JP5392096B2

JP5392096B2 - 基板用ガラス組成物

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Publication number: JP5392096B2
Application number: JP2009551641A
Authority: JP
Inventors: 研輔永井; 哲也中島
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: TWI404693B; TW200951090A; US8349751B2; EP2246310B1; EP2246310A1; KR101273782B1; JPWO2009096611A1; US20100210443A1; EP2246310A4; KR20100086005A; WO2009096611A1; CN101959819A

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと略す）用基板、特にプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）用基板として有用で、研磨性に優れた基板用ガラス組成物に関する。さらに、黄変を抑制する基板用ガラス組成物に関する。

従来、ＰＤＰは一般的に、基板ガラス上に金属電極、絶縁ペースト、リブペースト等を５５０〜６００℃程度の温度で焼成した後、対向板と周囲をフリットシールすることによって製造される。従来、ＰＤＰ基板用ガラスとして建築用または自動車用として広く用いられるソーダライムシリカガラスが一般的に用いられてきた。

しかし、ソーダライムシリカガラスのガラス転移点は５３０〜５６０℃であるため、上記の焼成温度で熱処理を受けると、基板ガラスが変形または収縮し、寸法が著しく変化するため、対向板との電極位置あわせを精度よく実現しがたいという課題があった。

この基板ガラスの熱変形または熱収縮の問題を解決するため、熱膨張係数がソーダライムシリカガラスと近く、ガラス転移点及び歪点が高い基板用ガラス組成物が知られている（特許文献１参照）。

特開平８−１６５１３８号公報

ところで、ＦＰＤ用基板ガラスは破損防止等を目的として該ガラス端部の面取（研磨）を行うことがある。また、フロート法により板ガラスを成形した後、ガラス表面の還元層除去のために研磨を行うことがある。しかしながら従来の基板用ガラスは研磨作業における作業性が悪く、生産性の低下、製造コストの増加といった問題を引き起こしやすい。

これに対して、単に研磨性に優れたガラス組成としたのでは、ＰＤＰ用の基板ガラスに要求される特性を満たすことが困難である。すなわち、ガラス転移点、熱膨張係数、体積抵抗率、高温粘度、比重等の特性をＰＤＰ用基板ガラスとして満たすべき範囲にすることが困難である。

上記した問題点を解決するため、本発明はＰＤＰ用基板としての特性及び品質を確保しつつ、研磨性に優れ、高い生産性で製造できる基板用ガラスの組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は黄変を抑制する基板用ガラス組成物を提供することを目的とする。黄変とはプラズマを放電させるための銀電極をガラス基板表面に焼成形成することで、ガラス基板表面が黄色に変色するという現象をいう。

上記目的を達成するため、本発明は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜７５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１５％
ＭｇＯ０〜４％
ＣａＯ５．５％超１２％以下
ＳｒＯ５〜１８％
ＢａＯ０〜１３％
ＺｒＯ₂ ０．５〜６％
Ｎａ₂Ｏ０〜１０％
Ｋ₂Ｏ０〜１５％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ６〜２０％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１７〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２５％
からなり、
ガラス転移点が６００℃以上であり、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が７５×１０^-7〜９０×１０^-7／℃であり、磨耗度が９８以上であることを特徴とする基板用ガラス組成物を提供する。

本発明の基板用ガラス組成物は、ＦＰＤ用基板、特にＰＤＰ用基板としての特性を確保しつつ、研磨性に優れ、生産性が高く、低コストで製造することができる基板用ガラスを得ることができる。さらに、黄変が生じにくい基板用ガラスを得ることができる。
また本発明の基板用ガラス組成物は、転移点が高く熱的安定性に優れ、研磨等の加工が容易であるため、太陽電池基板用ガラスとしても有効に使用できる。

図１は、面取された基板用ガラスの端部の概略断面図である。

符号の説明

１０基板ガラス
１２面取部
Ｔ基板ガラスの厚さ

以下、本発明の基板用ガラス組成物についてさらに説明する。
本発明の基板用ガラス組成物は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜７５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１５％
ＭｇＯ０〜４％
ＣａＯ５．５％超１２％以下
ＳｒＯ５〜１８％
ＢａＯ０〜１３％
ＺｒＯ₂ ０．５〜６％
Ｎａ₂Ｏ０〜１０％
Ｋ₂Ｏ０〜１５％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ６〜２０％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１７〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２５％
からなる。

