JP5428137B2 - Alkali-free glass and alkali-free glass substrate - Google Patents

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Description

本発明は、液晶ディスプレイ(以下、LCDと称する)やELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ基板、電荷結合素子(CCD)や等倍近接型固体撮像素子(CIS)等のイメージセンサー用カバーガラスおよび太陽電池用基板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 a flat panel display substrate such as a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) or an EL display, a cover glass for an image sensor such as a charge coupled device (CCD) or an equal magnification proximity solid-state imaging device (CIS), and a solar cell. The present invention relates to a non-alkali glass and a non-alkali glass substrate that are suitable for a substrate for use.

薄膜トランジスタ型アクティブマトリックス液晶ディスプレイ(以下、TFT−LCDと称する)等の電子デバイスは、薄型で消費電力も少ないことから、カーナビゲーション、デジタルカメラのファインダー、近年ではパソコンのモニター、テレビ等の様々な用途に使用されている。   Electronic devices such as thin film transistor type active matrix liquid crystal displays (hereinafter referred to as TFT-LCDs) are thin and have low power consumption. Therefore, they are used in various applications such as car navigation, digital camera viewfinders, and recently PC monitors and televisions Is used.

従来から、LCD、ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ基板として、ガラスが広く使用されている。また、周知の通り、TFT−LCDパネルメーカーでは、ガラスメーカーで成形されたガラス基板(素板)の上に複数個分のデバイスを作製した後、デバイス毎に分割切断して製品とすることにより、生産性の向上、コストダウンを図っている。   Conventionally, glass has been widely used as a flat panel display substrate such as an LCD or EL display. As is well known, TFT-LCD panel manufacturers produce a plurality of devices on a glass substrate (base plate) formed by a glass manufacturer, and then divide and cut each device into a product. To improve productivity and reduce costs.

近年、パソコンのモニター、テレビ等のディスプレイは、画面サイズが大型化してきており、これらのデバイスを多面取りするために、2200×2400mmといった大型のガラス基板が要求されている。特に、テレビ用途のディスプレイは、画面サイズの大型化の要求が大きく、大型のガラス基板を安定して製造する技術が重要となっている。なお、テレビ用途では、一般的にアモルファスシリコンTFT−LCD(以下、a−Si・TFT−LCDと称する)が採用されている。
特開平7−277762号公報
In recent years, displays such as personal computer monitors and televisions have become larger in screen size, and a large glass substrate of 2200 × 2400 mm is required in order to obtain a large number of these devices. In particular, there is a great demand for an increase in screen size for a display for TV use, and a technique for stably manufacturing a large glass substrate is important. In television applications, amorphous silicon TFT-LCD (hereinafter referred to as a-Si.TFT-LCD) is generally employed.
JP-A-7-277762

a−Si・TFT−LCD等に使用されるガラス基板には、以下のような特性が要求される。
(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、アニール等の熱処理工程で熱収縮しないこと。そのため高い歪点を有すること。
The following characteristics are required for a glass substrate used for a-Si • TFT-LCD or the like.
(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 in heat treatment processes such as film formation and annealing. Therefore, it must have a high strain point.

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。
(4)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。
(5)ガラス中に溶融、成形時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。
In consideration of meltability and moldability, this type of glass substrate is also required to have the following characteristics.
(4) 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.
(5) Excellent devitrification resistance so that there is no foreign matter generated during melting and molding in the glass.

以下の理由から、(6)40〜50×10−7/℃の熱膨張係数を有するガラスが必要となる。TFT−LCDの製造工程は、熱処理工程が多く、ガラス基板は急加熱と急冷却が繰り返されるため、ガラス基板にかかる熱衝撃は大きくなる。また、ガラス基板が大型化すれば、ガラス基板に温度分布が生じやすいだけでなく、端面に微小なキズ、クラックが発生する確率が高くなり、熱処理工程中でガラス基板が破壊する確率も高くなる。この問題を解決するためには、熱膨張係数差に起因する熱応力を低減することが最も有効であり、ガラス基板の熱膨張係数を小さくする程、熱処理工程中で発生する熱応力は小さくなる。一方、熱膨張係数を小さくすると、ガラス材質の溶融性、成形性が損なわれる傾向があるため、むやみに低膨張化を進めるのは得策ではない。したがって、ガラス基板の熱膨張係数は、適正範囲に規制する必要があるといえる。さらに、TFT−LCDに用いられるガラス基板は、ガラス基板上に形成される各種膜材料との熱膨張係数の整合も重要である。これらの膜と熱膨張係数が合わないとガラス基板の反りの原因となり、ガラス基板の破損を引き起こす原因ともなる。ガラス基板上にはSiNxのような低膨張の酸化膜からAl、Moなどの高膨張の金属膜まで様々な膜が成膜されるため、これらの熱膨張係数を考慮して、ガラス基板の熱膨張係数を設定する必要がある。以上の点を考慮すると、ガラスの熱膨張係数は、40〜50×10−7/℃が好適である。 For the following reason, (6) glass having a thermal expansion coefficient of 40 to 50 × 10 −7 / ° C. is required. The TFT-LCD manufacturing process has many heat treatment processes, and the glass substrate is repeatedly subjected to rapid heating and rapid cooling, so that the thermal shock applied to the glass substrate increases. In addition, if the glass substrate is enlarged, not only the temperature distribution is likely to occur in the glass substrate, but also the probability that minute scratches and cracks will occur on the end face increases, and the probability that the glass substrate will break during the heat treatment process also increases. . In order to solve this problem, it is most effective to reduce the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient. The smaller the thermal expansion coefficient of the glass substrate, the smaller the thermal stress generated during the heat treatment process. . On the other hand, if the coefficient of thermal expansion is reduced, the meltability and formability of the glass material tend to be impaired. Therefore, it is not a good idea to reduce the expansion rate unnecessarily. Therefore, it can be said that the thermal expansion coefficient of the glass substrate needs to be regulated within an appropriate range. Furthermore, matching the thermal expansion coefficient of the glass substrate used for the TFT-LCD with various film materials formed on the glass substrate is also important. If these films do not match the thermal expansion coefficient, the glass substrate may be warped and the glass substrate may be damaged. A variety of films are formed on the glass substrate, from low expansion oxide films such as SiNx to high expansion metal films such as Al and Mo. It is necessary to set the expansion coefficient. Considering the above points, the thermal expansion coefficient of glass is preferably 40 to 50 × 10 −7 / ° C.

さらに、以下の理由から、(7)薄板、大型のガラス基板を安定して製造するために好適な粘度特性を有するガラスが要求されている。携帯電話やノート型パソコン等の携帯型デバイスにおいて、携帯時の利便性からデバイスの軽量化が要求されており、それに伴いガラス基板も軽量化が要求されている。ガラス基板の軽量化を図るためには、ガラス基板を薄板化することが有効であり、現在、TFT−LCD用ガラス基板の標準厚みは約0.7mmと非常に薄くなっている。一方、ガラス基板が薄板になる程、その製造が困難になるが、冷却時に粘性が早く上昇するガラスであれば、薄板のガラス基板を平坦に成形しやすく、有利となる。特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、ダウンドロー成形の場合、冷却時に粘性が早く上昇するガラスは更に有利となる。   Furthermore, for the following reasons, (7) glass having a viscosity characteristic suitable for stably producing a thin plate and a large glass substrate is required. In portable devices such as mobile phones and laptop computers, the weight reduction of the device is required for convenience in carrying, and the glass substrate is also required to be lightened accordingly. In order to reduce the weight of the glass substrate, it is effective to reduce the thickness of the glass substrate. At present, the standard thickness of the glass substrate for TFT-LCD is as thin as about 0.7 mm. On the other hand, the thinner the glass substrate is, the more difficult it is to produce. However, if the glass has a viscosity that rises quickly upon cooling, it is advantageous to easily form a thin glass substrate flat. In particular, in the case of downdraw molding, the furnace distance used for slow cooling is limited in equipment design, and the slow cooling time of the glass substrate is also limited accordingly, for example, cooling from the molding temperature to room temperature in a few minutes. Must. Therefore, in the case of downdraw molding, a glass whose viscosity rises quickly upon cooling is further advantageous.

既述の通り、LCDでは、ディスプレイの多面取りを行うために、大型のガラス基板が要求されている。ガラス基板が大型になる程、その製造が困難になるが、冷却時に粘性が早く上昇するガラスであれば、大型のガラス基板を平坦に成形しやすく、有利となる。特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、冷却時に粘性が早く上昇するガラスは更に有利となる。また、ガラス基板の板幅方向に温度ムラがあれば、板幅方向にうねりが生じたり、反りが生じたりするために、ガラス基板を平坦に成形し難くなる。温度ムラを解決するためには、ガラス基板の成形の際、温度制御を厳密に行うことが重要である。しかし、冷却時に粘性が緩慢に上昇するガラスは、平坦なガラス基板を製造する際、ガラスが冷却されて、固化するまでの時間が長いため、厳密な温度制御が困難になる。特に、板幅2000mm以上のガラスは、板引き方向にも厳密な温度制御が必要になるため、平坦なガラスを製造することがより困難になる。したがって、冷却時に粘性が早く上昇し、ガラス基板形状に早く成形できるガラスが望まれている。   As described above, in the LCD, a large glass substrate is required in order to perform multiple chamfering of the display. The larger the glass substrate is, the more difficult it is to produce. However, if the glass has a viscosity that rises quickly upon cooling, it is easy to form a large glass substrate flat, which is advantageous. In particular, in the case of downdraw molding, the furnace distance used for slow cooling is limited in equipment design, and the slow cooling time of the glass substrate is also limited accordingly, for example, cooling from the molding temperature to room temperature in a few minutes. Must. Therefore, a glass whose viscosity rises quickly during cooling is further advantageous. In addition, if there is temperature unevenness in the plate width direction of the glass substrate, undulation or warpage occurs in the plate width direction, making it difficult to form the glass substrate flat. In order to solve the temperature unevenness, it is important to strictly control the temperature when forming the glass substrate. However, when the glass whose viscosity rises slowly during cooling is a long time until the glass is cooled and solidified when a flat glass substrate is produced, strict temperature control becomes difficult. In particular, a glass having a plate width of 2000 mm or more requires strict temperature control in the drawing direction, so that it is more difficult to produce a flat glass. Accordingly, there is a demand for a glass whose viscosity rises quickly during cooling and can be quickly formed into a glass substrate shape.

しかし、従来の無アルカリガラスは、冷却時に粘性が緩慢に上昇する粘度曲線を有していたため、ガラスの板厚・板幅方向の反りやうねりの形状が決定されにくく、大型・薄板のガラス基板を平坦に成形することが困難であった。   However, since conventional alkali-free glass has a viscosity curve in which the viscosity slowly increases during cooling, it is difficult to determine the shape of warp and undulation in the thickness and width direction of the glass, and large and thin glass substrates It was difficult to form the flat.

したがって、本発明は、上記要求特性(1)〜(5)を満たすとともに、(6)40〜50×10−7/℃の熱膨張係数を有し、しかも(7)薄板、大型のガラス基板を安定して製造するために好適な粘度特性を有するTFT−LCD、特にa−Si・TFT−LCDに好適なガラスを得ることを技術的課題とする。 Accordingly, the present invention satisfies the above required characteristics (1) to (5), (6) has a thermal expansion coefficient of 40 to 50 × 10 −7 / ° C., and (7) a thin plate and a large glass substrate. It is a technical problem to obtain a glass suitable for TFT-LCD, particularly a-Si TFT-LCD having a viscosity characteristic suitable for the stable production of glass.

