JP4576680B2 - 無アルカリガラス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ等のディスプレイ基板、フォトマスク用基板に好適な無アルカリガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスプレイ基板、特にその表面に金属または酸化物の薄膜が形成されるディスプレイ基板に使用されるガラスには以下のような特性が求められていた。
（１）アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないこと、すなわち無アルカリガラスであること。
ガラス基板中のアルカリ金属イオンは前記薄膜中へ拡散し薄膜特性を劣化させるので、これを防止するためである。
（２）歪点が高いこと。
薄膜形成工程における加熱によるガラス基板の変形および／または熱収縮（ガラスの構造安定化に伴なう収縮）を最小限に抑えるためである。
【０００３】
（３）ガラス基板上に形成されたＳｉＯ_xやＳｉＮ_xのエッチングに用いられるバッファードフッ酸（フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液）に対する耐久性（対ＢＨＦ性）が高いこと。
（４）ガラス基板上に形成された金属電極またはＩＴＯ（スズがドープされたインジウム酸化物）のエッチングに用いられる硝酸、硫酸、塩酸、等のエッチングに対する耐久性（耐酸性）が高いこと。
（５）アルカリ性のレジスト剥離液に対する充分な耐久性。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、さらに以下のような特性を満たすガラスが求められている。
（ａ）比重が小さいこと。
ディスプレイ軽量化のためである。
（ｂ）膨張係数が小さいこと。
ディスプレイ製造工程における昇降温速度を大きくし、また耐熱衝撃性を向上させるためである。
（ｃ）耐酸性がより高いこと。
【０００５】
（ｄ）ヤング率が高いこと。
ガラス基板またはガラス基板を切り出す前のガラス板の自重によるたわみを小さくし、搬送する際等にガラス基板またはガラス板を割れにくくするためである。
（ｅ）失透しにくいこと。
本発明は、（１）〜（５）、および（ａ）〜（ｃ）の特性を満たすことができる無アルカリガラスの提供を第１の目的とする。本発明は、これら特性に加えて（ｄ）および（ｅ）の特性も満たすことができる無アルカリガラスの提供を第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ₂ ６９．５〜７６％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１４％、
Ｂ₂Ｏ₃ ５〜１６％、
ＭｇＯ １．５〜１６．５％、
ＣａＯ ０〜１４％、
ＳｒＯ ０〜６％、
ＢａＯ ０〜２％、
からなり、比重が２．４３以下であり、５０〜３５０℃における平均線膨張係数が３０×１０ ^-7 ／℃以下であり、歪点が６７５℃以上である無アルカリガラスを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の無アルカリガラス（以下本発明のガラスという。）は実質的にアルカリ金属酸化物を含有しない。アルカリ金属酸化物の含有量の合計は好ましくは０．５モル％以下である。
本発明のガラスの比重は２．４３以下である。２．４３超ではディスプレイの軽量化が困難になるおそれがある。より好ましくは２．４０以下、さらに好ましくは２．３９以下、特に好ましくは２．３８以下である。
【０００８】
本発明のガラスの５０〜３５０℃における平均線膨張係数αは３０×１０^-7／℃以下である。３０×１０^-7／℃超では耐熱衝撃性が低下するおそれがある。より好ましくは２９×１０^-7／℃以下である。また、αは２４×１０^-7／℃以上であることが好ましい。２４×１０^-7／℃未満ではガラス基板上に形成されたＳｉＯ_xやＳｉＮ_xとの膨張マッチングが困難になるおそれがある。この観点からは、より好ましくは２６×１０^-7／℃以上、さらに好ましくは２７×１０^-7／℃以上、特に好ましくは２８×１０^-7／℃以上である。以下では５０〜３５０℃における平均線膨張係数を単に膨張係数という。
【０００９】
本発明のガラスの歪点は６７５℃以上である。より好ましくは６８０℃以上である。
本発明のガラスのヤング率は６４ＧＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは６８ＧＰａ以上、さらに好ましくは７２ＧＰａ以上、特に好ましくは７３ＧＰａ以上、最も好ましくは７５ＧＰａ以上である。
【００１０】
本発明のガラスの比弾性率、すなわちヤング率を密度で除した値は２７ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが好ましい。２７ＭＮｍ／ｋｇ未満では、ガラス基板またはガラス基板を切り出す前のガラス板の自重によるたわみが大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは２８ＭＮｍ／ｋｇ以上、さらに好ましくは２９ＭＮｍ／ｋｇ以上、特に好ましくは３０ＭＮｍ／ｋｇ以上、最も好ましくは３１ＭＮｍ／ｋｇ以上である。
