水溶液に24時間浸漬したとき、その侵食量が1.0mg/cm以下が好ましく、0.6mg/cm以下がより好ましい。また、本発明の無アルカリガラスは、20℃の63BHF溶液に30分間浸漬したとき、その侵食量が1.2mg/cm以下が好ましく、0.9mg/cm以下がより好ましい。さらに、本発明の無アルカリガラスは、20℃の63BHF溶液に30分間浸漬したとき、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。液晶ディスプレイ用ガラス基板の表面には、透明導電膜、絶縁膜、半導体膜、金属膜等が成膜され、しかもフォトリソグラフィーエッチングによって種々の回路やパターンが形成される。また、これらの成膜、フォトリソグラフィーエッチング工程において、ガラス基板には、種々の熱処理や薬品処理が施される。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、硫酸、塩酸、アルカリ溶液、フッ酸、BHF等の種々の薬液処理を受けることに加えて、CF、S、HCl等のガスを用いたプラズマによるエッチング工程を通る。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液は、ガラス基板を強く侵食するため、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侵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、侵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アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ等のディスプレイ用ガラス基板として不可欠な特性である。この侵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、例えば同じ侵食量を示すガラスであっても、その組成によって薬品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63BHF溶液に30分間浸漬しても、その侵食量が1.2mg/cm以下、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。
Alkali-free glass of the present invention, when soaked for 24 hours in 10% HCl aqueous solution 80 ° C., its erosion amount is preferably 1.0 mg / cm 2 or less, 0.6 mg / cm 2 or less being more preferred. Further, the alkali-free glass of the present invention, when immersed for 30 minutes in 63BHF solution of 20 ° C., its erosion amount is preferably 1.2 mg / cm 2 or less, 0.9 mg / cm 2 or less being more preferred. Furthermore, when the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, it is preferable that white turbidity and roughness are not observed by visual observation of the surface. A transparent conductive film, an insulating film, a semiconductor film, a metal film, and the like are formed on the surface of the glass substrate for liquid crystal display, and various circuits and patterns are formed by photolithography etching. In these film formation and photolithography etching processes, the glass substrate is subjected to various heat treatments and chemical treatments. In general, in the TFT array process, a series of processes including a film formation process, a resist pattern formation, an etching process, and a resist stripping process is repeated. At that time, in addition to receiving various chemical treatments such as sulfuric acid, hydrochloric acid, alkaline solution, hydrofluoric acid, and BHF as an etching solution, an etching step by plasma using a gas such as CF 4 , S 2 F 6 , or HCl. Pass through. 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-based chemical solution typified 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 from the viewpoint of preventing contamination of the chemical solution and clogging of the filter during the process by the reaction product that the erosion amount of the glass with respect to the chemical solution is small. 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 display such as an active matrix 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 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, the erosion amount is 1.2 mg / cm 2 or less and immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes. However, since the white turbidity and roughness cannot be recognized by visual surface observation, the above-mentioned problems can be reliably solved.

本発明の無アルカリガラスは、ビッカース硬度が560以上が好ましく、570以上がより好ましく、580以上が更に好ましい。ビッカース硬度が560未満であると、ガラス基板に傷が付きやすく、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おそれがある。なお、本発明でいう「ビッカース硬度」は、JIS Z2244−1992に準拠した方法で測定した値を指す。   The alkali-free glass of the present invention has a Vickers hardness of preferably 560 or more, more preferably 570 or more, and further preferably 580 or more. If the Vickers hardness is less than 560, the glass substrate is likely to be scratched, which may cause disconnection of the electronic circuit formed on the glass substrate. In addition, "Vickers hardness" as used in the field of this invention points out the value measured by the method based on JISZ2244-1992.

本発明の無アルカリガラスは、比ヤング率(ヤング率を密度で割った値)が27GPa/g・cm−3以上が好ましく、28GPa/g・cm−3以上がより好ましく、29GPa/g・cm−3以上が更に好ましく、29.5GPa/g・cm−3以上が特に好ましい。比ヤング率が27GPa/g・cm−3以上とすれば、大型で薄板のガラス基板であっても問題が生じない程度のたわみ量に抑えることができる。ここで、「ヤング率」は、JIS R1602に基づく、共振法で測定した値を指す。 The alkali-free glass of the present invention preferably has a specific Young's modulus (value obtained by dividing Young's modulus by density) of 27 GPa / g · cm −3 or more, more preferably 28 GPa / g · cm −3 or more, and 29 GPa / g · cm. −3 or more is more preferable, and 29.5 GPa / g · cm −3 or more is particularly preferable. If the specific Young's modulus is 27 GPa / g · cm −3 or more, even a large and thin glass substrate can be suppressed to a deflection amount that does not cause a problem. Here, “Young's modulus” refers to a value measured by a resonance method based on JIS R1602.

本発明の無アルカリガラスは、10dPa・sにおける温度をT(℃)、軟化点をT(℃)としたときに、T−T≦330℃の関係を満たすことが好ましい。ガラス基板の厚み、板幅方向の反りやうねりの形状は、溶融ガラスの温度が成形温度から軟化点に達するまでにほぼ決定される。そのため、T−Tを小さく、具体的には、好ましくはT−Tを330℃以下、より好ましくは325℃以下、更に好ましくは320℃以下にすれば、ガラス基板の厚み、板幅方向の反りやうねりの形状を制御しやすくなる。また、T−T≦330℃に規制すれば、冷却時に粘性が早く上昇し、ガラス基板形状に素早く成形することができる。すなわち、T−Tを330℃以下にすれば、薄板のガラス基板を平坦に成形しやすくなる。また、T−Tを330℃以下にすれば、大型のガラス基板を平坦に成形しやすくなる。さらに、ダウンドロー成形の場合、徐冷に供される炉内距離には、設備設計上の制限があり、それに伴いガラス基板の徐冷時間も制限を受け、例えば成形温度から室温まで数分で冷却しなければならない。よって、上記粘度特性は、非常に有利である。一方、T−Tが330℃より高いと、ガラス基板の厚み、板幅方向の反りやうねりの形状を制御し難くなる。なお、Tは、成形温度に相当している。 The alkali-free glass of the present invention preferably satisfies the relationship of T 3 −T 4 ≦ 330 ° C. when the temperature at 10 4 dPa · s is T 3 (° C.) and the softening point is T 4 (° C.). . The thickness of the glass substrate and the shape of warpage and undulation in the plate width direction are substantially determined until the temperature of the molten glass reaches the softening point from the molding temperature. Therefore, reducing the T 3 -T 4, specifically, preferably T 3 -T 4 of 330 ° C. or less, more preferably 325 ° C. or less, more preferably be below 320 ° C., a glass substrate thickness, the plate It becomes easier to control the shape of warpage and undulation in the width direction. Also, if regulated to T 3 -T 4 ≦ 330 ℃, the viscosity increases quickly upon cooling, can be quickly formed on the glass substrate shape. That is, when T 3 -T 4 is set to 330 ° C. or less, a thin glass substrate can be easily formed flat. Further, when T 3 -T 4 is set to 330 ° C. or less, a large glass substrate can be easily formed flat. Furthermore, in the case of downdraw molding, the furnace distance used for slow cooling is limited due to equipment design, and as a result, the slow cooling time of the glass substrate is also limited. For example, in a few minutes from the molding temperature to room temperature. Must be cooled. Thus, the above viscosity characteristics are very advantageous. On the other hand, if T 3 -T 4 is higher than 330 ° C., it becomes difficult to control the thickness of the glass substrate, the shape of the warp and the undulation in the plate width direction. Incidentally, T 3 corresponds to the molding temperature.

