JP5573157B2 - 基板用ガラス組成物および板ガラスの製造方法 - Google Patents

基板用ガラス組成物および板ガラスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ(以下、FPDと略す)用基板や太陽電池用基板、特にプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略す)用基板として有用で、フロート法による大板の製造に好適な基板用ガラス組成物、およびその製造方法に関する。
従来、PDPは一般的に、基板ガラス上に金属電極、絶縁ペースト、リブペースト等を550〜600℃程度の温度で焼成した後、対向板と周囲をフリットシールすることによって製造される。従来、PDP基板用ガラスとして建築用または自動車用として広く用いられるソーダライムシリカガラスが一般的に用いられてきた。
しかし、ソーダライムシリカガラスのガラス転移点は530〜560℃であるため、上記の焼成温度で熱処理を受けると、基板ガラスが変形または収縮し、寸法が著しく変化するため、対向板との電極位置あわせを精度よく実現しがたいという課題があった。
この基板ガラスの熱変形または熱収縮の問題を解決するため、熱膨張係数がソーダライムシリカガラスと近く、ガラス転移点、歪点が高い基板用ガラス組成物が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の基板用ガラス組成物は、ソーダライムシリカガラスに比べて、高温におけるガラスの粘度が高い。そのため、基板ガラス製造時に実施される各工程(溶解工程、清澄工程、成形工程)の温度、すなわち、ガラス溶解温度、清澄温度および成形温度を高くしなければならず、安定した生産が難しい、製造設備の寿命に悪影響が及ぶ、基板ガラスの製造コストが高くつくといった問題が生じる。
したがって、ガラスの安定した生産、製造設備の寿命延長等のガラス生産性向上、低コスト化等の理由から、ガラスの高温粘度を下げることが求められている。
しかしながら、単に高温粘度を下げたガラス組成としたのでは、PDP用の基板ガラスに要求される特性を満たすことができない。すなわち、基板用ガラス組成物の比重、ガラス転移点、耐薬品性、誘電率、体積抵抗率、屈折率、熱膨張率、歪点、強度(例えば、破壊靭性)、耐キズ付き性(例えば、クラックイニシエーションロード)等の特性をPDP用基板ガラスとして満たすべき範囲にすることができない。
また、高温粘度を下げたガラス組成としたことにより、清澄工程の温度が下がると、清澄剤の効果が低下し、FPD用基板ガラス、特にPDP用基板ガラスとしての泡品質に影響を及ぼす。基板用ガラス組成物を製造する際、ガラス中の泡(気泡)を減少させるために、清澄剤として通常SO3が使用される。SO3はアルカリ土類金属の硫酸塩としてガラス原料に添加される。その後、SO3は溶融ガラス中で分解してSO2ガスを発生する。このSO2ガスが溶融ガラス中に存在する気泡と共に浮上することにより、清澄作用を促進させる。しかしながら、ガラスの高温粘度を下げた組成として、清澄工程の温度を下げた場合、溶融ガラス中でのSO3の分解が起こりにくくなり、清澄剤の効果が低下する。
特開平8−165138号公報
上記した問題点を解決するため、本発明は、FPD用基板や太陽電池用基板、特にPDP用基板としての特性及び品質を確保しつつ、高温粘度を下げることで、生産性に優れた基板用ガラス組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
SiO2 55〜75%
Al23 5〜15%
MgO 4〜18%
CaO 3〜12%
SrO 4〜18%
BaO 0〜20%
Na2O+K2O 6〜20%
ZrO2 0.5〜6%
MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
を含有し、
SO3 0.001〜0.6%
を含有し、
粘度ηとするとき、logη=2を満たす温度が1545℃以下であり、失透温度が、logη=4を満たす温度以下であり、熱膨張係数が75×10-7〜90×10-7/℃であり、比重が2.8以下であり、ガラス転移点が600℃以上であることを特徴とする基板用ガラス組成物を提供する。
本発明の基板用ガラス組成物は、酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
SiO2 55〜70%
Al23 5〜10%
MgO 4〜10%
CaO 3〜8%
SrO 4〜13%
BaO 0〜11%
Na2O+K2O 6〜15%
ZrO2 0.5〜4%
MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
を含有し、
SO3 0.01〜0.4%
を含有することが好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス母組成原料に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1350℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで冷却したガラス中のSO3含有量(%)と、該ガラス原料を1500℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで冷却したガラス中のSO3含有量(%)と、の差が0.17以上であることが好ましい。
また、本発明の基板用ガラス組成物は、破壊靭性が0.7MPa・m1/2以上であることが好ましい。
また、本発明の基板用ガラス組成物は、150℃での体積抵抗率が1011Ω・cm以上であることが好ましい。
