JP4972946B2 - Substrate glass for display devices - Google Patents

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    • C03C3/087Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Description

本発明は、耐熱性・耐久性に優れるガラス組成物に関する。例えばPDP(プラズマディスプレイパネル)、FED(フィールドエミッションディスプレイ)やLCD(液晶ディスプレイ)等のフラットパネルディスプレイ装置用基板ガラスとして好適なディスプレイ装置用基板ガラスに関する。   The present invention relates to a glass composition having excellent heat resistance and durability. For example, the present invention relates to a substrate glass for a display device suitable as a substrate glass for a flat panel display device such as a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), or a liquid crystal display (LCD).

従来、PDP製造分野においては高歪点ガラス、LCD製造分野においては無アルカリガラスが使用されてきた。   Conventionally, high strain point glass has been used in the PDP manufacturing field, and alkali-free glass has been used in the LCD manufacturing field.

例えば、PDP製造分野においては、ソーダライムシリカガラスと同様なアルカリ・アルカリ土類・シリカ系ガラスが使用され、そのガラスは熱膨張係数がソーダライムシリカガラスと近似し、歪点が550℃を越え、あるいは600℃を超えるような高歪点ガラスである(特許文献1〜3参照)。これらのガラスを用いた基板は、ディスプレイパネルの製造工程において、熱膨張係数がソーダライムシリカガラスに近いため、熱収縮が大きく、パネル製造工程において熱変形が多いという問題点がある。   For example, in the PDP manufacturing field, alkali / alkaline earth / silica glass similar to soda lime silica glass is used, which has a thermal expansion coefficient close to that of soda lime silica glass and a strain point exceeding 550 ° C. Or high strain point glass exceeding 600 ° C. (see Patent Documents 1 to 3). Substrates using these glasses have a problem in that the thermal expansion coefficient is close to that of soda lime silica glass in the manufacturing process of the display panel, so that the thermal contraction is large and the thermal deformation is large in the panel manufacturing process.

一方、LCD製造分野においては、アルカリ金属酸化物を含まない無アルカリガラスが使用されている。これはLCD製造工程中の各種熱処理中にガラスから電極側へアルカリイオンが移動するのを嫌うためである。このようなガラスを用いた基板は、ディスプレイパネルの製造工程において、30〜300℃における平均線膨張係数が40×10−7/℃以下と小さく、歪点も640℃以上と高いため、熱収縮が小さい(特許文献4,5参照)。
特開平10−045423号公報 特開平11−240735号公報 特開2000−103638号公報 特開2002−029776号公報 特開2002−308643号公報
On the other hand, in the LCD manufacturing field, alkali-free glass containing no alkali metal oxide is used. This is because it dislikes the movement of alkali ions from the glass to the electrode side during various heat treatments during the LCD manufacturing process. Since the substrate using such glass has a small average linear expansion coefficient at 30 to 300 ° C. of 40 × 10 −7 / ° C. or less and a high strain point of 640 ° C. or more in the display panel manufacturing process, the heat shrinkage is caused. Is small (see Patent Documents 4 and 5).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-045423 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-240735 JP 2000-103638 A JP 2002-029776 A JP 2002-308643 A

前述した例えば特開平10−045423号公報、特開平11−240735号公報、特開2000−103638号公報等に記載の高歪点ガラスは、ディスプレイパネルの製造工程において、熱膨張係数がソーダライムシリカガラスに近いため、熱収縮が大きく、パネル製造工程において熱変形が多いという問題点がある。   The high strain point glass described in, for example, JP-A-10-045423, JP-A-11-240735, JP-A-2000-103638, etc. has a thermal expansion coefficient of soda lime silica in the display panel manufacturing process. Since it is close to glass, there is a problem that thermal shrinkage is large and thermal deformation is large in the panel manufacturing process.