上記ガラス組成範囲において、好ましい清澄剤および好ましい特性を任意に組み合わせて、好ましいガラス組成範囲を限定することは当然に可能であるが、その中にあって、無アルカリガラスとして、実質的にアルカリ金属酸化物、SbおよびAsを含有せず、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜1%、RO 8〜15%、SnO 0.05〜1%を基本組成として含有し、且つ歪点が630℃以上、密度が2.50g/cm未満、液相粘度が105.2dPa・s以上、102.5dPa・sにおける温度が1550℃以下の特性を有する無アルカリガラスが好適である。 In the glass composition range described above, it is naturally possible to limit the preferred glass composition range by arbitrarily combining preferred fining agents and preferred properties, and in that, as alkali-free glass, substantially alkali metal It does not contain oxide, Sb 2 O 3 and As 2 O 3 , and is expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12 %, MgO 0 to 3%, CaO 4 to 15%, SrO 0 to 10%, BaO 0 to 1%, RO 8 to 15%, SnO 2 0.05 to 1% as a basic composition, and strain point Preferred is an alkali-free glass having the characteristics that the temperature is 630 ° C. or higher, the density is less than 2.50 g / cm 3 , and the liquidus viscosity is 10 5.2 dPa · s or higher and the temperature at 10 2.5 dPa · s is 1550 ° C. or lower. so is there.

無アルカリガラスの更に好ましい態様として、実質的にアルカリ金属酸化物、SbおよびAsを含有せず、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 58〜68%、Al 14〜18%、B 9〜12%、MgO 0〜1.9%、CaO 4〜12%、SrO 1〜8%、BaO 0〜1%、RO 10〜15%を基本組成として含有し、且つ歪点が630℃以上、密度が2.50g/cm未満、液相粘度が1100℃以下、液相粘度が105.5dPa・s以上、102.5dPa・sにおける温度が1550℃以下、比ヤング率が29.5GPa/g・cm−3以上の特性を有する無アルカリガラスが好適である。 As a further preferred embodiment of the alkali-free glass, substantially no alkali metal oxide, Sb 2 O 3 and As 2 O 3 are contained, and SiO 2 58 to 68%, Al 2 in terms of weight% in terms of the following oxides. Basic composition of O 3 14-18%, B 2 O 3 9-12%, MgO 0-1.9%, CaO 4-12%, SrO 1-8%, BaO 0-1%, RO 10-15% And a strain point of 630 ° C. or higher, a density of less than 2.50 g / cm 3 , a liquid phase viscosity of 1100 ° C. or lower, and a liquid phase viscosity of 10 5.5 dPa · s or higher, 10 2.5 dPa · s. A non-alkali glass having a temperature of 1550 ° C. or lower and a specific Young's modulus of 29.5 GPa / g · cm −3 or higher is preferable.

液晶ディスプレイ等では、大きなガラス基板(マザーガラスと称される)から何枚ものディスプレイを作製する所謂多面取りが行われており、多面取りを行うと、ディスプレイの製造コストを低減できることから、近年、要求されるガラス基板の面積は次第に大きくなっている。一方、ガラス基板の面積が大きくなると、ガラス基板中に失透物が現れる確率が高くなり、ガラス基板の良品率が急激に低下する。したがって、耐失透性が良好な本発明の無アルカリガラス基板によれば、大型の基板を作製する上で大きなメリットがある。例えば、基板面積が0.1m以上(具体的には、320mm×420mm以上のサイズ)、特に0.5m以上(具体的には、630mm×830mm以上のサイズ)、1.0m以上(具体的には、950mm×1150mm以上のサイズ)、更には2.3m以上(具体的には、1400mm×1700mm以上のサイズ)、3.5m以上(具体的には、1750mm×2050mm以上のサイズ)、4.8m以上(具体的には、2100mm×2300mm以上のサイズ)と大型化するほど有利になる。また、本発明の無アルカリガラス基板によれば、低密度、高比ヤング率の特性を付与することができる点に加えて、薄板のガラス基板を精度良く成形することが可能であり、肉厚を0.8mm以下(好ましくは0.7mm以下、より好ましくは0.5mm以下、更に好ましくは0.4mm以下)すれば、本発明の利点(特に軽量化効果)を効果的に享受することができる。また、本発明の無アルカリガラス基板は、ガラス基板の板厚を薄くしても、従来のガラス基板に比べて、ガラス基板のたわみ量を小さくすることができるため、ガラス基板をカセットの棚へ出し入れする際の破損等を防止しやすくなる。 In a liquid crystal display or the like, so-called multi-sided manufacturing for producing a number of displays from a large glass substrate (called mother glass) has been performed. The required area of the glass substrate is gradually increasing. On the other hand, when the area of a glass substrate becomes large, the probability that a devitrification thing will appear in a glass substrate becomes high, and the non-defective rate of a glass substrate falls rapidly. Therefore, according to the alkali-free glass substrate of the present invention having good devitrification resistance, there is a great merit in producing a large substrate. For example, the substrate area is 0.1 m 2 or more (specifically, a size of 320 mm × 420 mm or more), particularly 0.5 m 2 or more (specifically, a size of 630 mm × 830 mm or more), 1.0 m 2 or more ( Specifically, a size of 950 mm × 1150 mm or more, further 2.3 m 2 or more (specifically, a size of 1400 mm × 1700 mm or more), 3.5 m 2 or more (specifically, 1750 mm × 2050 mm or more) (Size) 4.8 m 2 or more (specifically, a size of 2100 mm × 2300 mm or more), the larger the size, the more advantageous. Further, according to the alkali-free glass substrate of the present invention, in addition to being able to impart characteristics of low density and high specific Young's modulus, it is possible to accurately mold a thin glass substrate, Of 0.8 mm or less (preferably 0.7 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and even more preferably 0.4 mm or less), the advantages of the present invention (especially the lightening effect) can be enjoyed effectively. it can. Further, the alkali-free glass substrate of the present invention can reduce the amount of deflection of the glass substrate as compared with the conventional glass substrate even if the thickness of the glass substrate is reduced. This makes it easier to prevent breakage during loading and unloading.

本発明の無アルカリガラス基板は、フラットテレビ用液晶ディスプレイに使用することが好ましい。近年、フラットテレビ用液晶ディスプレイの画面サイズは、大型化する傾向があり、本発明の無アルカリガラス基板は、生産性に優れるため、基板面積の大型化を容易に図ることができる。さらに、本発明の無アルカリガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法で成形することができるため、表面品位が良好なガラス基板を効率よく製造でき、フラットテレビ用液晶ディスプレイの映像品位を損なうことがない。したがって、本発明の無アルカリガラス基板は、本用途に好適である。   The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for a liquid crystal display for a flat TV. In recent years, the screen size of a liquid crystal display for flat televisions tends to increase, and the alkali-free glass substrate of the present invention is excellent in productivity, so that the substrate area can be easily increased in size. Furthermore, since the alkali-free glass substrate of the present invention can be formed by the overflow downdraw method, a glass substrate having a good surface quality can be efficiently produced without impairing the video quality of the liquid crystal display for flat televisions. Therefore, the alkali-free glass substrate of the present invention is suitable for this application.