【００１１】
本発明のガラスの粘度が１０²ポアズとなる温度Ｔ₂は、１８２０℃以下であることが好ましい。１８２０℃超ではガラス溶解が困難になるおそれがある。より好ましくは１８００℃以下、さらに好ましくは１７８０℃以下、特に好ましくは１７６０℃以下、最も好ましくは１７５０℃以下である。
【００１２】
本発明のガラスの粘度が１０⁴ポアズとなる温度Ｔ₄は、１３８０℃以下であることが好ましい。１３８０℃超ではガラス成形が困難になるおそれがある。より好ましくは１３６０℃以下、特に好ましくは１３５０℃以下、最も好ましくは１３４０℃以下である。
【００１３】
本発明のガラスの液相温度における粘度η_Lは１０^3.5ポアズ以上であることが好ましい。１０^3.5ポアズ未満ではガラス成形が困難になるおそれがある。より好ましくは１０^3.8ポアズ以上、特に好ましくは１０⁴ポアズ以上、最も好ましくは１０^4.1ポアズ以上である。
【００１４】
本発明のガラスを、濃度が０．１モル／リットルである塩酸水溶液中に９０℃で２０時間浸漬したとき、その表面に白濁、変色、クラック等が生じないことが好ましい。また、ガラスの表面積と前記浸漬によるガラスの質量変化とから求めたガラスの単位表面積当りの質量減少ΔＷが０．６ｍｇ／ｃｍ²以下であることが好ましい。より好ましくは０．４ｍｇ／ｃｍ²以下、特に好ましくは０．２ｍｇ／ｃｍ²以下、最も好ましくは０．１５ｍｇ／ｃｍ²以下である。
【００１５】
また、本発明のガラスを、質量百分率表示濃度が４０％であるフッ化アンモニウム水溶液と同表示濃度が５０％であるフッ酸水溶液とを体積比で９：１に混合した液（以下バッファードフッ酸液という。）中に２５℃で２０分間浸漬したとき、その表面が白濁しないことが好ましい。以下、このバッファードフッ酸液を用いた評価を耐ＢＨＦ性評価といい、前記表面が白濁しない場合を耐ＢＨＦ性が良好であるという。また、ガラスの表面積と前記浸漬によるガラスの質量変化とから求めたガラスの単位面積当りの質量減少が０．６ｍｇ／ｃｍ²以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明の好ましい一態様として、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ₂ ６９．５〜７４％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１４％、
Ｂ₂Ｏ₃ ６〜１０％、
ＭｇＯ ３〜１６．５％、
ＣａＯ ０〜５．４％、
ＳｒＯ ０〜２％、
ＢａＯ ０〜２％、
からなり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが５〜１６．５％、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．４以上、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜２％、かつ比重が２．４０以下である無アルカリガラスが挙げられる。
【００１７】
本発明の好ましい他の態様として、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ₂ ６９．５〜７４％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ６〜１３％、
Ｂ₂Ｏ₃ ７〜１１％、
ＭｇＯ １．５〜３％、
ＣａＯ ４〜８％、
ＳｒＯ ０〜３％、
ＢａＯ ０〜２％、
からなり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１１．５％以下、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．２以上、比重が２．４０以下、かつヤング率が７２ＧＰａ以上である無アルカリガラスが挙げられる。
【００１８】
後述する切り粉の発生を抑制したい場合には、以下に挙げる態様Ａ、態様Ｂまたは態様Ｃをとることが好ましい。
すなわち、本発明の好ましい他の態様として、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ₂ ６９．５〜７６％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１２．５％、
Ｂ₂Ｏ₃ ５〜１６％、
ＭｇＯ １．５〜１６．５％、
ＣａＯ ０．５〜１４％、
ＳｒＯ ０〜３％、
ＢａＯ ０〜１．５％、
からなり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．１５以上である無アルカリガラスが挙げられる（態様Ａ）。態様Ａは、切り粉をより発生しにくくしたい場合に好適な態様である。
【００１９】
本発明の好ましい他の態様として、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ₂ ６９．５〜７６％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１４％、
