JP4016455B2 - Substrate glass composition - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットディスプレイパネル、特にプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に用いる基板用ガラス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは一般的に、基板ガラス上に金属電極、絶縁ペースト、リブペースト等を５５０〜６００℃程度の最高温度で焼成した後、対向板と周囲をフリットシールすることにより製造される。従来、このための基板ガラスとして建築用または自動車用として広く用いられるソーダ石灰ガラスが一般的に用いられてきた。
【０００３】
しかし、ソーダ石灰ガラスのガラス転移点は５３０〜５６０℃であるため、上記の最高温度で熱処理を受けると基板ガラスが変形または収縮し、寸法が著しく変化するため、対向板との電極位置合わせを精度良く実現することが難しいという課題があった。特に、生産性の高いベルト炉のような連続式の焼成炉を使用して製造する場合、焼成中にガラス板の先端と後端で温度差がつき、ガラス板が前後に非対称な寸法変化を起こすという問題があった。
【０００４】
このガラス基板の熱変形または熱収縮の問題を解決するため、熱膨張係数がソーダ石灰ガラスと近く、ガラス転移点、歪点が高いガラスが知られている（特開平３−４０９３３号、特開平７−２５７９３７号）。このようなガラスを用いると、連続式の焼成炉でＰＤＰ製造の熱処理を行っても、ソーダ石灰ガラスで問題となるような前後に非対称な寸法変化を起こしにくいため、高い精度でパネルを焼成できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年のＰＤＰの大型化により、製造工程でのハンドリングがますます困難になってきている。特に、大型基板は自重により大きな曲げ応力を受けることが多いため、わずかな傷の存在が、製造工程での割れにつながる。
また、すでに提案されている組成は、比重が大きく、部材の軽量化が困難であるという問題もある。
【０００６】
さらに、ＰＤＰに要求される画面の解像度が高まるにつれ、ガラス基板に許容される寸法変化の最大値はますます厳しくなりつつあり、さらにガラス転移点が高いガラスが求められている。
【０００７】
本発明の目的は上記欠点を解決し、高いガラス転移点を有し、かつ熱膨張係数がソーダ石灰ガラスと同等であるとともに、傷がつきにくく製造工程で割れにくい基板用ガラス組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重量表示で、
ＳｉＯ2 ５９〜７２％、
Ａｌ2 Ｏ3 １〜１５％、
ＭｇＯ ０．５％未満、
ＣａＯ ０〜１５％、
ＳｒＯ ０〜 ６％、
ＢａＯ ０〜 ５％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ３〜１９％、
Ｎａ2 Ｏ ０〜 ９％、
Ｋ2 Ｏ ４〜２１％、
Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ １０〜２２％、
ＺｒＯ2 ０．５〜１０．５％、
Ａｓ 2 Ｏ 3 ＋Ｓｂ 2 Ｏ 3 ＋Ｐ 2 Ｏ 5 ＋Ｆ＋Ｃｌ ０〜 ２％、
Ｌａ 2 Ｏ 3 ＋ＴｉＯ 2 ＋ＳｎＯ 2 ０〜 ５％、
Ｆｅ 2 Ｏ 3 ＋ＣｏＯ＋ＮｉＯ＋Ｓｅ＋Ｎｄ 2 Ｏ 3 ０〜 １％、
Ｂ 2 Ｏ 3 １．５％未満、
からなり、ＳｉＯ2 の含有割合とＡｌ2 Ｏ3 の含有割合との差が４８〜７１％であって、比重が２．６未満である基板用ガラス組成物（ただし、ＴｉＯ 2 が０．２〜５％の場合を除く）である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のガラスの組成について以下に説明する。
ＳｉＯ2 はガラスの骨格をなす成分である。含有量が５９重量％（以下％と表記する）未満では耐熱性が劣り、また傷つきやすくなる。好ましくは６３％以上である。他方、７２％超では熱膨張係数が小さくなりすぎる。好ましくは、７０％以下である。
【００１０】
Ａｌ2 Ｏ3 はガラス転移点を上げ、耐熱性を向上させるため１％以上添加される。この観点では、２％以上含有することが好ましい。他方、１５％超ではガラスの熔解性が低下する傾向がある。好ましくは１２％以下、特に好ましくは９％以下である。
【００１１】
本発明ではＭｇＯを歪点維持のため０．５％未満とする。
【００１２】
ＣａＯは必須ではないが、ガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解を促進するため含有されることができ、かかる効果を十分に得るためには０．５％以上添加することが好ましい。特に３％以上含有することが好ましい。他方、１５％超では熱膨張係数が大きくなり、かつ傷つきやすくなる傾向がある。また、失透温度が上がり、フロート法による成形温度（例えば、１０4 ポイズの粘性を有する温度）を超えやすくなるので、フロート法による成形が困難になるおそれがある。この観点では、好ましくは１３％以下である。
【００１３】
ＳｒＯは必須成分ではないが、ガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解を促進する効果があるので添加できる。しかし、６％超では傷つきやすくなるおそれがある。好ましくは、４％以下、特に好ましくは２％以下である。
