TW201500315A - 無鹼玻璃基板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種無鹼玻璃基板,其應變點為680℃以上,楊氏模數為78GPa以上,波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%,G6尺寸之基板中之波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈以厚度0.5mm換算為1%以下,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度為400℃/min以下,該平均冷卻速度之面內分佈為40℃/min以下,且以氧化物基準之質量百分率表示而含有50~73之SiO2、10.5~24之Al2O3、0~5之B2O3、0~10之MgO、0~14.5之CaO、0~24之SrO、0~20之BaO、0~5之ZrO2、0.01~1之SnO2、0.005~0.1之Fe2O3,且MgO+CaO+SrO+BaO為8~29.5。
Description
本發明係關於一種適合作為各種顯示器用基板玻璃之無鹼玻璃基板,該無鹼玻璃基板實質上不含鹼金屬氧化物,容易成形為板狀,且紫外線透過率之面內分佈受到抑制。
先前,若於各種顯示器用基板玻璃、尤其是於表面形成金屬或氧化物薄膜等之玻璃中含有鹼金屬氧化物,則鹼金屬離子會擴散至薄膜中而使膜特性劣化,因此要求為實質上不含鹼金屬離子之無鹼玻璃。
於製造以液晶顯示裝置(LCD)為代表之平板顯示器(FPD)時,使用硬化性樹脂將構成該FPD之兩片基板玻璃(於LCD之情形時為設置有TFT(Thin Film Transistor,薄膜電晶體)元件之基板玻璃、及設置有彩色濾光片之基板玻璃)貼合。
此時,由於FPD中存在TFT元件等耐熱性成為問題之構成要素,故而使用光硬化性樹脂作為硬化性樹脂,並藉由紫外線照射使樹脂硬化。因此,要求顯示器用基板玻璃具有紫外線透過性,於專利文獻1及2中,提出有300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm計成為50~85%的無鹼玻璃基板。
顯示器用基板玻璃較佳為紫外線透過率處於所需之範圍,並且紫外線透過率於顯示器用基板玻璃之整個面均勻,即,紫外線透過率之面內分佈較小。例如存在聚合物配向穩定化(Polymer Stabilized
Alignment;以下稱為「PSA」)技術,該技術係向填充至LCD之液晶層之液晶材料中添加光聚合性單體,於使液晶分子沿特定方向傾斜之狀態下進行光照射而於配向膜附近形成聚合物,藉此使液晶材料之分子配向穩定化(參照專利文獻3)。為了應對該技術,要求顯示器用基板玻璃之紫外線透過率之面內分佈較小。若顯示器用基板玻璃之紫外線透過率之面內分佈較大,則必須根據顯示器用基板玻璃之部位變更紫外線之照射條件,導致液晶顯示面板之良率降低。
又,於LCD或有機EL顯示裝置(OLED)、尤其是手機(mobile)或行動電話等可攜式顯示裝置之領域中,顯示裝置之輕量化、薄型化成為重要課題。為了應對該課題,業界期待使顯示裝置所使用之顯示器用基板玻璃之板厚更薄。作為使板厚變薄之方法,通常使用如下方法:於在基板玻璃之表面形成顯示裝置用構件之前或形成顯示裝置用構件之後,使用氫氟酸等對基板玻璃進行蝕刻處理,並視需要進而進行物理研磨而使其變薄。
然而,若於在基板玻璃之表面形成顯示裝置用構件之前進行蝕刻處理等而使基板玻璃變薄,則基板玻璃之強度降低,彎曲量亦增大。因此,產生無法以現有之生產線進行處理之問題。
又,若於在基板玻璃之表面形成顯示裝置用構件之後進行蝕刻處理等而使基板玻璃變薄,則會產生於基板玻璃之表面形成顯示裝置用構件之過程中形成於基板之玻璃表面之微細劃痕變明顯的問題、即產生蝕坑(etch pit)之問題。
因此,為了解決此種問題,提出有如下方法等:將板厚較薄之基板玻璃(薄板基板玻璃)與另一支持基板玻璃貼合而製成積層體,於該狀態下實施用以製造顯示裝置之特定之處理,其後,將薄板基板玻璃與支持基板玻璃分離(參照專利文獻4)。
作為將薄板基板玻璃與支持基板玻璃分離之方法,亦可應用如
專利文獻5中記載之方法般對基板表面掃描照射雷射束之方法。
為了應對該技術,要求顯示器用基板玻璃之光線透過率之面內分佈較小。若顯示器用基板玻璃之光線透過率之面內分佈較大,則必須根據顯示器用基板玻璃之部位變更雷射束之照射條件,導致顯示裝置之良率降低。
專利文獻1:日本專利特開2006-36625號公報
專利文獻2:日本專利特開2006-36626號公報
專利文獻3:日本專利特開2009-53544號公報