Ｂ₂Ｏ₃ ５〜１６％、
ＭｇＯ １．５〜１６．５％、
ＣａＯ ０．５〜１４％、
ＳｒＯ ０〜６％、
ＢａＯ ０〜１．５％、
からなり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．１５以上、かつＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃が７９％以上である無アルカリガラスが挙げられる（態様Ｂ）。態様Ｂは比重をより小さくし、かつ切り粉をより発生しにくくしたい場合に好適な態様である。
【００２０】
本発明の好ましい他の態様として、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ₂ ６９．５〜７６％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ７．５〜１４％、
Ｂ₂Ｏ₃ ５〜１６％、
ＭｇＯ １．５〜８％、
ＣａＯ ２〜１０％、
ＳｒＯ ０〜２．５％、
ＢａＯ ０〜０．５％、
からなり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１１．５％以下、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜２．５モル％、かつＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃が８０モル％以下である無アルカリガラスが挙げられる（態様Ｃ）。本態様は比重をより小さくし、かつ溶解性をより向上させたい場合に好適な態様である。
【００２１】
ここで前記切り粉について説明する。
液晶ディスプレイ等に用いられるガラス基板はガラス板を所望寸法に切断したものであって、該切断は通常次のようにして行われる。すなわち、ガラス板にホイールカッタ等により条痕をつけ、該条痕に沿ってガラス板を折るような力を加える等の方法により前記条痕に沿って曲げ応力を発生させてガラス板を切断する。切り粉とは、典型的には、この切断時に発生するガラスの切り屑であるが、ガラス基板の搬送等ガラス基板取扱い時にもガラス基板端面から発生する。
【００２２】
切り粉には、ガラス基板にキズをつける、切り粉が付着したガラス基板を液晶ディスプレイ等の製造工程に流すと不良品を発生させる、等の問題がある。一方、ガラス基板に付着した切り粉をガラス基板の洗浄等によって除去することは容易でなく、切り粉の発生の抑制が望まれている。
【００２３】
本発明者は、アルカリ土類金属酸化物を含有する無アルカリガラスにおいて、ＢａＯの含有量が多くなると切り粉が発生しやすくなり、またＭｇＯの含有量が多くなると切り粉が発生しにくくなることを見出した。これはガラスの網目構造の柔軟性に関係していると考えられる。
以上が切り粉に関する説明であるが、詳細説明は以下の各成分の説明において適宜行う。
【００２４】
次に本発明のガラスの組成について、モル％を単に％と表記して説明する。
ＳｉＯ₂はネットワークフォーマであり、必須である。７６％超ではガラスの溶解性が低下し、また失透しやすくなる。好ましくは７４％以下、より好ましくは７２％以下、特に好ましくは７１％以下である。６９．５％未満では比重増加、歪点低下、膨張係数増加、耐酸性低下、耐アルカリ性低下、または耐ＢＨＦ性低下が起る。
【００２５】
Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの分相を抑制し、また歪点を高くする成分であり、必須である。１４％超では失透しやすくなり、また耐ＢＨＦ性低下および／または耐酸性低下が起る。好ましくは１３％以下、より好ましくは１２．５％以下、特に好ましくは１２％以下、最も好ましくは１１．５％以下である。５％未満ではガラスが分相しやすくなる、または歪点が低下する。好ましくは６％以上、より好ましくは７％以上、さらに好ましくは７．５％以上、特に好ましくは８％以上、最も好ましくは８．５％以上である。
【００２６】
ＳｉＯ₂とＡｌ₂Ｏ₃の含有量の合計は７６％以上であることが好ましい。７６％未満では歪点が低下するおそれがある。より好ましくは７７％以上、特に好ましくは７９％以上である。
【００２７】
Ｂ₂Ｏ₃は比重を小さくし、耐ＢＨＦ性を高くし、ガラスの溶解性を高くし、失透しにくくし、また膨張係数を小さくする成分であり、必須である。１６％超では歪点が低下する、耐酸性が低下する、またはガラス溶融時のＢ₂Ｏ₃の揮散に起因するガラスの不均質性が顕著になる。好ましくは１３％以下、より好ましくは１２％以下、特に好ましくは１１％以下、最も好ましくは１０％以下である。５％未満では比重増加、耐ＢＨＦ性低下、ガラスの溶解性低下または膨張係数増加が起こり、また失透しやすくなる。好ましくは６％以上、より好ましくは６．５％以上、特に好ましくは７％以上、最も好ましくは８％以上である。
【００２８】
ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃の含有量の合計ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃は７５％以上であることが好ましい。７５％未満では比重が大きくなりすぎるおそれがある、または膨張係数が大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは７７％以上、特に好ましくは７８％以上、最も好ましくは７９％以上である。
【００２９】
比重をより小さくしたい場合は、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃は７８％以上であることが好ましく、より好ましくは７９％以上である。
ガラスの溶解性をより高くしたい場合、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃は８２％以下であることが好ましい。より好ましくは８１％以下、特に好ましくは８０％以下、最も好ましくは７９％以下である。
【００３０】
Ａｌ₂Ｏ₃の含有量をＢ₂Ｏ₃の含有量によって除したＡｌ₂Ｏ₃／Ｂ₂Ｏ₃は１．７以下であることが好ましい。１．７超では耐ＢＨＦ性が低下するおそれがある。より好ましくは１．６以下、特に好ましくは１．５以下である。また、Ａｌ₂Ｏ₃／Ｂ₂Ｏ₃は０．８以上であることが好ましい。０．８未満では歪点が低下するおそれがある。より好ましくは０．９以上、特に好ましくは１．０以上である。
【００３１】
Ａｌ₂Ｏ₃とＢ₂Ｏ₃の含有量の合計をＳｉＯ₂の含有量によって除した（Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃）／ＳｉＯ₂は０．３２以下であることが好ましい。０．３２超では耐酸性が低下するおそれがある。より好ましくは０．３１以下、特に好ましくは０．３０以下、最も好ましくは０．２９以下である。
【００３２】
ＭｇＯは比重を小さくし、ガラスの溶解性を高くし、また切り粉の発生を抑制する成分であり、必須である。１６．５％超ではガラスが分相しやすくなる、失透しやすくなる、耐ＢＨＦ性が低下する、または耐酸性が低下する。好ましくは１２％以下、より好ましくは８％以下、特に好ましくは６％以下、最も好ましくは４％以下である。より失透しにくくするためには、３％以下とすることが好ましく、２％以下とすることがより好ましい。１．５％未満では比重が大きくなりすぎる、ガラスの溶解性が低下する、または切り粉が発生しやすくなる。比重をより小さくしたい場合、ガラスの溶解性をより向上させたい場合、切り粉の発生をより抑制したい場合等においては、好ましくは２％以上、より好ましくは３％以上、特に好ましくは３．２％以上である。
【００３３】
ＭｇＯの切り粉発生抑制効果については次のように考えられる。すなわち、ＭｇＯ等のアルカリ土類金属酸化物はガラスの網目構造中に入り込み網目構造中の空間を埋めるものと考えられるが、この空間がある限度より少なくなってくると網目構造の柔軟性が低下し網目が切れやすくなるものと考えられる。Ｍｇはアルカリ土類金属の中で最もイオン半径が小さく（０．０６５ｎｍ）、そのためにＭｇＯの前記空間を埋める効果はアルカリ土類金属酸化物の中で最も小さい。その結果ＭｇＯが切り粉発生抑制効果に優れるものと考えられる。ちなみに、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯのイオン半径はそれぞれ、０．０９９ｎｍ、０．１１３ｎｍ、０．１３５ｎｍである。
【００３４】
失透しにくくするためには、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量を１３％以下、かつＭｇＯの含有量を６％以下とすることが好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量を１３％以下、かつＭｇＯの含有量を３％以下とする、または、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量を１２％以下、かつＭｇＯの含有量を３％以下とすることがより好ましい。
【００３５】
ＣａＯは必須ではないが、比重を小さくするため、ガラスの溶解性を高くするため、または失透しにくくするために１４％まで含有してもよい。１４％超では、比重増加または膨張係数増加が起るおそれがある、かえって失透しやすくなるおそれがある、または切り粉が発生しやすくなるおそれがある。ＣａＯは、好ましくは１２％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは８％以下、最も好ましくは５．４％以下である。ＣａＯを含有する場合、その含有量は０．５％以上であることが好ましい。より好ましくは１％以上、特に好ましくは２％以上である。
【００３６】
ＭｇＯの含有量をＭｇＯとＣａＯの含有量の合計によって除したＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は０．２以上であることが好ましい。０．２未満では比重増加または膨張係数増加が起るおそれがある。より好ましくは０．２５以上、特に好ましくは０．４以上である。