【００１４】
ＢａＯは必須成分ではないが、ガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解を促進する効果があるので添加できる。しかし、５％超では傷つきやすくなるおそれがある。好ましくは２％以下である。
【００１５】
ＳｒＯとＢａＯの含有量は、ガラスが傷つきやすくなりすぎるのを抑制するため、合量で４％以下であることが好ましい。特に好ましくは３％以下である。
【００１６】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量は、ガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解しやすくするため合量で３％以上である。熔解をより容易にするため、５％以上含有することが好ましい。他方、合量で１９％超ではガラスが傷つきやすくなり、また失透温度が高くなる。この観点で、好ましくは１７％以下、特に好ましくは１６％以下である。
【００１７】
Ｎａ2 Ｏは必須ではないが、ガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解を促進する効果があるため含有できる。この場合は１％以上含有することが好ましい。他方、９％超では熱膨張係数が大きくなりすぎ、また、化学的耐久性やガラス転移点が低下し、電気抵抗が小さくなるおそれがある。この観点で好ましくは５％以下であり、特に好ましくは４％以下である。
【００１８】
Ｋ2 Ｏはガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解を促進する作用があり、かつＮａ2 Ｏほどは、化学的耐久性の劣化やガラス転移点の低下をを生じない成分であるので、４％以上含有される。９％以上含有することが好ましく、特に好ましくは１０％以上、もっとも好ましくは１１％以上含有される。他方、２１％超では熱膨張係数が大きくなりすぎ、化学的耐久性が低下する。この観点では、１６％以下であることが好ましい。
【００１９】
Ｎａ2 ＯとＫ2 Ｏとの含有量はガラスの熔解時の粘性を下げ、熔解しやすくするため合量で１０％以上である。好ましくは１２％以上含有される。他方、合量で２２％超では化学的耐久性が低下し、電気抵抗が小さくなるおそれが強い。この観点では、好ましくは１７％以下である。
【００２０】
ＺｒＯ2 はガラス転移点を上げ、また、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果があるので、０．５％以上含有される。好ましくは２％以上含有される。一方、１０．５％超ではガラスが傷つきやすくなる。この観点で好ましくは５％以下である。
【００２１】
本発明では、ＳｉＯ2 の含有量とＡｌ2 Ｏ3 の含有量との差を４８〜７１％にする。このようにして、高いガラス転移点を有するとともに傷がつきにくいガラスが得られている。好ましくは上記の差を５０％、特に好ましくは５１％以上とする。一方、熔解をより容易にするためには上記の差を７０％以下とすることが好ましい。
【００２２】
本発明によるガラスは上記成分以外にガラスの熔解性、清澄性、成形性を改善するため、Ａｓ2 Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｆ、Ｃｌを合量で２％以下添加できる。ここで、Ａｓ2 Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 はリサイクルを容易にするため、Ｐ2 Ｏ5 、Ｆ、Ｃｌはガラス転移点を高く維持するため、それぞれの含有量は０．５％以下が好ましく、より好ましくは実質的に含有されない、すなわち不純物の程度を超えない。
【００２３】
また、ガラスの化学的耐久性の向上のため、Ｌａ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 を合量で５％以下添加できる。さらに、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｓｅ、Ｎｄ2 Ｏ3 等の着色剤を添加してガラスの色調を調整できる。この着色剤の含有量は合量で１％以下が好ましい。
【００２４】
さらに、熔解性を向上するためにＢ2 Ｏ3 を添加できる。ただし、過度の添加は、熱膨張係数を低下させるので１．５％未満とすることが好ましい。フロート法による成形に悪影響を与えないようにするためには、実質的に添加しないほうがよい場合もある。
【００２５】
また、ＺｎＯを熔解性改善のために添加してもよいが、５％以上添加すると、フロートバス内で還元されて欠点を生じるおそれがある。
さらに、Ｌｉ2 Ｏを熔解性改善のために添加してもよいが、３％以上添加するとガラス転移点が低くなるおそれがある。
【００２６】
かくして得られる本発明のガラスは比重が２．６未満であり、より好ましくは２．５５以下である。また、ガラス転移点は好ましくは６００℃以上、より好ましくは、６６０℃以上である。さらに、５０〜３５０℃の平均の熱膨張係数は好ましくは７５×１０-7〜９５×１０-7／℃の範囲、より好ましくは８０×１０-7〜９０×１０-7／℃の範囲にある。
【００２７】
ガラス転移点を６６０℃以上にするために特に好ましい成分の組み合せは前記の組成範囲中で以下のようである。
重量表示で、
ＳｉＯ2 ５９〜７２％、
Ａｌ2 Ｏ3 ２〜１５％、
ＭｇＯ ０．５％未満、
ＣａＯ ３〜１３％、
ＳｒＯ ０〜 ４％、
ＢａＯ ０〜 ２％、
ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜 ４％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ５〜１７％、
Ｎａ2 Ｏ ０〜 ５％、
Ｋ2 Ｏ ９〜２１％、
Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ １０〜２２％、
ＺｒＯ2 ０．５〜１０．５％。
【００２８】
特に、本発明にかかるガラスは脆さ指標値が７４００ｍ-1/2以下であることが好ましく、より好ましくは、７３００ｍ-1/2以下である。
なお、本発明において、ガラスの脆さ指標値としてはローンらによって提案された脆さ指標値Ｂを使用する（B.R.Lawn and D.B.Marshall,J.Am.Ceram.Soc.,62[7-8]347-350(1979)）。ここで、脆さ指標値Ｂは材料のビッカース硬さＨV と破壊靭性値ＫC から式（１）により定義される。
Ｂ＝ＨV ／ＫC （１）
【００２９】
本発明で得られるガラスは、ＰＤＰ用基板として好適である。その分光透過率は４２５〜４７５ｎｍ、５１０〜５６０ｎｍ、６００〜６５０ｎｍの範囲でそれぞれ８５％以上となっていることが好ましい。これらの波長範囲での発光が効率的に表示に利用できるからである。
【００３０】
本発明のガラス基板は、例えば次のような方法で製造できる。すなわち、通常使用される各成分の原料を目標成分になるように調合し、これを熔解炉に連続的に投入し、１５００〜１６００℃に加熱して熔融する。この熔融ガラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切断することによって、透明なガラス基板を得る。
【００３１】
【実施例】
表１、表２に本発明に関する実験例を示す。なお、例１〜例６は実施例であり、例７〜例１２は比較例である。
【００３２】
各成分の原料を目標組成になるように調合し、白金るつぼを用いて１５５０〜１６５０℃に加熱し４〜５時間かけて熔融した。熔解にあたっては、白金スターラを挿入し２時間撹拌してガラスの均質化を行った。
【００３３】
以上のようにして得られたガラスの脆さ指標値、平均熱膨張係数、ガラス転移点（一部のものは歪点も）、比重を以下に示す方法で測定し、表１、表２にガラス組成とともに示した。また、一部のものについては、歪点、熔解性を示す指標である粘性が１０2 ポイズとなる温度Ｔ(logη=2) 、フロート成形のしやすさを示す指標である粘性が１０4 ポイズとなる温度Ｔ(logη=4) を併せて単位℃で示した。
【００３４】
比重：
泡を含まない約２０ｇのガラス塊をアルキメデス法によって測定する。
【００３５】
脆さ指標値（単位：ｍ-1/2）：
脆さの指標をガラスに適用する際の大きな問題は破壊靭性値ＫC が正確に評価しにくいことである。しかし、本出願人は、いくつかの手法を検討した結果、ビッカース圧子を押し込んだときにガラス表面に残る圧子の痕の大きさと痕の四隅から発生するクラックの長さとの関係から脆さを定量的に評価できることを見いだしている。その関係は式（２）により定義される。ここで、Ｐはビッカース圧子の押し込み荷重であり、ａ、ｃは、それぞれ、ビッカース圧痕の対角長および四隅から発生するクラックの長さ（圧子の痕を含む対称な２つのクラックの全長）である。各種ガラスの表面に打ち込んだビッカース圧痕の寸法と式（２）を用いて、脆さ指標値を評価する。
ｃ／ａ＝０．００５６Ｂ2/3 Ｐ1/6 （２）
【００３６】
平均熱膨張係数（単位：×10-7／℃）：
示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を測定する。測定はガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度（屈伏点）まで行い、５０〜３５０℃の平均の線熱膨張係数を算出した。
【００３７】
ガラス転移点（単位：℃）：
熱膨張曲線における屈曲点をガラス転移点とした。
【００３８】
表より明らかなように、本発明によるガラス組成物の脆さ指標値は、７４００ｍ-1/2以下であり、傷がつきにくい。熱膨張係数は７５×１０-7〜９５×１０-7／℃の範囲にあり、従来ＰＤＰ用基板として用いられていたソーダライムガラスの熱膨張係数と同程度であるため、同種のフリット材料を使用できる。また、ガラス転移点は、いずれも６００℃以上であり、大型ＰＤＰの製造において、ガラスが変形したり収縮したりする等の問題がない。比重は２．６未満であり、部材の軽量化が容易である。
【００３９】
一方、例７はガラス転移点が５５０℃であるため、ＰＤＰ製造工程でのガラスの熱変形が問題となる。例８〜１２は脆さ指標値が７４００ｍ-1/2を超えるので、傷がつきやすく、製造工程中での割れ確率が大きい。また、例８〜１２の組成物は比重が２．６以上であるので、部材の軽量化が困難である。
【００４０】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によるガラスは、傷がつきにくく、耐熱性が高く、かつソーダ石灰ガラスと同等の熱膨張係数を有するので、ＰＤＰ用基板等、かかる特性を要求する用途に好適である。また、比重が小さいので、部材の軽量化が容易である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass composition for a substrate used for a flat display panel, particularly a plasma display panel (PDP).