本発明の無アルカリガラス基板は、未研磨の表面を有することが好ましい。ガラスの理論強度は本来非常に高いのであるが、理論強度よりも遥かに低い応力でも破壊に至ることが多い。これは、ガラス基板の表面にグリフィスフローと呼ばれる小さな欠陥が成形後の工程、例えば研磨工程等で生じるからである。よって、ガラス基板の表面を未研磨とすれば、本来のガラス基板の機械的強度が損なわれにくくなり、ガラス基板が破壊し難くなる。また、ガラス基板の表面を未研磨とすれば、ガラス基板の製造工程で研磨工程を省略できるため、ガラス基板の製造コストを下げることができる。本発明の無アルカリガラス基板において、ガラス基板の両面全体を未研磨とすれば、ガラス基板が更に破壊し難くなる。また、本発明の無アルカリガラス基板において、ガラス基板の切断面から破壊に至る事態を防止するため、ガラス基板の切断面に面取り加工等を施してもよい。   The alkali-free glass substrate of the present invention preferably has an unpolished surface. The theoretical strength of glass is inherently very high, but breakage often occurs even at a stress much lower than the theoretical strength. This is because a small defect called Griffith flow occurs on the surface of the glass substrate in a post-molding process such as a polishing process. Therefore, if the surface of the glass substrate is unpolished, the mechanical strength of the original glass substrate is hardly impaired, and the glass substrate is hardly broken. Further, if the surface of the glass substrate is unpolished, the polishing process can be omitted in the glass substrate manufacturing process, so that the manufacturing cost of the glass substrate can be reduced. In the alkali-free glass substrate of the present invention, if both surfaces of the glass substrate are unpolished, the glass substrate becomes more difficult to break. Further, in the alkali-free glass substrate of the present invention, a chamfering process or the like may be applied to the cut surface of the glass substrate in order to prevent a situation from being broken from the cut surface of the glass substrate.

本発明の無アルカリガラス基板において、ガラス基板の平均表面粗さ(Ra)は、10Å以下であることが好ましく、7Å以下がより好ましく、4Å以下が更に好ましく、2Å以下が最も好ましい。平均表面粗さ(Ra)が10Åより大きいと、液晶ディスプレイの製造工程において、電極等の正確なパターニングを行うことが困難となり、その結果、回路電極が断線、ショートする確率が上昇し、液晶ディスプレイ等の信頼性を担保し難くなる。   In the alkali-free glass substrate of the present invention, the average surface roughness (Ra) of the glass substrate is preferably 10 mm or less, more preferably 7 mm or less, still more preferably 4 mm or less, and most preferably 2 mm or less. If the average surface roughness (Ra) is larger than 10 mm, it is difficult to accurately pattern electrodes in the manufacturing process of the liquid crystal display. As a result, the probability that the circuit electrode is disconnected or short-circuited increases. It becomes difficult to ensure reliability such as.

本発明の無アルカリガラス基板において、ガラス基板の最大板厚と最小板厚の差は20μm以下であることが好ましく、10μm以下がより好ましい。ガラス基板の最大板厚と最小板厚の差が20μmより大きいと、電極等の正確なパターニングを行うことが困難となり、その結果、回路電極が断線、ショートする確率が上昇し、液晶ディスプレイ等の信頼性を担保し難くなる。   In the alkali-free glass substrate of the present invention, the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the glass substrate is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less. If the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the glass substrate is larger than 20 μm, it becomes difficult to perform accurate patterning of the electrodes and the like, and as a result, the probability that the circuit electrodes are disconnected and short-circuited increases. It becomes difficult to ensure reliability.

本発明の無アルカリガラス基板において、ガラス基板のうねりは、0.1μm以下が好ましく、0.05μm以下がより好ましく、0.03μm未満が更に好ましく、0.01μm以下が最も好ましい。さらに、理想的には、実質的にうねりが存在しないことが望ましい。うねりが0.1μmより大きいと、電極等の正確なパターニングを行うことが困難となり、その結果、回路電極が断線、ショートする確率が上昇し、液晶ディスプレイ等の信頼性を担保し難くなる。   In the alkali-free glass substrate of the present invention, the waviness of the glass substrate is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, still more preferably less than 0.03 μm, and most preferably 0.01 μm or less. Furthermore, ideally, it is desirable that there is substantially no swell. If the waviness is larger than 0.1 μm, it is difficult to perform accurate patterning of the electrodes and the like, and as a result, the probability that the circuit electrodes are disconnected or shorted increases, and it becomes difficult to ensure the reliability of the liquid crystal display or the like.

本発明の無アルカリガラス基板において、目標板厚に対する誤差は10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。ガラス基板の目標板厚に対する誤差が10μmより大きいと、電極等のパターニング精度が低下し、所定の条件で高品質の液晶ディスプレイ等を安定して製造することが困難となる。   In the alkali-free glass substrate of the present invention, the error with respect to the target plate thickness is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. If the error with respect to the target thickness of the glass substrate is larger than 10 μm, the patterning accuracy of electrodes and the like is lowered, and it becomes difficult to stably produce a high-quality liquid crystal display or the like under predetermined conditions.

本発明の無アルカリガラス基板は、所望のガラス組成となるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を加熱溶融し、脱泡した後、成形装置に供給した上で溶融ガラスを板状に成形し、徐冷することにより製造することができる。   In the alkali-free glass substrate of the present invention, a glass raw material prepared so as to have a desired glass composition is put into a continuous melting furnace, the glass raw material is heated and melted, defoamed, and then supplied to a molding apparatus. Can be produced by forming the plate into a plate shape and slowly cooling it.

表面品位が良好なガラス基板を製造する観点から、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形することが好ましい。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス基板の表面となるべき面は樋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より、無研磨で表面品位が良好なガラス基板を成形できるからである。ここで、オーバーフローダウンドロー法は、溶融ガラスを耐熱性の樋状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス基板を製造する方法である。樋状構造物の構造や材質は、ガラス基板の寸法や表面精度を所望の状態とし、ディスプレイ用ガラス基板に使用できる品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うためにガラス基板に対してどのような方法で力を印加するものであってもよい。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラス基板に接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラス基板の端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。本発明の無アルカリガラスは、耐失透性が優れるとともに、成形に適した粘度特性を有しているため、オーバーフローダウンドロー法による成形を精度よく実行することができる。   From the viewpoint of manufacturing a glass substrate with good surface quality, it is preferable to form a plate by an overflow down draw method. The reason for this is that, in the case of the overflow down draw method, the surface to be the surface of the glass substrate does not come into contact with the bowl-like refractory, and is molded in a free surface state. This is because it can be molded. Here, the overflow down draw method is a method in which molten glass is overflowed from both sides of a heat-resistant bowl-shaped structure, and the overflowed molten glass is stretched and formed downward while joining at the lower end of the bowl-shaped structure. It is a method of manufacturing. The structure and material of the bowl-shaped structure are not particularly limited as long as the dimensions and surface accuracy of the glass substrate can be set in a desired state and the quality usable for the glass substrate for display can be realized. Moreover, in order to perform the downward extending | stretching shaping | molding, you may apply force with what kind of method with respect to a glass substrate. For example, a method may be employed in which a heat-resistant roll having a sufficiently large width is rotated and stretched in contact with the glass substrate, or a plurality of pairs of heat-resistant rolls are only near the end face of the glass substrate. You may employ | adopt the method of making it contact and extending | stretching. The alkali-free glass of the present invention is excellent in devitrification resistance and has a viscosity characteristic suitable for molding, so that molding by the overflow down draw method can be performed with high accuracy.

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.

表1〜16は、本発明の実施例(試料No.1〜79)を示している。表17は、本発明の比較例(試料No.80、81)を示している。   Tables 1 to 16 show examples of the present invention (sample Nos. 1 to 79). Table 17 shows comparative examples (sample Nos. 80 and 81) of the present invention.

各ガラス試料は、次のように作製した。定められた割合に原料を調合したバッチを白金坩堝に入れ、1600℃で24時間溶融し、その後カ−ボン板上に流し出し、板状に成形した。このガラス試料を用いて密度、歪点、高温粘度等の各種特性を測定した。   Each glass sample was produced as follows. A batch prepared by mixing the raw materials in a predetermined ratio was put in a platinum crucible, melted at 1600 ° C. for 24 hours, then poured onto a carbon plate and molded into a plate shape. Various characteristics such as density, strain point, and high temperature viscosity were measured using this glass sample.

