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JP2007308329A - Glass for flat image display device, glass substrate using the same, and method for manufacturing the glass substrate - Google Patents

Glass for flat image display device, glass substrate using the same, and method for manufacturing the glass substrate Download PDF

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JP2007308329A
JP2007308329A JP2006138748A JP2006138748A JP2007308329A JP 2007308329 A JP2007308329 A JP 2007308329A JP 2006138748 A JP2006138748 A JP 2006138748A JP 2006138748 A JP2006138748 A JP 2006138748A JP 2007308329 A JP2007308329 A JP 2007308329A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a glass substrate for a flat image display device, which has good surface quality, by obtaining glass high in devitrification resistance and suitable for an overflow-down-draw method. <P>SOLUTION: In the glass for a flat image display device, the composition of the glass is regulated within a range of 45-70 mass% SiO<SB>2</SB>, 3-20% mass% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0-10% mass% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0-10 mass% MgO, 0-10 mass% CaO, 0-17 mass% SrO, 0-17 mass% BaO, 0-10 mass% Na<SB>2</SB>O, 0-10 mass% K<SB>2</SB>O, and 0.01-8 mass% ZrO<SB>2</SB>, and the coefficient of thermal expansion within a temperature range of 30 to 380°C is set to be 50-90×10<SP>-7</SP>/°C. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、平面画像表示装置用ガラスに関し、特にフィールドエミッションディスプレイ(Field Emission Display、以下FEDと称する)に好適なガラスに関する。また、本発明は、平面画像表示装置用ガラス基板に関し、特にFEDに好適なガラス基板に関する。さらに、本発明は、平面画像表示装置用ガラス基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a glass for flat image display devices, and more particularly to a glass suitable for a field emission display (hereinafter referred to as FED). The present invention also relates to a glass substrate for flat image display devices, and more particularly to a glass substrate suitable for FED. Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the glass substrate for flat image display apparatuses.

FEDは、陰極線管(Cathode Ray Tube、CRT)で培われた技術を利用できるとともに、他の平面画像表示装置、例えば液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display、以下LCDと称する)やプラズマディスプレイ(Plasma Display Panel、以下PDPと称する)よりも消費電力を低減できるため、次世代の平面画像表示装置として期待されている。   The FED can use the technology cultivated in the cathode ray tube (CRT), and other flat image display devices such as a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) and a plasma display (plasma display panel). This is expected as a next-generation flat image display device because power consumption can be reduced as compared with PDP).

FEDは、図1に示すように、電子ビームが照射されると発光する蛍光体7を有する前面板8と、電子を放出する素子5が多数形成された背面板3とを、ガラスフリットや紫外線硬化樹脂で気密封止した構造を有している。そして、前面板8と背面板3とで形成される装置内部の空間は、電子の照射を可能にするために真空状態に保持される。FEDの画像特性は電子放出源に左右されるといっても過言ではなく、近年、様々な電子放出素子が提案、開発されている。これらの電子放出素子は、物質に印加する電界の強度を上げると、その強度に応じて、物質表面のエネルギー障壁の幅が次第に狭まる。その結果、エネルギー障壁を突破できるようになり、物質から電子が放出されるという現象を利用している。この場合、電場がポアッソンの方程式に従うために、電子を放出する部材(エミッタ)に電界が集中する部分を形成すると、比較的低い引出し電圧で効率的に電子の放出を行うことができる。このような電界放射型の電子放出素子の一般的なものとしてスピント型エミッタが広く知られている。   As shown in FIG. 1, the FED includes a front plate 8 having a phosphor 7 that emits light when irradiated with an electron beam, and a back plate 3 on which many elements 5 that emit electrons are formed. It has a structure hermetically sealed with a cured resin. The space inside the apparatus formed by the front plate 8 and the back plate 3 is kept in a vacuum state to enable electron irradiation. It is no exaggeration to say that the image characteristics of the FED depend on the electron emission source. In recent years, various electron emission devices have been proposed and developed. In these electron-emitting devices, when the strength of the electric field applied to the material is increased, the width of the energy barrier on the surface of the material is gradually narrowed according to the strength. As a result, it is possible to break through the energy barrier and use the phenomenon that electrons are emitted from the material. In this case, since the electric field follows Poisson's equation, if a portion where the electric field is concentrated is formed on the electron emitting member (emitter), electrons can be efficiently emitted with a relatively low extraction voltage. A Spindt-type emitter is widely known as such a general field emission type electron-emitting device.

スピント型エミッタの製造工程では、導電層が形成された絶縁性基板上に、絶縁層及びゲート電極をスパッタ法または真空蒸着法等により順次成膜する。続いて、フォトリソグラフィー法と反応性イオンエッチング法(RIE)とを利用して絶縁層およびゲート電極の一部を、導電層が露出するまで円形の孔(ゲート孔)が開口するようにエッチングする。次に、斜方蒸着により剥離層をゲート電極上面と側面にのみ形成する。続いて、導電層上に、その垂直な方向から通常の異方性蒸着により、エミッタ用の金属材料を蒸着する。このとき、蒸着の進行につれて、ゲート孔の開口径が狭まると同時に導電層上に円錐形のエミッタが自己整合的に形成される。蒸着は、最終的にゲート孔が閉じるまで行う。最後に、剥離層をエッチングにより剥離し、必要に応じてゲート電極をパターニングする。これによりスピント型エミッタを備えた電界電子放出素子が得られる。すなわち、FEDに用いられるガラス基板の表面には、透明電極、絶縁膜等の様々な膜やエミッタ等が成膜され、しかもフォトリソグラフィーエッチング(フォトエッチング)によって種々の回路やパターンが形成される。   In the manufacturing process of the Spindt-type emitter, the insulating layer and the gate electrode are sequentially formed on the insulating substrate on which the conductive layer is formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. Subsequently, the insulating layer and part of the gate electrode are etched using a photolithography method and a reactive ion etching method (RIE) so that a circular hole (gate hole) is opened until the conductive layer is exposed. . Next, a release layer is formed only on the top and side surfaces of the gate electrode by oblique deposition. Subsequently, a metal material for an emitter is deposited on the conductive layer by normal anisotropic deposition from the perpendicular direction. At this time, as the deposition progresses, the opening diameter of the gate hole is narrowed, and at the same time, a conical emitter is formed on the conductive layer in a self-aligning manner. Deposition is performed until the gate hole is finally closed. Finally, the peeling layer is peeled off by etching, and the gate electrode is patterned as necessary. As a result, a field electron emission device including a Spindt-type emitter is obtained. That is, various films and emitters such as a transparent electrode and an insulating film are formed on the surface of a glass substrate used for FED, and various circuits and patterns are formed by photolithography etching (photoetching).