また、本発明は、酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
SiO2 55〜75%
Al23 5〜15%
MgO 4〜18%
CaO 3〜12%
SrO 4〜18%
BaO 0〜20%
Na2O+K2O 6〜20%
ZrO2 0.5〜6%
MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1200〜1400℃で溶解した後、1400〜1700℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して[0010]に記載の基板用ガラス組成物を得る基板用ガラス組成物製造方法を提供する。
また、本発明は、酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
SiO2 55〜70%
Al23 5〜10%
MgO 4〜10%
CaO 3〜8%
SrO 4〜13%
BaO 0〜11%
Na2O+K2O 6〜15%
ZrO2 0.5〜4%
MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1200〜1400℃で溶解した後、1400〜1700℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して[0011]に記載の基板用ガラス組成物を得る基板用ガラス組成物製造方法を提供する。
本発明の基板用ガラス組成物は、FPD用基板や太陽電池用基板、特にPDP用基板としての特性を確保しつつ、高温粘度が低くなっている。これにより、基板用ガラス組成物製造時に実施される各工程の温度、すなわち、溶解工程、清澄工程および成形工程(例えば、フロート法による成形工程)の温度を下げることができる。基板用ガラス組成物製造時に実施される各工程の温度を下げることは、生産性が向上する、生産が容易、生産が安定する、製造設備の寿命が延長する、基板用ガラス組成物の製造コストが下がるといった利点を有している。
さらに、本発明の基板用ガラス組成物は、清澄性に優れるため、即ち、清澄開始温度が低いため、清澄工程の温度を下げた場合であっても、清澄剤の効果が好ましく発揮される。この結果、泡数の少ない高品質の基板ガラスを得ることができる。
また、フロート成形の目安となる温度(粘度ηがlogη=2を満たす温度)が下がることにより、得られる基板用ガラス組成物のスズ欠点を減らすことができる。フロート法による成形工程の温度が高いと、フロートバス中の溶融スズの蒸発量が増加する。蒸発したスズはフロートバスの天井付近で凝集して、ガラスリボンに落下してスズ欠点を生じやすい。
さらに、本発明の基板用ガラス組成物は、従来のPDP用基板に用いられるガラスに比べて以下の点で優れている。
・低比重である。
・失透性に優れる。
・高強度である(破壊靭性が高い)。
・耐キズ付き性に優れる。
以下、本発明の基板用ガラス組成物についてさらに説明する。
本発明の基板用ガラス組成物は、酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
SiO2 55〜75%
Al23 5〜15%
MgO 4〜18%
CaO 3〜12%
SrO 4〜18%
BaO 0〜20%
Na2O+K2O 6〜20%
ZrO2 0.5〜6%
MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
を含有し、
SO3 0.001〜0.6%
を含有する。
本発明の基板用ガラス組成物において、上記組成にする理由は以下の通りである。
以下において、特に断りのない限り質量%を単に%で表す。
SiO2:ガラスの骨格を形成する成分で、55%未満ではガラス耐熱性が悪くなる。75%超では熱膨張係数が低下し、ガラスの高温粘性が増加して溶解性が悪化するおそれがある。
SiO2の含有量は、55〜72%であることが好ましい。より好ましくは55〜70%、さらに好ましくは55〜68%である。
Al23:ガラス転移点を上げ、耐熱性を向上させる効果があるが、5%未満ではこの効果が少ない。他方、15%超ではガラスの高温粘性が増加し、溶解性が低下する。
Al23の含有量は、5〜12%であることが好ましい。より好ましくは5〜10%、さらに好ましくは5〜8%である。
MgO:ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用があり、破壊靱性を増加させ、比重を下げる効果があるが、4%未満ではこの効果が少ない。他方、18%超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎる傾向があり、かつ失透温度が高くなり、ガラスが不安定になる。
MgOの含有量は、4〜15%であることが好ましい。より好ましくは4〜10%である。
CaO:ガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、およびガラスの高温粘性を下げ、比重を軽くする効果がある。その含有量が3%未満ではガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方、12%超では熱膨張係数が大きくなりすぎ、かつ失透温度が高くなりすぎる。
CaOの含有量は、3〜10%であることが好ましい。より好ましくは3〜8%、さらに好ましくは3.1〜8%、特に好ましくは3.2〜6%である。
SrO:CaOと同様にガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、電気抵抗を増加させる効果がある。その含有量が18%超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎ、比重が大きくなりすぎる。
