TWI411589B - 顯示裝置用玻璃基板及顯示裝置 - Google Patents

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Description

顯示裝置用玻璃基板及顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置用玻璃基板及一種顯示裝置。
更詳細地，本發明係關於一種使用在液晶顯示裝置(LCD)、電激發光顯示裝置(ELD)和場發射顯示裝置(FED)等中的顯示裝置用玻璃基板和採用該玻璃基板的顯示裝置。
當使用含有鹼性成份的玻璃作玻璃基板來構成薄膜電晶體驅動彩色液晶顯示裝置(TFT-LCD)，則玻璃基板中的鹼性離子析出，從而使TFT的特性惡化、在熱處理時由於玻璃的熱膨脹係數增加可能導致玻璃基板發生破裂。因此，作為TFT-LCD用玻璃基板，通常使用不含鹼性成份的無鹼玻璃(例如，參照專利文獻1)。
同時，近年來，包括液晶顯示裝置在內的顯示裝置的尺寸不斷增大，並且在顯示裝置用玻璃基板中因此例如需要減少玻璃基板中殘餘氣泡的含有量、需要降低玻璃基板的重量。
在玻璃基板的生產過程中，除去玻璃基板中的氣泡等被稱為清澈處理(clarification treating)。清澈處理通常經由將清澈劑加入玻璃融液中來實施。特別地，氧化砷、氧化銻等適於作為液晶用玻璃基板的清澈劑。當玻璃由低溫升至高溫時，這些清澈劑促使反應MOx →MOy +zO2 ↑發生，該反應伴隨構成清澈劑的金屬的價數變動，並且由上述反應產生的氧氣藉由熔解使玻璃融液中的氣泡變大，從而使該氣泡上浮來去除氣泡。
然而，上述已知具有高清澈作用的氧化砷、氧化銻等會對環境造成損害，故全社會呼籲減少其使用量和排放量。
因此，專利文獻1已報告了一種去除氣泡的方法，所述方法於無鹼鋁硼矽酸鹽玻璃中，藉由使其含有0.05至2%的SnO2 ，而無需使用任何氧化砷。
[專利文獻1]特開平10-59741號公報
然而，本發明者們專心硏究發現，因為使用在主動矩陣液晶顯示裝置(ACTIVE MATRIX TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE)中的無鹼鋁硼矽酸鹽玻璃黏度較高，故專利文獻1中所述的清澈方法難以實行充分的清澈處理。
又，本發明者們專心硏究發現，為了玻璃基板的輕質化而使玻璃低密度化，使得清澈熔融玻璃將面臨更多的困難。
即，依據本發明者們之檢討，通常採用具有例如氧化鎂、氧化鈣等之質量數小的鹼土金屬氧化物或採用例如氧化硼、氧化鋁、氧化矽等之網目形成氧化物來取代具有例如氧化鋇、氧化鍶等之質量數大的鹼土金屬氧化物的方法使玻璃低密度化有效。然而藉由此等之取代，顯示降低了藉由在熔融玻璃中價數變動的金屬氧化物(例如SnO2 等)所產生的清澈效果。可以認為上述結果不僅是由於網目形成氧化物的含有量增加黏性的上升，而且是由於因上述取代引起的玻璃的鹼性和氧化度的降低而造成的。
如上所述，藉由在初期熔解後製作出的玻璃融液中具有高氧化數的金屬隨著溫度的上升同時變化為低價數，並且在該變化過程中會釋放出氧氣，發現價數變動的金屬的氧化物產生之清澈作用，。因此，欲得到該效果，在玻璃原料利用初期熔解結束後至形成玻璃融液為止的時間內，價數變動的金屬的氧化物必須維持充分地氧化之狀態。
然而，價數變動的金屬的氧化物具有隨著玻璃鹼性越高而更易於被氧化的性質(即，隨著玻璃鹼性越低被氧化更不易且價數更易降低)。
因此，在氧化鋇、氧化鍶等的成份量減少並且欲輕質化的具有較低鹼度的氧化鈣、氧化鎂等的成份量增加的熔融玻璃中，並且在酸性至中性氧化硼、氧化鋁、氧化矽等的成份量增加的熔融玻璃中，不能獲得充分的清澈性，這是因為上述玻璃具有降低的鹼性，從而導致難以維持價數變動的金屬的價數。
為了促進價數變動的金屬的氧化物的氧化並控制其還原，可以考慮到使用氧化性物質作為玻璃原料，或具體地，鹼土金屬的硝酸鹽可用作原料的一部份。然而，對於鹼土金屬的硝酸鹽，例如硝酸鍶的分解溫度為1100℃，而硝酸鎂的分解溫度為400℃，並且硝酸鹽中的金屬元素的質量數越小，硝酸鹽的分解溫度越低。在使用主要含有硝酸鎂或硝酸鈣作為硝酸鹽的玻璃中，在熔解玻璃原料的初期階段其失去氧化能力。而且，硝酸鈣和硝酸鎂與硝酸鋇和硝酸鍶相比特別容易潮解，並且其工業上更易得到的水合物容易在100℃下液化。因此，當將大量上述硝酸鹽加入玻璃原料中時，其易於使原料凝固，易於黏著運送線上的設備等並使操作難以穩定。
