JP5382609B2 - Glass substrate - Google Patents

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Description

本発明は、フロート法で製造されるガラス基板に関するものであり、特に、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、電界放射型ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ装置に用いられるガラス基板に関するものである。   The present invention relates to a glass substrate manufactured by a float process, and particularly to a glass substrate used in a flat panel display device such as a plasma display, a liquid crystal display, a field emission display, and an electroluminescence display.

従来より、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、電界放射型ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ装置に用いられるディスプレイ基板としては、矩形状のガラス基板が広く使用されている。また、ディスプレイ装置を製造する際の様々な熱処理による基板の熱変形や熱収縮を防止するために、ディスプレイ基板に用いられるガラス基板には、例えば、特許文献1〜4に示すような550℃以上の歪点を有するガラスが使用されている。   Conventionally, rectangular glass substrates have been widely used as display substrates used in flat panel display devices such as plasma displays, liquid crystal displays, field emission displays, and electroluminescence displays. Further, in order to prevent thermal deformation and thermal contraction of the substrate due to various heat treatments when manufacturing the display device, the glass substrate used for the display substrate includes, for example, 550 ° C. or higher as shown in Patent Documents 1 to 4. A glass having a strain point of 2 is used.

このようなガラス基板を工業的に生産するには、一般に、ガラス原料を調合し、調合したガラス原料をガラス溶融炉に投入して、溶融、清澄を行った後、ガラス融液を成形装置に供給し、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法等の方法で板状に成形し切断することにより得ることができる。   In order to industrially produce such a glass substrate, generally, glass raw materials are prepared, the prepared glass raw materials are put into a glass melting furnace, melted and clarified, and then the glass melt is put into a molding apparatus. It can be obtained by feeding, forming into a plate shape by a method such as a slot down draw method, an overflow down draw method, a float method, a roll out method and the like.

特に、大型のガラス基板を安価に、且つ、大量に製造する場合には、溶融された錫浴上にガラス融液を供給して所望の板厚に成形するフロート法がよく用いられている。
特開平8−290938号公報 特開平8−290939号公報 特開2001−226138号公報 特開2005−213132号公報
In particular, when a large glass substrate is manufactured at a low cost and in a large amount, a float method is often used in which a glass melt is supplied onto a molten tin bath to form a desired plate thickness.
JP-A-8-290938 JP-A-8-290939 JP 2001-226138 A JP-A-2005-213132

ところで、ガラス基板を製造する際に、ガラスの溶融工程、清澄工程、成形工程等のような高温では、ガラス融液からガラス成分の一部が蒸発する。このように蒸発したガラス成分は、溶融炉や成形炉等の炉内壁面などで冷却され、凝集物となって落下する。特に、フロート法のようにガラス融液を水平方向に板引きする成形方法の場合、凝集物が成形工程で板状に成形したガラス融液上に落下して表面異物となる。表面異物が付着したガラス基板は、高い表面品位が要求されるディスプレイの用途においては、致命的な問題となるため、表面異物を除去しなければ使用することはできない。   By the way, when manufacturing a glass substrate, a part of glass component evaporates from glass melt at high temperature, such as a glass melting process, a refining process, and a molding process. The glass component thus evaporated is cooled by a furnace inner wall surface such as a melting furnace or a molding furnace, and falls as an aggregate. In particular, in the case of a molding method in which the glass melt is drawn in the horizontal direction as in the float process, aggregates fall onto the glass melt formed into a plate shape in the molding process and become surface foreign matter. A glass substrate to which surface foreign matter is attached becomes a fatal problem in display applications that require high surface quality and cannot be used unless the surface foreign matter is removed.

ガラス基板表面に付着した表面異物を除去する方法として、ガラス基板表面を研磨することが考えられるが、製造コストが上昇するという問題が生じる。また、近年、ディスプレイ装置は高精細化が進み、研磨によるガラス表面の微小傷が問題視されるようになってきている。   Polishing the glass substrate surface as a method for removing the surface foreign matter adhering to the glass substrate surface can be considered, but the problem of an increase in manufacturing cost arises. Further, in recent years, display devices have been improved in definition, and minute scratches on the glass surface due to polishing have been regarded as a problem.

本発明の目的は、フロート法で製造されるガラス基板において、低コストで、表面異物が少なく、高い表面品位を有するガラス基板を提供することである。   An object of the present invention is to provide a glass substrate having a high surface quality at a low cost, with little surface foreign matter, in a glass substrate manufactured by a float process.