SrOの含有量は、4〜15%であることが好ましい。より好ましくは4〜13%、さらに好ましくは4〜10%、特に好ましくは4〜8%である。
BaO:CaO、SrOと同様にガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、およびガラスの高温粘性を下げる効果があるため、含有させることができる。しかしその含有量が20%超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎ、比重が重くなりすぎるため20%以下である。
BaOの含有量は、18%以下であることが好ましい。より好ましくは16%以下であり、さらに好ましくは14%以下であり、特に好ましくは11%以下であり、さらに好ましくは9%以下である。
但し、環境負荷を考慮すると、BaOは実質的に含有しないことが好ましい。
MgO+CaO+SrO+BaO:これらが合量で18%未満ではガラスの高温粘性が上昇しすぎる。他方、これらが合量で25%超では比重が大きくなりすぎる。
これらは合量で19〜25%であることが好ましい。
Na2O、K2O:ガラスの熱膨張係数を大きくするため少なくとも一種は必須である。これらの合量が6%未満ではガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方合量が20%超ではガラスの耐熱性が低下する。
これらの合量が6〜18%であることが好ましい。より好ましくは6〜15%、さらに好ましくは6〜13%である。
この中でK2Oはガラスの熱膨張係数をより大きくするため。1%以上含まれることが好ましい。一方、これらの成分は過度に添加するとガラスの耐熱性低下の傾向が大きい
一方、Li2Oは、ガラスの耐熱性を下げるため、不可避不純物以外実質的に含有しない。
ZrO2:ガラスの耐熱性及び化学耐久性の向上のために使用するが、0.5%未満ではその効果が少ない。他方、その含有量が6%超ではガラスの失透温度が高くなりすぎ、熱膨張係数が低くなりすぎる。
ZrO2の含有量は、0.5〜4.5%であることが好ましい。より好ましくは0.5〜4%、さらに好ましくは0.5〜3.5%、特に好ましくは0.5〜3%である。
さらに、溶解性を向上するため、B23を含有してもよい。ただし、過度に含有すると、基板ガラスの熱膨張係数が低くなり過ぎるので1.5%未満とすることが好ましい。但し、本発明の基板用ガラス組成物には、B23を実質的に含有しない方が好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物の製造時、清澄剤としてSO3を添加する。SO3源として、硫酸カリウム(K2SO4)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、硫酸カルシウム(CaSO4)等の硫酸塩がガラス原料に投入されるが、製造後の基板用ガラス組成物には、清澄剤として添加したSO3の一部が残存する。しかし、製造後の基板用ガラス組成物における残存量が0.6%超となるような量をガラス原料に投入した場合、製造時にガラスが再沸するなどしてガラス中に気泡が残存する。
なお、SO3を清澄剤として使用する際、添加量(前記ガラス母組成原料に対する添加量。以下、同様))が10%超だと、溶解中にガラス融液から分離してしまい、溶け残ってしまう。また、0.5%未満だと清澄効果が乏しい。このため、0.5〜10%添加する。0.5〜8%が好ましく、より好ましくは0.5〜4%、さらに好ましくは0.7〜2%である。
この場合、基板用ガラス組成物への残存量はSO3換算で0.001〜0.6%であり、0.002〜0.5%が好ましく、0.005〜0.4%がより好ましく、0.01〜0.4%がさらに好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、その製造時において、清澄剤として添加したSO3による清澄効果、すなわち、ガラス融液からの気泡除去効率に優れる。
清澄剤として添加したSO3は、ガラス融液中で分解し、これによって発生したSO2が気泡となり、ガラス融液中の泡と共に浮上することにより清澄効果を発揮する。したがって、清澄工程において、SO3が分解し、ガラス融液から減少するSO3が多いほど清澄効果が高いことになる。
本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス母組成原料100%に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1350℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで水冷冷却したガラス中のSO3含有量(SO3(1350℃))(%)と、該ガラス原料を1500℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで水冷冷却したガラス中のSO3含有量(SO3(1500℃))(%)と、の差((以下、ΔSO3という。))が0.17以上であることが好ましい。ここで、1350℃はガラス製造時に実施される溶解工程におけるガラス融液の代表的な温度であり、1500℃は清澄工程におけるガラス融液の代表的な温度である。
なお、SO3含有量はガラス融液中のものではなく、ガラス原料を1350℃または1500℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで水冷冷却したガラス中のSO3含有量を指標とする。ガラス融液中のSO3含有量を測定することができないためである。また、1350℃または1500℃で30分以上保持すれば、ガラス融液中のSO3含有量はほぼ一定になる。30秒〜1分間という短い時間で20〜30℃まで水冷冷却すれば、冷却の間のSO3含有量の変化が実質的に無視できる。
