TW202017882A - 無鹼玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本發明的無鹼玻璃板的特徵在於：作為玻璃組成，以莫耳%計而含有60%～74%的SiO2
、6%～20%的Al2
O3
、0%～9%的B2
O3
、1%～13%的MgO、1%～13%的CaO、0%～7%的SrO、0%～8%的BaO、0%～未滿1.0%的Y2
O3
+La2
O3
，實質不含鹼金屬氧化物，且應變點為650℃以上。
Description
本發明是有關於一種無鹼玻璃板，尤其是有關於一種適合於液晶顯示器、有機電致發光（electroluminescence，EL）顯示器等平板顯示器中的用以形成薄膜電晶體（Thin Film Transistor，TFT）電路的基板或對用以形成TFT電路的樹脂基板進行保持的玻璃載板（carrier glass）的無鹼玻璃板。
眾所周知，為了實現驅動控制，液晶面板或有機EL面板具備薄膜電晶體（TFT）。
關於對顯示器進行驅動的薄膜電晶體，已知有非晶矽、低溫多晶矽、高溫多晶矽等。近年來，伴隨大型液晶顯示器、智慧型手機（smart phone）、平板個人電腦（tablet personal computer）等的普及，顯示器的高解析度化的需求提高。低溫多晶矽TFT可滿足該需求，但經過500℃～600℃的高溫成膜製程。但是，先前的玻璃板於高溫成膜製程的前後熱收縮變大，因此會引起薄膜電晶體的圖案偏移。因此，為了顯示器的高解析度化，要求低熱收縮的玻璃板。近年來，正在研究顯示器的進一步高精細化，於該情況下，需要使玻璃板進一步低熱收縮化。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5769617號公報
[發明所欲解決之課題]
作為使玻璃板的熱收縮下降的方法，主要可列舉兩種方法。第一種方法是預先於成膜製程的熱處理溫度附近對玻璃板進行保持並加以緩冷的方法。該方法中，在緩冷時，玻璃結構鬆弛而收縮，因此可抑制之後的高溫成膜製程中的熱收縮量。但是，該方法會導致製造步驟數或製造時間的增加，因此玻璃板的製造成本會高漲。
第二種方法是提高玻璃板的應變點的方法。溢流下拉（over flow down draw）法通常以相對較短的時間自熔融溫度冷卻至成形溫度。因該影響而玻璃板的假想溫度變高，玻璃板的熱收縮變大。因此，若提高玻璃板的應變點，則成膜製程的熱處理溫度下的玻璃板的黏度變大，難以進行結構鬆弛。結果，可抑制玻璃板的熱收縮。而且，成膜製程的熱處理溫度越高，相對於熱收縮的減低而高應變點化的效果越大。因此，於低溫多晶矽TFT的情況下，理想的是盡可能使玻璃板高應變點化。
例如，專利文獻1中揭示有減低玻璃組成中的B2
O3
的含量來使玻璃板高應變點化的情況。進而，專利文獻1中揭示有導入玻璃組成中的Y2
O3
及/或La2
O3
來避免耐失透性伴隨低B2
O3
量下降的情況。但是，由於Y2
O3
及La2
O3
為稀土類元素，因此原料成本高而使玻璃板的製造成本高漲。
本發明是鑒於所述情況而成，其技術性課題為提供一種應變點高且可使製造成本低廉化的無鹼玻璃板。
[解決課題之手段]
本發明者等人進行了努力研究，結果發現，藉由對各成分的含量進行嚴格限制，並且將應變點限制為規定值以上而可解決所述技術性課題，從而作為本發明來提出。即，本發明的無鹼玻璃板的特徵在於：作為玻璃組成，以莫耳%計而含有60%～74%的SiO2
、6%～20%的Al2
O3
、0%～9%的B2
O3
、1%～13%的MgO、1%～13%的CaO、0%～7%的SrO、0%～8%的BaO、0%～未滿1.0%的Y2
O3
+La2
O3
，實質不含鹼金屬氧化物，且應變點為650℃以上。此處，「Y2
O3
+La2
O3
」是指Y2
O3
與La2
O3
的合計量。所謂「實質不含鹼金屬氧化物」，是指玻璃組成中的鹼金屬氧化物（Li2
O、Na2
O、K2
O）的含量未滿0.5莫耳%（理想的是未滿0.1莫耳%）的情況。「應變點」是指基於美國材料與試驗協會（American Society for Testing and Materials，ASTM）C336的方法進行測定而得的值。
另外，本發明的無鹼玻璃板較佳為SrO+BaO的含量為0莫耳%～3莫耳%。此處，「SrO+BaO」是指SrO與BaO的合計量。
另外，本發明的無鹼玻璃板較佳為應變點為700℃以上。
另外，本發明的無鹼玻璃板較佳為楊氏模量（Young’s modulus）為79 GPa以上。此處，「楊氏模量」可藉由彎曲共振法而進行測定。
