JPH04175242A - 無アルカリガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種デイスプレィやフォトマスク用基板ガラ
スとして好適な、アルカリ金属酸化物を実質上含有せず
、フロート成形の可能な無アルカリガラスに関するもの
である。

Ｃ従来の技術］ 従来、各種デイスプレィ用ガラス、特に表面に金属ない
し酸化物薄膜等を形成させるものでは、以下に示すよう
な特性が要求されている。

・薄膜形成工程で高温にさらされるため、高い歪点を有
していること。

・アルカリ金属酸化物を含有していると、アルカリ金属
イオンが薄膜中に拡散して、膜特性を劣化させてしまう
ため、実質的にアルカリ金属イオンを含まないこと。

・内部及び表面に欠点（泡、脈理、インクルージヨン、
ビット、キズ、ｅｔｃ　）をもたないこと。

・洗浄工程に耐えるような化学耐久性を有すること。

特に、近年、ガラス基板上に半導体トランジスター等を
形成するいわゆるａ−Ｓｉ−ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌ
ｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）タイプの液晶デイスプレィ
が増えてきている。これらを満足するガラスとしてコー
ニング社の＃　７０５９等が使用されているが、歪点が
６００℃程度であるため、さらに高温での熱処理を必要
とするｐ−３ｉ−ＴＦＴタイプの液晶用基板としては使
用し難いという問題点があった。

一方、ｐ−５ｉ−ＴＰＴで要求されている６５０℃以上
のの歪点を有するガラスとしては、特開昭５８−３２Ｏ
３０３８に開示されているガラスがあるが、該ガラス組
成には、酸化鉛を含有しているため、調合設備・溶解設
備・研磨設備等に除外装置を設置しなければならない。

また、作業環境として好ましくないことは明かである。

成形法としては、フロート法が幅広のものを成形できる
という利点のほか、大量生産が可能なため低コストでガ
ラス基板を供給できると言う点から最も好ましいが、こ
れらのガラスは、主としてロールアウト法ないしフュー
ジョン法で製造されてきた。しかし、ロールアウト法で
はガラスを研磨しなければならないという欠点、フュー
ジョン法では、最大成形サイズが１ｍ程度で将来の大型
液晶デイスプレィへの対応に不安があるという欠点があ
った。

Ｃ本発明の解決しようとする課題〕 本発明の目的は、上記欠点を解決し ・実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず・耐熱性に優
れ ・低い熱膨張係数を有し ・化学耐久性に優れ ・気泡・脈理の除去の容易な溶融性のよく・フロート法
による成形の可能な 基板ガラスを供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明のガラスは前述の問題点を解決すべ（なされたも
のであり モルパーセントで ５ｉＯａ　　　　　５５〜６５％ Ａ１．Ｏｓ　　　　５〜１５％ Ｂ、０．　　　０．１〜５％ ＭｇＯ　　　　５〜１５％ ＣａＯ５〜１５％ ＳｒＯ　　　　１〜９％ ＢａＯ１〜９％ ＺｎＯ　　　　　０〜３％ を含有しこれらの成分の合計が９５％以上であることを
特徴とするガラスである。

構成の詳細説明 以下、本発明におけるガラス組成範囲限定の理白につい
て説明する。

５ｉｎｓは、ガラスのネットワークホーマーであり、６
５％を越えると粘性が高（なり、溶融性が低下するので
好ましくない。他方、ＳｉＯ□が５５％未満では、ガラ
スの耐久性が悪化すると共に、膨張係数が大きくなり好
ましくない。

ＳｉＯｘは、上記範囲中５７−６３％の範囲がより好ま
しい。

Ａ１□０．はガラスの安定化のために添加される。５％
より少ないと化学耐久性が悪くなり、１５％より多い場
合には溶融性が悪化し、ＭｇＯ・Ａｆｔ（ｈの結晶が析
出し易くなるので、好ましくない。Ａ１．Ｏ，は、上記
範囲中７−１３％の範囲がより好ましい。

Ｂ２Ｏ３０．は、熱膨張率を上昇させることなく、高温
での粘性を低下させる効果がある。Ｂ２Ｏ３が０．１％
未満では、かかる効果が、実質的に獲られず、５％を超
えると化学耐久性が低下するので好ましくない。Ｂ２５
ｓは、上記範囲中０．１％−３％の範囲がより好ましい
。

ＭｇＯは、熱膨張係数を増大させることなく溶融性を向
上させる効果がある。ＭｇＯが、５％未満では、かかる
効果が少なく、１５％を越えるとＭｇＯ・Ａ１．０．あ
るいは、ＭｇＯ３ｉＯ□結晶が析出し易（なるので、い
ずれも好ましくない。ＭｇＯは、上記範囲中７％−１３
％が好ましい。

