JP2002003240A - 液晶ディスプレイ用ガラス基板 - Google Patents
液晶ディスプレイ用ガラス基板Info
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- 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
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短時間のアニールでも低温ｐ−ＳｉＴＦＴ液
晶ディスプレイに使用可能な熱収縮率を得ることが可能
な液晶ディスプレイ用ガラス基板を提供する。 【解決手段】 歪点が６７０℃以上、３０〜３８０℃の
範囲における熱膨張係数が３０〜５０×１０-7／℃、密
度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／密度が２９ＧＰ
ａ／ｇ・ｃｍ-3以上であり、質量百分率で、ＳｉＯ2
５７〜７０％、Ａｌ2Ｏ3 １４〜２５％、Ｂ2Ｏ3 ０．
１〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、ＣａＯ ３〜１５
％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ １〜９％、ＺｎＯ
０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有し、実質的にア
ルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする。
晶ディスプレイに使用可能な熱収縮率を得ることが可能
な液晶ディスプレイ用ガラス基板を提供する。 【解決手段】 歪点が６７０℃以上、３０〜３８０℃の
範囲における熱膨張係数が３０〜５０×１０-7／℃、密
度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／密度が２９ＧＰ
ａ／ｇ・ｃｍ-3以上であり、質量百分率で、ＳｉＯ2
５７〜７０％、Ａｌ2Ｏ3 １４〜２５％、Ｂ2Ｏ3 ０．
１〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、ＣａＯ ３〜１５
％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ １〜９％、ＺｎＯ
０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有し、実質的にア
ルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイの基
板として用いられるガラス基板に関するものである。
板として用いられるガラス基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＦＴ（Thin Film Transister）型ア
クティブマトリックス液晶ディスプレイ等に用いられる
液晶ディスプレイの基板として、ガラス基板が広く使用
されている。このガラス基板には、以下に示すような種
々の特性が要求される。 （１）ガラス中にアルカリ金属酸化物が含有されている
と、熱処理中にアルカリイオンが成膜された半導体物質
中に拡散し、膜特性の劣化を招くため、実質的にアルカ
リ金属酸化物を含有しないこと。 （２）フォトエッチング工程において使用される種々の
酸、アルカリ等の薬品によって劣化しないような耐薬品
性を有すること。 （３）ガラス中に基板として好ましくない溶融欠陥が発
生しないよう溶融性に優れていること。 （４）ＴＦＴの材料の熱膨張係数に近似した熱膨張係数
を有すること。 （５）ガラス基板の軽量化を図るため、ガラスの密度が
低いこと。 （６）ガラス基板のたわみ量軽減を図るため、ガラスの
比ヤング率（ヤング率／密度）が大きいこと。
クティブマトリックス液晶ディスプレイ等に用いられる
液晶ディスプレイの基板として、ガラス基板が広く使用
されている。このガラス基板には、以下に示すような種
々の特性が要求される。 （１）ガラス中にアルカリ金属酸化物が含有されている
と、熱処理中にアルカリイオンが成膜された半導体物質
中に拡散し、膜特性の劣化を招くため、実質的にアルカ
リ金属酸化物を含有しないこと。 （２）フォトエッチング工程において使用される種々の
酸、アルカリ等の薬品によって劣化しないような耐薬品
性を有すること。 （３）ガラス中に基板として好ましくない溶融欠陥が発
生しないよう溶融性に優れていること。 （４）ＴＦＴの材料の熱膨張係数に近似した熱膨張係数
を有すること。 （５）ガラス基板の軽量化を図るため、ガラスの密度が
低いこと。 （６）ガラス基板のたわみ量軽減を図るため、ガラスの
比ヤング率（ヤング率／密度）が大きいこと。
【０００３】さらにこの種のガラス基板は、その上に薄
膜電気回路を形成するため、成膜熱処理、パターニング
等の処理が施される。つまりＴＮ（Twisted Nematic）
およびＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液
晶ディスプレイの透明導電膜回路、ａ−ＳｉＴＦＴ（Am
orphous-Si TFT）、ｐ−ＳｉＴＦＴ（Poly-Si TFT）
やその他の各種金属膜、絶縁膜の組み合わせによって形
成された液晶ディスプレイの薄膜電気回路の製造工程に
おいて、ガラス基板が熱処理（デバイス作製時の熱処
理）を受ける。一般にこのデバイス作製時の熱処理工程
は３００℃以上の温度で３０分間以上行われるが、この
時、ガラス基板は構造緩和を起こし、体積が収縮する。
この熱による収縮（熱収縮）が大きいと、ガラス基板上
に形成される回路パターンが初期の設定からずれてしま
い、電気的な性能が維持できなくなるという致命的な欠
陥となる。
膜電気回路を形成するため、成膜熱処理、パターニング
等の処理が施される。つまりＴＮ（Twisted Nematic）
およびＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液
晶ディスプレイの透明導電膜回路、ａ−ＳｉＴＦＴ（Am
orphous-Si TFT）、ｐ−ＳｉＴＦＴ（Poly-Si TFT）
やその他の各種金属膜、絶縁膜の組み合わせによって形
成された液晶ディスプレイの薄膜電気回路の製造工程に
おいて、ガラス基板が熱処理（デバイス作製時の熱処
理）を受ける。一般にこのデバイス作製時の熱処理工程
は３００℃以上の温度で３０分間以上行われるが、この
時、ガラス基板は構造緩和を起こし、体積が収縮する。
この熱による収縮（熱収縮）が大きいと、ガラス基板上
に形成される回路パターンが初期の設定からずれてしま
い、電気的な性能が維持できなくなるという致命的な欠
陥となる。
【０００４】ところで液晶ディスプレイには高精度、高
精細の要求が高まっており、これらの要求を満足する次
世代の液晶ディスプレイとして、低温ｐ−ＳｉＴＦＴ型
液晶ディスプレイが有望視されている。しかしこのディ
スプレイを作製するときの熱処理は、５００〜６００℃
付近の温度で数時間行われ、加えて回路パターンが微細
であるため、熱収縮率の極めて小さいガラス基板が望ま
れている。
精細の要求が高まっており、これらの要求を満足する次
世代の液晶ディスプレイとして、低温ｐ−ＳｉＴＦＴ型
液晶ディスプレイが有望視されている。しかしこのディ
スプレイを作製するときの熱処理は、５００〜６００℃
付近の温度で数時間行われ、加えて回路パターンが微細
であるため、熱収縮率の極めて小さいガラス基板が望ま
れている。
【０００５】このため、特に低温ｐ−ＳｉＴＦＴ型液晶
ディスプレイ用ガラス基板には、 （７）熱収縮率が小さいこと、が非常に重要な特性とな
っている。
ディスプレイ用ガラス基板には、 （７）熱収縮率が小さいこと、が非常に重要な特性とな
っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】熱収縮を起こさないガ
ラス基板材料としては、石英ガラスが存在するが、これ
で大寸法の基板を作製することは困難であり、しかも材
料費が非常に高いという問題がある。
ラス基板材料としては、石英ガラスが存在するが、これ
で大寸法の基板を作製することは困難であり、しかも材
料費が非常に高いという問題がある。
【０００７】そのため一般には石英ガラスに比べてかな
り安価で大型の基板を製造することが可能な無アルカリ
ガラスが使用されている。ただし無アルカリガラス基板
は、デバイス作製時に熱収縮を起こしやすいため、予め
熱処理を行い、ガラスの構造緩和を進めて熱収縮を小さ
くする必要がある。つまり無アルカリガラス基板には、
デバイス作製時の熱処理温度より高いガラス転移領域の
温度（歪点又は徐冷点付近）まで加熱し、その温度で一
定時間保持した後、歪点より２００℃程度低い温度まで
冷却（第一段の冷却）し、ガラスが破損しない程度の冷
却速度で急冷（第二段の冷却）する、いわゆるアニール
と呼ばれる処理が施される。
り安価で大型の基板を製造することが可能な無アルカリ
ガラスが使用されている。ただし無アルカリガラス基板
は、デバイス作製時に熱収縮を起こしやすいため、予め
熱処理を行い、ガラスの構造緩和を進めて熱収縮を小さ
くする必要がある。つまり無アルカリガラス基板には、
デバイス作製時の熱処理温度より高いガラス転移領域の
温度（歪点又は徐冷点付近）まで加熱し、その温度で一
定時間保持した後、歪点より２００℃程度低い温度まで
冷却（第一段の冷却）し、ガラスが破損しない程度の冷
却速度で急冷（第二段の冷却）する、いわゆるアニール
と呼ばれる処理が施される。
【０００８】熱収縮率の大きいガラス基板ほど、このア
ニール工程において、より構造緩和を起こしておく必要
がある。そのためには最適な加熱温度で長時間保持した
後、第一段の冷却速度を小さくすることが有効である。
この処理を施しておくことにより、例えばデバイス作製