また、特開2002−029776号公報、特開2002−308643号公報等に記載されている、所謂無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物を含まないため溶融温度が1590℃あるいはそれ以上にもなることから主にフュージョン法で生産されており、生産性が悪いという問題点がある。   In addition, so-called alkali-free glass described in JP-A-2002-029776, JP-A-2002-308643 and the like does not contain an alkali metal oxide, so that the melting temperature is 1590 ° C. or higher. Is mainly produced by the fusion method, and there is a problem that productivity is poor.

本発明のガラスは上記不具合を解消するために、熱膨張係数が高歪点ガラスよりも低く、無アルカリガラスよりも高いガラスである。PDP製造工程においてこのガラスを用いた基板は、熱膨張係数が低いために熱変形が少なく、またパネルを構成する他の部材との熱膨張の整合性も低い分には大きな問題とはならない。さらに、歪点が従来の高歪点ガラスの580℃よりも高い615℃以上を示すため、ディスプレイパネル製造工程において各種熱処理を行う際、従来のガラスよりも基板の反りや収縮が起こりにくい。   In order to eliminate the above problems, the glass of the present invention is a glass having a thermal expansion coefficient lower than that of the high strain point glass and higher than that of the alkali-free glass. The substrate using this glass in the PDP manufacturing process has a low thermal expansion coefficient, so that there is little thermal deformation, and the thermal expansion consistency with other members constituting the panel is not a big problem. Further, since the strain point is 615 ° C. or higher, which is higher than 580 ° C. of the conventional high strain point glass, the substrate is less likely to warp or shrink than the conventional glass when performing various heat treatments in the display panel manufacturing process.

一方、LCD製造工程においてこのガラスを用いた場合も、上と同様の理由で基板の反りや収縮が起こりにくい上、アルカリイオンが溶出しにくい特性を有するために熱処理中のアルカリイオンの移動が抑制される。また、LCD業界はコスト面からいかに大きなガラス基板を扱えるかが最も重要な課題であるが、本発明のガラスは溶融温度が従来の高歪点ガラス程度でFL法での製造に適しているため、生産性が高く、大面積化も容易である。   On the other hand, even when this glass is used in the LCD manufacturing process, the substrate is not easily warped or contracted for the same reason as described above, and alkali ions are less likely to elute so that the movement of alkali ions during heat treatment is suppressed. Is done. The most important issue for LCD industry is how large glass substrates can be handled in terms of cost, but the glass of the present invention has a melting temperature comparable to that of conventional high strain point glass and is suitable for manufacturing by the FL method. High productivity and easy area enlargement.

以上のことから、本発明のガラスは高歪点ガラス基板と無アルカリガラス基板の問題点をそれぞれ改善でき、かつ中間的な特性を持つため、両方に使用することが出来るものである。   From the above, the glass of the present invention can improve the problems of the high strain point glass substrate and the non-alkali glass substrate, respectively, and has intermediate characteristics, so that it can be used for both.

本発明は、実質的に重量%表示で、SiOが52〜59、Alが3〜12、NaOが2.0〜3.5、KOが0.3〜1.5、RO(ただし、RはLi、Na、K)が2.5〜4、NaO/ROが0.55〜0.88、MgOが3〜5.5、CaOが4〜8、SrOが5〜11、BaOが9〜17、R’O(ただし、R’はMg、Ca、Sr、Ba)が25〜32、ZrOが1〜4.5であるディスプレイ装置用基板ガラスである。 The present invention is substantially expressed by weight%, SiO 2 is 52 to 59, Al 2 O 3 is 3 to 12, Na 2 O is 2.0 to 3.5, and K 2 O is 0.3 to 1. 5, R 2 O (where R is Li, Na, K) is 2.5 to 4, Na 2 O / R 2 O is 0.55 to 0.88, MgO is 3 to 5.5, and CaO is 4 to 8, SrO is 5 to 11, BaO is 9 to 17, R'O (provided that, R 'is Mg, Ca, Sr, Ba) is 25 to 32, ZrO 2 is for a display apparatus is from 1 to 4.5 It is substrate glass.

また、30〜300℃における平均線膨張係数が(60〜65)×10−7/℃であることを特徴とする上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。 Moreover, it is said substrate glass for display apparatuses characterized by the average linear expansion coefficient in 30-300 degreeC being (60-65) * 10 < -7 > / degreeC.