本発明者等は、鋭意努力の結果、質量%でSiO 45〜65%、Al 12〜17%、B 7.5〜15%、MgO 0〜%、CaO 5.5〜15%、SrO 0〜5%、BaO 5〜15%、ZnO 0〜0.5%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO 15〜23%、ZrO 0〜5%、TiO 0〜5%、P 0〜5%の範囲にガラス組成を規制し、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を0.25〜0.4に規制し、且つ30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数を40〜50×10−7/℃に規制することにより、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、本発明において、「実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず」とは、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物の含有量が1000ppm以下の場合を指す。本発明において、「30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、測定した値を指す。 As a result of diligent efforts, the present inventors have made SiO 2 45 to 65%, Al 2 O 3 12 to 17%, B 2 O 3 7.5 to 15%, MgO 0 to 1 %, CaO 5% by mass. 5~15%, SrO 0~5%, BaO 5~15%, ZnO 0~ 0.5%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 15~23%, ZrO 2 0~5%, TiO 2 0~5%, P 2 O 5 0 Regulating the glass composition in the range of ˜5%, substantially containing no alkali metal oxide, regulating the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 to 0.25 to 0.4 by mass fraction, In addition, the inventors have found that the above problem can be solved by regulating the average thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 to 380 ° C. to 40 to 50 × 10 −7 / ° C., and propose the present invention. In the present invention, “substantially no alkali metal oxide” refers to a case where the content of alkali metal oxide in the glass composition is 1000 ppm or less. In the present invention, “average thermal expansion coefficient in a temperature range of 30 to 380 ° C.” refers to a value measured using a dilatometer.

ガラス組成を上記の範囲に規制すれば、ダウンドロー成形、特にオーバーフローダウンドロー成形に適した粘度特性を得ることができる。また、ガラス組成を上記の範囲に規制すれば、耐失透性が良好なガラスを得ることができ、オーバーフローダウンドロー成形を安定して実行することができる。したがって、本発明の無アルカリガラスは、オーバーフローダウンドロー成形に好適なガラスといえる。さらに、ガラス組成を上記の範囲に規制すれば、上記要求特性(1)〜(7)を満足するガラスを容易に得ることができる。なお、本発明は、オーバーフローダウンドロー成形以外の成形方法を排除するものではない。オーバーフローダウンドロー成形以外の成形方法であっても、ガラスの製造工程ではガラスの耐失透性が良好である程、ガラス基板の製造効率が向上するため、本発明の無アルカリガラスが他の成形方法でも好適である点は言うまでもない。   If the glass composition is regulated within the above range, viscosity characteristics suitable for downdraw molding, particularly overflow downdraw molding can be obtained. Moreover, if the glass composition is regulated within the above range, a glass having good devitrification resistance can be obtained, and overflow downdraw molding can be stably performed. Therefore, the alkali-free glass of the present invention can be said to be a glass suitable for overflow downdraw molding. Furthermore, if the glass composition is regulated within the above range, a glass satisfying the required characteristics (1) to (7) can be easily obtained. The present invention does not exclude molding methods other than overflow downdraw molding. Even in a molding method other than overflow downdraw molding, the glass substrate has a better devitrification resistance in the glass production process, so the glass substrate production efficiency is improved. Needless to say, the method is also suitable.

ガラス組成を上記の範囲に規制すれば、冷却時に粘性が早く上昇し、ガラス基板形状に早く成形できるガラスを得ることができる。よって、本発明の無アルカリガラスは、冷却時に粘性が早く上昇するガラスであるため、薄板のガラス基板を平坦に成形しやすく、有利となる。また、本発明の無アルカリガラスは、冷却時に粘性が早く上昇するガラスであるため、大型のガラス基板を平坦に成形しやすく、有利となる。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、ダウンドロー成形の場合、冷却時に粘性が早く上昇するガラスは更に有利となる。   If the glass composition is regulated within the above range, the viscosity increases rapidly during cooling, and a glass that can be quickly formed into a glass substrate shape can be obtained. Therefore, since the alkali-free glass of the present invention is a glass whose viscosity rises quickly when cooled, it is easy to form a thin glass substrate flat, which is advantageous. Moreover, since the alkali-free glass of the present invention is a glass whose viscosity rises quickly upon cooling, it is easy to form a large glass substrate flatly, which is advantageous. 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. Therefore, in the case of downdraw molding, a glass whose viscosity rises quickly upon cooling is further advantageous.

本発明の無アルカリガラスは、ガラス組成中にアルカリ金属酸化物(NaO、KO、LiO)を実質的に含有しない。したがって、本発明の無アルカリガラスは、TFT製造工程において、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、膜特性が劣化するおそれがなく、TFT−LCDの信頼性を損なうことがない。 The alkali-free glass of the present invention contains substantially no alkali metal oxide (Na 2 O, K 2 O, Li 2 O) in the glass composition. Accordingly, the alkali-free glass of the present invention diffuses into the semiconductor material on which the alkali ions are formed during the heat treatment in the TFT manufacturing process, and the film characteristics are not deteriorated, and the reliability of the TFT-LCD is impaired. There is no.

本発明の無アルカリガラスは、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を0.25〜0.4に規制している。質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を上記の範囲に規制すれば、耐失透性を低下させずに、具体的には液相粘度105.4dPa・s以上を達成しながら、高温粘度を低下させることができ、ダウンドロー成形に好適な粘度特性を得ることができる。また、高温粘度を低下させるためには、アルカリ土類金属酸化物を増加させ、SiO含有量を減少させるのが効果的であるが、アルカリ土類金属酸化物を増加させ、SiO含有量を減少させれば、歪点が低下する。質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を上記の範囲に規制すれば、アルカリ土類金属酸化物を増加させ、SiO含有量を減少させても、歪点の低下を招くことがなく、高温粘度を低下させることができる。その上、耐失透性を悪化させることもない。したがって、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を上記の範囲に規制すれば、アルカリ土類金属酸化物を増加させ、SiO含有量を減少させることにより生じる欠点を解消することができる。なお、MgOは、後述の通り、多く含有させると、耐失透性が損なわれる。 The alkali-free glass of the present invention regulates the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 to 0.25 to 0.4 in terms of mass fraction. If the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 is regulated within the above range in terms of mass fraction, specifically, the liquidus viscosity of 10 5.4 dPa · s or more is achieved without reducing devitrification resistance. However, the high-temperature viscosity can be reduced, and viscosity characteristics suitable for downdraw molding can be obtained. Further, in order to reduce the high temperature viscosity increases the alkaline earth metal oxide, but to reduce the content of SiO 2 is effective to increase the alkaline earth metal oxide, SiO 2 content If the value is decreased, the strain point is lowered. If the value of (CaO + BaO-MgO) / SiO 2 is regulated to the above range in terms of mass fraction, the alkaline earth metal oxide is increased, and even if the SiO 2 content is decreased, the strain point is lowered. The high temperature viscosity can be reduced. In addition, the devitrification resistance is not deteriorated. Therefore, if the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 is regulated to the above range by mass fraction, the disadvantage caused by increasing the alkaline earth metal oxide and decreasing the SiO 2 content is solved. Can do. As will be described later, when a large amount of MgO is contained, devitrification resistance is impaired.

本発明の無アルカリガラスは、30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数が40〜50×10−7/℃に規制されている。ガラスの熱膨張係数を上記のように規制すれば、周辺材料(特に、有機材料や金属)との熱膨張係数の整合を図ることができ、a−Si・TFT−LCDの製造工程でガラス基板の破損確率を低減することができる。さらに、ガラスの熱膨張係数を上記のように規制すると、熱膨張差から生じる熱応力を減らすことができ、熱処理工程中にガラス基板が破壊する確率を低減でき、結果的に、ガラス基板が破損することにより、製造ラインの稼働率を低下させ、或いは破損の際に生じた微細なガラス粉がガラス基板上に付着し、断線不良やパターニング不良等に至る事態を有効に回避することができる。 In the alkali-free glass of the present invention, the average coefficient of thermal expansion in the temperature range of 30 to 380 ° C. is regulated to 40 to 50 × 10 −7 / ° C. If the coefficient of thermal expansion of glass is regulated as described above, it is possible to match the coefficient of thermal expansion with peripheral materials (especially organic materials and metals), and the glass substrate can be used in the manufacturing process of a-Si TFT-LCD. The probability of breakage can be reduced. Furthermore, regulating the thermal expansion coefficient of glass as described above can reduce the thermal stress resulting from the thermal expansion difference, reduce the probability that the glass substrate will break during the heat treatment process, and consequently break the glass substrate. By doing so, it is possible to effectively avoid a situation in which the operating rate of the production line is reduced or fine glass powder generated at the time of breakage adheres to the glass substrate, resulting in disconnection failure or patterning failure.

発明の無アルカリガラスは、質量分率で(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/SiOの値が0.3〜0.4であることが好ましいAlkali-free glass of the present invention, as a mass fraction (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) / SiO 2 values is preferably 0.3 to 0.4.

発明の無アルカリガラスは、実質的にAsを含有せず、下記酸化物換算の質量%でSb+SnO+Clを0〜3%含有することが好ましい。本発明において、「実質的にAsを含有せず」とは、Asの含有量が1000ppm以下の場合を指す。 The alkali-free glass of the present invention does not substantially contain As 2 O 3 and preferably contains 0 to 3% of Sb 2 O 3 + SnO 2 + Cl in mass% in terms of the following oxide. In the present invention, “substantially does not contain As 2 O 3 ” refers to a case where the content of As 2 O 3 is 1000 ppm or less.

発明の無アルカリガラスは、実質的にAs、Sbを含有せず、下記酸化物換算の質量%でSnOを0〜1%含有することが好ましい。本発明において、「実質的にSbを含有せず」とは、Sbの含有量が0.05質量%以下の場合を指す。 The alkali-free glass of the present invention does not substantially contain As 2 O 3 or Sb 2 O 3, and preferably contains 0 to 1% of SnO 2 in mass% in terms of the following oxides. In the present invention, “substantially does not contain Sb 2 O 3 ” refers to a case where the content of Sb 2 O 3 is 0.05% by mass or less.

発明の無アルカリガラスは、液相温度が1150℃以下および/または液相粘度が105.4dPa・s以上であることが好ましい。本発明でいう「液相温度」は、ガラスを粉砕し、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24時間保持した後、ガラス中に結晶が析出する温度を指す。また、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指し、ガラスの粘度は周知のファイバーエロンゲーション法や白金球引き上げ法で測定した値を指す。 Alkali-free glass of the present invention preferably has a liquidus temperature of 1150 ° C. or less and / or liquidus viscosity of 10 5.4 dPa · s or more. “Liquid phase temperature” as used in the present invention refers to pulverizing glass, passing through a standard sieve 30 mesh (500 μm), and putting the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) into a platinum boat, and keeping it in a temperature gradient furnace for 24 hours. Is the temperature at which crystals are precipitated in the glass. The “liquid phase viscosity” as used in the present invention refers to the viscosity of the glass at the liquid phase temperature, and the viscosity of the glass refers to a value measured by a known fiber elongation method or platinum ball pulling method.

発明の無アルカリガラスは、下記酸化物換算の質量%で、ガラス組成として、SnOを0〜0.5質量%含有し、且つSnOが0.5質量%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が1150℃以下であることが好ましい。本発明でいう「SnOが0.5質量%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0.5質量%となるまでSnOを添加(ガラス組成として、合計100質量%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, in mass% terms of oxide, as a glass composition, a SnO 2 containing 0-0.5 wt%, and up to SnO 2 of 0.5 wt%, a SnO 2 When added, the liquid phase temperature of the glass obtained is preferably 1150 ° C. or lower. Referred to in the present invention, "until SnO 2 of 0.5 wt%, upon addition of SnO 2, the liquidus temperature of the glass to be obtained", as the batch as a raw material, SnO 2 in the glass composition is 0.5 mass After adding SnO 2 until the total content reaches 100% (total glass composition is 100% by mass), the glass is melted and molded, and then the obtained glass sample is pulverized and passed through a standard sieve 30 mesh (500 μm). Then, the glass powder remaining in 50 mesh (300 μm) is placed in a platinum boat and held in a temperature gradient furnace for 1 week, and then refers to the temperature at which crystals precipitate.

発明の無アルカリガラスは、ガラス組成中にZrOを1質量%添加したとき、得られるガラスの液相温度が1150℃以下であることが好ましい。本発明でいう「ガラス組成中にZrOを1質量%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、ZrOをガラス組成において1質量%に相当する量添加(ガラス組成として、見掛け上、合計101質量%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。 The alkali-free glass of the present invention preferably has a liquidus temperature of 1150 ° C. or lower when 1% by mass of ZrO 2 is added to the glass composition. "Upon addition of ZrO 2 1 wt% in the glass composition, the liquidus temperature of the glass to be obtained" in the present invention, the batch of raw material, the amount equivalent to ZrO 2 to 1 mass% in the glass composition added ( The glass composition is apparently a total of 101% by mass), and the glass is melted and molded. Thereafter, the obtained glass sample is pulverized, passed through the standard sieve 30 mesh, and the glass powder remaining on 50 mesh is obtained. It refers to the temperature at which crystals precipitate after being placed in a platinum boat and held in a temperature gradient furnace for 1 week.