因此，以往對於由硼矽酸玻璃所組成的顯示裝置用基板，存在的問題的是，非常難以獲得質輕且減輕可環境負擔同時具有高清澈性。
於該等情況下，本發明的目的在於，提供一種使用輕質且減輕環境負擔同時具有高清澈性之顯示裝置用玻璃基板及該玻璃板的顯示裝置。
欲達成上述目的，本發明者們專心硏究之結果發現，由含有特定量的SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、RO(其中R係選自Mg、Ca、Sr和Ba中至少1種)及R2 ’O(其中R’係選自Li、Na和K中至少1種)，同時含有特定量在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物而實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO之鋁硼矽酸鹽玻璃所組成的顯示裝置用玻璃基板可達成上述目的，並且本發明基於上述發現得以完成。
也就是說，本發明係可提供
(1)一種顯示裝置用玻璃基板，其特徵為由以質量%表示含有SiO2 　50～70%、B2 O3 　5～18%、Al2 O3 　10～25%、MgO　0～10%、CaO　0～20%、SrO　0～20%、BaO　0～10%、RO　5～20%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O　0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.05～1.5%而實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO之玻璃所組成。
(2)如上述(1)之顯示裝置用玻璃基板，其中由以質量%表示含有SiO2 　55～65%、B2 O3 　10～14%、Al2 O3 　15～19%、MgO　1～3%、CaO　4～7%、SrO　1～4%、BaO　0～2%、RO　5～16%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O　0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.1～1.5%而實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO之玻璃所組成。
(3)如上述(2)之顯示裝置用玻璃基板，其中R2 ’O的含有量為0.20%以上且0.5%以下。
(4)如上述(2)之顯示裝置用玻璃基板，其係由含有K2 O作為R’2 O，且實質上不含Li2 O及Na2 O之玻璃所組成。
(5)如上述(2)之顯示裝置用玻璃基板，其中含有選自氧化錫、氧化鐵及氧化鈰中至少1種作為在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物。
(6)如上述(5)之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中氧化錫的含有量在0.01至0.5%的範圍內。
(7)如上述(5)或(6)之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中氧化鐵的含有量在0.05至0.2%的範圍內。
(8)如上述(5)或(6)項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中氧化鈰的含有量在0～1.2%的範圍內。
(9)如上述(1)～(3)項中任一項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中硫氧化物之含有量以SO3 換算被限定為0質量%以上未達0.010質量%。
(10)如上述(1)至(3)項中任一項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中鹵化物離子的含有量合計被限定為0質量%以上未達0.05質量%。