本発明者等は種々検討した結果、ガラス中に含まれるPの含有量を制限することで、ガラス融液からのガラス成分の蒸発を抑えて、凝集物の発生及び凝集物の落下によるガラス基板表面への表面異物の付着を抑制でき、研磨を行わなくても、高い表面品位を有するガラス基板が得られることを見いだし、本発明を提案するに至った。 As a result of various studies by the present inventors, by limiting the content of P 2 O 5 contained in the glass, evaporation of the glass component from the glass melt is suppressed, and generation of aggregates and fall of aggregates are performed. It has been found that a glass substrate having a high surface quality can be obtained without polishing, and adhesion of surface foreign matter to the glass substrate surface due to the above can be obtained, and the present invention has been proposed.

即ち、本発明のガラス基板は、フロート法により製造されるガラス基板であって、質量百分率で、SiO 50〜75%、Al 3〜20%、B 0〜20%、MgO 0〜15%、CaO 0〜15%、SrO 0〜15%、BaO 0〜15%、RO(RはMg、Ca、Sr、Baを表わす) 1〜30%、ZnO 0〜5%、LiO 0〜5%、NaO 0〜10%、KO 0〜15%、R’O(R’はLi、Na、Kを表わす) 0〜24%、ZrO 0〜10%、P 0.002〜0.018%の組成を含有することを特徴とする。 That is, the glass substrate of the present invention is a glass substrate manufactured by a float process, and is expressed in terms of mass percentage, SiO 2 50 to 75%, Al 2 O 3 3 to 20%, B 2 O 3 0 to 20%, MgO 0-15%, CaO 0-15%, SrO 0-15%, BaO 0-15%, RO (R represents Mg, Ca, Sr, Ba) 1-30%, ZnO 0-5%, Li 2 O 0-5%, Na 2 O 0-10%, K 2 O 0-15%, R ′ 2 O (R ′ represents Li, Na, K) 0-24%, ZrO 2 0-10% , P 2 O 5 0.002 to 0.018% of composition is contained.

本発明のガラス基板は、表面異物の付着量が少ないため、研磨を行わなくても、高い表面品位を有するガラス基板を安価に得ることができる。それ故、ガラス基板、特に、フラットパネルディスプレイ装置に用いられるガラス基板として好適である。   Since the glass substrate of the present invention has a small amount of adhesion of surface foreign matter, a glass substrate having high surface quality can be obtained at low cost without polishing. Therefore, it is suitable as a glass substrate, particularly a glass substrate used in a flat panel display device.

本発明のガラス基板は、ガラスの溶融工程、清澄工程、成形工程等の高温工程において、ガラス融液からガラス成分を蒸発させやすくする成分であるPを0.018質量%以下に制限することで、ガラス融液からのガラス成分の蒸発を抑えている。その結果、ガラスの溶融工程、清澄工程、成形工程等の高温工程において、凝集物の発生及び凝集物の落下を抑制でき、フロート法のようにガラス融液を水平方向に板引きする成形方法であっても、凝集物の落下によるガラス基板表面への表面異物の付着を抑制でき、研磨を行わなくても、高い表面品位を有するガラス基板を得ることができる。 In the glass substrate of the present invention, P 2 O 5 , which is a component that facilitates evaporation of the glass component from the glass melt, is limited to 0.018% by mass or less in a high-temperature process such as a glass melting process, a fining process, and a molding process. By doing so, evaporation of the glass component from the glass melt is suppressed. As a result, in a high-temperature process such as a glass melting process, a fining process, and a molding process, the generation of aggregates and the fall of aggregates can be suppressed, and the glass melt is drawn in a horizontal direction like the float process. Even if it exists, adhesion of the surface foreign material to the glass substrate surface by the fall of an aggregate can be suppressed, and even if it does not grind | polish, the glass substrate which has high surface quality can be obtained.

また、本発明のガラス基板は、ガラスの歪点を560℃以上になるようにしているため、ディスプレイ装置を製造する際の熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮の発生を抑えることができる。歪点の好ましい範囲は570℃以上であり、より好ましくは575℃以上である。   In addition, since the glass substrate of the present invention has a strain point of glass of 560 ° C. or higher, it is possible to suppress the occurrence of thermal deformation and thermal shrinkage of the glass substrate in the heat process when manufacturing the display device. . The preferable range of the strain point is 570 ° C. or higher, more preferably 575 ° C. or higher.

