KR102106613B1 - 열적 안정성을 나타내는 무알칼리 유리 조성물 및 그로부터 제조된 고변형점 무알칼리 유리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알칼리 금속 산화물 성분이 실질적으로 포함되지 않고, 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 SiO2가 56 ~ 59.5%, B2O3가 0 ~ 4%, Al2O3가 14.5 ~ 20%, MgO가 4.5 ~ 9.5%, CaO가 0 ~ 5%, BaO가 10.5 ~ 15.5%를 함유하는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리 조성물 및 이로부터 제조되는 무알칼리 유리에 관한 것으로, 상기 무알칼리 유리는 고변형점 및 높은 어닐링점 특성을 가짐을 특징으로 한다.

Description

열적 안정성을 나타내는 무알칼리 유리 조성물 및 그로부터 제조된 고변형점 무알칼리 유리 {Alkali-free glass composition having thermal stability and alkali-free glass having high strain point obtained therefrom}
본 발명은 열적 안정성을 나타내는 무알칼리 유리 조성물 및 그로부터 제조된 고변형점 무알칼리 유리에 관한 발명이다.
유리, 그 중에서도 평판 유리(flat glass)는 창유리, 차량의 윈도 스크린, 거울 등과 같이 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 그 종류 또한 용도에 맞게 매우 다양하게 개발되어 이용되고 있다.
특히, LCD나 PDP, 유기 EL과 같은 평판 디스플레이 장치에는 무알칼리 유리 기판이 널리 사용된다. 알칼리 금속 산화물 성분이 함유된 알칼리 유리 기판의 경우, 유리 기판 중의 알칼리 금속 이온이 박막 중에 확산되어 막 특성을 열화시킬 수 있기 때문에, 디스플레이용으로서는 알칼리 유리보다는 무알칼리 유리가 널리 이용되고 있다.
그런데, 이와 같은 평판 디스플레이 기판용 유리의 경우, 다양한 제품 특성이 요구되고 있다.
예를 들어, 평판 디스플레이용 유리의 경우, 경량화가 확보되어야 한다. 특히, 최근에는, TV나 모니터 등과 같은 디스플레이 장치가 점차 대형화되어 가면서, 이에 사용되는 기판 유리의 면적 또한 커져 가고 있다. 이 경우, 기판 유리 자체의 하중에 의한 기판 유리의 휨 현상은 더욱 커질 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 기판 유리는 보다 가벼운 무게를 갖도록 제조될 필요가 있다. 뿐만 아니라, 이러한 기판 유리는 휴대전화나 PDP, 노트북과 같은 소형 휴대용 디스플레이 장치에도 사용될 수 있는데, 이 경우에도 휴대성을 높이기 위해 기판 유리의 경량화가 요구된다.
또한, 평판 디스플레이 기판용 유리의 경우, 내열성이 적절하게 확보되어야 한다. 예를 들어, TFT-LCD와 같은 평판 디스플레이 장치의 제조 공정에서는 다양한 열처리 공정이 수행될 수 있는데, 이 과정에서, 유리 기판은 급가열과 급랭 환경에 노출될 수 있다. 만일 이러한 상황에서, 유리에 내열성이 확보되지 않은 경우, 유리의 변형이나 휨 현상 등이 일어날 수 있고, 열에 의한 인장 응력으로 인해 유리 기판이 깨질 수도 있다. 더욱이, TFT-LCD용 유리의 경우, 내열성이 낮으면 TFT 재료와 열팽창차가 생겨 TFT의 화소 피치가 어긋날 수 있으며, 이로 인해 표시 불량이 발생할 수 있다.