密度は、JIS Z8807に基づく、周知のアルキメデス法で測定した。歪点、徐冷点および軟化点は、JIS R3103に基づいて測定した。    The density was measured by a well-known Archimedes method based on JIS Z8807. The strain point, annealing point, and softening point were measured based on JIS R3103.

熱膨張係数は、JIS R3102に基づいて、ディラトメーターで30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した。   As for the thermal expansion coefficient, an average thermal expansion coefficient in a temperature range of 30 to 380 ° C. was measured with a dilatometer based on JIS R3102.

高温粘度104.0ポイズにおける温度および高温粘度102.5ポイズにおける温度は、既知の白金球引き上げ法を用いて測定した。 The temperature at a high temperature viscosity of 10 4.0 poise and the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 poise were measured using a known platinum ball pulling method.

液相温度は、各ガラス試料を粉砕し、標準篩30メッシュ(目開き500μm)を通過し、50メッシュ(目開き300μm)に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に24時間保持した後、ガラス中に失透(結晶異物)が認められた最高温度を測定した。液相粘度は、液相温度におけるガラスの粘度を周知の白金球引き上げ法で測定した値を示した。   The liquid phase temperature is obtained by pulverizing each glass sample, passing through a standard sieve 30 mesh (aperture 500 μm), putting the glass powder remaining at 50 mesh (aperture 300 μm) into a platinum boat, and maintaining it in a temperature gradient furnace for 24 hours. Then, the maximum temperature at which devitrification (crystal foreign matter) was observed in the glass was measured. The liquid phase viscosity is a value obtained by measuring the viscosity of the glass at the liquid phase temperature by a well-known platinum ball pulling method.

SnOを添加したときの液相温度(表中では耐SnO失透性)は、原料となるバッチに、ガラス組成においてSnOが0.3%となるまで添加し、上記と同様の条件でガラスを溶融・成形し、その後、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、温度勾配炉中に1週間保持して、結晶の析出する温度を測定した。次いで、1150℃で失透が認められないものを「○」、1150℃で失透が認められたものを「×」とした。なお、本評価と並行して、ガラスの清澄性を評価したところ、SnOを0.3%となるまで添加したとき、ガラスに泡欠陥は認められなかった。 The liquidus temperature when SnO 2 is added (SnO 2 devitrification resistance in the table) is added to the raw material batch until SnO 2 becomes 0.3% in the glass composition, and the same conditions as above The glass is melted and molded with, then the glass sample is pulverized, passed through a standard sieve 30 mesh (500 μm), and the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) is placed in a platinum boat and kept in a temperature gradient furnace for 1 week. Then, the temperature at which crystals were deposited was measured. Next, “◯” indicates that no devitrification was observed at 1150 ° C., and “X” indicates that devitrification was observed at 1150 ° C. In parallel with this evaluation, when the clarity of the glass was evaluated, no bubble defects were observed in the glass when SnO 2 was added to 0.3%.

ZrOを添加したときの液相温度(表中では耐ZrO失透性)は、原料となるバッチに、ZrOをガラス組成において0.5%に相当する量を添加し、上記と同様の条件でガラスを溶融・成形し、その後、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、温度勾配炉中に1週間保持して、結晶の析出する温度を測定した。次いで、1150℃で失透が認められないものを「○」、1150℃で失透が認められたものを「×」とした。 The liquidus temperature when ZrO 2 is added (ZrO 2 devitrification resistance in the table) is the same as above, with ZrO 2 being added in an amount corresponding to 0.5% in the glass composition to the raw material batch. The glass was melted and molded under the following conditions, after which the glass sample was pulverized, passed through a standard sieve 30 mesh (500 μm), and the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) was placed in a platinum boat and placed in a temperature gradient furnace. Holding for a week, the temperature at which crystals were deposited was measured. Next, “◯” indicates that no devitrification was observed at 1150 ° C., and “X” indicates that devitrification was observed at 1150 ° C.

ヤング率は、JIS R1602に基づく、共振法で測定した。比ヤング率は、ヤング率を密度で割ることにより、算出した。   The Young's modulus was measured by a resonance method based on JIS R1602. Specific Young's modulus was calculated by dividing Young's modulus by density.

ビッカース硬度は、JIS Z2244−1992に準拠した方法により測定した。   Vickers hardness was measured by a method based on JIS Z2244-1992.

耐薬品性は、各ガラス試料を25×30×1mmに加工し、両面を光学研磨して、次の手順で測定した。各ガラス試料の重量Wをあらかじめ測定しておき、所定の濃度に調合した薬液中で、所定の温度で所定の時間浸漬した後に各ガラス試料の重量Wを再度測定した。重量減少量(△W=W−W)を測定前の各ガラス試料の表面積Sで除して侵食量(△W/S)を求めた。さらに、各ガラス試料について、薬液処理後のガラス表面の白濁を観察した。ガラス表面が白濁したり、クラックが入っているものを「×」、弱い白濁、荒れが見られるものを「△」、全く変化の無いものを「○」とした。薬液および処理条件に関し、耐酸性は、10%塩酸水溶液を用いて、80℃、24時間処理で評価した。耐BHF性は、63BHF溶液(HF:6%、NHF:30%)を用いて、20℃、30分処理で評価した。 The chemical resistance was measured by the following procedure after processing each glass sample to 25 × 30 × 1 mm, optically polishing both sides. The weight W 1 of each glass sample was measured in advance, and after immersing in a chemical solution prepared to a predetermined concentration at a predetermined temperature for a predetermined time, the weight W 2 of each glass sample was measured again. The amount of erosion (ΔW / S) was determined by dividing the weight loss (ΔW = W 1 -W 2 ) by the surface area S of each glass sample before measurement. Furthermore, about each glass sample, the cloudiness of the glass surface after a chemical | medical solution process was observed. When the glass surface was clouded or cracked, “X” was given, when the glass was slightly cloudy or rough, “△” was given, and when there was no change, “◯” was given. Regarding chemical solutions and treatment conditions, acid resistance was evaluated by treatment at 80 ° C. for 24 hours using a 10% hydrochloric acid aqueous solution. BHF resistance was evaluated by treatment at 20 ° C. for 30 minutes using a 63BHF solution (HF: 6%, NH 4 F: 30%).

本発明の実施例の各ガラス試料は、密度が2.41〜2.53g/cm、熱膨張係数が36〜43×10−7/℃、歪点が643〜675℃、徐冷点が696〜728℃、軟化点が909〜963℃、高温粘度104.0dPa・sにおける温度が1215〜1292℃高温粘度102.5dPa・sにおける温度が1475〜1573℃、液相温度が1063〜1125℃、液相粘度が105.2〜106.1dPa・s、ヤング率が70〜75GPa、比ヤング率が29〜31GPa/g・cm−3であった。また、ビッカース硬度が590〜610、80℃の10%HCl水溶液に24時間浸漬したときの侵食量が0.4〜0.6mg/cm、20℃の63BHF溶液に30分間浸漬したときの侵食量が0.6〜0.8mg/cmであり、しかも外観変化が認められなかった。さらに、耐Sn失透性、耐Zr失透性も良好であった。 Each glass sample of the example of the present invention has a density of 2.41 to 2.53 g / cm 3 , a thermal expansion coefficient of 36 to 43 × 10 −7 / ° C., a strain point of 643 to 675 ° C., and an annealing point. 696-728 ° C., softening point 909-963 ° C., high temperature viscosity 10 4.0 dPa · s temperature 1215-1292 ° C. high temperature viscosity 10 2.5 dPa · s temperature 1475-1573 ° C., liquidus temperature The liquid phase viscosity was 10 5.2 to 10 6.1 dPa · s, the Young's modulus was 70 to 75 GPa, and the specific Young's modulus was 29 to 31 GPa / g · cm −3 . Further, the erosion amount when immersed in a 10% HCl aqueous solution having a Vickers hardness of 590 to 610 and 80 ° C. for 24 hours is 0.4 to 0.6 mg / cm 2 and eroded when immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes. The amount was 0.6 to 0.8 mg / cm 2 , and no change in appearance was observed. Furthermore, Sn devitrification resistance and Zr devitrification resistance were also good.