さらに、溶融ガラスを板状に成形する際、ガラス成分の蒸発を抑えて、成形装置に負担を掛けずに成形するために、10dPa・sの粘度に相当するガラス融液の温度を1200℃以下にすることが好ましい。より好ましくは1180℃以下であり、更に好ましくは1170℃以下である。 Further, when the molten glass is formed into a plate shape, the temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of 10 4 dPa · s is set to 1200 in order to suppress the evaporation of the glass component and to form without burdening the forming apparatus. It is preferable to set it to below ℃. More preferably, it is 1180 degrees C or less, More preferably, it is 1170 degrees C or less.

また、絶縁ペースト、リブペースト、フリットシールといった周辺材料の熱膨張係数との整合性を取ることができ、しかも、急冷しても割れ難い耐熱衝撃性に優れたガラス基板を得るには、30〜380℃におけるガラスの熱膨張係数を65〜90×10−7/℃にすることが好ましい。より好ましくは75〜87×10−7/℃である。 In addition, in order to obtain a glass substrate excellent in thermal shock resistance that can be consistent with the thermal expansion coefficient of peripheral materials such as insulating paste, rib paste, and frit seal, and that is not easily broken even when quenched, 30 to 30 It is preferable to set the thermal expansion coefficient of the glass at 380 ° C. to 65 to 90 × 10 −7 / ° C. More preferably, it is 75-87 * 10 < -7 > / degreeC.

尚、本発明のガラス基板として使用可能な具体的組成は、質量百分率で、SiO 50〜75%、Al 3〜20%、B 0〜20%、MgO 0〜15%、CaO 0〜15%、SrO 0〜15%、BaO 0〜15%、RO(RはMg、Ca、Sr、Baを表わす) 1〜30%、ZnO 0〜5%、LiO 0〜5%、NaO 0〜10%、KO 0〜15%、R’O(R’はLi、Na、Kを表わす) 0〜24%、ZrO 0〜10%、P 0.002〜0.018%となるような範囲内で適宜選択すればよい。この範囲であれば、フロート法による成形が可能であり、10dPa・sの粘度に相当するガラス融液の温度を1200℃以下、560℃以上の歪点、60〜90×10−7/℃の熱膨張係数を有し、しかも、表面異物の付着が少なく、高い表面品位を有するガラス基板が得やすくなる。 A specific composition can be used as the glass substrate of the present invention, by mass percentage, SiO 2 50~75%, Al 2 O 3 3~20%, B 2 O 3 0~20%, MgO 0~15% , CaO 0-15%, SrO 0-15%, BaO 0-15%, RO (R represents Mg, Ca, Sr, Ba) 1-30%, ZnO 0-5%, Li 2 O 0-5 %, Na 2 O 0-10%, K 2 O 0-15%, R ′ 2 O (R ′ represents Li, Na, K) 0-24%, ZrO 2 0-10%, P 2 O 5 What is necessary is just to select suitably in the range which will be 0.002-0.018%. In this range, is capable of forming by a float process, 10 4 dPa · s 1200 ℃ the temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of less than, 560 ° C. or more strain point, 60 to 90 × 10 -7 / It becomes easy to obtain a glass substrate having a thermal expansion coefficient of 0 ° C. and having a small amount of surface foreign matter and having a high surface quality.

本発明のガラス基板において、各成分の割合を上記のように限定した理由を以下に述べる。   The reason why the ratio of each component is limited as described above in the glass substrate of the present invention will be described below.

SiOは、ガラスのネットワークフォーマーを形成する成分であり、その含有量は50〜75%である。SiOの含有量が多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、ガラスの溶融や成形が難しくなる。また、熱膨張係数が小さくなりすぎて、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取り難くなる。一方、含有量が少なくなると、ガラスの歪点が低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。また、熱膨張係数が大きくなりすぎて、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取りにくくなったり、耐熱衝撃性が低下しやすくなる。SiOの好ましい範囲は50〜70%であり、より好ましい範囲は52〜65%である。 SiO 2 is a component that forms a network former of glass, and its content is 50 to 75%. When the content of SiO 2 increases, the high-temperature viscosity of the glass increases, and it becomes difficult to melt and mold the glass. In addition, the coefficient of thermal expansion becomes too small, making it difficult to match the coefficient of thermal expansion of the surrounding material. On the other hand, when the content is reduced, the strain point of the glass is lowered, and the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the heat treatment step when manufacturing the display. In addition, the thermal expansion coefficient becomes too large, making it difficult to achieve consistency with the thermal expansion coefficient of the surrounding materials, and the thermal shock resistance tends to be reduced. A preferable range of SiO 2 is 50 to 70%, and a more preferable range is 52 to 65%.

