JPH11180728A - ディスプレイ装置用基板ガラス組成物 - Google Patents
ディスプレイ装置用基板ガラス組成物Info
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- JPH11180728A JPH11180728A JP9352646A JP35264697A JPH11180728A JP H11180728 A JPH11180728 A JP H11180728A JP 9352646 A JP9352646 A JP 9352646A JP 35264697 A JP35264697 A JP 35264697A JP H11180728 A JPH11180728 A JP H11180728A
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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
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
Abstract
に適し、適度な熱特性を有し、低比重のガラスであっ
て、特にPDP用として好適なディスプレイ装置用基板
ガラスを得ること。 【解決手段】 wt%で、SiO2 60〜63、Al2O3 9〜13、
ZrO2 0.5〜3.5 、P2O5 0.5〜2、SiO2+Al2O3 +ZrO2+
P2O5 71〜78、MgO 1〜5、CaO 4〜9、SrO 1〜5、
BaO 0〜4、MgO +CaO +Sr0 +BaO 11〜14、Li2O 0
〜2、Na2O 7〜9、K2O 2〜5、Li2O+Na2O+K2O 9
〜14の範囲で含有し、ガラス比重が2.60以下、ガラスの
歪点が 570℃以上、ガラスの104 ポイズ温度が1200℃以
下であり、104 ポイズ温度−失透温度の温度差が50℃以
上、かつガラスの室温から 300℃における熱膨張率が80
×10-7/℃以上であるディスプレイ装置用基板ガラス組
成物。
Description
装置用基板ガラス、特にプラズマディスプレイパネル
(PDP) 用基板ガラスとして好適なガラス組成物であ
って、電気溶融法を含めた溶融、およびフロート法によ
る成形 (製板) が容易なディスプレイ装置用基板ガラス
組成物に関する。
装置用基板ガラスとしては、ソーダ石灰シリカ系ガラス
が用いられるケースが多い。一例としてPDP用ガラス
基板においては、ガラス基板にニッケルやアルミニウム
等の電極や絶縁塗膜等をスクリーン印刷などにより施
し、 500℃を越える温度での焼成を繰返してパネルを製
作する。基板ガラスは電極や塗膜との熱膨張率が異なる
とそれらの亀裂や剥離を生じ易いので、熱膨張率を整合
させる必要があり、前記ソーダ石灰シリカ系ガラスにお
いては熱膨張率が90×10-7/℃近くと、電極や塗膜との
熱膨張率に近い点において有用であるが、歪点が 510℃
近辺の温度であるため繰返し焼成に際して熱変形を生じ
易く、製作歩留りを著しく悪化させるという問題があ
る。
Al2O3 成分、CaO 等の2価金属酸化物、Na2O等のアルカ
リ金属酸化物、ZrO2成分等よりなる基板用ガラス組成物
であって、600 ℃付近の熱処理においても殆ど変形せ
ず、また熱膨張率もソーダ石灰シリカ系ガラスと殆ど変
わらないガラスが開示されている。概してこの成分系で
は2価金属酸化物が過多で、ガラスの比重を増大させる
上に、ガラス融液の高温粘度を上昇し、均質化、清澄性
を悪化し、また、成形性も難化するという危惧がある。
均質化、清澄性を改善するためには溶融促進・清澄剤と
してのNa2SO3 、Sb2O3 、またはAs2O3 を過剰に添加す
る必要があるが、例えば直接通電溶融の場合においては
それらが電極と反応して電極を変質劣化させたり、ガラ
スに着色を与えたりするという危惧がある。
Al2O3 成分、CaO 等2価金属酸化物、K2O 等アルカリ金
属酸化物、ZrO2成分等よりなり、PDP用基板に適用す
るガラス組成物が開示されている。しかし、ネットワー
クフォーマーとしてのSiO2成分が低く、その分ガラス形
成が不安定で、失透が生じ易い。またガラス比重を増大
し易く、特に大サイズのディスプレイ装置においては装
置の重量が増大し、その取扱を困難とするという危惧が
ある。
クフォーマーであるSiO2成分や、Al 2O3 成分、B2O3成
分、ZrO2成分と、2価金属酸化物、およびアルカリ金属
酸化物を含み、歪点がソーダ石灰系ガラスより高く、熱
膨張率がソーダ石灰系ガラス並に高い、基板ガラスや耐
火ガラスとして好適なガラス組成物が開示されている。
しかし、SiO2成分等の割合が低く、相対的に2価金属酸