專利文獻4:日本專利特開2009-184172號公報
專利文獻5:日本專利特開2012-104093號公報
近年來,於如智慧型手機之攜帶用終端等高精細小型顯示器中,作為高品質之p-Si TFT之製造方法,採用利用雷射退火之方法,且為了使壓縮體進一步縮小而要求應變點較高之玻璃。又,隨著玻璃基板之大板化、薄板化,為了抑制搬送時之玻璃基板之彎曲,而要求楊氏模數較高且比彈性模數(楊氏模數/密度)較高之玻璃。本發明之目的在於解決上述缺點,提供一種紫外線透過率較高、紫外線透過率之面內分佈較小、應變點較高、楊氏模數較高且於基板製造時容易成形為板狀的無鹼玻璃基板。
為了達成上述目的,本發明提供一種無鹼玻璃基板,其應變點為680℃以上,楊氏模數為78GPa以上,波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%,G6尺寸之基板中之300nm下之紫外
線透過率之面內分佈以厚度0.5mm換算為1%以下,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度為400℃/min以下,該平均冷卻速度之面內分佈為40℃/min以下,且以氧化物基準之質量百分率表示而含有50~73之SiO2、10.5~24之Al2O3、0~5之B2O3、0~10之MgO、0~14.5之CaO、0~24之SrO、0~20之BaO、0~5之ZrO2、0.01~1之SnO2、0.005~0.1之Fe2O3,且MgO+CaO+SrO+BaO為8~29.5。
本發明之無鹼玻璃基板較佳為鹵族元素之總量以氧化物基準之質量百分率表示為0.001~1%。
本發明之無鹼玻璃基板較佳為Fe含量(Fe2O3換算之質量百分率表示)之面內分佈為0.001~0.003%。
又,為了達成上述目的,本發明提供一種無鹼玻璃基板之製造方法,其特徵在於:其係製造具有SiO2-Al2O3-RO(RO為MgO、CaO、BaO及SrO中之1種以上)系之組成之無鹼玻璃的方法,且包括以下步驟:以成為如下無鹼玻璃之方式調製玻璃原料,該無鹼玻璃之應變點為680℃以上,楊氏模數為78GPa以上,波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%,且以氧化物基準之質量百分率表
示而含有50~73之SiO2、10.5~24之Al2O3、0~5之B2O3、0~10之MgO、0~14.5之CaO、0~24之SrO、0~20之BaO、0~5之ZrO2、0.01~1之SnO2、0.005~0.1之Fe2O3,且MgO+CaO+SrO+BaO為8~29.5;及以如下方式管理成形時及緩冷卻時之溫度條件,即,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度成為400℃/min以下,該平均冷卻速度之面內分佈成為40℃/min以下,G6尺寸之基板中之波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈以厚度0.5mm換算成為1%以下。
本發明之無鹼玻璃基板之製造方法較佳為鹵族元素之總量以氧化物基準之質量百分率表示為0.001~1%。
本發明之無鹼玻璃基板之製造方法較佳為Fe含量之面內分佈以Fe2O3換算之質量百分率表示為0.001~0.003%。
本發明之無鹼玻璃基板於製造基板時容易成形為板狀。又,本發明之無鹼玻璃基板之紫外線透過率較高,且紫外線透過率之面內分佈較小,因此於用作FPD之基板玻璃時,良率提高。
對本發明之無鹼玻璃基板進行說明。
本發明之無鹼玻璃基板(以下,亦稱為「本發明之玻璃基板」)含有SiO2、Al2O3、SnO2及Fe2O3作為必需成分,且含有B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO及ZrO2作為任意成分。
其次,對各成分之組成範圍進行說明。若SiO2未達50%(質量%,以下只要未特別說明則亦相同),則應變點不會充分上升,且熱膨脹係數增大,密度上升。較佳為52%以上,更佳為54%以上,進而較佳為56%以上。若超過73%,則製造玻璃時之熔解性降低,玻璃黏度成為102dPa.s之溫度T2或成為104dPa.s之溫度T4上升,失透溫度上升。較佳為70%以下,更佳為68.5%以下,進而較佳為67%以下。
Al2O3抑制玻璃之分相性,降低熱膨脹係數,提高應變點,但若未達10.5%,則不顯現該效果,又,會使其他提高膨脹係數之成分增加,因此結果導致玻璃之熱膨脹增大。較佳為12.5%以上,更佳為14.5%以上,進而較佳為16.5%以上。若超過24%,則有製造時之玻璃之熔解性變差,或使失透溫度上升之虞。較佳為23%以下,更佳為22.5%以下,進而較佳為22%以下。