時の熱処理工程が５５０℃で５時間の場合でも、熱収縮
率が非常に小さく（約２０ｐｐｍ以下）、低温ｐ−Ｓｉ
ＴＦＴ液晶ディスプレイ用途に使用可能なガラス基板を
得ることができる。
ニール工程において、より構造緩和を起こしておく必要
がある。そのためには最適な加熱温度で長時間保持した
後、第一段の冷却速度を小さくすることが有効である。
この処理を施しておくことにより、例えばデバイス作製
時の熱処理工程が５５０℃で５時間の場合でも、熱収縮
率が非常に小さく（約２０ｐｐｍ以下）、低温ｐ−Ｓｉ
ＴＦＴ液晶ディスプレイ用途に使用可能なガラス基板を
得ることができる。
【０００９】しかしながら、現在広く使用されている無
アルカリガラス基板（歪点６５０℃程度）の熱収縮率を
上記レベルにするためには、数十時間のアニールが必要
である。このような長時間のアニールを必要とするガラ
ス基板は製造コストが高くなり、生産量も少なく実現性
に乏しい。
アルカリガラス基板（歪点６５０℃程度）の熱収縮率を
上記レベルにするためには、数十時間のアニールが必要
である。このような長時間のアニールを必要とするガラ
ス基板は製造コストが高くなり、生産量も少なく実現性
に乏しい。
【００１０】本発明の目的は、上記した要求特性項目の
全てを満足し、特に短時間のアニールでも低温ｐ−Ｓｉ
ＴＦＴ液晶ディスプレイに使用可能な熱収縮率を得るこ
とが可能な液晶ディスプレイ用ガラス基板を提供するこ
とである。
全てを満足し、特に短時間のアニールでも低温ｐ−Ｓｉ
ＴＦＴ液晶ディスプレイに使用可能な熱収縮率を得るこ
とが可能な液晶ディスプレイ用ガラス基板を提供するこ
とである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶ディスプレ
イ用ガラス基板は、歪点が６７０℃以上、３０〜３８０
℃の範囲における熱膨張係数が３０〜５０×１０-7／
℃、密度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／密度が２
９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上であり、質量百分率で、Ｓｉ
Ｏ2 ５７〜７０％、Ａｌ2Ｏ3 １４〜２５％、Ｂ2Ｏ3
０．１〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、ＣａＯ ３
〜１５％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ１〜９％、Ｚｎ
Ｏ ０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有し、実質的
にアルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする。
イ用ガラス基板は、歪点が６７０℃以上、３０〜３８０
℃の範囲における熱膨張係数が３０〜５０×１０-7／
℃、密度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／密度が２
９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上であり、質量百分率で、Ｓｉ
Ｏ2 ５７〜７０％、Ａｌ2Ｏ3 １４〜２５％、Ｂ2Ｏ3
０．１〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、ＣａＯ ３
〜１５％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ１〜９％、Ｚｎ
Ｏ ０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有し、実質的
にアルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明の液晶ディスプレイ用ガラス基板は、３
０〜３８０℃の範囲における熱膨張係数が３０〜５０×
１０-7／℃、密度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／
密度が２９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上の特性を有し、上記
（４）〜（６）の特性を満足する。
０〜３８０℃の範囲における熱膨張係数が３０〜５０×
１０-7／℃、密度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／
密度が２９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上の特性を有し、上記
（４）〜（６）の特性を満足する。
【００１３】（７）の熱収縮に関しては、ガラスの歪点
と大きな関係があり、歪点が高いほど熱収縮率が小さく
なる傾向にある。そこで本発明では、歪点を６７０℃以
上に限定している。また粘性変化が急（ショート）なガ
ラスの方が熱収縮しにくいため、ＳｉＯ2に比べてＡｌ2