本発明の基板用ガラス組成物において、上記組成に限定する理由は以下の通りである。
以下において、特に断りのない限り質量％を単に％で表す。
ＳｉＯ₂：ガラスの骨格を形成する成分で、５５％未満ではガラス耐熱性が悪くなる。７５％超では熱膨張係数が低下し、ガラスの高温粘性が増加して溶解性が悪化するおそれがある。
ＳｉＯ₂の含有量は、５５〜６５％であることが好ましい。より好ましくは５５〜６０％、さらに好ましくは５５〜５７％である。

Ａｌ₂Ｏ₃：ガラス転移点を上げ、耐熱性を向上させる効果があるが、５％未満ではこの効果が少ない。他方、１５％超ではガラスの高温粘性が増加し、溶解性が低下する。
Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は、５〜１０％であることが好ましい。より好ましくは５〜８％、さらに好ましくは５〜７％である。また、黄変を抑制することを考慮すると８〜１０％であることがより好ましい。

ＭｇＯ：０〜４％であるとガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用がある。この含有率が４％よりも高いと、得られる基板用ガラスの研磨性が低下するおそれがある。
ＭｇＯの含有量は、０〜３．５％であることが好ましい。より好ましくは０〜３％である。

ＣａＯ：５．５超１２％以下であると基板用ガラスの研磨性を向上させる効果がある。また、ガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、およびガラスの高温粘性を下げ、比重を軽くする効果がある。その含有量が５．５％以下ではガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎる。また、研磨性の向上が期待できない。他方、１２％超では熱膨張係数が大きくなりすぎ、かつ失透温度が高くなりすぎる。
ＣａＯの含有量は、６〜１０％であることが好ましい。より好ましくは６〜８％、さらに好ましくは６〜７．５％である。黄変を抑制することを考慮すると５．８〜１０％であることが好ましい。より好ましくは５．８〜８％、さらに好ましくは５．８〜７．５％である。

ＳｒＯ：ＣａＯと同様に、５〜１８％であると基板用ガラスの研磨性の向上、ガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、電気抵抗を増加させる効果がある。その含有量が５％未満ではガラス転移点が低くなりすぎる。また、研磨性の向上が期待できない。他方、１８％超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎ、比重が大きくなりすぎる。
ＳｒＯの含有量は、８〜１５％であることが好ましい。より好ましくは８〜１３％、さらに好ましくは９〜１２％である。

ＢａＯ：ＣａＯ、ＳｒＯと同様に、１３％以下であると基板用ガラスの研磨性の向上、ガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、およびガラスの高温粘性を下げる効果があるため、含有させることができる。しかしその含有量が１３％超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎ、比重が重くなりすぎるため１３％以下である。
ＢａＯの含有量は、１０％以下であることが好ましい。より好ましくは９％以下であり、さらに好ましくは８％以下である。
また、環境負荷を考慮すると、ＢａＯは実質的に含有しないことが特に好ましい。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：これらが合量で１７％未満ではガラスの高温粘性が上昇しすぎ、ガラス転移点が低くなりすぎる。他方、これらが合量で２５％超では比重が大きくなりすぎる。
これらは合量で１８〜２５％であることが好ましく、１９〜２５％であることがより好ましい。

ＣａＯ＋ＳｒＯ：ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが合量で１５％未満では基板用ガラスの研磨性の向上が図れない。また、ガラスの高温粘性が上昇しすぎ、ガラス転移点が低くなりすぎる。他方、これらが合量で２５％超では比重が大きくなりすぎる。
この中でも、基板用ガラスの研磨性がより向上するので、ＣａＯ＋ＳｒＯは１５〜２５％である。１５〜２３％であることが好ましく、１５〜２０％であることがより好ましい。

Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：所定の熱膨張係数とするために、少なくとも一種は必須である。これらの合量が６％未満では熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方合量が２０％超ではガラスの耐熱性が低下する。
これらの合量が７〜１７％であることが好ましく、より好ましくは７〜１５％である。黄変を抑制することを考慮すると７〜１４％であることが好ましく、さらに好ましくは７〜１３％である。
この中でＮａ₂Ｏは０〜１０％であり、Ｋ₂Ｏは０〜１５％である。Ｎａ₂Ｏが２〜１０％であり、Ｋ₂Ｏが１〜１３％であると基板用ガラスの研磨性がより向上するので好ましい。黄変を抑制することを考慮するとＮａ₂Ｏが２〜８％であり、Ｋ₂Ｏが１〜１０％であると好ましく、Ｎａ₂Ｏが３〜８％であり、Ｋ₂Ｏが１．５〜１０％であるとより好ましい。

一方、Ｌｉ₂Ｏは、ガラスの耐熱性を下げるため、不可避不純物以外実質的に含有しない。

ＺｒＯ₂：ガラスの耐熱性及び化学耐久性の向上のために使用するが、０．５％未満ではその効果が少ない。他方、その含有量が６％超ではガラスの失透温度が高くなりすぎ、熱膨張係数が低くなりすぎる。
ＺｒＯ₂の含有量は、１〜５％であることが好ましい。より好ましくは１〜４％、さらに好ましくは１〜３．５％である。

以上から、本発明の基板用ガラス組成物は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜６５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１０％
ＭｇＯ０〜３．５％
ＣａＯ５．８〜１０％
ＳｒＯ８〜１５％
ＢａＯ０〜１０％
ＺｒＯ₂ １〜５％
Ｎａ₂Ｏ２〜１０％
Ｋ₂Ｏ１〜１３％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ７〜１７％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１８〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２３％
からなることが好ましい。
黄変を抑制することを考慮すると、基板用ガラス組成物はガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜６５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ８〜１０％
ＭｇＯ０〜３．５％
ＣａＯ５．８〜１０％
ＳｒＯ８〜１５％
ＢａＯ０〜１０％
ＺｒＯ₂ １〜５％
Ｎａ₂Ｏ２〜８％
Ｋ₂Ｏ１〜１０％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ７〜１４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１８〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２３％

からなり、添加剤としてＦｅ_２Ｏ_３０．０６〜０．１５％を含有することが好ましい。

さらに、溶解性を向上するため、Ｂ₂Ｏ₃を含有してもよい。ただし、過度に含有すると、基板ガラスの熱膨張係数が低くなり過ぎるので１．５％未満とすることが好ましい。また、本発明の基板用ガラス組成物には、Ｂ₂Ｏ₃を実質的に含有しないことがより好ましい。