另外，本發明的無鹼玻璃板較佳為熱膨脹係數為30×10-7
/℃～45×10-7
/℃。若如此，則可抑制因高溫成膜製程中的溫度不均而於玻璃板上產生局部尺寸變化的事態。
另外，本發明的無鹼玻璃板較佳為高溫黏度102.5
dPa·s下的溫度為1600℃以下。若如此，則可使熔融成本低廉化。
本發明的無鹼玻璃板的特徵在於：作為玻璃組成，以莫耳%計而含有60%～74%的SiO2
、6%～20%的Al2
O3
、0%～9%的B2
O3
、1%～13%的MgO、1%～13%的CaO、0%～7%的SrO、0%～8%的BaO、0%～未滿1.0%的Y2
O3
+La2
O3
，實質不含鹼金屬氧化物。以下示出如所述般限定各成分的含量的理由。再者，於各成分的含量的說明中，除有特別說明的情況以外，%表達表示莫耳%。
SiO2
為形成玻璃骨架的成分，且是提高應變點的成分。因此，SiO2
的含量較佳為60%以上、62%以上、64%以上、尤其是66%以上。另一方面，若SiO2
的含量過多，則高溫黏度變高，熔融性容易下降。因此，SiO2
的含量較佳為74%以下、72%以下、70%以下、尤其是68%以下。
Al2
O3
為形成玻璃骨架的成分，且是提高應變點的成分，進而是抑制分相的成分。因此，Al2
O3
的含量較佳為6%以上、8%以上、10%以上、尤其是12%以上。另一方面，若Al2
O3
的含量過多，則高溫黏度變高，熔融性容易下降。因此，Al2
O3
的含量較佳為20%以下、18%以下、16%以下、尤其是14%以下。
B2
O3
雖為任意成分，但為顯著提高熔融性的成分。因此，B2
O3
的含量較佳為0%以上、0.01%以上、0.1%以上、0.2%以上、0.3%以上、0.4%以上、尤其是0.5%以上。另一方面，若B2
O3
的含量過多，則應變點大幅下降，β-OH值大幅增加。詳細情況將於後敘述，若β-OH值變多，則應變點以下的溫度區域內的熱收縮變大。因此，B2
O3
的含量較佳為9%以下、7%以下、5%以下、尤其是4%以下。
莫耳比SiO2
/B2
O3
較佳為以50以下、40以下、30以下、25以下、尤其是20以下為宜。若莫耳比SiO2
/B2
O3
過大，則難以兼顧高應變點與高熔融性。再者，「SiO2
/B2
O3
」是指SiO2
的含量除以B2
O3
的含量而得的值。
MgO為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，且是藉由與其他成分的平衡而提高耐失透性的成分。進而，就機械特性的觀點而言，為顯著提高楊氏模量的成分。因此，MgO的含量較佳為1%以上、3%以上、5%以上、6%以上、尤其是7%以上。另一方面，若MgO的含量過多，則應變點容易下降，或與其他成分的平衡崩潰而失透傾向變強。因此，MgO的含量較佳為15%以下、13%以下、10%以下、尤其是8%以下。
CaO為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，且是藉由與其他成分的平衡而提高耐失透性的成分。因此，CaO的含量較佳為1%以上、3%以上、尤其是5%以上。另一方面，若CaO的含量過多，則應變點容易下降。因此，CaO的含量較佳為15%以下、13%以下、10%以下、8%以下、尤其是7%以下。
SrO為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，且是藉由與其他成分的平衡而提高耐失透性的成分。因此，SrO的含量較佳為0%以上、0.5%以上、1%以上、尤其是1.5%以上。另一方面，若SrO的含量過多，則應變點容易下降。因此，SrO的含量較佳為7%以下、5%以下、3%以下、尤其是2%以下。
BaO為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，且是藉由與其他成分的平衡而提高耐失透性的成分。因此，BaO的含量較佳為0%以上、0.5%以上、1%以上、尤其是1.5%以上。另一方面，若BaO的含量過多，則應變點容易下降。因此，BaO的含量較佳為8%以下、6%以下、4%以下、3%以下、尤其是2%以下。
SrO與BaO的合計量較佳為0%以上、0.5%以上、1%以上、1.2%以上、1.4%以上、尤其是1.6%以上。若SrO與BaO的合計量過少，則熔融性容易下降。另一方面，若SrO與BaO的合計量過多，則損及玻璃組成的成分平衡，耐失透性容易下降。因此，SrO與BaO的合計量較佳為6%以下、4%以下、3%以下、2.5%以下、2.2%以下、尤其是2%以下。
莫耳比B2
O3
/BaO較佳為1以上、2以上、5以上、8以上、尤其是10以上。若莫耳比B2