뿐만 아니라, 다결정 실리콘에 기초한 박막 트랜지스터(TFT)는 기존 비정질 실리콘계 TFT 대비 더 높은 전자 이동성을 나타내는 특징이 있다. 따라서, 더 밝고 빠른 고해상도 디스플레이를 위해서는 다결정 실리콘에 기초한 TFT로의 변화가 요구된다. 그러나, 다결정 실리콘계 TFT는 기존의 비정질 실리콘계 TFT에 비해 100 내지 200 ℃ 더 높은 공정 온도를 요구한다. 이러한 고온 공정에서 기판으로 사용되는 LCD 유리가 열적 및 치수적으로 안정하기 위해서는 기본적으로 높은 변형점 및 어닐링점을 만족해야 한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 일 과제는 고변형점 및 높은 어닐링점 특성을 만족시키는 무알칼리 유리 조성물 및 이로부터 제조된 무알칼리 유리를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 B2O3 함량을 줄이고, B2O3 함량 감소에 따른 용해성 저하를 보상할 수 있는 무알칼리 유리 조성물 및 이로부터 제조된 무알칼리 유리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시양태에 따르면, 알칼리 금속 산화물 성분이 실질적으로 포함되지 않고, 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 SiO2가 56 ~ 59.5%, B2O3가 0 ~ 4%, Al2O3가 14.5 ~ 20%, MgO가 4.5 ~ 9.5%, CaO가 0 ~ 5%, BaO가 10.5 ~ 15.5%를 함유하는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리 조성물이 제공된다.
상기 무알칼리 유리 조성물은 SrO를 포함하지 않는다.
또한, 상기 무알칼리 유리 조성물은 B2O3, SiO2 및 Al2O3를 합한 합량에 대하여, MgO, CaO, SrO 및 BaO를 합한 합량이 중량% 기준으로 13% 이상 20% 이하인 실시양태일 수 있다.
또한, 상기 무알칼리 유리 조성물은 MgO/(MgO + CaO + BaO)는 중량% 기준으로 0.25 이상이고, MgO / (MgO + CaO)가 중량% 기준으로 0.5 이상인 실시양태일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 전술한 무알칼리 유리 조성물로부터 제조되고, 700 ℃ 이상의 변형점을 가지는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리가 제공된다.
상기 무알칼리 유리는 730℃ 이상의 어닐링점을 갖는 실시양태일 수 있다.
또한, 상기 무알칼리 유리는 2 내지 3 g/cm3 범위의 밀도, 4.0 [×10-6/K] 미만의 열팽창 계수, 70 GPa 초과의 탄성 계수를 갖는 실시양태일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 전술한 무알칼리 유리로부터 형성된 LTPS 또는 oxide-TFT 제품용 패널이 제공된다.
본 발명의 일 실시양태에 의하면, 알칼리 금속 산화물 성분이 실질적으로 포함되어 있지 않은 무알칼리 유리 조성물 및 이로부터 제조된 무알칼리 유리가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시양태에 의하면, 열적 안정성이 우수한 무알칼리 유리 조성물 및 이로부터 제조된 고변형점 무알칼리 유리가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, B2O3 함량이 감소되고 B2O3 함량 감소에도 불구하고 용해도 저하가 보상되는 무알칼리 유리 조성물 및 이로부터 제조된 무알칼리 유리가 제공된다.
본 발명에 따른 무알칼리 유리는 액정 디스플레이(LCD)나 PDP, LTPS, oxide-TFT, 유기 EL 디스플레이와 같은 평판 디스플레이용 기판에 바람직하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 유리는, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는 무알칼리 유리이다. 여기서, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 유리 중에 알칼리 금속 산화물이 전혀 포함되어 있지 않거나, 일부 포함되어 있더라도 다른 성분에 비해 그 함유량이 극히 미미하여 유리의 조성 성분으로 무시할 수 있을 정도의 양이 포함된 경우 등을 의미한다. 예를 들어, Li2O, Na2O 및 K2O와 같은 알칼리 금속 산화물이 유리 조성 성분으로 0.2 중량% 이하 함유된 경우, 알칼리 금속 산화물이 실질적으로 함유되어 있지 않다고 할 수 있다.