発明の無アルカリガラスは、歪点が630℃以上であることが好ましい。本発明において、「歪点」は、ASTM C336に準拠した方法により測定した値を指す。 The alkali-free glass of the present invention preferably has a strain point of 630 ° C. or higher. In the present invention, “strain point” refers to a value measured by a method based on ASTM C336.

発明の無アルカリガラスは、102.5dPa・sにおける温度が1535℃以下であることが好ましい。なお、本発明でいう「102.5dPa・sにおける温度」は、周知の白金球引き上げ法で測定した値を指す。 The alkali-free glass of the present invention preferably has a temperature at 10 2.5 dPa · s of 1535 ° C. or lower. In the present invention, “temperature at 10 2.5 dPa · s” refers to a value measured by a well-known platinum ball pulling method.

発明の無アルカリガラスは、102.5dPa・sにおける温度をT(℃)、歪点をT(℃)としたときに、T−T≦880℃の関係を満たすことが好ましい The alkali-free glass of the present invention satisfies the relationship of T 1 −T 2 ≦ 880 ° C. when the temperature at 10 2.5 dPa · s is T 1 (° C.) and the strain point is T 2 (° C.). Is preferred .

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。なお、本発明において、「10dPa・sにおける温度」は、周知の白金球引き上げ法で測定した値を指し、「軟化点」は、ASTM C338に準拠した方法により測定した値を指す。 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.). . In the present invention, “temperature at 10 4 dPa · s” refers to a value measured by a well-known platinum ball pulling method, and “softening point” refers to a value measured by a method based on ASTM C338.

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、その浸食量が5μm以下であることが好ましい。本発明でいう「80℃の10%HCl水溶液に24時間浸漬したとき、その浸食量」とは、まずガラス試料の両面を光学研磨した後、一部をマスキングしてから10%HCl水溶液の濃度に調合した80℃の薬液中で24時間浸漬した後、マスクをはずし、マスク部分と浸食部分の段差を表面粗さ計で測定した値を指す。なお、測定は、各ガラス試料の両面を光学研磨した上で、上記条件で薬液処理した後、マスクを外して行った。 When the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 10% aqueous HCl solution at 80 ° C. for 24 hours, the erosion amount is preferably 5 μm or less. According to the present invention, “the amount of erosion when immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 24 hours” refers to the concentration of the 10% HCl aqueous solution after optically polishing both surfaces of the glass sample and then masking a part thereof. After immersing in an 80 ° C. chemical solution prepared for 24 hours, the mask is removed, and the level difference between the mask portion and the erosion portion is measured with a surface roughness meter. Note that the measurement was performed by optically polishing both surfaces of each glass sample, treating with chemicals under the above conditions, and then removing the mask.

発明の無アルカリガラスは、20℃の130バッファードフッ酸溶液(NHHF:4.6質量%,NHF:36質量%)に30分間浸漬したとき、その浸食量が2μm以下であることが好ましい。本発明でいう「130バッファードフッ酸溶液に20℃30分間浸漬したとき、その浸食量」とは、20℃の130バッファードフッ酸溶液を用いて、30分間の処理条件で測定した値を指し、まず各ガラス試料の両面を光学研磨した後、一部をマスキングしてから上記濃度に調合した20℃の薬液中で30分間浸漬した後、マスクをはずし、マスク部分と浸食部分の段差を表面粗さ計で測定した値を指す。なお、測定は、ガラス試料の両面を光学研磨した上で、上記条件で薬液処理した後、マスクを外して行った。 When the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 130 buffered hydrofluoric acid solution (NH 4 HF 2 : 4.6 mass%, NH 4 F: 36 mass%) at 20 ° C. for 30 minutes, the erosion amount is 2 μm or less. It is preferable that In the present invention, “the amount of erosion when immersed in a 130 buffered hydrofluoric acid solution at 20 ° C. for 30 minutes” is a value measured under a treatment condition of 30 minutes using a 130 buffered hydrofluoric acid solution at 20 ° C. First, after optically polishing both sides of each glass sample, after masking a part and then immersing in a chemical solution of 20 ° C. prepared to the above concentration for 30 minutes, the mask is removed, and the step between the mask portion and the erosion portion is removed. The value measured with a surface roughness meter. Note that the measurement was performed by optically polishing both surfaces of the glass sample, treating with chemicals under the above conditions, and then removing the mask.

発明の無アルカリガラスは、80℃の10%HCl水溶液に3時間浸漬したとき、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 When the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 3 hours, it is preferable that white turbidity and roughness are not observed by visual observation of the surface.

発明の無アルカリガラスは、20℃の63バッファードフッ酸溶液(HF:6質量%,NHF:30質量%)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 When the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 63 buffered hydrofluoric acid solution (HF: 6 mass%, NH 4 F: 30 mass%) at 20 ° C. for 30 minutes, white turbidity and roughness are observed by visual observation of the surface. Preferably not.

発明の無アルカリガラスは、比ヤング率が27GPa/(g・cm−3)以上であることが好ましい。なお、本発明でいう「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値を指し、「ヤング率」は、共振法により測定した値を指す。 Alkali-free glass of the present invention preferably has a specific Young's modulus is 27GPa / (g · cm -3) or greater. The “specific Young's modulus” in the present invention refers to a value calculated by dividing Young's modulus by density, and “Young's modulus” refers to a value measured by a resonance method.

発明の無アルカリガラス基板は、上記いずれかに記載の無アルカリガラスにより構成されていることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably composed of any alkali-free glass described above.

発明の無アルカリガラス基板は、ダウンドロー成形されてなることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably formed by downdraw molding.

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成形されてなることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably formed by overflow down draw molding.

発明の無アルカリガラス基板は、ディスプレイに用いることが好ましい 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、LCDに用いることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for an LCD.

発明の無アルカリガラス基板は、a−Si・TFT−LCDに用いることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for an a-Si • TFT-LCD.

発明の無アルカリガラス基板は、基板サイズが32インチ以上であることが好ましい The alkali-free glass substrate of the present invention preferably has a substrate size of 32 inches or more.

上記のようにガラス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、質量%表示を指す。   The reason for limiting the glass composition range as described above will be described in detail. In addition, the following% display points out the mass% display except the case where there is especially 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45〜65%であり、好ましくは48〜62%、より好ましくは50〜60%、更に好ましくは52〜58%である。SiOの含有量が45%より少ないと、耐薬品性、特に耐酸性が悪化し、また密度が高くなる。一方、SiOの含有量が65%より多いと、高温粘度が高くなり、溶融性が悪くなるとともに、ガラス中に失透異物(クリストバライト)が生じやすくなる。 SiO 2 is a component forming a glass network, the content is 45 to 65%, preferably 48 to 62%, more preferably 50% to 60%, more preferably 52 to 58%. When the content of SiO 2 is less than 45%, chemical resistance, particularly acid resistance deteriorates, and the density increases. On the other hand, when the content of SiO 2 is more than 65%, the high-temperature viscosity is increased, the meltability is deteriorated, and devitrified foreign matter (cristobalite) 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、ヤング率を向上させる成分であり、その含有量は12〜17%であり、好ましくは14〜16.5%、より好ましくは15〜16%である。Alの含有量が12%より少ないと、歪点を高める効果が乏しくなる。また、Alの含有量が12%より少ないと、ヤング率が低下する傾向がある。一方、Alの含有量が17%より多いと、液相温度が高くなり、失透しやすくなる。 Al 2 O 3 is a component that has an effect of increasing the strain point of the glass and improves the Young's modulus, and its content is 12 to 17%, preferably 14 to 16.5%, more preferably 15 ~ 16%. When the content of Al 2 O 3 is less than 12%, the effect of increasing the strain point becomes poor. If the content of Al 2 O 3 is less than 12%, the Young's modulus tends to decrease. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is more than 17%, the liquidus temperature becomes high, it tends to be devitrified.

は、融剤として働き、ガラスの粘性を下げ、溶融性を改善する効果があるとともに、液相温度を低下させる成分であり、その含有量は7.5〜15%であり、好ましくは7.7〜13%、より好ましくは8〜12%である。Bの含有量が7.5%より少ないと、融剤としての働きが不十分となるとともに、耐バッファードフッ酸性(以下、耐BHF性と称する)が悪化する。さらに、Bの含有量が7.5%より少ないと、失透しやすくなるため、液相温度が上昇する傾向がある。また、Bの含有量が15%より多いと、ガラスの歪点が低下し、耐熱性が低下するとともに、耐酸性が悪化するおそれがある。さらに、Bの含有量が15%より多いと、ヤング率が低下し、比ヤング率が低下する傾向がある。 B 2 O 3 is a component that acts as a flux, lowers the viscosity of the glass, improves the meltability, and lowers the liquidus temperature, and its content is 7.5 to 15%. Preferably it is 7.7 to 13%, more preferably 8 to 12%. When the content of B 2 O 3 is less than 7.5%, the function as a flux becomes insufficient and the buffered hydrofluoric acid resistance (hereinafter referred to as BHF resistance) deteriorates. Furthermore, when the content of B 2 O 3 is less than 7.5%, the liquidus temperature tends to increase because devitrification easily occurs. Further, when the content of B 2 O 3 is more than 15%, the strain point of the glass is lowered, together with the heat resistance is lowered, there is a possibility that acid resistance is deteriorated. Furthermore, when the content of B 2 O 3 is more than 15%, the Young's modulus decreases and the specific Young's modulus tends to decrease.

MgOは、ガラスのヤング率を上昇させつつ、高温粘度を下げ、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の含有量が多いと、歪点が低下し、失透しやすくなることに加えて、MgOはBHFと反応して生成物を形成し、その生成物がガラス基板表面の素子上に固着または付着して、ガラス基板を白濁させるおそれがあるため、その含有量には制限がある。したがって、MgOの含有量は0〜%であり、好ましくは0〜0.5%、さらに好ましくは0〜0.3%、最も好ましくは0〜0.2%、理想的には実質的に含有しないことが望ましい。ここで、「MgOを実質的に含有しない」とは、MgOの含有量が0.05%以下の場合を指す。 MgO is a component that lowers the high-temperature viscosity and improves the meltability while increasing the Young's modulus of the glass, and is the component that has the effect of reducing the density most among the alkaline earth metal oxides. However, when the content of MgO is large, the strain point is lowered and the glass is easily devitrified. In addition, MgO reacts with BHF to form a product, and the product is formed on the device on the glass substrate surface. There is a possibility that the glass substrate may become clouded due to fixation or adhesion, so that the content is limited. Accordingly, the content of MgO is 0 to 1 %, preferably 0 to 0.5%, more preferably 0 to 0.3%, most preferably 0 to 0.2%, ideally substantially. It is desirable not to contain. Here, “substantially does not contain MgO” refers to a case where the content of MgO is 0.05% or less.

CaOは、ガラスの歪点を低下させることなく、高温粘度を下げる成分であるとともに、耐失透性を向上させる成分であり、その含有量は5.5〜15%であり、好ましくは6〜14%、より好ましくは6.5〜14%、更に好ましくは7〜12%である。本発明に係るガラス組成系は、溶融し難く、泡がガラス内に残存しやすいため、結果的にガラス基板に泡不良が多く発生する。泡不良を低減させるためには、その溶融性を高めることが重要である。本発明に係るガラス組成系において、SiOの量を減少させると、溶融性が高まるが、耐酸性が極端に低下することに加えて、密度、熱膨張係数が増大する。そこで、本発明の無アルカリガラスは、ガラスの溶融性を高めるため、CaOを5.5%以上含有している。一方、CaOの含有量が15%より多いと、ガラスの耐BHF性が悪化し、ガラス基板表面が浸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表面に付着してガラス基板を白濁させるおそれがある。更には、CaOの含有量が15%より多いと、密度や熱膨張係数が高くなりすぎる。 CaO is a component that lowers the high-temperature viscosity without lowering the strain point of the glass, and is a component that improves devitrification resistance, and its content is 5.5 to 15%, preferably 6 to It is 14%, more preferably 6.5 to 14%, still more preferably 7 to 12%. Since the glass composition system according to the present invention is not easily melted and bubbles are likely to remain in the glass, many bubble defects are generated in the glass substrate as a result. In order to reduce foam defects, it is important to increase the meltability. In the glass composition system according to the present invention, when the amount of SiO 2 is decreased, the meltability is increased, but in addition to the extreme decrease in acid resistance, the density and the thermal expansion coefficient are increased. Therefore, the alkali-free glass of the present invention contains 5.5% or more of CaO in order to improve the meltability of the glass. On the other hand, if the content of CaO is more than 15%, the BHF resistance of the glass deteriorates and the glass substrate surface is easily eroded, and the reaction product adheres to the glass substrate surface, causing the glass substrate to become cloudy. There is a risk of causing. Furthermore, when the content of CaO is more than 15%, the density and the thermal expansion coefficient are too high.