O3
/BaO過小，則於本申請案的玻璃系中，玻璃成分的平衡崩潰，耐失透性容易下降。再者，「B2
O3
/BaO」是指B2
O3
的含量除以BaO的含量而得的值。
莫耳比BaO/（SrO+BaO）較佳為1以下、0.8以下、0.6以下、0.4以下、尤其是0.2以下。若莫耳比BaO/（SrO+BaO）過大，則於本申請案的玻璃系中，玻璃成分的平衡崩潰，耐失透性容易下降。再者，「BaO/（SrO+BaO）」是指BaO的含量除以SrO與BaO的合計量而得的值。
莫耳比（SiO2
+Al2
O3
+B2
O3
）/（SrO+BaO）較佳為10以上、15以上、20以上、25以上、尤其是30以上。若莫耳比（SiO2
+Al2
O3
+B2
O3
）/（SrO+BaO）過小，則難以兼顧高應變點與高楊氏模量。再者，「（SiO2
+Al2
O3
+B2
O3
）/（SrO+BaO）」是指SiO2
、Al2
O3
及B2
O3
的合計量除以SrO與BaO的合計量而得的值。
若（CaO+SrO+BaO）-（Al2
O3
+B2
O3
）過多，則玻璃中的非交聯氧變多，熱收縮率變大。因此，（CaO+SrO+BaO）-（Al2
O3
+B2
O3
）較佳為5%以下、3%以下、1%以下、0%以下、-1%以下、-3%以下、尤其是-4%以下。另一方面，若（CaO+SrO+BaO）-（Al2
O3
+B2
O3
）過少，則應變點變低，反而熱收縮率變大。因此，（CaO+SrO+BaO）-（Al2
O3
+B2
O3
）較佳為-20%以上、-15%以上、-10%以上、-7%以上、尤其是-6%以上。再者，「（CaO+SrO+BaO）-（Al2
O3
+B2
O3
）」是指自CaO、SrO及BaO的合計量減去Al2
O3
與B2
O3
的合計量而得的值。
Y2
O3
為提高應變點、楊氏模量的成分，但若其含量過多，則密度、原料成本容易增加。因此，Y2
O3
的含量較佳為0%～0.8%、0%～0.7%、0%～0.5%、0%～0.2%、尤其是0%～未滿0.1%。
La2
O3
為提高應變點、楊氏模量的成分，但若其含量過多，則密度、原料成本容易增加。因此，La2
O3
的含量較佳為0%～0.8%、0%～0.7%、0%～0.5%、0%～0.2%、尤其是0%～未滿0.1%。
Y2
O3
與La2
O3
的合計量較佳為0%～未滿1.0%、0%～0.8%、0%～0.7%、0%～0.5%、0%～0.2%、尤其是0%～未滿0.1%。但是，若Y2
O3
與La2
O3
的合計量過多，則密度、原料成本容易增加。
本發明的無鹼玻璃板除所述成分以外，亦可於玻璃組成中包含以下成分。
ZnO為提高熔融性的成分，但若大量含有ZnO，則玻璃容易失透，且應變點容易下降。ZnO的含量較佳為0%～5%、0%～3%、0%～0.5%、0%～0.3%、尤其是0%～0.2%。
P2
O5
為維持應變點並且使Al系失透結晶的液相溫度顯著下降的成分，但若大量含有P2
O5
，則楊氏模量下降，或玻璃分相。另外，有P自玻璃擴散而對TFT的性能造成影響的擔憂。因此，P2
O5
的含量較佳為0%～5%、0%～3%、0%～1%、尤其是0%～0.5%。
TiO2
為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，並且是抑制曝曬（solarization）的成分，但若大量含有TiO2
，則玻璃著色，透過率容易下降。因此，TiO2
的含量較佳為0%～3%、0%～1%、0%～0.1%、尤其是0%～0.02%。
SnO2
為於高溫區域具有良好的澄清作用的成分，並且是提高應變點的成分，且是使高溫黏性下降的成分。SnO2
的含量較佳為0%～1%、0.001%～1%、0.05%～0.5%、尤其是0.08%～0.2%。若SnO2
的含量過多，則SnO2
的失透結晶容易析出。再者，若SnO2
的含量少於0.001%，則難以享有所述效果。
SnO2
適合作為澄清劑，但只要不會大幅損及玻璃特性，則亦可使用SnO2
以外的澄清劑。具體而言，可以合計量計添加As2
O3
、Sb2
O3
、CeO2
、F2
、Cl2
、SO3
、C至例如0.5%為止，亦可以合計量計添加Al、Si等金屬粉末至例如0.5%為止。
As2
O3
與Sb2
O3
的澄清性優異，但就環境的觀點而言，較佳為儘量不導入。進而，若於玻璃中大量含有As2
O3
，則有耐曝曬性下降的傾向，因此As2
O3
的含量較佳為0.5%以下、尤其是0.1%以下，理想的是實質不含。此處，所謂「實質不含As2
O3
」，是指玻璃組成中的As2
O3
的含量未滿0.05%的情況。另外，Sb2
O3