B2O3並非必需成分,但為了使製造時之玻璃之熔解反應性良好,降低失透溫度,並改善耐緩衝氫氟酸(BHF,buffered hydrofluoric acid)性而可含有。然而,若B2O3過多,則應變點降低,楊氏模數變小,故而設為5%以下。較佳為4%以下。為了獲得上述作用,較佳為0.5%以上,更佳為0.8%以上,進而較佳為1%以上,尤佳為1.2%以上。
MgO於鹼土族中具有不提高膨脹係數,且在維持低密度之狀態下提高楊氏模數的特徵,於製造玻璃時亦提高熔解性,故而可含有。然而,若MgO過多,則失透溫度上升,故而設為10%以下。較佳為8%以下,更佳為7.5%以下,進而較佳為7%以下。為了獲得上述作用,
較佳為1%以上,更佳為2%以上,進而較佳為3%以上。
CaO係僅次於MgO於鹼土族中具有不提高膨脹係數,且在維持低密度之狀態下提高楊氏模數的特徵,亦提高製造玻璃時之熔解性,故而可含有。然而,若CaO過多,則有失透溫度上升,或作為CaO之原料之石灰石(CaCO3)中之雜質即磷大量混入之虞,故而設為14.5%以下。較佳為10%以下,更佳為8.5%以下,進而較佳為7%以下。為了獲得上述作用,較佳為1%以上,更佳為2%以上,進而較佳為3%以上。
SrO不使玻璃之失透溫度上升,提高製造玻璃時之熔解性,故而可含有。然而,若SrO過多,則有膨脹係數增大之虞,故而設為24%以下。較佳為12%以下,更佳為10.5%以下,進而較佳為9%以下。為了獲得上述作用,較佳為1.5%以上,更佳為2%以上,進而較佳為2.5%以上。
BaO並非必需成分,但為了提高製造玻璃時之熔解性而可含有。然而,若BaO過多,則會使玻璃之膨脹係數及密度過度地增加,故而設為20%以下。較佳為13.5%以下,更佳為10%以下,進而較佳為8%以下,尤佳為6%以下。為了獲得上述作用,較佳為0.1%以上,更佳為0.5%以上,進而較佳為1%以上。
為了降低製造玻璃時之熔融溫度,或促進煅燒時之結晶析出,ZrO2係設為5%以下。若ZrO2超過5%,則玻璃變得不穩定,或玻璃之相對介電常數ε變大。較佳為1.5%以下,更佳為1%以下,進而較佳為0.5%以下,尤佳為實質上不含有。
若MgO、CaO、SrO、BaO以總量計少於8%,則有玻璃黏度成為104dPa‧s之溫度T4升高,而使將玻璃成形為板狀時所使用之設備、於浮式法成形之情形時之浮拋窯之殼體構造物或加熱器之壽命極短之虞。較佳為10%以上,更佳為11.5%以上,進而較佳為13%以上。若
多於29.5%,則有產生無法縮小熱膨脹係數之缺點之虞。較佳為22%以下,更佳為20%以下,進而較佳為18%以下。
關於SnO2,為了提高製造玻璃時之澄清性,較佳為含有。SnO2於將玻璃原料熔解而獲得之玻璃熔液中產生氧氣。於玻璃熔液中,於1450℃以上之溫度下自SnO2還原為SnO而產生氧氣,發揮使泡成長為較大之作用,但為了更有效地使泡變大,較佳為於1500℃以上熔解玻璃原料。玻璃中之Sn含量以SnO2換算為0.01%以上。若SnO2未達0.01%,則無法獲得熔解玻璃時之澄清作用。較佳為0.05%以上,更佳為0.1%以上。若SnO2超過1%,則有產生玻璃之著色、或失透之虞,因此玻璃中之Sn含量以SnO2換算為1%以下,較佳為0.5%以下,進而較佳為0.3%以下。
再者,Sn含量並非玻璃原料中之投入量,而是殘留於玻璃熔液中之量。關於該方面,下述Fe含量、F含量、及Cl含量亦相同。
於玻璃中含有Sn4+之情形時,於冷卻玻璃之過程中,玻璃中之Sn被氧化而Fe被還原,因此玻璃之紫外線透過率上升。
Fe2O3藉由Fe2+離子之紅外線吸收效果而具有如下作用,即,於製造玻璃時,於熔解槽中提高熔融玻璃之溫度,並降低熔解槽之底部溫度。因此,玻璃中之Fe含量以Fe2O3換算為0.005%以上,較佳為0.01%以上,更佳為0.02%以上,尤佳為0.04%以上。
然而,若過多,則存在玻璃之著色、或紫外線透過率降低之問題,故而設為0.1%以下。較佳為0.07%以下,更佳為0.055%以下,進而較佳為0.045%以下。
於本發明之無鹼玻璃基板中,鹵族元素並非必需成分,但為了提高製造玻璃時之澄清性而可含有。作為出於該目的而使用之鹵族元素,就澄清性之觀點而言較佳為F及Cl。
若F之含量未達0.001質量%,則有玻璃原料之熔解時之澄清作用
降低之虞。較佳為0.005質量%以上,更佳為0.01質量%以上,進而較佳為0.02質量%以上,尤佳為0.03質量%以上。
若F含量超過0.15質量%,則所製造之玻璃之應變點降低。較佳為0.12質量%以下,進而較佳為0.1質量%以下。