化物、アルカリ金属酸化物等が高く、前記同様ガラス形
成が不安定で、失透が生じ易く、またガラス比重を増大
する。
鑑みて種々検討の末、完成に達したものであり、直接通
電溶融を含めた溶融、フロート法成形に適し、適度な熱
特性を有し、比較的低比重のガラスであって、特にPD
P用として好適なディスプレイ装置用基板ガラス組成物
を提供するものである。
60〜63、Al2O3 9〜13、ZrO2 0.5〜3.5 、P2O5 0.5〜
2、SiO2+Al2O3 +ZrO2+P2O5 71〜78、MgO 1〜5、
CaO 4〜9、SrO 1〜5、BaO 0〜4、MgO +CaO +Sr
0 +BaO 11〜14、Li2O 0〜2、Na2O 7〜9、K2O 2
〜5、Li2O+Na2O+K2O 9〜14の範囲で含有し、ガラス
比重が2.60以下、ガラスの歪点が 570℃以上、ガラスの
104 ポイズ温度(ガラス粘度が104 ポイズになる温度で
成形作業をするうえで基準となる)が1200℃以下であ
り、104 ポイズ温度−失透温度の温度差が50℃以上、か
つガラスの室温から 300℃における熱膨張率が80×10-7
/℃以上であるディスプレイ装置用基板ガラス組成物で
ある。
はwt%のことをあらわす。本発明の成分系において、Si
O2はガラスのネットワークフォーマーとして作用する主
要成分であり、ガラス中60%未満ではガラスを安定して
形成し難く、失透を生じさせ易く、またガラスの歪点が
低下し、耐水性、耐薬品性を悪化させ、ガラス比重を増
大する傾向にある。他方63%を越えるとガラス融液の高
温粘度が高くなり、フロート法成形が困難になる。従っ
て60〜63%の範囲で導入する。
もので、ガラスを安定して形成でき、ガラスの歪点、粘
度を上昇して耐熱性を向上し、またガラスの耐薬品性、
耐水性を向上する。Al2O3 がガラス中に9%未満である
とガラスの歪点が低下し、他方13%を超えるとガラス融
液の高温粘度が高くなり、失透傾向が増大し、フロート
法成形が困難になる。従って9〜13%の範囲で導入す
る。
あり、少量の導入でガラス歪点や粘度等を大きく変える
ことなく、失透温度を大幅に低下させ、特に成形作業温
度付近での失透の発生を抑制するうえで重要な成分であ
る。P2O5がガラス中 0.5%未満では上記作用が不充分で
あり、2%を越えるとガラスの分相傾向を増大しガラス
の耐水性、耐薬品性を損なう傾向にある。従って 0.5〜
2%の範囲で導入する。
る。またガラスの歪点を上昇させ、失透の発生を抑える
作用を有するのでガラス中に 0.5%以上含有させるのが
よく、他方 3.5%を超えると逆に失透傾向が増大し、ガ
ラスの溶融およびフロート法成形を困難とすると同時に
比重を大幅に増大する。従って 0.5〜 3.5%の範囲で導
入する。
を71%未満とし、相対的に2価成分酸化物やアルカリ金
属酸化物を過量に含ませると、ガラス比重が増大するの
で好ましくない。またSiO2+Al2O3 +ZrO2+P2O5を78%
を越えて含有すると、熱膨張率が低下する上に、ガラス
融液の高温粘度が高くなり、フロート法成形が困難にな
る。従って71〜78wt%の範囲とし、好適には74〜77%の
範囲とする。
クフォーマーであり、ガラスを安定して形成するB2O3を
適宜導入することができる。B2O3は高温粘度を下げてガ
ラス溶融を容易にする。ただし歪点と熱膨張率を低下す
る傾向にあり、導入量は2%以下とすべきである。
成分酸化物に比べガラスの歪点を上昇させ、適度に調整
するうえで有用であるが、ガラス中1%未満であると上
記作用に乏しく、5%を越えて含有すると、ガラスの熱
膨張率を低下させ、失透傾向が大きくなる。従って1〜
5%の範囲で導入する。
やAl2O3 を主体とするガラスにおける融液の高温粘度を
下げ、またその適度な導入により失透の発生を抑制する
作用を有するが、ガラス中3%未満ではその作用が不充
分であり、他方9%を超えると失透傾向が大きくなり、
またガラス比重を増大する。従って3〜9%の範囲で導
入する。
を下げ、また失透の発生を抑制する作用を有し、ガラス
の熱膨張率、歪点を調整するうえで有用であるが、ガラ
ス中1%未満ではその作用が不充分であり、5%を越え
て導入すると比重が増大するので好ましくなく、従って
1〜5%の範囲で導入する。
度を下げ失透の発生を抑制する作用を有するので適宜導
入することができるが、ガラス中4%を超えるとガラス
の歪点が低下し過ぎ、ガラスの比重を増大する。従って
4%以下の範囲で随時導入する。
属酸化物 (CaO 、MgO 、BaO 、SrO)の合計を11〜14%の
範囲とすることによって、ガラスの溶融性を良好な範囲
に維持しつつ、粘度−温度勾配を適度として成形性を良
好とし、耐熱性、化学的耐久性等に優れ、適切な範囲の