본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, SiO2, B2O3, Al2O3, MgO, CaO 및 BaO를 조성 성분으로 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은 SrO를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, SiO2를 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 56 ~ 59.5% 함유할 수 있다. SiO2는 유리를 형성하는 네트워크 구조 생성체 산화물로서, 유리의 화학적 내성을 증가시키고, 적절한 열팽창률을 가지도록 하는데 기여할 수 있다. 하지만, SiO2가 지나치게 높게 함유되는 경우 열팽창 계수가 지나치게 낮아지고 유리의 실투 특성이 나빠질 수 있다. 반면, SiO2가 지나치게 낮게 함유되는 경우 화학적 내성이 감소되고 밀도가 커지며, 열팽창 계수가 커지고 변형점이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 무알칼리 유리는, 56 ~ 59.5 중량%의 SiO2를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, Al2O3를 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 14.5 ~ 20% 함유할 수 있다. Al2O3는 유리의 고온 점도, 화학 안정성, 내열충격성 등을 증가시키며 변형점 및 영률(Young's modulus) 등을 높이는데 기여할 수 있다. 하지만, Al2O3가 지나치게 높게 함유되는 경우 실투 특성, 내염산성 및 내산성을 떨어뜨리고 점도를 증가시킬 수 있다. 반면, Al2O3가 지나치게 낮게 함유되는 경우, 그 첨가 효과가 제대로 달성되기 어렵고 탄성 계수가 낮아질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, 14.5 ~ 20 중량%의 Al2O3를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, MgO를 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 4.5 ~ 9.5% 함유할 수 있다. MgO는 알칼리 토금속 산화물로서, 열팽창 계수를 높이지 않으며, 변형점을 크게 저하시키지 않고, 용융성을 향상시키는데 기여할 수 있다. 특히, MgO는 유리의 밀도를 감소시킬 수 있어, 유리의 경량화에 크게 기여할 수 있다. 하지만, MgO가 지나치게 높게 함유되는 경우, 유리의 실투 특성이 저하되고, 내산성이 떨어질 수 있다. 반면, MgO가 지나치게 낮게 함유되는 경우 상술한 MgO 첨가 특성을 달성하기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은 4.5 ~ 9.5 중량%의 MgO를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, CaO를 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 0 ~ 5% 함유할 수 있다. CaO는 MgO와 마찬가지로 알칼리 토금속 산화물로서, 밀도와 열팽창 계수를 낮추고 변형점을 크게 저하시키지 않으며 용융성을 향상시키는데 기여할 수 있다. 하지만, CaO가 지나치게 높게 함유되는 경우, 밀도 및 열팽창 계수가 커질 수 있고 내산성과 같은 내화학성을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은 0 ~ 5 중량%의 CaO를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, BaO를 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 10.5 ~ 15.5% 함유할 수 있다. BaO는 유리의 내약품성이나 실투 특성을 향상시키는데 기여할 수 있다. 하지만, BaO가 지나치게 높게 함유되는 경우, 유리의 밀도를 크게 하고 환경에 좋지 않은 영향을 미칠 수가 있다. 반면, BaO의 함량이 지나치게 낮은 경우, BaO의 첨가 효과가 제대로 달성되기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은 10.5 ~ 15.5 중량%의 BaO를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은, B2O3를 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 0 ~ 4% 함유할 수 있다. B2O3는 유리의 네트워크 구조 생성체 산화물로서, 유리의 용해 반응성을 좋게 하고, 열팽창 계수를 작게 하며, 실투성을 향상시키고 내산성과 같은 화학적 내성을 좋게 하며, 밀도를 낮추는데 기여할 수 있다. 하지만, B2O3가 지나치게 높게 함유되는 경우 유리의 내산성이 떨어질 수 있고, 밀도가 높아지며 변형점이 낮아져 내열성이 열화될 수 있다. 반면, B2O3가 지나치게 낮게 함유되거나 함유되지 않는 경우에는 용해도 저하가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 따른 무알칼리 유리 조성물은 B2O3 함량 감소에 따른 용해도 저하가 보상되도록 하기 사항을 만족시키는 것이 바람직하다:
(1) 알칼리토금속 산화물을 B2O3, SiO2 및 Al2O3의 상대적인 비율에 비례하여 적절한 비로 포함한다. 바람직하게, B2O3, SiO2 및 Al2O3의 합량에 대하여, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량이 중량% 기준으로 13% 이상 20% 이하이다. MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량이 중량% 기준으로 13% 미만이 되면 용해성이 저하되고, 20%를 초과하면 열팽창계수가 커지는 문제가 발생할 수 있다.