Alは、ガラスの歪点を高める成分であり、その含有量は3〜20%である。Alの含有量が多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、ガラスの溶融や成形が難しくなる。また、熱膨張係数が小さくなりすぎて、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取り難くなる。一方、含有量が少なくなると、ガラスの歪点が低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。Alの好ましい範囲は3.5〜15%であり、より好ましい範囲は4〜11%である。尚、歪点をより高くしたり、熱膨張係数をより低くしたい場合、Alの含有量を4.5%以上にすることが好ましい。 Al 2 O 3 is a component that increases the strain point of glass, and its content is 3 to 20%. When the content of Al 2 O 3 increases, the high temperature viscosity of the glass increases, and it becomes difficult to melt and mold the glass. In addition, the coefficient of thermal expansion becomes too small, making it difficult to match the coefficient of thermal expansion of the surrounding material. On the other hand, when the content is reduced, the strain point of the glass is lowered, and the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the heat treatment step when manufacturing the display. A preferable range of Al 2 O 3 is 3.5 to 15%, and a more preferable range is 4 to 11%. Incidentally, or higher strain point, if you want to lower the thermal expansion coefficient, it is preferable that the content of Al 2 O 3 to 4.5% or more.

は、ガラスの粘性を下げてガラスの溶融性を高める成分であり、その含有量は、0〜20%である。Bの含有量が多くなると、ガラスの歪点が低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。Bの好ましい範囲は0〜12%であり、より好ましい範囲は0〜4%である。 B 2 O 3 is, to lower the viscosity of the glass or to enhance the meltability of the glass, the content thereof is 0-20%. When the content of B 2 O 3 is increased, the strain point of the glass is lowered, and the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the heat treatment step when manufacturing the display. A preferable range of B 2 O 3 is 0 to 12%, and a more preferable range is 0 to 4%.

MgOは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高めると共に、ガラスの歪点を高める成分であり、その含有量は0〜15%である。MgOの含有量が多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、成形が難しくなる。MgOの好ましい範囲は0〜6%であり、より好ましい範囲は0〜4%である。   MgO is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to increase the meltability and formability of the glass and increase the strain point of the glass, and its content is 0 to 15%. When the content of MgO increases, the glass tends to devitrify, and molding becomes difficult. The preferable range of MgO is 0 to 6%, and the more preferable range is 0 to 4%.

CaOは、MgOと同様にガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高めると共に、ガラスの歪点を高める成分であり、その含有量は0〜15%である。その含有量は0〜15%である。CaOの含有量が多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、成形が難しくなる。CaOの好ましい範囲は0〜8%であり、より好ましい範囲は0〜7%である。   CaO, like MgO, is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to increase the meltability and formability of the glass and increase the strain point of the glass, and its content is 0 to 15%. Its content is 0-15%. When the content of CaO increases, the glass tends to devitrify, and molding becomes difficult. The preferable range of CaO is 0 to 8%, and the more preferable range is 0 to 7%.

SrOは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高める成分であり、その含有量は0〜15%である。SrOの含有量が多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、成形が難しくなる。SrOの好ましい範囲は1〜12%であり、より好ましい範囲は5〜10%である。   SrO is a component that lowers the high temperature viscosity of the glass and improves the meltability and formability of the glass, and its content is 0 to 15%. When the content of SrO increases, the glass tends to devitrify, and molding becomes difficult. A preferable range of SrO is 1 to 12%, and a more preferable range is 5 to 10%.

BaOは、SrOと同様、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高める成分であり、その含有量は0〜15%である。BaOが多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、成形が難しくなる。BaOの好ましい範囲は1〜12%であり、より好ましい範囲は6〜10%である。   BaO, like SrO, is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass, and its content is 0 to 15%. When BaO increases, the glass tends to devitrify, and molding becomes difficult. The preferable range of BaO is 1 to 12%, and the more preferable range is 6 to 10%.

尚、ガラスを失透させることなく、ガラスの歪点を高め、しかも、ガラスの高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を向上させるには、MgO、CaO、SrO及びBaOの合量であるROを、1〜30%にすればよい。ROの含有量が多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、成形が難しくなる。一方、ROの含有量が少なくなると、ガラスの高温粘度が上昇し、溶融、成形が難しくなる。ROのより好ましい範囲は5〜28%であり、さらに好ましい範囲は17〜26%である。   In order to increase the strain point of the glass without devitrifying the glass and to reduce the high temperature viscosity of the glass and improve the meltability and formability, the total amount of MgO, CaO, SrO and BaO is used. A certain RO may be 1-30%. When the content of RO increases, the glass tends to devitrify, and molding becomes difficult. On the other hand, when the content of RO decreases, the high-temperature viscosity of the glass increases and melting and molding become difficult. A more preferable range of RO is 5 to 28%, and a further preferable range is 17 to 26%.

