JP2001064028A - フラットパネルディスプレイ用強化ガラス基板 - Google Patents
フラットパネルディスプレイ用強化ガラス基板Info
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- compressive stress
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
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- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/0413—Stresses, e.g. patterns, values or formulae for flat or bent glass sheets
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- Materials Engineering (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】膨張係数がソーダライムシリカガラス程度であ
り、歪点がソーダライムシリカガラスよりも高く、かつ
割れにくいガラス基板の提供。 【解決手段】膨張係数が70×10-7〜100×10-7
/℃、歪点が550℃以上であり、表面から50μm以
上の深さまで圧縮応力層が形成され、その圧縮応力最大
値が200kgf/cm2以上であるフラットパネルデ
ィスプレイ用強化ガラス基板。
り、歪点がソーダライムシリカガラスよりも高く、かつ
割れにくいガラス基板の提供。 【解決手段】膨張係数が70×10-7〜100×10-7
/℃、歪点が550℃以上であり、表面から50μm以
上の深さまで圧縮応力層が形成され、その圧縮応力最大
値が200kgf/cm2以上であるフラットパネルデ
ィスプレイ用強化ガラス基板。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、特にプラズマディスプレイパネル(PD
P)に好適なガラス基板に関する。
ィスプレイ、特にプラズマディスプレイパネル(PD
P)に好適なガラス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】PDPのガラス基板には、従来より、P
DPの構成部材として使用される様々なガラスフリット
材料等の無機シール材料との膨張係数の整合が容易なソ
ーダライムシリカガラスが用いられてきた。前記無機シ
ール材料はガラス基板に塗布され、通常は550〜60
0℃で焼成される。しかし、ソーダライムシリカガラス
の歪点は510℃程度であるため、前記温度での焼成に
際してガラス基板が変形または収縮して寸法が著しく変
化し、所定の寸法精度が得られない問題があった。
DPの構成部材として使用される様々なガラスフリット
材料等の無機シール材料との膨張係数の整合が容易なソ
ーダライムシリカガラスが用いられてきた。前記無機シ
ール材料はガラス基板に塗布され、通常は550〜60
0℃で焼成される。しかし、ソーダライムシリカガラス
の歪点は510℃程度であるため、前記温度での焼成に
際してガラス基板が変形または収縮して寸法が著しく変
化し、所定の寸法精度が得られない問題があった。
【0003】この問題を解決するガラス基板として、膨
張係数がソーダライムシリカガラス程度であり、歪点が
ソーダライムシリカガラスよりも高いガラス基板が知ら
れている(たとえば、特開平3−40933)。
張係数がソーダライムシリカガラス程度であり、歪点が
ソーダライムシリカガラスよりも高いガラス基板が知ら
れている(たとえば、特開平3−40933)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの高歪
点ガラスはソーダライムシリカガラスに比べて脆く、製
造工程中に割れやすい問題があった。本発明は、以上の
課題を解決し、膨張係数がソーダライムシリカガラス程
度であり、歪点がソーダライムシリカガラスよりも高
く、かつ割れにくいガラス基板の提供を目的とする。
点ガラスはソーダライムシリカガラスに比べて脆く、製
造工程中に割れやすい問題があった。本発明は、以上の
課題を解決し、膨張係数がソーダライムシリカガラス程
度であり、歪点がソーダライムシリカガラスよりも高
く、かつ割れにくいガラス基板の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、50〜350
℃における平均線膨張係数が70×10-7〜100×1
0-7/℃、歪点が550℃以上であり、かつ表面に圧縮
応力層が形成されている強化ガラス基板であって、表面
から50μm以上の深さまで該圧縮応力層が形成されて
おり、かつ該圧縮応力層の圧縮応力最大値が200kg
f/cm2以上であるフラットパネルディスプレイ用強
化ガラス基板を提供する。
℃における平均線膨張係数が70×10-7〜100×1
0-7/℃、歪点が550℃以上であり、かつ表面に圧縮
応力層が形成されている強化ガラス基板であって、表面
から50μm以上の深さまで該圧縮応力層が形成されて
