KR102077212B1 - 무알칼리 유리 기판 - Google Patents

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KR102077212B1
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아키오 고이케
히로후미 도쿠나가
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에이지씨 가부시키가이샤
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods

Abstract

본 발명은, 왜곡점이 685℃ 이상 750℃ 이하, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10－7 내지 43×10－7/℃, 비중이 2.50 내지 2.80, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상 29nm/MPa/cm 미만, 점도가 104dPa·s가 되는 온도(T4)가 1250℃ 이상 1350℃ 미만이고, 소정의 조성을 갖는 무알칼리 유리 기판에 관한 것이다.

Description

무알칼리 유리 기판{NON－ALKALI GLASS SUBSTRATE}
본 발명은, 무알칼리 유리 기판에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 각종 디스플레이용 기판 유리 및 포토마스크용 기판 유리 등으로서 적합한, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않고, 플로트법 또는 오버플로우 다운드로법으로 성형이 가능한 무알칼리 유리 기판에 관한 것이다.
종래, 각종 디스플레이용 유리판(유리 기판), 특히 표면에 금속 또는 산화물 등의 박막을 형성하는 유리판에 사용하는 유리 기판에서는, 이하에 나타내는 특성이 요구되어 왔다.
(1) 유리가 알칼리 금속 산화물을 함유하고 있는 경우, 알칼리 금속 이온이 상기 박막 중에 확산되어 박막의 막 특성을 열화시키기 때문에, 실질적으로 알칼리 금속 이온을 포함하지 않을 것.
(2) 박막 형성 공정에서 유리판이 고온에 노출될 때, 유리판의 변형 및 유리의 구조 안정화에 수반하는 수축(열 수축)을 최소한으로 억제할 수 있도록 왜곡점이 높을 것.
(3) 반도체 형성에 사용하는 각종 약품에 대하여 화학 내구성을 가질 것. 특히 SiOx나 SiNx의 에칭을 위한 버퍼드 불산(BHF: 불산과 불화 암모늄의 혼합액), ITO의 에칭에 사용하는 염산을 함유하는 약액, 금속 전극의 에칭에 사용하는 각종 산(질산, 황산 등), 레지스트 박리액의 알칼리 등에 대하여 내구성이 있을 것.
(4) 내부 및 표면에 결점(기포, 맥리, 인클루전, 피트, 흠집 등)이 없을 것.
상기 요구 외에, 최근에는 이하와 같은 상황에 있다.
(5) 디스플레이의 경량화가 요구되고, 유리 자신도 비중이 작은 유리가 요망된다.
(6) 디스플레이의 경량화가 요구되고, 유리판의 박판화, 영률 향상이 요망된다.
(7) 지금까지의 아몰퍼스 실리콘(a－Si) 타입의 액정 디스플레이 외에, 약간 열 처리 온도가 높은 다결정 실리콘(p－Si) 타입의 액정 디스플레이가 제작되도록 되었기 때문에(a－Si: 약 350℃→p－Si:350 내지 550℃), 내열성이 요망된다.
(8) 액정 디스플레이 제작 열 처리의 승강온 속도를 빨리하여 생산성을 높이고, 내열 충격성을 높이기 위해서, 유리의 평균 열 팽창 계수가 작은 유리가 요구된다.
한편, 스마트폰으로 대표되는 모바일용 중소형 디스플레이에서는 고정밀화가 진행되고, 상기 요구가 엄격해지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 내지 3의 무알칼리 유리가 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2001－172041호 공보 일본 특허 공개 평5－232458호 공보 일본 특허 공개 제2012－41217호 공보
특허문헌 1에는 광탄성 상수가 작은 무알칼리 유리가 개시되어 있지만, 실투 온도에 있어서의 점성이 낮고, 성형 온도가 높아 제조 방법에 한정이 있거나, 혹은 저비중, 높은 왜곡점, 낮은 평균 열 팽창 계수 등의 요구를 충족시키지 않는다는 문제가 있다.
특허문헌 2에는 B2O3을 0 내지 5몰％ 함유하고, 또한 BaO를 함유하는 무알칼리 유리가 개시되어 있지만, 평균 열 팽창 계수가 높다.
특허문헌 3에는 B2O3을 0.1 내지 4.5질량％ 함유하고, 또한 BaO를 5 내지 15질량％ 함유하는 무알칼리 유리가 개시되어 있지만, 평균 열 팽창 계수가 높다.
디스플레이를 패널에 끼워 넣을 때에 유리판에 발생하는 응력에 의해 발생하는 색 불균일이 문제가 된다. 색 불균일을 억제하기 위해서는, 유리의 광탄성 상수를 작게 할 필요가 있고, 그것을 위해서는, 유리 중의 B2O3의 농도를 낮추거나, 혹은 BaO 농도를 높이는 것이 유효하다.
본 발명의 목적은 상기 결점을 해결하는 것에 있다. 즉, 왜곡점이 높고, 저비중이며, 저광탄성 상수를 갖고, 영률이 높으며, 또한 응력이 가해져도 색 불균일 등의 문제가 발생하기 어려운, 무알칼리 유리 기판의 제공이다.
본 발명은, 왜곡점이 685℃ 이상 750℃ 이하, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10－7 내지 43×10－7/℃, 비중이 2.50 내지 2.80, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상 29nm/MPa/cm 미만, 점도가 104dPa·s가 되는 온도(T4)가 1250℃ 이상 1350℃ 미만이고,
산화물 기준의 몰 백분율 표시로,
SiO2를 63 내지 68％,
Al2O3을 12.2％ 이상 14％ 이하,
B2O3을 0.5％ 이상 3％ 미만,
MgO를 6.5 내지 13％,
CaO를 0 내지 4％,
SrO를 0 내지 9％,
BaO를 0 내지 10％, 각각 포함하고, 또한,
MgO＋CaO＋SrO＋BaO가 15 내지 20％,
SrO＋BaO가 4 내지 10％인 무알칼리 유리 기판(1)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 왜곡점이 685℃ 이상 750℃ 이하, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10－7 내지 43×10－7/℃, 비중이 2.50 내지 2.80, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상 29nm/MPa/cm 미만, 점도가 104dPa·s가 되는 온도(T4)가 1250℃ 이상 1335℃ 이하이고,
산화물 기준의 몰 백분율 표시로,
SiO2를 63 내지 67％,
Al2O3을 12.2％ 이상 14％ 이하,
B2O3을 3％ 이상 4.3％ 미만,
MgO를 7 내지 13％,
CaO를 0 내지 9％,
SrO를 0 내지 3％,
BaO를 0 내지 7％, 각각 포함하고, 또한,
MgO＋CaO＋SrO＋BaO가 15 내지 20％,
CaO가 (6×B2O3－21) 내지 (6×B2O3－14)％,
SrO＋BaO가 (－6×B2O3＋19) 내지 (－6×B2O3＋28)％인 무알칼리 유리 기판(2)을 제공한다.