ΔSO3が上記の範囲であれば、清澄剤として添加したSO3のうち、清澄工程において分解し、ガラス融液から減少する量が多いため、清澄効果に優れたガラスといえる。
ΔSO3は、0.18%以上であることがより好ましく、より好ましくは0.19%以上である。また、ΔSO3は、1.5%以下であることが好ましい。
したがって、本発明において望ましいガラス組成の一例は、酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
SiO2 55〜70%
Al23 5〜10%
MgO 4〜10%
CaO 3〜8%
SrO 4〜13%
BaO 0〜11%
Na2O+K2O 6〜15%
ZrO2 0.5〜4%
MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
を含有し、
SO3 0.01〜0.4%
を含有する。
なお、本発明においてさらに望ましいガラス組成は、SiO2、Al23、MgO、CaO、SrO、Na2O、K2OおよびZrO2からなることが好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、上記成分以外にガラスの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、ガラス母組成原料に対して、SnO2、As23、Sb23、P25、F、Clを合量で2%以下、好ましくは1.5%以下となるように添加してもよい。
また、基板用ガラス組成物の耐久性向上のため、ガラス母組成原料に対して、La23、TiO2、SnO2、ZnOを合量で5%以下となるように添加してもよい。
さらに、基板用ガラス組成物の色調を調整するため、Fe23、CoO、NiO、Nd23等の着色剤を添加してもよい。このような着色剤は、ガラス母組成原料に対して、合量で3%以下となるように添加してもよく、1%以下となるように添加することが好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、高温粘度が従来のPDP基板用ガラスに比べて低くなっている。具体的には、102dPa・sの粘度に相当するガラス融液の温度T2が1545℃以下である。
粘度102dPa・sは、ガラス融液の粘度が十分低くなっていることを示す基準粘度である。したがって、ガラス融液の粘度が102dPa・sとなる温度T2は、ガラス融液の基準温度である。
従来のPDP用基板ガラスの場合、T2が主に1545℃超であった。本発明の基板用ガラス組成物は、T2が1545℃以下であるため、溶解工程を従来よりも低温で実施することができる。この結果、ガラスの安定した生産が可能となる。また、溶解工程時の溶解槽の温度が低くなるので溶解槽の寿命が延長する。溶解工程の際に投入する燃料の量が少なくなるため、ガラス製造コストが下がる。
2は、1543℃以下であることが好ましく、1540℃以下であることがより好ましく、さらに好ましくは1510℃以下であり、1500℃以下であることが特に好ましい。また、T2は、1400℃以上であることが、溶解性を確保する観点で好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、104dPa・sの粘度に相当するガラス融液の温度T4が1200℃以下であることが好ましい。
粘度が104dPa・sは、ガラスをフロート成形する際の基準粘度である。したがって、ガラス融液の粘度が104dPa・sとなる温度T4は、フロート成形工程におけるガラス融液の基準温度でもある。
従来のPDP基板用ガラスの場合、T4が1200℃超であった。本発明の基板用ガラス組成物は、T4が1200℃以下であるため、フロート成形工程を従来よりも低温で実施することができる。この結果、ガラスの安定した生産が可能となる。また、フロートバスの寿命が延長する。また、フロート槽を加熱するのに要する燃料が少なくなるため、基板ガラスの製造コストが下がる。また、フロート槽から引き出されるガラスリボンの温度が低くなるので、フロート成形につづいて実施される徐冷工程に要するエネルギーが削減される。
また、フロート成形工程の温度を下げることにより、得られるガラスのスズ欠点を減らすことができる。フロート成形工程の温度が高いと、フロートバス内の温度、特に溶融スズの温度、が高くなる。この結果、溶融スズの蒸発量が増加する。蒸発したスズはフロートバスの天井付近で凝集して、ガラスリボンに落下してスズ欠点を生じさせる。
フロート成形工程の温度を下げることにより、フロートバス内の温度、特に溶融スズの温度、を低くことができる。この結果、溶融スズの蒸発量が減少し、蒸発した溶融スズに起因するガラスのスズ欠点が減少する。
4は、1180℃以下であることが好ましく、1160℃以下であることがより好ましく、さらに好ましくは1150℃以下である。また、T4は、1000℃以上であることが、成形性を確保する観点で好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、失透温度がT4以下であり、T4より低いことがより好ましい。上記したように、T4はフロート成形工程におけるガラス融液の基準温度でもある。失透温度がT4より低ければ、フロート法による成形に好適である。また、本発明の基板用ガラス組成物は、失透温度がT4より1℃以上低いことがより好ましく、5℃以上低いことが特に好ましく、10℃以上低いことが最も好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、熱膨張係数が75×10-7〜90×10-7/℃の範囲にあることが好ましい。本発明の基板用ガラス組成物をPDP基板に使用する場合、PDPを製造する際に使用するフリット材料やペースト材料として、ガラスの熱膨張率に合致したものを使用しなければならない。PDPを製造する際に実施される焼成工程の温度領域(50〜350℃)において、熱膨張係数が上記の範囲から逸脱しているものを選定することは非常に困難である。