したがって、本発明の実施例に係る各ガラス試料は、環境負荷物質を含有せず、或いはその含有量が少ないため、環境的配慮がなされたガラスといえる。その上、密度が2.54g/cm以下であり、ガラス基板の軽量化を図ることができ、熱膨張係数が35〜45×10−7/℃の範囲内にあるため、各種薄膜との整合性が良好であり、歪点が640℃以上であるため、ディスプレイ製造工程における熱処理工程でガラスが熱収縮し難い。更に、液相温度が1200℃以下であり、且つ液相粘度が105.2dPa・s以上であることから、耐失透性が優れているとともに、ガラスの成形性が優れており、しかも高温粘度102.5dPa・sにおける温度が1580℃以下であるので、ガラスの溶融、成形性に優れており、更には、耐薬品性、特に耐BHF性、耐酸性に優れていた。 Therefore, it can be said that each glass sample according to the example of the present invention does not contain an environmentally hazardous substance or has a small content, and thus is a glass in which environmental considerations have been made. In addition, the density is 2.54 g / cm 3 or less, the glass substrate can be reduced in weight, and the thermal expansion coefficient is in the range of 35 to 45 × 10 −7 / ° C. Since the consistency is good and the strain point is 640 ° C. or higher, the glass is unlikely to thermally shrink in the heat treatment process in the display manufacturing process. Furthermore, since the liquidus temperature is 1200 ° C. or less and the liquidus viscosity is 10 5.2 dPa · s or more, the glass has excellent devitrification resistance and glass moldability, Since the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s was 1580 ° C. or lower, the glass was excellent in melting and moldability, and further excellent in chemical resistance, particularly BHF resistance and acid resistance.

本発明の比較例のガラス試料No.80は、耐失透性および耐薬品性が劣っていた。また、本発明の比較例のガラス試料No.81は、BaOを2.5%含有しているため、環境に及ぼす影響が懸念される。   The glass sample No. of the comparative example of this invention. No. 80 was inferior in devitrification resistance and chemical resistance. Moreover, the glass sample No. of the comparative example of this invention. Since 81 contains 2.5% of BaO, there is a concern about the influence on the environment.

さらに、実施例試料No.44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ガラス基板に成形し、900mm×1100mmの基板サイズ、厚み0.5mmのディスプレイ用ガラス基板を作製したところ、このガラス基板の反りは0.05%以下、うねり(WCA)は0.1μm以下、表面粗さ(Ra)は50Å以下(カットオフλc:9μm)であり、表面品位に優れ、LCD用ガラス基板として適したものであった。なお、オーバーフローダウンドロー法による成形に際し、引っ張りローラーの速度、冷却ローラーの速度、加熱装置の温度分布、溶融ガラスの温度、ガラスの流量、板引き速度、攪拌スターラーの回転数等を適宜調整することで、ガラス基板の表面品位を調節した。また、「反り」は、ガラス基板を光学定盤上に置き、JIS B−7524に記載のすきまゲージを用いて測定したものである。「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、測定時のカットオフは0.8〜8mm、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。「平均表面粗さ(Ra)」は、SEMI D7−94「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。   Further, Example Sample No. 44 glass was melted in a test melting furnace and formed into a glass substrate by an overflow down draw method to produce a glass substrate for display having a substrate size of 900 mm × 1100 mm and a thickness of 0.5 mm. The warp of this glass substrate was 0 0.05% or less, waviness (WCA) of 0.1 μm or less, surface roughness (Ra) of 50 mm or less (cut-off λc: 9 μm), excellent surface quality, and suitable as a glass substrate for LCD . In addition, when forming by the overflow downdraw method, the speed of the pulling roller, the speed of the cooling roller, the temperature distribution of the heating device, the temperature of the molten glass, the flow rate of the glass, the drawing speed, the rotation speed of the stirring stirrer, etc. should be adjusted appropriately. Thus, the surface quality of the glass substrate was adjusted. “Warpage” is measured by placing a glass substrate on an optical surface plate and using a clearance gauge described in JIS B-7524. “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 “FPD”. Measured by a method in accordance with “Measurement method of surface waviness of glass substrate”, cut-off at the time of measurement is 0.8 to 8 mm, measured at a length of 300 mm in a direction perpendicular to the drawing direction of the glass substrate. is there. “Average surface roughness (Ra)” is a value measured by a method based on SEMI D7-94 “Method for measuring surface roughness of FPD glass substrate”.

本発明の無アルカリガラスは、環境負荷物質の含有量が少量であり、しかも環境負荷物質を実質的に含有しないガラスとすることもできる。したがって、本発明の無アルカリガラスは、環境に配慮したガラスであり、ガラス原料のリサイクルを容易に図ることができるとともに、環境汚染を招くおそれも少ないため、次世代のガラス基板として好適に使用することができる。   The alkali-free glass of the present invention can be a glass having a small content of environmentally hazardous substances and substantially free of environmentally hazardous substances. Therefore, the alkali-free glass of the present invention is an environment-friendly glass, and can be used as a next-generation glass substrate because it can easily recycle the glass raw material and is less likely to cause environmental pollution. be able to.

したがって、本発明の無アルカリガラスは、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のディスプレイ基板、CMOS等の固体撮像素子等のカバーガラスおよびフィルター、センサ等の基板として、好適である。
Therefore, the alkali-free glass of the present invention is suitable as a display substrate such as a liquid crystal display and an organic EL display, a cover glass such as a solid-state imaging device such as a CMOS, and a substrate such as a filter and a sensor.

本発明者らは、鋭意努力の結果、下記酸化物換算の重量%表示でガラス組成をSiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaOv0〜1%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%の範囲に規制し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物As 及びSb を含有しないことで、上記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。なお、本発明でいう「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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、アルカリ金属酸化物(LiO、NaO、KO)の含有量が0.1重量%以下の場合を指す。また、本発明でいう「As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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、Asの含有量が0.1重量%以下(望ましくは50ppm以下)の場合を指す。 As a result of diligent efforts, the inventors of the present invention expressed the glass composition in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0. ~3%, CaO 4~15%, SrO 0~10%, BaOv0~1%, 0~5% ZnO, alkaline earth metal oxides 11.2~20%, ZrO 2 0~0.5%, SnO 2 It is found that the above problems can be solved by restricting the content to 0.01 to 1% and substantially not containing an alkali metal oxide , As 2 O 3 and Sb 2 O 3, and proposes the present invention. Is. In the present invention, “substantially does not contain an alkali metal oxide” means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material as an impurity component. The case where the content of (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O) is 0.1% by weight or less is indicated. Further, “substantially not containing As 2 O 3 ” in the present invention means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material or the like as an impurity component. In the glass composition, As 2 O 3 The content is 0.1 wt% or less (desirably 50 ppm or less).

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrOv0〜10%、BaO 0〜1%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、AsおよびSbを含有しないことが好ましい。なお、本発明でいう「Sbを実質的に含有しない」とは、不純物成分として原料等より混入してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、Sbの含有量が0.05重量%以下の場合を指す。 The alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0 to 3%, CaO 4-15%, SrOv 0-10%, BaO 0-1%, ZnO 0-5% , alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 %, SnO 2 contains 0.01% to 1%, and substantially alkali metal oxide, it is preferable free of as 2 O 3 and Sb 2 O 3. In the present invention, “substantially does not contain Sb 2 O 3 ” means that it is not contained other than the amount mixed from the raw material or the like as an impurity component. In the glass composition, Sb 2 O 3 When the content of is 0.05% by weight or less.

