JPH08165138A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH08165138A JPH08165138A JP7264486A JP26448695A JPH08165138A JP H08165138 A JPH08165138 A JP H08165138A JP 7264486 A JP7264486 A JP 7264486A JP 26448695 A JP26448695 A JP 26448695A JP H08165138 A JPH08165138 A JP H08165138A
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Abstract
高く、かつソーダライムシリカガラスと同等の熱膨脹係
数を有する基板用ガラス組成物を得る。 【解決手段】重量%表示でSiO2 :52〜62、Al
2 O3 :5〜12、CaO:3〜5.5、SrO:6〜
9、MgO+CaO+SrO+BaO:17〜27、L
i2 O+Na2 O+K2 O:7〜14、ZrO2 :0.
2〜6からなる基板用ガラス組成物。
Description
レイ、特にプラズマディスプレイ(PDP)用基板ガラ
スとして有用で、フロート法成形による大板の製造に好
適な基板用ガラス組成物に関する。
属電極、絶縁ペースト、リブペースト等を550〜60
0℃程度の最高温度で焼成した後、対向板をフリットシ
ールすることにより製造される。従来、このための基板
ガラスとしては、建築用あるい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。
ス転移点は530〜550℃であるため、上記の最高温
度で熱処理を受けると、基板が変形する、あるいは基板
ガラスの寸法が著しく変化するため、対向板との電極位
置合わせを精度良く実現しがたい等の課題があった。こ
のような課題は、パネルの大きさが例えば呼称40イン
チのような大型なものになるとより顕著になり、耐熱性
のより高い基板用ガラスが必要となる。
熱性に優れ、ディスプレイ用ガラスとして広く使われて
いる基板ガラスに、例えば特開平4−325434(米
国特許明細書5348916号)に代表される液晶用の
無アルカリガラスがある。しかし、これらのガラスの熱
膨張係数は35〜50×10-7℃-1の範囲にあり、ソー
ダライムシリカガラスの熱膨張係数80〜90×10-7
℃-1よりもはるかに小さい。このため液晶用の無アルカ
リガラスをPDPに使用するためには各種のフリット・
ペースト材料を基板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ず、上記の温度範囲でそれらを選定
することは非常に困難である。
係数がソーダライムシリカガラスのそれと同程度で、6
00℃での熱変形が小さいガラス組成物が開示されてい
る。しかし、ここに示されている組成物は、次のいずれ
かの点で充分に満足できるものでなかった。
ため、熱処理によるガラスの収縮量が呼称40インチの
ような大きなパネルに対しては充分に小さくない。 (2)CaOの含有量が6%以上であるため失透温度が
高く、品質、生産性に優れたフロート法による成形が困
難である。
欠点を解決し、ソーダライムシリカガラスと同様の熱膨
張係数を有し、大型PDPの製造に適するよう、高いガ
ラス転移点を有し、フロート法成形に適した基板用ガラ
ス組成物を提供することにある。
実質的に、 SiO2 52〜62%、 Al2 O3 5〜12%、 MgO 0〜 4%、 CaO 3〜 5.5%、 SrO 6〜 9%、 BaO 0〜13%、 MgO+CaO+SrO+BaO 17〜27%、 Li2 O+Na2 O+K2 O 7〜14%、 ZrO2 0.2〜 6%、 SO3 0〜 0.6%、 からなる基板用ガラス組成物である。
で行われるため、失透温度が104ポイズに相当する温
度より低いガラスでないとフロート法による成形が実質
的に困難になる。
である。
で、その含有量が52重量%未満では、ガラスの耐熱性
が悪くなる。他方、62重量%超では熱膨張係数が低下
する。SiO2 は54〜60重量%の範囲がより好まし
い。
を向上させる効果があり、その含有量が5重量%未満で
はこの効果があらわれず、他方、12重量%超ではガラ
スの熱膨張係数が低くなりすぎる。Al2 O3 は6〜1
1重量%の範囲がより好ましい。
とによりガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大がは
かれる。しかし、その含有量が、4重量%超では失透が
生成しやすくなる。
数の増大の作用がある。その含有量が3重量%未満では
ガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方、5.5
重量%超では失透温度がフロート法の成形温度より高く
なり、フロート法の成形が困難になる。
向上と熱膨張係数の増大の作用がある。その含有量が6
重量%未満ではガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎ
る。他方、9重量%超では失透温度がフロート法の成形
温度より高くなり、フロート法の成形が困難になる。
いが、含有することによりガラスの転移点の向上と熱膨
張係数の増大がはかれる。しかし、その含有量が、13
重量%超では失透が生成しやすくなる。
の合量が17重量%未満ではガラスの耐熱性が低下し、
熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方、27重量%超で
は失透温度が高くなりすぎる。MgO+CaO+SrO
+BaOは18〜25重量%の範囲がより好ましい。
膨張係数を大きくするために少なくとも一種は必須であ
る。これらの合量が7重量%未満ではガラスの熱膨張係
数が小さすぎる。他方、合量が14重量%超ではガラス
の耐熱性が低下する。Li2O+Na2 O+K2 Oは8
〜13重量%の範囲がより好ましい。
大きくするため、4重量%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。かかる観点から、Na2 Oは
0〜6重量%、K2 Oは4〜12重量%、Li2 Oは0
〜1重量%の範囲とすることがより好ましい。
性の向上のために使用する。0.2重量%未満では添加