本発明の基板用ガラス組成物は、熱膨張係数αが80×10-7〜90×10-7/℃の範囲にあることがより好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、比重が2.8以下であることが好ましい。比重が2.8超だと基板用ガラス組成物が重くなるため、取扱い上、特に輸送上好ましくない。基板用ガラス組成物の比重が2.8以下であることは、大型の基板において特に重要な特性である。
本発明の基板用ガラス組成物は、比重が2.77以下であることが好ましく、2.75以下であることがより好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス転移点(Tg)が600℃以上であることが好ましい。ガラス転移点が600℃未満であると、呼称40インチのような大型PDPを製造する場合に熱処理によるガラスの収縮量が十分小さくならない。
本発明の基板用ガラス組成物は、Tgが610℃以上であることがより好ましく、さらに好ましくは615℃以上である。
本発明の基板用ガラス組成物は、強度が高いことが好ましく、具体的には、破壊靭性が0.7MPa・m1/2以上であることが好ましい。破壊靭性が0.7MPa・m1/2以上であれば、PDPの製造時および使用時に、ガラス基板の欠けやクラックが発生しにくくなる。破壊靭性は0.71MPa・m1/2以上であることがより好ましく、0.72MPa・m1/2以上であることがさらに好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、150℃での体積抵抗率が1011Ω・cm以上であることが好ましい。PDPを製造する際、基板ガラスの表面には銀電極が形成される。銀電極に通電した際、通電した電流の一部が銀電極周辺のガラスを流れるのを防止するため、基板用ガラス組成物は絶縁性に優れていることが好ましい。150℃での体積抵抗率が1011Ω・cm以上であれば絶縁性に優れており、PDPを大型化または高密度化した場合であっても、基板ガラス上に形成した銀電極に通電した際に通電した電流の一部が該銀電極周辺のガラスを流れるおそれがない。
通常、高温粘度を下げることのみに着目して基板用ガラス組成物の組成を選択した場合、150℃での体積抵抗率を1011Ω・cm以上にすることが難しい。本発明の基板用ガラス組成物の場合、150℃でのガラスの体積抵抗率を1011Ω・cm以上に保ちつつ、ガラスの高温粘度を下げることができる。
本発明の基板ガラスは、150℃でのガラスの体積抵抗率が2×1011Ω・cm以上であることが好ましく、5×1011Ω・cm以上であることがより好ましい。
本発明の基板用ガラス組成物は、FPD用基板や太陽電池用基板、特にPDP用基板として好適である。
その分光透過率は425〜475nm、510〜560nm、600〜650nmの範囲でそれぞれ85%以上となっていることが好ましい。
なお、PDP用基板として使用する場合、その厚さは0.3mm〜3.0mmであることが好ましい。
本発明のガラス(基板用ガラス組成物)は、例えば次のような方法で製造できる。すなわち、通常使用される各成分の原料を目標成分になるように調合し、これを溶解炉に連続式に投入し、1200〜1400℃で加熱して溶融し、1400〜1700℃で清澄した後、この溶融ガラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切断することによって、透明なガラス基板を得る。
以下、実施例を用いて本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるべきではない。
表1に例1〜4(実施例)、例5〜7(比較例)のガラス組成を示す。
母組成(SiO2〜Zr2O)の原料を目標組成になるように調整し、該原料に対し、硫酸ナトリウムをSO3換算で0.8%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を白金坩堝を用いて、1500〜1600℃の温度で4時間加熱し、溶解した。溶解に当たっては、白金スターラーを挿入し、2時間攪拌し、ガラスの均質化を行った。次いでガラス融液を流し出し、徐冷した後、研磨を行い厚さ2.8mmの板状にした。
こうして得られたガラスについて、ガラス組成(単位:質量%)、50〜350℃の熱膨張係数(α50-350、単位:10-7/℃)、ガラス転移点(Tg、単位:℃)、150℃での体積抵抗率(logρ、単位:Ωcm)、比重、破壊靭性(単位:MPa・m1/2)、T2(単位:℃)、T4(単位:℃)および失透温度(単位:℃)を測定した。結果を表1に示した。なお、表中、括弧書は計算値である。
ガラス転移点は、次のようにして求めた。ガラスを徐冷点の温度で30分間保持した後、60℃/分の冷却速度で徐冷した。次いでこの徐冷したガラスについて、示差式熱膨張計を使用し、室温から屈伏点まで温度に対する熱膨張率の曲線を求めた。この曲線の最初に屈曲する点の前後で接線を引き、接線の交点に対応する温度をガラス転移点とした。
また、SO3(1350℃)およびSO3(1500℃)を下記の手順で測定した。