본 발명의 무알칼리 유리 기판은 왜곡점이 높고, 저비중이며, 저광탄성 상수를 갖고, 영률이 높으며, 또한 응력이 가해져도 색 불균일 등의 문제가 발생하기 어렵다. 그로 인해, 중 소형 LCD, OLED, 특히 모바일, 디지털 카메라나 휴대 전화 등의 휴대형 디스플레이 분야에서 사용되는 무알칼리 유리 기판으로서 적합하다. 또한, 자기 디스크용 무알칼리 유리 기판으로서도 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 고왜곡점, 낮은 평균 열 팽창 계수 및 낮은 점성을 만족하면서, 광탄성 상수가 작은 무알칼리 유리로 하기 위해서는, B2O3의 함유량에 의해, 기타 각 성분을 특정한 함유량으로 하면 되는 것, 보다 구체적으로는, B2O3의 함유량이 0.5％ 이상 3％ 미만인 경우와, 3％ 이상 4.3％ 미만인 경우로(산화물 기준의 몰 백분율 표시로), 알칼리 토금속 산화물의 함유 비율을 변화시킬 필요가 있는 것을 본 발명자들은 지견으로서 얻었다.
이하, 본 발명의 무알칼리 유리 기판을 설명한다.
<1> 무알칼리 유리 기판의 조성
[무알칼리 유리 기판(1)(B2O3의 함유량이 0.5％ 이상 3％ 미만인 경우)]
다음으로 상기 무알칼리 유리 기판(1)의 경우의 각 성분의 조성 범위에 대해서 설명한다.
SiO2는 광탄성 상수를 작게 하기 위해서, 함유량이 적은 쪽이 바람직하다. 그러나, 63몰％(이하, 간단히 ％라고 한다) 미만이면 왜곡점이 충분히 올라가지 않고, 또한 평균 열 팽창 계수가 높아지며, 비중이 상승하는 경향이 있다. 바람직하게는 64％ 이상, 보다 바람직하게는 65％ 이상이다. 68％ 초과이면 유리의 용해성이 저하되고, 영률이 저하되며, 실투 온도가 상승하여, 광탄성 상수가 증가하는 경향이 있다. 바람직하게는 67％ 이하, 보다 바람직하게는 66％ 이하이다.
Al2O3은 영률을 높여서 휨을 억제하고, 또한 유리의 분상성을 억제하며, 평균 열 팽창 계수를 낮추고, 왜곡점을 높여 파괴 인성값을 향상시켜서 유리 강도를 높이지만, 12.2％ 미만이면 이 효과가 드러나기 어렵고, 또한, 이외에 평균 열 팽창 계수를 높게 하는 성분을 상대적으로 증가시키게 되기도 하기 때문에, 결과적으로 평균 열 팽창 계수가 높아지는 경향이 있다. 바람직하게는 12.5％ 이상, 보다 바람직하게는 13％ 이상이다. 14％ 초과이면 유리의 용해성이 나빠지고, 또한, 실투 온도를 상승시킬 우려가 있다. 바람직하게는 13.8％ 이하, 보다 바람직하게는 13.5％ 이하이다.
B2O3은, 유리의 용해 반응성을 양호하게 하여 실투 온도를 저하시킨다. 왜곡점, 실투 특성, 저점성, 고왜곡점의 밸런스를 고려하면 0.5％ 이상, 바람직하게는 1％ 이상, 보다 바람직하게는 1.5％ 이상, 더욱 바람직하게는 2％ 이상, 보다 특히 바람직하게는 2.5％ 이상이다. 저광탄성화와 고왜곡점화의 용이함 면에서 3％ 미만으로 한다. 2.5％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0％ 이하이다.
MgO는 비중을 높이지 않고 영률을 높이기 때문에, 비탄성률을 높게 함으로써 휨을 작게 할 수 있고, 파괴 인성값이 향상되어 유리 강도를 높인다. 또한, 알칼리 토금속 산화물 중에서 MgO는 평균 열 팽창 계수를 과대하게는 높이지 않고, 용해성도 향상시키지만, 6.5％ 미만이면 이 효과가 드러나기 어렵다. 바람직하게는 7％ 이상, 보다 바람직하게는 7.5％ 이상, 더욱 바람직하게는 8％ 이상, 특히 바람직하게는 8.5％ 이상, 보다 특히 바람직하게는 9％ 이상, 특히 바람직하게는 9.5％ 이상, 보다 가장 바람직하게는 10％ 이상이다. 13％ 초과이면 실투 온도가 높아지고, 유리의 제조시에 실투가 문제되기 쉬워진다. 바람직하게는 12.5％ 이하, 보다 바람직하게는 12％ 이하, 더욱 바람직하게는 11.5％ 이하, 특히 바람직하게는 11％ 이하이다.
CaO는, MgO에 이어서 알칼리 토금속 산화물 중에서는 비탄성률을 높게 하고, 평균 열 팽창 계수를 과대하게는 높이지 않으며, 또한 왜곡점을 과대하게는 저하시키지 않는다는 특징을 갖고, MgO와 마찬가지로 용해성도 향상시켜, MgO보다 실투 온도가 높아지기 어려워, 유리의 제조시에 실투가 문제되기 어렵다. 4％ 초과이면 평균 열 팽창 계수가 높아지고, 또한 실투 온도가 높아져서 유리의 제조시에 실투가 문제되기 쉽고, 무알칼리 유리 기판(1)의 조성에 있어서는 광탄성 상수를 저하시키는 효과가 약해진다. 바람직하게는 3.5％ 이하, 보다 바람직하게는 3％ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5％ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 2％ 이하, 특히 바람직하게는 1.5％ 이하, 보다 특히 바람직하게는 1％ 이하, 가장 바람직하게는 0.5％ 이하이고, 보다 가장 바람직하게는 실질적으로 함유하지 않는 것이다.