おり、かつ該圧縮応力層の圧縮応力最大値が200kg
f/cm2以上であるフラットパネルディスプレイ用強
化ガラス基板を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明のフラットパネルディスプ
レイ用強化ガラス基板(以下単に本発明の強化ガラス基
板という。)は、50〜350℃における平均線膨張係
数が70×10-7〜100×10-7/℃の範囲にあり、
かつ歪点が550℃以上であるガラス基板を強化して得
られる。以下、50〜350℃における平均線膨張係数
を単に膨張係数という。また、前記ガラス基板の膨張係
数、歪点をそれぞれ本発明の強化ガラス基板の膨張係
数、歪点という。前記強化は、風冷強化(物理強化)、
化学強化、等周知の強化方法を用いて行われる。
レイ用強化ガラス基板(以下単に本発明の強化ガラス基
板という。)は、50〜350℃における平均線膨張係
数が70×10-7〜100×10-7/℃の範囲にあり、
かつ歪点が550℃以上であるガラス基板を強化して得
られる。以下、50〜350℃における平均線膨張係数
を単に膨張係数という。また、前記ガラス基板の膨張係
数、歪点をそれぞれ本発明の強化ガラス基板の膨張係
数、歪点という。前記強化は、風冷強化(物理強化)、
化学強化、等周知の強化方法を用いて行われる。
【0007】本発明の強化ガラス基板の膨張係数が70
×10-7/℃未満または100×10-7/℃超では、ソ
ーダライムシリカガラス基板(膨張係数は80×10-7
〜90×10-7/℃)に対して従来使用されている無機
シール材料との膨張係数の整合が困難になる。好ましく
は80×10-7〜90×10-7/℃である。
×10-7/℃未満または100×10-7/℃超では、ソ
ーダライムシリカガラス基板(膨張係数は80×10-7
〜90×10-7/℃)に対して従来使用されている無機
シール材料との膨張係数の整合が困難になる。好ましく
は80×10-7〜90×10-7/℃である。
【0008】本発明の強化ガラス基板の歪点が550℃
未満では、無機シール材料を塗布して550〜600℃
で焼成する際の強化ガラス基板の変形または収縮が大き
くなりすぎ、所定の寸法精度が得られない。
未満では、無機シール材料を塗布して550〜600℃
で焼成する際の強化ガラス基板の変形または収縮が大き
くなりすぎ、所定の寸法精度が得られない。
【0009】本発明の強化ガラス基板はその表面に圧縮
応力層が形成されている。前記圧縮応力層がその表面か
ら50μm未満の深さまでの領域にしか形成されていな
いと、強化ガラス基板表面に発生したキズは容易に圧縮
応力層を突き抜け強化ガラス基板が割れる。好ましくは
100μm以上である。また、前記圧縮応力層の圧縮応
力最大値が200kgf/cm2未満では、強化効果が
小さすぎる。
応力層が形成されている。前記圧縮応力層がその表面か
ら50μm未満の深さまでの領域にしか形成されていな
いと、強化ガラス基板表面に発生したキズは容易に圧縮
応力層を突き抜け強化ガラス基板が割れる。好ましくは
100μm以上である。また、前記圧縮応力層の圧縮応
力最大値が200kgf/cm2未満では、強化効果が
小さすぎる。
【0010】本発明の強化ガラス基板は、実質的に重量
%表示で、 SiO2 45〜70、 Al2O3 2〜20、 B2O3 0〜6、 MgO 1〜10、 CaO 1〜10、 SrO 0〜9、 BaO 0〜9、 MgO+CaO+SrO+BaO 10〜25、 ZrO2 0〜10、 Na2O+K2O 7〜15、 からなることが好ましい。重量%を単に%と表記して以
下に理由を述べる。
%表示で、 SiO2 45〜70、 Al2O3 2〜20、 B2O3 0〜6、 MgO 1〜10、 CaO 1〜10、 SrO 0〜9、 BaO 0〜9、 MgO+CaO+SrO+BaO 10〜25、 ZrO2 0〜10、 Na2O+K2O 7〜15、 からなることが好ましい。重量%を単に%と表記して以
下に理由を述べる。
【0011】SiO2はネットワークフォーマーであり
必須である。70%超では膨張係数が小さくなりすぎる
おそれがある。好ましくは65%以下である。45%未
満では歪点が低くなりすぎ、また化学的耐久性が低下す
るおそれがある。好ましくは51%以上である。
必須である。70%超では膨張係数が小さくなりすぎる
おそれがある。好ましくは65%以下である。45%未
満では歪点が低くなりすぎ、また化学的耐久性が低下す
るおそれがある。好ましくは51%以上である。
【0012】Al2O3は歪点を高くする成分であり必須
である。20%超では溶融ガラスの粘度が大きくなりす
ぎ、板ガラス成形、特にフロート成形が困難になるおそ
れがある。好ましくは16%以下である。2%未満では
歪点が低くなりすぎるおそれがある。
である。20%超では溶融ガラスの粘度が大きくなりす
ぎ、板ガラス成形、特にフロート成形が困難になるおそ
れがある。好ましくは16%以下である。2%未満では
歪点が低くなりすぎるおそれがある。
【0013】B2O3は必須ではないが、破壊靭性を大き
くし、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進