若Cl含量未達0.001質量%,則玻璃原料之熔解時之澄清作用降低。較佳為0.005質量%以上,進而較佳為0.01質量%以上。若Cl含量超過0.35質量%,則玻璃中之水分濃度降低,澄清性變差。較佳為0.25質量%以下,進而較佳為0.2質量%以下。
再者,鹵族元素之含量以總量計較佳為0.001質量%以上。若含量未達0.001質量%,則玻璃原料之熔解時之澄清作用降低。較佳為0.01質量%以上,進而較佳為0.03質量%以上。
又,鹵族元素之含量以總量計較佳為1質量%以下。若含量超過1質量%,則有應變點過度降低之虞。較佳為0.7質量%以下,進而較佳為0.5質量%以下。
再者,為了不在製造面板時產生設置於玻璃表面之金屬或氧化物薄膜之特性劣化,本發明之無鹼玻璃基板不含超過雜質等級之(即實質上不含)鹼金屬氧化物。又,為了易使玻璃再利用,較佳為實質上不含PbO、As2O3、Sb2O3。
進而,基於相同之原因,較佳為實質上不含P2O5。以雜質形式之混入量較佳為23莫耳ppm以下,更佳為23莫耳ppm以下,進而較佳為18莫耳ppm以下,尤佳為11莫耳ppm以下。
為了改善製造玻璃時之熔解性、澄清性、成形性,本發明之無鹼玻璃基板除含上述成分以外,亦可添加以總量計5%以下之ZnO及SO3。
本發明之無鹼玻璃之應變點較佳為680℃以上,更佳為690℃以上、進而700℃以上,進而較佳為710℃以上。
本發明之無鹼玻璃之楊氏模數較佳為78GPa以上,更佳為79GPa以上、80GPa以上、進而81GPa以上,進而較佳為82GPa以上。
本發明之無鹼玻璃基板於波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%。
製造FPD時,用於貼合構成該FPD之兩片基板玻璃之紫外線主要為波長300nm左右之波長之紫外線。若兩片基板玻璃於波長300nm下之紫外線透過率較低,則為了藉由紫外線硬化樹脂將兩片基板玻璃貼合而需要較長時間。即,即便對紫外線硬化樹脂照射紫外線,亦容易被基板玻璃吸收,因此為了使樹脂硬化需耗費時間。
本發明之無鹼玻璃基板於波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40%以上,因此於用作構成FPD之基板玻璃之情形時,紫外線硬化樹脂之硬化無需較長時間。
玻璃基板之紫外線透過率亦因基板之厚度而不同。於本發明中,為了排除基板之厚度造成之影響,而以厚度0.5mm換算之紫外線透過率作為標準。
300nm下之紫外線透過率較佳為45%以上,更佳為50%以上。
然而,若紫外線透過率過高,則有於照射紫外線時TFT元件之特性發生變化,如氧化物半導體中之Vth特性偏移等,使FPD之構成要素之特性受損之虞。
本發明之無鹼玻璃基板於波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為85%以下,因此不會有耐熱性成為問題之FPD之構成要素於照射紫外線時損壞之虞。較佳為80%以下,更佳為75%以下。
本發明之無鹼玻璃基板於波長300nm下之紫外線透過率為上述範圍,並且該紫外線透過率之面內分佈較小。具體而言,波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈於G6尺寸之基板(典型而言為1850mm×1500mm)中,以厚度0.5mm換算為1%以下,較佳為0.5%以下。
因此,於用作構成FPD之基板玻璃之情形時,無需根據基板玻璃之部位變更紫外線之照射條件。
本發明之無鹼玻璃基板於波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈於G7尺寸之基板(典型而言為1870mm×2200mm)中,以厚度0.5mm換算更佳為1%以下,進而較佳為0.5%以下,於G8尺寸之基板(典型而言為2460mm×2160mm)中,以厚度0.5mm換算更佳為1%以下,進而較佳為0.5%以下。
再者,於本說明書中,所謂面內分佈意指面內之不僅限於透過率之值之最大值與最小值之差。
為了使本發明之無鹼玻璃基板之紫外線透過率及其面內分佈滿足上述數值範圍,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度及其面內分佈滿足以下所示之條件。
本案發明者對無鹼玻璃基板之紫外線透過率之面內分佈進行努力研究,結果獲得以下知識見解。
(1)於無鹼玻璃基板含有Fe之情形時,其紫外線透過率根據無鹼玻璃基板所含有之所有鐵中之2價鐵之比率(即所謂Redox)而變化。因此,於無鹼玻璃基板中存在Redox之面內分佈之情形時,產生紫外線透過率之面內分佈。