また、本発明の基板用ガラス組成物の製造時、清澄剤としてＳＯ₃を添加することが好ましい。ＳＯ₃源として、硫酸カリウム（Ｋ₂ＳＯ₄）、硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₄）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₄）等の硫酸塩をガラス原料に投入することが好ましいが、製造後の基板用ガラス組成物には、清澄剤として添加したＳＯ₃の一部が残存する場合がある。製造後の基板用ガラス組成物における残存量が０．６％超となるような量をガラス原料に投入した場合、製造時にガラスが再沸するなどしてガラス中に気泡が残存する傾向がある。
なお、ＳＯ₃を清澄剤として使用する際、その添加量が、ＳＯ₃として前記ガラス母組成原料１００質量部に対して１０質量部超であると、溶解中にガラス融液から分離してしまい、溶け残ってしまう。また、０．５質量部未満であると清澄効果が乏しい。このため、０．５〜１０質量部添加するのが好ましい。０．５〜８質量部がより好ましく、さらに好ましくは０．５〜４質量部、特に好ましくは０．７〜２質量部である（以下、「質量部」と記した場合、ガラス母組成原料１００質量部に対する添加量を意味するものとする。）。
この場合、基板用ガラス組成物へのＳＯ₃換算の残存量（含有量）は質量％表示で０．００１〜０．６％が好ましく、０．００２〜０．５％がより好ましく、０．００５〜０．４％がさらに好ましく、０．０１〜０．４％が特に好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、上記成分以外にガラスの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、ガラス母組成原料に対して、ＳｎＯ₂、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、Ｆ、Ｃｌが合量で好ましくは２質量部以下、より好ましくは１．５質量部以下となるようにする。
また、基板用ガラス組成物の耐久性向上のため、ガラス母組成原料に対して、Ｌａ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＺｎＯが合量で５質量部以下となるように添加剤を添加してもよい。
さらに、基板用ガラス組成物の色調を調整するため、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ₂Ｏ₃等の着色剤を添加してもよい。このような着色剤は、ガラス母組成原料に対して、合量で３質量部以下となるように添加してもよく、１質量部以下となるように添加することが好ましい。
また、溶解性向上の観点から添加剤としてＦｅ_２Ｏ_３が０．０６％以上含有されていると好ましい。また、ガラス黄変を抑制するためＦｅ_２Ｏ_３が０．１５％以下含有されていると好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３は好ましくは０．０６〜０．１４％、よりこの好ましくは０．０７〜０．１３％、さらに好ましくは０．０８〜０．１２％含有される。
本発明のガラス組成物のガラス基板は、ガラス基板表面に銀電極が形成される際に、銀電極が形成される側のガラス基板表面から深さ１０μｍまでの表層におけるＦｅ^２＋の平均含有量がＦｅ_２Ｏ_３換算で０．０７２５％以下であることが好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、高温粘度が従来のＰＤＰ基板用ガラスに比べて低くなっていることが好ましい。具体的には、１０²ｄＰａ・ｓの粘度に相当するガラス融液の温度Ｔ₂が１５７０℃以下であることが好ましい。
粘度１０²ｄＰａ・ｓは、ガラス融液の粘度が十分低くなっていることを示す基準粘度である。したがって、ガラス融液の粘度が１０²ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ₂は、ガラス融液の基準温度である。
本発明の基板用ガラス組成物は、その溶解工程を低温で実施することができる。この結果、ガラスの安定した生産が可能となる。また、溶解工程時の溶解槽の温度が低くなるので溶解槽の寿命が延長する。溶解工程の際に投入する燃料の量が少なくなるため、ガラス製造コストが下がる。
Ｔ₂は、１５６０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１５５０℃以下、さらには１５４０℃以下であり、１５００℃以下であることが特に好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、１０⁴ｄＰａ・ｓの粘度に相当するガラス融液の温度Ｔ₄が１２００℃以下であることが好ましい。
粘度が１０⁴ｄＰａ・ｓは、ガラスをフロート成形する際の基準粘度である。したがって、ガラス融液の粘度が１０⁴ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ₄は、フロート成形工程におけるガラス融液の基準温度でもある。
本発明の基板用ガラス組成物は、フロート成形工程を従来よりも低温で実施することができる。この結果、ガラスの安定した成形が可能となる。また、フロートバスの寿命が延長する。また、フロート槽を加熱するのに要する燃料が少なくなるため、基板ガラスの製造コストが下がる。また、フロート槽から引き出されるガラスリボンの温度が低くなるので、フロート成形につづいて実施される徐冷工程に要するエネルギーが削減される。