또한, 본 발명에 있어서 「실질적으로 함유하지 않는」이란, 원료 등으로부터 혼입되는 불가피적 불순물 이외에는 함유하지 않는 것, 즉 의도적으로 함유시키지 않는 것을 의미한다.
SrO는 유리의 실투 온도를 상승시키지 않고 용해성을 향상시켜 광탄성 상수를 저감시킨다는 특징을 갖지만, BaO보다 그 효과가 낮고, 비중을 크게 하는 효과가 더 크기 때문에, 많이 함유하지 않는 것이 바람직하여 9％ 이하로 한다. 비중이 커지기 쉽고, 또한 평균 열 팽창 계수가 높아지기 쉬운 점에서, 바람직하게는 8％ 이하, 보다 바람직하게는 7％ 이하, 더욱 바람직하게는 6％ 이하, 특히 바람직하게는 5％ 이하이다.
BaO는 유리의 실투 온도를 상승시키지 않고 용해성을 향상시켜 광탄성 상수를 저감시킨다는 특징을 갖지만, 많이 함유하면 비중이 커지고, 평균 열 팽창 계수가 높아지는 경향이 있다.
바람직하게는 1％ 이상, 보다 바람직하게는 2％ 이상, 더욱 바람직하게는 3％ 이상이다. 10％ 초과이면 비중이 커지고, 평균 열 팽창 계수가 높아질 우려가 있다. 바람직하게는 9.5％ 이하, 보다 바람직하게는 9％ 이하, 더욱 바람직하게는 8.5％ 이하, 특히 바람직하게는 8％ 이하이다.
SrO＋BaO는 광탄성 상수를 저감시킨다는 특징을 갖기 때문에 합계량으로 4％ 이상 함유시킨다. 바람직하게는 5％ 이상, 더욱 바람직하게는 6％ 이상, 더욱 바람직하게는 7％ 이상 함유한다. 비중이 커지고, 평균 열 팽창 계수가 높아지며, 왜곡점이 낮아져서 T2나 T4가 높아지는 것을 피하기 위해서, SrO＋BaO는 10％ 이하로 한다. 바람직하게는 9％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 8％ 이하로 한다.
B2O3의 함유량이 0.5％ 이상 3％ 미만인 경우, 왜곡점에 여유가 있기 때문에 SrO＋BaO를 가능한 한 많게 하여 광탄성 상수를 저감시키는 것이 효과적이다. 단, SrO＋BaO를 많게 하면 T2나 T4가 높아지기 때문에, 용해성을 향상시키고 MgO는 많이 함유한 채로 해 둘 필요가 있다. 따라서, 결과적으로 CaO의 함유량이 매우 적어지는 것을 본 발명자들은 알아내었다.
MgO, CaO, SrO, BaO는 합계량으로 15％보다도 적으면 광탄성 상수가 커지고, 또한 용해성이 저하되는 경향이 있다. MgO, CaO, SrO, BaO의 합계량은 광탄성 상수를 작게 할 목적으로 많이 함유하는 것이 바람직하기 때문에, 보다 바람직하게는 16％ 이상, 더욱 바람직하게는 16.5％ 이상이다. 20％보다 많으면, 평균 열 팽창 계수를 낮게 할 수 없어 왜곡점이 낮아질 우려가 있다. 바람직하게는 19.5％ 이하, 더욱 바람직하게는 19.0％ 이하이다.
Na2O, K2O 등의 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 함유하지 않는다. 예를 들어, 0.1％ 이하이다.
ZrO2는 영률을 높이고 유리 용융 온도를 저하시키기 위해서, 또는 소성시의 결정 석출을 촉진하기 위해서, 2％까지 함유해도 된다. 2％ 초과이면 유리가 불안정해지거나 또는 유리의 비유전율 ε이 커지는 경향이 있다. 바람직하게는 1.5％ 이하, 보다 바람직하게는 1.0％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5％ 이하이고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)을 포함하는 유리판을 사용한 디스플레이의 제조시에 유리판 표면에 형성하는 금속 또는 산화물 등의 박막의 특성 열화를 발생시키지 않기 위해서, 유리는 P2O5를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 유리의 리사이클을 용이하게 하기 위해서, 유리는 PbO, As2O3, Sb2O3은 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
유리의 용해성, 청징성, 성형성을 개선하기 위해서, 무알칼리 유리 기판(1)에는 ZnO, Fe2O3, SO3, F, Cl, SnO2를 총량으로 5％ 이하 첨가할 수 있다. 바람직하게는 총량으로 1％ 이하, 바람직하게는 0.5％ 이하, 보다 바람직하게는 0.3％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.15％ 이하, 특히 바람직하게는 0.1％ 이하 유리 내에 함유할 수 있다. ZnO는 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
[무알칼리 유리 기판(2)(B2O3의 함유량이 3％ 이상 4.3％ 미만인 경우)]
다음으로 상기 무알칼리 유리 기판(2)의 경우의 각 성분의 조성 범위에 대해서 설명한다.
SiO2는 광탄성 상수를 작게 하기 위해서, 함유량이 적은 쪽이 바람직하다. 그러나, 63몰％(이하, 간단히 ％라고 한다) 미만이면, 왜곡점이 충분히 높아지지 않고, 또한 평균 열 팽창 계수가 높아지며 비중이 상승하는 경향이 있다. 바람직하게는 64％ 이상이다. 67％ 초과이면 유리의 용해성이 저하되고, 영률이 저하되어 실투 온도가 상승하고, 광탄성 상수가 증가하는 경향이 있다. 바람직하게는 66％ 이하이다.