[0002]
[Prior art]
In general, a PDP is manufactured by firing a metal electrode, an insulating paste, a rib paste, or the like on a substrate glass at a maximum temperature of about 550 to 600 ° C., and then frit-sealing the counter plate and the periphery. Conventionally, soda lime glass widely used for building or automobiles has been generally used as the substrate glass for this purpose.
[0003]
However, since the glass transition point of soda lime glass is 530 to 560 ° C., when subjected to the heat treatment at the above maximum temperature, the substrate glass is deformed or contracted, and the dimensions change significantly. There was a problem that it was difficult to achieve with high accuracy. In particular, when manufacturing using a continuous firing furnace such as a belt furnace with high productivity, there is a temperature difference between the front and rear edges of the glass plate during firing, and the glass plate undergoes asymmetrical dimensional changes. There was a problem of waking up.
[0004]
In order to solve the problem of thermal deformation or shrinkage of the glass substrate, a glass having a thermal expansion coefficient close to that of soda-lime glass and having a high glass transition point and strain point is known (Japanese Patent Laid-Open No. 3-40933, Japanese Patent Laid-Open 7-257937). When such a glass is used, even if heat treatment for PDP production is performed in a continuous firing furnace, it is difficult to cause an asymmetrical dimensional change before and after that becomes a problem with soda-lime glass, so that the panel can be fired with high accuracy. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the recent increase in size of PDPs, handling in the manufacturing process has become increasingly difficult. In particular, a large substrate often receives a large bending stress due to its own weight, so the presence of a slight scratch leads to a crack in the manufacturing process.
Moreover, the composition already proposed has a problem that the specific gravity is large and it is difficult to reduce the weight of the member.
[0006]
Furthermore, as the screen resolution required for the PDP increases, the maximum value of the dimensional change allowed for the glass substrate is becoming stricter, and a glass having a higher glass transition point is required.