また、歪点が615℃以上であることを特徴とする上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。   Moreover, it is said substrate glass for display apparatuses characterized by a strain point being 615 degreeC or more.

また、ヤング率が78〜88GPaであることを特徴とする、上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。   Moreover, it is said substrate glass for display apparatuses characterized by having a Young's modulus of 78 to 88 GPa.

また、破壊靱性KICが0.6MPa・m1/2以上であることを特徴とする上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。 Further, the substrate glass for a display device described above, wherein the fracture toughness K IC is 0.6 MPa · m 1/2 or more.

また、密度が3.0g/cm以下であることを特徴とする、上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。 Moreover, it is said substrate glass for display apparatuses characterized by a density being 3.0 g / cm < 3 > or less.

また、溶融温度(粘性がlogη=2.0の時の温度(℃))が1535℃以下であることを特徴とする上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。   The above-mentioned substrate glass for a display device is characterized in that the melting temperature (temperature (° C.) when the viscosity is log η = 2.0) is 1535 ° C. or less.

さらに、JIS R 3502規格のアルカリ溶出試験において、NaO換算したアルカリ溶出量が0.01(mg/50mL)以下であることを特徴とする、上記のディスプレイ装置用基板ガラスである。 Furthermore, in the alkali elution test of the JIS R 3502 standard, the alkali elution amount converted to Na 2 O is 0.01 (mg / 50 mL) or less.

本発明によれば、高歪点ガラス基板と無アルカリガラス基板の中間的な性質のガラス基板を得ることが出来るため、両者の問題点をそれぞれ改善でき、両方に使用することが出来るガラス基板を得ることが出来る。   According to the present invention, since a glass substrate having an intermediate property between a high strain point glass substrate and a non-alkali glass substrate can be obtained, both problems can be improved and a glass substrate that can be used for both can be obtained. Can be obtained.

本発明において、熱膨張係数および歪点はガラスの耐熱性を示す特性であり、熱膨張係数は65×10−7/℃を越えると、ディスプレイパネルの製造工程において熱変形が大きくなりすぎるため不適である。したがって、65×10−7/℃以下が適当である。また、歪点も低いとディスプレイパネル製造工程において熱変形が大きくなりすぎるため、615℃以上が適当である。 In the present invention, the thermal expansion coefficient and strain point are characteristics indicating the heat resistance of glass. If the thermal expansion coefficient exceeds 65 × 10 −7 / ° C., thermal deformation becomes too large in the display panel manufacturing process, which is not suitable. It is. Therefore, 65 × 10 −7 / ° C. or less is appropriate. In addition, if the strain point is low, thermal deformation becomes excessive in the display panel manufacturing process, so 615 ° C. or higher is appropriate.

また、本発明において破壊靭性KICが0.6MPa・m1/2以上であることおよび、ヤング率が78〜88GPaであることが望ましい。これらの特性はガラスの割れやすさに関係し、これらの範囲外では、ディスプレイ装置の製造工程中で割れやすい問題が出てくる。 In the present invention, the fracture toughness K IC is preferably 0.6 MPa · m 1/2 or more, and the Young's modulus is preferably 78 to 88 GPa. These characteristics are related to the fragility of the glass. Outside these ranges, there is a problem that the glass is easily broken during the manufacturing process of the display device.

また、本発明において密度は3.0g/cm以下であることが望ましい。密度が3.0g・cmを越えるとディスプレイ装置の軽量化ができなくなる。 In the present invention, the density is desirably 3.0 g / cm 3 or less. If the density exceeds 3.0 g · cm 3 , the display device cannot be reduced in weight.