Al2O3은 영률을 높여서 휨을 억제하고, 또한 유리의 분상성을 억제하며, 평균 열 팽창 계수를 낮추고, 왜곡점을 높여 파괴 인성값이 향상되어 유리 강도를 높이지만, 12.2％ 미만이면 이 효과가 드러나기 어렵고, 또한, 이외에 평균 열 팽창 계수를 높게 하는 성분을 상대적으로 증가시키게 되기도 하기 때문에, 결과적으로 평균 열 팽창 계수가 높아지는 경향이 있다. 바람직하게는 12.5％ 이상, 보다 바람직하게는 13％ 이상이다. 14％ 초과이면 유리의 용해성이 나빠지고, 또한, 실투 온도를 상승시킬 우려가 있다. 바람직하게는 13.5％ 이하이다.
B2O3은 유리의 용해 반응성을 양호하게 하여 실투 온도를 저하시키지만, 무알칼리 유리 기판(2)의 조성에 있어서는 4.3％ 초과이면 왜곡점이 저하되고, 응력이 가해진 경우에 색 불균일 등의 문제가 발생하기 쉬워지기 때문에 4.3％ 미만으로 한다. 경량화, 저실투 온도화, 저점성화 면에서는 3％ 이상으로 하고, 바람직하게는 3.5％ 이상으로 한다. 또한, 저광탄성화와 고왜곡점화 면에서 4％ 이하가 바람직하고, 3.7％ 이하가 보다 바람직하다.
MgO는 비중을 높이지 않고 영률을 높이기 때문에, 비탄성률을 높게 함으로써 휨을 작게 할 수 있고, 파괴 인성값이 향상되어 유리 강도를 높인다. 또한, 알칼리 토금속 산화물 중에서는 평균 열 팽창 계수를 과대하게는 높이지 않고, 용해성도 향상시키지만, 무알칼리 유리 기판(2)의 조성에 있어서 7％ 미만이면, 이 효과가 드러나기 어려워 실투 온도가 문제되기 쉬워진다. 바람직하게는 7.5％ 이상, 보다 바람직하게는 8％ 이상, 더욱 바람직하게는 8.5％ 이상이다. 13％ 초과이면 실투 온도가 높아져서 유리의 제조시에 실투가 문제되기 쉬워진다. 바람직하게는 12.5％ 이하, 보다 바람직하게는 12％ 이하이다.
CaO는, MgO에 이어서 알칼리 토금속 산화물 중에서는 비탄성률을 높게 하고, 평균 열 팽창 계수를 과대하게는 높게 하지 않으며, 또한 왜곡점을 과대하게는 저하시키지 않는다는 특징을 갖고, MgO와 마찬가지로 용해성도 향상시켜, MgO보다 실투 온도가 높아지기 어려워 유리의 제조시에 실투가 문제되기 어렵다. 무알칼리 유리 기판(2)의 조성에 있어서는, 고왜곡점, 저평균 열 팽창 계수, 저점성 면에서, 바람직하게는 1％ 이상, 보다 바람직하게는 2％ 이상, 더욱 바람직하게는 3％ 이상이다. 9％ 초과이면 평균 열 팽창 계수가 높아지고, 또한 실투 온도가 높아져서 유리의 제조시에 실투가 문제되기 쉬워진다. 바람직하게는 8％ 이하, 보다 바람직하게는 7.5％ 이하이다.
B2O3의 함유량이 3％ 이상 4.3％ 미만인 경우, 왜곡점에 여유가 없기 때문에 알칼리 토금속 산화물 중에서는 왜곡점을 저하시켜버리는 SrO＋BaO를 서서히 감량해서 왜곡점을 확보할 필요가 있다. 저점성화와 저실투 온도를 유지하는 것을 고려하면, SrO＋BaO의 감량분을 MgO와 CaO에 할당할 필요가 있지만, 이때, 광탄성 상수를 저감시키기 위해서 MgO보다는 CaO에 할당하는 쪽이 효과적이다. 이때, T2와 T4를 낮게 억제해 둘 필요가 있기 때문에, 실투 온도가 허용하는 한 MgO를 많이 함유한 채로 해 둘 필요가 있다. 따라서, 결과적으로 B2O3의 함유량이 증가함에 따라, SrO＋BaO가 감량하여 CaO의 함유량이 증가하게 된다.
즉, 고왜곡점, 저평균 열 팽창 계수 및 저점성을 만족하면서, 광탄성 상수를 작게 하기 위해서, CaO의 함유량을 (6×B2O3－21)％ 이상 (6×B2O3－14)％ 이하로 한다.
고왜곡점, 저평균 열 팽창 계수 면에서, CaO의 함유량은 바람직하게는 (6×B2O3－15)％ 이하, 보다 바람직하게는 (6×B2O3－16)％ 이하, 더욱 바람직하게는 (6×B2O3－17)％ 이하이다. 또한, CaO의 함유량은 0이상이다.
저광탄성 상수, 저점성 면에서, CaO의 함유량은 바람직하게는 (6×B2O3－20)％ 이상, 보다 바람직하게는 (6×B2O3－19)％ 이상, 더욱 바람직하게는 (6×B2O3－18)％ 이상이다.
SrO는 유리의 실투 온도를 상승시키지 않고 용해성을 향상시켜, 광탄성 상수를 저감시킨다는 특징을 갖지만, BaO보다 그 효과가 낮고, 비중을 크게 하는 효과가 크기 때문에, 많이 함유하지 않는 것이 바람직하여 3％ 이하로 한다. 저비중 및 저평균 열 팽창 계수 면에서, 바람직하게는 2.5％ 이하, 보다 바람직하게는 2％ 이하이다.
BaO는 유리의 실투 온도를 상승시키지 않고 용해성을 향상시켜, 광탄성 상수를 저감시킨다는 특징을 갖지만, 많이 함유하면 비중이 커지고, 평균 열 팽창 계수가 높아지는 경향이 있다. 7％ 초과이면 비중이 커지고, 평균 열 팽창 계수가 높아질 우려가 있다. 바람직하게는 6％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하, 더욱 바람직하게는 4％ 이하, 특히 바람직하게는 3％ 이하이다. 또한, 0％ 이상이며, 바람직하게는 0.5％ 이상, 보다 바람직하게는 1％ 이상, 더욱 바람직하게는 1.5％ 이상이다.
