KR20110103930A

KR20110103930A - 유리 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20110103930A
Application number: KR1020117006459A
Authority: KR
Inventors: 겐스케 나가이; 유이치 구로키; 게이 마에다
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-09-21
Also published as: US20110251044A1; US8324124B2; WO2010073799A1; JP5668477B2; EP2371775A1; TW201026627A; CN102256908A; JPWO2010073799A1; KR101362565B1

Abstract

유리 전이점이 높고, 열팽창 계수가 소다 석회 유리와 가깝고, 비중이 낮고, 황변이 발생하기 어려우며, 추가로 용해성이 양호하여 생산성이 높은 유리 기판을 제공한다. 　산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로, SiO₂ _：55 ∼ 65 %, Al₂O₃ ： 4 ∼ 8 %, MgO ： 6 ∼ 9 %, CaO ： 0.1 ∼ 5 %, SrO ： 0.5 ∼ 6 %, BaO ： 0 ∼ 2 %, MgO ＋ CaO ＋ SrO ＋ BaO ： 6.6 ∼ 19 %, Na₂O ： 0 ∼ 5 %, K₂O ：9.5 ∼ 21 %, Na₂O ＋ K₂O ： 10 ∼ 22 %, ZrO₂ ： 0.5 ∼ 5 %, Fe₂O₃ ：0.06 ∼ 0.15 % 의 조성을 갖고, 비중이 2.7 이하이고, 50 ∼ 350 ℃ 에서의 평균 열팽창 계수가 80 × 10^-7/℃ ∼ 90 × 10^-7/℃ 이고, 유리 전이점이 640 ℃ 이상이며, 점도를 η 로 했을 때, logη = 2 를 만족하는 온도가 1550 ℃ 이하이고, 유리 표면의 황색 착색 b^* 가 8 이하인 유리 기판.

Description

유리 기판 및 그 제조 방법{GLASS SUBSTRATE AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 유리 기판, 특히 플랫 패널 디스플레이, 나아가서는 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 에 바람직하게 사용할 수 있는 유리 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

PDP 제조 과정에서는 유리 기판에 여러 가지 열처리가 행해진다. 따라서, PDP 용의 유리 기판에는 열처리에 의하여 열변형 또는 열수축이 발생되지 않을 정도로 유리 전이점이 높고, 또한 열팽창 계수가 소다 석회 유리와 가까울 것이 요구된다. 또, 최근 PDP 는 대형화되고 있고, 이에 수반하여 비중이 낮은 유리 기판이 요구되고 있다.

이들 과제를 해결하는 것을 목적으로 한 유리 기판으로서, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 유리 기판을 들 수 있다.

또, 상기의 과제에 부가하여, PDP 용 유리 기판에는 황변이 발생하지 않을 것이 요구된다. 황변이란 플라즈마를 방전시키기 위한 은 전극을 유리 기판 표면에 소성하여 형성함으로써, 유리 기판 표면이 황색으로 변색되는 현상을 말한다.

상기의 황변의 해결책으로서, 예를 들어 금속 전극이 형성되는 면이 연마됨으로써 표면에 형성된 환원성의 이질층이 제거되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 기판 (예를 들어, 특허문헌 2 참조), Fe₂O₃ 의 양이 2000 ppm (0.2 %) 미만이고, 금속 전극이 은으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치 (예를 들어, 특허문헌 3 참조), 유리 기판의 Sn² ^＋ 의 양이 허용값을 초과하는 경우, 플로트 요 (窯) 내의 환원력을 약화시키도록 제어하는 화상 표시 장치용의 유리 기판의 제조 방법 (예를 들어, 특허문헌 4 참조) 이 알려져 있다.