熱膨張率を有するガラスを得ることができる。2価金属
酸化物の合計が14%を越えると、ガラスの熱膨張率が上
昇するとともに失透傾向が増大し、化学的耐久性が低下
し、またガラス比重が増大する。11%未満では、高温粘
度が上昇して溶融および成形を困難とし、熱膨張率が低
下する。
が、ガラスの熱膨張率を低下させ、また歪点も低下させ
る傾向があるので、ガラス中3%以下の範囲で必要に応
じ適宜導入するものである。
して作用し、またガラスの熱膨張率を適度な高さに維持
するうえで不可欠である。Na2Oがガラス中7%未満であ
ると、ガラス溶融が不充分となり、均質性、清澄性も損
なう。他方9%を超えるとガラスの歪点が低下し過ぎ、
耐水性、耐薬品性も劣化する。従って7〜9%の範囲で
導入する。
ラスの熱膨張率を適度に調整し、またNa2Oとの混合アル
カリ効果によりアルカリイオンのガラス中での移動を抑
制して、ガラスの体積抵抗率を高める。ガラス中2%未
満であるとそれら作用が不充分であり、5%を超えると
熱膨張率が過大となり、また歪点も低下し過ぎるため、
2〜5%の範囲とする。また、ガラス比重をより低くす
るうえでは、2〜4%の範囲とするのがよい。
O ) の量に関し、そのガラス中の合計量を9〜14%とす
ることにより、ガラスの歪点、熱膨張率、高温粘度およ
び失透温度を適切な範囲に維することができる。アルカ
リ金属酸化物の合計量が9%未満では熱膨張率が低下
し、失透傾向が増大する。14%を越えるとガラスの歪点
が低下し過ぎるうえに、比重を増大し、体積抵抗率が低
下する。従って9〜14%の範囲とするものであるが、特
にガラスの易溶融性を考慮すれば、12〜14%の範囲がよ
い。
フッ化物を導入するのが望ましく、例えばCaF2、MgF2、
NaCl、CaCl2 等の金属フッ化物、塩化物を導入すること
により、ガラス融液の粘度、表面張力を降下させ溶融、
清澄性を向上し、かつ電気溶融法を採用した場合におい
ては電極を変質劣化させないうえで有効であるが、フッ
素、または塩素分として原料バッチのガラス換算量 (酸
化物)100wt%に対して0.5 wt%以下外挿添加するのが肝
要であり、0.5 wt%を超えると炉材の侵食等が激しくな
る傾向があるうえに、ガラスの歪点を低下させる。
原料としては硝酸塩の導入が好ましい。すなわち例えば
硝酸バリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等の原料
形態で原料バッチ中に導入するが、硝酸塩の殆どはガラ
スの初期溶融の過程で酸素を発生し、S 、FeおよびTiの
ようなガラス中の微量還元成分を酸化状態に維持するた
め、これら還元成分がモリブデン等の電極と反応して電
極が損耗するような弊害を抑制する。
算量 (酸化物)100wt%に対して4wt%以下、さらに望ま
しくは 1〜 4wt%の範囲で外挿添加するのが好ましい。
4wt%を超えると原料バッチの溶解速度が過大となり、
安定した溶融状態を得るのが困難となる。前記塩化物、
フッ化物または硝酸塩は必要に応じ適宜導入するもの
で、両者を併存させてもよい。
法を採用する場合は、汎用されるモリブデン等の電極と
反応して合金を形成したりするようなことは避けねばな
らず、従って原料バッチ中に清澄剤としてのAs2O3 、Sb
2O3 およびS分、硫酸塩(ガラス中に一部SO3 として残
留する) は少量(0.3%以下)に留めるべきである。ま
た、反応性を有するZnO 原料の混入は避けた方がよい。
し、成形時の窒素および水素等の還元雰囲気下で揮発し
たり、ガラスに着色を与えないようにするために、PbO
、ZnO 等の揮発成分の混入も避けるべきである。
としたことにより、特に大サイズ化しつつあるPDP等
のディスプレイ装置の軽量化、取扱容易性を高めること
ができる。また、ガラスの歪点 (ガラスが粘度1014.5ポ
イズを示す温度) を 570℃以上としたことにより、500
℃を越える各種繰返し熱処理に対しても基板ガラスが歪
んだりすることがなく、更に熱膨張率 (室温〜300 ℃)
を80×10-7/℃以上に、かつ90×10-7/℃付近まで調整
することができるので、厚膜等(熱膨張率は、その組成
にもよるが略80〜90×10-7/℃である) との熱膨張率差
を僅少とし、又は無くし、それらとの密着性を良好とし
たガラスが得られる。加えて成形作業をするうえで基準
となるガラス粘度である104 ポイズになる温度を、1200
℃以下とすることができ、失透温度を104 ポイズ温度よ
り50℃以上低くしたことにより、成形作業を容易とする
ものである。
酸、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウ
ム、炭酸ストロンチウム、ジルコン砂、炭酸リチウム、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、フッ化カルシウムおよ
び硝酸バリウムよりなる調合原料を白金製耐火坩堝に充
填し電気炉内で1500℃、約 4時間加熱溶融した。次に溶
融ガラスを鋳型に流し込み、約 200mm□×35mm厚の大き
さのガラスブロックとし、 630℃に保持した電気炉に移
入して該炉内で徐冷した。
表1、表2に示す。なおいずれのケースにおいても、Ca
F2のかたちで導入されるF 分、Ba(NO3)2のかたちで導入
されるNO3 分についてはガラス酸化物成分計100 wt%に
対する外挿添加・導入量 (wt%) としてF 0.2 %、NO3
0.3 %と共通とした。
℃における平均熱膨張率( X10-7/℃) 、歪点 (ガラス
が粘度1014.5ポイズを示す温度) 、転移点(熱膨張率測
定に際する温度−膨張量勾配の変化 <転移> 点)、溶融
温度(ガラスが粘度102 ポイズを示す温度)、成形温度
(ガラスが粘度104 ポイズを示す温度=104 ポイズ温
度)、失透温度(ガラスを一定温度に2時間維持して失
透が生ずる上限温度)、作業温度範囲(上記成形温度−
失透温度)、およびガラス比重を測定した。それらの結
果を表1(実施例)、表2(実施例、比較例)に示す。
におけるガラスであり、102 ポイズ温度が1600℃以下で
あって、電気溶融等により、容易に溶融、清澄化でき
る。10 4 ポイズ温度を1200℃以下とし、失透温度を104
ポイズ温度より50℃以上低くしたことにより、成形性も
容易としフロート法成形に適する。ガラスの歪点は570
℃以上で耐熱性が良好である。熱膨張率は80×10-7/℃
以上で電極や厚膜との熱膨張率に近似している。またガ
ラス比重を2.60以下としたことにより、大サイズ化しつ
つあるディスプレイ装置の軽量化、取扱容易性を高める
ことができる。更に、表示しないが体積抵抗率も109
Ω.cm 以上で電気絶縁性に優れ、ディスプレイ装置用基
板ガラス、殊にPDP用の基板ガラスとして好適であ
る。
歪点、ガラス比重等の点でディスプレイ装置用基板ガラ
ス、特にPDP用の基板ガラスとして好適であり、また
ガラスの溶融性も良好で、直接通電法による溶融および
フロート法による成形に適し、均質なガラスを連続的に
低いコストで製造することができ、量産に適するという
効果を奏する。
Claims (1)
- 【請求項1】wt%で、SiO2 60〜63、Al2O3 9〜13、Zr
O2 0.5〜3.5 、P2O5 0.5〜2、SiO2+Al2O3 +ZrO2+P2
O5 71〜78、MgO 1〜5、CaO 4〜9、SrO 1〜5、Ba
O 0〜4、MgO +CaO +Sr0 +BaO 11〜14、Li2O 0〜
2、Na2O 7〜9、K2O 2〜5、Li2O+Na2O+K2O 9〜
14の範囲で含有し、ガラス比重が2.60以下、ガラスの歪
点が 570℃以上、ガラスの104 ポイズ温度が1200℃以下
であり、104 ポイズ温度−失透温度の温度差が50℃以
上、かつガラスの室温から 300℃における熱膨張率が80
×10-7/℃以上であることを特徴とするディスプレイ装
置用基板ガラス組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9352646A JPH11180728A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | ディスプレイ装置用基板ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9352646A JPH11180728A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | ディスプレイ装置用基板ガラス組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11180728A true JPH11180728A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18425476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9352646A Pending JPH11180728A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | ディスプレイ装置用基板ガラス組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11180728A (ja) |
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