고왜곡점, 저평균 열 팽창 계수 및 저점성을 만족하면서, 광탄성 상수를 작게 하기 위해서, SrO와 BaO의 합계량은 (－6×B2O3＋19)％ 이상 (－6×B2O3＋28)％ 이하로 한다.
광탄성을 가능한 한 작게 해야 한다는 점에서, SrO와 BaO의 합계량을 (－6×B2O3＋19)％ 이상으로 한다. 바람직하게는 (－6×B2O3＋20)％ 이상이다.
고왜곡점, 저팽창계수, 저점성을 유지해야 한다는 점에서, (－6×B2O3＋28)％ 이하로 한다. 바람직하게는 (－6×B2O3＋27)％ 이하, 보다 바람직하게는 (－6×B2O3＋26)％ 이하이다. 또한, SrO와 BaO의 합계량은 0이상이다.
MgO, CaO, SrO, BaO는 합계량으로 15％보다 적으면 광탄성 상수가 커지고, 또한 용해성이 저하되는 경향이 있다. 보다 바람직하게는 16％ 이상, 더욱 바람직하게는 17％ 이상이다. 20％보다 많으면, 평균 열 팽창 계수를 작게 할 수 없다는 난점이 발생할 우려가 있다. 바람직하게는 19.5％ 이하, 더욱 바람직하게는 19％ 이하이다.
무알칼리 유리 기판(2)에 있어서도, 무알칼리 유리 기판(1)과 마찬가지로, Na2O, K2O 등의 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 함유하지 않는다. 예를 들어, 0.1％ 이하이다.
ZrO2는 영률을 높이기 때문에, 유리 용융 온도를 저하시키기 위해서 또는 소성시의 결정 석출을 촉진하기 위해서 2％까지 함유해도 된다. 2％ 초과이면 유리가 불안정해지거나 또는 유리의 비유전율 ε이 커지는 경향이 있다. 바람직하게는 1.5％ 이하, 보다 바람직하게는 1.0％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5％ 이하이고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다.
그 밖의 성분, P2O5, PbO, As2O3, Sb2O3에 대해서도 무알칼리 유리 기판(1)과 마찬가지로 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
유리의 용해성, 청징성, 성형성을 개선하기 위해서, 무알칼리 유리 기판(2)에는 ZnO, Fe2O3, SO3, F, Cl, SnO2를 총량으로 5％ 이하 첨가할 수 있다. 바람직하게는 1％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5％ 이하 함유할 수 있다. ZnO는 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
<2> 무알칼리 유리 기판의 제조
본 발명의 무알칼리 유리 기판의 제조는, 예를 들어 이하의 순서로 실시한다.
각 성분의 원료를 목표 성분[상기 무알칼리 유리 기판(1, 2)]이 되도록 조합하고, 이것을 용해로에 연속적으로 투입하여 1500 내지 1800℃로 가열하고 용융해서 용융 유리를 얻는다. 이 용융 유리를 성형 장치에서, 소정의 판 두께의 유리 리본으로 성형하고, 이 유리 리본을 서냉 후 절단함으로써 무알칼리 유리 기판을 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 플로트법 또는 오버플로우 다운드로법 등, 특히 오버플로우 다운드로법으로 유리 기판을 성형하는 것이 바람직하다. 또한, 대형 유리 기판(예를 들어 1변이 2m 이상)을 안정되게 성형하는 것을 고려하면 플로트법이 바람직하다.
본 발명의 유리의 판 두께는, 바람직하게는 0.7mm 이하, 보다 바람직하게는 0.5mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.3mm 이하, 특히 바람직하게는 0.1mm 이하이다.
<3> 무알칼리 유리 기판의 물성
[무알칼리 유리 기판(1)]
본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 왜곡점이 685℃ 이상, 바람직하게는 690℃ 이상, 보다 바람직하게는 700℃ 초과 750℃ 이하이다. 그에 따라, 해당 무알칼리 유리 기판(1)을 사용한 디스플레이 제조시의 열 수축이 억제된다. 보다 바람직하게는 705℃ 이상, 더욱 바람직하게는 710℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 715℃ 이상, 특히 바람직하게는 720℃ 이상이다. 왜곡점이 685℃ 이상, 바람직하게는 690℃ 이상, 보다 바람직하게는 700℃ 초과이면, 고왜곡점을 목적으로 하는 용도(예를 들어, OLED용 디스플레이용 기판 또는 조명용 기판, 혹은 판 두께 100㎛ 이하의 박판 디스플레이용 기판 또는 조명용 기판)에 적합하다.
단, 무알칼리 유리 기판의 왜곡점이 너무 높으면, 그에 따라 성형 장치의 온도를 높게 할 필요가 있고, 성형 장치의 수명이 저하되는 경향이 있다. 이로 인해, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 왜곡점이 750℃ 이하이고, 바람직하게는 745℃ 이하, 보다 바람직하게는 740℃ 이하, 더욱 바람직하게는 735℃ 이하, 특히 바람직하게는 730℃ 이하, 가장 바람직하게는 725℃ 이하이다.