SrOは、ガラスの耐薬品性を向上させ、歪点を低下させることなく、高温粘度を低下させ、溶融性を改善する成分であり、その含有量は0〜5%であり、好ましくは0〜4%、より好ましくは0〜3.5%、更に好ましくは0〜3%である。SrOの含有量が5%より多いと、密度や熱膨張係数が上昇したり、失透しやすくなる。   SrO is a component that improves the chemical resistance of the glass and lowers the high temperature viscosity without reducing the strain point and improves the meltability, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 0%. It is 4%, more preferably 0-3.5%, still more preferably 0-3%. When the content of SrO is more than 5%, the density and the coefficient of thermal expansion increase or the glass tends to devitrify.

BaOは、ガラスの耐薬品性、耐失透性を向上させ、溶融性を改善させる成分であり、その含有量は5〜15%、好ましくは7〜14%、より好ましくは8〜13%、更に好ましくは10〜13%である。BaOの含有量が15%より多いと、耐失透性が悪化し、密度や熱膨張係数が上昇する傾向がある。一方、BaOの含有量が5%より少ないと、液相粘度が低下し、失透しやすくなる。既述の通り、耐失透性の改善にはCaOの導入が効果的であり、CaOを多く含有させれば、溶融性を改善させ、窯の寿命を長くすることができるといった利点を享受できるが、高温粘度が著しく低下することで、液相粘度が低下するため、ガラス基板に成形しにくくなる不利益が生じる。そこで、CaOの替わりにBaOを適量含有させると、高温粘度の低下を抑制し、しかも液相粘度を向上させることができる。   BaO is a component that improves the chemical resistance and devitrification resistance of glass and improves meltability, and its content is 5 to 15%, preferably 7 to 14%, more preferably 8 to 13%, More preferably, it is 10 to 13%. When there is more content of BaO than 15%, devitrification resistance will deteriorate and there exists a tendency for a density and a thermal expansion coefficient to rise. On the other hand, when the content of BaO is less than 5%, the liquidus viscosity is lowered and devitrification tends to occur. As described above, the introduction of CaO is effective for improving devitrification resistance. If a large amount of CaO is contained, the meltability can be improved and the life of the kiln can be extended. However, when the high temperature viscosity is remarkably lowered, the liquid phase viscosity is lowered, so that there is a disadvantage that it is difficult to form the glass substrate. Therefore, when an appropriate amount of BaO is contained instead of CaO, a decrease in high temperature viscosity can be suppressed, and the liquid phase viscosity can be improved.

ZnOは、ガラスの耐BHF性を改善するとともに、溶融性を改善する成分であるが、多量に含有させると、失透しやすくなったり、歪点が低下しやすくなる。したがって、ZnOの含有量は0〜0.5%である。 ZnO is a component that improves the BHF resistance of the glass and improves the meltability. However, when it is contained in a large amount, it tends to be devitrified and the strain point tends to be lowered. Therefore, the content of ZnO is 0 to 0.5%.

ダウンドロー成形に好適な粘度特性を得るためには、高温粘度を低下させるアルカリ土類金属酸化物の含有量を増加させ、SiOの含有量を減少させるのが効果的である。しかし、アルカリ土類金属酸化物を増加させ、SiOの含有量を減少させれば、歪点が低下する。耐失透性を悪化させずに、具体的には液相粘度105.4dPa・s以上を達成しながら、高温粘度を低下させるためには、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を0.25〜0.40、好ましくは0.26〜0.39、より好ましくは0.27〜0.38、更に好ましくは0.30〜0.36とすればよい。すなわち、(CaO+BaO−MgO)/SiOの値を0.25〜0.40に規制することで、歪点を低下させずに、高温粘度を低下させることができ、しかも耐失透性が悪化することもない。(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.25より小さいと、高温粘度が高くなったり、或いは失透しやすくなる。一方、(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.40より大きいと、密度が高くなり、熱膨張係数が高くなる傾向がある。 In order to obtain a viscosity characteristic suitable for downdraw molding, it is effective to increase the content of alkaline earth metal oxide that lowers the high-temperature viscosity and decrease the content of SiO 2 . However, if the alkaline earth metal oxide is increased and the content of SiO 2 is decreased, the strain point is lowered. In order to reduce the high temperature viscosity while specifically achieving a liquid phase viscosity of 10 5.4 dPa · s or more without deteriorating devitrification resistance, the mass fraction is (CaO + BaO—MgO) / SiO 2. The value of 2 may be 0.25 to 0.40, preferably 0.26 to 0.39, more preferably 0.27 to 0.38, and still more preferably 0.30 to 0.36. That is, by regulating the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 to 0.25 to 0.40, the high temperature viscosity can be lowered without lowering the strain point, and the devitrification resistance is deteriorated. I don't have to. When the value of (CaO + BaO-MgO) / SiO 2 is smaller than 0.25, the high-temperature viscosity becomes high or the glass tends to devitrify. On the other hand, when the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 is larger than 0.40, the density tends to increase and the thermal expansion coefficient tends to increase.

MgO、CaO、SrO、BaO、ZnOの各成分は、二種以上の成分を混合して含有させると、ガラスの液相温度が下がり、ガラス中に結晶異物が生じ難くなり、その結果、溶融性、成形性を改善することができる。これらの成分の合量(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)は15〜23%、好ましくは17〜22%、より好ましくは18〜21%である。これらの合量が15%より少ないと、融剤としての働きが充分ではなくなり、溶融性が悪化しやすくなる。一方、これらの合量が23%より多いと、密度および熱膨張係数が上昇し、更には比ヤング率が低下し、失透しやすくなる。   When each component of MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO is mixed and contained, the liquidus temperature of the glass is lowered, and it is difficult to form a crystalline foreign substance in the glass. The moldability can be improved. The total amount of these components (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) is 15 to 23%, preferably 17 to 22%, more preferably 18 to 21%. When the total amount is less than 15%, the function as a flux is not sufficient, and the meltability is likely to deteriorate. On the other hand, when the total amount is more than 23%, the density and the thermal expansion coefficient are increased, the specific Young's modulus is further decreased, and devitrification is easily caused.

ZrOは、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を改善し、ヤング率を向上させる成分であり、その含有量は0〜5%であり、好ましくは0〜3%、より好ましくは0〜1%である。ZrOの含有量が5%より多いと、液相温度が上昇し、ジルコンの失透異物が出やすくなる。 ZrO 2 is a component that improves the chemical resistance of glass, particularly acid resistance, and improves the Young's modulus, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 1. %. If the content of ZrO 2 is more than 5%, the liquidus temperature rises and zircon devitrified foreign matter is likely to appear.

TiOは、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を改善し、且つ高温粘度を下げて溶融性を改善する成分であり、その含有量は0〜5%であり、好ましくは0〜3%、より好ましくは0〜1%、さらに好ましくは0〜0.5%未満、最も好ましくは0〜0.3%である。TiOの含有量が5%より多いと、ガラスが着色し、そ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。 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, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 3%, More preferably, it is 0 to 1%, more preferably 0 to less than 0.5%, and most preferably 0 to 0.3%. When the content of TiO 2 is more than 5%, the glass is colored and its transmittance is lowered, so that it is difficult to use it for display applications.

は、ガラスの耐失透性を向上させる成分であり、その含有量は0〜5%、好ましくは0〜3%であり、より好ましくは0〜1%、さらに好ましくは0〜0.5%未満、最も好ましくは0〜0.3%である。Pの含有量が5%より多いと、ガラス中に分相、乳白が生じることに加えて、耐酸性が著しく悪化する。 P 2 O 5 is a component that improves the devitrification resistance of the glass, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 1%, and still more preferably 0 to 0%. Less than 0.5%, most preferably 0-0.3%. When the content of P 2 O 5 is more than 5%, in addition to the occurrence of phase separation and milk white in the glass, the acid resistance is remarkably deteriorated.

既述の通り、SnOおよびZrOは、いずれも多く含有させると、ガラスに失透が生じやすくなる。しかし、重量分率で(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/SiOの値を好ましくは0.3〜0.4、より好ましくは0.32〜0.39、更に好ましくは0.34〜0.38に規制すれば、SnOやZrO系の失透を抑制することができる。 As described above, when both SnO 2 and ZrO 2 are contained in a large amount, devitrification tends to occur in the glass. However, if the value of (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) / SiO 2 is preferably regulated to 0.3 to 0.4, more preferably 0.32 to 0.39, and even more preferably 0.34 to 0.38 in terms of weight fraction. , SnO 2 and ZrO 2 -based devitrification can be suppressed.

本発明の無アルカリガラスは、上記成分以外にも、種々の成分を添加することが可能であり、例えばY、Nb、Laを5%まで含有させることができる。これらの成分は、ガラスの歪点、ヤング率等を高める働きがあるが、その含有量が5%より多いと、密度が増大する傾向がある。 The alkali-free glass of the present invention can contain various components in addition to the above components. For example, Y 2 O 3 , Nb 2 O 5 , and La 2 O 3 can be contained up to 5%. . These components have a function of increasing the strain point, Young's modulus, etc. of the glass, but if the content is more than 5%, the density tends to increase.

本発明に係るガラス組成系を溶融する場合、従来、高温で清澄剤として働くAsが用いられてきた。しかし、近年の環境に配慮する志向から、Asのような環境負荷化学物質は、できるだけ使用しないことが好ましい。SnOは、Asと同様に高温で清澄力があり、本発明の無アルカリガラスを溶融するための清澄剤として非常に効果的である。したがって、本発明の無アルカリガラスにおいて、SnOの含有量は、0〜5%が好ましく、0〜2%がより好ましく、0〜0.5%が更に好ましく、0〜0.35%が特に好ましい。SnOの含有量が5%より多いと、失透しやすくなる。なお、本発明の無アルカリガラスは、溶融性が優れるため、清澄剤としてAsを添加しなくても、SnO等の清澄剤を添加すれば、泡欠陥が存在しないガラス基板を効率よく製造することができる。 In the case of melting the glass composition system according to the present invention, As 2 O 3 that works as a fining agent at a high temperature has been conventionally used. However, it is preferable not to use an environmentally hazardous chemical substance such as As 2 O 3 as much as possible because of recent environmental considerations. SnO 2 has a clarification power at a high temperature similar to As 2 O 3, and is very effective as a clarifier for melting the alkali-free glass of the present invention. Therefore, in the alkali-free glass of the present invention, the content of SnO 2 is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 2%, still more preferably 0 to 0.5%, and particularly preferably 0 to 0.35%. preferable. If the SnO 2 content is more than 5%, devitrification is likely to occur. In addition, since the alkali-free glass of the present invention has excellent meltability, a glass substrate free from bubble defects can be efficiently obtained by adding a clarifier such as SnO 2 without adding As 2 O 3 as a clarifier. Can be manufactured well.

Clは、無アルカリガラスの溶融を促進する効果があり、ガラスを低温で溶融し、清澄剤をより有効に働かせる効果があるとともに、ガラスの溶融コストを下げ、製造設備の長寿命化を図ることができる成分であり、その含有量は0〜3%が好ましい。Clの含有量が3%より多いと、歪点が低下するおそれがある。なお、Cl成分の原料として、塩化バリウム等のアルカリ土類金属酸化物の塩化物、或いは塩化アルミニウム等の原料を用いることができる。   Cl has the effect of accelerating the melting of alkali-free glass, melts the glass at a low temperature, works to make the refining agent work more effectively, lowers the melting cost of the glass, and extends the life of the manufacturing equipment. The content is preferably 0 to 3%. If the Cl content is more than 3%, the strain point may be lowered. Note that, as a raw material of the Cl component, a raw material such as an alkaline earth metal oxide chloride such as barium chloride or aluminum chloride can be used.