母組成(SiO2〜Zr2O)の原料を目標組成になるように調整し、該原料に対し、硫酸塩をSO3換算で0.8%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を白金坩堝を用いて、1350℃または1500℃で溶解し、30分保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで水冷冷却して、ガラスサンプルを作成して、SO3(1350℃)またはSO3(1500℃)をFP法(ファンダメンタル・パラメータ定量法)により測定した。
Figure 0005573157
表1から明らかなように、実施例のガラス(例1〜4)はT2が1545℃以下であるため生産性に優れる。また、失透温度がT4よりも低いので、フロート法で安定した成形が可能である。また、ΔSO3が0.17%以上のため清澄性に優れる。また、PDP用基板ガラスとしての耐薬品性、誘電率、屈折率、歪点、耐キズ付き性にも優れる。そのため、特に1辺が2m以上の大型ディスプレイ基板用ガラス板や太陽電池用基板に適している。
本発明の基板用ガラス組成物は、FPD用基板、特にPDP用基板として好適である。なお、本発明の基板用ガラス組成物は、太陽電池用基板や磁気ディスク用基板としても用いることができる。

なお、2007年10月25日に出願された日本特許出願2007−277126号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (7)

  1. 酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
    SiO2 55〜75%
    Al23 5〜15%
    MgO 4〜18%
    CaO 3〜12%
    SrO 4〜18%
    BaO 0〜20%
    Na2O+K2O 6〜9.9%
    ZrO2 0.5〜6%
    MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
    を含有し、
    SO3 0.001〜0.6%
    を含有し、
    粘度ηとするとき、logη=2を満たす温度が1545℃以下であり、失透温度が、logη=4を満たす温度以下であり、50〜350℃の熱膨張係数が75×10-7〜90×10-7/℃であり、比重が2.8以下であり、ガラス転移点が600℃以上であり、
    破壊靭性が0.7MPa・m1/2以上であることを特徴とする基板用ガラス組成物。
  2. 酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
    SiO2 55〜70%
    Al23 5〜10%
    MgO 4〜10%
    CaO 3〜8%
    SrO 4〜13%
    BaO 0〜11%
    Na2O+K2O 6〜9.9%
    ZrO2 0.5〜4%
    MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
    を含有し、
    SO3 0.01〜0.4%
    を含有することを特徴とする請求項1に記載の基板用ガラス組成物。
  3. ガラス母組成原料に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1350℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで冷却したガラス中のSO3含有量(%)と、該ガラス原料を1500℃で溶解し、30分〜2時間保持した後、30秒〜1分間で20〜30℃まで冷却したガラス中のSO3含有量(%)と、の差が0.17以上であるガラス原料を用いて製造された請求項1または2に記載の基板用ガラス組成物。
  4. 150℃での体積抵抗率が1011Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板用ガラス組成物。
  5. 前記logη=4を満たす温度が1200℃以下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基板用ガラス組成物。
  6. 酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
    SiO2 55〜75%
    Al23 5〜15%
    MgO 4〜18%
    CaO 3〜12%
    SrO 4〜18%
    BaO 0〜20%
    Na2O+K2O 6〜9.9%
    ZrO2 0.5〜6%
    MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
    を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1200〜1400℃で溶解した後、1400〜1700℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して、板ガラスに成形された請求項1に記載の基板用ガラス組成物を得る、板ガラスの製造方法。
  7. 酸化物基準の質量%表示で、ガラス母組成として、
    SiO2 55〜70%
    Al23 5〜10%
    MgO 4〜10%
    CaO 3〜8%
    SrO 4〜13%
    BaO 0〜11%
    Na2O+K2O 6〜9.9%
    ZrO2 0.5〜4%
    MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%