再者,因無鹼玻璃基板中之Fe含量存在面內分佈,而亦有產生紫外線透過率之面內分佈之虞。因此,Fe含量之面內分佈亦為較小者較佳。然而,製造上難以使Fe濃度之面內分佈極小。於本發明中,Fe含量(Fe2O3換算)之面內分佈較佳為0.001~0.003%。為了使Fe含量(Fe2O3換算)之面內分佈未達0.001%,必須相較於下述條件進而降低冷卻速度,或使加熱器密度相當高,而於製造上較為困難。另一方面,若超過0.003%,則有產生紫外線透過率之面內分佈之虞。
(2)無鹼玻璃基板之Redox根據製造玻璃時之熔解溫度或冷卻速度
而變化,且無鹼玻璃基板之Redox之面內分佈主要受製造玻璃時之冷卻速度之影響。
(3)玻璃之冷卻速度根據其製造步驟而不同,且冷卻速度根據溫度區域而不同。然而,以固定冷卻速度自高溫進行冷卻(速率冷卻)而獲得之玻璃之假想溫度與冷卻速度構成線性關係,故而可轉而將假想溫度定義為速率冷卻時之冷卻速度。於本說明書中,將其設為由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度。再者,更具體而言,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度係可利用如下般之程序求出。
以0.1℃/min、1℃/min、10℃/min、100℃/min、1000℃/min之速度實施將玻璃於較玻璃轉移點高100℃左右之溫度下保持10分鐘後藉由固定冷卻速度進行冷卻的試驗,並測定所有玻璃之折射率,藉此可以校準曲線之形式獲得折射率與冷卻速度之關係。其後,測定實際樣品之折射率,並根據校準曲線求出冷卻速度。
以下,於本說明書中,於記作『平均冷卻速度』之情形時意指由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度。
(4)若將平均冷卻速度設為特定之數值以下,且使其面內分佈縮小,則可使無鹼玻璃基板之Redox之面內分佈減小,使紫外線透過率之面內分佈縮小。
本發明之無鹼玻璃基板之平均冷卻速度為400℃/min以下,該平均冷卻速度之面內分佈為40℃/min以下。
若無鹼玻璃基板之平均冷卻速度為400℃/min以下,則無鹼玻璃基板之紫外線透過率成為上述範圍,紫外線透過率之面內分佈縮小。
若無鹼玻璃基板之平均冷卻速度之面內分佈為40℃/min以下(±20℃/min以下),則無鹼玻璃基板之紫外線透過率之面內分佈變得足夠小,於G6尺寸之基板中以厚度0.5mm換算成為1%以下。
較佳為本發明之無鹼玻璃基板之平均冷卻速度為300℃/min以下,且該平均冷卻速度之面內分佈為40℃/min以下(±20℃/min以下),進而較佳為平均冷卻速度為220℃/min以下,且該平均冷卻速度之面內分佈為30℃/min以下(±15℃/min以下),尤佳為平均冷卻速度為150℃/min以下,且該平均冷卻速度之面內分佈為30℃/min以下(±15℃/min以下)。
本發明之無鹼玻璃基板例如可利用如下所述之方法製造。以成為應變點為680℃以上、楊氏模數為78GPa以上、波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%之目標成分的方式調製通常所使用之各成分之原料,並將其連續投入至熔解爐中,加熱至1500~1800℃而熔解。藉由各種成形法(浮式法、下拉法、熔融法等)將該熔融玻璃成形為特定之板厚,於緩冷卻後切斷,藉此可獲得無鹼玻璃基板。
於本發明中,必須以平均冷卻速度成為400℃/min以下、該平均冷卻速度之面內分佈成為40℃/min以下、G6尺寸之基板中之波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈以厚度0.5mm換算成為1%以下的方式管理成形時及緩冷卻時之溫度條件。此處,為了使平均冷卻速度之面內分佈縮小,較佳為於成形時及緩冷卻時,亦自側面側加熱玻璃帶。
以下,例1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47為實施例,例2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48為比較例。
以成為目標組成之方式調製各成分之原料並熔解。繼而,於實施例中,對成形爐及緩冷爐之側壁部分之保溫進行強化,著眼於玻璃
之溫度分佈而調整緩冷爐之加熱器之溫度分佈,使玻璃之溫度分佈變得比先前更佳(變得更均勻)。於比較例中,成形爐及緩冷爐之側壁部分之保溫如通常般,與實施例相比保溫較弱,不著眼於玻璃之微小之溫度分佈而如先前般調整緩冷爐之加熱器之溫度分佈。