일본 공개특허공보 평10-152338호 일본 공개특허공보 평10-255669호 일본 공개특허공보 평10-334813호 일본 공개특허공보 2004-189591호

상기와 같은 과제 전체를 만족하는 유리 기판, 즉, 유리 전이점이 높고, 열팽창 계수가 소다 석회 유리와 가깝고, 비중이 낮고, 추가로 황변을 일으키지 않는 유리 기판을 얻는 것은 매우 곤란하였다. 예를 들어, 상기의 특허문헌 1 에 기재된 유리 기판은 황변의 억제를 해결하고 있지 않다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는 황변 억제 효과는 인정되지만, 생산된 유리판을 연마해야만 하고, 그 연마 비용은 방대한 것이었다. 또, 유리 전이점, 열팽창 계수 및 비중이 만족할 수 있는 것은 아니었다. 또, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 에 기재된 방법은, 반드시 황변의 억제에 대하여 효과가 얻어지는 것은 아니었다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하여 황변을 억제하고, 또한 용해성이 양호하며, 생산성이 높은 유리 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 다음에 나타내는 본 발명의 유리 기판이, 상기 과제를 해결하는 것을 알아내었다. 또, 그러한 유리 기판은, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명의 유리 기판은,

산화물 기준의 질량 백분율 표시로, 실질적으로,

SiO₂ 55 ∼ 65 %,

Al₂O₃ 4 ∼ 8 %,

MgO 6 ∼ 9 %,

CaO 0.1 ∼ 5 %,

SrO 0.5 ∼ 6 %,

BaO 0 ∼ 2 %,

MgO ＋ CaO ＋ SrO ＋ BaO 6.6 ∼ 19 %,

Na₂O 0 ∼ 5 %,

K₂O 9.5 ∼ 21 %,

Na₂O ＋ K₂O 10 ∼ 22 %,

ZrO₂ 0.5 ∼ 5 %,

Fe₂O₃ 0.06 ∼ 0.15 %,

의 조성을 갖고, 비중이 2.7 이하이고, 50 ∼ 350 ℃ 에서의 평균 열팽창 계수가 80 × 10^-7/℃ ∼ 90 × 10^-7/℃ 이고, 유리 전이점이 640 ℃ 이상이며, 점도를 η 로 했을 때, logη = 2 를 만족하는 온도가 1550 ℃ 이하이고, 유리 표면에 은 페이스트를 도포하고, 소성을 실시한 후, 그 은 페이스트를 제거한 후의 유리 표면의 황색 착색 b^* 가 8 이하인 유리 기판이다.

또, 본 발명의 제조 방법은, 원료를 용융시켜 얻은 용융 유리를 플로트 성형로에서 유리 리본으로 성형한 후에, 냉각 수단에 의하여 서랭시키고, 절단하는 유리 기판을 제조하는 방법으로서, 플로트 배스 분위기의 수소 농도를 3 % 초과로 하고, 플로트 배스 내의 유리 체재 시간을 4 ∼ 15 분으로 하여 본 발명의 유리 기판을 얻는 유리 기판의 제조 방법이다.

본 발명에 의하면, 유리 전이점이 높고, 열팽창 계수가 소다 석회 유리와 가깝고, 비중이 낮고, 황변이 발생하기 어려우며, 또한 용해성이 양호하여 생산성이 높은 유리 기판을 얻을 수 있다.

본 발명의 유리 기판은 PDP 용 유리 기판으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 유리 기판의 조성에 대하여 이하에서 설명한다. 또한, 함유량, 첨가량 등은 특별히 언급이 없는 한 질량 백분율 표시이고, 이하에서 % 표시로 한다.

SiO₂ 는 유리의 골격을 이루는 성분이다. 함유량이 55 % 미만에서는 내열성이 열등하고 또 쉽게 흠집이 발생된다. 바람직하게는 59 % 이상이다. 한편, 65 % 초과에서는 열팽창 계수가 지나치게 작아진다. 바람직하게는 64 % 이하, 보다 바람직하게는 63 % 이하, 더욱 바람직하게는 62 % 이하이다.

Al₂O₃ 는 유리 전이점을 높이고 내열성을 향상시키기 위하여 4 % 이상 첨가된다. 한편, 8 % 초과에서는 유리의 용해성이 저하되는 경향이 있다. 바람직하게는 4 ∼ 7.5 %, 보다 바람직하게는 4 ∼ 7 %, 더욱 바람직하게는 4.5 ∼ 6.5 % 이다.

