JP5067223B2 - 平面表示装置用板ガラスの評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、高い強度を有する平面表示装置用板ガラス及びその評価方法に関し、特に、プラズマ表示装置の用途に適する平面表示装置用板ガラス及びその評価方法に関する。

従来、平面表示装置用板ガラス、例えば、図４に示すように、プラズマ表示装置に使用される平面表示装置用板ガラス１は、画像を表示する平面部２と面取り仕上げされた端部３を備えている。

平面表示装置用板ガラス１を使用してプラズマ表示装置を作製する場合には、図４に示すように、平面表示装置用板ガラス１はセッター４上に載置された状態で種々の熱処理が施される。

また、特許文献１には、平均破壊強度が７８ＭＰａ、７９ＭＰａ及び８３ＭＰａであるプラズマディスプレイに使用されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板が記載されている。
特開２００１−２６１３５５号公報

しかしながら、近年、プラズマ表示装置を増産するために、熱処理に要する時間を短縮する傾向にあり、それに起因して、平面表示装置用板ガラス１の画像を表示する平面部２の中央部と端部３付近の周縁部との間に温度差が生じ、この温度差が大きくなってくると端部３に引張応力が集中して破断が起きるという問題点がある。

また、平面表示装置用板ガラス１の平面部２の中央部と端部３付近の周縁部との間の温度差を小さくしようとすると、クリーン環境下で温度分布を精密制御することが可能な非常に高額な熱処理設備を要するという問題点がある。

さらに、このような高額な熱処理設備を導入した場合でも、平面表示装置用板ガラス１の破壊応力が低い場合には、温度差に対する許容範囲が小さくなるため、熱処理時間の短縮の限界も低くなり、頭打ちになる問題がある。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決し、短時間で所定の熱処理を行った際に破壊を起こさない平面表示装置用板ガラスを提供することを目的とする。

本発明に係る平面表示装置用板ガラスの評価方法は、略矩形状の板ガラスの一面の平面部に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って加熱手段を付設し、平面部を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱することにより、前記端面から約３５ｍｍの位置で前記加熱手段が表側に位置する裏面の温度と端面から約１５ｍｍの位置で前記加熱手段が表側に位置しない裏面の温度との差が９０Ｋに達した時に、端部及びその近傍から破壊を起こすか否かを評価することを特徴とする。

また、平面表示装置用板ガラスの評価方法は、略矩形状の板ガラスの一面の平面部に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って加熱手段を付設し、平面部を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱し、端部に応力を負荷して破壊させ、破断面のミラー半径から破壊応力を算出することにより、破壊応力が７０ＭＰａ以上であるか否か強度測定することを特徴とする。

本発明で、平面表示装置用板ガラスの評価方法で強度測定する破壊応力の値としては、７０ＭＰａ以上であることが平面表示装置用板ガラスを短時間で熱処理する上で重要である。

本発明の平面表示装置用板ガラスとしては、高歪み点のアルミノ珪酸塩ガラス材質が適している。加熱手段としては、一定の表面を同時に加熱可能であればよく、シート状のヒータ等が適している。また、加熱手段の付設位置としては、平面表示装置用板ガラスの表面に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って付設することが端部に所定の引張応力を再現性よく負荷する上で重要である。温度測定位置としては、前記端面から約３５ｍｍの位置で加熱手段が表側に位置する裏面と前記端面から約１５ｍｍの位置で加熱手段が表側に位置しない裏面であることが端部に所定の引張応力を再現性よく正確に負荷する上で重要である。昇温速度が５Ｋ／分未満の場合、加熱部と端部にうまく温度差をつけることができず、端部に所定の引張応力を負荷することが難しい。他方、昇温速度が１５Ｋ／分を超える場合、平面表示装置用板ガラスの温度追従性が追いつかない。昇温速度としては、５〜１５Ｋ／分であることが重要である。

さらに、本発明の平面表示装置用板ガラスの評価方法は、平面表示装置が、プラズマ表示装置であることを特徴とする。

本発明の平面表示装置用板ガラスの評価方法は、略矩形状の板ガラスの一面の平面部に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って加熱手段を付設し、平面部を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱することにより、前記端面から約３５ｍｍの位置で前記加熱手段が表側に位置する裏面の温度と端面から約１５ｍｍの位置で前記加熱手段が表側に位置しない裏面の温度との差が９０Ｋに達した時に、端部及びその近傍から破壊を起こすか否かを評価するので、評価を満たす平面表示装置用板ガラスは、９０Ｋに達するような温度差が端部付近に生じる短時間の熱処理を行っても破壊を起こすことがない。