    を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をSO3換算で0.5〜10質量%添加してガラス原料とし、該ガラス原料を1200〜1400℃で溶解した後、1400〜1700℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して、板ガラスに成形された請求項2に記載の基板用ガラス組成物を得る、板ガラスの製造方法。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009028570A1 (ja) * 2007-08-31 2009-03-05 Asahi Glass Company, Limited ガラス板およびその製造方法ならびにtftパネルの製造方法
JP5392096B2 (ja) * 2008-02-27 2014-01-22 旭硝子株式会社 基板用ガラス組成物
KR101362565B1 (ko) 2008-12-25 2014-02-13 아사히 가라스 가부시키가이샤 유리 기판 및 그 제조 방법
KR20120048528A (ko) * 2009-07-23 2012-05-15 아사히 가라스 가부시키가이샤 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법 및 제조 장치, 그리고 전자 디바이스의 제조 방법
DE102010006331A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-04 Schott Ag, 55122 Aluminosilikatgläser mit hoher thermischer Beständigkeit, niedriger Verarbeitungstemperatur und hoher Kristallisationsbeständigkeit
JP5765514B2 (ja) * 2010-02-25 2015-08-19 日本電気硝子株式会社 ガラス板
WO2012014854A1 (ja) * 2010-07-26 2012-02-02 旭硝子株式会社 Cu-In-Ga-Se太陽電池用ガラス基板及びそれを用いた太陽電池
JPWO2012053549A1 (ja) * 2010-10-20 2014-02-24 旭硝子株式会社 Cu−In−Ga−Se太陽電池用ガラス基板およびそれを用いた太陽電池
CN103339745A (zh) * 2011-01-28 2013-10-02 旭硝子株式会社 Cu-In-Ga-Se太阳能电池用玻璃基板及使用该玻璃基板的太阳能电池
CN103492332A (zh) * 2011-05-10 2014-01-01 日本电气硝子株式会社 薄膜太阳能电池用玻璃板
TWI607979B (zh) * 2011-12-22 2017-12-11 日本電氣硝子股份有限公司 太陽電池用玻璃基板
WO2013105625A1 (ja) * 2012-01-12 2013-07-18 日本電気硝子株式会社 ガラス
JPWO2014024850A1 (ja) * 2012-08-06 2016-07-25 旭硝子株式会社 Cu−In−Ga−Se太陽電池用ガラス基板およびそれを用いた太陽電池
WO2015182300A1 (ja) * 2014-05-29 2015-12-03 旭硝子株式会社 光学ガラスおよびガラス基板の切断方法
JP6428344B2 (ja) * 2015-02-13 2018-11-28 Agc株式会社 ガラス基板
GB201505091D0 (en) 2015-03-26 2015-05-06 Pilkington Group Ltd Glass
CN109133615B (zh) * 2015-06-30 2022-05-10 安瀚视特控股株式会社 显示器用玻璃基板及其制造方法
TWI696988B (zh) * 2019-05-02 2020-06-21 友達光電股份有限公司 顯示面板
CN110282873B (zh) * 2019-07-05 2021-08-10 齐鲁工业大学 一种具有长料性的大瓶罐玻璃及其制备方法
CN110540361B (zh) * 2019-08-22 2022-03-15 株洲醴陵旗滨玻璃有限公司 一种全息成像玻璃组合物、玻璃基片及制备方法
US11697608B2 (en) * 2019-10-01 2023-07-11 Owens-Brockway Glass Container Inc. Selective chemical fining of small bubbles in glass
CN113248136B (zh) * 2021-05-31 2023-02-28 江苏科技大学 一种中子散射装置用玻璃及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6418938A (en) * 1987-06-29 1989-01-23 Ppg Industries Inc Manufacture of soda-lime-silica sheet glass
JPH11322358A (ja) * 1998-05-20 1999-11-24 Nippon Sheet Glass Co Ltd 耐熱性ガラス組成物
JP2005015328A (ja) * 2003-06-06 2005-01-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd ジルコニウムを含むガラス組成物、化学強化ガラス物品、磁気記録媒体用ガラス基板、およびガラス板の製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6418938U (ja) * 1987-07-24 1989-01-31
GB9221227D0 (en) * 1992-10-09 1992-11-25 Pilkington Plc Ctv batches