表1表示玻璃1~8之玻璃組成(單位:質量%)及50~350℃下之熱膨脹係數(單位:×10-7/℃)、應變點(單位:℃)、玻璃轉移點(單位:℃)、比重、楊氏模數(GPa)(利用超音波法測定)、作為高溫黏性值的成為熔解性之標準之溫度T2(玻璃黏度η成為102泊之溫度,單位:℃)與成為浮式法成形性及熔融成形性之標準之溫度T4(玻璃黏度η成為104泊之溫度,單位:℃)、失透溫度(單位:℃)、光彈性常數(單位:nm/MPa/cm)(利用圓板壓縮法於測定波長546nm下測定)。表2表示例1~48中使用之玻璃、平均冷卻速度(單位:℃/min)、平均冷卻速度之面內分佈(單位:℃/min)、波長300nm下之平均面內透過率(單位:%)、波長300nm下之透過率之面內分佈(單位:%)。再者,各例中使用之玻璃之尺寸為G6尺寸(1850mm×1500mm×0.5mm)。
再者,可藉由自G6尺寸之板切出複數個50mm×50mm之樣品並測定各樣品之透過率以及折射率而求出平均面內透過率及透過率之面內分佈。玻璃之透過率係藉由日立紫外可見近紅外分光光度計4U-4100進行測定。折射率測定中使用Shimadzu Device Corporation製造之精密折射率計KPR-2000。
由表明確可知,實施例之玻璃之平均冷卻速度之面內分佈均成為40℃/min以下,G6尺寸之基板中之波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈均成為1%以下,故而認為於用作FPD基板玻璃時,良率提高。
詳細且參照特定之實施態樣說明了本發明,但業者知曉可於不脫離本發明之範圍及精神之情況下進行各種修正或變更。
本申請案係基於2013年4月23日提出申請之日本專利申請2013-090141,將其內容以參照之形式併入本文中。
本發明之無鹼玻璃基板容易成形為板狀,且紫外線透過率之面內分佈受到抑制,因此適合作為各種顯示器用基板玻璃。
Claims (6)
- 一種無鹼玻璃基板,其應變點為680℃以上,楊氏模數為78GPa以上,波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%,G6尺寸之基板中之波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈以厚度0.5mm換算為1%以下,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度為400℃/min以下,該平均冷卻速度之面內分佈為40℃/min以下,且以氧化物基準之質量百分率表示而含有50~73之SiO2、10.5~24之Al2O3、0~5之B2O3、0~10之MgO、0~14.5之CaO、0~24之SrO、0~20之BaO、0~5之ZrO2、0.01~1之SnO2、0.005~0.1之Fe2O3,且MgO+CaO+SrO+BaO為8~29.5。
- 如請求項1之無鹼玻璃基板,其中鹵族元素之總量以氧化物基準之質量百分率表示為0.001~1%。
- 如請求項1或2之無鹼玻璃基板,其中Fe含量之面內分佈以Fe2O3換算之質量百分率表示為0.001~0.003%。
- 一種無鹼玻璃基板之製造方法,其特徵在於:其係製造具有SiO2-Al2O3-RO(RO為MgO、CaO、BaO及SrO中之1種以上)系之 組成之無鹼玻璃的方法,且包括以下步驟:以成為如下無鹼玻璃之方式調製玻璃原料,該無鹼玻璃之應變點為680℃以上,楊氏模數為78GPa以上,波長300nm下之紫外線透過率以厚度0.5mm換算為40~85%,且以氧化物基準之質量百分率表示而含有50~73之SiO2、10.5~24之Al2O3、0~5之B2O3、0~10之MgO、0~14.5之CaO、0~24之SrO、0~20之BaO、0~5之ZrO2、0.01~1之SnO2、0.005~0.1之Fe2O3,且MgO+CaO+SrO+BaO為8~29.5;及以如下方式管理成形時及緩冷卻時之溫度條件,即,由速率冷卻法求出之玻璃轉移點附近之平均冷卻速度成為400℃/min以下,該平均冷卻速度之面內分佈成為40℃/min以下,G6尺寸之基板中之波長300nm下之紫外線透過率之面內分佈以厚度0.5mm換算成為1%以下。
- 如請求項4之無鹼玻璃基板之製造方法,其中鹵族元素之總量以氧化物基準之質量百分率表示為0.001~1%。
- 如請求項4或5之無鹼玻璃基板之製造方法,其中Fe含量之面內分佈以Fe2O3換算之質量百分率表示為0.001~0.003%。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5991429B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2016-09-14 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板およびその製造方法 |