(2) 알칼리토금속 산화물 함량이 고정되어 있는 경우라면, 용융 및 형성 온도는 Ba, Sr 또는 Ca가 Mg로 대체되는 경우에 민감하게 감소된다. 따라서, 점도 및 액상 온도의 균형을 얻기 위해 알칼리토금속 산화물 전체 농도에 대하여 MgO 농도를 특정 범위로 사용하는 것이 필요하다. 바람직하게, MgO / (MgO + CaO + BaO)는 중량% 기준으로 0.25 이상인 것이 바람직하다. 또한, MgO / (MgO + CaO)가 중량% 기준으로 0.5 이상인 것이 바람직하다. 상기에서 "(MgO + CaO + BaO)"는 MgO , CaO, BaO의 합량을 의미하고, "(MgO + CaO)"는 MgO, CaO의 합량을 의미한다.
상기 사항을 만족시킴으로써 실투 온도를 상승시키지 않고 변형점을 상승시키며, 또한, 유리의 점성, 특히 T4를 낮추어서 플로트 성형이 용이한 무알칼리 유리를 형성할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리 조성물은 SrO를 함유하지 않는다.
상기와 같은 무알칼리 유리 조성물로부터 제조된, 본 발명의 일 양태에 따른 무알칼리 유리는 700 ℃ 이상의 고변형점을 가지며, 730 ℃ 이상의 어닐링점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 무알칼리 유리는 2.0 내지 3.0 g/cm3 미만의 밀도를 가질 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 유리의 밀도가 낮아 유리 제품의 경량화를 달성하는데 용이할 수 있다. 특히, 유리가 적용되는 장치의 대형화로 유리의 면적이 점차 증가하고 있는 상황에서, 유리의 밀도가 낮아지면 유리의 자체 하중에 의한 휨 현상을 줄이고, 유리가 적용된 장치의 무게를 줄일 수 있다. 또한, 소형 휴대용 기기나 장치에 대해서도 유리 자체의 무게를 낮출 수 있어, 휴대성을 향상시킬 수 있다.
또한 바람직하게, 본 발명에 따른 무알칼리 유리는 4.0×10-6/K 미만의 열팽창 계수(CTE; Coefficinet of Thermal Expansion)를 가질 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 열팽창 계수가 낮아 내열충격성이 우수하다.
따라서, 유리 기판에 다양한 열처리 공정이 반복적으로 수행되더라도 열수축이나 휨, 변형과 같은 문제점이 일어나는 것을 막을 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 열팽창 계수는 TFT 재료와의 열팽창 계수가 유사하므로, 본 발명에 따른 유리를 이용하여 TFT-LCD 제조시 TFT 재료와 열팽창차로 인한 표시 불량 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 무알칼리 유리는, 탄성 계수가 70 GPa를 초과할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 무알칼리 유리의 경우, 탄성 계수가 높아 충분한 기계적 안정성을 가질 수 있으며, 유리판에 새그가 발생하는 새깅(sagging) 문제를 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 상술한 무알칼리 유리를 포함할 수 있다. 이를테면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 유리 기판을 포함하되, 이러한 유리 기판은 무알칼리 유리 기판으로서, 산화물 기준 중량% 표시로, SiO2 56 ~ 59.5%, B2O3 0 ~ 4%, Al2O3 14.5 ~ 20%, MgO 4.5 ~ 9.5%, CaO 0 ~ 5%, BaO 10.5 ~ 15.5%를 함유하고, 알칼리 금속 산화물 및 SrO를 실질적으로 함유하지 않는다. 더욱이, 이러한 무알칼리 유리 기판의 밀도는 2.0 내지 3.0 g/cm3 범위일 수 있으며, 그 열팽창 계수는 4.0 [×10-6/K] 미만일 수 있다. 또한, 이러한 무알칼리 유리 기판은 탄성 계수가 70 GPa를 초과할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 액정 디스플레이(LCD) 장치인 것이 바람직하다. 즉, TFT-LCD와 같은 액정 디스플레이 장치는 유리 기판(패널)을 포함하는데, 이러한 유리 기판은 상술한 조성 및 물성을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 이러한 LCD 장치 이외에도, LTPS(Low-temperature polycrystalline silicon), oxide-TFT, PDP 장치와 같은 다양한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상술한 무알칼리 유리를 제조하는 방법을 설명한다.