(11)如上述(1)至(3)項中任一項之顯示裝置用玻璃基板，其中由密度為2.49g/cm3 以下之玻璃所組成。
(12)如上述(1)至(3)項中任一項之顯示裝置用玻璃基板，其係由50℃至300℃為止的線性熱膨脹係數為28×10-7 至39×10-7 /℃之玻璃所組成。
(13)一種顯示裝置，其特徵為具有如上述(1)～(12)項中任一項之顯示裝置用玻璃基板。
(14)如上述(13)之顯示裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置。
依據本發明，藉由使用具有含有各自特定量之鹼金屬氧化物及在熔融玻璃中價數變動的金屬的氧化物，且實質上不含有As2 O3 、Sb2 O3 及PbO的特定組成的特定鋁硼矽酸鹽玻璃，輕質且減輕環境負擔同時具有高清澈性之顯示裝置用玻璃基板，且還可提供一種採用上述玻璃基板的顯示裝置。
[用以實施本發明之最佳形態]
首先，對本發明的顯示裝置用玻璃基板進行說明。
本發明之顯示裝置用玻璃基板，其特徵為由以質量%表示含有SiO2 　50～70%、B2 O3 　5～18%、Al2 O3 　10～25%、MgO　0～10%、CaO　0～20%、SrO　0～20%、BaO　0～10%、RO　5～20%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O　0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.05～1.5%而實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO之玻璃所組成。
以下對構成本發明的顯示裝置用玻璃基板的玻璃的組成詳細地說明，無特別限定，%表示質量%。
SiO2 是必要成份，用於形成玻璃骨格，其具有提高玻璃之化學耐久性與耐熱性的效果。當SiO2 的含有量未達50%時，其產生的效果不充分。當含有量超過70%時，玻璃易於變得不透明並且很難成型。同時由於玻璃的黏度增大，從而玻璃難以均質化。因此，SiO2 的含有率為50～70%，較佳為55～65%，更佳為57～62%。
B2 O3 是必要成份，用於降低玻璃的黏性並因而促進玻璃的熔解及清澈。當B2 O3 的含有率未達5%時，其效果不充分，當含有率超過18%時，則玻璃的耐酸性降低，同時並且由於玻璃的揮發性增加，因而玻璃難以均質化。因此，B2 O3 的含有率為5～18%，較佳為10～14%，更佳為11～13%。
Al2 O3 為必要成份，用於形成玻璃骨格，其具有提高玻璃之化學耐久性和耐熱性的效果。當Al2 O3 的含有率未達10%時，無法充分得到其效果。當含有量超過25%時，玻璃黏性上升，因而難以將玻璃熔解。而且，其耐酸性降低。因此，Al2 O3 的含有率為10～25%，較佳為15～19%，更佳為16～18%。
MgO和CaO是任意成份，用於降低玻璃的黏性並促進玻璃的熔解和清澈。而且，因為在鹼土金屬中，Mg和Ca使玻璃密度增加的比例較低，因而其為有利於將製得之玻璃輕質化同時提升玻璃的熔融性的成份。當MgO和CaO的含有率分別超過10%和20%時，玻璃的化學耐久性降低。因此，MgO的含有率為0～10%，較佳為0.5～4%，更佳為1～3%。又，CaO的含有量為0至20%，較佳為4至7%，更佳為5～7%。
SrO和BaO是任意成份，用於降低玻璃的黏性並促進玻璃的熔解與清澈。又，它們還是提高玻璃原料的氧化性的成份，因而提高玻璃的清澈性。但是，當SrO和BaO的含有率分別超過20%和10%時，玻璃的化學耐久性降低。因此，SrO的含有量為0～20%，較佳為1～4%，更佳為2～3%。又，BaO的含有率為0～10%，較佳為0～6.5%，更佳為0～2%，最佳為0.5～1%。
於此，當RO(但是，R是選自Mg、Ca、Sr和Ba中至少一種)未達5%時，玻璃的黏性增高，因而難以熔解。當超過20%時，玻璃的化學耐久性降低。因而，RO的含有量(MgO、CaO、SrO及BaO的合計量)為5～20%，較佳為5～16%，更佳為8～13%。
特別地，欲得到輕質的基板，玻璃含有1～3%的MgO、4～7%的CaO、1～4%的SrO、0～2的BaO%，且RO的含有量為5～16%為佳。