MgO 는 유리 용해시의 점성을 낮추어 용해를 촉진시키기 위하여 6 % 이상 첨가된다. 한편, 9 % 초과에서는 열팽창 계수가 커지고, 또한 쉽게 흠집이 발생되는 경향이 있다. 바람직하게는 6.5 ∼ 9 %, 보다 바람직하게는 7 ∼ 9 %, 더욱 바람직하게는 7.5 ∼ 9 % 이다.

CaO 는 유리 용해시의 점성을 낮추고, 용해를 촉진시키기 위하여 0.1 % 이상 첨가된다. 바람직하게는 0.5 % 이상, 보다 바람직하게는 1 % 이상, 더욱 바람직하게는 2 % 이상이다. 한편, 5 % 초과에서는 열팽창 계수가 커지고, 또한 쉽게 흠집이 발생되는 경향이 있다. 또, 실투 온도가 플로트법에 의한 성형 온도 (10⁴ dPa·s 의 점성을 갖는 온도) 를 초과하기 쉬워지기 때문에 플로트법에 의한 성형이 곤란해질 우려가 있다. 4.5 % 이하의 CaO 를 함유하는 것이 바람직하다.

SrO 는 유리 용해시의 점성을 낮추어 용해를 촉진시키는 효과가 있기 때문에 0.5 % 이상 첨가된다. 그러나, 6 % 초과에서는 쉽게 흠집이 발생될 우려가 있다. 바람직하게는 1 ∼ 6 %, 보다 바람직하게는 2 ∼ 6 %, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 5 % 함유한다.

BaO 는 유리 용해시의 점성을 낮추어 용해를 촉진시키는 효과가 있기 때문에 첨가할 수 있다. 그러나, 2 % 초과에서는 쉽게 흠집이 발생될 우려가 있다. 바람직하게는 1 % 이하이다. 환경 부하, 비중 저감 및 내상처성을 고려하면 0.5 % 이하가 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

MgO, CaO, SrO 및 BaO 의 함유량은, 유리 용해시의 점성을 낮추고, 쉽게 용해시키기 위하여 합량으로 6.6 % 이상이다. 용해를 보다 용이하게 하기 위하여 7 % 이상 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 % 이상이다. 더욱 바람직하게는 10 % 이상이다. 한편, 합량으로 19 % 초과에서는 유리에 쉽게 흠집이 발생되고, 또 실투 온도가 높아진다. 이 관점에서 바람직하게는 17 % 이하, 보다 바람직하게는 16.5 % 이하, 더욱 바람직하게는 16 % 이하이다.

Na₂O는, K₂O를 함유하는 경우에는 함유하지 않아도 되지만, 유리 용해시의 점성을 낮추어 용해를 촉진시키는 효과가 있기 때문에 함유할 수 있다. 이 경우에는 1 % 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 5 % 초과에서는 열팽창 계수가 지나치게 커지고, 또 화학적 내구성이나 유리 전이점이 저하되고, 전기 저항이 작아질 우려가 있다. 이 관점에서 바람직하게는 4.5 % 이하이고, 보다 바람직하게는 4 % 이하이다. 따라서, 1 ∼ 4 % 인 것이 보다 바람직하다.

K₂O는 유리 용해시의 점성을 낮추어 용해를 촉진시키는 작용이 있으며, 또한 Na₂O 쪽은, 화학적 내구성의 열화나 유리 전이점의 저하를 일으키지 않는 성분이기 때문에 9.5 % 이상 함유된다. 10 % 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 21 % 초과에서는 열팽창 계수가 지나치게 커져 화학적 내구성이 저하된다. 이 관점에서는, 14 % 이하인 것이 바람직하다.

Na₂O와 K₂O의 함유량은, 유리 용해시의 점성을 낮추고, 쉽게 용해시키기 위하여 합량으로 10 % 이상이다. 바람직하게는 12 % 이상 함유된다. 한편, 합량이 22 % 초과에서는 화학적 내구성이 저하되고, 전기 저항이 작아질 우려가 크다. 이 관점에서는, 바람직하게는 17 % 이하이다.

ZrO₂ 는 유리 전이점을 높이고, 또 유리의 화학적 내구성을 향상시키는 효과가 있기 때문에 0.5 % 이상 함유된다. 바람직하게는 2 % 이상 함유된다. 한편, 5 % 초과에서는 유리에 흠집이 발생하기 쉬워진다. 바람직하게는 4.8 % 이하, 보다 바람직하게는 4.5 % 이하 함유된다.

