TW201509857A - 無鹼玻璃 - Google Patents

無鹼玻璃 Download PDF

Info

Publication number
TW201509857A
TW201509857A TW103122386A TW103122386A TW201509857A TW 201509857 A TW201509857 A TW 201509857A TW 103122386 A TW103122386 A TW 103122386A TW 103122386 A TW103122386 A TW 103122386A TW 201509857 A TW201509857 A TW 201509857A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
glass
alkali
less
modulus
free glass
Prior art date
Application number
TW103122386A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuhei Nomura
Kazutaka Ono
Jun Akiyama
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of TW201509857A publication Critical patent/TW201509857A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本發明係關於一種高比彈性模數且高楊氏模數、玻璃轉移點較高、平均熱膨脹係數較小、易於浮式法成形之無鹼玻璃，具體而言係關於一種無鹼玻璃，其楊氏模數為87GPa以上，以氧化物基準之質量%表示計，含有SiO2 61~68.5、Al2O3 17~23.5、MgO 6.5~15、CaO 3~13，且0.42<MgO/(MgO+CaO)≦0.68。

Description

無鹼玻璃
本發明係關於一種作為用於製造各種平板顯示器(FPD)之顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃而較佳、實質上不含鹼金屬氧化物、可進行浮式法成形的無鹼玻璃。
先前，對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者，一直要求如例如專利文獻1所示之以下所示之特性。
(1)若含有鹼金屬氧化物，則鹼金屬離子於薄膜中擴散而使膜特性劣化，因此實質上不含鹼金屬離子。
(2)玻璃轉移點較高以於薄膜形成步驟中暴露於高溫下時可將玻璃之變形及伴隨玻璃之結構穩定化之收縮(熱收縮)抑制至最小限度。
(3)對用於半導體形成之各種化學品具有充分之化學耐久性。尤其是對用於蝕刻SiOx或SiNx之緩衝氫氟酸(BHF：氫氟酸與氟化銨之混合液)、及含有用於蝕刻ITO之鹽酸之藥液、用於蝕刻金屬電極之各種酸(硝酸、硫酸等)、抗蝕劑剝離液之鹼具有耐久性。
(4)於內部及表面無缺陷(泡、脈紋、內含物、凹坑、損傷等)。
除上述要求以外，近年來處於如以下之狀況。
(5)要求顯示器之輕量化，玻璃本身亦期望密度較小之玻璃。
(6)要求顯示器之輕量化，期望基板玻璃之薄板化。
(7)除製作迄今為止之非晶矽(a-Si)型之液晶顯示器以外，亦逐漸開始製作若干熱處理溫度較高之多晶矽(p-Si)型之液晶顯示器(a-Si： 約350℃→p-Si：350~550℃)。
(8)為了加快液晶顯示器製作熱處理之升降溫速度而提高生產性或提高耐熱衝擊性，要求玻璃之平均熱膨脹係數較小之玻璃。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2001-348247號公報
隨著FPD之高精細化、大型化趨勢，擔心於製造步驟中產生起因於自重彎曲之變形、良率下降。又，為了充分確保大型FPD之實用強度，有用的是提高基板玻璃之破壞韌性。
因此，對各種顯示器用基板玻璃要求高比彈性模數且高楊氏模數。
本發明之目的在於提供一種高比彈性模數且高楊氏模數、玻璃轉移點較高、平均熱膨脹係數較小、易於浮式法成形之無鹼玻璃。