的含量較佳為1%以下、尤其是0.5%以下，理想的是實質不含。此處，所謂「實質不含Sb2
O3
」，是指玻璃組成中的Sb2
O3
的含量未滿0.05%的情況。
Cl具有促進無鹼玻璃的熔融的效果，若添加Cl，則可使熔融溫度低溫化，並且促進澄清劑的作用，結果，可使熔融成本低廉化並且實現玻璃製造窯的長壽命化。但是，若Cl的含量過多，則應變點容易下降。因此，Cl的含量較佳為0.5%以下、尤其是0.1%以下。再者，作為Cl的導入原料，可使用氯化鍶等鹼土類金屬氧化物的氯化物或氯化鋁等。
本發明的無鹼玻璃板較佳為具有以下特性。
熱膨脹係數較佳為30×10-7
/℃～45×10-7
/℃、30×10-7
/℃～42×10-7
/℃、30×10-7
/℃～40×10-7
/℃、30×10-7
/℃～38×10-7
/℃、尤其是30×10-7
/℃～36×10-7
/℃。若熱膨脹係數過高，則因高溫成膜製程中的溫度不均而於玻璃板上容易產生局部尺寸變化。
密度較佳為2.80 g/cm3
以下、2.75 g/cm3
以下、2.70 g/cm3
以下、2.65 g/cm3
以下、2.60 g/cm3
以下、2.55 g/cm3
以下、尤其是2.45 g/cm3
～2.50 g/cm3
。若密度過高，則玻璃板的彎曲量變大，因此於顯示器的製造步驟等中，容易助長應力引起的圖案偏移。
應變點較佳為650℃以上、680℃以上、700℃以上、710℃以上、720℃以上、730℃以上、尤其是740℃以上。若應變點過低，則於高溫成膜製程中，玻璃板容易熱收縮。
緩冷點較佳為720℃以上、750℃以上、780℃以上、尤其是800℃以上。若緩冷點過低，則於高溫成膜製程中，玻璃板容易熱收縮。
軟化點較佳為940℃以上、960℃以上、980℃以上、尤其是1000℃以上。若軟化點過低，則於高溫成膜製程中，玻璃板容易熱收縮。
高溫黏度102.5
dPa·s下的溫度較佳為1656℃以下、1620℃以下、1600℃以下、1590℃以下、1580℃以下、尤其是1570℃以下。若102.5
dPa·s下的溫度變高，則熔融性、澄清性容易下降，玻璃板的製造成本高漲。
楊氏模量較佳為76 GPa以上、78 GPa以上、79 GPa以上、80 GPa以上、81 GPa以上、82 GPa以上、尤其是83 GPa以上。若楊氏模量過低，則玻璃板的彎曲量變大，因此於顯示器的製造步驟等中，容易助長應力引起的圖案偏移。
比楊氏模量較佳為29 GPa/g·cm-3
以上、30 GPa/g·cm-3
以上、31 GPa/g·cm-3
以上、32 GPa/g·cm-3
以上、尤其是33 GPa/g·cm-3
以上。若比楊氏模量過低，則玻璃板的彎曲量容易變大，因此於顯示器的製造步驟等中，容易助長應力引起的圖案偏移。
液相溫度較佳為1450℃以下、1300℃以下、1200℃以下、尤其是1150℃以下。若如此，則在成形時，不易產生失透結晶。進而，由於容易利用溢流下拉法來成形，因此容易提高玻璃板的表面品質，並且可使玻璃板的製造成本低廉化。再者，「液相溫度」是指將通過標準篩30目（500 μm）而殘留於50目（300 μm）中的玻璃粉末放入鉑舟（platinum boat）中，於溫度梯度爐中保持24小時後，結晶析出的溫度。
液相黏度較佳為104.6
dPa·s以上、105.0
dPa·s以上、105.2
dPa·s以上、尤其是105.5
dPa·s以上。若如此，則在成形時，不易產生失透，因此容易利用溢流下拉法來成形，結果，可提高玻璃板的表面品質，且可使玻璃板的製造成本低廉化。再者，「液相黏度」是指液相溫度下的玻璃的黏度，可利用鉑球提拉法來測定。
β-OH值為表示玻璃中的水分量的指標，若使β-OH值下降，則可提高應變點。另外，即便於玻璃組成相同的情況下，β-OH值小者的應變點以下的溫度區域內的熱收縮亦變小。β-OH值較佳為0.30/mm以下、0.25/mm以下、0.20/mm以下、0.15/mm以下、尤其是0.10/mm以下。再者，若β-OH值過小，則熔融性容易下降。因此，β-OH值較佳為0.01/mm以上、尤其是0.03/mm以上。此處，「β-OH值」是指使用傅立葉轉換紅外光譜法（Fourier transform infrared spectroscopy，FT-IR）測定玻璃的透過率，並使用下述數式1而求出的值。
[數式1]
β-OH值=（1/X）log（T1
/T2
）
X：板厚（mm）
T1
：參照波長3846 cm-1
下的透過率（%）
T2
：羥基吸收波長3600 cm-1
附近的最小透過率（%）