FEDに使用されるガラス基板には、次の特性が要求される。
(1)熱処理工程でガラス基板に割れが生じないように、周辺部材と適合する熱膨張係数を有すること
(2)成膜等の熱処理工程でガラス基板が熱収縮して、パターンずれを起こさないように、高い歪点を有すること
(3)FEDの画質に影響を及ぼすような内部欠陥が存在しないこと、特に泡欠陥が存在しないこと
(4)FED全体の重量を軽減するために、低密度であること
ところで、近年、電子放出効率の高いFEDを作製するために、フォトリソグラフィーの精度をより高めることが求められている。フォトリソグラフィーの精度を高めるためには、マスクを通過する光をより集光する必要があるが、光をより集光すると焦点深度が浅くなる。そのため、ガラス基板の平坦性が悪いと露光時に焦点があわず、精度の高いパターニングが行えない。結果としてゲート孔形状にバラツキが生じるために所望の円錐の形状が得られなくなる場合がある。上記したように電子放出素子では電界が集中する部分において、低電圧で効率的に電子の放出を行うことができるのであるが、所望の円錐形状が得られない場合には、駆動電圧が高くなったり、電子が放出されないといった不具合が発生する虞がある。
The glass substrate used for the FED is required to have the following characteristics.
(1) Have a thermal expansion coefficient compatible with the peripheral members so that the glass substrate does not crack in the heat treatment process. (2) The glass substrate does not shrink due to heat shrinkage in the heat treatment process such as film formation. (3) No internal defects that affect the image quality of the FED, especially no bubble defects (4) Low density to reduce the overall weight of the FED By the way, in recent years, in order to produce an FED with high electron emission efficiency, it is required to further improve the accuracy of photolithography. In order to improve the accuracy of photolithography, it is necessary to collect light passing through the mask more. However, if light is collected more, the depth of focus becomes shallower. Therefore, if the flatness of the glass substrate is poor, the focal point is not obtained during exposure, and high-precision patterning cannot be performed. As a result, the gate hole shape varies, so that a desired conical shape may not be obtained. As described above, the electron-emitting device can efficiently emit electrons at a low voltage in a portion where the electric field is concentrated. However, when a desired conical shape cannot be obtained, the drive voltage becomes high. Or there may be a problem that electrons are not emitted.

このような事情から、FED用ガラス基板には、上記要求特性(1)〜(4)に加えて、(5)ガラス基板の表面形状が優れること、つまりガラス基板の平坦性が優れることが要求される。ガラス基板の平坦性は、種々の要因により決定されるが、最も影響が大きい因子としてガラス基板の成形方法および加工方法が挙げられる。   Under such circumstances, in addition to the above required characteristics (1) to (4), the glass substrate for FED is required to have (5) excellent surface shape of the glass substrate, that is, excellent flatness of the glass substrate. Is done. The flatness of the glass substrate is determined by various factors, and the most influential factor is a glass substrate forming method and a processing method.

ガラス基板を成形する方法としては、オーバーフローダウンドロー法(fusion法とも称される)、フロート法、スロットダウンドロー法等の種々の方法がある。その中でも、オーバーフローダウンドロー法は、ガラス基板を研磨しなくても、言い換えれば加工工程を別途経なくても平坦性の高いガラス基板を得ることができる。したがって、オーバーフローダウンドロー法は、優れた表面形状が要求されるFED用ガラス基板の成形方法として好適であると考えられる。   As a method for forming a glass substrate, there are various methods such as an overflow down draw method (also referred to as a fusion method), a float method, a slot down draw method, and the like. Among them, the overflow downdraw method can obtain a glass substrate with high flatness without polishing the glass substrate, in other words, without a separate processing step. Therefore, it is considered that the overflow downdraw method is suitable as a method for forming a glass substrate for FED that requires an excellent surface shape.

一方、オーバーフローダウンドロー法は、他の成形法と比較して、ガラスの成形時における粘度が高いため、ガラスの耐失透性が悪いと、成形中に失透ブツが発生し、ガラスの成形ができなくなる。そのため、FED用ガラス基板として、(6)失透しにくいガラス組成であることが望ましい。   On the other hand, the overflow downdraw method has a higher viscosity at the time of glass molding than other molding methods, so if the devitrification resistance of the glass is poor, devitrification will occur during molding, and glass molding Can not be. Therefore, it is desirable that the glass substrate for FED has (6) a glass composition that is not easily devitrified.

しかし、従来までのFED用ガラス基板は、上記要求特性(1)〜(6)をすべて満足するものがなく、特に、耐失透性が良好なガラスを得ることが困難であり、オーバーフローダウンドロー法を採用することができず、フロート法等の成形方法によって製造されていた。その結果、FED用ガラス基板として、表面品位が良好なガラス基板を得ることが困難であった。   However, conventional FED glass substrates do not satisfy all of the above required characteristics (1) to (6), and in particular, it is difficult to obtain a glass having good devitrification resistance. The method could not be adopted and was manufactured by a molding method such as a float method. As a result, it was difficult to obtain a glass substrate with good surface quality as a glass substrate for FED.

したがって、本発明は、上記要求特性(1)〜(4)を満たすことができるとともに、耐失透性が良好であり、しかもオーバーフローダウンドロー法等に好適なガラスを得ることにより、表面品位の良好なガラス基板を得ることを技術的課題とする。   Therefore, the present invention can satisfy the above required characteristics (1) to (4), has good devitrification resistance, and has a surface quality by obtaining a glass suitable for the overflow down draw method or the like. It is a technical problem to obtain a good glass substrate.

本発明者は、鋭意努力の結果、平面画像表示装置用ガラスにおいて、ガラスの組成範囲を、質量%でSiO2 45〜70%、Al23 3〜20%、B23 0〜10%、MgO 0〜10%、CaO 0〜10%、SrO 0〜17%、BaO 0〜17%、Na2O 0〜10%、K2O 0〜10%、ZrO2 0.01〜8%に規制し、且つ30〜380℃における熱膨張係数を50〜90×10-7/℃に設定することで上記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。なお、本発明において、「30〜380℃における熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、30〜380℃における平均熱膨張係数を測定した値を指す。 The present inventors, as a result of extensive studies, the glass for a flat image display apparatus, the composition range of the glass, SiO 2 45 to 70% by mass%, Al 2 O 3 3~20% , B 2 O 3 0~10 %, 0~10% MgO, CaO 0~10 %, SrO 0~17%, BaO 0~17%, Na 2 O 0~10%, K 2 O 0~10%, ZrO 2 0.01~8% It is found that the above problem can be solved by setting the thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. to 50 to 90 × 10 −7 / ° C., and is proposed as the present invention. In addition, in this invention, "The thermal expansion coefficient in 30-380 degreeC" points out the value which measured the average thermal expansion coefficient in 30-380 degreeC using the dilatometer.