Li2 O、Na2 O和K2 O係可從玻璃中析出，從而使TFT的特性惡化，或者可以增大玻璃的熱膨脹係數，從而使基板在熱處理過程中破裂之成份，因而上述成份非常不適於作為顯示裝置用玻璃基板的構成成份。在本發明的玻璃基板中，藉由於玻璃中肯定含有特定量的上述成份，這是因為鹼性成份使玻璃的鹼性增加並有利於價數變動的金屬的氧化，結果獲得了優異的清澈性，同時防止了TFT性能的惡化，並將玻璃的熱膨脹性控制在一定範圍內。於此，當R’2 O(但是，R’是選自Li、Na和K至少1種)所表示的Li2 O、Na2 O及K2 O的合計含有量未達0.20%時，無法得到上述清澈效果，當超過2.0%時，顯示裝置形成後，此等之成份易於析出，且其腐蝕液晶與導電膜的可能性增大。因此，R’2 O的含有量在0.20%以上且於2.0%以下。欲得到適於液晶顯示裝置用基板的熱膨脹係數，R’2 O的含有量較佳在0.20%以上且0.5%以下，更佳為0.22%以上且0.35%以下。
在本發明的玻璃基板中，玻璃較佳含有K2 O作為R’2 O，同時實質上不含有Li2 O和Na2 O。即，在作為R’2 O的Li2 O、Na2 O及K2 O中，玻璃較佳僅含有K2 O。
其原因在於，在Li2 O、Na2 O和K2 O中，具有高鹼度的K2 O提升清澈性效果為最優異。而且，鹼金屬氧化物易於與B2 O3 結合，從而以鹼金屬硼酸鹽的形式揮發，特別地，具有小離子半徑的Li+ 和Na+ 在玻璃融液中具有高遷移率，並易於從融液表面揮發，結果其易於在玻璃內形成濃度梯度，從而在玻璃表面產生波痕。與此相反，K+ 具有大離子半徑，因而在玻璃融液中具有低遷移率，結果其不會明顯引起上述問題。考慮到這一點，也可以認為最佳的是，使用在Li2 O、Na2 O和K2 O中僅含有K2 O的玻璃。
在熔融玻璃中價數變動的金屬的氧化物是必要成份，用於清澈玻璃。當其含有量未達0.05%時，其效果不充分。當含有量超過1.5%時，玻璃會變得不透明並且著色。故，該金屬氧化物的合計含有量為0.05～1.5%。其較佳為0.1～1.5%，更佳為0.1～1%，最佳為0.1～0.5%。
在此等熔融玻璃中價數變動的金屬的氧化物對環境的負擔較小並且有益於玻璃的清澈即可，對其並沒有特殊限制。例如，選自氧化錫、氧化鐵、氧化鈰、氧化鋱、氧化鉬及氧化鎢的金屬氧化物，這些金屬氧化物中至少1種。在上述金屬氧化物中，氧化錫、氧化鐵和氧化鈰的有害性較小，並且與例如Li2 O、Na2 O或K2 O的鹼金屬氧化物共存時表現出特別優異的清澈效果。因而使用至少一種選自氧化錫、氧化鐵和氧化鈰的氧化物為佳。
但是，氧化錫是易於使玻璃變為不透明的成份。因此，為了在提高玻璃的清澈性的同時防止出現上述不透明，氧化錫的含有量較佳為0.01～0.5%，更佳為0.05～0.3%，最佳為0.1～0.2%。
此外，氧化鐵為使玻璃著色的成份。故，提高清澈性的同時獲得適用於顯示裝置的透射率，氧化鐵的含有量較佳為0.05～0.2%，更佳為0.05～0.15%，最佳為0.05～0.10%。
氧化鈰的含有量較佳為0～1.2%，更佳為0.01～1.2%，最佳為0.05至1.0%，特別佳為0.3～1.0%。
又，除了上述成份之外，構成本發明之玻璃基板係以調整物性之目的可含有其他成份，例如於玻璃中鋅、磷等任意之元素合計至多為0.5%。
由硫酸鹽等作為起源的SO3 也是一種伴隨在熔融玻璃中價數變動的成份，其在熔融玻璃中產生SO3 →SO2 +1/2O2 的反應。釋放氧氣後剩餘的SO2 在具有低鹼性的玻璃融液中具有非常小的熔解度，並且清澈玻璃融液中所含的SO2 可能會由於輕微的溫度變化，與容器壁之接觸等之微小的刺激而發生氣化，並可成為一個新的成泡源。因此，在本發明的玻璃基板中，於玻璃中進行實質上不含SO3 及SO2 之限制。特別是，當由熔融玻璃經由連續生產方式使用SnO2 作為在熔融玻璃中價數變動的金屬氧化物製作玻璃基板時，易於玻璃中生成含有大量SO2 的氣泡。其原因被認為如下，SnO2 在清澈步驟過程中釋放出O2 從而產生SnO，該SnO在將玻璃融液冷卻至適於成型的溫度的過程中至強還原劑的作用，將玻璃中的SO3 還原成SO2 。在這個階段形成的氣泡不會從玻璃融液中去除，因為玻璃融液的黏度未低至足以使氣泡浮起，並且氣泡易於保留在玻璃基板中。因此，對用於構成本發明的玻璃基板的玻璃實行除了以雜質形式含有SO3 及SO2 的情況，玻璃不含有SO3 及SO2 的限制為佳，在玻璃的生產過程中，還佳從原料配料中除去任何構成SO3 和SO2 源的硫酸鹽。具體地，構成玻璃基板的玻璃中硫氧化物之含有量以SO3 換算，未達0.010%為佳，0.005%以下更佳，0.003%以下最佳。