本發明的無鹼玻璃板較佳為於板厚方向的中央部具有溢流匯流面。即，較佳為利用溢流下拉法成形而成。所謂溢流下拉法是使熔融玻璃自楔形的耐火材料的兩側溢出，且使溢出的熔融玻璃於楔形的下端匯流，並且向下方延伸成形而成形為平板形狀的方法。溢流下拉法中，應成為玻璃板的表面的面不接觸耐火材料，而以自由表面的狀態來成形。因此，可廉價地製造未研磨且表面品質良好的玻璃板。進而，大面積化或薄壁化亦容易。
除溢流下拉法以外，例如亦可利用流孔下引（slot down）法、再拉（redraw）法、浮動（float）法、滾壓（roll out）法來成形。
於本發明的無鹼玻璃板中，板厚並無特別限定，較佳為1.0 mm以下、0.7 mm以下、0.5 mm以下、尤其是0.05 mm～0.4 mm。板厚越小，越容易使液晶面板或有機EL面板輕量化。再者，板厚可利用玻璃製造時的流量或成形速度（拉板速度）等來調整。
於工業上製造本發明的無鹼玻璃板的方法較佳為包括：熔融步驟，藉由將以所述玻璃組成調合而成的玻璃配合料投入至熔融爐中，利用加熱電極進行通電加熱而獲得熔融玻璃；以及成形步驟，藉由溢流下拉法而將所獲得的熔融玻璃成形為無鹼玻璃板。
玻璃板的製造步驟通常包括熔融步驟、澄清步驟、供給步驟、攪拌步驟、成形步驟。熔融步驟是將調合有玻璃原料的玻璃配合料熔融而獲得熔融玻璃的步驟。澄清步驟是藉由澄清劑等的作用而使熔融步驟中所獲得的熔融玻璃進行澄清的步驟。供給步驟是於各步驟間移送熔融玻璃的步驟。攪拌步驟是將熔融玻璃攪拌、均質化的步驟。成形步驟是將熔融玻璃成形為玻璃板的步驟。再者，視需要亦可將所述以外的步驟、例如將熔融玻璃調節為適合於成形的狀態的狀態調節步驟併入攪拌步驟後。
於在工業上製造無鹼玻璃板的情況下，通常藉由利用燃燒器的燃燒火焰的加熱而熔融。燃燒器通常配置於熔融窯的上方，作為燃料，使用化石燃料，具體而言為重油等液體燃料或液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas，LPG）等氣體燃料等。燃燒火焰可藉由將化石燃料與氧氣混合而獲得。但是，該方法中，由於熔融時大量的水分混入至熔融玻璃中，因此β-OH值容易上升。因此，當製造無鹼玻璃板時，較佳為進行利用加熱電極的通電加熱，更佳為不進行利用燃燒器的燃燒火焰的加熱，而藉由利用加熱電極的通電加熱來熔融即完全電熔融。藉此，熔融時水分不易混入至熔融玻璃中，因此容易將β-OH值限制為0.30/mm以下、0.25/mm以下、0.20/mm以下、0.15/mm以下、尤其是0.10/mm以下。進而，若進行利用加熱電極的通電加熱，則用以獲得熔融玻璃的每單位質量的能量的量下降，並且熔融揮發物變少，因此可減低環境負荷。
進而，關於該通電加熱，玻璃配合料中的水分量越少，越容易減低玻璃板中的β-OH值。而且，B2
O3
的導入原料容易成為水分的最大的混入源。因此，就製造低β-OH值的無鹼玻璃板的觀點而言，較佳為使B2
O3
的含量盡可能少。另外，玻璃配合料中的水分量越少，玻璃配合料於熔融窯內越容易均勻地擴展，因此容易製造均質且高品質的玻璃板。
利用加熱電極的通電加熱較佳為藉由如下方式來進行：對以與熔融窯內的熔融玻璃接觸的方式設置於熔融窯的底部或側部的加熱電極施加交流電壓。加熱電極中使用的材料較佳為具備耐熱性與對熔融玻璃的耐蝕性者，例如可使用氧化錫、鉬、鉑、銠等，尤其就爐內設置的自由度的觀點而言，較佳為鉬。
[實施例]
以下，基於實施例對本發明進行說明。但是，以下實施例僅為例示。本發明並不受以下實施例任何限定。
表1～表28示出本發明的實施例（試樣No.1～試樣No.391）。
[表1] 
[表2] 
[表3] 
[表4] 
[表5] 
[表6] 
[表7] 
[表8] 
[表9] 
[表10] 
[表11] 
[表12] 
[表13] 
[表14] 
[表15] 
[表16] 
[表17] 
[表18] 
[表19] 
[表20] 
[表21] 
[表22] 
[表23] 
[表24] 
[表25] 
[表26] 
[表27] 
[表28] 
首先，將以成為表中的玻璃組成的方式調合玻璃原料而成的玻璃配合料放入鉑坩堝中，然後於1600℃～1650℃下熔融24小時。在玻璃配合料熔解時，使用鉑攪拌棒加以攪拌，進行均質化。繼而，使熔融玻璃流出至碳板上而成形為板狀後，於緩冷點附近的溫度下緩冷30分鐘。針對所獲得的各試樣，對熱膨脹係數、密度、應變點、緩冷點、軟化點、高溫黏度104.0
dPa·s下的溫度、高溫黏度103.0
dPa·s下的溫度、高溫黏度102.5
dPa·s下的溫度、楊氏模量、比楊氏模量進行評價。再者，一部分的玻璃特性並非實測值，而是根據過去資料進行計算而得的推測值。