또한, 왜곡점과 마찬가지 이유로, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 유리 전이점이 750℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 755℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 760℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 765℃ 이상이고, 보다 특히 바람직하게는 770℃ 이상이고, 가장 바람직하게는 775℃ 이상이다. 제조 설비의 고열에 대한 열화 억제, 트러블 회피, 비용 삭감면에서 유리 전이점은 810℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 795℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 790℃ 이하이고, 특히 바람직하게는 785℃ 이하이고, 가장 바람직하게는 780℃ 이하이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10-7 내지 43×10-7/℃이다. 그에 따라, 내열 충격성이 크고, 상기 무알칼리 유리 기판(1)을 사용한 디스플레이 제조시의 생산성을 높게 할 수 있다. 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)에 있어서, 바람직하게는 36×10-7/℃ 이상, 보다 바람직하게는 37×10-7/℃ 이상이다. 내열 충격성 면에서, 바람직하게는 40×10－7/℃ 이하, 보다 바람직하게는 39×10－7/℃이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 비중이 2.80 이하이고, 바람직하게는 2.75 이하이다. 낮은 광탄성 상수를 확보하는 점에서 비중은 2.50 이상이며, 바람직하게는 2.55 이상이고, 보다 바람직하게는 2.60 이상이며, 더욱 바람직하게는 2.65 이상이고, 특히 바람직하게는 2.70 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은, 비탄성률이 29MNm/kg 이상인 것이 바람직하다. 29MNm/kg 미만이면, 자중 휨에 의한 반송 트러블이나 깨짐 등의 문제가 발생하기 쉽다. 보다 바람직하게는 30MNm/kg 이상, 더욱 바람직하게는 30.5MNm/kg 이상, 특히 바람직하게는 31MNm/kg 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 영률이 76GPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 77GPa 이상, 더욱 바람직하게는 78GPa 이상, 특히 바람직하게는 79GPa 이상이다. 여러 물성을 충족시키기 위해서 영률은 90GPa 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 89GPa 이하, 더욱 바람직하게는 88GPa 이하, 특히 바람직하게는 87GPa 이하이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 광탄성 상수가 29nm/MPa/cm 미만이다.
LCD 제조 공정이나 LCD 장치 사용시에 발생한 응력에 의해, 디스플레이에 사용된 유리판이 복굴절성을 가짐으로써, 흑 표시가 회색이 되고, 액정 디스플레이의 콘트라스트가 저하되는 현상이 보이는 경우가 있다. 광탄성 상수를 29nm/MPa/cm 미만으로 함으로써, 이 현상을 작게 억제할 수 있다. 보다 바람직하게는 28.5nm/MPa/cm 이하, 더욱 바람직하게는 28nm/MPa/cm 이하, 특히 바람직하게는 27.5nm/MPa/cm 이하, 가장 바람직하게는 27nm/MPa/cm 이하이다.
다른 물성 확보의 용이성을 고려하면, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상이며, 바람직하게는 25.5nm/MPa/cm 이상, 보다 바람직하게는 26nm/MPa/cm 이상, 더욱 바람직하게는 26.5nm/MPa/cm 이상이다. 또한, 광탄성 상수는 원반 압축법에 의해 측정 파장 546nm에서 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은, 점도η가 102 프와즈(dPa·s)가 되는 온도 T2가 1710℃ 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1700℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1690℃ 이하, 특히 바람직하게는 1680℃ 이하, 가장 바람직하게는 1670℃ 이하이다. 그에 따라, 용해가 비교적 용이하게 된다. 저평균 열 팽창 계수, 고왜곡점의 확보 면에서 T2는 1600℃ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1620℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 1630℃ 이상, 특히 바람직하게는 1640℃ 이상, 보다 특히 바람직하게는 1650℃ 이상, 특히 바람직하게는 1660℃ 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은, 점도η가 104 프와즈가 되는 온도 T4가 1350℃ 미만이고, 바람직하게는 1340℃ 이하, 보다 바람직하게는 1330℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1320℃ 이하, 특히 바람직하게는 1310℃ 이하이다. 저평균 열 팽창 계수, 고왜곡점의 확보 면에서, T4는 1250℃ 이상이고, 바람직하게는 1260℃ 이상, 보다 바람직하게는 1270℃ 이상, 더욱 바람직하게는 1280℃ 이상, 특히 바람직하게는 1290℃ 이상, 특히 바람직하게는 1300℃ 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은 실투 온도가 1200℃ 이상 1370℃ 미만인 것이 바람직하다. 실투 온도는 여러 물성을 충족시키기 위해서 1220℃ 이상이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1240℃ 이상, 특히 바람직하게는 1260℃ 이상, 특히 바람직하게는 1280℃ 이상이다. 또한, 제조 설비의 고열에 대한 열화 억제, 트러블 회피, 비용 삭감 면에서 보다 바람직하게는 1350℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1330℃ 이하, 특히 바람직하게는 1310℃ 이하, 가장 바람직하게는 1290℃ 이하이다.
본 발명에 있어서의 실투 온도는, 백금제 접시에 분쇄된 유리 입자를 넣고, 일정 온도로 제어된 전기로 중에서 17시간 열 처리를 행하고, 열 처리 후의 광학 현미경 관찰에 의해, 유리의 표면 및 내부에 결정이 석출되는 최고 온도와 결정이 석출되지 않는 최저 온도와의 평균값이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(1)은, 열 처리시의 수축량이 작은 것이 바람직하다. 액정 패널 제조에 있어서는, 어레이측과 컬러 필터측에서는 열 처리 공정이 상이하다. 그로 인해, 특히 고정밀 패널에 있어서, 유리의 열 수축률이 큰 경우, 끼워 맞춤시에 도트의 어긋남이 발생한다는 문제가 있다. 또한, 열 수축률의 평가는 다음 순서로 측정할 수 있다. 시료를 유리 전이점 ＋100℃의 온도에서 10분간 유지한 후, 매분 40℃로 실온까지 냉각한다. 여기서 시료의 전체 길이(L0라고 한다)를 계측한다. 이어서, 매시 100℃로 600℃까지 가열하고, 600℃에서 80분간 유지하며, 매시 100℃로 실온까지 냉각하여 다시 시료의 전체 길이를 계측하고, 600℃에서의 열 처리 전후에 있어서의 시료의 수축량(ΔL이라고 한다)을 계측한다. 열 처리 전의 시료 전체 길이와 수축량의 비(ΔL/L0)를 열 수축률이라 한다. 상기 평가 방법에 있어서, 열 수축률은 바람직하게는 100ppm 이하, 보다 바람직하게는 80ppm 이하, 더욱 바람직하게는 60ppm 이하 또는 55ppm 이하, 특히 바람직하게는 50ppm 이하이다.