又，As2 O3 、Sb2 O3 及PbO是伴隨熔融玻璃中價數變動產生反應並具有玻璃清澈效果的物質。然而，因為它們是會對環境造成大負擔的物質，所以對本發明的玻璃基板實施於玻璃基板中實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO中的限制。在本說明書中，實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO意指，玻璃中As2 O3 、Sb2 O3 和PbO的合計含有量為0.1%以下。
當由熔融玻璃經由連續生產方式使用含有氟離子、氯離子等之鹵離子的玻璃製作玻璃基板時，玻璃融液與爐中由鉑製成的容器和攪拌器接觸，從而產生氣泡。上述結果被認為是由於鹵化物離子降低了玻璃和鉑之間的潤濕性，從而更容易在鉑和玻璃之間的介面上形成上述SO2 氣泡而造成的。因此，構成本發明玻璃基板之玻璃中，實施除了鹵化物離子以雜質形式存在的情況，玻璃不含鹵離子之限制為佳。因此，在玻璃的製作過程中將鹵化物從原料配料中去除為佳。具體地，構成玻璃基板之玻璃中的鹵化物離子的合計量未達0.05%為佳，較佳為0.03%以下，更佳為0.01%以下。
構成本發明的玻璃基板之玻璃的密度2.49 g/cm3 以下為佳，較佳為2.46 g/cm3 以下，更佳為2.43 g/cm3 以下。
又，構成本發明的玻璃基板之玻璃的線性熱膨脹係數在50℃至300℃的溫度下28×10-7 ～39×10-7 /℃為佳，較佳為28×10-7 ～37×10-7 /℃，更佳為30×10-7 ～35×10-7 /℃。
本發明的玻璃基板可以例如經由如下步驟得到：將對應於上述各成份的玻璃原料稱取並調合，將所述混合物提供到由鉑合金製成的熔融容器中，並將其加熱、熔融、清澈和均質化，從而製作出具有所需組成的玻璃，之後根據下拉法(down draw process)、浮法(float method)、熔融法(fusion method)、輥平法(roll-out method)等之方法以薄板形式對所述玻璃進行加工或修整。
以下對本發明的顯示裝置進行說明。
本發明顯示裝置的特徵為具有由本發明的顯示裝置用玻璃基板。
顯示裝置係例如液晶顯示裝置(LCD)、電激發光顯示裝置(ELD)及場發射顯示裝置(FED)等，特別是液晶顯示裝置(LCD)。
 實施例
本發明將經由實施例更詳細地進行說明，但本發明並不限定於此等實施例。
實施例1～19和比較例1～2(藉由批次方法之玻璃基板的製造例) 1.玻璃的製作
欲得到表1和2中所表示之實施例1～19和比較例1～2的玻璃組成，首先由通常使用工業玻璃原料的純石英沙、氧化硼、氧化鋁、鹼性碳酸鎂、碳酸鈣、硝酸鍶及硝酸鋇、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鋰，各自調合玻璃原料配料(此後稱為“配料”)。又，比較例2使用氯化銨作為Cl原料，使用石膏二水合物作為SO3 原料。
將以上調合的各種配料在鉑坩鍋中各自熔融及清澈。首先，將其中含有配料的坩鍋置於設定為1550℃的電爐中2小時從而使原料大致熔融，然後將坩鍋轉移至設定為1620℃的電爐中，以提升玻璃融液的溫度，從而對玻璃融液進行清澈。將坩鍋從爐中取出並在室溫下冷卻至凝固，以得到各玻璃體，將此等之玻璃材料從坩鍋取出，並實施逐漸冷卻操作。逐漸冷卻操作係將玻璃材料在另一個設定為800℃的電爐中保持30分鐘，將電爐的電源關閉，以使玻璃材料冷卻至室溫。經由逐漸冷卻操作的玻璃材料被作為樣品玻璃。
測量以上述方式得到的各個樣品玻璃的密度、熱膨脹係數、玻璃轉移溫度及氣泡。其結果如表1及和2所表示。又，藉由以下方法測量量熱膨脹係數、玻璃轉移溫度及氣泡數。
(熱膨脹係數和玻璃轉移溫度的測量)
由上述樣品玻璃經由一般之玻璃加工技術製作直徑為5 mm，長18 mm的柱形玻璃測試件，採用差示熱膨脹計(理學股份有限公司製Thermoflex TMA8140型)測量上述測試件在50℃至300℃之間的溫度的熱膨脹係數與玻璃轉移溫度Tg。