本発明の無アルカリガラスの清澄剤として、Sbも有効であるが、一般的に無アルカリガラスは溶融温度が高いため、清澄剤としての効果はAsと比較すると小さい。よって、Sbを清澄剤として使用する場合、その添加量を増やすか、或いはCl等の溶融性を促進する成分との組み合わせにより溶融温度を低下させることが望ましい。ただし、Sbを5%以上含有させると密度の上昇を招く傾向があり、その添加量は0〜2%とするのが好ましく、0〜1.5%とするのがより好ましい。また、Sbは、ガラス原料の一部または全部をSbとして使用することもできる。 Sb 2 O 3 is also effective as a fining agent for the alkali-free glass of the present invention. However, since the alkali-free glass generally has a high melting temperature, the effect as a fining agent is small compared to As 2 O 3 . Therefore, when using Sb 2 O 3 as a fining agent, it is desirable to increase the amount of addition or to lower the melting temperature by combining with a component that promotes melting properties such as Cl. However, when 5% or more of Sb 2 O 3 is contained, the density tends to increase, and the addition amount is preferably 0 to 2%, and more preferably 0 to 1.5%. Further, Sb 2 O 3 can also be used a part of a glass material or the whole as Sb 2 O 5.

さらに、本発明の無アルカリガラスにおいて、清澄剤としてAsを用いない場合には、Sb、SnOおよびClの群から選択された1種または2種以上を0〜3%含有させることが好ましく、特に、Sb 0〜2%、SnO 0.01〜1%、Cl 0〜1%の割合で含有させるのがより好ましい。 Furthermore, in the alkali-free glass of the present invention, when As 2 O 3 is not used as the fining agent, one or more selected from the group of Sb 2 O 3 , SnO 2 and Cl are added in an amount of 0 to 3%. preferably contained, in particular, Sb 2 O 3 0~2%, SnO 2 0.01~1%, more preferably be contained in a proportion of Cl 0 to 1%.

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、環境的観点に立てば、実質的に含有しないことが好ましい。また、Cl等のハロゲンは、ガラス溶融時に発生する揮発物に毒性があることから、環境的観点に立てば、実質的に含有しないことが好ましい。ここで、「Cl等のハロゲンを実質的に含有しない」とは、ガラス組成中のハロゲンの含有量が0.05%以下の場合を指す。以上の環境的配慮から、清澄剤として、実質的にAs、Sbを含有せず(望ましくはAs、Sb、Clを含有せず)、下記酸化物換算の質量%でSnOを0〜1%(望ましくは0.01〜1%)含有することが最も好ましい。 Sb 2 O 3 is less toxic than As 2 O 3 , but it is an environmentally hazardous substance, so it is preferable that it is not substantially contained from an environmental point of view. Further, since halogens such as Cl are toxic to volatiles generated during glass melting, it is preferable that they are not substantially contained from an environmental point of view. Here, “substantially free of halogen such as Cl” refers to the case where the halogen content in the glass composition is 0.05% or less. In view of the above environmental considerations, as a clarifying agent, it contains substantially no As 2 O 3 or Sb 2 O 3 (preferably does not contain As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , or Cl), and the following oxides Most preferably, SnO 2 is contained in an amount of 0 to 1% (desirably 0.01 to 1%) in terms of mass%.

なお、本発明の無アルカリガラスは、特性を損なわない限り、F、SO、C等を清澄剤として、3%まで含有させることができる。また、Al、Si等の金属粉末等を清澄剤として、3%まで含有させることができる。さらに、CeO、Fe等も清澄剤として5%まで含有させることができる。 The alkali-free glass of the present invention can contain up to 3% using F, SO 3 , C, etc. as a clarifier, as long as the properties are not impaired. Moreover, metal powders, such as Al and Si, etc. can be contained to 3% as a clarifier. Furthermore, it can be contained up to 5% CeO 2, Fe 2 O 3 or the like as a fining agent.

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、質量%でSiO 50〜60%、Al 14〜16.5%、B 7.7〜13%、MgO 0〜0.5%、CaO 6〜14%、SrO 0〜3.5%、BaO 7〜14%、ZnO 0〜0.5%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO 17〜22%、ZrO 0〜1%、TiO 0〜3%、P 0〜3%を含有し、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.25〜0.4であり、且つ30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数が42〜48×10−7/℃とするガラスが挙げられる。ガラスの組成範囲を上記に規制すれば、耐失透性を大幅に改善できるとともに、オーバーフローダウンドロー成形に必要な粘度特性を的確に確保することができる。 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. Is SiO 2 50-60% by mass%, Al 2 O 3 14-16.5%, B 2 O 3 7.7-13%, MgO 0-0.5%, CaO 6-14%, SrO 0 ~3.5%, BaO 7~14%, ZnO 0~ 0.5%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 17~22%, ZrO 2 0~1%, TiO 2 0~3%, containing P 2 O 5 0~3% and, substantially containing no alkali metal oxide, in a mass fraction (CaO + BaO-MgO) / SiO 2 values are 0.25 to 0.4, and an average in the temperature range of 30 to 380 ° C. Expansion coefficient include glass to 42~48 × 10 -7 / ℃. If the composition range of the glass is regulated as described above, the devitrification resistance can be greatly improved and the viscosity characteristics necessary for overflow downdraw molding can be ensured accurately.

無アルカリガラスの更に好ましい態様として、質量%でSiO 52〜58%、Al 15〜16%、B 8〜12%、MgO 0〜0.5%、CaO 7〜12%、SrO 0〜3%、BaO 10〜13%、ZnO 0〜0.5%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO 18〜21%、ZrO 0〜1%、TiO 0〜0.5%、P 0〜0.5%を含有し、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.25〜0.4であり、且つ30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数が44〜47×10−7/℃とするガラスが挙げられる。ガラスの組成範囲等を上記に規制すれば、耐失透性を顕著に改善できるとともに、オーバーフローダウンドロー成形に好適な粘度特性を確実に得ることができる。 As a further preferred embodiment of the alkali-free glass, SiO 2 52 to 58% by mass%, Al 2 O 3 15~16% , B 2 O 3 8~12%, 0~0.5% MgO, CaO 7~12% SrO 0-3%, BaO 10-13%, ZnO 0-0.5%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 18-21%, ZrO 2 0-1%, TiO 2 0-0.5%, P 2 O 5 0-0 0.5%, substantially no alkali metal oxide, (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 value of 0.25 to 0.4 by mass fraction, and 30 to 380 ° C. Examples include glasses having an average coefficient of thermal expansion in the temperature range of 44 to 47 × 10 −7 / ° C. If the glass composition range is regulated as described above, devitrification resistance can be remarkably improved, and viscosity characteristics suitable for overflow downdraw molding can be obtained with certainty.

本発明の無アルカリガラスは、30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数が40〜50×10−7/℃であり、好ましくは42〜49×10−7/℃、より好ましくは43〜48×10−7/℃、更に好ましくは44〜47×10−7/℃である。平均熱膨張係数が40×10−7/℃より小さいと、周辺材料(特に、有機材料や金属)と熱膨張係数の整合が取れなくなるおそれがある。一方、平均熱膨張係数が50×10−7/℃より大きいと、TFT−LCDの製造工程でガラス基板の破損確率が高くなる。また、LCD用途において、ガラス基板の耐熱衝撃性も重要な要求課題である。ガラス基板の端面は、面取り加工を行ったとしても、微細な傷やクラックが存在しており、熱による引張り応力が傷やクラックに集中して働くと、時としてガラス基板が割れることがある。ガラス基板が破損すれば、製造ラインの稼働率を低下させるだけでなく、破損の際に生じた微細なガラス粉がガラス基板上に付着し、断線不良やパターニング不良等を引き起こすおそれが生じる。TFT−LCD、特に多結晶シリコンTFT−LCD(p−Si・TFT−LCD)の製造工程は、熱処理工程が多く、ガラス基板は急加熱と急冷が繰り返されるため、ガラス基板への熱衝撃はより一層大きくなる。さらに、既述のようにガラス基板は大型化の傾向にあり、大型のガラス基板は、熱処理工程で温度差が生じやすいだけでなく、端面に微少なキズ、クラックが発生する確率も高くなり、熱処理工程中にガラス基板が破壊する確率が高くなる。この問題を解決する最も根本的かつ有効な方法は、熱膨張差から生じる熱応力を減らすことであり、そのため熱膨張係数の低いガラスが求められており、具体的には、熱膨張係数が50×10−7/℃以下のガラスが求められている。 The alkali-free glass of the present invention has an average coefficient of thermal expansion in the temperature range of 30 to 380 ° C. of 40 to 50 × 10 −7 / ° C., preferably 42 to 49 × 10 −7 / ° C., more preferably 43 to 48 × 10 −7 / ° C., more preferably 44 to 47 × 10 −7 / ° C. If the average coefficient of thermal expansion is smaller than 40 × 10 −7 / ° C., there is a possibility that the thermal expansion coefficient cannot be matched with the surrounding materials (particularly, organic materials or metals). On the other hand, if the average thermal expansion coefficient is larger than 50 × 10 −7 / ° C., the probability of breakage of the glass substrate increases in the TFT-LCD manufacturing process. In LCD applications, the thermal shock resistance of glass substrates is also an important requirement. Even if the end face of the glass substrate is chamfered, fine scratches and cracks are present, and if the tensile stress due to heat is concentrated on the scratches and cracks, the glass substrate sometimes breaks. If the glass substrate is damaged, not only the operating rate of the production line is lowered, but also fine glass powder generated at the time of the damage adheres to the glass substrate, which may cause disconnection failure or patterning failure. The manufacturing process of TFT-LCD, especially polycrystalline silicon TFT-LCD (p-Si TFT-LCD), has many heat treatment processes, and the glass substrate is repeatedly heated and cooled repeatedly. It gets bigger. Furthermore, as described above, the glass substrate tends to be large, and the large glass substrate not only tends to cause a temperature difference in the heat treatment process, but also has a high probability of generating minute scratches and cracks on the end face, The probability that the glass substrate breaks during the heat treatment process is increased. The most fundamental and effective method for solving this problem is to reduce the thermal stress resulting from the difference in thermal expansion. Therefore, a glass having a low thermal expansion coefficient is required. Specifically, the thermal expansion coefficient is 50 There is a demand for glass of × 10 −7 / ° C. or lower.

本発明の無アルカリガラスにおいて、液相温度は1150℃以下が好ましく、1080℃以下がより好ましく、1050℃以下が更に好ましく、1030℃以下が最も好ましい。一般的に、ダウンドロー成形、特にオーバーフローダウンドロー成形は、他の成形方法と比較してガラス成形時の粘度が高いため、ガラスの耐失透性が悪いと、成形中に失透ブツが発生し、ガラス基板に成形し難くなる。具体的には、液相温度が1150℃より高いと、オーバーフローダウンドロー成形が困難となり、フロート成形等の成形方法を採用せざるを得ず、表面品位が良好なガラス基板を得るために、別途、加工工程の付加を余儀なくされる。したがって、液相温度が1150℃より高いと、無アルカリガラスの成形方法に不当な制約が課され、所望の表面品位を有するガラスを成形できなくなる。なお、液相温度が低い程、ガラスの耐失透性は良好である。   In the alkali-free glass of the present invention, the liquidus temperature is preferably 1150 ° C. or less, more preferably 1080 ° C. or less, further preferably 1050 ° C. or less, and most preferably 1030 ° C. or less. In general, down-draw molding, especially overflow down-draw molding, has a higher viscosity during glass molding than other molding methods, so if glass has poor devitrification resistance, devitrification will occur during molding. However, it becomes difficult to form the glass substrate. Specifically, if the liquidus temperature is higher than 1150 ° C., overflow downdraw molding becomes difficult, and a molding method such as float molding must be adopted, and a glass substrate with good surface quality is obtained separately. , Forced to add processing steps. Accordingly, when the liquidus temperature is higher than 1150 ° C., an unreasonable restriction is imposed on the alkali-free glass forming method, and a glass having a desired surface quality cannot be formed. The lower the liquidus temperature, the better the devitrification resistance of the glass.