[무알칼리 유리 기판(2)]
본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은 왜곡점이 685℃ 이상, 바람직하게는 690℃ 이상, 보다 바람직하게는 700℃ 초과 750℃ 이하이다. 그에 따라, 상기 무알칼리 유리 기판(2)을 사용한 디스플레이 제조시의 열 수축이 억제된다. 보다 바람직하게는 705℃ 이상이다. 왜곡점이 685℃ 이상, 바람직하게는 690℃ 이상, 보다 바람직하게는 700℃ 초과이면, 고왜곡점을 목적으로 하는 용도(예를 들어, OLED용 디스플레이용 기판 또는 조명용 기판, 혹은 판 두께 100㎛ 이하의 박판 디스플레이용 기판 또는 조명용 기판)에 적합하다.
단, 무알칼리 유리 기판의 왜곡점이 너무 높으면, 그에 따라 성형 장치의 온도를 높게 할 필요가 있어 성형 장치의 수명이 저하되는 경향이 있다. 이로 인해, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은 왜곡점이 730℃ 이하이고, 바람직하게는 720℃ 이하이다.
또한, 왜곡점과 마찬가지 이유로, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은 유리 전이점이 740℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 750℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 760℃ 이상이다. 제조 설비의 고열에 대한 열화 억제, 트러블 회피, 비용 삭감 면에서 유리 전이점은 790℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 780℃ 이하이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10－7 내지 43×10－7/℃이다. 그에 따라, 내열 충격성이 크고, 해당 무알칼리 유리 기판(2)을 사용한 디스플레이 제조시의 생산성을 높게 할 수 있다. 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)에 있어서, 바람직하게는 36×10－7/℃ 이상이다. 내열 충격성 면에서 바람직하게는 40×10－7/℃ 이하, 보다 바람직하게는 39×10－7/℃ 이하이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은 비중이 2.80 이하이고, 바람직하게는 2.65 이하이고, 보다 바람직하게는 2.60 이하이다. 낮은 광탄성 상수를 확보하는 점에서 비중은 2.50 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은, 비탄성률이 29MNm/kg 이상인 것이 바람직하다. 29MNm/kg 미만이면, 자중 휨에 의한 반송 트러블이나 깨짐 등의 문제가 발생하기 쉽다. 보다 바람직하게는 30MNm/kg 이상, 더욱 바람직하게는 30.5MNm/kg 이상, 특히 바람직하게는 31MNm/kg 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은 영률이 76GPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 78GPa 이상, 더욱 바람직하게는 80GPa 이상, 특히 더욱 바람직하게는 82GPa 이상이다. 여러 물성을 충족시키기 위해서, 영률은 88GPa 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 87GPa 이하, 더욱 바람직하게는 86GPa 이하, 특히 바람직하게는 85GPa 이하이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은 광탄성 상수가 29nm/MPa/cm 미만이다.
LCD 제조 공정이나 LCD 장치 사용 시에 발생한 응력에 의해, 디스플레이에 사용된 유리판이 복굴절성을 가짐으로써, 흑 표시가 회색이 되고, 액정 디스플레이의 콘트라스트가 저하되는 현상이 인정되는 경우가 있다. 광탄성 상수를 29nm/MPa/cm 미만으로 함으로써, 이 현상을 작게 억제할 수 있다. 보다 바람직하게는 28.5nm/MPa/cm 이하, 더욱 바람직하게는 28nm/MPa/cm 이하이다.
다른 물성 확보의 용이성을 고려하면, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상, 바람직하게는 26nm/MPa/cm 이상이며, 보다 바람직하게는 26.5nm/MPa/cm 이상이다.
또한, 광탄성 상수는 원반 압축법에 의해 측정 파장 546nm로 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은, 점도η가 102 프와즈(dPa·s)가 되는 온도 T2가 1730℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1710℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1690℃ 이하, 특히 바람직하게는 1670℃ 이하, 가장 바람직하게는 1650℃ 이하이다. 그에 따라, 용해가 비교적 용이하게 된다. 저평균 열 팽창 계수, 고왜곡점의 확보 면에서 T2는 1600℃ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1610℃ 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은, 점도η가 104 프와즈가 되는 온도 T4가 1335℃ 이하이고, 바람직하게는 1330℃ 이하, 보다 바람직하게는 1310℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1290℃ 이하이다. 저평균 열 팽창 계수, 고왜곡점의 확보 면에서, T4는 1250℃ 이상이고, 바람직하게는 1260℃ 이상이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은, 실투 온도가 1200℃ 이상 1350℃ 이하인 것이 바람직하다. 실투 온도는, 여러 물성을 충족시키기 위해서, 1220℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 마찬가지로 제조 설비의 고열에 대한 열화 억제, 트러블 회피, 비용 삭감 면에서, 보다 바람직하게는 1330℃ 이하, 보다 바람직하게는 1310℃ 이하, 특히 바람직하게는 1290℃ 이하이다.
본 발명에 있어서의 실투 온도는, 백금제의 접시에 분쇄된 유리 입자를 넣고, 일정 온도로 제어된 전기로 중에서 17시간 열 처리를 행하고, 열 처리 후의 광학 현미경 관찰에 의해, 유리의 표면 및 내부에 결정이 석출되는 최고 온도와 결정이 석출되지 않는 최저 온도의 평균값이다.
또한, 본 발명의 무알칼리 유리 기판(2)은, 열 처리시의 수축량이 작은 것이 바람직하다. 액정 패널의 제조에 있어서는, 어레이측과 컬러 필터측에서는 열 처리 공정이 상이하다. 그로 인해, 특히 고정밀 패널에 있어서, 유리의 열 수축률이 큰 경우, 끼워 맞춤시에 도트의 어긋남이 발생한다는 문제가 있다. 또한, 열 수축률의 평가는 다음 순서로 측정할 수 있다. 시료를 유리 전이점 ＋100℃의 온도로 10분간 유지한 후, 매분 40℃로 실온까지 냉각한다. 여기서 시료의 전체 길이(L0라 한다)를 계측한다. 이어서, 매시 100℃로 600℃까지 가열하고, 600℃에서 80분간 유지하며, 매시 100℃로 실온까지 냉각하고, 다시 시료의 전체 길이를 계측하여 600℃에서의 열 처리 전후에 있어서의 시료의 수축량(ΔL이라 한다)을 계측한다. 열 처리 전의 시료 전체 길이와 수축량의 비(ΔL/L0)를 열 수축률이라 한다. 상기 평가 방법에 있어서, 열 수축률은 바람직하게는 100ppm 이하, 더욱 바람직하게는 80ppm 이하, 더욱 바람직하게는 60ppm 이하 나아가서는 55ppm 이하, 특히 바람직하게는 50ppm 이하이다.