ガラス組成を上記の範囲に規制することによって、ガラスの耐失透性が良好なガラスを得ることができる。一般的に、オーバーフローダウンドロー法において、ガラスの耐失透性は、具体的には、少なくとも液相温度で1200℃以下、液相粘度で104.5dPa・s以上が要求されるが、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、ガラスを上記の範囲に規制しているため、耐失透性が良好であり、液相温度で1200℃以下、液相粘度で104.5dPa・s以上の特性を達成することができる。また、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、ガラス組成を上記の範囲に規制していることにより、オーバーフローダウンドロー法に適した粘度特性を有している。なお、本発明は、オーバーフローダウンドロー法以外の成形方法を排除するものではない。オーバーフローダウンドロー法以外の成形方法であっても、ガラスの製造工程ではガラスの耐失透性が良好であればあるほど、ガラス基板の製造効率が向上するため、本発明が他の成形方法でも有効である点は言うまでもない。 By restricting the glass composition to the above range, a glass having good devitrification resistance can be obtained. In general, in the overflow down draw method, the devitrification resistance of the glass is specifically required to be at least a liquid phase temperature of 1200 ° C. or lower and a liquid phase viscosity of 10 4.5 dPa · s or higher. Since the glass for flat image display apparatus regulates the glass within the above-mentioned range, it has good devitrification resistance, a liquidus temperature of 1200 ° C. or less, and a liquidus viscosity of 10 4.5 dPa · s or more. Can be achieved. Moreover, the glass for flat image display apparatuses of this invention has the viscosity characteristic suitable for the overflow down draw method by restrict | limiting the glass composition to said range. The present invention does not exclude a molding method other than the overflow downdraw method. Even if it is a molding method other than the overflow down draw method, the better the devitrification resistance of the glass in the glass production process, the more efficient the production of the glass substrate. Needless to say, it is effective.

また、本発明者は、ガラス基板の表面品位を向上させるためには、溶融時におけるガラスの溶融分離を低減させればよいことを見出した。すなわち、組成差によるわずかな熱膨張係数の差が、ガラス成形時に体積収縮率が異なる部位を発生させ、その部分がガラス基板の表面粗さやうねりを悪化させる原因であることを明らかにした。また、ガラスの組成差を生じさせる主な成分としてはZrO2の寄与が高く、その成分を減じることで脈理を低減させることが可能であることも見出した。一方、ZrO2は歪点を高くしたり、オーバーフローダウンドロー法を行うために必要な粘性を確保する上で必要な成分であることを見出すとともに、ガラスの脈理を発生させず、且つ十分な歪点と液相粘度を確保するためには、ZrO2の含有量を適正量に規制すればよいことを見出した。したがって、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、ガラス組成として、ZrO2の含有量を0.01〜8%の範囲に規制することによって、ガラスの組成差を抑制できるとともに、ガラスの粘度特性を調整することができ、その結果、ガラス基板の表面品位を確保する上で有利な特性をガラスに付与することが可能となる。 Further, the present inventor has found that in order to improve the surface quality of the glass substrate, it is sufficient to reduce the melting and separation of the glass during melting. That is, it has been clarified that a slight difference in thermal expansion coefficient due to the composition difference generates a portion having a different volume shrinkage rate during glass molding, and that portion is a cause of worsening the surface roughness and waviness of the glass substrate. Further, as the main component to produce a composition difference of the glass has a high contribution of ZrO 2, it was also discovered that it is possible to reduce striae by subtracting the components. On the other hand, ZrO 2 is found to be a necessary component for increasing the strain point and ensuring the viscosity necessary for performing the overflow downdraw method, and does not cause glass striae and is sufficient. In order to ensure the strain point and the liquid phase viscosity, it has been found that the content of ZrO 2 may be regulated to an appropriate amount. Therefore, the glass for a flat image display device of the present invention can suppress the difference in the composition of the glass by restricting the ZrO 2 content to a range of 0.01 to 8% as the glass composition, and the viscosity characteristic of the glass. As a result, it is possible to give the glass advantageous properties for ensuring the surface quality of the glass substrate.

さらに、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、30〜380℃における熱膨張係数を50〜90×10-7/℃に規制することにより、良好にフリットシールを行うことができ、且つ平面画像表示装置を製造する際の成膜等の熱処理工程でガラス基板の割れを的確に防止することが可能となる。 Furthermore, the glass for a flat image display device of the present invention can perform frit sealing satisfactorily by regulating the thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. to 50 to 90 × 10 −7 / ° C. It is possible to accurately prevent the glass substrate from cracking in a heat treatment step such as film formation when manufacturing the display device.

第二に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、ガラス組成として、質量%でSiO2 50〜60%、Al23 5〜10%、B23 0〜5%、MgO 0〜5%、CaO 0〜5%、SrO 5〜12.5%、BaO 9〜14%、Na2O 0〜5%、K2O 3〜6%、ZrO2 1〜4%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数が65〜80×10-7/℃であることに特徴付けられる。 Secondly, the planar image display device for glass of the present invention, a glass composition, SiO 2 50-60% by mass%, Al 2 O 3 5~10% , B 2 O 3 0~5%, MgO 0~ 5%, CaO 0~5%, SrO 5~12.5%, BaO 9~14%, Na 2 O 0~5%, K 2 O 3~6%, containing ZrO 2 1 to 4%, and It is characterized by a coefficient of thermal expansion at 30 to 380 ° C. of 65 to 80 × 10 −7 / ° C.

第三に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、ガラス組成として、質量%でSiO2 55〜58%、Al23 7〜9.5%、B23 0〜2%、MgO 0〜3%、CaO 0〜1%、SrO 7〜10.5%、BaO 11.5〜14%、Na2O 1〜5%、K2O 3〜6%、ZrO2 2.5〜4%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数が65〜75×10-7/℃であることに特徴付けられる。 Third, the glass for a flat image display device of the present invention has a glass composition of SiO 2 55 to 58%, Al 2 O 3 7 to 9.5%, B 2 O 3 0 to 2%, MgO as a glass composition. 0 to 3%, CaO 0 to 1%, SrO 7 to 10.5%, BaO 11.5 to 14%, Na 2 O 1 to 5%, K 2 O 3 to 6%, ZrO 2 2.5 to 4 And a thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. is 65 to 75 × 10 −7 / ° C.

第四に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、上記ガラス組成において、モル分率でAl23/BaOの値が0.1〜2であることに特徴付けられる。 Fourthly, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized in that, in the glass composition, the value of Al 2 O 3 / BaO is 0.1 to 2 in terms of molar fraction.

第五に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、上記ガラス組成において、モル分率でNa2O/K2Oの値が0〜2であることに特徴付けられる。 Fifth, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized in that the glass composition has a Na 2 O / K 2 O value of 0 to 2 in terms of molar fraction.

第六に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、液相温度が1200℃以下および/または液相粘度が104.5dPa・s以上であることに特徴付けられる。なお、本発明において、「液相粘度」は、ガラスを粉砕し、標準篩30メッシュ(500μm)を通過し、50メッシュ(300μm)に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に48時間保持して、結晶の析出する温度を測定したものである。また、本発明において、「液相粘度」は、上記方法で測定した液相温度におけるガラスの粘度を周知の白金引き上げ法で測定した値を指す。 Sixth, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized by having a liquidus temperature of 1200 ° C. or lower and / or a liquidus viscosity of 10 4.5 dPa · s or higher. In the present invention, the “liquid phase viscosity” is obtained by crushing glass, passing through a standard sieve 30 mesh (500 μm), and putting the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) into a platinum boat, and putting it in a temperature gradient furnace. The temperature at which the crystals are deposited is measured by keeping the time. In the present invention, the “liquid phase viscosity” refers to a value obtained by measuring the viscosity of glass at the liquid phase temperature measured by the above method by a well-known platinum pulling method.