[0007]
The object of the present invention is to provide a glass composition for a substrate that solves the above-mentioned drawbacks, has a high glass transition point, has a thermal expansion coefficient equivalent to that of soda-lime glass, and is difficult to be damaged and broken in the production process. There is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a weight display,
SiO 2 59~72%,
Al 2 O 3 1-15%,
MgO less than 0.5%,
CaO 0-15%,
SrO 0-6%,
BaO 0-5%,
MgO + CaO + SrO + BaO 3-19%,
Na 2 O 0-9%,
K 2 O 4-21%,
Na 2 O + K 2 O 10-22%,
ZrO 2 0.5-10.5%,
As 2 O 3 + Sb 2 O 3 + P 2 O 5 + F + Cl 0-2%,
La 2 O 3 + TiO 2 + SnO 2 0-5%,
Fe 2 O 3 + CoO + NiO + Se + Nd 2 O 3 0 to 1%,
B 2 O 3 less than 1.5%,
A glass composition for a substrate having a difference between the content ratio of SiO 2 and the content ratio of Al 2 O 3 of 48 to 71% and a specific gravity of less than 2.6 (however, TiO 2 is 0.2 Excluding the case of ~ 5%) .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The composition of the glass of the present invention will be described below.
SiO 2 is a component forming a glass skeleton. If the content is less than 59% by weight (hereinafter referred to as “%”), the heat resistance is inferior and the film is easily damaged. Preferably it is 63% or more. On the other hand, if it exceeds 72%, the thermal expansion coefficient becomes too small. Preferably, it is 70% or less.
[0010]
Al 2 O 3 is added in an amount of 1% or more in order to increase the glass transition point and improve the heat resistance. From this viewpoint, the content is preferably 2% or more. On the other hand, if it exceeds 15%, the meltability of the glass tends to decrease. Preferably it is 12% or less, Most preferably, it is 9% or less.
[0011]
In the present invention, MgO is made less than 0.5% in order to maintain the strain point.
[0012]
CaO is not essential, but it can be contained in order to lower the viscosity during melting of the glass and promote melting, and in order to sufficiently obtain such effects, it is preferable to add 0.5% or more. It is particularly preferable to contain 3% or more. On the other hand, if it exceeds 15%, the thermal expansion coefficient tends to be large, and it tends to be easily damaged. Further, the devitrification temperature is increased, and it tends to exceed the molding temperature by the float method (for example, a temperature having a viscosity of 10 4 poise), so that the molding by the float method may be difficult. In this respect, it is preferably 13% or less.
[0013]
Although SrO is not an essential component, it can be added because it has the effect of lowering the viscosity during melting of glass and promoting melting. However, if it exceeds 6%, it tends to be easily damaged. Preferably, it is 4% or less, particularly preferably 2% or less.
[0014]
BaO is not an essential component, but it can be added because it has the effect of lowering the viscosity during glass melting and promoting melting. However, if it exceeds 5%, there is a risk of being easily damaged. Preferably it is 2% or less.
[0015]
The SrO and BaO contents are preferably 4% or less in total in order to suppress the glass from being easily damaged. Particularly preferably, it is 3% or less.
[0016]
The content of MgO, CaO, SrO and BaO is 3% or more in total in order to lower the viscosity during melting of the glass and facilitate melting. In order to make melting easier, it is preferable to contain 5% or more. On the other hand, if the total amount exceeds 19%, the glass tends to be damaged and the devitrification temperature becomes high. In this respect, it is preferably 17% or less, particularly preferably 16% or less.
[0017]
Na 2 O is not essential, but can be contained because it has the effect of lowering the viscosity at the time of melting the glass and promoting the melting. In this case, it is preferable to contain 1% or more. On the other hand, if it exceeds 9%, the thermal expansion coefficient becomes too large, the chemical durability and the glass transition point are lowered, and the electric resistance may be reduced. In this respect, it is preferably 5% or less, particularly preferably 4% or less.