本発明の基板用ガラス組成物は、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が７５×１０^-7〜９０×１０^-7／℃の範囲にある。本発明の基板用ガラス組成物をＰＤＰ基板に使用する場合、ＰＤＰを製造する際に使用するフリット材料やペースト材料として、ガラスの熱膨張係数に対応したものを使用しなければならない。ＰＤＰを製造する際に実施される焼成工程の温度領域（５０〜３５０℃）において、熱膨張係数が上記の範囲から逸脱しているものを選定することは非常に困難である。
本発明の基板用ガラス組成物は、熱膨張係数が８０×１０^-7〜９０×１０^-7／℃の範囲にあることがより好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、比重が２．９以下であることが好ましい。比重が２．９超であると基板用ガラス組成物が重くなるため、取扱い上、特に輸送上好ましくない。基板用ガラス組成物の比重が２．９以下であることは、大型の基板において特に重要な特性である。
本発明の基板用ガラス組成物は、比重が２．８以下であることが好ましく、２．７５以下であることがより好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス転移点Ｔｇが６００℃以上である。ガラス転移点が６００℃未満であると、呼称４０インチのような大型ＰＤＰを製造する場合に熱処理によるガラスの収縮量が十分小さくならない。
本発明の基板用ガラス組成物は、Ｔｇが６１５℃以上であることがより好ましく、さらに好ましくは６３０℃以上である。さらには６４０℃以上、特に６５０℃以上が好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、１５０℃での体積抵抗率が１０¹¹Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。ＰＤＰを製造する際、基板ガラスの表面には銀電極が形成される。銀電極に通電した際、通電した電流の一部が銀電極周辺のガラスを流れるのを防止するため、基板用ガラス組成物は絶縁性に優れていることが好ましい。１５０℃での体積抵抗率が１０¹¹Ω・ｃｍ以上であれば絶縁性に優れており、ＰＤＰを大型化または高密度化した場合であっても、基板ガラス上に形成した銀電極に通電した際に通電した電流の一部が該銀電極周辺のガラスを流れるおそれがない。
通常、高温粘度を下げることのみに着目して基板用ガラス組成物の組成を選択した場合、１５０℃での体積抵抗率を１０¹¹Ω・ｃｍ以上にすることが難しい。本発明の基板用ガラス組成物の場合、１５０℃でのガラスの体積抵抗率を１０¹¹Ω・ｃｍ以上に保ちつつ、ガラスの高温粘度を下げることができる。
本発明の基板ガラスは、１５０℃でのガラスの体積抵抗率が２×１０¹¹Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、５×１０¹¹Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物は、研磨性の尺度の一つである磨耗度（ＦＡ）が９８以上である。従って、ガラスの割れや欠け等の破損防止等を目的とした面取（端部の研磨）の作業性が高い。よって生産性が向上し製造コストを低減させることができる。
また、面取品質が向上し、破損率の低減による歩留まりの向上にも寄与する。また、ガラス表面への電極形成の際の銀発色防止等を目的としたガラス表面の研磨作業性が高い。よって、生産性が向上し、製造コストを低減させることができる。
本発明の基板ガラスは、磨耗度（ＦＡ）が１００以上であることが好ましく、１０５以上であることがより好ましく、１０５〜１５０であるのが特に好ましい。

ここで磨耗度は、次のような測定した値を意味するものとする。
予め質量を測定した測定面積が９ｃｍ^２の試料を、円盤状の鋳鉄製平面皿の表面であって中心より８０ｍｍの位置に保持する。そして、これを水平状態を維持しつつ６０回／分で回転させた状態で、表面に水２０ｍｌに平均粒径２０μｍのアルミナ砥粒を添加して得たラップ液を５分間一様に供給する。次に、９．８０７Ｎの荷重をかけてラップした後、質量を測定する。そして、ラップ前後の質量の差から磨耗質量ｍを求める。
次に、同じ操作を、日本光学硝子工業会で指定された標準試料（ＢＳＣ７）について行い、同様に磨耗質量ｍ_０を求める。
そして、次式より磨耗度（ＦＡ）を求める。

ＦＡ＝（ｍ／ｄ）／（ｍ_０／ｄ_０）×１００
式中、ｄは試料の比重、ｄ_０は標準試料（ＢＳＣ７）の比重を意味する。この比重は純水を使用したアルキメデス法で測定した値を意味するものとする。

次に上記の破損防止等を目的とした面取（研磨）について説明する。
本発明において面取とは、基板ガラスを所望の大きさに切断した後等において端部に生じるエッジ部分を研磨して、例えば図１に示すように角を落とすように面取断面１２を円弧形状にすることである（円弧形状に限定されるわけではなく、他の形状であってもよい。）。
面取を行う方法は特に限定されない。例えば従来公知の方法のように、回転されるホイール周面に砥粒部が設けられた砥粒付き回転ホイールを用いて、板ガラス端部の面取を行うことができる。

次に上記の銀発色防止等を目的とした基板用ガラス表面の研磨について説明する。
表面に還元層が存在する基板ガラス表面に銀ペーストを焼成して銀電極を形成すると、当該表面が変色する場合があるため、前記還元層を研磨して除去する場合がある。
研磨を行う方法は特に限定されない。例えば従来公知の方法のように研磨剤として酸化セリウム等を使用し、オスカー式研磨機を用いて、基板ガラス表面を研磨することができる。
一方、研磨と関連して、回転されるコア先端に砥粒部が設けられた砥粒付きコアドリルを用いて板ガラスを研削し、容易に孔を開けることもできる。