第七に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、密度が3.0g/cm3以下であることに特徴付けられる。 Seventh, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized in that the density is 3.0 g / cm 3 or less.

第八に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、歪点が590℃以上であることに特徴付けられる。なお、本発明において、「歪点」は、ASTM C336−71に準拠した方法で測定した値を指す。   Eighth, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized by having a strain point of 590 ° C. or higher. In the present invention, “strain point” refers to a value measured by a method based on ASTM C336-71.

第九に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、高温粘度102.5dPa・sに相当する温度が1650℃以下であることに特徴付けられる。なお、本発明において、「高温粘度102.5dPa・sに相当する温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。 Ninthly, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized in that a temperature corresponding to a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is 1650 ° C. or lower. In the present invention, “temperature corresponding to high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s” refers to a value measured by a platinum ball pulling method.

第十に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、平面画像表示装置がFEDであることに特徴付けられる。   Tenth, the glass for a flat image display device of the present invention is characterized in that the flat image display device is an FED.

第十一に、本発明の平面画像表示装置用ガラス基板は、上記平面画像表示装置用ガラスから構成されることに特徴付けられる。   Eleventh, the glass substrate for a flat image display device of the present invention is characterized by being composed of the glass for a flat image display device.

第十二に、本発明の平面画像表示装置用ガラス基板は、平面画像表示装置がFEDであることに特徴付けられる。   Twelfth, the glass substrate for a flat image display device of the present invention is characterized in that the flat image display device is an FED.

第十三に、本発明の平面画像表示装置用ガラス基板の製造方法は、上記平面画像表示装置用ガラス基板の製造方法であって、ガラス基板の成形方法がオーバーフローダウンドロー法であることに特徴付けられる。   13thly, the manufacturing method of the glass substrate for flat image display apparatuses of this invention is a manufacturing method of the said glass substrate for flat image display apparatuses, Comprising: The shaping | molding method of a glass substrate is an overflow downdraw method Attached.

本発明の平面画像表示用ガラスは、上記要求特性(1)〜(4)を満たすことができるとともに、耐失透性が良好であり、しかもオーバーフローダウンドロー法等に好適なガラスを得ることができることにより、ガラス基板の表面品位を向上させることが可能となる。その結果、ガラス基板の表面に精度が高いフォトリソグラフィーを行うことが可能となり、電子源の電子放出特性を安定に保持することが可能となる。さらに、本発明の平面画像表示装置用ガラス基板は、精度の高いフォトリソグラフィーを行うことができるため、精度が高い回路パターンを形成することが可能となり、平面画像表示装置の信頼性確保(例えば、断線、ショートの発生確率を低減できること等)に寄与することができる。   The flat image display glass of the present invention can satisfy the above required characteristics (1) to (4), has good devitrification resistance, and can obtain a glass suitable for an overflow down draw method or the like. By being able to do so, it becomes possible to improve the surface quality of the glass substrate. As a result, high-precision photolithography can be performed on the surface of the glass substrate, and the electron emission characteristics of the electron source can be stably maintained. Furthermore, since the glass substrate for a flat image display device of the present invention can perform photolithography with high accuracy, it becomes possible to form a circuit pattern with high accuracy and ensure the reliability of the flat image display device (for example, This can contribute to reducing the probability of occurrence of disconnection and short circuit.

以下に、上記のように組成範囲を限定した理由を詳述する。なお、以下の%表示は特に限定がある場合を除き、質量%を指す。   The reason why the composition range is limited as described above will be described in detail below. In addition, the following% display points out the mass% except the case where there is especially limitation.

SiO2は、ガラスのネットワークフォーマーであり、その含有量は45〜70%、好ましくは48〜65%、より好ましくは50〜60%、更に好ましくは52〜58%、最も好ましくは55〜58%である。SiO2の含有量が70%より多くなると、ガラスの溶融、成形が難しくなったり、熱膨張係数が小さくなりすぎて周辺材料との整合性が取り難くなったりする。一方、SiO2の含有量が45%より少なくなると、熱膨張係数が大きくなり過ぎてガラスの耐熱衝撃性が低下したり、ガラス化が困難になったりする傾向にある。 SiO 2 is a glass network former, and its content is 45 to 70%, preferably 48 to 65%, more preferably 50 to 60%, still more preferably 52 to 58%, most preferably 55 to 58%. %. When the content of SiO 2 exceeds 70%, it becomes difficult to melt and mold the glass, or the thermal expansion coefficient becomes too small to make it difficult to match the surrounding materials. On the other hand, when the content of SiO 2 is less than 45%, the thermal expansion coefficient becomes too large, and the thermal shock resistance of the glass tends to decrease, or vitrification tends to be difficult.

Al23は、ガラスの歪点やヤング率を高める成分であり、その含有量は3〜20%、好ましくは5〜18%、より好ましくは6〜15%、更に好ましくは7〜13%である。Al23の含有量が20%より多くなると、ガラスの耐失透性が悪化するとともに、高温粘性が高くなり、ガラスの溶融性が悪化する傾向がある。Al23の含有量が3%より少なくなると、熱膨張係数が大きくなり、ガラスの耐熱衝撃性が低下したり、ガラスの歪点が低下する傾向があり、平面画像表示装置を製造する際の熱処理工程でガラス基板に割れが発生したり、熱変形や熱収縮が生じやすくなる。また、ガラスの耐失透性を改善する観点から、Al23の含有量を11%以下、更に10%以下、特に9.5%以下に抑えると、より的確に上記効果を享受することができる。 Al 2 O 3 is a component that increases the strain point and Young's modulus of glass, and its content is 3 to 20%, preferably 5 to 18%, more preferably 6 to 15%, and still more preferably 7 to 13%. It is. When the content of Al 2 O 3 is more than 20%, the devitrification resistance of the glass is deteriorated, the high temperature viscosity is increased, and the meltability of the glass tends to be deteriorated. When the content of Al 2 O 3 is less than 3%, the thermal expansion coefficient increases, and the thermal shock resistance of the glass tends to decrease or the strain point of the glass tends to decrease. When manufacturing a flat image display device In the heat treatment step, the glass substrate is easily cracked, or is likely to be thermally deformed or contracted. In addition, from the viewpoint of improving the devitrification resistance of the glass, if the content of Al 2 O 3 is suppressed to 11% or less, further 10% or less, particularly 9.5% or less, the above effect can be enjoyed more accurately. Can do.