[0018]
K 2 O has a function of lowering the viscosity at the time of melting the glass and promoting melting, and Na 2 O is a component that does not cause deterioration in chemical durability and lowering of the glass transition point. % Or more. The content is preferably 9% or more, particularly preferably 10% or more, and most preferably 11% or more. On the other hand, if it exceeds 21%, the thermal expansion coefficient becomes too large and the chemical durability is lowered. From this viewpoint, it is preferably 16% or less.
[0019]
The content of Na 2 O and K 2 O is 10% or more in total in order to lower the viscosity during melting of the glass and facilitate melting. Preferably it contains 12% or more. On the other hand, if the total amount exceeds 22%, the chemical durability is lowered and the electric resistance is likely to be reduced. In this respect, it is preferably 17% or less.
[0020]
ZrO 2 has an effect of raising the glass transition point and improving the chemical durability of the glass, so it is contained in an amount of 0.5% or more. Preferably it contains 2% or more. On the other hand, if it exceeds 10.5%, the glass tends to be damaged. From this viewpoint, it is preferably 5% or less.
[0021]
In the present invention, the difference between the content of SiO 2 and the content of Al 2 O 3 is set to 48 to 71%. In this way, a glass having a high glass transition point and being hardly damaged is obtained. Preferably, the difference is 50%, particularly preferably 51% or more. On the other hand, in order to make melting easier, the above difference is preferably set to 70% or less.
[0022]
In addition to the above components, the glass according to the present invention contains As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , P 2 O 5 , F and Cl in a total amount of 2% or less in order to improve the meltability, clarity and formability of the glass. it can. Here, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 facilitate recycling, and P 2 O 5 , F, and Cl maintain a high glass transition point. Therefore, each content is preferably 0.5% or less. More preferably, it is not substantially contained, i.e. does not exceed the degree of impurities.
[0023]
Further, in order to improve the chemical durability of the glass, La 2 O 3 , TiO 2 and SnO 2 can be added in a total amount of 5% or less. Furthermore, the color tone of the glass can be adjusted by adding a colorant such as Fe 2 O 3 , CoO, NiO, Se, or Nd 2 O 3 . The total content of the colorant is preferably 1% or less.
[0024]
Furthermore, B 2 O 3 can be added to improve the meltability. However, excessive addition reduces the thermal expansion coefficient, so it is preferable to make it less than 1.5%. In order not to adversely affect the molding by the float process, it may be better not to add substantially.
[0025]
In addition, ZnO may be added to improve the meltability, but if it is added in an amount of 5% or more, it may be reduced in the float bath to cause a defect.
Further, Li 2 O may be added to improve the meltability, but if added at 3% or more, the glass transition point may be lowered.
[0026]
The glass of the present invention thus obtained has a specific gravity of less than 2.6, more preferably 2.55 or less. The glass transition point is preferably 600 ° C. or higher, more preferably 660 ° C. or higher. Furthermore, the average thermal expansion coefficient of 50 to 350 ° C. is preferably in the range of 75 × 10 −7 to 95 × 10 −7 / ° C., more preferably in the range of 80 × 10 −7 to 90 × 10 −7 / ° C. is there.
[0027]
Particularly preferable combinations of components for setting the glass transition point to 660 ° C. or higher are as follows in the above composition range.
In weight display,
SiO 2 59~72%,
Al 2 O 3 2-15%,
MgO less than 0.5%,
3-13% CaO,
SrO 0-4%,
BaO 0-2%,
SrO + BaO 0-4%,
MgO + CaO + SrO + BaO 5-17%,
Na 2 O 0-5%,
K 2 O 9-21%,
Na 2 O + K 2 O 10-22%,
ZrO 2 0.5~10.5%.
[0028]
In particular, the glass according to the present invention preferably has a brittleness index value of 7400 m -1/2 or less, more preferably 7300 m -1/2 or less.
In the present invention, the brittleness index value B proposed by Lorne et al. Is used as the brittleness index value of the glass (BRLawn and DBMarshall, J. Am. Ceram. Soc., 62 [7-8] 347- 350 (1979)). Here, fragility index value B is defined from Vickers hardness H V and fracture toughness value K C of the material by the equation (1).
B = H V / K C (1)
[0029]
The glass obtained by the present invention is suitable as a substrate for PDP. The spectral transmittance is preferably 85% or more in the range of 425 to 475 nm, 510 to 560 nm, and 600 to 650 nm. This is because light emission in these wavelength ranges can be efficiently used for display.