Ｏ3を比較的多量に含有させることによってガラスの粘
性を低温域に向かって急激に大きくし、且つＭｇＯやＣ
ａＯを所定量含有させることで歪点の低下を抑えながら
高温粘性を下げている。これらを満足させることによ
り、高歪点で、しかも粘性変化の急なガラスとなり、熱
収縮率を小さくすることができる。
と大きな関係があり、歪点が高いほど熱収縮率が小さく
なる傾向にある。そこで本発明では、歪点を６７０℃以
上に限定している。また粘性変化が急（ショート）なガ
ラスの方が熱収縮しにくいため、ＳｉＯ2に比べてＡｌ2
Ｏ3を比較的多量に含有させることによってガラスの粘
性を低温域に向かって急激に大きくし、且つＭｇＯやＣ
ａＯを所定量含有させることで歪点の低下を抑えながら
高温粘性を下げている。これらを満足させることによ
り、高歪点で、しかも粘性変化の急なガラスとなり、熱
収縮率を小さくすることができる。
【００１４】また本発明のガラス基板は、質量百分率
で、ＳｉＯ2 ５７〜７０％、Ａｌ2Ｏ 3 １４〜２５
％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、
ＣａＯ３〜１５％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ １〜
９％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有
するために、耐薬品性、溶融性等に優れている。しか
も、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないため、膜
特性の劣化を起こすこともない。
で、ＳｉＯ2 ５７〜７０％、Ａｌ2Ｏ 3 １４〜２５
％、Ｂ2Ｏ3 ０．１〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、
ＣａＯ３〜１５％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ １〜
９％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有
するために、耐薬品性、溶融性等に優れている。しか
も、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないため、膜
特性の劣化を起こすこともない。
【００１５】各成分の限定理由は、次のとおりである。
【００１６】ＳｉＯ2は、ガラスのネットワークフォー
マーとなる成分であり、５７％より少ないと、ガラスの
密度を２．６ｇ／ｃｍ3以下にすることが困難になる。
また歪点が低くなるとともに、耐塩酸性も悪くなるため
好ましくない。一方、７０％より多いと高温粘度が大き
くなり、溶融性が悪くなるため好ましくない。ＳｉＯ 2
のより好ましい範囲は５８〜７０％である。
マーとなる成分であり、５７％より少ないと、ガラスの
密度を２．６ｇ／ｃｍ3以下にすることが困難になる。
また歪点が低くなるとともに、耐塩酸性も悪くなるため
好ましくない。一方、７０％より多いと高温粘度が大き
くなり、溶融性が悪くなるため好ましくない。ＳｉＯ 2
のより好ましい範囲は５８〜７０％である。
【００１７】Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの密度を低下させると
ともに、比ヤング率を上昇させ、且つ、歪点を高くする
成分である。しかも低温域における粘性を高くし、粘性
変化が急なガラスにする効果がある。Ａｌ2Ｏ3が１４％
より少ないと比ヤング率を２９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上
にすることが困難となり、また歪点が低くなったり、粘
性変化が緩やかになるため好ましくない。一方、２５％
より多いと耐塩酸性が悪くなるため好ましくない。Ａｌ
2Ｏ3の好ましい範囲は１４〜２０％である。
ともに、比ヤング率を上昇させ、且つ、歪点を高くする
成分である。しかも低温域における粘性を高くし、粘性
変化が急なガラスにする効果がある。Ａｌ2Ｏ3が１４％
より少ないと比ヤング率を２９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上
にすることが困難となり、また歪点が低くなったり、粘
性変化が緩やかになるため好ましくない。一方、２５％
より多いと耐塩酸性が悪くなるため好ましくない。Ａｌ
2Ｏ3の好ましい範囲は１４〜２０％である。
【００１８】Ｂ2Ｏ3は、ガラスの密度を低下させるとと
もに融剤として作用し、ガラスの粘性を下げ、溶融性を
改善する成分であるが、０．１％より少ないとこのよう
な効果が得られない。９％より多いと歪点が６７０℃未
満となるためため好ましくない。Ｂ2Ｏ3の好ましい範囲
は０．１〜６％である。
もに融剤として作用し、ガラスの粘性を下げ、溶融性を
改善する成分であるが、０．１％より少ないとこのよう