また、本発明において溶融温度(粘性がlogη=2.0の時の温度(℃))が1535℃以下であることが望ましい。溶融温度はガラス基板の成形のしやすさに関係し、1535℃を越えると、成形しにくいか、もしくはフュージョン法等の生産性の悪い成形手段が必要となってくるからである。   In the present invention, the melting temperature (temperature (° C.) when the viscosity is log η = 2.0) is preferably 1535 ° C. or less. This is because the melting temperature is related to the ease of molding of the glass substrate, and if it exceeds 1535 ° C., molding is difficult, or molding means with poor productivity such as a fusion method is required.

さらに、本発明において、アルカリ溶出量はガラスの耐久性を示す特性であり、多くなると製造工程内で基板の劣化が起こる。従って、0.01mg/50mL以下とする。   Furthermore, in the present invention, the amount of alkali elution is a characteristic indicating the durability of glass, and when it increases, the substrate deteriorates within the production process. Therefore, it is 0.01 mg / 50 mL or less.

また本発明の成分系において、SiOはガラスの主成分であり、重量%において52%未満ではガラスの耐熱性または化学的耐久性を悪化させる。他方、59%を超えるとガラス融液の高温粘度が高くなり、ガラス成形が困難となる。また、ガラスの線膨張係数が小さくなり過ぎて、ディスプレイパネルを構成する他の部材との整合性が悪くなる。従って52〜59%、好ましくは52〜56%の範囲とする。 In the component system of the present invention, SiO 2 is a main component of glass, and if it is less than 52% by weight, the heat resistance or chemical durability of the glass is deteriorated. On the other hand, if it exceeds 59%, the high-temperature viscosity of the glass melt becomes high and glass molding becomes difficult. Moreover, the linear expansion coefficient of glass becomes too small, and the compatibility with other members constituting the display panel is deteriorated. Therefore, the range is 52 to 59%, preferably 52 to 56%.

Alは、歪点を高くし、密度を低くする成分である。重量%において3%未満ではガラスの耐熱性または化学的耐久性を悪化させる。他方、12%を超えるとガラスの失透傾向が大きくなり、溶融ガラスの成形が困難になる。従って3〜12%の範囲である。 Al 2 O 3 is a component that increases the strain point and decreases the density. If the weight percentage is less than 3%, the heat resistance or chemical durability of the glass deteriorates. On the other hand, if it exceeds 12%, the tendency of devitrification of the glass becomes large, and it becomes difficult to mold molten glass. Therefore, it is 3 to 12% of range.

NaOは、KOとともにガラス溶解時の融剤として作用する。重量%において2.0%未満ではガラス融液の高温粘度が高くなり、ガラス成形が困難となる。他方、3.5%を超えると熱膨張係数が大きくなる。従って2.0〜3.5%の範囲とする。 Na 2 O acts as a flux at the time of glass melting together with K 2 O. If the weight percentage is less than 2.0%, the high-temperature viscosity of the glass melt increases and glass molding becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 3.5%, the thermal expansion coefficient becomes large. Therefore, the range is 2.0 to 3.5%.

Oは、NaOと同様の作用効果を示す。重量%において0.3%未満ではガラス融液の高温粘度が高くなり、ガラス成形が困難となる。他方、1.5%を超えると熱膨張係数が増加する。従って、0.3〜1.5%の範囲とする。 K 2 O exhibits the same effect as Na 2 O. If the weight percent is less than 0.3%, the high-temperature viscosity of the glass melt becomes high and glass molding becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the thermal expansion coefficient increases. Therefore, the range is 0.3 to 1.5%.

前記アルカリ成分(NaO、KO)の量に関して、その合量を重量%において2.5〜4%にすることにより、線熱膨張係数、高温粘度および失透温度を適切な範囲に維持することができる。アルカリ成分の合量が2.5%未満ではガラス融液の高温粘度が高くなり、ガラス成形が困難となる。またガラスの失透傾向が増大する。4%を超えると熱膨張係数が増加し過ぎる。従って、2.5〜4%の範囲とするものである。 With respect to the amount of the alkali component (Na 2 O, K 2 O), the linear thermal expansion coefficient, the high temperature viscosity, and the devitrification temperature are within appropriate ranges by setting the total amount to 2.5 to 4% by weight. Can be maintained. If the total amount of the alkali components is less than 2.5%, the high-temperature viscosity of the glass melt becomes high, and glass molding becomes difficult. Further, the tendency of glass to devitrify increases. If it exceeds 4%, the thermal expansion coefficient increases excessively. Therefore, the range is 2.5 to 4%.