Fe₂O₃ 은 용해성 향상의 관점에서 0.06 % 이상 함유된다. 또, 유리 황변을 억제하기 위하여 0.15 % 이하 함유된다. 바람직하게는 0.06 ∼ 0.14 %, 보다 바람직하게는 0.07 ∼ 0.13 %, 더욱 바람직하게는 0.08 ∼ 0.12 % 함유된다.

본 발명의 유리 기판은, 은 전극이 형성되는 측의 유리 기판 표면으로부터 깊이 10 ㎛ 까지의 표층에 있어서의 평균 Fe^2＋ 함유량이 Fe₂O₃ 환산으로 0.0725 % 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 유리 기판은, SiO₂ 의 함유량과 Al₂O₃ 의 함유량의 차를 49 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 높은 유리 전이점을 가짐과 함께 흠집이 잘 발생되지 않는 유리를 얻기 위하여, 보다 바람직하게는 상기의 차를 50 % 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 상기의 차를 52 % 이상으로 한다. 한편, 용해를 보다 용이하게 하기 위하여, 상기의 차를 60 % 이하로 하는 것이 바람직하고, 59 % 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 57 % 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 유리 기판은, 상기 성분 이외에 유리의 용해성, 청징성, 성형성을 개선하기 위하여 As₂O₃, Sb₂O₃, P₂O₅, F, 및 Cl 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 합계량으로 2 % 이하 첨가할 수 있다. 여기서 As₂O₃, Sb₂O₃ 는 청징성을 위하여, P₂O₅ 는 유리 전이점을 높게 유지하기 위하여, F, Cl 은 유리화 반응을 촉진시키기 위하여, 각각의 함유량은 0.5 % 이하가 바람직하다. 환경 부하를 고려하면 As, Sb, F, Cl, 특히 As, Sb 는 실질적으로 함유되지 않는, 즉 불순물의 정도를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

또, 유리 기판의 화학적 내구성의 향상을 위하여, La₂O₃, TiO₂, SnO₂ 를 합량으로 5 % 이하 첨가할 수 있다. 추가로 CoO, NiO, Se, Nd₂O₃ 등의 착색제를 첨가하여 유리의 색조를 조정할 수 있다. 이 착색제의 함유량은 합량으로 1 % 이하가 바람직하다.

나아가, 용해성을 향상시키기 위하여 B₂O₃ 을 첨가할 수 있다. 단, 과도한 첨가는 열팽창 계수를 저하시키기 때문에 1.5 % 미만으로 하는 것이 바람직하다. 플로트법에 의한 성형에 악영향을 주지 않도록 하기 위해서는 실질적으로 첨가하지 않는 것이 좋다.

또, ZnO 를 용해성 개선을 위하여 첨가해도 되지만, 5 % 이상 첨가하면, 플로트 배스 내에서 환원되어 결점을 발생시킬 우려가 있다.

또한, Li₂O 를 용해성 개선을 위하여 첨가해도 되지만, 3 % 이상 첨가하면 유리 전이점이 낮아질 우려가 있다.

이렇게 하여 얻어지는 본 발명의 유리 기판은, 비중이 2.7 이하이고, 보다 바람직하게는 2.6 미만이다. 또, 50 ∼ 350 ℃ 에서의 평균 열팽창 계수가 80 × 10^-7/℃ ∼ 90 × 10^-7/℃ 이다. 또, 유리 전이점은 640 ℃ 이상이다. 또, 점도를 η 로 했을 때, logη = 2 를 만족하는 온도는 1550 ℃ 이하이다. 또한, 표면에 은 페이스트를 도포하고, 소성, 바람직하게는 560 ℃ 에서 1 시간 소성을 실시한 후, 은 페이스트를 제거, 바람직하게는 산에 의하여 은 페이스트를 제거한 후의 유리 표면의 황색 착색 b^* 가 8 이하인 유리 기판이다. 또, Logρ (ρ는 150 ℃ 에서의 체적 저항률 (Ω·cm)) 은 바람직하게는 10.5 이상, 보다 바람직하게는 11 이상, 더욱 바람직하게는 11.5 이상이다.