な効果が得られない。９％より多いと歪点が６７０℃未
満となるためため好ましくない。Ｂ2Ｏ3の好ましい範囲
は０．１〜６％である。
【００１９】ＭｇＯは、二価のアルカリ土類酸化物の中
でも、密度をあまり上げることなく比ヤング率を上昇さ
せる成分であり、またガラスの歪点をあまり下げずに高
温粘性を下げ、粘性変化が急なガラスにする効果があ
る。またガラスの溶融性を改善する作用を有する。Ｍｇ
Ｏが１０％より多いと歪点が６７０℃未満となるため好
ましくない。ＭｇＯの好ましい範囲は０〜５％、特に０
〜２％が望ましい。
でも、密度をあまり上げることなく比ヤング率を上昇さ
せる成分であり、またガラスの歪点をあまり下げずに高
温粘性を下げ、粘性変化が急なガラスにする効果があ
る。またガラスの溶融性を改善する作用を有する。Ｍｇ
Ｏが１０％より多いと歪点が６７０℃未満となるため好
ましくない。ＭｇＯの好ましい範囲は０〜５％、特に０
〜２％が望ましい。
【００２０】ＣａＯは、ＭｇＯと同様に、密度をあまり
上げることなく比ヤング率を上昇させる成分である。ま
たガラスの歪点をあまり下げずに高温粘性を下げ、粘性
変化が急なガラスにする効果がある。またガラスの溶融
性を改善する作用を有する。ＣａＯが３％より少ないと
比ヤング率が２９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以下となるため好
ましくない。１５％よりも多いとガラスの歪点が低下す
るため好ましくない。ＣａＯの好ましい範囲は５〜１４
％である。
上げることなく比ヤング率を上昇させる成分である。ま
たガラスの歪点をあまり下げずに高温粘性を下げ、粘性
変化が急なガラスにする効果がある。またガラスの溶融
性を改善する作用を有する。ＣａＯが３％より少ないと
比ヤング率が２９ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以下となるため好
ましくない。１５％よりも多いとガラスの歪点が低下す
るため好ましくない。ＣａＯの好ましい範囲は５〜１４
％である。
【００２１】ＳｒＯは、ガラスの耐薬品性を向上させる
成分であるが、１０％以上になると、密度を２．６ｇ・
ｃｍ-3以下にすることが困難となるため好ましくない。
ＳｒＯの好ましい範囲は０〜８％である。
成分であるが、１０％以上になると、密度を２．６ｇ・
ｃｍ-3以下にすることが困難となるため好ましくない。
ＳｒＯの好ましい範囲は０〜８％である。
【００２２】ＢａＯは、ＳｒＯと同様、ガラスの耐薬品
性を向上させる成分であるが、１％より少ないとこのよ
うな効果が得られ難い。一方、９％より多くなると密度
を２．６ｇ・ｃｍ-3以下にすることが困難となるため好
ましくない。ＢａＯの好ましい範囲は２〜９％である。
性を向上させる成分であるが、１％より少ないとこのよ
うな効果が得られ難い。一方、９％より多くなると密度
を２．６ｇ・ｃｍ-3以下にすることが困難となるため好
ましくない。ＢａＯの好ましい範囲は２〜９％である。
【００２３】ＺｎＯは、溶融性を改善するための成分で
あるが、５％より多いと歪点が６７０℃以下になるため
好ましくない。ＺｎＯの好ましい範囲は０〜４％であ
る。
あるが、５％より多いと歪点が６７０℃以下になるため
好ましくない。ＺｎＯの好ましい範囲は０〜４％であ
る。
【００２４】Ｐ2Ｏ5は、溶融性を改善するための成分で
あるが、５％より多いと耐塩酸性が悪くなるため好まし
くない。Ｐ2Ｏ5の好ましい範囲は０〜３％である。
あるが、５％より多いと耐塩酸性が悪くなるため好まし
くない。Ｐ2Ｏ5の好ましい範囲は０〜３％である。
【００２５】本発明においては、上記の成分以外にも、
特性を損なわない範囲で他の成分を添加させることも可
能であり、例えば清澄剤として、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、
ＳｎＯ2、Ｆ2、Ｃｌ2、ＳＯ3等を各々３％まで添加する
ことが可能である。ただし、Ａｓ2Ｏ3は環境上問題とな
る成分であるため、できるだけ添加を避けるべきであ
る。また前記した理由からアルカリ金属酸化物（Ｎａ2
Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ）の添加は避けなければならない。
さらに一般に融剤として使用されるＰｂＯは、ガラスの
耐薬品性を著しく低下させ、しかもガラス溶融時に融液
の表面から揮発し、環境を汚染する虞れもあるため好ま
しくない。
特性を損なわない範囲で他の成分を添加させることも可
能であり、例えば清澄剤として、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、
ＳｎＯ2、Ｆ2、Ｃｌ2、ＳＯ3等を各々３％まで添加する
ことが可能である。ただし、Ａｓ2Ｏ3は環境上問題とな
る成分であるため、できるだけ添加を避けるべきであ
る。また前記した理由からアルカリ金属酸化物（Ｎａ2
Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ）の添加は避けなければならない。
さらに一般に融剤として使用されるＰｂＯは、ガラスの
耐薬品性を著しく低下させ、しかもガラス溶融時に融液
の表面から揮発し、環境を汚染する虞れもあるため好ま
しくない。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
【００２７】表１〜５は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．
１〜２４）と比較例（試料Ｎｏ．２５〜３２）を示すも
のである。
１〜２４）と比較例（試料Ｎｏ．２５〜３２）を示すも
のである。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】
【００３３】表中の各試料は、次のようにして作製し
た。
た。
【００３４】まず表の組成となるようにガラス原料を調
合し、白金ポットで１５８０℃で２４時間溶融した後、
スロットダウン法を用いて板状に成形した。次いでアニ
ールした後、切断、鏡面研磨を行ってガラス基板を作製
した。なおアニールは、後述する方法で測定した歪点に
合わせて行い、２０℃から歪点まで３℃／分の速度で昇
温し、その温度で４０分保持した後、歪点より２００℃
まで１℃／分の速度で降温し、さらに２０℃まで３℃／
分の速度で降温することにより行った（図１）。
合し、白金ポットで１５８０℃で２４時間溶融した後、
スロットダウン法を用いて板状に成形した。次いでアニ
ールした後、切断、鏡面研磨を行ってガラス基板を作製
した。なおアニールは、後述する方法で測定した歪点に
合わせて行い、２０℃から歪点まで３℃／分の速度で昇
温し、その温度で４０分保持した後、歪点より２００℃
まで１℃／分の速度で降温し、さらに２０℃まで３℃／
分の速度で降温することにより行った（図１）。
【００３５】このようにして作製した各試料について、
各種の特性を評価した。結果を表に示す。
各種の特性を評価した。結果を表に示す。
【００３６】表から明らかなように実施例であるＮｏ．
１〜２４の各試料は、１０2.5ポイズに相当する温度が
１６７０℃以下と高温粘性が低く、溶融性に優れてお
り、また耐ＨＣＬ性が良好であった。しかも熱収縮率が
１０ｐｐｍ以下であった。
１〜２４の各試料は、１０2.5ポイズに相当する温度が
１６７０℃以下と高温粘性が低く、溶融性に優れてお
り、また耐ＨＣＬ性が良好であった。しかも熱収縮率が
１０ｐｐｍ以下であった。
【００３７】それに対し、比較例であるＮｏ．２５及び
２７は、耐酸性が悪く、しかも熱収縮率が６０ｐｐｍ以
上と大きかった。試料Ｎｏ．２６、２９、３１及び３２
の各試料は、熱収縮率が２５ｐｐｍ以上と大きかった。
試料Ｎｏ．２８は耐ＨＣｌ性が悪かった。試料Ｎｏ．３
０は、１０2.5ポイズに相当する温度が１７６０℃と高
温粘性が高く、溶融性が悪かった。
２７は、耐酸性が悪く、しかも熱収縮率が６０ｐｐｍ以
上と大きかった。試料Ｎｏ．２６、２９、３１及び３２
の各試料は、熱収縮率が２５ｐｐｍ以上と大きかった。
試料Ｎｏ．２８は耐ＨＣｌ性が悪かった。試料Ｎｏ．３
０は、１０2.5ポイズに相当する温度が１７６０℃と高
温粘性が高く、溶融性が悪かった。
【００３８】なお表中の歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−
７１の方法に基づいて測定した。熱膨張係数は、ディラ
トメーターを用いて、３０〜３８０℃における平均熱膨
張係数を測定したものである。密度は、周知のアルキメ
デス法によって測定した。ヤング率は曲げ共振法により
測定したものであり、１ＧＰａ≒１０１．９Ｋｇｆ／ｍ
ｍ2である。
７１の方法に基づいて測定した。熱膨張係数は、ディラ
トメーターを用いて、３０〜３８０℃における平均熱膨
張係数を測定したものである。密度は、周知のアルキメ
デス法によって測定した。ヤング率は曲げ共振法により
測定したものであり、１ＧＰａ≒１０１．９Ｋｇｆ／ｍ
ｍ2である。
【００３９】耐酸性は、各試料を８０℃に保持された１
０重量％塩酸水溶液に２４時間浸漬した後、それらの表
面状態を目視で観察することによって評価した。ガラス
基板の表面が変色したものは×、全く変化のないものは
○で示した。
０重量％塩酸水溶液に２４時間浸漬した後、それらの表
面状態を目視で観察することによって評価した。ガラス
基板の表面が変色したものは×、全く変化のないものは
○で示した。
【００４０】１０2.5ポイズに相当する温度は、白金球
引き上げ法によって測定した。なおこの温度が低いほど
高温粘性が低く、溶融性に優れていることになる。
引き上げ法によって測定した。なおこの温度が低いほど
高温粘性が低く、溶融性に優れていることになる。
【００４１】ガラス基板の熱収縮率は、次のようにして
測定した。まず図２（ａ）に示すように、ガラス板１０
の所定箇所に直線状のマーキングを記入した後、図２
（ｂ）に示すように、このガラス板１０をマーキングに