[0030]
The glass substrate of the present invention can be produced, for example, by the following method. That is, normally used raw materials for each component are blended so as to become target components, which are continuously charged into a melting furnace and heated to 1500 to 1600 ° C. for melting. The molten glass is formed into a predetermined plate thickness by a float method, and is cooled and then cut to obtain a transparent glass substrate.
[0031]
【Example】
Tables 1 and 2 show experimental examples related to the present invention. Examples 1 to 6 are examples, and examples 7 to 12 are comparative examples.
[0032]
The raw material of each component was prepared so that it might become a target composition, it heated to 1550-1650 degreeC using the platinum crucible, and it melted | melted over 4 to 5 hours. In melting, a platinum stirrer was inserted and stirred for 2 hours to homogenize the glass.
[0033]
The brittleness index value, average thermal expansion coefficient, glass transition point (some of which are also strain points) and specific gravity of the glass obtained as described above were measured by the following methods. Shown with glass composition. In addition, for some products, the temperature T (log η = 2) at which the viscosity, which is an index indicating strain point and meltability, is 10 2 poise, and the viscosity, which is an index indicating ease of float forming, is 10 4 poise. The temperature T (log η = 4) is expressed in units of ° C.
[0034]
specific gravity:
About 20 g of glass lump containing no foam is measured by the Archimedes method.
[0035]
Brittleness index value (unit: m -1/2 ):
A major problem in applying the brittleness index to glass is that the fracture toughness value K C is difficult to accurately evaluate. However, as a result of studying several methods, the present applicant has quantified brittleness from the relationship between the size of the indenter mark remaining on the glass surface when the Vickers indenter is pushed in and the length of cracks generated from the four corners of the mark. Has been found that can be evaluated. The relationship is defined by equation (2). Here, P is the indentation load of the Vickers indenter, and a and c are the diagonal length of the Vickers indentation and the length of the crack generated from the four corners (the total length of two symmetrical cracks including the indenter trace), respectively. is there. The brittleness index value is evaluated by using the dimensions of Vickers indentation and formula (2) which are driven into the surfaces of various glasses.
c / a = 0.0056B 2/3 P 1/6 (2)
[0036]
Average coefficient of thermal expansion (unit: × 10 -7 / ° C):
A differential thermal dilatometer is used to measure the elongation of the glass when the temperature is raised from room temperature at a rate of 5 ° C./min using quartz glass as a reference sample. The measurement was performed up to a temperature (deflection point) at which the glass was softened and elongation was no longer observed, and an average linear thermal expansion coefficient of 50 to 350 ° C. was calculated.
[0037]
Glass transition point (unit: ° C):
The bending point in the thermal expansion curve was taken as the glass transition point.
[0038]
As is apparent from the table, the brittleness index value of the glass composition according to the present invention is 7400 m −1/2 or less, and is hardly scratched. The thermal expansion coefficient is in the range of 75 × 10 −7 to 95 × 10 −7 / ° C., which is similar to the thermal expansion coefficient of soda lime glass conventionally used as a substrate for PDP. Can be used. In addition, the glass transition point is 600 ° C. or higher, and there is no problem that the glass is deformed or contracted in the production of a large PDP. Specific gravity is less than 2.6, and the weight reduction of a member is easy.
[0039]
On the other hand, since the glass transition point of Example 7 is 550 ° C., thermal deformation of the glass in the PDP manufacturing process becomes a problem. In Examples 8 to 12, since the brittleness index value exceeds 7400 m −1/2 , it is easy to be damaged, and the probability of cracking in the manufacturing process is large. Moreover, since the compositions of Examples 8 to 12 have a specific gravity of 2.6 or more, it is difficult to reduce the weight of the member.
[0040]
[Table 1]
[Table 2]
【The invention's effect】
The glass according to the present invention is not easily scratched, has high heat resistance, and has a thermal expansion coefficient equivalent to that of soda lime glass, and thus is suitable for applications requiring such characteristics, such as a substrate for PDP. Further, since the specific gravity is small, it is easy to reduce the weight of the member.