本発明の基板用ガラス組成物は、研磨性の別の尺度として、ビッカース圧子を２００ｇの荷重で押し込んだ際のクラックの深さが３７μｍ以上であることが好ましい。この場合も容易に面取や研磨や孔開を行うことができる。ただし、尺度として考えた場合、クラック深さよりも上記磨耗度の方が研磨に則しているため好ましい。
上記のクラックの深さは、ビッカース圧子を押し込んでできる圧痕を垂直に切断し、端面において垂直クラック深さを測定する。
本発明の基板用ガラスは上記のクラックの深さが３９〜１００μｍであることがより好ましい。
また、本発明の基板用ガラスは、黄変を抑制することを考慮すると、ガラス表面に銀ペーストを塗布し、焼成を行った後、該銀ペーストを除去した後のガラス表面の黄色着色ｂ^＊が４以下であることが好ましく、３．５以下であることがより好ましく、０〜３であることが特に好ましい。

本発明の基板用ガラス組成物によって、例えば次のような方法で基板用ガラスを製造できる。すなわち、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、これを溶解炉に連続式に投入し、１２００〜１４００℃で加熱して溶融し、１４００〜１７００℃で清澄した後、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、徐冷後切断することによって、透明なガラス基板を得る。

以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
表１に例１〜５（実施例）、例６〜８（比較例）、表２に例９〜１３（実施例）のガラス組成を示す。
表１、２に記載される母組成（ＳｉＯ₂〜Ｚｒ₂Ｏ）になるように、かつ表２に記載される添加剤を含有するように原料調製し、該原料１００質量部に対し、硫酸塩をＳＯ₃換算で０．８質量部添加してガラス原料とし、該ガラス原料を白金坩堝を用いて、１５００〜１６００℃の温度で４時間加熱し、溶解した。溶解に当たっては、白金スターラーを挿入し、２時間攪拌し、ガラスの均質化を行った。次いでガラス融液を流し出し、徐冷した後、研磨を行い厚さ２．８ｍｍの板状にした。
こうして得られたガラスについて、ガラス組成（質量％）、ガラス転移点Ｔｇ（℃）、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数α_50-350（１０^-7／℃）、１５０℃での体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）、Ｔ₂（℃）、Ｔ₄（℃）、比重（ｇ／ｃｍ^３）、磨耗度およびクラック深さ（μｍ）を測定した。結果を表１、２に示した。また、ガラス中のＳＯ_３の残存量は０．０５〜０．３質量％であった。なお、表中のかっこの値は計算値を示す。

５０〜３５０℃の平均熱膨張係数は、示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて測定した値であり、ＪＩＳＲ３１０２（１９９５年）により求めた値である。
ガラス転移点はＴＭＡを用いて測定した値であり、ＪＩＳＲ３１０３−３（２００１年度）により求めた。
体積抵抗率は３端子法を用いた電極により１００Ｖを印加した際にガラス中に流れる電流値を測定し、算出した。
Ｔ₂、Ｔ₄は、例１〜１３のそれぞれに類似する組成について回転粘度計を用いて粘度を測定し、例１〜１３のガラスの粘度が１０^２ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ₂および１０^４ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ₄を加重平均により計算して求めた。

ガラス転移点は、次のようにして求めた。ガラスを徐冷点の温度で３０分間保持した後、６０℃／分の冷却速度で徐冷した。次いでこの徐冷したガラスについて、示差式熱膨張計を使用し、室温から屈伏点まで温度に対する熱膨張率の曲線を求めた。この曲線の最初に屈曲する点の前後で接線を引き、接線の交点に対応する温度をガラス転移点とした。
ｂ^＊値は、次のようにして求めた。上記で得られたガラスを溶解し、板状に流し出し徐冷し、両面を鏡面研磨して、厚さ２．８ｍｍの板状ガラスにした。該板状ガラス表面に還元反応層を形成させるため、水素１０体積％及び窒素９０体積％の雰囲気の電気炉にて、７５０℃で５時間加熱を行なった。この還元反応層が設けられた板状ガラス表面に銀ペースト（デュポン社製、ドータイト）を塗布し、２００℃／時間で昇温し、５６０℃、１時間焼成した後、６０℃／時間で室温まで降温し、１０％の硝酸により銀ペーストを除去した後、可視光透過率を測定した。銀電極下面及びその周辺の黄色着色は、この値からＣ光源のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊系色座標の色差ｂ^＊値をＪＩＳ−Ｚ８７２９の方法で求めた。