실시예
{실시예 :예 1 내지 8, 19, 20[무알칼리 유리 기판(1)], 예 9 내지 12, 21 내지 27[무알칼리 유리 기판(2)], 비교예:예 13 내지 18}
이하, 실시예 및 제조예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 제조예에 한정되지 않는다.
각 성분의 원료를, 표 1 및 표 2에 나타내는 목표 조성이 되도록 조합하고, 백금 도가니를 사용해서 1600℃의 온도에서 1시간 용해했다. 용해한 후, 카본판 위로 흘려 보내, 유리 전이점 ＋30℃에서 1시간 유지한 후, 1℃/분으로 냉각을 행하여 서냉했다. 얻어진 유리를 경면 연마하여 유리판을 얻고, 다음의 각종 평가를 행한다.
이렇게 해서 얻어진 각 예의 유리 기판에 대해서, 50 내지 350℃에 있어서의 평균 열 팽창 계수(단위:×10－7/℃), 왜곡점, 유리 전이점(Tg)(단위:℃), 비중, 영률, T2, T4, 실투 온도, 광탄성 상수(측정 파장 546nm) 및 열 수축량을 표 1, 2에 나타낸다. 표 중, 괄호 내의 물성값은 계산값이다.
Figure 112015053499538-pct00001
Figure 112015053499538-pct00002
예 13의 유리 기판은 CaO의 함유량 및 SrO와 BaO의 합계량이 상기 무알칼리 유리 기판(1, 2)의 어느 쪽에도 해당되지 않아, 결과로서 광탄성 상수가 높다. 예 14의 유리 기판은, SrO와 BaO의 합계량이 상기 무알칼리 유리 기판(1, 2)의 어느 쪽에도 해당되지 않아, 결과로서 광탄성 상수가 높다.
예 15의 유리 기판은 SiO2, MgO, SrO가 상기 무알칼리 유리 기판(2)에 해당하지 않아, 결과로서 광탄성 상수와 T2, T4가 나쁘다. 예 16의 유리 기판은 SiO2가 상기 무알칼리 유리 기판(2)에 해당하지 않아, 결과로서 광탄성 상수와 T2, T4가 나쁘다. 예 17의 유리 기판은, MgO, CaO가 상기 무알칼리 유리 기판(2)에 해당하지 않아, 결과로서 광탄성 상수가 나쁘다. 예 18의 유리 기판은, SrO와 BaO의 합계량이 상기 무알칼리 유리 기판(1, 2)의 어느 쪽에도 해당되지 않아, 결과로서 점도가 높다.
본 발명을 상세하고, 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 변형이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 명확하다.
본 출원은, 2012년 12월 5일에 출원된 일본 특허 출원 제2012－266106호에 기초하는 것으로, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 도입된다.
산업상 이용 가능성
본 발명에 의해, 왜곡점이 높고, 저비중, 저광탄성 상수이며, 또한 응력이 가해져도 색 불균일 등의 문제가 발생하기 어려운 무알칼리 유리 기판을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 왜곡점이 685℃ 이상 750℃ 이하, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10－7 내지 43×10－7/℃, 비중이 2.50 내지 2.80, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상 29nm/MPa/cm 미만, 점도가 104dPa·s가 되는 온도(T4)가 1250℃ 이상 1350℃ 미만이고,
    산화물 기준의 몰 백분율 표시로,
    SiO2를 63 내지 68％,
    Al2O3을 12.2％ 이상 14％ 이하,
    B2O3을 0.5％ 이상 3％ 미만,
    MgO를 6.5 내지 13％,
    CaO를 0 내지 4％,
    SrO를 0 내지 9％,
    BaO를 0 내지 10％, 각각 포함하고, 또한,
    MgO＋CaO＋SrO＋BaO가 15 내지 20％,
    SrO＋BaO가 4 내지 10％인, 무알칼리 유리 기판.
  2. 제1항에 있어서, 유리 전이점 온도가 750 내지 810℃인, 무알칼리 유리 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 실투 온도가 1200℃ 이상 1370℃ 미만이고,
    점도가 102dPa·s가 되는 온도(T2)가 1600℃ 이상 1710℃ 미만인, 무알칼리 유리 기판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 영률이 76 내지 90GPa인, 무알칼리 유리 기판.
  5. 왜곡점이 685℃ 이상 750℃ 이하, 50 내지 350℃에서의 평균 열 팽창 계수가 35×10－7 내지 43×10－7/℃, 비중이 2.50 내지 2.80, 광탄성 상수가 25nm/MPa/cm 이상 29nm/MPa/cm 미만, 점도가 104dPa·s가 되는 온도(T4)가 1250℃ 이상 1335℃ 이하이고, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로,
    SiO2를 63 내지 67％,
    Al2O3을 12.2％ 이상 14％ 이하,
    B2O3을 3％ 이상 4.3％ 미만,
    MgO를 7 내지 13％,
    CaO를 0 내지 9％,
    SrO를 0 내지 3％,
    BaO를 0 내지 7％, 각각 포함하고, 또한,
    MgO＋CaO＋SrO＋BaO가 15 내지 20％,
    CaO가 (6×B2O3－21) 내지 (6×B2O3－14)％,
    SrO＋BaO가 (－6×B2O3＋19) 내지 (－6×B2O3＋28)％인, 무알칼리 유리 기판.
  6. 제5항에 있어서, 유리 전이점 온도가 740 내지 790℃인, 무알칼리 유리 기판.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 실투 온도가 1200℃ 이상 1350℃ 미만이고,
    점도가 102dPa·s가 되는 온도(T2)가 1600 내지 1730℃인, 무알칼리 유리 기판.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 영률이 76 내지 88GPa인, 무알칼리 유리 기판.
  9. 제1항에 있어서, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로,
    BaO를 1 내지 10％ 포함하는, 무알칼리 유리 기판.
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