本発明の無アルカリガラスにおいて、液相粘度は105.4dPa・s以上が好ましく、105.6dPa・s以上がより好ましく、105.8dPa・s以上が更に好ましく、106.0dPa・s以上が最も好ましい。一般的に、ダウンドロー成形、特にオーバーフローダウンドロー成形は、他の成形方法と比較して、ガラス成形時の粘度が高いため、ガラスの耐失透性が悪いと、成形中に失透ブツが発生し、ガラス基板に成形し難くなる。具体的には、液相粘度が105.4dPa・sより低いと、オーバーフローダウンドロー成形が困難となり、フロート成形等の成形方法を採用せざるを得ず、表面品位が良好なガラス基板を得るために、別途、加工工程の付加を余儀なくされる。したがって、液相粘度が105.4dPa・sより低いと、無アルカリガラスの成形方法に不当な制約が課され、所望の表面品位を有するガラス基板を成形できなくなる。なお、液相粘度が大きい程、ガラスの耐失透性は良好である。 In the alkali-free glass of the present invention, the liquid phase viscosity is preferably 10 5.4 dPa · s or more, more preferably 10 5.6 dPa · s or more, still more preferably 10 5.8 dPa · s or more, and 10 6. 0 dPa · s or more is most preferable. Generally, down-draw molding, especially overflow down-draw molding, has a higher viscosity during glass molding than other molding methods. And it becomes difficult to form a glass substrate. Specifically, when the liquid phase viscosity is lower than 10 5.4 dPa · s, overflow downdraw molding becomes difficult, and a molding method such as float molding has to be adopted, and a glass substrate with good surface quality is obtained. In order to obtain, it is necessary to add a processing step separately. Therefore, if the liquidus viscosity is lower than 10 5.4 dPa · s, an undue restriction is imposed on the method for forming the alkali-free glass, and a glass substrate having a desired surface quality cannot be formed. In addition, devitrification resistance of glass is so favorable that liquid phase viscosity is large.

本発明の無アルカリガラスは、下記酸化物換算の質量%で、SnOを0〜0.5質量%含有し、且つガラス組成として、SnOが0.5質量%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、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含有量が0.5%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含有量が0.5%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、上記効果が享受し難くなる。 The non-alkali glass of the present invention contains SnO 2 in an amount of the following oxide equivalent mass%, 0 to 0.5 mass%, and SnO 2 as a glass composition until SnO 2 becomes 0.5 mass%. When added, the liquidus temperature of the glass obtained 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, but As 2 O 3 is an environmentally hazardous chemical, its use needs to be reduced. 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 SnO 2 content in the glass composition is increased to 0.5%, the liquidus temperature of the obtained glass can be 1150 ° C. or less, The above effects can be fully enjoyed. On the other hand, when the content of SnO 2 in the glass composition is 0.5%, the above effect is difficult to receive if the liquid phase temperature of the obtained glass is higher than 1150 ° C.

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1%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1%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1%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、上記効果が享受し難くなる。 In the alkali-free glass of the present invention, when 1% of ZrO 2 is added to the glass composition, the liquidus temperature of the obtained glass is preferably 1150 ° C. or less, and more preferably 1100 ° C. or less. 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 1% of ZrO 2 is added to the glass composition, the liquidus temperature of the obtained glass can be reduced to 1150 ° C. or less, so that the above effect is maximized. Can enjoy. On the other hand, when 1% of ZrO 2 is added to the glass composition, if the liquid phase temperature of the obtained glass is higher than 1150 ° C., the above effect is hardly obtained.

本発明の無アルカリガラスは、102.5dPa・sにおける温度が1535℃以下が好ましく、1530℃以下がより好ましく、1520℃以下が更に好ましく、1510℃以下が特に好ましく、1500℃以下が最も好ましい。既述の通り、ガラスを高温で長時間溶融すれば、ガラス中の泡や異物等の内部欠陥を低減できるが、高温域での溶融は、ガラス溶融窯への負担を増加させる。例えば、窯に使用されているアルミナやジルコニア等の耐火物は、高温になる程、溶融ガラスにより激しく浸食され、これに付随して窯のライフサイクルも短くなる。また、窯の内部を常に高温に保つためのランニングコストは、低温で溶融するガラスに比べて高くなる等、高温域での溶融は、ガラス基板を製造する上で不利なものである。よって、無アルカリガラスとして、低温で溶融できることが求められている。その点、本発明の無アルカリガラスによれば、高温粘度102.5dPa・sにおける温度を1535℃以下にできるため、上記効果を的確に享受することができる。一方、高温粘度102.5dPa・sにおける温度が1535℃より高いと、上記効果を享受し難くなる。なお、高温粘度102.5dPa・sにおける溶融ガラスの温度は、溶融温度に相当している。 In the alkali-free glass of the present invention, the temperature at 10 2.5 dPa · s is preferably 1535 ° C. or lower, more preferably 1530 ° C. or lower, further preferably 1520 ° C. or lower, particularly preferably 1510 ° C. or lower, most preferably 1500 ° C. or lower. preferable. As described above, if the glass is melted at a high temperature for a long time, internal defects such as bubbles and foreign matters in the glass can be reduced. However, melting at a high temperature region increases the burden on the glass melting furnace. For example, refractories such as alumina and zirconia used in kilns are eroded violently by molten glass as the temperature rises, and the life cycle of the kiln is shortened accordingly. In addition, melting in a high temperature region is disadvantageous in manufacturing a glass substrate, for example, the running cost for keeping the interior of the kiln always high is higher than that of glass that melts at a low temperature. Therefore, the alkali-free glass is required to be meltable at a low temperature. In that respect, according to the alkali-free glass of the present invention, the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s can be made 1535 ° C. or lower, so that the above effect can be enjoyed accurately. On the other hand, when the temperature at the high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is higher than 1535 ° C., it is difficult to enjoy the above effect. The temperature of the molten glass at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s corresponds to the melting temperature.

本発明の無アルカリガラスは、歪点が好ましくは630℃以上であり、より好ましくは635℃以上、更に好ましくは640℃以上、最も好ましくは645℃以上である。またガラス基板は、TFT−LCDの製造工程で高温の熱処理に供される。ガラス基板の耐熱性が低いと、例えば、ガラス基板が400〜600℃の高温にさらされた際、熱収縮と呼ばれる微小な寸法収縮が生じ、これがTFTの画素ピッチのずれを惹起して表示不良の原因となるおそれがある。また、ガラス基板の耐熱性が更に低いと、ガラス基板の変形、反り等が生じるおそれがある。さらに、成膜工程等のTFT−LCDの製造工程でガラス基板が熱収縮してパターンずれを起こさないようにするためにも、耐熱性に優れたガラスが要求されている。その点、本発明の無アルカリガラスによれば、歪点を630℃以上とすることができるため、上記問題は生じ難い。一方、歪点が630℃未満であれば、上記問題が深刻となる。なお、a−Si・TFT−LCDに比べて、p−Si・TFT−LCDの製造工程では、熱処理温度が高いため、歪点が高いガラス基板は、p−Si・TFT−LCDに好適である。   The alkali-free glass of the present invention preferably has a strain point of 630 ° C. or higher, more preferably 635 ° C. or higher, still more preferably 640 ° C. or higher, and most preferably 645 ° C. or higher. The glass substrate is subjected to high-temperature heat treatment in the manufacturing process of the TFT-LCD. If the heat resistance of the glass substrate is low, for example, when the glass substrate is exposed to a high temperature of 400 to 600 ° C., minute dimensional shrinkage called thermal shrinkage occurs, which causes a shift in the pixel pitch of the TFT and causes a display defect. This may cause Further, if the heat resistance of the glass substrate is further lowered, the glass substrate may be deformed or warped. Furthermore, in order to prevent the glass substrate from being thermally contracted in the TFT-LCD manufacturing process such as a film forming process, a glass having excellent heat resistance is required. In that respect, according to the alkali-free glass of the present invention, the strain point can be set to 630 ° C. or higher, and thus the above-described problem hardly occurs. On the other hand, if the strain point is less than 630 ° C., the above problem becomes serious. In addition, since the heat treatment temperature is higher in the manufacturing process of p-Si · TFT-LCD than a-Si · TFT-LCD, a glass substrate having a high strain point is suitable for p-Si · TFT-LCD. .

本発明の無アルカリガラスは、102.5dPa・sにおける温度をT(℃)、歪点をT(℃)としたときに、T−T≦880℃の関係を満たすことが好ましい。Tは、溶融温度に対応し、ガラスを窯で溶融する時の温度に対応している。Tは、耐熱性の指標となり、Tが高ければ耐熱性が優れている。一般的に、Tを下げようとすれば、Tも低下し、Tを上げようとすれば、Tが上昇するが、比較的低温で溶融可能であり、且つ耐熱性に優れるガラスとするためには、T−Tを880℃以下にすることが好ましく、870℃以下にすることがより好ましく、860℃以下にすることが更に好ましく、850℃以下にすることが最も好ましい。T−Tが880℃より高いと、低温溶融と耐熱性の両立を図ることが困難になる。 The alkali-free glass of the present invention satisfies the relationship of T 1 −T 2 ≦ 880 ° C. when the temperature at 10 2.5 dPa · s is T 1 (° C.) and the strain point is T 2 (° C.). Is preferred. T 1 corresponds to the temperature at which corresponds to the melting temperature, melting the glass kiln. T 2 is an index of heat resistance, and heat resistance is excellent when T 2 is high. Generally, if you lower the T 1, T 2 is also lowered, if trying to raise the T 2, but T 1 is increased, a melt at relatively low temperatures, and the glass excellent in heat resistance Therefore, T 1 -T 2 is preferably 880 ° C. or less, more preferably 870 ° C. or less, further preferably 860 ° C. or less, and most preferably 850 ° C. or less. . When T 1 -T 2 is higher than 880 ° C., it is difficult to achieve both low temperature melting and heat resistance.

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.

本発明の無アルカリガラスは、密度が好ましくは2.80g/cm以下であり、より好ましくは2.70g/cm以下、更に好ましくは2.68g/cm以下、最も好ましくは2.65g/cm以下である。ガラスの密度が低い程、ガラスの軽量化を図ることができ、結果的にTFT−LCDの軽量化に寄与することができる。一方、無アルカリのガラス系において、一般的に、ガラスを低密度化すると、ガラスの粘度が上昇し、溶融性が悪化するとともに、失透傾向が増大し、成形性も悪化する。例えば、石英ガラスは、密度が2.2g/cmと低いが、非常に高温で溶融しなければならず、且つ耐失透性にも劣るためオーバーフローダウンドロー成形ができず、大型のガラス基板を無欠陥で溶融することが困難である。よって、密度と溶融性、密度と成形性を両立させる観点に立てば、密度は2.50g/cm以上(望ましくは2.60g/cm以上)とするのが目安になる。 Alkali-free glass of the present invention, the density is preferably at 2.80 g / cm 3 or less, more preferably 2.70 g / cm 3 or less, more preferably 2.68 g / cm 3 or less, and most preferably 2.65g / Cm 3 or less. As the glass density is lower, the weight of the glass can be reduced, and as a result, the weight of the TFT-LCD can be reduced. On the other hand, in an alkali-free glass system, generally, when the density of glass is lowered, the viscosity of the glass increases, the meltability deteriorates, the tendency to devitrification increases, and the moldability also deteriorates. For example, quartz glass has a density as low as 2.2 g / cm 3 , but it must be melted at a very high temperature and is inferior in devitrification resistance. Is difficult to melt without defects. Thus, density and melting property, if standing on the viewpoint of achieving both the density and formability, density is a measure that a 2.50 g / cm 3 or more (preferably 2.60 g / cm 3 or higher).