(氣泡數之測量(清澈性評估))
經由放大倍數為20的光學顯微鏡觀察各個上述樣品玻璃，並對殘存的氣泡計數。然而，與坩鍋側的接觸部份的氣泡排除在計數範圍之外。
由於上述樣品玻璃使用坩鍋經由簡單的熔解處理得到，所以氣泡的狀態與在實際生產線中生產的氣泡的狀態略有不同之部份。然而，上述結果可充分地利用作為清澈性的指標。
2.玻璃基板的製造
將上述樣品玻璃經由下拉法加工成厚為0.6 mm的薄板，從而得到顯示裝置用玻璃基板。
由表1和2可了解，構成由實施例1～19得到的玻璃基板之玻璃具有2.37 g/cm3 ~2.47 g/cm3 的低密度，且將得到之顯示裝置用玻璃基板的重量輕質化製得者。又，因為玻璃具有32.4×10-7 ～36.0×10-7 /℃的低熱膨脹係數並且因此在玻璃基板的熱處理過程中不易破裂，所以可以用較高產率製造顯示裝置。再者，可了解構成基板之玻璃中不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO，並可以用於減輕環境負擔。
而且，如表1和2中所表示，構成由實施例1～19得到的玻璃基板之玻璃含有Li2 O、Na2 O及K2 O合計為0.20～1.40%，含有選自氧化錫(SnO2 )、氧化鐵(Fe2 O3 )和氧化鈰(CeO2 )至少1種的氧化物作為在熔融玻璃中價數變動的金屬的氧化物，並且玻璃中的氣泡數為0.7個/cm3 ～4.9個/cm3 。
相對與此，比較例1中得到的玻璃不含有Li2 O、Na2 O及K2 O，並且其中的氣泡數為7.9個/cm3 。特別地，實施例1～2中得到的玻璃與比較例1中得到的玻璃的關係，除了K2 O的含有量以外之基本玻璃組成大致相同。然而，由於實施例1和2中得到的玻璃中的氣泡數為0.7個/cm3 ～1.4個/cm3 ，所以可了解該玻璃的清澈性優於比較例1中得到的玻璃。
比較例2中得到的玻璃含有0.30%的氧化錫(SnO2 )和0.05%的氧化鐵(Fe2 O3 )，Li2 O、Na2 O及K2 O之合計含有量為0.18%，並且還含有0.49%的氯化物離子(Cl)和0.30%的SO3 ，所述玻璃中的氣泡數為6.3個/cm3 。實施例1～19中得到的玻璃與比較例2中得到的玻璃相比時，則實施例1～19中得到的玻璃中的氣泡數為0.7個/cm3 ～4.9個/cm3 ，由此可見，實施例1～19中得到的玻璃的清澈性優於比較例2中得到的玻璃。
實施例20～實施例22(藉由連續方法之玻璃基板的製造例)
在各個實施例20～22中，在使用由耐火磚製成的熔解容器和由鉑製成的調節容器的連續熔解裝置中，將已製作的具有表3中所表示組成的玻璃原料在1580℃下熔解，在1650℃下清澈並在1500℃下攪拌後，將熔融玻璃經由下拉法加工為厚0.6 mm的薄板狀，從而得到各顯示裝置用玻璃基板。當調合原料時，使用經純化的工業原料，其硫含有量、氯含有量很低。作為碳酸鈣的取代品，在實施例21中添加石膏二水合物，在實施例22中添加氯化鈣，從而調整SO3 含有量、Cl含有量。經由將SO3 和Cl製成的玻璃基板熔解入氫氟酸中，將SO3 和Cl由其他成份化學分離並進行定量測量。
在以上述各個玻璃的氣泡數以與實施例1～19相同的方式測定，其結果表示於表3中。
如表3中所表示，構成實施例20中得到的玻璃基板之玻璃中的氣泡數為24×10-6 /cm3 ，達成實施例20的玻璃基板具有充分高的氣泡品質，作為第7代和以後的大型基板(1870×2200 mm)。此外，儘管實施例21及22中得到的構成玻璃基板的玻璃含有0.010%的SO3 (實施例21)、0.05%的Cl(實施例22)，但是氣泡數為120×10-6 個/cm3 ～720×10-6 個/cm3 ，結果實施例21和22中的玻璃基板完全可提供作為第6代基板(1500×1850 mm)。
實際上製作液晶顯示裝置模組並對其進行測試時，使用上述實施例20中得到的玻璃基板，該模組與使用以往無鹼玻璃的模組相比沒有產生任何問題，因此已確認本發明的玻璃基板可以作為以往無鹼玻璃基板的取代品。
產業上之可利用性
本發明的顯示裝置用玻璃基板質輕且減輕環境負擔同時具有高清澈性。故，其可適於使用在例如TFT-LCD等的顯示裝置中。

Claims (26)