Claims (7)
ＳｉＯ2 ５９〜７２％、
Ａｌ2 Ｏ3 １〜１５％、
ＭｇＯ ０．５％未満、
ＣａＯ ０〜１５％、
ＳｒＯ ０〜 ６％、
ＢａＯ ０〜 ５％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ３〜１９％、
Ｎａ2 Ｏ ０〜 ９％、
Ｋ2 Ｏ ４〜２１％、
Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ １０〜２２％、
ＺｒＯ2 ０．５〜１０．５％、
Ａｓ 2 Ｏ 3 ＋Ｓｂ 2 Ｏ 3 ＋Ｐ 2 Ｏ 5 ＋Ｆ＋Ｃｌ ０〜 ２％、
Ｌａ 2 Ｏ 3 ＋ＴｉＯ 2 ＋ＳｎＯ 2 ０〜 ５％、
Ｆｅ 2 Ｏ 3 ＋ＣｏＯ＋ＮｉＯ＋Ｓｅ＋Ｎｄ 2 Ｏ 3 ０〜 １％、
Ｂ 2 Ｏ 3 １．５％未満、
からなり、ＳｉＯ2 の含有割合とＡｌ2 Ｏ3 の含有割合との差が４８〜７１％であって、比重が２．６未満である基板用ガラス組成物（ただし、ＴｉＯ 2 が０．２〜５％の場合を除く）。In weight display,
SiO 2 59~72%,
Al 2 O 3 1-15%,
MgO less than 0.5%,
CaO 0-15%,
SrO 0-6%,
BaO 0-5%,
MgO + CaO + SrO + BaO 3-19%,
Na 2 O 0-9%,
K 2 O 4-21%,
Na 2 O + K 2 O 10-22%,
ZrO 2 0.5-10.5%,
As 2 O 3 + Sb 2 O 3 + P 2 O 5 + F + Cl 0-2%,
La 2 O 3 + TiO 2 + SnO 2 0-5%,
Fe 2 O 3 + CoO + NiO + Se + Nd 2 O 3 0 to 1%,
B 2 O 3 less than 1.5%,
A glass composition for a substrate having a difference between the content ratio of SiO 2 and the content ratio of Al 2 O 3 of 48 to 71% and a specific gravity of less than 2.6 (however, TiO 2 is 0.2 Except for ~ 5%) .
ＳｉＯ2 ５９〜７２％、
Ａｌ2 Ｏ3 ２〜１５％、
ＭｇＯ ０．５％未満、
ＣａＯ ３〜１３％、
ＳｒＯ ０〜 ４％、
ＢａＯ ０〜 ２％、
ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜 ４％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ５〜１７％、
Ｎａ2 Ｏ ０〜 ５％、
Ｋ2 Ｏ ９〜２１％、
Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ １０〜２２％、
ＺｒＯ2 ０．５〜１０．５％、
Ａｓ 2 Ｏ 3 ＋Ｓｂ 2 Ｏ 3 ＋Ｐ 2 Ｏ 5 ＋Ｆ＋Ｃｌ ０〜 ２％、
Ｌａ 2 Ｏ 3 ＋ＴｉＯ 2 ＋ＳｎＯ 2 ０〜 ５％、
Ｆｅ 2 Ｏ 3 ＋ＣｏＯ＋ＮｉＯ＋Ｓｅ＋Ｎｄ 2 Ｏ 3 ０〜 １％、
Ｂ 2 Ｏ 3 １．５％未満、
からなる請求項１、２、３または４記載の基板用ガラス組成物。In weight display,
SiO 2 59~72%,
Al 2 O 3 2-15%,
MgO less than 0.5%,
3-13% CaO,
SrO 0-4%,
BaO 0-2%,
SrO + BaO 0-4%,
MgO + CaO + SrO + BaO 5-17%,
Na 2 O 0-5%,
K 2 O 9-21%,
Na 2 O + K 2 O 10-22%,
ZrO 2 0.5-10.5%,
As 2 O 3 + Sb 2 O 3 + P 2 O 5 + F + Cl 0-2%,
La 2 O 3 + TiO 2 + SnO 2 0-5%,
Fe 2 O 3 + CoO + NiO + Se + Nd 2 O 3 0 to 1%,
B 2 O 3 less than 1.5%,
The glass composition for substrates according to claim 1, 2, 3 or 4.
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