本發明提供一種無鹼玻璃，其楊氏模數為87GPa以上，以氧化物基準之質量%表示計，含有SiO2 61~68.5、Al2O3 17~23.5、MgO 6.5~15、CaO 3~13，且0.42<MgO/(MgO+CaO)≦0.68。
本發明之無鹼玻璃作為各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃而較佳，亦可用作磁碟用玻璃基板等。其中，若考慮到對各種顯示 器用基板玻璃或光罩用基板玻璃要求玻璃板之大型化或薄板化，則由於為高楊氏模數，故而可有效用作各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃。
其次，對各成分之組成範圍進行說明。SiO2若超過68.5%(質量%，以下只要無特別說明則相同)，則楊氏模數變低。又，若未達61%，則失透黏性變低，T4-TL變得過小。較佳為61.5~68%，更佳為62~67.5%。
Al2O3抑制玻璃之分相性，降低平均熱膨脹係數，提高玻璃轉移點，但若未達17%則無法顯現該效果，又，失透溫度亦上升。若超過23.5%，則存在玻璃之熔解性變差或使失透溫度上升之虞。較佳為17~23%，更佳為19~22.5%。
MgO提高熔解性，提高楊氏模數，因此需含有6.5%以上。然而，若超過15%，則存在失透溫度上升之虞。又，相對地SiO2之量變少，失透黏性變低，T4-TL變得過小。較佳為7~14.5%，更佳為8%~14%。
CaO提高熔解性，藉由與MgO一併含有而可抑制產生失透，因此需含有3%以上。然而，若超過13%，則平均熱膨脹係數變大。又，相對地SiO2之量變少，失透黏性變低，T4-TL變得過小。較佳為3.5~12.5%，更佳為4~12%。
若MgO/(CaO+MgO)高於0.68，則失透溫度上升。又，若為0.42以下，則楊氏模數下降，比彈性模數亦下降。更佳為0.44~0.66，進而較佳為0.46~0.64。
亦可於無損本發明之效果之範圍內含有其他成分、例如以下之 成分。作為該情形時之其他成分，為了抑制楊氏模數之下降等，較佳為未達5%，更佳為未達3%，進而較佳為未達1%，進而更佳為未達0.5%，尤佳為實質上、即除不可避免之雜質以外不含有。因此，於本發明中，SiO2、Al2O3、CaO及MgO之合計含量較佳為95%以上，更佳為97%以上，進而較佳為99%以上，進而更佳為99.5%以上。尤佳為實質上、即除不可避免之雜質以外包含SiO2、Al2O3、CaO及MgO。
B2O3使玻璃之熔解反應性變得良好，又，降低失透溫度，因此可含有未達5%。然而，若過多，則楊氏模數下降。因此，較佳為未達3%，更佳為未達1%，進而更佳為未達0.5%，尤佳為實質上不含有。
SrO不會使玻璃之失透溫度上升而提高熔解性，因此可含有未達1.5%。然而，若過多，則平均熱膨脹係數增加。因此，較佳為未達1%，更佳為未達0.5%，尤佳為實質上不含有。
BaO提高玻璃之熔解性，因此可含有未達5%。然而，若過多，則平均熱膨脹係數增加。因此，較佳為未達3%，更佳為未達1%，進而更佳為未達0.5%，尤佳為實質上不含有。
ZrO2提高玻璃之楊氏模數，因此可含有未達3%。然而，若過多，則失透溫度上升。因此，較佳為未達2%，更佳為未達1%，進而更佳為未達0.5%，尤佳為實質上不含有。
又，於本發明中，為了改善玻璃之熔解性、澄清性、成形性，玻璃原料中可含有以總量計未達1%、較佳為未達0.5%、更佳為未達0.3%、進而更佳為未達0.1%之ZnO、SO3、Fe2O3、F、Cl、SnO2。
再者，為了使於面板製造時設於玻璃表面之金屬或氧化物薄膜之特性不發生劣化，本發明之玻璃不超過雜質等級地含有(即實質上不含)鹼金屬氧化物。又，為了使玻璃之再利用變得容易，較佳為實質上不含PbO、As2O3、Sb2O3。
本發明之無鹼玻璃由於楊氏模數為87GPa以上，故而破壞韌性提高，適於要求玻璃板之大型化或薄板化的各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃。更佳為88GPa以上，進而較佳為89GPa以上。
本發明之無鹼玻璃為了抑制面板製造時之熱收縮，又，為了可應用藉由雷射退火之方法作為p-Si TFT之製造方法，較佳為玻璃轉移點為760℃以上。