  1. 一種顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其特徵為將成批之玻璃原料予以熔融及清澄化，製造以質量%表示含有SiO2 50~70%、B2 O3 5~18%、Al2 O3 10~25%、MgO 0~10%、CaO 0~20%、SrO 0~20%、BaO 0~10%、RO 5~20%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O 0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，且同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.05~1.5%，而實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO之玻璃，將所得之玻璃加工成薄板狀而製造顯示裝置用玻璃基板。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中由以質量%表示含有SiO2 55~65%、B2 O3 10~14%、Al2 O3 15~19%、 MgO 1~3%、CaO 4~7%、SrO 1~4%、BaO 0~2%、RO 6~16%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O 0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.1~1.5%而實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO之玻璃所組成。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中R2 ’O的含有量在0.20%以上且0.5%以下。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其係由含有K2 O作為R’2 O，且實質上不含Li2 O及Na2 O之玻璃所組成。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其係含有選自氧化錫、氧化鐵及氧化鈰中至少1種作為在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物的玻璃所組成。
  6. 如申請專利範圍第5項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中玻璃中氧化錫的含有量在0.01至0.5%的範圍內。
  7. 如申請專利範圍第5項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中玻璃中氧化鐵的含有量在0.05至0.2%的範圍內。
  8. 如申請專利範圍第5項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中玻璃中氧化鈰的含有量在0~1.2%的範圍內。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中玻璃中硫氧化物之含有量以SO3 換算被限定為0質量%以上未達0.010質量%。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中玻璃中鹵化物離子的含有量合計被限定為0質量%以上未達0.05質量%。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其中由密度為2.49g/cm3 以下之玻璃所組成。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置用玻璃基板之製造方法，其係由50℃至300℃為止的線性熱膨脹係數為28×10-7 至39×10-7 /℃之玻璃所組成。
  13. 一種顯示裝置，其特徵為具有藉由如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之方法所得之顯示裝置用玻璃基板。