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜0.2%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物As およびSb を含有しないことが好ましい The alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0 to 3%, CaO 4~15%, SrO 0~10%, BaO 0~0.2%, 0~5% ZnO, alkaline earth metal oxides 11.2~20%, ZrO 2 0~0.5% It is preferable that SnO 2 is contained in an amount of 0.01 to 1% and substantially no alkali metal oxide , As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are contained.

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOAs およびSb を含有しないことが好ましいこで、本発明でいう「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してくる量以外に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0.1重量%以下の場合を指す。 The alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0 to 2%, CaO 5-12%, SrO 1-10%, ZnO 0-5%, alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 %, SnO 2 0.01-1 % , And substantially no alkali metal oxides, BaO 2 , As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are preferably contained. In here, the term "substantially free of BaO" the present invention, a means that does not include other than that coming mixed from raw materials as an impurity component in the glass composition, the content of BaO It refers to the case of 0.1% by weight or less.

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことが好ましい The alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0 to 2%, CaO 5-12%, SrO 1-10%, ZnO 0-5%, alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 %, SnO 2 0.01-1 % containing, and substantially alkali metal oxide, preferably contains no BaO and as 2 O 3.

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜11%、MgO 0〜1%、CaO 6〜11%、SrO 3〜10%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことが好ましい The alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 11%, MgO 0 to 1%, CaO 6-11%, SrO 3-10%, ZnO 0-5%, alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 %, SnO 2 0.01-1 % containing, and substantially alkali metal oxide, BaO, it is preferred that free of as 2 O 3 and Sb 2 O 3.

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 13〜17%、B 8.5〜10.5%(但し、10.5%は含まない)、MgO 0〜0.5%(但し、0.5%は含まない)、CaO 6.5〜11%、SrO 3〜7%、ZnO 0〜1%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことが好ましい The alkali-free glass of the present invention has a glass composition expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 13 to 17%, B 2 O 3 8.5 to 10.5%. (However, 10.5% is not included), MgO 0-0.5% (however, 0.5% is not included), CaO 6.5-11%, SrO 3-7%, ZnO 0-1% , Alkaline earth metal oxides 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5%, SnO 2 0.01-1% , and substantially alkali metal oxides, BaO, As 2 O 3 And Sb 2 O 3 is preferably not contained.

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によって構成されることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably composed of the alkali-free glass described above.

発明の無アルカリガラス基板は、平均表面粗さ(Ra)が20Å以下であることが好ましい。ここで、「平均表面粗さ(Ra)」は、SEMI D7−94「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を指す。 The alkali-free glass substrate of the present invention preferably has an average surface roughness (Ra) of 20 mm or less. Here, “average surface roughness (Ra)” refers to a value measured by a method based on SEMI D7-94 “Measurement method of surface roughness of FPD glass substrate”.

発明の無アルカリガラス基板は、うねりが0.1μm以下であることが好ましい。ここで、「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、測定時のカットオフは0.8〜8mm、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。 The alkali-free glass substrate of the present invention preferably has a swell of 0.1 μm or less. Here, “swell” is a value obtained by measuring WCA (filtered center line swell) described in JIS B-0610 using a stylus type surface shape measuring device, and this measurement is based on SEMI STD D15- 1296 "Measurement method of surface waviness of FPD glass substrate" Measured with a measurement cutoff of 0.8 to 8mm and a length of 300mm in the direction perpendicular to the drawing direction of the glass substrate. It is a thing.

発明の無アルカリガラス基板は、最大板厚と最小板厚の板厚差が20μm以下であることが好ましい。ここで、「最大板厚と最小板厚の板厚差」は、レーザー式厚み測定装置を用いて、ガラス基板の任意の一辺に板厚方向からレーザーを走査することにより、ガラス基板の最大板厚と最小板厚を測定した上で、最大板厚の値から最小板厚の値を減じた値を指す。 In the alkali-free glass substrate of the present invention, the difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness is preferably 20 μm or less. Here, the “thickness difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness” is the maximum plate of the glass substrate by scanning a laser from one side of the glass substrate in the plate thickness direction using a laser type thickness measuring device. The value obtained by subtracting the value of the minimum thickness from the value of the maximum thickness after measuring the thickness and the minimum thickness.

発明の無アルカリガラス基板は、目標板厚に対する誤差が10μm以下であることが好ましい。ここで、「目標板厚に対する誤差」は、目標板厚から上記方法で得られる最大板厚または最小板厚の値を減じた値の絶対値のうち、大きな方の値を指す。 Alkali-free glass substrate of the present invention is preferably an error with respect to the target plate thickness is 10μm or less. Here, the “error with respect to the target plate thickness” refers to the larger one of the absolute values of the values obtained by subtracting the maximum plate thickness or the minimum plate thickness obtained by the above method from the target plate thickness.

発明の無アルカリガラス基板は、ディスプレイに使用することが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for a display.

発明の無アルカリガラス基板は、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイに使用することが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for a liquid crystal display or an organic EL display.

発明の無アルカリガラス基板は、フラットテレビ用液晶ディスプレイに使用することが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for a liquid crystal display for a flat TV.

発明の無アルカリガラス基板の製造方法は、成形方法がオーバーフローダウンドロー法(fusion法とも称される)であることが好ましい In the method for producing an alkali-free glass substrate of the present invention, the forming method is preferably an overflow down draw method (also referred to as a fusion method).

アルカリ土類金属酸化物は、混合して含有させることにより、ガラスの失透温度を効果的に下げ、すなわちガラス中に結晶異物が生じにくくなり、ガラスの溶融性、ガラスの成形性を改善する効果が得られる。しかしながら、これらの成分を多く含有させると、ガラスの密度が上昇して、ガラス基板の軽量化を図り難くなるため、これらの合量は、11.2〜20%とするのが好ましく、11.2〜15%とするのが好ましく、11.2〜15%とするのがより好ましい。ただし、既述の理由により、BaOおよびMgOは、実質的に含有しないことが望ましい。 Alkaline earth metal oxides can be mixed and contained to effectively lower the devitrification temperature of the glass, that is, it is less likely to cause crystal foreign matter in the glass, improving the meltability of the glass and the moldability of the glass. An effect is obtained. However, if a large amount of these components is contained, the density of the glass increases, making it difficult to reduce the weight of the glass substrate . Therefore, the total amount of these components is preferably 11.2 to 20% . It is preferable to set it as 2 to 15%, and it is more preferable to set it as 11.2 to 15%. However, for the reasons already described, it is desirable that BaO and MgO are not substantially contained.

ZrOは、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を改善する成分であるが、ZrOの含有量が5%より多いと、失透温度が上昇し、ジルコンの失透異物が出やすくなるため好ましくない。したがって、ZrOの含有量は、0〜0.5%が好ましく、0〜0.5%がより好ましく、0.01〜0.5%が更に好ましい。なお、ZrO導入源としてZrOを主成分とする原料を用いても良いが、ガラス溶融炉を構成する耐火物等からの溶出等を利用して、含有させても差し支えない。 ZrO 2 is a component that improves the chemical resistance of glass, particularly acid resistance. However, if the content of ZrO 2 is more than 5%, the devitrification temperature rises, and devitrified foreign substances of zircon are likely to appear. It is not preferable. Accordingly, the content of ZrO 2 is 0 preferably 0.5%, 0 is more preferably 0.5%, even more preferably 0.01-0.5%. It is also possible to use the raw material for the ZrO 2 as a main component as ZrO 2 introduction source, but by using the elution or the like from the refractory or the like constituting the glass melting furnace, no problem be contained.