ＣａＯは、溶融性を向上させ失透温度を抑制する効果が
あるが、５％未満ではかかる効果が不充分であり、１５
％を越えると膨張率が大きくなりすぎ、またＣａＯ・Ａ
１□０３・ＳｉＯ□の結晶が析出し、いずれも好ましく
ない。ＣａＯば、７−１３％の範囲がより好ましい。

ＳｒＯば、添加することにより、ＣａＯとほぼ同様の効
果が得られる。ＳｒＯが１％未満では、かかる効果が少
なく、９％を越えると膨張率が太き（なりすぎ、いずれ
も好ましくない。ＳｒＯは、２−７％の範囲がより好ま
しい。

ＢａＯば、添加することにより、ＣａＯとほぼ同様の効
果が得られる。ＢａＯが１％未満では、かかる効果が少
なく、９％を越えると膨張率が大きくなりすぎ、いずれ
も好ましくない。ＢａＯは、２−７％の範囲がより好ま
しい。

ＺｎＯは、フロートバス中で還元され、蒸発し表層部に
異質層を形成しフロート成形が難しくなるので３％以下
であることが望ましい。ＺｎＯは、Ｏ−１，５％の範囲
がより好ましい。

成形性等を改善するため、　５％以下のＰｂＯ１ＴｉＯ
ａ、ＺｒＯｘ、Ｐ２Ｏ５、Ｆ、ＣＩ等を添加することが
出来る。

本発明のガラスは、例えば次のような方法で製造できる
。通常使用される各成分の原料を目標成分になるように
調合し、これを溶融炉に連続的に投入し、１５００〜１
６００°Ｃに加熱して溶融する。この溶融ガラスをフロ
ート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切断する。

［実施例］ 表１に本発明（Ｎｏ、１〜Ｎｏ、６）の実施例を示す。

各成分の原料を目標組成となるように調合し、白金坩堝
を用いて１５００〜１６００°Ｃの温度で５〜４時間加
熱し溶融した。

溶融にあたっては白金スターラーを挿入し１〜２時間撹
拌しガラスの均質化を行った。

次いで溶融ガラスを流し出し、板状に成形後徐冷した。

また、小型フロート炉でチエツクしたフロート成形性を
示した。

表１にはガラス組成、熱膨張係数、高温粘度、失透温・
度、歪点、耐水性、耐酸性を示した。耐水性は、９５℃
のイオン交換水中に４０時間浸漬した後、重量減を測定
し、それをガラスの単位製面積当りに換算して示した。

耐酸性は、９５℃の１／１００規定のＨＮ　Ｏｚ中に２
Ｏ３０時間浸漬した後、重量減を測定し、それをガラス
の単位製面積当りに換算して示した。

表より明らかなように、本発明によるガラス（Ｎｏ、１
〜６　）は、腫脹係数４０〜５０Ｘ　１０−’／’Ｃと
低い値を示し、溶解の目安となるｌｏｇη＝２．５（但
し、ηはボイスで表したガラス粘度、以下同じ）になる
温度も低（、溶解が容易であることがわかる。

また、フロート成形性の目安となる１ｏｇｌ＝４．０に
なる温度と失透温度との差が充分に大きく、成形時に失
透が生成するなどのトラブルがなかった。

歪点も　６５０℃以上とｐ−３ｉＴＰＴ工程で受けると
思われる高温での熱処理に充分耐えられるものと思われ
る。

Ｎｏ、７の比較例では、フロート成形時にＺｎＯ揮敢に
より、表面に反りやデイスト−ジョンが生じる。

表１ ［発明の効果］ 本発明によるガラスは、フロート法による成形が可能で
ある。また、溶融・成形性に優れ、耐熱性に優れ、かつ
低い熱膨張係数を有しているのでｐ−５ｉＴＦＴタイプ
のｌ夜晶デイスプレィ用基板に最適である。また、それ
以外にもＥＬ（エレクトロルミネッセンス）用基板、フ
ォトマスク用基板にも好適である。

′ご４か− 手続補正書 平成３年３月ｌｋ日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）モルパーセントで ＳｉＯ＿２５５〜６５％ Ａｌ＿２Ｏ＿３５〜１５％ Ｂ＿２Ｏ＿３０．１〜５％ ＭｇＯ５〜１５％ ＣａＯ５〜１５％ ＳｒＯ１〜９％ ＢａＯ５〜９％ ＺｎＯ０〜３％ からなり、アルカリ酸化物を実質的に含有せず、これら
   の成分の合計が９５％以上である無アルカリガラス
2. （２）モルパーセントで実質的に ＳｉＯ＿２５７〜６３％ Ａｌ＿２Ｏ＿３７〜１３％ Ｂ＿２Ｏ＿３０．１〜３％ ＭｇＯ７〜１３％ ＣａＯ７〜１３％ ＳｒＯ２〜７％ ＢａＯ２〜７％ ＺｎＯ０〜１．５％ からなる特許請求の範囲第１項記載の無アルカリガラス