상기의 은 페이스트를 제거하기 위하여 사용하는 산으로는 질산, 황산 등을 들 수 있으나, 질산이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 유리 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 유리 기판의 제조 방법은, 종래의 플랫 패널 디스플레이용의 판유리의 제조 방법과 동일해도 된다. 즉, 원료를 용융시켜 얻은 용융 유리를 플로트 성형로에서 판유리로 성형한 후에, 냉각 수단에 의하여 서랭시키고 절단하는 유리 기판의 제조 방법으로서, 플로트 배스 분위기의 수소 농도를 3 % 초과로 하고, 플로트 배스 내의 유리 체재 시간을 4 ∼ 15 분으로 하여 유리 기판을 제조하는 방법이다.

통상적으로 은 발색을 억제하기 위해서는 수소 농도를 낮게, 예를 들어 3 % 이하로 하지만, 본 발명의 유리 기판은 수소 농도를 3 % 초과로 해도 은발색을 억제할 수 있기 때문에, 수소 농도를 3 % 초과로 하여 용융 주석의 산화를 억제하여 유리에 대한 결점 부착을 억제할 수 있다.

이와 같은 제조 방법에 의하여 얻어진 본 발명의 유리 기판을 플랫 패널 디스플레이 기판으로서 사용하는 경우, 통상적으로 유리 리본의 플로트 배스 내에서 용융 주석과 접하지 않았던 쪽의 표면에 은 전극이 형성된다.

플로트 배스 분위기의 수소 농도는 5 % 이상이 바람직하고, 7 % 이상이 보다 바람직하다. 또, 20 % 이하가 바람직하고, 15 % 이하가 보다 바람직하다.

플로트 배스 내의 유리 체재 시간은 13 분 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 11 분 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 9 분 이하로 하는 것이 특히 바람직하다. 단, 플로트 배스 내의 유리 체재 시간이 불충분하면, 원하는 판두께나 특성 (예를 들어, 컴팩션 (compaction), 평탄도 등) 을 갖는 유리 리본으로 성형하기가 곤란하다. 이 때문에, 플로트 배스 내의 유리 체재 시간은 5 분 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

플로트 배스 내를 통과하는 유리 리본의 표면 온도는 1200 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 1190 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1170 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, 서랭을 개시하는 온도가 640 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 650 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.

또한, 여기서 유리 리본의 표면 온도는, 방사 온도계를 사용하여 측정할 수 있다.

플로트 배스로부터 꺼내어진 유리 리본은, 소요 시간 20 분 이내에서 실온 부근까지 서랭시키는 것이 바람직하다. 그 후, 원하는 크기로 절단함으로써 본 발명의 유리 기판이 얻어진다.

본 발명의 유리 기판은, 특히 플랫 패널 디스플레이, 나아가서는 PDP 용의 유리 기판으로서 바람직한 것 이외에, 태양전지용 유리 기판으로도 사용할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하지만, 이것들에 한정되어 해석되는 것은 아니다.

표 1 에 본 발명에 관한 실험예를 나타낸다. 또한, 예 1 ∼ 예 10 은 실시예이고, 예 11 ∼ 예 13 은 비교예이다. 또한, 표 1 중에서 괄호 안의 숫자는 계산값을 의미한다.

각 성분의 원료를 표 1 의 조성이 되도록 조합하고, 백금 도가니를 사용하여 1550 ∼ 1650 ℃ 가열하고, 4 ∼ 5 시간에 걸쳐 용융하였다. 용해시에는, 백금 교반기를 삽입하고, 2 시간 교반하여 유리를 균질화하였다. 또한, 표 1 에는 주요 성분만이 기재되어 있고, 미량 성분도 포함하면 모두 100 질량 % 가 된다.

이와 같이 하여 얻어진 유리를 사용하여, 비중, 평균 열팽창 계수, Logρ (ρ 는 150 ℃ 에서의 체적 저항률 (Ω·cm)), 유리 전이점 (Tg), 용해성을 나타내는 지표인 점도가 10² dPa·s 가 되는 온도 T₂ (logη = 2), 플로트 성형성을 나타내는 지표인 점도가 10⁴ dPa·s 가 되는 온도 T₄ (logη = 4) 및 색차 b^* 값을 이하에 나타내는 방법으로 측정하였다.