MgOは、ガラス溶解時の溶融ガラスの粘度を下げる作用を有する。重量%において3%未満ではガラス融液の高温粘度が高くなり、ガラス成形が困難となる。他方、5.5%を超えるとガラスの失透傾向が増大し溶融ガラスの成形が困難になる。従って3〜5.5%の範囲とする。   MgO has the effect | action which lowers | hangs the viscosity of the molten glass at the time of glass melting. If the weight percentage is less than 3%, the high-temperature viscosity of the glass melt increases and glass molding becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 5.5%, the tendency of devitrification of the glass increases and it becomes difficult to mold the molten glass. Therefore, the range is 3 to 5.5%.

CaOは、ガラス溶解時の溶融ガラスの粘度を下げる作用を有すると共に、ガラスの熱膨張係数を上昇させる作用を有する。重量%において4%未満ではガラスの熱膨張係数が低くなりすぎる。他方、8%を超えると失透傾向が大きくなり、溶融ガラスの成形が困難になる。従って4〜8%の範囲とする。   CaO has the effect of lowering the viscosity of the molten glass at the time of melting the glass and the effect of increasing the thermal expansion coefficient of the glass. If the weight percentage is less than 4%, the thermal expansion coefficient of the glass is too low. On the other hand, if it exceeds 8%, the tendency of devitrification increases, and it becomes difficult to mold molten glass. Therefore, the range is 4 to 8%.

SrOは、必須成分ではないが、CaOとの共存下でガラス融液の高温粘度を下げて失透の発生を抑制する作用を有する。重量%において5%未満ではガラス融液の高温粘度が高くなり、ガラス成形が困難となる。他方、11%を超えると密度が高くなり過ぎるので、5〜11%以下の範囲が望ましい。   SrO is not an essential component, but has the effect of suppressing the occurrence of devitrification by lowering the high-temperature viscosity of the glass melt in the presence of CaO. If the weight percentage is less than 5%, the high-temperature viscosity of the glass melt increases and glass molding becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 11%, the density becomes too high, so a range of 5 to 11% or less is desirable.

BaOは、必須成分ではないが、ガラス融液の失透傾向を抑制する作用を有すると共にヤング率を下げる効果がある。重量%において9%未満ではガラスの失透傾向が大きくなり、溶融ガラスの成形が困難になる。17%を超えると密度が上昇するので、9〜17%以下の範囲が望ましい。   BaO is not an essential component, but has the effect of suppressing the devitrification tendency of the glass melt and has the effect of lowering the Young's modulus. If the weight percentage is less than 9%, the tendency of the glass to devitrify becomes large, and it becomes difficult to mold the molten glass. Since density will rise when it exceeds 17%, the range of 9-17% or less is desirable.

さらに、上記組成範囲内において、二価の金属酸化物RO(Rは、Mg、Ca、Sr、Ba)の合計量を重量%において25〜32%の範囲とすることによって、ガラスの溶融性を良好な範囲に維持しつつ、粘度―温度勾配を適度としてガラスの成形性を良好とし、耐熱性、化学的耐久性等に優れ、適切な範囲の熱膨張係数を有するガラスを得ることができる。ROの合計が25%未満では、高温粘度が上昇してガラスの溶融と成形が困難となる。また、歪点が下がり過ぎる上に、熱膨張係数が低下する。一方、32%を超えると、特に密度が上昇するとともに失透傾向が増大し、化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は、27〜31%である。   Further, within the above composition range, the total amount of the divalent metal oxide RO (R is Mg, Ca, Sr, Ba) is in the range of 25 to 32% by weight%, thereby improving the meltability of the glass. While maintaining in a good range, a glass having a suitable viscosity-temperature gradient and good glass moldability, excellent heat resistance, chemical durability and the like, and having an appropriate range of thermal expansion coefficient can be obtained. If the total RO is less than 25%, the high-temperature viscosity increases and it becomes difficult to melt and mold the glass. In addition, the strain point is lowered too much and the thermal expansion coefficient is lowered. On the other hand, if it exceeds 32%, the density increases, the tendency to devitrification increases, and the chemical durability decreases. A more preferable range is 27 to 31%.