US5599754A (en) * 1994-10-14 1997-02-04 Asahi Glass Company Ltd. Glass composition for a substrate, and substrate for plasma display made thereof
JP3669022B2 (ja) 1994-10-14 2005-07-06 旭硝子株式会社 基板用ガラス組成物とそれを用いたプラズマディスプレイ用基板
DE69700417T2 (de) * 1996-03-14 2000-05-04 Asahi Glass Co. Ltd., Tokio/Tokyo Glaszusammensetzung für ein Substrat
JPH10152339A (ja) * 1996-09-27 1998-06-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd 耐熱性ガラス組成物
JP3957348B2 (ja) * 1996-11-21 2007-08-15 日本板硝子株式会社 防火用板ガラス
FR2758550B1 (fr) * 1997-01-17 1999-02-12 Saint Gobain Vitrage Compositions de verre silico-sodo-calcique et leurs applications
US6905991B1 (en) * 1997-03-13 2005-06-14 Saint-Gobain Glass France Soda-lime-silica glass compositions and applications
TW565539B (en) * 1998-08-11 2003-12-11 Asahi Glass Co Ltd Glass for a substrate
US6949485B2 (en) * 2000-06-01 2005-09-27 Asabi Glass Company, Limited Glass for substrate and glass substrate
JP2003335547A (ja) * 2002-05-20 2003-11-25 Nippon Electric Glass Co Ltd フラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板
US7309671B2 (en) * 2002-05-24 2007-12-18 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glass composition, glass article, glass substrate for magnetic recording media, and method for producing the same
US7273668B2 (en) 2003-06-06 2007-09-25 Hoya Corporation Glass composition including zirconium, chemically strengthened glass article, glass substrate for magnetic recording media, and method of producing glass sheet
CN1898168B (zh) * 2003-12-26 2012-08-01 旭硝子株式会社 无碱玻璃、其制造方法及液晶显示板
JP4391321B2 (ja) * 2004-06-02 2009-12-24 セントラル硝子株式会社 ディスプレイ装置用基板ガラス
JP5008332B2 (ja) 2006-04-04 2012-08-22 富士フイルム株式会社 アジン系化合物
JP5282572B2 (ja) * 2006-11-10 2013-09-04 旭硝子株式会社 フラットパネルディスプレイ用ガラス基板およびその製造方法、ならびにそれを用いたディスプレイパネル
CN102442776A (zh) 2007-03-23 2012-05-09 旭硝子株式会社 数据存储介质用基板玻璃及玻璃基板
SG188078A1 (en) 2008-01-28 2013-03-28 Asahi Glass Co Ltd Glass for data storage medium substrate, glass substrate for data storage medium and magnetic disk
JP5392096B2 (ja) * 2008-02-27 2014-01-22 旭硝子株式会社 基板用ガラス組成物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6418938A (en) * 1987-06-29 1989-01-23 Ppg Industries Inc Manufacture of soda-lime-silica sheet glass
JPH11322358A (ja) * 1998-05-20 1999-11-24 Nippon Sheet Glass Co Ltd 耐熱性ガラス組成物
JP2005015328A (ja) * 2003-06-06 2005-01-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd ジルコニウムを含むガラス組成物、化学強化ガラス物品、磁気記録媒体用ガラス基板、およびガラス板の製造方法

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