23は、ガラスの溶融性を向上させ、ZrO2に関係する失透を抑制する効果を有する成分であり、その含有量は0〜10%であり、好ましくは0.1〜8%、より好ましくは0.5〜5%である。B23の含有量が10%より多くなると、歪点やヤング率が低下する傾向があり、平面画像表示装置を製造する際の熱処理工程でガラス基板に割れが発生したり、熱変形や熱収縮が生じやすくなる。更に、ガラスの歪点やヤング率を上昇させる観点から、B23の含有量を3%以下(好ましくは2.5%以下、2%以下)に低下させると、より的確に上記効果を享受することができる。 B 2 O 3 is a component having an effect of improving the meltability of glass and suppressing devitrification related to ZrO 2 , and its content is 0 to 10%, preferably 0.1 to 8%. More preferably, it is 0.5 to 5%. When the content of B 2 O 3 is more than 10%, the strain point and Young's modulus tend to decrease, and the glass substrate is cracked in the heat treatment step when manufacturing the flat image display device, Heat shrinkage tends to occur. Further, from the viewpoint of increasing the strain point and Young's modulus of the glass, if the content of B 2 O 3 is reduced to 3% or less (preferably 2.5% or less, 2% or less), the above effects can be obtained more accurately. You can enjoy it.

MgOは、ガラスの歪点を高める成分であり、その含有量は0〜10%、より好ましくは0〜8%、更に好ましくは0〜5%、最も好ましくは0〜3%である。MgOの含有量が10%より多くなると、熱膨張係数が高くなり過ぎたり、密度が高くなったり、耐失透性が悪化する傾向がある。   MgO is a component that increases the strain point of glass, and its content is 0 to 10%, more preferably 0 to 8%, still more preferably 0 to 5%, and most preferably 0 to 3%. When the content of MgO exceeds 10%, the thermal expansion coefficient tends to be too high, the density becomes high, or the devitrification resistance tends to deteriorate.

CaOは、歪点をあまり低下させることなく、高温粘性を低下させる成分であり、その含有量は0〜10%、より好ましくは0〜8%、更に好ましくは0〜5%、最も好ましくは0〜1%である。CaOの含有量が10%より多くなると、熱膨張係数が高くなり過ぎたり、密度が高くなったり、耐失透性が悪化したり傾向がある。   CaO is a component that lowers the high-temperature viscosity without significantly reducing the strain point, and its content is 0 to 10%, more preferably 0 to 8%, still more preferably 0 to 5%, and most preferably 0. ~ 1%. When the content of CaO exceeds 10%, the thermal expansion coefficient tends to be too high, the density becomes high, and the devitrification resistance tends to deteriorate.

SrOは、耐失透性を悪化させることなく、高温粘性を低下させる成分であり、その含有量は0〜17%、好ましくは2〜15%、より好ましくは5〜13%、更に好ましくは7〜13%である。SrOの含有量が17%より多くなると、熱膨張係数や密度が高くなり過ぎたり、ガラス組成のバランスを欠いて耐失透性が悪化する。また、ガラスの耐失透性を向上させる観点から、SrOの含有量を11%以下、更に10.5%以下にすると、上記効果をより的確に享受することが可能となる。   SrO is a component that lowers the high temperature viscosity without deteriorating devitrification resistance, and its content is 0 to 17%, preferably 2 to 15%, more preferably 5 to 13%, and still more preferably 7 ~ 13%. If the SrO content exceeds 17%, the thermal expansion coefficient and density become too high, or the balance of the glass composition is lacking and the devitrification resistance deteriorates. Further, from the viewpoint of improving the devitrification resistance of the glass, when the SrO content is 11% or less, and further 10.5% or less, the above-described effect can be enjoyed more accurately.

BaOは耐失透性を悪化させずに、高温粘性を低下させる成分であり、その含有量は0〜17%(好ましくは2〜17%、5〜16%、7〜15%、9〜14%、11.5〜14%)である。BaOの含有量が17%より高くなると、熱膨張係数が高くなりすぎたり、密度が高くなったり、ガラス組成のバランスを欠いて、逆に耐失透性が悪化したりする。   BaO is a component that lowers the high temperature viscosity without deteriorating devitrification resistance, and its content is 0 to 17% (preferably 2 to 17%, 5 to 16%, 7 to 15%, 9 to 14). %, 11.5-14%). When the content of BaO is higher than 17%, the thermal expansion coefficient becomes too high, the density becomes high, the balance of the glass composition is lost, and the devitrification resistance deteriorates conversely.

MgO+CaO+SrO+BaOの合量は15〜28%とするのが好ましく、17〜26%がより好ましく、19〜24%が更に好ましい。MgO+CaO+SrO+BaOの合量が28%を超えると、ガラスの密度や熱膨張係数が高くなる傾向があるとともに、耐失透性も悪化する傾向がある。一方、MgO+CaO+SrO+BaOの合量が15%より少ないと、ガラスの溶融性が悪化したり、熱膨張係数が小さくなりすぎる。   The total amount of MgO + CaO + SrO + BaO is preferably 15 to 28%, more preferably 17 to 26%, and still more preferably 19 to 24%. When the total amount of MgO + CaO + SrO + BaO exceeds 28%, the density and thermal expansion coefficient of the glass tend to increase and the devitrification resistance also tends to deteriorate. On the other hand, if the total amount of MgO + CaO + SrO + BaO is less than 15%, the meltability of the glass deteriorates or the thermal expansion coefficient becomes too small.

SrO、BaOは、他のアルカリ土類金属酸化物と比較して、ガラス組成に導入しても液相温度付近における粘性があまり低下しないため、オーバーフローダウンドロー法による成形に適正な液相粘度を得るために、積極的に含有させることが望ましい。さらに、ガラスの耐失透性や化学的耐久性を向上させる観点から、質量分率で(MgO+CaO)/(SrO+BaO)の値を0〜0.2(好ましくは0〜0.1、0〜0.05)に設定することが有効である。特に、上記観点から、質量分率でSrO/BaOの値を0.4〜1.2(好ましくは、0.4〜1.2、0.5〜1.1、0.6〜1.0、0.6〜0.9、0.6〜0.8)に設定することが有効である。上記設定値範囲外であると、想定した効果を最大限に享受できなくなる。   SrO and BaO have a liquid phase viscosity suitable for molding by the overflow down draw method because the viscosity in the vicinity of the liquid phase temperature does not decrease much even when introduced into the glass composition as compared with other alkaline earth metal oxides. In order to obtain it, it is desirable to make it contain actively. Furthermore, from the viewpoint of improving the devitrification resistance and chemical durability of the glass, the value of (MgO + CaO) / (SrO + BaO) is 0 to 0.2 (preferably 0 to 0.1, 0 to 0) in terms of mass fraction. .05) is effective. In particular, from the above viewpoint, the value of SrO / BaO is 0.4 to 1.2 (preferably 0.4 to 1.2, 0.5 to 1.1, 0.6 to 1.0 by mass fraction). , 0.6 to 0.9, 0.6 to 0.8) is effective. If it is out of the set value range, the assumed effect cannot be fully enjoyed.

Na2Oは、高温粘性を低下させるとともに、熱膨張係数を調整する成分であり、その含有量は0〜10%、好ましくは0.1〜8%、より好ましくは0.5〜6%、更に好ましくは1〜5%である。Na2Oの含有量が10%より多くなると、歪点が低下したり、熱膨張係数が高くなりすぎる。 Na 2 O is a component that reduces the high temperature viscosity and adjusts the coefficient of thermal expansion, and its content is 0 to 10%, preferably 0.1 to 8%, more preferably 0.5 to 6%, More preferably, it is 1 to 5%. When the content of Na 2 O exceeds 10%, the strain point decreases or the thermal expansion coefficient becomes too high.