表１、２から明らかなように、実施例のガラス（例１〜５、９〜１３）は磨耗度が９８以上であり研磨性に優れる。
さらに、ガラス転移点が６００℃以上であり、熱膨張係数が７５×１０^−７／℃〜９０×１０^−７／℃であり、体積抵抗率ρが１０^１１Ω・ｃｍ以上であり、ＰＤＰ用基板ガラスとして適している。

これに対して例６および例８はＣａＯが５．５％以下であり、さらにＣａＯ＋ＳｒＯが１５％未満であるので磨耗度が低い。
また、例７はＳｒＯが５％未満であり、さらにＣａＯ＋ＳｒＯが１５％未満であるので、磨耗度が低い。
したがって、例６〜８のガラスは生産性が低下する。
また、例９〜１３のガラスは、ｂ^＊が４以下であり、黄変が生じ難いことが確認できた。

本発明のガラス組成物となるように原料を調合し、溶解後、フロート法により板ガラスに成形する。所定の寸法に切断後、破損防止等を目的とするガラス端部の面取を行う。また、必要に応じガラス表面の還元層除去のためにガラス表面の研磨を行う。
本発明の組成を有する基板用ガラスは、ガラス端部の面取（研磨）を効率よく行うことができる。また、ガラス表面の研磨を効率よく行うことができる。その結果、生産性が高く、低コストで目的とする基板用ガラスを製造することができる。

本発明の基板用ガラス組成物は、ＦＰＤ用基板、特にＰＤＰ用基板として好適である。
なお、本発明の基板用ガラス組成物は、磁気ディスク用基板としても用いることができる。

なお、２００８年２月２７日に出願された日本特許出願２００８−０４６３５６号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims

酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜７５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１５％
ＭｇＯ０〜４％
ＣａＯ５．５％超１２％以下
ＳｒＯ５〜１８％
ＢａＯ０〜１３％
ＺｒＯ₂ ０．５〜６％
Ｎａ₂Ｏ０〜１０％
Ｋ₂Ｏ０〜１５％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ６〜２０％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１７〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２５％
からなり、
ガラス転移点が６００℃以上であり、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が７５×１０^-7〜９０×１０^-7／℃であり、磨耗度が９８以上であることを特徴とする基板用ガラス組成物。
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜６５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１０％
ＭｇＯ０〜３．５％
ＣａＯ５．８〜１０％
ＳｒＯ８〜１５％
ＢａＯ０〜１０％
ＺｒＯ₂ １〜５％
Ｎａ₂Ｏ２〜１０％
Ｋ₂Ｏ１〜１３％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ７〜１７％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１８〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２３％
からなることを特徴とする請求項１に記載の基板用ガラス組成物。
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ５５〜６５％
Ａｌ₂Ｏ₃ ８〜１０％
ＭｇＯ０〜３．５％
ＣａＯ５．８〜１０％
ＳｒＯ８〜１５％
ＢａＯ０〜１０％
ＺｒＯ₂ １〜５％
Ｎａ₂Ｏ２〜８％
Ｋ₂Ｏ１〜１０％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ７〜１４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ１８〜２５％
ＣａＯ＋ＳｒＯ１５〜２３％
からなり、添加剤としてＦｅ_２Ｏ_３０．０６〜０．１５％を含有し、ガラス表面に銀ペーストを塗布し、焼成を行った後、該銀ペーストを除去した後のガラス表面の黄色着色ｂ^＊が４以下である請求項１または２に記載の基板用ガラス組成物。
１５０℃での体積抵抗率が１０¹¹Ω・ｃｍ以上である請求項１または２に記載の基板用ガラス組成物。