また、本発明の平面表示装置用板ガラスの評価方法は、略矩形状の板ガラスの一面の平面部に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って加熱手段を付設し、平面部を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱し、端部に応力を負荷して破壊させ、破断面のミラー半径から破壊応力を算出することにより、破壊応力が７０ＭＰａ以上であるか否か強度測定するので、評価を満たす平面表示装置用板ガラスは、端部に７０ＭＰａ未満の応力が負荷されても破壊を起こすことがない。

さらに、本発明の平面表示装置用板ガラスの評価方法によれば、平面表示装置が、プラズマ表示装置であるので、大画面で省スペースを実現するプラズマ表示装置に短時間の熱処理及び高速搬送等に耐えうる平面表示装置用板ガラスを使用することが可能になる。

本発明の平面表示装置用板ガラスの評価方法によれば、短時間の熱処理及び高速搬送等に耐えうる高い強度を有する平面表示装置用板ガラスを使用することが可能になるので、大画面で省スペースを実現するプラズマ表示装置を高い生産効率で製造することが可能となる優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の平面表示装置用板ガラス及びその評価方法について、図を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る平面表示装置用板ガラスの説明図であって、１は平面表示装置用板ガラスを、２は平面部を、３は端部を各々示している。また、図２は、平面表示装置用板ガラスの強度を測定する測定装置の説明図であって、６はヒータを、７は第一熱電対を、８は第二熱電対を、各々示しており、先出の図４と同じ部分には同じ符号を付して示している。

本発明の実施の形態に係る平面表示装置用板ガラス１は、高歪み点のアルミノ珪酸塩ガラスからなり、フロート法等の既存の成板方法によって１．１〜２．８ｍｍの所定厚さの大板に成形した後、１０００ｍｍ×１５００ｍｍに切断し、その端部にＲ面取り加工を施すことにより作製した。平面表示装置用板ガラス１は、図１に示すように、画像を表示する平面部２と、平面部２に段差が殆どなく連続しており所定の曲率半径を有するＲ面取り仕上げされた端部３とを備えている。このＲ面取り仕上げされた端部３は、表面全体に亘って研磨仕上げされて表面粗さのＲａ値が０．２μｍ以下になっている。

本発明の平面表示装置用板ガラス１を評価する強度測定装置は、図２（Ａ）に示すように、平面表示装置用板ガラス１の一面の平面部２に、端部３の端面から２５ｍｍの位置から中央側に亘って、例えば、２００ｍｍ×３００ｍｍのヒータ６を付設してあり、端面からヒータ６の裏面側３５ｍｍの位置に温度Ｔ１を測定する第一熱電対７が、端面から１５ｍｍの表面にヒータ６が位置しない裏面に温度Ｔ２を測定する第二熱電対８が固定されており、ヒータ６には電力供給装置が接続され、平面表示装置用板ガラス１の平面部２を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱することができるようになっている。

図２（Ａ）に示す上記の強度測定装置を用いて、１０枚の平面表示装置用板ガラス１を測定した。

また、破壊応力σ（単位：ＭＰａ）は、図２（Ｂ）に示すように、破断後の破断面Ｘでミラー半径と呼ばれる破断の開始点から楕円状に鏡面になっている部分の半径ｒを測定し、以下のような数１の計算式により算出した。数１中Ｋはミラー定数と呼ばれる定数であり、この場合、２１．６である。

その結果、全ての平面表示装置用板ガラス１が温度Ｔ１とＴ２との間に９０Ｋの温度差が生じても破壊を起こさなかった。その後、破壊が起こるまで温度差を大きくしていったところ、破断面Ｘのミラー半径ｒから算出された破壊応力σの最小値が７２ＭＰａ、最大値が１２０ＭＰａ、平均値が８８ＭＰａと、全ての平面表示装置用板ガラスが７０ＭＰａ以上の破壊応力σを有するものであり、短時間の急激な熱処理に十分耐えるものであった。