【００３７】
ＳｒＯは必須ではないが、ガラスの分相を抑制し、また失透しにくくするために６％まで含有してもよい。６％超では比重が大きくなりすぎる。好ましくは３％以下、より好ましくは２．５％以下、特に好ましくは２％以下である。ＳｒＯを含有する場合、その含有量は０．５％以上であることが好ましい。より好ましくは１％以上、特に好ましくは１．２％以上である。比重をより小さくしたい場合はＳｒＯを含有しないことが好ましい。
【００３８】
切り粉発生抑制のためには、ＭｇＯの他にＣａＯおよび／またはＳｒＯを含有することが好ましい。このようにイオン半径の異なるアルカリ土類金属の酸化物を混在させることにより、ガラスの網目構造がより柔軟になることが期待される。この場合、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．３〜０．８５であること、またはＳｒＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５５以下であることが好ましい。
【００３９】
ＢａＯは必須ではないが、ガラスの分相を抑制し、また失透しにくくするために２％まで含有してもよい。２％超では比重が大きくなりすぎる、または切り粉が発生しやすくなる。好ましくは１．５％以下、より好ましくは１％以下、特に好ましくは０．５％以下である。比重をより小さくしたい場合、または切り粉発生を抑制したい場合はＢａＯを含有しないことが好ましい。
【００４０】
ＳｒＯとＢａＯの含有量の合計ＳｒＯ＋ＢａＯは６％以下であることが好ましい。６％超では比重が大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは２．５％以下、特に好ましくは２％以下である。比重をより小さくしたい場合、またはＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃が７９％以下の場合、ＳｒＯ＋ＢａＯは好ましくは１．５％以下、より好ましくは１％以下であり、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しないことが特に好ましい。なお、より失透しにくくしたい場合には、ＳｒＯ＋ＢａＯは０．５％以上であることが好ましく、より好ましくは１％以上である。
【００４１】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは１６．５％以下であることが好ましい。１６．５％超では、比重が大きくなりすぎるおそれがある、または膨張係数が大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは１４％以下、さらに好ましくは１３％以下、特に好ましくは１１．５％以下、最も好ましくは１０．５％以下である。比重をより小さくしたい場合は、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは１１．５％以下であることが好ましく、より好ましくは１０．５％以下である。
【００４２】
また、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは５％以上であることが好ましい。５％未満では、ガラスの溶解性が低下するおそれがある。より好ましくは６％以上、特に好ましくは７％以上である。
【００４３】
Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは１５％以上であることが好ましい。１５％未満ではヤング率が小さくなりすぎるおそれがある。より好ましくは１６％以上、特に好ましくは１８％以上である。
【００４４】
ＭｇＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計によって除したＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は０．１以上であることが好ましい。０．１未満では比重が大きくなりすぎるおそれがある、または切り粉が発生しやすくなるおそれがある。より好ましくは０．１５以上、さらに好ましくは０．２以上、特に好ましくは０．２５以上、最も好ましくは０．４以上である。
【００４５】
ＣａＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計によって除したＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は０．８５以下であることが好ましい。０．８５超では切り粉が発生しやすくなるおそれがある。より好ましくは０．８以下、特に好ましくは０．６５以下、最も好ましくは０．６以下である。
【００４６】
本発明のガラスは実質的に上記成分からなるが、その他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。前記その他の成分の含有量の合計は１０モル％以下であることが好ましい。より好ましくは５％以下である。
【００４７】