ZnOは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高める成分であり、その含有量は0〜5%である。ZnOの含有量が多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、成形が難しくなる。ZnOの好ましい範囲は0〜4%であり、より好ましい範囲は0〜3%である。   ZnO is a component that lowers the high temperature viscosity of the glass and improves the meltability and formability of the glass, and its content is 0 to 5%. When the content of ZnO increases, the glass tends to devitrify, and molding becomes difficult. The preferable range of ZnO is 0 to 4%, and the more preferable range is 0 to 3%.

LiOは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高めたり、ガラスの熱膨張係数を制御する成分であり、その含有量は0〜5%である。LiOの含有量が多くなると、ガラスの歪点が著しく低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。また、熱膨張係数が大きくなりすぎて、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取りにくくなったり、耐熱衝撃性が低下しやすくなる。LiOの好ましい範囲は0〜3%であり、より好ましい範囲は0〜2%である。尚、歪点をより高めたり、熱膨張係数を低くしたい場合、LiOを含有しないことが好ましい。 Li 2 O is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to increase the meltability and formability of the glass, and controls the thermal expansion coefficient of the glass, and its content is 0 to 5%. When the content of Li 2 O is increased, the strain point of the glass is remarkably lowered, and the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the heat treatment process when manufacturing the display. In addition, the thermal expansion coefficient becomes too large, making it difficult to achieve consistency with the thermal expansion coefficient of the surrounding materials, and the thermal shock resistance tends to be reduced. A preferable range of Li 2 O is 0 to 3%, and a more preferable range is 0 to 2%. When it is desired to increase the strain point or lower the thermal expansion coefficient, it is preferable not to contain Li 2 O.

NaOは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高めたり、ガラスの熱膨張係数を制御する成分であり、その含有量は0〜10%である。NaOの含有量が多くなると、ガラスの歪点が低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。また、熱膨張係数が大きくなりすぎて、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取り難くなったり、耐熱衝撃性が低下する傾向にある。NaOの好ましい範囲は1〜9%であり、より好ましい範囲は1〜8%である。尚、ガラスの成形性や溶融性を大きく低下させることなく、歪点をより高めたり、熱膨張係数を低くしたい場合、NaOの含有量を6%以下にすることが好ましい。 Na 2 O is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to increase the meltability and formability of the glass, and controls the thermal expansion coefficient of the glass, and its content is 0 to 10%. When the content of Na 2 O is increased, the strain point of the glass is lowered, and the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the heat treatment process when manufacturing the display. In addition, the thermal expansion coefficient becomes too large, making it difficult to achieve consistency with the thermal expansion coefficient of the surrounding materials, and the thermal shock resistance tends to decrease. A preferable range of Na 2 O is 1 to 9%, and a more preferable range is 1 to 8%. In addition, when it is desired to further increase the strain point or lower the thermal expansion coefficient without greatly reducing the moldability and meltability of the glass, the Na 2 O content is preferably 6% or less.

Oは、NaOと同様、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの溶融性や成形性を高めたり、ガラスの熱膨張係数を制御する成分であり、その含有量は0〜15%である。KOの含有量が多くなると、ガラスの歪点が低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。また、熱膨張係数が大きくなりすぎて、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取り難くなったり、耐熱衝撃性が低下する傾向にある。KOの好ましい範囲は1〜12%であり、より好ましい範囲は2〜10%である。尚、ガラスの成形性や溶融性を大きく低下させることなく、歪点をより高めたり、熱膨張係数を低くしたい場合、KOの含有量を8%以下にすることが好ましい。 K 2 O, like Na 2 O, is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to increase the meltability and formability of the glass, and controls the thermal expansion coefficient of the glass, and its content is 0 to 15%. It is. When the content of K 2 O is increased, the strain point of the glass is lowered, and the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the heat treatment process when manufacturing the display. In addition, the thermal expansion coefficient becomes too large, making it difficult to achieve consistency with the thermal expansion coefficient of the surrounding materials, and the thermal shock resistance tends to decrease. A preferable range of K 2 O is 1 to 12%, and a more preferable range is 2 to 10%. In addition, when it is desired to further increase the strain point or lower the thermal expansion coefficient without greatly reducing the moldability and meltability of the glass, the content of K 2 O is preferably 8% or less.