2Oは、高温粘性を低下させ熱膨張係数を調整する成分であり、その含有量は0〜10%、好ましくは0.1〜8%、より好ましくは0.5〜6%である。K2Oの含有量が10%より多くなると、歪点が低下したり、熱膨張係数が高くなりすぎる。特に、高温粘性を低下させる効果および熱膨張係数を調整する効果を的確に享受するために、K2Oを1%以上(好ましくは2%以上、3%以上)含有させることが望ましい。 K 2 O is a component that decreases the high-temperature viscosity and adjusts the thermal expansion coefficient, and its content is 0 to 10%, preferably 0.1 to 8%, and more preferably 0.5 to 6%. When the content of K 2 O is more than 10%, the strain point is lowered or the thermal expansion coefficient is too high. In particular, it is desirable to contain K 2 O in an amount of 1% or more (preferably 2% or more, preferably 3% or more) in order to enjoy the effect of reducing the high temperature viscosity and the effect of adjusting the thermal expansion coefficient.

ZrO2は、歪点やヤング率を上昇させる成分であり、本発明において必須成分である。ZrO2の含有量は0.01〜8%(好ましくは、0.1〜8%、0.5〜7%、1〜6%、2〜5%、2.5〜4%)である。ZrO2の含有量が8%より多くなると、耐失透性が悪化したり、平均表面粗さ、うねり等のガラス基板の表面品位に悪影響を及ぼす虞が生じる。ZrO2の含有量が0.01%より少ないと、歪点の低下を招くとともに、オーバーフローダウンドロー法で成形を行うために必要な粘度特性を確保することが困難になる。 ZrO 2 is a component that increases the strain point and Young's modulus, and is an essential component in the present invention. The content of ZrO 2 is 0.01 to 8% (preferably 0.1 to 8%, 0.5 to 7%, 1 to 6%, 2 to 5%, 2.5 to 4%). If the ZrO 2 content is more than 8%, the devitrification resistance may deteriorate, and the surface quality of the glass substrate such as average surface roughness and undulation may be adversely affected. When the content of ZrO 2 is less than 0.01%, the strain point is lowered and it is difficult to ensure the viscosity characteristics necessary for molding by the overflow down draw method.

また、モル分率でAl23/BaOの値を0.1〜2(好ましくは、0.3〜2、0.5〜1.5、0.7〜1.3、0.8〜1.1)に設定すると、ガラスの耐失透性を悪化させることなく、高歪点化を達成できるため、好ましい。Al23/BaOのモル分率が2を超えると、耐失透性が悪化する傾向がある。Al23/BaOのモル分率が0.1より小さくなると、ガラスの耐失透性が悪化するとともに、歪点が低下する傾向がある。 Moreover, the value of Al 2 O 3 / BaO is 0.1 to 2 (preferably 0.3 to 2 , 0.5 to 1.5, 0.7 to 1.3, 0.8 to 0.8 by mole fraction). 1.1) is preferable because a high strain point can be achieved without deteriorating the devitrification resistance of the glass. When the molar fraction of Al 2 O 3 / BaO exceeds 2, devitrification resistance tends to deteriorate. When the molar fraction of Al 2 O 3 / BaO is smaller than 0.1, the devitrification resistance of the glass deteriorates and the strain point tends to decrease.

さらに、Al23/BaOのモル分率を0.1〜2の範囲に設定して、耐失透性を抑制しつつ歪点を高くする効果は、モル分率でNa2O/K2Oの値を0〜2(好ましくは、0.3〜1.5、0.5〜1.3、0.7〜1.1、0.8〜0.9)の範囲に調整することで、より的確に享受することが可能となる。Na2O/K2Oのモル分率が小さくなると、Al23/BaOのモル分率を調整することによる上記効果が若干得られにくくなるため、Na2O/K2Oのモル分率を0.3以上にすることがより好ましい。また、Na2O/K2Oのモル分率が2を超えると、歪点が低下したり、ガラス組成のバランスを欠いて、失透が生じやすくなる。 Furthermore, the effect of increasing the strain point while suppressing the devitrification resistance by setting the molar fraction of Al 2 O 3 / BaO in the range of 0.1 to 2 is Na 2 O / K. The value of 2 O is adjusted to a range of 0 to 2 (preferably 0.3 to 1.5, 0.5 to 1.3, 0.7 to 1.1, 0.8 to 0.9). Thus, it can be enjoyed more accurately. When the molar fraction of Na 2 O / K 2 O is small, the above effect due to adjustment of the molar fraction of Al 2 O 3 / BaO is somewhat difficult to obtain, so the molar fraction of Na 2 O / K 2 O More preferably, the rate is 0.3 or more. On the other hand, if the molar fraction of Na 2 O / K 2 O exceeds 2, the strain point is lowered or the balance of the glass composition is lost, and devitrification is likely to occur.

ガラスの歪点を高く保ち、熱膨張係数を高くしすぎない観点から、質量分率で(Na2O+K2O)/(MgO+CaO+SrO+BaO)の値を0〜0.5に設定することが好ましく、0.1〜0.4に設定することがより好ましく、0.2〜0.4に設定することが更に好ましい。質量分率で(Na2O+K2O)/(MgO+CaO+SrO+BaO)の値が0.5より大きいと、上記効果を的確に享受できない虞がある。 From the viewpoint of keeping the strain point of the glass high and not increasing the thermal expansion coefficient too much, it is preferable to set the value of (Na 2 O + K 2 O) / (MgO + CaO + SrO + BaO) to 0 to 0.5 in terms of mass fraction. More preferably, it is set to 0.1 to 0.4, and more preferably 0.2 to 0.4. If the value of (Na 2 O + K 2 O) / (MgO + CaO + SrO + BaO) in terms of mass fraction is greater than 0.5, the above effects may not be enjoyed accurately.

本発明のガラスは、上記成分以外にもガラスの特性を損なわない範囲で種々の成分を10%まで添加させることが可能である。例えば、ZnO、TiO2、CeO2、Y23、La23、Nb25をそれぞれ10%以下含有させてもよい。また、着色剤としてFe23、CoO、NiO、Cr23、Nd25をそれぞれ2%以下含有させても良い。さらに、清澄剤としてAs23、SO3、Sb23、SnO2、F、Clの群から選択された1種または2種以上を合量で0〜3%含有させてもよい。 In the glass of the present invention, various components other than the above components can be added up to 10% within a range not impairing the properties of the glass. For example, ZnO, TiO 2 , CeO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 may be contained at 10% or less, respectively. Further, Fe 2 O 3 as a coloring agent, CoO, NiO, Cr 2 O 3, Nd 2 O 5 and may each be contained below 2%. Further, As 2 O 3 as a fining agent, SO 3, Sb 2 O 3 , SnO 2, F, may be contained 0-3% in total of one or two or more selected from the group of Cl.