するために6%まで含有してもよい。6%超では膨張係
数が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは5%以
下である。また、B2O3を含有する場合は2%以上とす
ることが好ましい。
くし、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進
するために6%まで含有してもよい。6%超では膨張係
数が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは5%以
下である。また、B2O3を含有する場合は2%以上とす
ることが好ましい。
【0014】MgOは破壊靭性を大きくし、また溶融ガ
ラスの粘度を下げてガラス溶解を促進する成分であり必
須である。10%超では失透温度が高くなりすぎるおそ
れがある。好ましくは5%以下、より好ましくは4%以
下である。1%未満では効果が小さすぎるおそれがあ
る。好ましくは2%以上、より好ましくは3%以上であ
る。なお、膨張係数を80×10-7/℃としたい場合、
MgOは1〜3%とすることが好ましい。
ラスの粘度を下げてガラス溶解を促進する成分であり必
須である。10%超では失透温度が高くなりすぎるおそ
れがある。好ましくは5%以下、より好ましくは4%以
下である。1%未満では効果が小さすぎるおそれがあ
る。好ましくは2%以上、より好ましくは3%以上であ
る。なお、膨張係数を80×10-7/℃としたい場合、
MgOは1〜3%とすることが好ましい。
【0015】CaOは膨張係数を大きくし、また溶融ガ
ラスの粘度を下げてガラス溶解を促進する成分であり必
須である。10%超では失透温度が高くなりすぎるおそ
れがある。好ましくは9%以下である。1%未満では膨
張係数が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは5
%以上、より好ましくは6%以上である。なお、失透温
度を下げたい場合、CaOは1〜6%とすることが好ま
しい。
ラスの粘度を下げてガラス溶解を促進する成分であり必
須である。10%超では失透温度が高くなりすぎるおそ
れがある。好ましくは9%以下である。1%未満では膨
張係数が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは5
%以上、より好ましくは6%以上である。なお、失透温
度を下げたい場合、CaOは1〜6%とすることが好ま
しい。
【0016】SrOは必須ではないが、膨張係数を大き
くし、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進
するために9%まで含有してもよい。9%超では失透温
度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは6%以下
である。
くし、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進
するために9%まで含有してもよい。9%超では失透温
度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは6%以下
である。
【0017】BaOは必須ではないが、膨張係数を大き
くし、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進
するために9%まで含有してもよい。9%超では失透温
度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは2%以下
である。なお、比重を下げるためにはBaOを含有しな
いことが好ましい。
くし、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進
するために9%まで含有してもよい。9%超では失透温
度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは2%以下
である。なお、比重を下げるためにはBaOを含有しな
いことが好ましい。
【0018】MgO、CaO、SrOおよびBaOの合
量が25%超では失透温度が高くなりすぎるおそれがあ
る。好ましくは20%以下である。10%未満では溶融
ガラスの粘度が大きくなりすぎガラス溶解が困難になる
おそれがある。好ましくは12%以上である。
量が25%超では失透温度が高くなりすぎるおそれがあ
る。好ましくは20%以下である。10%未満では溶融
ガラスの粘度が大きくなりすぎガラス溶解が困難になる
おそれがある。好ましくは12%以上である。
【0019】ZrO2は必須ではないが、歪点を高くす
るために10%まで含有してもよい。10%超では失透
温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは5%以
下、より好ましくは4%以下である。また、ZrO2を
含有する場合は2%以上とすることが好ましい。なお、
失透温度が高くても成形できる板ガラス成形法を採る場
合は、ZrO2を5〜10%とすることが好ましい。
るために10%まで含有してもよい。10%超では失透