CN113045197A (zh) * | 2015-04-03 | 2021-06-29 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃 |
JP6663010B2 (ja) * | 2015-12-01 | 2020-03-11 | コーナーストーン・マテリアルズ・テクノロジー・カンパニー・リミテッドKornerstone Materials Technology Company, Ltd. | 低ホウ素とバリウムフリーのアルカリ土類アルミノシリケートガラス及びその応用 |
JP7047757B2 (ja) * | 2016-05-25 | 2022-04-05 | Agc株式会社 | 無アルカリガラス基板、積層基板、およびガラス基板の製造方法 |
WO2018025727A1 (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板、積層基板、およびガラス基板の製造方法 |
WO2018116731A1 (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス |
CN106746601B (zh) | 2016-12-30 | 2019-06-04 | 东旭集团有限公司 | 用于制备玻璃的组合物、玻璃制品及用途 |
WO2018199059A1 (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | 日本電気硝子株式会社 | キャリアガラス及びその製造方法 |
CN107479228B (zh) * | 2017-09-11 | 2020-08-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示模组及显示模组的制备方法 |
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CN108947237A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种低膨胀系数高应变点的无碱硅酸盐玻璃 |
JP7389400B2 (ja) * | 2018-10-15 | 2023-11-30 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス板 |
CN112441743A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-05 | 河南旭阳光电科技有限公司 | 一种无碱玻璃组合物、无碱玻璃及制备方法和应用 |
KR20240006551A (ko) * | 2021-05-10 | 2024-01-15 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 무알칼리 유리판 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4789058B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2011-10-05 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板 |
JP4789059B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2011-10-05 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板 |
JP5703535B2 (ja) * | 2006-05-23 | 2015-04-22 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板 |
JP5359271B2 (ja) | 2006-07-13 | 2013-12-04 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板及びその製造方法並びに液晶ディスプレイパネル |
JP2009053544A (ja) | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sharp Corp | 配向安定化方法、ならびにそれを用いた液晶表示パネルおよび液晶表示装置の製造方法 |