既述の通り、ガラスの清澄剤として、Asが広く使用されてきたが、本発明の無アルカリガラスは、環境的観点からAsを実質的に含有しない。さらに、本発明の無アルカリガラスは、清澄剤として、Sも実質的に含有しない。Sbは、Asに比べ、その毒性は低いが、環境負荷物質であるため、環境的観点から使用を制限するのが好ましい。さらに、F、Cl等のハロゲンは、ガラスの融剤として添加されるが、ガラス溶融時に発生する揮発物に毒性があることから、その使用量を低減するのが好ましく、実質的に含有しないことが好ましい。ここで、「F、Cl等のハロゲン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してくる量以外に含まないという意味であり、ガラス組成内において、F、Cl等のハロゲンが0.05%以下の場合を指す。 As described above, As 2 O 3 has been widely used as a glass fining agent, but the alkali-free glass of the present invention does not substantially contain As 2 O 3 from an environmental point of view. Furthermore, the alkali-free glass of the present invention does not substantially contain S b 2 O 3 as a fining agent. Sb 2 O 3 is less toxic than As 2 O 3 , but it is an environmentally hazardous substance, so it is preferable to limit its use from an environmental point of view. Furthermore, halogens such as F and Cl are added as glass fluxes. However, since the volatiles generated when the glass melts are toxic, it is preferable to reduce the amount used and not contain them substantially. Is preferred. Here, “substantially free of halogens such as F and Cl” means that they are not contained in amounts other than the amount mixed from the raw materials as impurity components. This refers to the case where the halogen content is 0.05% or less.

本発明の無アルカリガラスは、清澄剤として、SnOを使用するのが好ましく、その含有量は0.01〜1%であり、0.01〜0.5%が好ましく、0.05〜0.3%が更に好ましい。SnOは、高温域で起こるSnイオンの価数変化により多数の清澄ガスを発生させることができ、一般的に、無アルカリのガラス系は、融点がアルカリ含有ガラスよりも高いため、清澄剤として好適に使用することができる。一方、SnOの含有量が1%より多いと、ガラスの耐失透性が低下するおそれがある。なお、SnO導入源としてSnOを主成分とする原料を用いても良いが、ガラス溶融炉に設置される電極等からの溶出等を利用して、含有させても差し支えない。また、後述の通り、SnOの含有量が多いと、ガラスの耐失透性が悪化するため、ガラスの耐失透性を考慮すれば、SnOの含有量は、0.3%以下とするのが好ましい。 Alkali-free glass of the present invention, as a fining agent, it is preferred to use SnO 2, the content thereof is from 0.01 to 1%, 0.01-0.5% virtuous preferred, 0.05 -0.3% is still more preferable. SnO 2 can generate a large number of clarification gases due to the valence change of Sn ions occurring in a high temperature range. Generally, an alkali-free glass system has a higher melting point than an alkali-containing glass, so It can be preferably used. On the other hand, if the SnO 2 content is more than 1%, the devitrification resistance of the glass may be lowered. It is also possible to use the raw material for the SnO 2 as a main component as SnO 2 introduction source, but by using the elution or the like from the electrode or the like installed in a glass melting furnace, no problem be contained. Further, as will be described later, when the SnO 2 content is large, the devitrification resistance of the glass deteriorates. Therefore, considering the devitrification resistance of the glass, the SnO 2 content is 0.3% or less. It is preferable to do this.

上記ガラス組成範囲において、各成分の好ましい含有範囲を任意に組み合わせて、好ましいガラス組成範囲を選択することは当然に可能であるが、その中にあって、無アルカリガラスとして、より好ましいガラス組成範囲は、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOAs およびSb を含有しないことを特徴とする無アルカリガラスが挙げられる。 In the above glass composition range, it is naturally possible to select a preferable glass composition range by arbitrarily combining the preferable content ranges of the respective components, but there is a more preferable glass composition range as an alkali-free glass. , by weight% in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~2% MgO, CaO 5~12%, SrO 1 to 10%, ZnO 0 to 5%, alkaline earth metal oxide 11.2 to 20%, ZrO 2 0 to 0.5%, SnO 2 0.01 to 1% , and substantially alkaline An alkali-free glass characterized by not containing a metal oxide, BaO 2 , As 2 O 3, and Sb 2 O 3 may be mentioned.

無アルカリガラスの更に好ましい組成範囲として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOAs およびSb を含有しないことを特徴とする無アルカリガラスが挙げられる。また、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜11%、MgO 0〜1%、CaO 6〜11%、SrO 3〜10%、ZnO 0〜5%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスも好適である。さらに、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 57.5〜61.5%、Al 14.5〜17%、B 8.5〜11%、MgO 0〜0.5%、BaO 0〜0.6%、CaO 6〜9%、SrO 3〜7%、ZnO 0〜1%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスも好適である。これらの無アルカリガラスは、溶融性および耐失透性が優れているため、ガラス基板の生産性を顕著に高めることができるだけでなく、ガラス成形時の粘度が高いオーバーフローダウンドロー法に好適である。 As a more preferable composition range of the alkali-free glass, SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 12 to 20%, B 2 O 3 8 to 12%, MgO 0 to 2% in terms of weight% in terms of the following oxides. CaO 5-12%, SrO 1-10%, ZnO 0-5%, alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 %, SnO 2 0.01-1% Examples include alkali-free glass that contains and substantially does not contain an alkali metal oxide, BaO 2 , As 2 O 3, and Sb 2 O 3 . Further, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~11%, 0~1% MgO, CaO 6~11%, SrO 3-10%, ZnO 0-5%, alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 %, SnO 2 0.01-1% and substantially alkaline An alkali-free glass characterized by not containing a metal oxide, BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 is also suitable. Furthermore, in% by weight in terms of oxide, SiO 2 57.5~61.5%, Al 2 O 3 14.5~17%, B 2 O 3 8.5~11%, MgO 0~0. 5%, BaO 0-0.6%, CaO 6-9%, SrO 3-7%, ZnO 0-1% , alkaline earth metal oxide 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5 % Also preferred is an alkali-free glass characterized by containing 0.01 to 1% of SnO 2 and substantially free of alkali metal oxides, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 . These alkali-free glasses are excellent in meltability and devitrification resistance, so that not only can the productivity of the glass substrate be remarkably improved, but they are also suitable for the overflow down draw method with high viscosity during glass forming. .

無アルカリガラスの特に好ましい組成範囲として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 13〜17%、B 8.5〜10.5%(但し、10.5%は含まない)、MgO 0〜0.5%(但し、0.5%は含まない)、CaO 6.5〜11%、SrO 3〜7%、ZnO 0〜1%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.01〜1%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラスが挙げられる。この無アルカリガラスは、実質的にBaO、AsおよびSbを含有しないため、環境に及ぼす影響を極めて低減でき、環境に配慮した次世代のガラス基板として好適である。また、この無アルカリガラスは、実質的にBaO、AsおよびSbを含有しないため、ガラス基板のリサイクルを容易に図ることができる。 As a particularly preferable composition range of the alkali-free glass, SiO 2 55 to 65%, Al 2 O 3 13 to 17%, B 2 O 3 8.5 to 10.5% (however, expressed in terms of weight% in terms of the following oxide) 10.5% not included), MgO 0 to 0.5% (not including 0.5%), CaO 6.5 to 11%, SrO 3 to 7%, ZnO 0 to 1%, alkali Earth metal oxides 11.2-20%, ZrO 2 0-0.5%, SnO 2 0.01-1% and substantially alkali metal oxides, BaO, As 2 O 3 and Sb An alkali-free glass characterized by not containing 2 O 3 is mentioned. Since this alkali-free glass does not substantially contain BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , the influence on the environment can be extremely reduced, and it is suitable as a next-generation glass substrate considering the environment. Moreover, since this alkali-free glass does not substantially contain BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , the glass substrate can be easily recycled.