尚、ガラスの歪点を著しく低下させることなく、溶融性を向上させるためには、LiO、NaO及びKOの合量であるR’Oを、0〜24%にすることが好ましい。R’Oの含有量が多くなると、ガラスの歪点が低下し、ディスプレイを製造する際の熱処理工程で、ガラス基板が割れたり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。R’Oのより好ましい範囲は2.5〜18%であり、さらに好ましい範囲は8〜14%である。尚、ガラスの溶融性や成形性を高めたい場合、R’Oの含有量を3%以上にすることが好ましい。 In order to improve the meltability without significantly reducing the strain point of the glass, R ′ 2 O, which is the total amount of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O, is set to 0 to 24%. It is preferable. When the content of R ′ 2 O is increased, the strain point of the glass is lowered, and the glass substrate is easily broken or thermally deformed or contracted in the heat treatment process when manufacturing the display. A more preferable range of R ′ 2 O is 2.5 to 18%, and a more preferable range is 8 to 14%. In addition, when it is desired to improve the meltability and moldability of the glass, the content of R ′ 2 O is preferably 3% or more.

ZrOは、ガラスの歪点を高める成分であり、その含有量は0〜10%である。ZrOの含有量が多くなるとガラスの密度が著しく上昇したり、ZrOに起因する失透物が析出する傾向がある。ZrOの好ましい範囲は0〜8%であり、より好ましい範囲は0〜6%である。尚、歪点をより高くしたい場合、ZrOの含有量を0.5%以上にすることが好ましい。 ZrO 2 is a component that increases the strain point of glass, and its content is 0 to 10%. When the ZrO 2 content is increased, the density of the glass is remarkably increased, and devitrified materials due to ZrO 2 tend to precipitate. A preferable range of ZrO 2 is 0 to 8%, and a more preferable range is 0 to 6%. Incidentally, if it is desired to further increase the strain point, it is preferable that a content of ZrO 2 to 0.5%.

は、ガラス原料等から不純物として混入し、ガラスの溶融工程、清澄工程、成形工程等の高温工程において、ガラス融液からガラス成分を蒸発させやすくする成分である。その含有量は0.002〜0.018%である。Pの含有量が多くなると、ガラスの溶融工程、清澄工程、成形工程等の高温工程において、ガラス融液からガラス成分が蒸発しやすくなり、凝集物の落下によるガラス基板表面への表面異物の付着を抑制できなくなる。一方、含有量が少なくなると、高純度原料や特別な設備が必要となり、ガラス基板の製造コストが高くなるため好ましくない。Pの好ましい範囲は0.003〜0.012%であり、より好ましい範囲は0.004〜0.009%である。尚、低コストでガラス中へのPの含有量を低減させるには、不純物としてPの含有量の少ない天然原料を使用すればよい。 P 2 O 5 is a component that is mixed as an impurity from a glass raw material or the like and facilitates evaporation of the glass component from the glass melt in a high-temperature process such as a glass melting process, a fining process, or a molding process. Its content is 0.002 to 0.018%. When the content of P 2 O 5 is increased, the glass component tends to evaporate from the glass melt in a high temperature process such as a glass melting process, a clarification process, and a molding process, and the surface on the glass substrate surface due to the falling of the aggregates It becomes impossible to suppress adhesion of foreign matter. On the other hand, when the content is reduced, a high-purity raw material and special equipment are required, and the manufacturing cost of the glass substrate is increased. A preferable range of P 2 O 5 is 0.003 to 0.012%, and a more preferable range is 0.004 to 0.009%. In order to reduce the content of P 2 O 5 in the glass at low cost, a natural raw material having a low content of P 2 O 5 may be used as an impurity.

尚、本発明において、上記成分以外にも、例えば、紫外線着色を防止するためにTiOを5%まで、液相温度を低下させて成形性を向上させるためにY、La、Nbを各3%まで、着色剤としてFe、CoO、NiO、Cr、Ndを各2%まで、清澄剤としてSnO、SO、F、Cl等を合量で1%まで添加することが可能である。尚、As、Sbは清澄剤であるが、フロート法で成形する場合、フロートバス中で還元されて金属異物となるため、導入は避けるべきである。 In the present invention, in addition to the above components, for example, TiO 2 is reduced to 5% to prevent ultraviolet coloring, and Y 2 O 3 , La 2 O is used to improve the moldability by lowering the liquidus temperature. 3 , Nb 2 O 3 up to 3% each, Fe 2 O 3 , CoO, NiO, Cr 2 O 3 , Nd 2 O 3 up to 2% each as colorants, SnO 2 , SO 3 , F, It is possible to add Cl or the like up to a total amount of 1%. As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are fining agents. However, when forming by the float process, introduction is to be avoided because they are reduced in the float bath to become metallic foreign matter.