JP5024087B2 (ja) | 2008-02-05 | 2012-09-12 | 旭硝子株式会社 | ガラス積層体、支持体付き表示装置用パネル、およびそれらの製造方法 |
TWI494286B (zh) * | 2009-03-19 | 2015-08-01 | Nippon Electric Glass Co | 無鹼玻璃 |
EP2450319A4 (en) | 2009-07-02 | 2015-01-28 | Asahi Glass Co Ltd | ALKALIFREE GLASS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
JP6149284B2 (ja) * | 2010-10-06 | 2017-06-21 | コーニング インコーポレイテッド | 高熱および化学安定性を有する無アルカリガラス組成物 |
KR101738645B1 (ko) | 2010-11-08 | 2017-05-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 패널 및 그 제조방법 |
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KR101751569B1 (ko) | 2010-12-27 | 2017-06-27 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 무알칼리 유리 및 무알칼리 유리의 제조 방법 |
JP5941067B2 (ja) | 2011-01-25 | 2016-06-29 | コーニング インコーポレイテッド | 熱安定性および化学安定性の高いガラス組成物 |
EP2789587A1 (en) | 2011-12-06 | 2014-10-15 | Asahi Glass Company, Limited | Method for manufacturing alkali-free glass |
EP2821375A4 (en) | 2012-02-27 | 2015-10-28 | Asahi Glass Co Ltd | PROCESS FOR PRODUCING NON-ALKALINE GLASS |
US9162919B2 (en) * | 2012-02-28 | 2015-10-20 | Corning Incorporated | High strain point aluminosilicate glasses |
JP5702888B2 (ja) | 2012-04-27 | 2015-04-15 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラスおよびその製造方法 |
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WO2013180220A1 (ja) | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板、および、無アルカリガラス基板の薄板化方法 |
KR20150029633A (ko) | 2012-06-05 | 2015-03-18 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 무알칼리 유리 및 그 제조 방법 |
CN108623149A (zh) | 2012-06-05 | 2018-10-09 | 旭硝子株式会社 | 无碱玻璃及其制造方法 |
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JP5991429B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2016-09-14 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板およびその製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI756254B (zh) * | 2016-08-23 | 2022-03-01 | 日商Agc股份有限公司 | 無鹼玻璃 |
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