前記その他成分として次のようなものが挙げられる。すなわち、ＳＯ₃、Ｆ、Ｃｌ、ＳｎＯ₂等を、溶解性、清澄性、成形性を向上させるためにそれらの含有量の合計が２モル％までの範囲で適宜含有してもよい。また、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃等を適宜含有してもよい。
【００４８】
なお、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、ＺｎＯおよびＰ₂Ｏ₅は実質的に含有しないことが好ましい。すなわち、これら５成分の含有量はそれぞれ０．１％以下であることが好ましい。これら５成分の含有量の合計は０．１％以下であることがより好ましい。
【００４９】
なお、ＺｎＯについては、特にフロート法による成形を行う場合は実質的に含有しないことが好ましいが、その他の成形法、たとえばダウンドロー法による成形を行う場合には０．１％を超えて適宜含有してもよい。特に、ヤング率を大きくしたい場合、または失透しにくくしたい場合には、２％までの範囲で含有することが好ましい。２％超では比重が大きくなりすぎるおそれがある。
【００５０】
また、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、特にＳｂ₂Ｏ₃については、より清澄性を向上させたい場合には０．１％を超えて適宜含有してもよい。
【００５１】
ＴｉＯ₂はフロート法による成形を行う場合は実質的に含有しないことが好ましいが、その他の成形法、たとえばダウンドロー法による成形を行う場合には０．１％を超えて適宜含有してもよい。特に、ヤング率を大きくしたい場合、または失透しにくくしたい場合には、２％までの範囲で含有することが好ましい。２％超では比重が大きくなりすぎるおそれがある。
【００５２】
本発明のガラスを製造する方法は特に限定されず、各種製造方法を採用できる。たとえば、目標組成となるように通常使用される原料を調合し、これを溶解炉中で１５００〜１６００℃または１６００〜１７００℃に加熱して溶融する。バブリングや清澄剤の添加や撹拌などによってガラスの均質化を行う。液晶ディスプレイ等のディスプレイ基板やフォトマスク用基板として使用する場合は、周知のプレス法、ダウンドロー法、フロート法などの方法により所定の板厚に成形し、徐冷後、研削、研磨などの加工を行い、所定のサイズ、形状の基板とする。
【００５３】
【実施例】
表１〜４のＳｉＯ₂〜ＢａＯの欄にモル％表示で示した組成のガラス１〜２３の比重ｄ、膨張係数α（単位：１０^-7／℃）および歪点（単位：℃）を計算によって求めた。また、ガラス１〜１８については、粘度が１０²ポアズとなる温度Ｔ₂（単位：℃）および粘度が１０⁴ポアズとなる温度Ｔ₄（単位：℃）も計算によって求めた。結果を同表に示す。なお、表のＭｇＯ／ＲＯはＭｇＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量の合計で除した値を、ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量の合計を、ＭｇＯ／Ｒ’ＯはＭｇＯの含有量をＭｇＯとＣａＯの含有量の合計で除した値を、ＳｒＯ＋ＢａＯはＳｒＯとＢａＯの含有量の合計を、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃はＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃の含有量の合計を、それぞれ示す。
【００５４】
【表１】

【００５５】
【表２】

【００５６】
【表３】

【００５７】
【表４】

【００５８】
また、表５のＳｉＯ₂〜ＢａＯの欄にモル％表示で示した組成となるように原料を調合し、白金るつぼを用いて、ガラス２４については１６００℃で、ガラス２５〜３１については１６５０℃で溶解した。この際白金スターラを用いて撹拌しガラスの均質化を図った。次に溶融ガラスを流し出し板状に成形し、徐冷した。ガラス３１は比較例である。
【００５９】
得られたガラス２４〜３１について、比重ｄをアルキメデス法により、膨張係数αを示差熱膨張計（ＴＭＡ）により、歪点をＪＩＳ Ｒ３１０３に規定されている方法により、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）を超音波パルス法により、それぞれ測定した。なお、表のＥ／ｄは比弾性率（単位：ＭＮｍ／ｋｇ）であり、比重ｄがｇ／ｃｍ³を単位として表した密度の値に等しいとしてヤング率Ｅと比重ｄから算出した。
【００６０】
また、ガラス２４〜３１については、粘度が１０²ポアズとなる温度Ｔ₂（単位：℃）および粘度が１０⁴ポアズとなる温度Ｔ₄（単位：℃）を回転粘度計を用いて測定した。また、回転粘度計によって得られた温度−粘度曲線と液相温度から、液相温度における粘度η_L（単位：ポアズ）を求めた。さらに耐ＢＨＦ性評価も行った。
また、ガラス２４、２５、２７〜３１については前記ΔＷ（単位：ｍｇ／ｃｍ²）を、ガラス２４〜３１について耐ＢＨＦ性を測定した。
【００６１】
ガラス２４、２５、２７〜３１については、次に述べる切り粉発生評価試験を行った。