熱膨脹係數是利用膨脹計測定30℃～380℃的溫度範圍內的平均熱膨脹係數而得的值。
密度是利用周知的阿基米德（Archimedes）法進行測定而得的值。
應變點、緩冷點、軟化點是基於ASTM C336、C338的方法進行測定而得的值。
高溫黏度104.0
dPa·s、高溫黏度103.0
dPa·s、高溫黏度102.5
dPa·s下的溫度是利用鉑球提拉法進行測定而得的值。
楊氏模量是藉由彎曲共振法進行測定而得的值。
比楊氏模量是楊氏模量除以密度而得的值。
根據表而明確，試樣No.1～試樣No.391於玻璃組成中不含Y2
O3
與La2
O3
且應變點為650℃以上。因此，認為試樣No.1～試樣No.391適合於液晶顯示器、有機EL顯示器等平板顯示器中的用以形成TFT電路的基板或對用以形成TFT電路的樹脂基板進行保持的玻璃載板。
無
無
Claims (6)
- 一種無鹼玻璃板，其特徵在於：作為玻璃組成，以莫耳%計而含有60%～74%的SiO2 、6%～20%的Al2 O3 、0%～9%的B2 O3 、1%～13%的MgO、1%～13%的CaO、0%～7%的SrO、0%～8%的BaO、0%～未滿1.0%的Y2 O3 +La2 O3 ，實質不含鹼金屬氧化物，且應變點為650℃以上。
- 如請求項1所述的無鹼玻璃板，其中SrO+BaO的含量為0莫耳%～3莫耳%。
- 如請求項1或請求項2所述的無鹼玻璃板，其中應變點為700℃以上。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的無鹼玻璃板，其中楊氏模量為79 GPa以上。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的無鹼玻璃板，其中熱膨脹係數為30×10-7 /℃～45×10-7 /℃。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的無鹼玻璃板，其中高溫黏度102.5 dPa·s下的溫度為1600℃以下。
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|---|---|---|---|---|
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| EP2650262A1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-10-16 | Asahi Glass Company, Limited | Alkali free glass and method for producing alkali free glass |
| CN103347830A (zh) * | 2011-01-25 | 2013-10-09 | 康宁股份有限公司 | 具有高热稳定性和化学稳定性的玻璃组合物 |
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| US8785336B2 (en) * | 2011-03-14 | 2014-07-22 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Alkali-free glass |
| JP5935471B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2016-06-15 | 日本電気硝子株式会社 | 液晶レンズ |
| KR101601754B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2016-03-09 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 무알칼리 유리 |
| US9162919B2 (en) * | 2012-02-28 | 2015-10-20 | Corning Incorporated | High strain point aluminosilicate glasses |
| CN104271526B (zh) * | 2012-04-27 | 2016-12-07 | 旭硝子株式会社 | 无碱玻璃及其制造方法 |
| JP6086119B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2017-03-01 | 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 |