먼저 유리에 함유되는 각 성분의 원료를 목표 조성이 되도록 조합한다. 이 때, 알칼리 금속 산화물 성분가 실질적으로 포함되지 않고, 산화물 기준 중량% 표시로 SiO2가 56 ~ 59.5%, B2O3가 0 ~ 4%, Al2O3가 14.5 ~ 20%, MgO가 4.5 ~ 9.5%, CaO가 0 ~ 5%, BaO가 10.5 ~ 15.5% 포함되도록 원료 성분을 조합한다. 또한, 상기 유리 조성물은 SrO를 포함하지 않는다.
다음으로, 이와 같이 조합된 유리 원료를 소정 온도로, 이를테면 1500 ~ 1600℃로 가열하여 유리 원료를 용융하고, 용융된 유리를 성형한다. 이때, 상기 성형 단계는 플로트 배스(float bath)를 이용하는 플로트(float) 법에 의해 수행될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 성형 방식에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 유리의 성형 단계는 다운드로우(down draw) 방식이나 퓨전 방식에 의해 수행될 수도 있다.
이와 같이 유리가 성형되면, 성형된 유리는 서냉로로 이송되어 서냉되는 과정을 거치게 된다. 그리고 나서, 서냉된 유리는 원하는 크기로 절단되어, 연마 등의 가공이 더 수행되고, 이러한 일련의 과정을 통해 유리 제품으로 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 제조 방법에 의해 제조된 무알칼리 유리는, 그 밀도가 2 내지 3 g/cm3 범위일 수 있다. 그리고, 제조된 무알칼리 유리의 열팽창 계수는 4.0 [×10-6/K] 미만일 수 있다. 또한, 이와 같이 제조된 무알칼리 유리는 700 ℃ 이상의 고변형점을 가질 수 있고, 탄성 계수가 70 GPa를 초과할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
표 1은 본 발명에 따른 실시예의 유리 조성 및 물성을 나타낸다.
실시예
각 성분의 원료를 표 1에 나타낸 바와 같은 조성(중량% 기준)이 되도록 조합하고, 백금 도가니를 사용하여 1600℃의 온도에서 3시간 가열하여 융융시켰다. 용융시에는 백금 스터러(stirrer)를 삽입하고 1시간 교반하여 유리를 균질화하였다. 이어서 용융 유리를 730℃에서 서냉하여 각 실시예의 유리를 얻었다. 한편, 얻어진 유리에 대해서는 형광 X선 분석을 통해 그 조성을 확인하였다.
또한, 각 실시예 유리에 대한 물성으로서, 밀도, 열팽창 계수, 탄성 계수, 어닐링점, 연화점, 변형점, 액체 온도, 전이 온도, 굴절률을 다음과 같은 방법으로 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<밀도>
각 실시예 유리에 대하여, 아르키메데스법을 사용하여 밀도를 측정하였다.
<열팽창 계수>( CTE )
각 실시예 유리에 대하여, 딜라토미터를 사용하여 평균 열팽창 계수를 측정하였다.
<탄성 계수>
각 실시예 유리에 대하여, 삼점 굽힘 테스트를 통해 탄성 계수를 측정하였다.
<T2>
각 실시예 유리에 대하여, 고온 점도계를 사용하여 점도를 측정하고, 점도가 102 dPa·s가 될 때의 온도 T2를 측정하였다. 이때, T2의 단위는 ℃이다.
<T4>
각 실시예 유리에 대하여, 고온 점도계를 사용하여 점도를 측정하고, 점도가 104 dPa·s가 될 때의 온도 T4를 측정하였다. 이때, T4의 단위는 ℃이다.