の効果がなく、好ましくは0.5重量%以上添加する。
一方で、その含有量が6重量%超ではガラスの失透温度
が高くなりすぎる。
として用いられる。しかし、その含有量が0.6重量%
超では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。
ラス組成の一例は、重量%表示で実質的に以下の如くな
る。 SiO2 54〜60%、 Al2 O3 6〜11%、 MgO 0〜 4%、 CaO 3〜 5.5%、 SrO 6〜 9%、 BaO 0〜13%、 MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%、 Li2 O 0〜 1%、 Na2 O 0〜 6%、 K2 O 4〜12%、 Li2 O+Na2 O+K2 O 8〜13%、 ZrO2 0.5〜 6%、 SO3 0〜 0.6%。
スの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、As2 O
3 、Sb2 O3 、P2 O5 、F、Clを合量で2重量%
以下添加できる。また、ガラスの化学的耐久性の向上の
ため、La2 O3 、TiO2、SnO2 、ZnOを合量
で5重量%以下添加できる。さらに、Fe2 O3 、Co
O、NiO、Nd2 O3 等の着色剤を添加してガラスの
色調を調整できる。この着色剤の含有量は合量で1重量
%以下が好ましい。
を添加できる。ただし、過度の添加は、熱膨張係数を低
下させるので1.5重量%未満とすることが好ましい。
600℃以上、好ましくは、610℃以上である。ま
た、本発明で得られるガラスの失透温度は、粘度が10
4 ポイズとなる温度よりも低い。その差は好ましくは4
0℃以上である。さらに本発明で得られるガラスの熱膨
張係数は75〜95×10-7℃-1の範囲、好ましくは8
0〜90×10-7℃-1の範囲にある。
用基板として好適である。その分光透過率は425〜4
75nm、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。
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的
に投入し、1500〜1600℃に加熱して溶融する。
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。
8(表2)に比較例を示す。各成分の原料を目標組成に
なるように調合し、白金坩堝を用いて、1500〜16
00℃の温度で4時間加熱し溶解した。溶解にあたって
は、白金スターラーを挿入し2時間撹拌しガラスの均質
化を行った。次いで溶解ガラスを流し出し、板状に成形
後徐冷した。
(表1、表2の上段部、単位:重量%)、熱膨脹係数、
ガラス転移点、粘性温度及び失透温度を測定し、表の各
欄に示した。熱膨脹係数はα欄に単位:10-7℃-1で示
し、ガラス転移温度はTg 欄に単位:℃で示し、失透温
度はC欄に単位:℃で示した。粘性温度は、粘度が10
2 ポイズに相当する温度をA欄に単位:℃で示し、粘度
が104 ポイズに相当する温度をB欄に単位:℃で示し
た。
ガラスを徐冷点の温度で30分間保持した後、60℃/
分の速度で冷却し徐冷した。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。
ラス組成物の熱膨張係数は、80〜90×10-7℃-1の
範囲にあり、従来のソーダライムシリカガラスのそれと
全く同等である。また、ガラス転移点はいずれも610
℃以上であり、大型PDPの製造においてガラスが収縮
してしまう等の問題がない。さらに、失透温度は、フロ
ート法の成形粘度である104 ポイズに相当する温度よ
りも40℃以上低く、フロート法による大板の製造に好
適であることがわかる。
40933に開示されているガラス組成物について同様
の測定を行った結果を示す。比較例のうち、例13及び
例14のガラスはガラス転移点が600℃以下であるた
め、耐熱性が不充分で、大型のPDPの製造においては
ガラス収縮の問題が起こることが予想される。
は、いずれも失透温度が104 ポイズに相当する温度よ
りも高いため、フロート法による成形では失透が生じる
恐れがある。
る成形ができ、また、ガラス転移点が高く、かつソーダ
ライムシリカガラスと同等の熱膨脹係数を有しているの
で、プラズマディスプレイ用基板等、かかる特性を要求
する用途に好適である。
Claims (9)
- 【請求項1】重量%表示で実質的に、 SiO2 52〜62%、 Al2 O3 5〜12%、 MgO 0〜 4%、 CaO 3〜 5.5%、 SrO 6〜 9%、 BaO 0〜13%、 MgO+CaO+SrO+BaO 17〜27%、 Li2 O+Na2 O+K2 O 7〜14%、 ZrO2 0.2〜 6%、 SO3 0〜 0.6%、 からなる基板用ガラス組成物。
- 【請求項2】ガラス転移点が600℃以上である請求項
1の基板用ガラス組成物。 - 【請求項3】失透温度が、粘度が104 ポイズとなる温
度よりも低いことを特徴とする請求項1又は2の基板用
ガラス組成物。 - 【請求項4】熱膨張係数が75〜95×10-7℃-1の範
囲にある請求項1、2又は3の基板用ガラス組成物。 - 【請求項5】重量%表示で実質的に、 SiO2 54〜60%、 Al2 O3 6〜11%、 MgO 0〜 4%、 CaO 3〜 5.5%、 SrO 6〜 9%、 BaO 0〜13%、 MgO+CaO+SrO+BaO 18〜25%、 Li2 O 0〜 1%、 Na2 O 0〜 6%、 K2 O 4〜12%、 Li2 O+Na2 O+K2 O 8〜13%、 ZrO2 0.5〜 6%、 SO3 0〜 0.6%、 からなる請求項1の基板用ガラス組成物。
- 【請求項6】ガラス転移点が610℃以上である請求項
5の基板用ガラス組成物。 - 【請求項7】失透温度が、粘度が104 ポイズとなる温
度より40℃以上も低いことを特徴とする請求項5又は
6の基板用ガラス組成物。 - 【請求項8】熱膨張係数が80〜90×10-7℃-1の範
囲にある請求項5、6又は7の基板用ガラス組成物。 - 【請求項9】請求項1〜8のいずれかの基板用ガラス組
成物を用いたプラズマディスプレイ用基板。
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