ZrOは、ガラスの歪点を上昇させ、またガラスの化学的耐久性を向上させる効果を有する。重量%において1%未満ではガラスの歪点が所望の範囲を維持できなくなる。4.5%を超えると密度が上昇し、いずれも所望の値が維持できなくなる。従って1〜4.5%、好ましくは1〜4.5%の範囲とする。 ZrO 2 has the effect of increasing the strain point of the glass and improving the chemical durability of the glass. If the weight percentage is less than 1%, the strain point of the glass cannot maintain the desired range. If it exceeds 4.5%, the density increases, and any desired value cannot be maintained. Therefore, it is 1 to 4.5%, preferably 1 to 4.5%.

本発明の好ましい態様のガラスは実質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を合量で重量%において1%まで含有してもよい。たとえば、ガラスの溶解、清澄、成形性の改善のためにSO、Cl、F、As等を合量で1%まで含有してもよい。また、ガラスを着色するためにFe、CoO、NiO等を合量で1%まで含有してもよい。さらに、PDPにおける電子線ブラウニング防止等のためにTiOおよびCeOをそれぞれ1%まで、合量で1%まで含有してもよい。 The glass of the preferred embodiment of the present invention consists essentially of the above components, but may contain other components in a total amount of up to 1% by weight within a range not impairing the object of the present invention. For example, a total amount of SO 3 , Cl, F, As 2 O 3 and the like may be contained up to 1% in order to improve melting, fining, and moldability of glass. Further, Fe 2 O 3 to color the glass, CoO, may contain NiO, etc. up to 1% in total. Further, in order to prevent electron beam browning in the PDP, TiO 2 and CeO 2 may each be contained up to 1%, and the total amount may be contained up to 1%.

以下、実施例により説明する。   Hereinafter, an example explains.

珪砂、酸化アルミニウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、炭酸カリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウムおよび珪酸ジルコニウムよりなる調合原料を白金ルツボに充填し、電気炉内で1500〜1600℃、約6時間加熱溶融した。加熱溶融の途中で白金棒によりガラス融液を攪拌してガラスを均質化させた。   A prepared raw material consisting of silica sand, aluminum oxide, sodium carbonate, sodium sulfate, potassium carbonate, magnesium oxide, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate and zirconium silicate is filled in a platinum crucible, and 1500-1600 ° C., about 6 in an electric furnace. It was melted by heating for hours. During the heating and melting, the glass melt was stirred with a platinum rod to homogenize the glass.

次に、溶融ガラスを鋳型に流し込み、ガラスブロックとし、550〜650℃に保持した電気炉に移入して該炉内で徐冷した。得られたガラス試料は泡や脈理の無い均質なものであった。   Next, the molten glass was poured into a mold to form a glass block, which was transferred to an electric furnace maintained at 550 to 650 ° C. and gradually cooled in the furnace. The obtained glass sample was homogeneous without bubbles or striae.

原料調合に基づくガラスの組成(酸化物換算)を表1に示す。これらのガラスについて、30〜300℃の平均線膨張係数(10−7/℃)、溶融温度・作業温度(℃)、歪点(℃)、密度(g/cm)、ヤング率(GPa)、破壊靱性KIC(MPa・m1/2)およびアルカリ溶出量(mg)を以下の方法により測定した。 Table 1 shows the glass composition (as oxide) based on the raw material formulation. For these glasses, an average linear expansion coefficient (10 −7 / ° C.) of 30 to 300 ° C., melting temperature / working temperature (° C.), strain point (° C.), density (g / cm 3 ), Young's modulus (GPa) The fracture toughness K IC (MPa · m 1/2 ) and the alkali elution amount (mg) were measured by the following methods.