対して垂直に折り、2つのガラス板片１０ａ、１０ｂに
分割した。次に、一方のガラス板片１０ａのみに、５５
０℃、５時間の熱処理を施した。その後、図２（ｃ）に
示すように熱処理を施したガラス板片１０ａと未処理の
ガラス板片１０ｂを並べて接着テープ１１で固定してか
ら、マーキングのずれを測定し、下記の数式：熱収縮率
(ｐｐｍ)＝（Δｌ1(μｍ）＋Δｌ2(μｍ)）／ｌ0(ｍｍ)
×１０3を用いて求めた。
測定した。まず図２（ａ）に示すように、ガラス板１０
の所定箇所に直線状のマーキングを記入した後、図２
（ｂ）に示すように、このガラス板１０をマーキングに
対して垂直に折り、2つのガラス板片１０ａ、１０ｂに
分割した。次に、一方のガラス板片１０ａのみに、５５
０℃、５時間の熱処理を施した。その後、図２（ｃ）に
示すように熱処理を施したガラス板片１０ａと未処理の
ガラス板片１０ｂを並べて接着テープ１１で固定してか
ら、マーキングのずれを測定し、下記の数式：熱収縮率
(ｐｐｍ)＝（Δｌ1(μｍ）＋Δｌ2(μｍ)）／ｌ0(ｍｍ)
×１０3を用いて求めた。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明のガラス基板は、液
晶ディスプレイ用ガラス基板に要求される諸特性を満足
し、しかも短時間のアニールでも低温ｐ−ＳｉＴＦＴ液
晶ディスプレイに使用可能な熱収縮率を得ることが可能
である。
晶ディスプレイ用ガラス基板に要求される諸特性を満足
し、しかも短時間のアニールでも低温ｐ−ＳｉＴＦＴ液
晶ディスプレイに使用可能な熱収縮率を得ることが可能
である。
【図１】ガラス基板のアニールのスケジュールを示す説
明図である。
明図である。
【図２】熱収縮率の測定方法を示す説明図である。
１０ ガラス板 １０ａ、１０ｂ ガラス板片 １１ 接着テープ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H090 JC08 JD15 LA04 4G062 AA18 BB01 BB06 DA06 DB04 DC02 DC03 DD01 DD02 DD03 DE01 DE02 DE03 DF01 EA01 EB01 EC01 ED01 ED02 ED03 EE03 EE04 EF01 EF02 EF03 EG03 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM12 MM27 NN29 NN30 NN33
Claims (1)
- 【請求項１】 歪点が６７０℃以上、３０〜３８０℃の
範囲における熱膨張係数が３０〜５０×１０-7／℃、密
度が２．６ｇ・ｃｍ3以下、ヤング率／密度が２９ＧＰ
ａ／ｇ・ｃｍ-3以上であり、質量百分率でＳｉＯ2 ５
７〜７０％、Ａｌ2Ｏ3 １４〜２５％、Ｂ2Ｏ3 ０．１
〜９％、ＭｇＯ ０〜１０．０％、ＣａＯ ３〜１５
％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ １〜９％、ＺｎＯ
０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％の組成を有し、実質的にア
ルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする液晶デ
ィスプレイ用ガラス基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000182763A JP2002003240A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 液晶ディスプレイ用ガラス基板 |
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|---|---|---|---|
| JP2000182763A JP2002003240A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 液晶ディスプレイ用ガラス基板 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002003240A true JP2002003240A (ja) | 2002-01-09 |
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ID=18683460
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|---|---|---|---|
| JP2000182763A Pending JP2002003240A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 液晶ディスプレイ用ガラス基板 |
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