< 어닐링점 >
각 실시예 유리에 대하여, ASTM C336을 이용하여 Fiber elongation 방법으로 어닐링점을 측정하였다. 이때, 어닐링점의 단위는 ℃이다.
<연화점>
각 실시예 유리에 대하여 평행판 점도측정에 의해 연화점을 결정하였다.
< 변형점 >
각 실시예 유리에 대하여, ASTM C336을 이용하여 Fiber elongation 방법으로 변형점을 측정하였다. 이때, 변형점의 단위는 ℃이다.
<전이 온도>( Tg )
각 실시예 유리에 대하여, 시차열 분석(DTA) 장비를 이용하여 전이 온도를 측정하였다.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SiO 2 56 59.5 59.5 59.5 59.5 58.75 57.75 57.75 59.5 58.75
B 2 O 3 4 0 0 4 3.1666667 1.2685185 0 1.125 2.25 1.0185185
Al 2 O 3 20 18 20 18.25 14.5 18.675926 20 20 17.75 18.675926
MgO 5 7.5 7.5 4.5 4.5 5.787037 5.625 4.5 7.4166667 6.037037
CaO 0 0 0 3.25 4.1666667 3.787037 5 5 0 3.787037
SrO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
BaO 15 15 13 10.5 14.166667 11.731481 11.625 11.625 13.083333 11.731481
밀도
[g/cm3]		 2.2763 2.8671 2.711 2.5682 2.0877 2.6688 2.5182 2.15 2.5282 2.4874
열팽창계수
[×10-6/K]		 3.7521 3.724 3.6134 3.1855 3.789 3.9514 3.6589 3.5824 3.828 3.5311
탄성계수
[GPa]		 78.8 89 80 79.2 74.7 77.2 76.8 73.9 81.5 77.1
T2
[℃]		 1601 1625 1364 1637 1547 1538 1579 1599 1425 1540
T4
[℃]		 1300 1397 1340 1306 1223 1308 1458 1386 1342 1296
어닐링점
[℃]		 753 873 804 752 733 816 830 806 860 817
연화점
[℃]		 1035 1029 1013 974 953 987 991 1014 1019 987
변형점
[℃]		 716 741 754 723 701 740 753 726 723 753
액체온도
[℃]		 1106 1232 1049 1212 1164 1210 1209 1327 1242 1016
전이온도
[℃]		 731 782 776 704 712 850 763 758 777 852
굴절률
[nd]		 1.532 1.477 1.507 1.527 1.532 1.545 1.535 1.546 1.481 1.552
상기로부터, 본 발명에 의할 경우, 물성이 우수한 유리, 특히 디스플레이용 기판 유리로서 우수한 물성을 갖는 무알칼리 유리를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유리는 고변형점을 가져 내열성이 우수하고, 탄성 계수가 높아 기계적 안정성 등이 보장될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (8)

  1. 알칼리 금속 산화물 성분이 포함되지 않고, 유리 조성물의 전체 산화물 기준 중량% 표시로 SiO2 56 ~ 59.5%, B2O3 0 ~ 4%, Al2O3 14.5 ~ 20%, MgO 4.5 ~ 9.5%, CaO 0 ~ 5% 및 BaO 10.5 ~ 15.5%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    B2O3를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    B2O3, SiO2 및 Al2O3를 합한 합량에 대하여, MgO, CaO 및 BaO를 합한 합량이 중량% 기준으로 13% 이상 20% 이하인 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    MgO/(MgO + CaO + BaO)는 중량% 기준으로 0.25 이상이고, MgO / (MgO + CaO)가 중량% 기준으로 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 기재된 무알칼리 유리 조성물로부터 제조되고, 700 ℃ 이상의 변형점을 가지는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리.
  6. 제5항에 있어서,
    730℃ 이상의 어닐링점을 가지는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리.
  7. 제5항에 있어서,
    2 내지 3 g/cm3 범위의 밀도, 4.0 [×10-6/K] 미만의 열팽창 계수, 70 GPa 초과의 탄성 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 무알칼리 유리.
  8. 제5항에 기재된 무알칼리 유리로부터 형성된 LTPS 또는 oxide-TFT 제품용 패널.
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