| EP2857366A1 (en) * | 2012-06-05 | 2015-04-08 | Asahi Glass Company, Limited | Alkali-free glass and method for producing same |
| JPWO2013183625A1 (ja) * | 2012-06-05 | 2016-02-01 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラスおよびその製造方法 |
| KR20150029636A (ko) * | 2012-06-05 | 2015-03-18 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 유리 기판의 마무리 연마 방법, 및 상기 방법으로 마무리 연마된 무알칼리 유리 기판 |
| WO2013183681A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラスおよびこれを用いた無アルカリガラス板 |
| JP6037117B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2016-11-30 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス及びガラス基板 |
| US9051206B2 (en) * | 2012-12-21 | 2015-06-09 | Corning Incorporated | Glass with improved total pitch stability |
| JP6365826B2 (ja) * | 2013-07-11 | 2018-08-01 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス |
| JP2016188148A (ja) * | 2013-08-30 | 2016-11-04 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラスおよびその製造方法 |
| JP6532218B2 (ja) * | 2014-05-27 | 2019-06-19 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス |
| JP6575223B2 (ja) * | 2014-08-27 | 2019-09-18 | Ａｇｃ株式会社 | 無アルカリガラス |
| KR20230140599A (ko) * | 2014-10-23 | 2023-10-06 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 무알칼리 유리 |
| JP6791851B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2020-11-25 | コーニング インコーポレイテッド | 寸法安定性の、迅速にエッチングされるガラス |
| JPWO2016084952A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2017-10-05 | 旭硝子株式会社 | 液晶ディスプレイパネル |
| JP6802966B2 (ja) * | 2014-12-17 | 2020-12-23 | 日本電気硝子株式会社 | 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
| KR102295451B1 (ko) * | 2015-06-30 | 2021-08-27 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | 디스플레이용 유리 기판 및 그 제조 방법 |
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| US11286197B2 (en) * | 2016-12-29 | 2022-03-29 | Corning Incorporated | Solarization resistant rare earth doped glasses |
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