膨張係数は、熱機械分析装置TMA8310(理学電機(株)製)を用いて30〜300℃における平均線膨張係数を測定した。溶融温度・作業温度は球引き上げ粘度計(オプト企業製)を用いて球引き上げ法によりlogη=2.0、4.0の温度をそれぞれ溶融温度・作業温度として測定した。歪点は、JIS R3103−2の規定に基づくビーム曲げ法により測定した。密度は、泡の無いガラス(約50g)を用いてアルキメデス法により測定した。ヤング率は、シングアラウンド式音波測定装置UVM―2(超音波工業(株)製)を用いて測定した。破壊靱性は、微小硬さ試験機HM((株)アカシ製)を用いて、JIS R 1607に記載のファインセラミックスの破壊靱性試験方法(圧子圧入法)により算出した。アルカリ溶出量はJIS R 3502に記載のアルカリ溶出試験法により測定した。   The expansion coefficient measured the average linear expansion coefficient in 30-300 degreeC using the thermomechanical analyzer TMA8310 (Rigaku Denki Co., Ltd. product). Melting temperature and working temperature were measured by a ball pulling method using a ball pulling viscometer (manufactured by Opto Corporation), with log η = 2.0 and 4.0 as melt temperature and working temperature, respectively. The strain point was measured by a beam bending method based on JIS R3103-2. The density was measured by the Archimedes method using glass without bubbles (about 50 g). The Young's modulus was measured using a single-around type acoustic wave measuring device UVM-2 (manufactured by Ultrasonic Industry Co., Ltd.). Fracture toughness was calculated by a fine ceramic fracture toughness test method (indentation press-in method) described in JIS R 1607 using a microhardness tester HM (manufactured by Akashi Co., Ltd.). The alkali elution amount was measured by an alkali elution test method described in JIS R 3502.

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(結果)
表1中の実施例1〜6、表2中の実施例7〜11は本発明におけるガラスであり、表3中の比較例1はソーダライムシリカガラスである。比較例2、3は従来の高歪点ガラスであり、比較例4は従来の無アルカリガラスである。
(result)
Examples 1 to 6 in Table 1 and Examples 7 to 11 in Table 2 are glasses in the present invention, and Comparative Example 1 in Table 3 is soda lime silica glass. Comparative Examples 2 and 3 are conventional high strain point glasses, and Comparative Example 4 is a conventional alkali-free glass.

比較例1のソーダライムシリカガラスおよび比較例2、3の高歪点ガラスにおいては、密度、ヤング率および破壊靭性が適切の値であるものの、熱膨張係数がいずれも65×10−7/℃以上であり、アルカリ溶出量が0.01mgよりも多い。また、比較例4の無アルカリガラスにおいては、密度、歪点が適切の値であるものの、熱膨張係数が60×10−7/℃以下であり、溶融温度が1590℃以上である。 In the soda-lime silica glass of Comparative Example 1 and the high strain point glasses of Comparative Examples 2 and 3, the density, Young's modulus, and fracture toughness are appropriate values, but the thermal expansion coefficients are all 65 × 10 −7 / ° C. The amount of alkali elution is greater than 0.01 mg. Further, in the alkali-free glass of Comparative Example 4, although the density and strain point are appropriate values, the thermal expansion coefficient is 60 × 10 −7 / ° C. or lower, and the melting temperature is 1590 ° C. or higher.