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、その浸食量が5μm以下および/または80℃の10%HCl水溶液に3時間浸漬したとき、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。また、本発明の無アルカリガラスは、20℃の130BHF溶液に30分間浸漬したとき、その浸食量が2μm以下および/または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。TFT−LCD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(フォトエッチング)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、Al、Mo系膜のエッチングにはリン酸系溶液、ITO系膜のエッチングには王水(HCl+HNO)系溶液、SiNx、SiO膜等のエッチングにはBHF溶液等の多種多様の薬液が使用され、これら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。ガラス基板の耐薬品性が低いと、エッチングの際、薬液とガラス基板の反応生成物が、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基板表面に白濁が生じ、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、ガラス基板を強く浸食するため、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。つまり、ガラスの耐薬品性は、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、ガラス基板の耐薬品性は、ガラス基板表面の浸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も重要である。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TFT−LCD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。この浸食量と外観変化の評価結果は、耐BHF性において必ずしも一致せず、例えば同じ浸食量を示すガラスであっても、ガラス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、80℃の10%HCl水溶液に24時間浸漬したとき、その浸食量が5μm以下であり、且つ80℃の10%HCl水溶液に3時間浸漬したとき、目視による表面観察で白濁、荒れが生じ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。特に、本発明の無アルカリガラスによれば、20℃の130BHF溶液に30分間浸漬しても、その浸食量が2μm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。 When the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 24 hours, the amount of erosion is 5 μm or less and / or is immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 3 hours. It is preferable that no cloudiness or roughness is observed. In addition, when the alkali-free glass of the present invention is immersed in a 130 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, the erosion amount is 2 μm or less and / or when immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, It is preferred that no roughness is observed. 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 TFT-LCD, and various circuits and patterns are formed by photolithography etching (photoetching). In these film formation and photoetching steps, 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, as an etchant, a phosphoric acid solution is used for etching Al and Mo films, an aqua regia (HCl + HNO 3 ) solution is used for etching ITO films, a BHF solution is used for etching SiNx, SiO 2 films, and the like. A wide variety of chemical solutions are used, and these are not disposable but a circulating liquid system flow in consideration of cost reduction. If the chemical resistance of the glass substrate is low, the reaction product of the chemical and the glass substrate may clog the filter of the circulating liquid system during etching, or the glass substrate surface may become cloudy due to inhomogeneous etching or etching. Changes in the components of the liquid 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 that the above-mentioned problems are likely to occur, and the glass substrate is required to have excellent BHF resistance. In other words, the chemical resistance of the glass is very important from the viewpoint of preventing contamination of the chemical solution and clogging of the filter during the process due to reaction products. In addition, the chemical resistance of the glass substrate is not only small in the amount of erosion on the surface of the glass substrate, but also important in not causing a change in appearance. It is an indispensable characteristic for a glass substrate for a display such as a TFT-LCD in which light transmittance is important because the appearance of the glass does not change due to chemical treatment, such as white turbidity or roughness. The evaluation results of the erosion amount and the appearance change do not necessarily match in BHF resistance. For example, even if the glass shows the same erosion amount, the appearance change may or may not be caused after chemical treatment depending on the glass composition. is there. In that respect, according to the alkali-free glass of the present invention, when immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 24 hours, the erosion amount is 5 μm or less, and when immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C. for 3 hours. In addition, since it is possible to prevent white turbidity and roughness from being observed by visual observation of the surface, the above-mentioned problems can be reliably solved. In particular, according to the alkali-free glass of the present invention, even if immersed in a 130 BHF solution at 20 ° C. for 30 minutes, or even if immersed in a 63 BHF solution at 20 ° C. for less than 2 μm, the surface observation by visual observation Therefore, the above-mentioned problems can be reliably solved.

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以上が更に好ましい。比ヤング率を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。 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. When the specific Young's modulus is set to 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.

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ガラス原料を調合したバッチを連続溶融炉に投入して、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、徐冷することで製造することができる。   The alkali-free glass substrate of the present invention is a molten glass prepared by feeding a batch prepared with glass raw materials so as to have a desired glass composition into a continuous melting furnace, heating and melting, defoaming, and supplying to a molding apparatus. Can be manufactured by forming into a plate shape and slowly cooling.

本発明の無アルカリガラス基板は、表面品位が良好なガラス基板を製造する観点から、ダウンドロー成形、特にオーバーフローダウンドロー成形が好ましい。その理由は、オーバーフローダウンドロー成形の場合、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成形は、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品位を所望の状態とし、TFT−LCD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成形を精度よく実行することができる。   The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably down-draw molding, particularly overflow down-draw molding, from the viewpoint of producing a glass substrate with good surface quality. The reason for this is that, in the case of overflow down draw molding, the glass substrate surface that should be the surface of the glass substrate does not come into contact with the bowl-shaped refractory, and is molded in a free surface state, so that the glass substrate has good surface quality without polishing. This is because it can be molded. Here, overflow down-draw molding is performed by causing molten glass to overflow from both sides of the heat-resistant bowl-shaped structure, and then stretching and molding the overflowed molten glass at the lower end of the bowl-shaped structure to form a glass substrate. 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 quality of the glass substrate can be set to a desired state and the quality usable for the glass substrate for TFT-LCD 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 overflow downdraw molding can be performed with high accuracy.

本発明の無アルカリガラス基板の製造方法として、オーバーフローダウンドロー成形以外にも、種々の方法を採用することができる。例えば、フロート成形、スロットダウンドロー成形、リドロー成形、ロールアウト成形等の様々な成形方法を採用することができる。なお、安価でガラス基板を製造する観点に立てば、フロート成形が好ましい。   As a method for producing an alkali-free glass substrate of the present invention, various methods other than overflow down draw molding can be employed. For example, various molding methods such as float molding, slot down draw molding, redraw molding, and roll-out molding can be employed. From the viewpoint of manufacturing a glass substrate at a low cost, float molding is preferable.

本発明の無アルカリガラスは、ガラス基板として使用することが好ましい。本発明の無アルカリガラスは、種々の成形方法を採用することができるが、いずれにしても本発明の無アルカリガラスの耐失透性が優れ、且つ適切な粘度特性を有するため、良好にガラス基板に成形することができ、これをLCD等のディスプレイに適用することができる。   The alkali-free glass of the present invention is preferably used as a glass substrate. The alkali-free glass of the present invention can employ various molding methods, but in any case, since the alkali-free glass of the present invention is excellent in devitrification resistance and has an appropriate viscosity characteristic, it is excellent in glass. It can be formed into a substrate and can be applied to a display such as an LCD.

既述の通り、ガラス基板は、大型化の傾向にあるが、基板サイズが大きくなると、基板中に失透物が現れる確率が高くなり、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、大型のガラス基板を作製する上で大きなメリットがある。例えば、基板サイズが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)と大型化する程、有利になる。ディスプレイの画面サイズでいえば、基板サイズは、32インチ以上が好ましく、36インチ以上がより好ましく、40インチ以上が更に好ましい。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得られる点に加えて、薄板のガラス基板を精度良く成形することができる。例えば、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)にすれば、本発明の利点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、従来のガラス基板に比べて、ガラス基板の板厚を薄くしても、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。 As described above, the glass substrate tends to increase in size, but as the substrate size increases, the probability of devitrification appearing in the substrate increases and the yield rate decreases 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 glass substrate. For example, the substrate size 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) The size becomes larger as the size increases to 4.8 m 2 or more (specifically, the size of 2100 mm × 2300 mm or more). In terms of the screen size of the display, the substrate size is preferably 32 inches or more, more preferably 36 inches or more, and still more preferably 40 inches or more. Further, according to the alkali-free glass substrate of the present invention, a thin glass substrate can be formed with high accuracy in addition to the characteristics of low density and high specific Young's modulus. For example, if the wall thickness is 0.8 mm or less (preferably 0.7 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and further preferably 0.4 mm or less), the advantages of the present invention can be enjoyed effectively. . In addition, the alkali-free glass substrate of the present invention can reduce the amount of deflection of the glass substrate even when the thickness of the glass substrate is reduced compared to the conventional glass substrate. 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、LCD等のディスプレイ、特にa−Si・TFT−LCDに使用することが好ましい。本発明の無アルカリガラス基板は、LCD用ガラス基板に求められる既述の特性(1)〜(7)を満足できるため、上記用途に好適である。また、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、オーバーフローダウンドロー成形に好適な粘度特性を有するため、大型および/または薄板のガラス基板を効率よく製造することができ、ガラス基板(特に、テレビ用途のガラス基板)の大型化の要求を的確に満たすことができる。なお、本発明の無アルカリガラス基板は、p−Si・TFT−LCD用ガラス基板にも好適である。   The alkali-free glass substrate of the present invention is preferably used for a display such as an LCD, particularly an a-Si • TFT-LCD. Since the alkali-free glass substrate of the present invention can satisfy the above-described properties (1) to (7) required for a glass substrate for LCD, it is suitable for the above applications. In addition, the alkali-free glass of the present invention is excellent in devitrification resistance and has a viscosity characteristic suitable for overflow downdraw molding, so that a large and / or thin glass substrate can be efficiently produced. It is possible to accurately meet the demand for larger size (especially a glass substrate for TV use). The alkali-free glass substrate of the present invention is also suitable for a p-Si • TFT-LCD glass substrate.

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1〜7は、本発明の実施例ガラス(試料No.1〜38)及び比較例ガラス(試料No.A、B)を示している。   Tables 1 to 7 show Example Glass (Sample Nos. 1 to 38) and Comparative Example Glass (Sample Nos. A and B) of the present invention.

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表中の各ガラス試料は次のようにして作製した。   Each glass sample in the table was prepared as follows.

まず表中の組成となるようにガラス原料を調合したバッチを白金坩堝に入れ、1550℃で24時間溶融した後、カーボン板上に流し出して板状に成形した。このようにして得られたガラス試料について、密度、熱膨張係数、歪点、徐冷点、軟化点、高温粘度、ヤング率、比ヤング率、耐失透性(液相温度、液相粘度)、耐薬品性(耐BHF性、耐HCl性)の各種特性を測定して表に示した。   First, a batch in which glass raw materials were prepared so as to have the composition shown in the table was put into a platinum crucible, melted at 1550 ° C. for 24 hours, and then poured out onto a carbon plate to be formed into a plate shape. For the glass sample thus obtained, density, thermal expansion coefficient, strain point, annealing point, softening point, high temperature viscosity, Young's modulus, specific Young's modulus, devitrification resistance (liquidus temperature, liquidus viscosity) Various properties of chemical resistance (BHF resistance, HCl resistance) were measured and shown in the table.

密度は、周知のアルキメデス法によって測定した。   The density was measured by the well-known Archimedes method.

熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、30〜380℃の温度範囲における平均値を測定した。   The coefficient of thermal expansion was determined by measuring an average value in a temperature range of 30 to 380 ° C. using a dilatometer.

歪点、徐冷点は、ASTM C336に準拠した方法により測定した。これらの値が高い程、ガラスの耐熱性が高いことになる。   The strain point and annealing point were measured by a method based on ASTM C336. The higher these values, the higher the heat resistance of the glass.

軟化点は、ASTM C338に準拠した方法により測定した。   The softening point was measured by a method based on ASTM C338.

高温粘度104.0dPa・s、103.0dPa・s、102.5dPa・sにおける各温度は、周知の白金球引き上げ法で測定した。 Each temperature at high temperature viscosity 10 4.0 dPa · s, 10 3.0 dPa · s, 10 2.5 dPa · s were measured in a known platinum ball pulling method.

ヤング率は、共振法により測定した。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。   Young's modulus was measured by a resonance method. Specific Young's modulus was calculated by dividing Young's modulus by density.

液相温度は、各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24時間保持して、ガラス中に結晶が析出する温度を測定したものである。   The liquid phase temperature is obtained by pulverizing each glass sample, passing through a standard sieve 30 mesh (500 μm), putting the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) into a platinum boat, and holding it in a temperature gradient furnace for 24 hours. The temperature at which crystals are precipitated is measured.

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0.5%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0.5%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 was added (SnO 2 devitrification resistance in the table) was added to the raw material batch until SnO 2 was 0.5% 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 0.5%.

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1%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℃で失透が認められたものを「×」、1150℃で失透が認められないものを「○」とした。 The liquidus temperature when ZrO 2 is added (ZrO 2 devitrification resistance in the table) is the same conditions as above when ZrO 2 is added in an amount corresponding to 1% in the glass composition to the raw material batch. 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, “X” indicates that devitrification was observed at 1150 ° C., and “◯” indicates that no devitrification was observed at 1150 ° C.

液相粘度は、液相温度におけるガラスの粘度を示す。ガラスの粘度は、周知の白金球引き上げ法で測定した。なお、液相温度が低く、液相粘度が高い程、耐失透性が優れ、成形性が優れることを示している。   The liquid phase viscosity indicates the viscosity of the glass at the liquid phase temperature. The viscosity of the glass was measured by a well-known platinum ball pulling method. The lower the liquidus temperature and the higher the liquidus viscosity, the better the devitrification resistance and the better the moldability.