上記組成範囲において、各成分の好ましい範囲を任意に組み合わせて、好ましい組成範囲を選択することは当然可能であるが、その中にあって、平面画像表示装置用ガラスとして、より好ましい組成範囲は、SiO2 50〜60%、Al23 5〜10%、B23 0〜5%、MgO 0〜5%、CaO 0〜5%、SrO 5〜12.5%、BaO 9〜14%、Na2O 0〜5%、K2O 3〜6%、ZrO2 1〜4%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数を65〜80×10-7/℃とするガラスが挙げられる。ガラスの組成範囲を上記に規制すれば、耐失透性を大幅に改善できるとともに、オーバーフローダウンドロー法による成形を行うために必要な粘度特性を的確に確保することができる。 In the above composition range, it is naturally possible to select a preferred composition range by arbitrarily combining preferred ranges of the respective components, but among them, a more preferred composition range as the glass for a flat image display device is SiO 2 50~60%, Al 2 O 3 5~10%, B 2 O 3 0~5%, 0~5% MgO, CaO 0~5%, SrO 5~12.5%, BaO 9~14% , Na 2 O 0 to 5%, K 2 O 3 to 6%, ZrO 2 1 to 4%, and a glass having a coefficient of thermal expansion at 30 to 380 ° C. of 65 to 80 × 10 −7 / ° C. Can be mentioned. By restricting the glass composition range to the above, the devitrification resistance can be greatly improved, and the viscosity characteristics necessary for molding by the overflow downdraw method can be ensured accurately.

平面画像表示装置用ガラスの更に好ましい態様として、SiO2 55〜58%、Al23 7〜9.5%、B23 0〜2%、MgO 0〜3%、CaO 0〜1%、SrO 7〜10.5%、BaO 11.5〜14%、Na2O 1〜5%、K2O 3〜6%、ZrO2 2.5〜4%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数を65〜75×10-7/℃とするガラスが挙げられる。ガラスの組成範囲を上記に規制すれば、耐失透性を顕著に改善できるとともに、オーバーフローダウンドロー法による成形を行うために必要な粘度特性をより的確に確保することができる。 As a further preferred embodiment of the glass for a flat image display apparatus, SiO 2 55~58%, Al 2 O 3 7~9.5%, B 2 O 3 0~2%, 0~3% MgO, CaO 0~1% And SrO 7 to 10.5%, BaO 11.5 to 14%, Na 2 O 1 to 5%, K 2 O 3 to 6%, ZrO 2 2.5 to 4 %, and 30 to 380 ° C. Glass having a coefficient of thermal expansion of 65 to 75 × 10 −7 / ° C. is mentioned. When the composition range of the glass is regulated as described above, the devitrification resistance can be remarkably improved, and the viscosity characteristics necessary for forming by the overflow down draw method can be more accurately ensured.

本発明の平面画像表示装置用ガラスは、30〜380℃における熱膨張係数が50〜90×10-7/℃であり、好ましくは55〜85×10-7/℃、より好ましくは60〜80×10-7/℃である。良好にフリットシールを行い、平面画像表示装置を製造する際の成膜等の熱処理工程でのガラス基板の割れを確実に防止する観点から、65〜80未満×10-7/℃が好ましく、65〜75×10-7/℃がより好ましい。30〜380℃における熱膨張係数が50×10-7/℃より小さいと、前面ガラス基板と背面ガラス基板をフリットシールするための封着ガラスの熱膨張係数と整合が取れず、封着工程後にガラス基板に割れ等の問題が生じやすくなる。また、30〜380℃における熱膨張係数が90×10-7/℃より大きいと、平面画像表示装置に使用される他の周辺部材の熱膨張係数と整合が取れない虞がある。 The glass for a flat image display device of the present invention has a thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. of 50 to 90 × 10 −7 / ° C., preferably 55 to 85 × 10 −7 / ° C., more preferably 60 to 80. × 10 -7 / ° C. From the viewpoint of reliably frit-sealing and reliably preventing cracking of the glass substrate in a heat treatment step such as film formation when manufacturing a flat image display device, it is preferably less than 65 to 80 × 10 −7 / ° C., 65 -75 * 10 < -7 > / degreeC is more preferable. A thermal expansion coefficient smaller than 50 × 10 -7 / ℃ at 30 to 380 ° C., no is consistent with the thermal expansion coefficient of the sealing glass to a frit sealing the front glass substrate and a rear glass substrate, after the sealing step Problems such as cracks are likely to occur in the glass substrate. Further, if the thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. is larger than 90 × 10 −7 / ° C., there is a possibility that the thermal expansion coefficient of other peripheral members used in the flat image display device cannot be matched.

本発明の平面画像表示装置用ガラスにおいて、液相温度は1200℃以下が好ましく、1080℃以下がより好ましく、1050℃以下が更に好ましく、1000℃以下が最も好ましい。一般的に、オーバーフローダウンドロー法は、他の成形方法と比較して、ガラス成形時の粘度が高いため、ガラスの耐失透性が悪いと、成形中に失透ブツが発生し、ガラス基板に成形できなくなる虞がある。具体的には、少なくとも液相温度が1200℃より高いと、オーバーフローダウンドロー法の適用が困難になる。したがって、液相温度が1200℃より高いと、平面画像表示装置用ガラスの成形方法に不当な制約が課され、所望の表面形状のガラスを成形できなくなる虞が生じる。なお、液相温度が低いほど、ガラスの耐失透性は良好である。また、一般的に、ガラスの特性改善は、何らかの特性を低下させることによって達成され、他の特性といわゆるトレードオフの関係となり易い。ここで、粘度、密度、熱膨張係数等のガラスに要求される種々の特性を満たすためのバランスを考慮すると、ガラスの液相温度は850℃以上に設計することが目安となる。   In the glass for a flat image display device of the present invention, the liquidus temperature is preferably 1200 ° C. or lower, more preferably 1080 ° C. or lower, still more preferably 1050 ° C. or lower, and most preferably 1000 ° C. or lower. In general, the overflow down draw method has a higher viscosity at the time of glass molding than other molding methods, so if the devitrification resistance of the glass is poor, devitrification will occur during molding, and the glass substrate There is a possibility that it cannot be molded. Specifically, if at least the liquidus temperature is higher than 1200 ° C., it is difficult to apply the overflow downdraw method. Therefore, if the liquidus temperature is higher than 1200 ° C., an unreasonable restriction is imposed on the method for forming the glass for a flat image display device, and there is a possibility that glass having a desired surface shape cannot be formed. The lower the liquidus temperature, the better the devitrification resistance of the glass. Moreover, generally, the improvement of the characteristics of glass is achieved by lowering some characteristics, and tends to be in a so-called trade-off relationship with other characteristics. Here, considering the balance for satisfying various properties required for the glass, such as viscosity, density, and coefficient of thermal expansion, it is a guideline that the liquidus temperature of the glass is designed to be 850 ° C. or higher.