비중 :

기포를 포함하지 않는 약 20 g의 유리 덩어리를 아르키메데스법에 의하여 측정한다.

평균 열팽창 계수 (단위 : × 10^-7/℃) :

시차 열팽창계를 사용하여, 석영 유리를 참조 시료로 하여 실온으로부터 5 ℃/분의 비율로 승온시켰을 때의 유리의 신장률을 측정한다. 측정은 유리가 연화되고, 더 이상 성장이 관측되지 않게 된 온도 (굴복점) 까지 행하여 50 ∼ 350 ℃ 의 평균의 선열팽창 계수를 산출하였다.

유리 전이점 (Tg, 단위 : ℃) :

열팽창 곡선에 있어서의 굴곡점을 유리 전이점으로 하였다.

점도 :

상기에서 얻어진 유리를 용해시키고, 회전 점도계를 사용하여 점도를 측정하고, 점도 η가 10² dPa·s 가 될 때의 온도 T₂ 와 10⁴ dPa·s 가 될 때의 온도 T₄ 를 측정하였다.

b^* 값의 측정 :

상기에서 얻어진 유리를 용해시키고, 판 형상으로 흘리기 시작하여 서랭시키고, 양면을 경면 연마하여 두께 2.8 ㎜ 의 판 형상 유리로 하였다. 이 판 형상 유리 표면에 은 페이스트 (듀퐁사 제조, 도타이트) 를 도포하고, 200 ℃/시간으로 승온시켜 560 ℃, 1 시간 소성한 후, 60 ℃/시간으로 실온까지 강온시켜 10 질량 % 의 질산 수용액에 의하여 은 페이스트를 제거한 후, 가시광 투과율을 측정하였다. 은 전극 하면 및 그 주변의 황색 착색은 이 값으로부터 C 광원의 L^*a^*b^* 계 색좌표의 색차 b^* 값을 JIS-Z 8729 의 방법으로 구하였다.

표 1 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유리 조성물의 비중은 2.7 이하로서, 부재의 경량화가 용이하다. 열팽창 계수는 80 × 10^-7 ∼ 90 × 10^-7/℃ 의 범위에 있고, 종래 PDP 용 기판으로서 사용되고 있던 소다 석회 유리의 열팽창 계수와 동일한 정도이기 때문에 동종의 플릿 재료를 사용할 수 있다. 또, 유리 전이점은 모두 640 ℃ 이상으로서, 대형 PDP 의 제조에 있어서 유리가 변형되거나 수축되거나 하는 등의 문제가 없다. 또, T₂ 는 1550 ℃ 이하로서, 용해성이 양호하다는 것을 확인할 수 있었다. 또, T₄ 는 1165 ℃ 이하로서, 플로트 성형성도 양호하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 b^* 가 8 이하로서, 황변이 발생하기 어려운 것을 확인할 수 있었다.

한편, 예 11 은 평균 열팽창 계수가 90 × 10^-7/℃ 초과이기 때문에, 소다 석회 유리와는 달리 PDP 용으로는 사용하기 어렵다. 또, 유리 전이점 (Tg) 이 낮기 때문에, PDP 제조 과정에서의 열처리에 의하여 열변형 및 열수축이 발생할 수 있다. 또, 점성이 10² dPa·s 가 되는 온도 T₂ (logη = 2) 가 1550 ℃ 초과이기 때문에 용해성이 낮고 생산성이 낮다. 또, b^* 가 8 초과이기 때문에 황변이 발생할 수 있다.

또, 예 12 는 평균 열팽창 계수가 80 × 10^-7/℃ 미만이기 때문에, 소다 석회 유리와는 달리 PDP 용으로는 사용하기 어렵다. 또, 유리 전이점 (Tg) 이 낮기 때문에, PDP 제조 과정에 있어서의 열처리에 의하여 열변형 및 열수축이 발생할 수 있다. 또, 점성이 10² dPa·s 가 되는 온도 T₂ (logη = 2) 가 1550 ℃ 초과이기 때문에 용해성이 낮고 생산성이 낮다. 또, b^* 가 8 을 초과하기 때문에 황변이 발생할 수 있다.