これらに対して実施例1〜11のガラスは、熱膨張係数が60〜65×10−7/℃の範囲内である上に、密度、歪点、溶融温度、破壊靭性値、ヤング率とアルカリ溶出量が所望の値である。従って、本願発明のガラスは、従来の高歪点ガラスと同等の密度、歪点、破壊靭性値およびヤング率を有する上に、熱膨張係数が高歪点ガラスよりも低いことから、従来の高歪点ガラスに較べて、ディスプレイパネル製造工程における熱処理工程でのガラス基板の熱変形が少なく、また熱応力の発生が小さいことは明白である。 On the other hand, the glasses of Examples 1 to 11 have a thermal expansion coefficient in the range of 60 to 65 × 10 −7 / ° C., and also have a density, strain point, melting temperature, fracture toughness value, Young's modulus and alkali. The elution amount is a desired value. Accordingly, the glass of the present invention has the same density, strain point, fracture toughness value and Young's modulus as the conventional high strain point glass, and has a lower thermal expansion coefficient than the high strain point glass. As compared with the strain point glass, it is obvious that the thermal deformation of the glass substrate in the heat treatment process in the display panel manufacturing process is small and the generation of thermal stress is small.

また、従来の無アルカリガラスに比べて、ディスプレイパネル製造工程における熱処理工程でのガラス基板の熱変形は同等程度である上、アルカリイオンが溶出しにくく、FL法で製造できるため、生産性が向上し、かつ大面積化が容易であることは明白である。   Compared to conventional alkali-free glass, the thermal deformation of the glass substrate in the heat treatment process in the display panel manufacturing process is comparable, and alkali ions are less likely to elute and can be manufactured by the FL method, improving productivity. However, it is obvious that the area can be easily increased.

本発明は、PDPやLCD等の従来のディスプレイパネル用途だけでなく、熱処理工程の必要な電子材料分野全体に利用できるものである。   The present invention can be used not only for conventional display panel applications such as PDP and LCD, but also in the entire electronic material field requiring a heat treatment process.

Claims (8)

実質的に重量%表示で、SiOが52〜59、Alが3〜12、NaOが2.0〜3.5、KOが0.3〜1.5、RO(ただし、RはLi、Na、K)が2.5〜4、NaO/ROが0.55〜0.88、MgOが3〜5.5、CaOが4〜8、SrOが5〜11、BaOが9〜17、R’O(ただし、R’はMg、Ca、Sr、Ba)が25〜32、ZrOが1〜4.5であるディスプレイ装置用基板ガラス。 Substantially expressed by weight%, SiO 2 is 52 to 59, Al 2 O 3 is 3 to 12, Na 2 O is 2.0 to 3.5, K 2 O is 0.3 to 1.5, R 2 O (wherein, R is Li, Na, K) is 2.5~4, Na 2 O / R 2 O is from 0.55 to .88, MgO is 3 to 5.5, CaO is 4 to 8, SrO 5 to 11, BaO 9 to 17, R′O (where R ′ is Mg, Ca, Sr, Ba) 25 to 32, and ZrO 2 1 to 4.5. 30〜300℃における平均線膨張係数が(60〜65)×10−7/℃であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 The average linear expansion coefficient in 30-300 degreeC is (60-65) * 10 < -7 > / degreeC, The substrate glass for display apparatuses of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 歪点が615℃以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 3. The substrate glass for a display device according to claim 1, wherein the strain point is 615 [deg.] C. or higher. ヤング率が78〜88GPaであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 The substrate glass for a display device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the Young's modulus is 78 to 88 GPa. 破壊靱性KICが0.6MPa・m1/2以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 The substrate glass for a display device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fracture toughness K IC is 0.6 MPa · m 1/2 or more. 密度が3.0g/cm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 The substrate glass for a display device according to any one of claims 1 to 5, wherein a density is 3.0 g / cm 3 or less. 溶融温度(粘性がlogη=2.0の時の温度(℃))が1535℃以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 Melting temperature (temperature at the viscosity logη = 2.0 (℃)) is a display device substrate glass according to any one of claims 1 to 6, wherein not more than 1535 ° C.. JIS R 3502規格のアルカリ溶出試験において、NaO換算したアルカリ溶出量が0.01(mg/50mL)以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のディスプレイ装置用基板ガラス。 The substrate for display device according to any one of claims 1 to 7 , wherein an alkali elution amount converted to Na 2 O is 0.01 (mg / 50 mL) or less in an alkali elution test of JIS R 3502 standard. Glass.
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