温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは5%以
下、より好ましくは4%以下である。また、ZrO2を
含有する場合は2%以上とすることが好ましい。なお、
失透温度が高くても成形できる板ガラス成形法を採る場
合は、ZrO2を5〜10%とすることが好ましい。
【0020】Na2OおよびK2Oは膨張係数を大きく
し、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進す
る成分であり、少なくとも一方を含有しなければならな
い。それらの合量が15%超では化学的耐久性が低下
し、また電気抵抗が小さくなりすぎるおそれがある。好
ましくは13%以下である。7%未満では効果が小さす
ぎるおそれがある。好ましくは9%以上である。
し、また溶融ガラスの粘度を下げてガラス溶解を促進す
る成分であり、少なくとも一方を含有しなければならな
い。それらの合量が15%超では化学的耐久性が低下
し、また電気抵抗が小さくなりすぎるおそれがある。好
ましくは13%以下である。7%未満では効果が小さす
ぎるおそれがある。好ましくは9%以上である。
【0021】本発明の強化ガラス基板は実質的に上記成
分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成
分を合量で5重量%まで含有してもよい。他の成分とし
ては、SO3、As2O3、Sb2O3、等の清澄剤、Fe2
O3、NiO、CoO、等の着色剤、ZnO等の溶解促
進剤、などが例示される。
分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成
分を合量で5重量%まで含有してもよい。他の成分とし
ては、SO3、As2O3、Sb2O3、等の清澄剤、Fe2
O3、NiO、CoO、等の着色剤、ZnO等の溶解促
進剤、などが例示される。
【0022】本発明の強化ガラス基板を製造する方法は
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℃に加熱して
溶融する。バブリングや清澄剤添加や撹拌などによって
ガラスの均質化を行い、周知のフロート法、ダウンドロ
ー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、形状のガラ
ス基板とする。このガラス基板を、徐冷点より100℃
以上高い温度に一旦加熱後常温の空気をガラス基板表面
にあてて急冷(風冷強化)し、表面に圧縮応力層が形成
された強化ガラス基板を得る。本発明の強化ガラス基板
はPDP、FED(フィールドエミッションディスプレ
イ)、等に好適である。
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℃に加熱して
溶融する。バブリングや清澄剤添加や撹拌などによって
ガラスの均質化を行い、周知のフロート法、ダウンドロ
ー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、形状のガラ
ス基板とする。このガラス基板を、徐冷点より100℃
以上高い温度に一旦加熱後常温の空気をガラス基板表面
にあてて急冷(風冷強化)し、表面に圧縮応力層が形成
された強化ガラス基板を得る。本発明の強化ガラス基板
はPDP、FED(フィールドエミッションディスプレ
イ)、等に好適である。
【0023】
【実施例】重量%表示の組成が、SiO2:58、Al2
O3:7、MgO:2、CaO:5、SrO:7、Ba
O:8、ZrO2:3、Na2O:4、K2O:6、であ
るガラスを溶融し、フロート法により厚さが2.8mm
の板ガラスに成形した。この板ガラスを所定の寸法(9
50mm×1050mm)に切断後面取りしてガラス基
板を得た。このガラス基板の膨張係数は83×10-7/
℃、歪点は570℃であった。
O3:7、MgO:2、CaO:5、SrO:7、Ba
O:8、ZrO2:3、Na2O:4、K2O:6、であ
るガラスを溶融し、フロート法により厚さが2.8mm
の板ガラスに成形した。この板ガラスを所定の寸法(9
50mm×1050mm)に切断後面取りしてガラス基
板を得た。このガラス基板の膨張係数は83×10-7/
℃、歪点は570℃であった。
【0024】前記ガラス基板を750℃まで加熱後常温
の空気をガラス基板表面にあてて急冷して強化し、強化
ガラス基板を得た。この強化ガラス基板の圧縮応力層は
表面から600μmの深さまで形成されており、該圧縮
応力層の圧縮応力最大値は800kgf/cm2であっ
た。
の空気をガラス基板表面にあてて急冷して強化し、強化
ガラス基板を得た。この強化ガラス基板の圧縮応力層は
表面から600μmの深さまで形成されており、該圧縮
応力層の圧縮応力最大値は800kgf/cm2であっ
た。
【0025】前記強化ガラス基板、強化されていない前
記ガラス基板、それぞれ100枚をITO(インジウム
がドープされたスズ酸化物)成膜工程に投入した。該成
膜工程における強化ガラス基板または強化されていない
ガラス基板の最高温度は約300℃であった。その結
果、強化ガラス基板は該成膜工程において1枚も割れな