若玻璃轉移點為760℃以上，則適於在製造製程中玻璃之假想溫度易上升之用途(例如板厚0.7mm以下、較佳為0.5mm以下、更佳為0.3mm以下之有機EL(Electroluminescence，電致發光)等用之顯示器用基板或照明用基板，或者板厚0.3mm以下、較佳為0.1mm以下之薄板之顯示器用基板或照明用基板)。
於成形板厚0.7mm以下、進而0.5mm以下、進而0.3mm以下、進而0.1mm以下之板玻璃的情形時，存在成形時之抽出速度變快之傾向，因此玻璃之假想溫度上升，玻璃之緊縮效應(Compaction)易增大。於該情形時，若為高玻璃轉移點玻璃，則可抑制緊縮效應。
又，本發明之無鹼玻璃較佳為50~350℃下之平均熱膨脹係數為48×10-7/℃以下。若50~350℃下之平均熱膨脹係數為48×10-7/℃以下，則耐熱衝擊性較大，可提高面板製造時之生產性。更佳為46×10-7/℃以下，進而較佳為44×10-7/℃以下。
又，本發明之無鹼玻璃為了使之易於熔解，黏度η成為102泊(dPa．s)之溫度T2較佳為1720℃以下，更佳為1700℃以下，進而較佳為1680℃以下。
又，本發明之無鹼玻璃為了易於藉由浮式法進行成形，黏度η成為104泊(dPa．s)之溫度T4較佳為1320℃以下，更佳為1300℃以下，進而較佳為1280℃以下。
進而，關於本發明之無鹼玻璃，玻璃黏度η成為104泊之溫度T4與 失透溫度TL的差(T4-TL)較佳為-100℃以上，於本發明中，可藉由浮式法進行成形。更佳為-70℃以上，進而較佳為-50℃以上。
本說明書中之失透溫度係將經粉碎之玻璃粒子放入鉑製皿中，於控制於一定溫度之電爐中進行17小時之熱處理，熱處理後藉由光學顯微鏡進行觀察，於玻璃之表面及內部析出結晶之最高溫度與未析出結晶之最低溫度的平均值。
又，本發明之無鹼玻璃為了減低自重彎曲，較佳為比彈性模數(楊氏模數/密度)為34.5GPa．cm3/g以上。因此，於製造步驟中起因於自重彎曲之變形較小，適於要求玻璃板之大型化或薄板化的各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃。更佳為34.7GPa．cm3/g以上，進而較佳為34.9GPa．cm3/g以上。
本發明之無鹼玻璃可利用例如下述方法進行製造。以成為目標成分之方式調合通常所使用之各成分之原料，將其連續地投入熔解爐，加熱至1550~1650℃而使之熔融。藉由浮式法將該熔融玻璃成形為特定之板厚，緩冷後進行切割，藉此可獲得板玻璃。
實施例
以下，例1~22、26~27為實施例，例23~25為比較例。以成為目標組成之方式調合各成分之原料，使用鉑坩堝並於1550~1650℃之溫度下進行熔解。熔解時，使用鉑攪拌器進行攪拌而使玻璃均質化。繼而，使熔解玻璃流出，成形為板狀後使之緩冷。
於表1~3中顯示：玻璃組成(單位：質量%)、密度ρ(g/cm3)、楊氏模數E(GPa)(藉由超音波法進行測定)、比彈性模數E/ρ(GPa．cm3/g)、玻璃轉移點Tg(單位：℃)、50~350℃下之平均熱膨脹係數α(單位：×10-7/℃)、玻璃黏度η成為102泊之溫度T2(單位：℃)、玻璃黏度η成為104泊之溫度T4(單位：℃)、失透溫度TL(單位：℃)及T4-TL。
再者，表1~3中標註括弧顯示之值為計算值。
由表得知，實施例之玻璃均楊氏模數較高而為87GPa以上，比彈性模數為34.5GPa．cm3/g以上。又，50~350℃下之平均熱膨脹係數為48×10-7/℃以下，T2為1720℃以下，T4-TL為-100℃以上。
詳細地且參照特定之實施態樣對本發明進行了說明，但對業者而言應明瞭可於不脫離本發明之精神與範圍之情況下施加各種變更或修正。
本申請案係基於2013年6月27日提出申請之日本專利申請2013-134751者，將其內容以參照之形式組入本說明書中。
[產業上之可利用性]
本發明之無鹼玻璃作為各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃而較佳，亦可用作磁碟用玻璃基板等。其中，若考慮到對各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃要求玻璃板之大型化或薄板化，則由於為高楊氏模數，故而可有效用作各種顯示器用基板玻璃或光罩用基板玻璃。