次に、本発明のガラス基板を製造する方法を説明する。   Next, a method for producing the glass substrate of the present invention will be described.

まず、不純物として含まれるPの少ないガラス原料を選択し、上記のガラス組成範囲となるようにガラス原料を調合する。続いて、調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して加熱溶融し、脱泡した後、フロートバスに供給して板状に成形し徐冷することでガラス基板を得ることができる。 First, select a small glass raw material of P 2 O 5 contained as an impurity, to formulate a glass raw material so that the above glass composition range. Subsequently, the prepared glass raw material is put into a continuous melting furnace, heated and melted, defoamed, supplied to a float bath, formed into a plate shape, and slowly cooled to obtain a glass substrate.

以下、本発明のガラス基板を実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the glass substrate of this invention is demonstrated in detail based on an Example.

表1は本発明の実施例(試料No.1〜6)を、表2は比較例(試料No.7〜9)をそれぞれ示している。   Table 1 shows examples (samples Nos. 1 to 6) of the present invention, and Table 2 shows comparative examples (samples Nos. 7 to 9).

表中の各試料は、次のようにして作製した。   Each sample in the table was prepared as follows.

まず、表中のガラス組成となるようにガラス原料を調合し、連続溶融炉で溶融する。続いて、フロート法で、肉厚が1.8mmとなるように成形し、2100mm×1000mmのサイズに切断することで試料ガラスとした。   First, a glass raw material is prepared so as to have the glass composition in the table and melted in a continuous melting furnace. Subsequently, the glass was formed by a float method so that the thickness was 1.8 mm, and cut into a size of 2100 mm × 1000 mm to obtain a sample glass.

このようして得られた各試料について、歪点、10dPa・sの粘度に相当するガラス融液の温度、熱膨張係数及び表面異物の量を測定した。その結果を表に示す。 For each sample thus obtained, the strain point, the temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of 10 4 dPa · s, the thermal expansion coefficient, and the amount of surface foreign matter were measured. The results are shown in the table.

表から明らかなように、実施例である試料No.1〜6の各試料は、表面異物の付着量が0.7ヶ/m以下と少なく、研磨を行わなくても、表面品位に優れており、フラットパネルディスプレイ装置に用いられるガラス基板として問題なく使用できるものであった。また、10dPa・sの粘度に相当するガラス融液の温度が1160℃以下と低く、成形装置に負担を掛けることなく成形できるものであった。さらに、歪点は565℃以上と高く、熱膨張係数も83〜85×10−7/℃であり、周辺材料と良好に整合する熱膨張係数を有していた。 As can be seen from the table, the sample No. Each of the samples 1 to 6 has a surface foreign matter adhesion amount as small as 0.7 pieces / m 2 or less, and has excellent surface quality without polishing, and has a problem as a glass substrate used in a flat panel display device. It was something that could be used. Further, the temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of 10 4 dPa · s was as low as 1160 ° C. or less, and molding was possible without imposing a burden on the molding apparatus. Furthermore, the strain point was as high as 565 ° C. or higher, and the thermal expansion coefficient was 83 to 85 × 10 −7 / ° C., which had a thermal expansion coefficient that matched well with the surrounding materials.

これに対して、比較例である試料No.7及びNo.8は、表面異物の付着量が2.5ヶ/m以上と多く、表面品位が劣っていた。また、試料No.9については、表面異物の付着量が0.1ヶ/mと少なく、表面品位に優れているものの、ガラス中のPの含有量が低いため、原料コストが高かった。 On the other hand, sample No. which is a comparative example. 7 and no. In No. 8, the adhesion amount of the surface foreign matter was as large as 2.5 / m 2 or more, and the surface quality was inferior. Sample No. For No. 9, the adhesion amount of the surface foreign matter was as small as 0.1 / m 2 and the surface quality was excellent, but the raw material cost was high because the content of P 2 O 5 in the glass was low.

尚、歪点については、ASTM C336−71に基づいて測定した。尚、歪点が高い程、ディスプレイ装置を製造する際の熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。   The strain point was measured based on ASTM C336-71. In addition, the higher the strain point, the more the thermal deformation and thermal shrinkage of the glass substrate in the thermal process when manufacturing the display device can be suppressed.