上記ガラス組成範囲において、好ましい清澄剤および好ましい特性を任意に組み合わせて、好ましいガラス組成範囲を限定することは当然に可能であるが、その中にあって、無アルカリガラスとして、実質的にアルカリ金属酸化物、SbおよびAsを含有せず、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜1%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%、SnO 0.05〜1%を基本組成として含有し、且つ歪点が630℃以上、密度が2.50g/cm未満、液相粘度が105.2dPa・s以上、102.5dPa・sにおける温度が1550℃以下の特性を有する無アルカリガラスが好適である。 In the glass composition range described above, it is naturally possible to limit the preferred glass composition range by arbitrarily combining preferred fining agents and preferred properties, and in that, as alkali-free glass, substantially alkali metal It does not contain oxide, Sb 2 O 3 and As 2 O 3 , and is expressed in terms of weight% in terms of the following oxides: SiO 2 50 to 70%, Al 2 O 3 10 to 20%, B 2 O 3 8 to 12 %, MgO 0 to 3%, CaO 4 to 15%, SrO 0 to 10%, BaO 0 to 1%, alkaline earth metal oxide 11.2 to 20%, ZrO 2 0 to 0.5%, SnO 2 It contains 0.05 to 1% as a basic composition, has a strain point of 630 ° C. or higher, a density of less than 2.50 g / cm 3 , and a liquidus viscosity of 10 5.2 dPa · s or more and 10 2.5 dPa · s. The temperature at s is 15 An alkali-free glass having a characteristic of 50 ° C. or less is preferred.

無アルカリガラスの更に好ましい態様として、実質的にアルカリ金属酸化物、SbおよびAsを含有せず、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 58〜68%、Al 14〜18%、B 9〜12%、MgO 0〜1.9%、CaO 4〜12%、SrO 1〜8%、BaO 0〜1%、アルカリ土類金属酸化物 11.2〜20%、ZrO 0〜0.5%を基本組成として含有し、且つ歪点が630℃以上、密度が2.50g/cm未満、液相粘度が1100℃以下、液相粘度が105.5dPa・s以上、102.5dPa・sにおける温度が1550℃以下、比ヤング率が29.5GPa/g・cm−3以上の特性を有する無アルカリガラスが好適である。 As a further preferred embodiment of the alkali-free glass, substantially no alkali metal oxide, Sb 2 O 3 and As 2 O 3 are contained, and SiO 2 58 to 68%, Al 2 in terms of weight% in terms of the following oxides. 10. O 3 14-18%, B 2 O 3 9-12%, MgO 0-1.9%, CaO 4-12%, SrO 1-8%, BaO 0-1%, alkaline earth metal oxide. 2 to 20%, ZrO 2 0 to 0.5% as a basic composition, a strain point of 630 ° C. or higher, a density of less than 2.50 g / cm 3 , a liquid phase viscosity of 1100 ° C. or lower, and a liquid phase viscosity of An alkali-free glass having characteristics such that the temperature at 10 5.5 dPa · s or more and 10 2.5 dPa · s is 1550 ° C. or less and the specific Young's modulus is 29.5 GPa / g · cm −3 or more is suitable.

表1〜16は、本発明の実施例(試料No.1〜10、38〜45、73〜79)を示している。表17は、本発明の比較例(試料No.80、81)を示している。なお、試料No.11〜37、46〜72は参考例である。 Tables 1 to 16 show examples of the present invention (Sample Nos. 1 to 10, 38 to 45, and 73 to 79). Table 17 shows comparative examples (sample Nos. 80 and 81) of the present invention. Sample No. Reference numerals 11 to 37 and 46 to 72 are reference examples.

Claims (16)

ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜1%、ZnO 0〜5%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物およびAsを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 50~70%, Al 2 O 3 10~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~3% MgO, CaO 4~15% , SrO 0 to 10%, BaO 0 to 1%, ZnO 0 to 5%, and containing no alkali metal oxide and As 2 O 3 substantially. ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜1%、ZnO 0〜5%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 50~70%, Al 2 O 3 10~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~3% MgO, CaO 4~15% , SrO 0 to 10%, BaO 0 to 1%, ZnO 0 to 5%, and substantially free of alkali metal oxides, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 Glass. ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 50〜70%、Al 10〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜3%、CaO 4〜15%、SrO 0〜10%、BaO 0〜0.2%、ZnO 0〜5%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物およびAsを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 50~70%, Al 2 O 3 10~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~3% MgO, CaO 4~15% , SrO 0 to 10%, BaO 0 to 0.2%, ZnO 0 to 5%, and substantially free of alkali metal oxide and As 2 O 3 . ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、RO 5〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~2% MgO, CaO 5~12% , SrO 1 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 5 to 20%, and substantially free of alkali metal oxides, BaO and As 2 O 3 . ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜12%、MgO 0〜2%、CaO 5〜12%、SrO 1〜10%、ZnO 0〜5%、RO 5〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaOおよびAsを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~12%, 0~2% MgO, CaO 5~12% , SrO 1 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 5 to 20%, and substantially free of alkali metal oxides, BaO and As 2 O 3 . ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 12〜20%、B 8〜11%、MgO 0〜1%、CaO 6〜11%、SrO 3〜10%、ZnO 0〜5%、RO 7〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 12~20%, B 2 O 3 8~11%, 0~1% MgO, CaO 6~11% , SrO 3 to 10%, ZnO 0 to 5%, RO 7 to 20%, and substantially free of alkali metal oxides, BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 Alkali-free glass. ガラス組成として、下記酸化物換算の重量%表示で、SiO 55〜65%、Al 13〜17%、B 8.5〜10.5%(但し、10.5%は含まない)、MgO 0〜0.5%(但し、0.5%は含まない)、CaO 6.5〜11.5%、SrO 3〜7%、ZnO 0〜1%、RO 7〜20%を含有し、且つ実質的にアルカリ金属酸化物、BaO、AsおよびSbを含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 As a glass composition, in percent by weight in terms of oxide, SiO 2 55~65%, Al 2 O 3 13~17%, B 2 O 3 8.5~10.5% ( however, 10.5% Not included), MgO 0 to 0.5% (excluding 0.5%), CaO 6.5 to 11.5%, SrO 3 to 7%, ZnO 0 to 1%, RO 7 to 20% And an alkali-free glass characterized by substantially not containing an alkali metal oxide, BaO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 . 請求項1〜7のいずれかに記載の無アルカリガラスによって構成され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 claim 1. 平均表面粗さ(Ra)が20Å以下であることを特徴とする請求項8に記載の無アルカリガラス基板。   9. The alkali-free glass substrate according to claim 8, wherein the average surface roughness (Ra) is 20 mm or less. うねりが0.1μm以下であることを特徴とする請求項8または9に記載の無アルカリガラス基板。   10. The alkali-free glass substrate according to claim 8, wherein the swell is 0.1 μm or less. 最大板厚と最小板厚の板厚差が20μm以下であることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to any one of claims 8 to 10, wherein a difference in plate thickness between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness is 20 µm or less. 目標板厚に対する誤差が10μm以下であることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to any one of claims 8 to 11, wherein an error with respect to the target plate thickness is 10 µm or less. ディスプレイに使用することを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載の無アルカリガラス基板。   It uses for a display, The alkali free glass substrate in any one of Claims 8-12 characterized by the above-mentioned. 液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイに使用することを特徴とする請求項8〜13のいずれかに記載の無アルカリガラス基板。   It uses for a liquid crystal display or an organic electroluminescent display, The alkali free glass substrate in any one of Claims 8-13 characterized by the above-mentioned. フラットテレビ用液晶ディスプレイに使用することを特徴とする請求項8〜14のいずれかに記載の無アルカリガラス基板。   It uses for the liquid crystal display for flat televisions, The alkali free glass substrate in any one of Claims 8-14 characterized by the above-mentioned. 請求項8〜15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、成形方法がオーバーフローダウンドロー法であ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 8 to 15, wherein the forming method is an overflow down draw method.
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