또, 예 13 은 평균 열팽창 계수가 80 × 10^-7/℃ 미만이기 때문에, PDP 용으로는 사용하기 어렵다. 또, 점성이 10² dPa·s 가 되는 온도 T₂ (logη = 2) 가 1550 ℃ 초과이기 때문에 용해성이 낮고 생산성이 낮다.

(제조예)

각 성분의 원료를, 표 1 의 예 1 ∼ 예 10 에 나타내는 유리 조성이 되도록 조합하고, 용해조에 투입하여 1300 ∼ 1800 ℃ 에서 용해시킨다. 이어서, 용해 유리를 플로트법에 의하여 1.2 ∼ 2.8 ㎜ 의 두께의 유리 리본으로 성형하여 서랭 시킨다. 여기서, 플로트 배스 분위기의 수소 농도는 10 %, 플로트 배스 내의 유리 리본 체재 시간은 5 ∼ 12 분, 플로트 배스 내의 유리 리본의 표면 온도는 상류측 950 ∼ 1200 ℃, 하류측 840 ∼ 950 ℃, 서랭을 개시할 때의 유리 리본의 표면 온도는 650 ∼ 700 ℃ 이다. 서랭 후, 소정의 치수로 절단한다. 이와 같은 제조 방법에 의하여, 유리 전이점이 높고, 열팽창 계수가 소다 석회 유리와 가깝고, 비중이 낮고, 황변이 발생하기 어려운 유리 기판이 얻어진다. 이들 유리 기판은 용해시의 용해성이 양호하여 생산성이 높다.

산업상 이용가능성

본 발명의 유리 기판은 유리 전이점이 높고, 열팽창 계수가 소다 석회 유리와 가깝고, 비중이 낮고, 황변이 발생하기 어렵고, 추가로 용해성이 양호하여 생산성이 높고, 플랫 패널 디스플레이, 나아가서는 PDP 용의 유리 기판으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 2008년 12월 25일에 출원된 일본 특허출원 2008-330200호의 명세서, 특허 청구의 범위, 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.

Claims

산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
SiO₂ 55 ∼ 65 %,
Al₂O₃ 4 ∼ 8 %,
MgO 6 ∼ 9 %,
CaO 0.1 ∼ 5 %,
SrO 0.5 ∼ 6 %,
BaO 0 ∼ 2 %,
MgO ＋ CaO ＋ SrO ＋ BaO 6.6 ∼ 19 %,
Na₂O 0 ∼ 5 %,
K₂O 9.5 ∼ 21 %,
Na₂O ＋ K₂O 10 ∼ 22 %,
ZrO₂ 0.5 ∼ 5 %,
Fe₂O₃ 0.06 ∼ 0.15 %,
의 조성을 갖고, 비중이 2.7 이하이고, 50 ∼ 350 ℃ 에서의 평균 열팽창 계수가 80 × 10^-7/℃ ∼ 90 × 10^-7/℃ 이고, 유리 전이점이 640 ℃ 이상이며, 점도를 η 로 했을 때, logη = 2 를 만족하는 온도가 1550 ℃ 이하이고, 유리 표면에 은 페이스트를 도포하고, 소성을 실시한 후, 그 은 페이스트를 제거한 후의 유리 표면의 황색 착색 b^* 가 8 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
제 1 항에 있어서,
산화물 기준의 질량 백분율 표시로, Na₂O가 0 ∼ 4.5 % 이고, K₂O가 10 ∼ 14 % 인 유리 기판.
원료를 용융시켜 얻은 용융 유리를 플로트 성형로에서 유리 리본으로 성형한 후에, 냉각 수단에 의하여 서랭시키고, 절단하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리 기판을 제조하는 방법으로서,
플로트 배스 분위기의 수소 농도를 3 % 초과로 하고, 플로트 배스 내의 유리 체재 시간을 4 ∼ 15 분으로 하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 플로트 배스 내의 유리 리본 온도가 1200 ℃ 이하이고, 상기 서랭을 개시할 때의 유리 리본 온도가 640 ℃ 이상인 유리 기판의 제조 방법.