これに対して従来の平面表示装置用板ガラスは、５０〜８０Ｋの温度差で破壊を起こし、その破壊応力σは７０ＭＰａ未満と、熱処理の際に平面表示装置用板ガラスに生じる温度差を小さくする必要があり、熱処理に長時間を要するものであった。

本発明の他の実施形態では、図３に示す透明導電膜５が形成された平面表示装置用板ガラス１は、端部３にＲ面取り加工を施された１０００ｍｍ×１５００ｍｍ×厚さ２．８ｍｍの板ガラスの表面に、真空蒸着法やスパッタ法等によりＩＴＯ膜等の透明導電膜５を形成することにより作製した。本発明の平面表示装置用板ガラス１の平面部２には、厚さが約１００ｎｍのＩＴＯ膜等からなる透明導電膜５が形成されている。

先記の強度測定装置を用いて、図２と同様にして強度の測定を行った。

その結果、透明導電膜５が形成された全ての平面表示装置用板ガラス１が温度Ｔ１とＴ２との間に９０Ｋの温度差が生じても破壊を起こさず、また、破壊応力σの最小値が７２ＭＰａ、最大値が１２０ＭＰａ、平均値が８８ＭＰａと、全ての平面表示装置用板ガラスが７０ＭＰａ以上の破壊応力σを有するものであり、急激な短時間の熱処理に耐えるものであった。

これに対して従来の透明導電膜が形成された平面表示装置用板ガラスは、５０〜８０Ｋの温度差で破壊を起こし、その破壊応力σは７０ＭＰａ未満と、熱処理の際に平面表示装置用板ガラスに生じる温度差を小さくする必要があり、熱処理に長時間を要するものであり、大きな外力が負荷される高速搬送には向かないものであった。

本発明の平面表示装置用板ガラスを作製する場合、フロート法等の既存の成板方法によって厚さ２．８ｍｍの大板に成形した後、表面を傷つけないように注意して１０００ｍｍ×１５００ｍｍに切断する。次に、画像を表示する平面部に段差が殆どなく連続しており所定の曲率半径のＲ面取り仕上げを行う。この際、Ｒ面取り仕上げされた端部表面全体に亘って表面粗さのＲａ値が０．２μｍ以下になるように研磨仕上げすることが、表面のクラック層を取り除いて高い強度を維持する上で肝要である。

なお、上記実施の形態の平面表示装置用板ガラス及びその評価方法は、プラズマ表示装置に適するものであるが、これに限らず、他の大型の平面表示装置等にも適用可能である。

本発明の平面表示装置用板ガラスの説明図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は端部の拡大断面図。 本発明に使用する強度測定方法の説明図であって、（Ａ）は強度測定装置の説明図、（Ｂ）は破壊応力を測定する破断面の拡大図。 本発明に係る他の平面表示装置用板ガラスの説明図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は端部の拡大断面図。 従来の平面表示装置用板ガラスの説明図。

符号の説明

１ 平面表示装置用板ガラス
２ 平面部
３ 端部
４ セッター
５ 透明導電膜
６ ヒータ
７ 第一熱電対
８ 第二熱電対
Ｘ 破断面

Claims (3)

1. 略矩形状の板ガラスの一面の平面部に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って加熱手段を付設し、平面部を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱することにより、前記端面から約３５ｍｍの位置で前記加熱手段が表側に位置する裏面の温度と端面から約１５ｍｍの位置で前記加熱手段が表側に位置しない裏面の温度との差が９０Ｋに達した時に、端部及びその近傍から破壊を起こすか否かを評価することを特徴とする平面表示装置用板ガラスの評価方法。
2. 略矩形状の板ガラスの一面の平面部に、その端面から約２５ｍｍの位置から中央側に亘って加熱手段を付設し、平面部を５〜１５Ｋ／分の昇温速度で加熱し、端部に応力を負荷して破壊させ、破断面のミラー半径から破壊応力を算出することにより、破壊応力が７０ＭＰａ以上であるか否か強度測定することを特徴とする平面表示装置用板ガラスの評価方法。
3. 前記平面表示装置が、プラズマ表示装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面表示装置用板ガラスの評価方法。
   

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