かったが、強化されていないガラス基板については10
枚が割れた。この割れたガラスはITO成膜チャンバか
ら除去しなければならず、そのために多大の時間を要し
生産効率を著しく低下させた。なお、このガラス基板が
割れた原因は、ガラス基板内に生じた温度分布によるも
のと考えられる。
記ガラス基板、それぞれ100枚をITO(インジウム
がドープされたスズ酸化物)成膜工程に投入した。該成
膜工程における強化ガラス基板または強化されていない
ガラス基板の最高温度は約300℃であった。その結
果、強化ガラス基板は該成膜工程において1枚も割れな
かったが、強化されていないガラス基板については10
枚が割れた。この割れたガラスはITO成膜チャンバか
ら除去しなければならず、そのために多大の時間を要し
生産効率を著しく低下させた。なお、このガラス基板が
割れた原因は、ガラス基板内に生じた温度分布によるも
のと考えられる。
【0026】
【発明の効果】本発明の強化ガラス基板を用いることに
より、次のような効果が得られる。 (1)ソーダライムシリカガラス基板に対して従来用い
られていた無機シール材料を本発明の強化ガラス基板に
対しても使用できる。 (2)前記無機シール材料の焼成に際し、基板の寸法精
度の問題が起るおそれがない。 (3)フラットディスプレイパネル製造工程における高
温工程、たとえばITO成膜工程等、における基板割れ
の問題が減少する。
より、次のような効果が得られる。 (1)ソーダライムシリカガラス基板に対して従来用い
られていた無機シール材料を本発明の強化ガラス基板に
対しても使用できる。 (2)前記無機シール材料の焼成に際し、基板の寸法精
度の問題が起るおそれがない。 (3)フラットディスプレイパネル製造工程における高
温工程、たとえばITO成膜工程等、における基板割れ
の問題が減少する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G015 CA04 CB02 4G059 AA08 AC20 4G062 AA04 BB01 DA05 DA06 DB03 DB04 DC01 DC02 DC03 DD01 DE01 DF01 EA01 EB01 EB02 EB03 EB04 EC01 EC02 EC03 EC04 ED03 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA10 GA10 HH20 JJ10 KK10 MM27 NN01 5C040 GA01 GA09 JA21 JA40 KA07 KB03 KB11 KB19 KB28 MA09 MA10 MA23
Claims (2)
- 【請求項1】50〜350℃における平均線膨張係数が
70×10-7〜100×10-7/℃、歪点が550℃以
上であり、かつ表面に圧縮応力層が形成されている強化
ガラス基板であって、表面から50μm以上の深さまで
該圧縮応力層が形成されており、かつ該圧縮応力層の圧
縮応力最大値が200kgf/cm2以上であるフラッ
トパネルディスプレイ用強化ガラス基板。 - 【請求項2】実質的に重量%表示で、 SiO2 45〜70、 Al2O3 2〜20、 B2O3 0〜6、 MgO 1〜10、 CaO 1〜10、 SrO 0〜9、 BaO 0〜9、 MgO+CaO+SrO+BaO 10〜25、 ZrO2 0〜10、 Na2O+K2O 7〜15、 からなる請求項1に記載のフラットパネルディスプレイ
用強化ガラス基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17865699A JP2001064028A (ja) | 1999-06-22 | 1999-06-24 | フラットパネルディスプレイ用強化ガラス基板 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-175543 | 1999-06-22 | ||
JP17554399 | 1999-06-22 | ||
JP17865699A JP2001064028A (ja) | 1999-06-22 | 1999-06-24 | フラットパネルディスプレイ用強化ガラス基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001064028A true JP2001064028A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=26496794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17865699A Pending JP2001064028A (ja) | 1999-06-22 | 1999-06-24 | フラットパネルディスプレイ用強化ガラス基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001064028A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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