耐BHF性および耐HCl性は、次の方法で評価した。まず各ガラス試料の両面を光学研磨した後、一部をマスキングしてから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。薬液処理後、マスクをはずし、マスク部分と浸食部分の段差を表面粗さ計で測定し、その値を浸食量とした。なお、各測定は、各ガラス試料の両面を光学研磨した後、下記の条件で薬液処理した後、マスクを外して行った。薬液および処理条件は、耐BHF性の浸食量は、130BHF溶液(NHHF:4.6質量%,NHF:36質量%)を用いて20℃、30分間の処理条件で測定した。耐BHF性では、その浸食量が、1μm未満であれば「◎」、1〜2μmであれば「○」とした。耐HCl性の浸食量は、10質量%塩酸水溶液を用いて80℃、24時間の処理条件で測定し、耐HCl性の浸食量が2.5μm未満であれば「◎」、2.5〜5μmであれば「○」、5μmより大きいものを「×」とした。 BHF resistance and HCl resistance were evaluated by the following methods. First, after both surfaces of each glass sample were optically polished, they were immersed for a predetermined time at a predetermined temperature in a chemical solution prepared by masking a part and then preparing a predetermined concentration. After the chemical treatment, the mask was removed, the step between the mask portion and the erosion portion was measured with a surface roughness meter, and the value was taken as the erosion amount. Each measurement was performed by optically polishing both surfaces of each glass sample, then treating with chemicals under the following conditions, and then removing the mask. The chemical solution and the treatment conditions were such that the amount of erosion of BHF resistance was measured under a treatment condition of 20 ° C. for 30 minutes using a 130 BHF solution (NH 4 HF 2 : 4.6% by mass, NH 4 F: 36% by mass). . In BHF resistance, “で あ れ ば” is indicated when the erosion amount is less than 1 μm, and “◯” is indicated when the amount is 1-2 μm. The HCl-resistant erosion amount was measured under a treatment condition of 80 ° C. for 24 hours using a 10 mass% hydrochloric acid aqueous solution. If the HCl-resistant erosion amount was less than 2.5 μm, “◎”, 2.5˜ When it was 5 μm, “◯” and those larger than 5 μm were set as “X”.

外観評価における薬液および処理条件は、耐BHF性が63BHF溶液(HF:6質量%,NHF:30質量%)を用いて、20℃、30分間の処理条件で行い、耐HCl性が10質量%塩酸水溶液を用いて80℃、3時間の処理条件で行った。ガラス表面を目視で観察し、ガラス表面に白濁、荒れ、クラックが生じていないものを「○」とし、ガラス表面が白濁したり、荒れたり、クラックが入っているものは「×」とした。 The chemical solution and the processing conditions in the appearance evaluation were performed using a BHF resistance of 63 BHF solution (HF: 6% by mass, NH 4 F: 30% by mass) under a processing condition of 20 ° C. for 30 minutes, and an HCl resistance of 10 The treatment was performed at 80 ° C. for 3 hours using a mass% hydrochloric acid aqueous solution. The glass surface was visually observed, and “O” indicates that the glass surface is not clouded, rough, or cracked, and “X” indicates that the glass surface is clouded, rough, or cracked.

実施例であるNo.1〜38の各ガラス試料は、アルカリ金属酸化物を含有せず、密度が2.67g/cm以下、熱膨張係数が43〜48×10−7/℃であり、歪点が637℃以上であった。また、比ヤング率が29GPa/g・cm−3以上であった。さらに、これらの各試料は、高温粘度102.5dPa・sにおける温度が1532℃以下であるため溶融しやすく、液相温度が1070℃以下、液相粘度が105.4dPa・s以上であるため耐失透性に優れていた。よって、実施例の各試料は、ガラス基板の生産性も優れていると判断できる。その上、実施例の各試料は、耐BHF性、耐HCl性が優れており、外観評価も良好であった。以上の点を考慮すると、実施例の各試料は、TFT−LCD用ガラス基板として好適であると考えられる。 No. as an example. Each glass sample of 1 to 38 does not contain an alkali metal oxide, has a density of 2.67 g / cm 3 or less, a thermal expansion coefficient of 43 to 48 × 10 −7 / ° C., and a strain point of 637 ° C. or more. Met. The specific Young's modulus was 29 GPa / g · cm −3 or more. Furthermore, each of these samples is easy to melt because the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is 1532 ° C. or less, the liquidus temperature is 1070 ° C. or less, and the liquidus viscosity is 10 5.4 dPa · s or more. Therefore, it was excellent in devitrification resistance. Therefore, it can be judged that each sample of the example is excellent in productivity of the glass substrate. In addition, each sample of the examples was excellent in BHF resistance and HCl resistance, and the appearance evaluation was also good. Considering the above points, each sample of the example is considered suitable as a glass substrate for TFT-LCD.

一方、比較例のガラス試料Aは、(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.05であり、高温粘度102.5dPa・sにおける温度が1542℃と高かった。また、比較例のガラス試料Bは、(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.43であり、歪点が626℃と低かった。 On the other hand, in the glass sample A of the comparative example, the value of (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 was 0.05, and the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s was as high as 1542 ° C. Moreover, the glass sample B of the comparative example had a (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 value of 0.43 and a strain point as low as 626 ° C.

さらに、実施例試料No.17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成形により、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(Ry)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成形において、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により、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(Ry)」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. 17 glass was melted in a test melting furnace, and a glass substrate for display having a substrate size of 900 mm × 1100 mm and a thickness of 0.5 mm was produced by overflow down draw molding. The warpage of the glass substrate was 0.05% or less, The waviness (WCA) was 0.1 μm or less, the surface roughness (Ry) was 50 μm or less (cut-off λc: 9 μm), the surface quality was excellent, and it was suitable as a glass substrate for LCD. In overflow downdraw molding, by appropriately adjusting 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. 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 (Ry)” is a value measured by a method based on SEMI D7-94 “Measurement method of surface roughness of FPD glass substrate”.

したがって、本発明の無アルカリガラスは、LCDやELディスプレイ等のフラットディスプレイ基板、電荷結合素子(CCD)や等倍近接型固体撮像素子(CIS)等のイメージセンサー用カバーガラスおよび太陽電池用基板に好適である。   Accordingly, the alkali-free glass of the present invention is applied to flat display substrates such as LCDs and EL displays, cover glasses for image sensors such as charge coupled devices (CCD) and equal-magnification proximity solid-state imaging devices (CIS), and substrates for solar cells. Is preferred.

Claims (23)

ガラス組成として、質量%でSiO 45〜65%、Al 12〜17%、B 7.5〜15%、MgO 0〜%、CaO 5.5〜15%、SrO 0〜5%、BaO 5〜15%、ZnO 0〜0.5%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO 15〜23%、ZrO 0〜5%、TiO 0〜5%、P 0〜5%を含有し、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、質量分率で(CaO+BaO−MgO)/SiOの値が0.25〜0.4であり、且つ30〜380℃の温度範囲における平均熱膨張係数が40〜50×10−7/℃であることを特徴とする無アルカリガラス。 A glass composition, SiO 2 45 to 65% by mass%, Al 2 O 3 12~17% , B 2 O 3 7.5~15%, MgO 0~ 1%, CaO 5.5~15%, SrO 0 ~5%, BaO 5~15%, ZnO 0~ 0.5%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 15~23%, containing ZrO 2 0~5%, TiO 2 0~5 %, the P 2 O 5 0~5%, It contains substantially no alkali metal oxide, has a mass fraction (CaO + BaO—MgO) / SiO 2 value of 0.25 to 0.4, and an average coefficient of thermal expansion in the temperature range of 30 to 380 ° C. Is an alkali-free glass, characterized in that it is 40 to 50 × 10 −7 / ° C. 質量分率で(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/SiOの値が0.3〜0.4であることを特徴とする請求項1に記載の無アルカリガラス。 2. The alkali-free glass according to claim 1, wherein the value of (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) / SiO 2 is 0.3 to 0.4 in terms of mass fraction. 実質的にAsを含有せず、下記酸化物換算の質量%でSb+SnO+Clを0〜3%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の無アルカリガラス。 3. The alkali-free glass according to claim 1, which contains substantially no As 2 O 3 and contains 0 to 3% of Sb 2 O 3 + SnO 2 + Cl in mass% in terms of the following oxides. . 実質的にAs、Sbを含有せず、下記酸化物換算の質量%でSnOを0〜1%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の無アルカリガラス。 3. The alkali-free glass according to claim 1, wherein the glass is substantially free of As 2 O 3 and Sb 2 O 3, and contains 0 to 1% of SnO 2 in mass% in terms of the following oxides. . 液相温度が1150℃以下および/または液相粘度が105.4dPa・s以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The alkali-free glass according to claim 1, wherein the liquidus temperature is 1150 ° C. or less and / or the liquidus viscosity is 10 5.4 dPa · s or more. 下記酸化物換算の質量%で、ガラス組成として、SnOを0〜0.5質量%含有し、且つSnOが0.5質量%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が1150℃以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無アルカリガラス。 By mass% terms of oxide, as a glass composition, a SnO 2 containing 0-0.5 wt%, and up to SnO 2 of 0.5 wt%, upon addition of SnO 2, the glass obtained Liquid phase temperature is 1150 degrees C or less, The alkali free glass in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. ガラス組成中にZrOを1質量%添加したとき、得られるガラスの液相温度が1150℃以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 6, wherein when 1% by mass of ZrO 2 is added to the glass composition, the resulting glass has a liquidus temperature of 1150 ° C or lower. 歪点が630℃以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 7, wherein the strain point is 630 ° C or higher. 102.5dPa・sにおける温度が1535℃以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 8, wherein the temperature at 10 2.5 dPa · s is 1535 ° C or lower. 102.5dPa・sにおける温度をT(℃)、歪点をT(℃)としたときに、T−T≦880℃の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の無アルカリガラス。 10. The relationship of T 1 −T 2 ≦ 880 ° C. is satisfied when the temperature at 10 2.5 dPa · s is T 1 (° C.) and the strain point is T 2 (° C.). The alkali-free glass according to any one of 9. 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を特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The temperature at 10 4 dPa · s satisfies T 3 -T 4 ≦ 330 ° C. when the temperature is T 3 (° C.) and the softening point is T 4 (° C.). The alkali-free glass according to any one of the above. 80℃の10%HCl水溶液に24時間浸漬したとき、その浸食量が5μm以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 11, wherein when immersed in a 10% HCl aqueous solution at 80 ° C for 24 hours, the erosion amount is 5 µm or less. 20℃の130バッファードフッ酸溶液に30分間浸漬したとき、その浸食量が2μm以下であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 12, wherein when immersed in a 130 buffered hydrofluoric acid solution at 20 ° C for 30 minutes, the erosion amount is 2 µm or less. 80℃の10%HCl水溶液に3時間浸漬したとき、目視による表面観察で白濁、荒れが認められないことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 13, wherein when immersed in a 10% aqueous HCl solution at 80 ° C for 3 hours, white turbidity and roughness are not observed by visual surface observation. 20℃の63バッファードフッ酸溶液に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を特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の無アルカリガラス。   The alkali-free glass according to any one of claims 1 to 14, wherein when immersed in a 63 buffered hydrofluoric acid solution at 20 ° C for 30 minutes, white turbidity and roughness are not observed by visual surface observation. 比ヤング率が27GPa/(g・cm−3)以上であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の無アルカリガラス。 The non-alkali glass according to claim 1, wherein the specific Young's modulus is 27 GPa / (g · cm −3 ) or more. 請求項1〜16のいずれかに記載の無アルカリガラスにより構成されてい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 any one of claims 1 to 16. ダウンドロー成形されてなることを特徴とする請求項17に記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to claim 17, which is down-draw molded. ダウンドロー成形がオーバーフローダウンドロー成形であることを特徴とする請求項18に記載の無アルカリガラス基板。   19. The alkali-free glass substrate according to claim 18, wherein the downdraw molding is overflow downdraw molding. ディスプレイに用いることを特徴とする請求項17〜19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 17 to 19, which is used for a display. ディスプレイが液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項20に記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to claim 20, wherein the display is a liquid crystal display. ディスプレイがアモルファスシリコンTFT液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項20または21に記載の無アルカリガラス基板。   The alkali-free glass substrate according to claim 20 or 21, wherein the display is an amorphous silicon TFT liquid crystal display. 基板サイズが32インチ以上であることを特徴とする請求項17〜22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 17 to 22, wherein the substrate size is 32 inches or more.
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