すなわち、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの研磨されたガラス板に刃先角度が１２５°、１３０°、１３５°の３種類のダイヤモンド製カッターホイール（三星ダイヤモンド工業（株）製、商品名：ダイヤコンパクトホイールチップ）を用いて長さ５０ｍｍの条痕をつけた（スクライブ）。該スクライブは、ガラススクライバ（三星ダイヤモンド工業（株）製、型式：ＡＭＵＭ−１−ＥＥ）を用いて、押込み量：１００μｍ、荷重：２３．５Ｎ、スクライブ速度：２００ｍｍ／秒の条件で行った。
【００６２】
前記各ガラスについて前記スクライブを各カッタホイール毎に２回行った。そのうち１回についてはガラス板を折ることなく条痕を光学顕微鏡（倍率：５０倍）で観察し、２０μｍ以上のクラックまたは２０μｍ以上の欠け落ちの有無を調べた。他の１回についてはスクライブ後直ちにガラス板を折り、切断面を光学顕微鏡（倍率：５０倍）で観察し、２０μｍ以上のクラックまたは２０μｍ以上の欠け落ちの有無を調べた。
【００６３】
表５に結果を示す。なお、耐ＢＨＦ性の欄における○は耐ＢＨＦ性が良好であることを、切り粉の欄における○は前記クラックまたは欠け落ちが認められなかったことを、×は少なくとも１ヶ所で前記クラックまたは欠け落ちが認められたことをそれぞれ示す。
【００６４】
【表５】

【００６５】
【発明の効果】
本発明のガラスを用いることにより、低比重のゆえに液晶ディスプレイ等のディスプレイを軽量化でき、また低膨張係数のゆえにその製造効率を上げることができる。さらに、ＩＴＯ等のエッチングに用いられる塩酸等に対する耐久性に優れ、また、ＳｉＯ_xやＳｉＮ_xのエッチングに用いられるバッファードフッ酸に対する耐久性に優れるディスプレイ基板を提供できる。加えて、搬送時のガラス基板またはガラス板の割れの発生頻度を減少させることができ、また失透しにくいガラスまたは切り粉が発生しにくいガラスが得られ、製造効率を上げることができる。

Claims (10)

1. 実質的にモル％表示で、
   ＳｉＯ₂ ６９．５〜７６％、
   Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１４％、
   Ｂ₂Ｏ₃ ５〜１６％、
   ＭｇＯ １．５〜１６．５％、
   ＣａＯ ０〜１４％、
   ＳｒＯ ０〜６％、
   ＢａＯ ０〜２％、
   からなり、比重が２．４３以下であり、５０〜３５０℃における平均線膨張係数が３０×１０ ^-7 ／℃以下であり、歪点が６７５℃以上である無アルカリガラス。
2. ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．１以上である請求項１に記載の無アルカリガラス。
3. ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが５〜１６．５モル％である請求項１または２に記載の無アルカリガラス。
4. ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．２以上である請求項１、２または３に記載の無アルカリガラス。
5. ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜６モル％である請求項１、２、３または４に記載の無アルカリガラス。
6. ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃が７５モル％以上である請求項１〜５のいずれかに記載の無アルカリガラス。
7. ＳｉＯ₂が６９．５モル％以上、Ａｌ₂Ｏ₃が１２．５モル％以下、ＣａＯが０．５モル％以上、ＳｒＯが３モル％以下、ＢａＯが１．５モル％以下、かつＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．１５以上である請求項１、４または６に記載の無アルカリガラス。
8. ＣａＯが０．５モル％以上、ＢａＯが０〜１．５モル％、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．１５以上、かつＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃が７９モル％以上である請求項１または５に記載の無アルカリガラス。
9. Ａｌ₂Ｏ₃が７．５モル％以上、ＣａＯが２モル％以上、ＳｒＯが０〜２．５モル％、ＢａＯが０〜０．５モル％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１１．５モル％以下、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜２．５モル％、かつＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃が８０モル％以下である請求項１または６に記載の無アルカリガラス。
10. ヤング率が６４ＧＰａ以上である請求項１〜９のいずれかに記載の無アルカリガラス。