Claims (5)

  1. 一種無鹼玻璃，其楊氏模數為87GPa以上，以氧化物基準之質量%表示計，含有SiO2 61~68.5、Al2O3 17~23.5、MgO 6.5~15、CaO 3~13，且0.42<MgO/(MgO+CaO)≦0.68。
  2. 如請求項1之無鹼玻璃，其比彈性模數為34.5GPa．cm3/g以上。
  3. 如請求項1或2之無鹼玻璃，其玻璃轉移點為760℃以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之無鹼玻璃，其於50~350℃下之平均熱膨脹係數為48×10-7/℃以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之無鹼玻璃，其黏度η成為104泊之溫度T4與失透溫度TL的差T4-TL為-100℃以上。
TW103122386A 2013-06-27 2014-06-27 無鹼玻璃 TW201509857A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013134751A JP2016155692A (ja) 2013-06-27 2013-06-27 無アルカリガラス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201509857A true TW201509857A (zh) 2015-03-16

Family

ID=52141855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103122386A TW201509857A (zh) 2013-06-27 2014-06-27 無鹼玻璃

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2016155692A (zh)
KR (1) KR20160023698A (zh)
CN (1) CN105339317A (zh)
TW (1) TW201509857A (zh)
WO (1) WO2014208521A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6983377B2 (ja) * 2016-12-19 2021-12-17 日本電気硝子株式会社 ガラス
JP7256747B2 (ja) 2017-10-25 2023-04-12 日本板硝子株式会社 ガラス組成物
KR20240112946A (ko) * 2018-03-14 2024-07-19 에이지씨 가부시키가이샤 유리

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61236631A (ja) * 1985-04-10 1986-10-21 Ohara Inc 耐火・耐熱性ガラス
US6060168A (en) * 1996-12-17 2000-05-09 Corning Incorporated Glasses for display panels and photovoltaic devices
DE19916296C1 (de) * 1999-04-12 2001-01-18 Schott Glas Alkalifreies Aluminoborosilicatglas und dessen Verwendung
JP2001348247A (ja) 2000-05-31 2001-12-18 Asahi Glass Co Ltd 無アルカリガラス
DE10114581C2 (de) * 2001-03-24 2003-03-27 Schott Glas Alkalifreies Aluminoborosilicatglas und Verwendungen
JP4977965B2 (ja) * 2005-05-02 2012-07-18 旭硝子株式会社 無アルカリガラスおよびその製造方法
US7823417B2 (en) * 2005-11-04 2010-11-02 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high performance glass fibers in a refractory lined melter and fiber formed thereby
JP5292028B2 (ja) * 2008-09-10 2013-09-18 株式会社オハラ ガラス
EP2354104A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160023698A (ko) 2016-03-03
WO2014208521A1 (ja) 2014-12-31
JP2016155692A (ja) 2016-09-01
CN105339317A (zh) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6365826B2 (ja) ガラス
TWI613174B (zh) 無鹼玻璃及使用其之無鹼玻璃板
TWI708749B (zh) 無鹼玻璃
TWI620728B (zh) Alkali-free glass substrate
JP2013151407A (ja) 無アルカリガラス
TW201512142A (zh) 無鹼玻璃
JP6977718B2 (ja) 無アルカリガラス
TW201509857A (zh) 無鹼玻璃
JP6344397B2 (ja) 無アルカリガラス
JP2020172423A (ja) 無アルカリガラス板
CN109987836B (zh) 无碱玻璃
KR102268829B1 (ko) 무알칼리 유리
CN106458701B (zh) 无碱玻璃
TW201509855A (zh) 無鹼玻璃
JP6354943B2 (ja) ガラス