熱膨張係数については、直径5.0mm、長さ20mmの円柱状の試料を作製し、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。   Regarding the thermal expansion coefficient, a cylindrical sample having a diameter of 5.0 mm and a length of 20 mm was prepared, and the average thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. was measured with a dilatometer.

ガラスの粘度が10dPa・sに相当するガラス融液の温度は、白金球引き上げ法により測定した。尚、10dPa・sに相当するガラス融液の温度は、ガラスを板状に成形する際の目安になり、この温度が低い方が、溶融ガラスを板状に成形する際にガラス成分の蒸発を抑えることがき、また、成形装置に負担を掛けずに成形できる。 The glass melt temperature corresponding to a glass viscosity of 10 4 dPa · s was measured by a platinum ball pulling method. The temperature of the glass melt corresponding to 10 4 dPa · s is a guideline for forming the glass into a plate shape, and the lower the temperature, the lower the glass component of the glass component when forming the molten glass into a plate shape. Evaporation can be suppressed, and molding can be performed without imposing a burden on the molding apparatus.

熱膨張係数については、直径5.0mm、長さ20mmの円柱状の試料を作製し、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。   Regarding the thermal expansion coefficient, a cylindrical sample having a diameter of 5.0 mm and a length of 20 mm was prepared, and the average thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. was measured with a dilatometer.

表面異物の数は、ガラス基板表面を目視で観察し、表面異物をカウントし、その個数を1m当りに換算して求めた。 The number of surface foreign matters was obtained by observing the surface of the glass substrate visually, counting the number of surface foreign matters, and converting the number per 1 m 2 .

本発明のガラス基板は、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、電界放射型ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ装置の用途に限られるものではなく、例えば、太陽電池やフラットランプ用途のガラス基板として用いることも可能である。   The glass substrate of the present invention is not limited to the use of flat panel display devices such as a plasma display, a liquid crystal display, a field emission display, and an electroluminescence display. For example, the glass substrate is used as a glass substrate for solar cells or flat lamps. Is also possible.

Claims (4)

フロート法により製造されるガラス基板であって、質量百分率で、SiO 50〜75%、Al 3〜20%、B 0〜20%、MgO 0〜15%、CaO 0〜15%、SrO 0〜15%、BaO 0〜15%、RO(RはMg、Ca、Sr、Baを表わす) 1〜30%、ZnO 0〜5%、LiO 0〜5%、NaO 0〜10%、KO 0〜15%、R’O(R’はLi、Na、Kを表わす) 0〜24%、ZrO 0〜10%、P 0.002〜0.018%の組成を含有することを特徴とするガラス基板。 A glass substrate produced by a float process, by mass percentage, SiO 2 50~75%, Al 2 O 3 3~20%, B 2 O 3 0~20%, 0~15% MgO, CaO 0~ 15%, SrO 0-15%, BaO 0-15%, RO (R represents Mg, Ca, Sr, Ba) 1-30%, ZnO 0-5%, Li 2 O 0-5%, Na 2 O 0~10%, K 2 O 0~15 %, R '2 O (R' represents Li, Na, and K) 0~24%, ZrO 2 0~10 %, P 2 O 5 0.002~ A glass substrate containing a composition of 0.018%. 質量百分率で、SiO 50〜75%、Al 3〜15%、MgO 0〜15%、CaO 0〜15%、SrO 0〜15%、BaO 0〜15%、RO(RはMg、Ca、Sr、Baを表わす) 1〜30%、ZnO 0〜5%、LiO 0〜5%、NaO 1〜10%、KO 1〜15%、R’O(R’はLi、Na、Kを表わす) 2.5〜24%、ZrO 0〜10%、P 0.002〜0.018%の組成を含有することを特徴とする請求項1記載のガラス基板。 By mass percentage, SiO 2 50~75%, Al 2 O 3 3~15%, 0~15% MgO, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, RO (R is Mg, Ca, Sr, representing the Ba) 1~30%, 0~5% ZnO , Li 2 O 0~5%, Na 2 O 1~10%, K 2 O 1~15%, R '2 O (R' 2 represents Li, Na, and K). The composition contains 2.5 to 24%, ZrO 2 0 to 10%, and P 2 O 5 0.002 to 0.018%. Glass substrate. フラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板として用いることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス基板。   The glass substrate according to claim 1, wherein the glass substrate is used as a glass substrate for a flat panel display device. プラズマディスプレイ装置用ガラス基板として用いることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のガラス基板。   It uses as a glass substrate for plasma display apparatuses, The glass substrate in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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