  14. 如申請專利範圍第13項之顯示裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置。
  15. 一種顯示裝置用玻璃基板，其特徵為以質量%表示 含有SiO2 50~70%、B2 O3 5~18%、Al2 O3 10~25%、MgO 0~10%、CaO 0~20%、SrO 0~20%、BaO 0~10%、RO 5~20%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，且同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.05~1.5%，玻璃係在熔融玻璃中含有氧化鐵及氧化錫作為價數變動之金屬氧化物作為其必須成分，且實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO，且除作為雜質而含有之情況外玻璃中不含有鹵化物離子之玻璃所構成者。
  16. 如申請專利範圍第15項之顯示裝置用玻璃基板，其中由以質量%表示含有SiO2 55~65%、B2 O3 10~14%、Al2 O3 15~19%、MgO 1~3%、 CaO 4~7%、SrO 1~4%、BaO 0~2%、RO 6~16%(但是，R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中至少1種)、R’2 O 0.20%以上且2.0%以下(但是，R’係選自Li、Na及K中至少1種)，同時含有在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物合計為0.1~1.5%玻璃係在熔融玻璃中含有氧化鐵及氧化錫作為價數變動之金屬氧化物作為其必須成分且實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO，且除作為雜質而含有之情況外玻璃中不含有鹵化物離子之玻璃所構成者。
  17. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其中R2 ’O的含有量在0.20%以上且0.5%以下。
  18. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其係由含有K2 O作為R’2 O，且實質上不含Li2 O及Na2 O之玻璃所組成。
  19. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其係由含有選自氧化錫、氧化鐵及氧化鈰作為在熔融玻璃中價數變動之金屬的氧化物的玻璃所組成。
  20. 如申請專利範圍第19項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中氧化錫的含有量在0.01至0.5%的範圍內。
  21. 如申請專利範圍第19項之顯示裝置用玻璃基板， 其中玻璃中氧化鐵的含有量在0.05至0.2%的範圍內。
  22. 如申請專利範圍第19項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中氧化鈰的含有量在0~1.2%的範圍內。
  23. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中硫氧化物之含有量以SO3 換算被限定為0質量%以上未達0.010質量%。
  24. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其中玻璃中鹵化物離子的含有量合計被限定為0質量%以上未達0.05質量%。
  25. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其中由密度為2.49g/cm3 以下之玻璃所組成。
  26. 如申請專利範圍第15項或第16項之顯示裝置用玻璃基板，其係由50℃至300℃為止的線性熱膨脹係數為28×10-7 至39×10-7 /℃之玻璃所組成。
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