本発明の平面画像表示装置用ガラスにおいて、液相粘度は104.5dPa・s以上が好ましく、105.0dPa・s以上がより好ましく、105.5dPa・s以上が更に好ましく、105.8dPa・s以上が最も好ましい。一般的に、オーバーフローダウンドロー法は、他の成形方法と比較して、ガラス成形時の粘度が高いため、ガラスの耐失透性が悪いと、成形中に失透ブツが発生し、ガラス基板に成形できなくなる虞がある。具体的には、少なくとも液相粘度が104.5dPa・s未満であると、オーバーフローダウンドロー法の適用が困難になる。したがって、104.5dPa・s未満であると、平面画像表示装置用ガラスの成形方法に不当な制約が課され、所望の形状のガラスを成形できなくなる虞が生じる。なお、液相粘度が高いほど、ガラスの耐失透性は良好である。ここで、粘度、密度、熱膨張係数等のガラスに要求される種々の特性を満たすためのバランスを考慮すると、ガラスの液相粘度は106.5dPa・s以下に設計することが目安となる。 In the glass for a flat image display device of the present invention, the liquid phase viscosity is preferably 10 4.5 dPa · s or more, more preferably 10 5.0 dPa · s or more, further preferably 10 5.5 dPa · s or more, and 10 5.8 dPa · s or more. Is most preferred. In general, the overflow down draw method has a higher viscosity at the time of glass molding than other molding methods, so if the devitrification resistance of the glass is poor, devitrification will occur during molding, and the glass substrate There is a possibility that it cannot be molded. Specifically, when the liquid phase viscosity is less than 10 4.5 dPa · s, it is difficult to apply the overflow downdraw method. Therefore, if it is less than 10 4.5 dPa · s, an unreasonable restriction is imposed on the method for forming the glass for a flat image display device, and there is a possibility that glass having a desired shape cannot be formed. Note that the higher the liquidus viscosity, the better the devitrification resistance of the glass. Here, considering the balance for satisfying various properties required for the glass, such as viscosity, density, and coefficient of thermal expansion, it is a guideline that the liquid phase viscosity of the glass is designed to be 10 6.5 dPa · s or less.

本発明の平面画像表示装置用ガラスにおいて、密度は3.0g/cm3以下であることが好ましく、2.9g/cm3以下であるとより好ましい。ガラスの密度が低ければ低いほど、ガラスの軽量化を図ることができ、平面画像表示装置の軽量化に寄与することができる。密度が3.0g/cm3より大きいと、平面画像表示装置の軽量化に寄与し難くなる。 In the planar image display device for glass of the present invention, the density is preferably at 3.0 g / cm 3 or less, more preferably 2.9 g / cm 3 or less. The lower the density of the glass, the lighter the glass can be, which can contribute to the weight reduction of the flat image display device. When the density is larger than 3.0 g / cm 3 , it is difficult to contribute to weight reduction of the flat image display device.

本発明の平面画像表示装置用ガラスにおいて、歪点は590℃以上(好ましくは600℃以上、610℃以上、620℃以上、630℃以上)が好ましい。歪点が590℃未満であると、平面画像表示装置を製造する際の成膜等の熱処理工程で、ガラス基板の熱収縮が生じ易くなり、ゲート電極のパターニングのずれ等が生じ易くなる。   In the glass for a flat image display device of the present invention, the strain point is preferably 590 ° C. or higher (preferably 600 ° C. or higher, 610 ° C. or higher, 620 ° C. or higher, 630 ° C. or higher). When the strain point is less than 590 ° C., thermal contraction of the glass substrate is likely to occur during a heat treatment step such as film formation when manufacturing a flat image display device, and patterning deviation of the gate electrode is likely to occur.

本発明の平面画像表示装置用ガラスにおいて、高温粘度102.5dPa・sに相当する温度は1650℃以下が好ましく、1620℃以下がより好ましく、1600℃以下が更に好ましい。この温度が低いほど、溶融時にガラス中に存在する気泡の浮上速度が速くなるため、泡を低減し易くなり、泡品位が向上する。また、この温度が低いほど、炉体耐火物の耐久性も向上し、その結果、溶融炉等の耐久性向上に寄与することができる。高温粘度102.5dPa・sに相当する温度が1650℃よりも高いと、溶融時にガラス中に存在する気泡の浮上速度が遅くなるため、泡を低減し難くなり、泡品位が悪化する。また、高温粘度102.5dPa・sに相当する温度が1650℃よりも高いと、炉体耐火物の耐久性も低下し、その結果、溶融炉等の耐久性が低下し、ガラスの製造コストの高騰を招く虞が生じる。 In the glass for a flat image display device of the present invention, the temperature corresponding to the high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is preferably 1650 ° C. or less, more preferably 1620 ° C. or less, and further preferably 1600 ° C. or less. The lower this temperature is, the faster the rising speed of bubbles present in the glass at the time of melting, so that it becomes easier to reduce bubbles and the bubble quality is improved. In addition, the lower the temperature, the more the durability of the furnace refractory is improved. As a result, it is possible to contribute to improving the durability of the melting furnace and the like. When the temperature corresponding to the high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is higher than 1650 ° C., the rising speed of bubbles existing in the glass at the time of melting becomes slow, so that it becomes difficult to reduce the bubbles and the bubble quality deteriorates. In addition, when the temperature corresponding to the high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is higher than 1650 ° C., the durability of the furnace refractory also decreases, and as a result, the durability of the melting furnace or the like decreases, and the manufacturing cost of the glass decreases. There is a risk of a surge.

本発明の平面画像表示装置用ガラスにおいて、平面画像表示装置はFEDであることが好ましい。本発明の平面画像表示装置用ガラスは、FEDが要求する特性を満足しているため、本用途に好適に使用することができる。特に、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、オーバーフローダウンドロー法を採用することができるため、ガラス基板の表面品位を向上させることができるだけでなく、熱膨張係数等の特性も同時に充足するため、本用途に好適に使用することが可能となる。   In the glass for a flat image display device of the present invention, the flat image display device is preferably an FED. Since the glass for flat image display devices of the present invention satisfies the characteristics required by the FED, it can be suitably used for this application. In particular, since the glass for flat image display devices of the present invention can employ the overflow downdraw method, not only can the surface quality of the glass substrate be improved, but also the characteristics such as the thermal expansion coefficient are satisfied at the same time. , It can be suitably used for this application.

本発明の平面画像表示装置用ガラスは、ガラス基板として使用することが好ましい。本発明の平面画像表示装置用ガラスは、種々の成形方法を採用することができるが、いずれにしてもガラスの耐失透性が優れるため、良好にガラス基板に成形することができ、これを平面画像表示装置に適用することができる。   The glass for a flat image display device of the present invention is preferably used as a glass substrate. The glass for a flat image display device of the present invention can employ various molding methods, but in any case, since the glass has excellent devitrification resistance, it can be molded into a glass substrate satisfactorily. The present invention can be applied to a flat image display device.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、平均表面粗さ(Ra)は、10Å以下であることが好ましく、7Å以下がより好ましく、4Å以下が更に好ましく、2Å以下が最も好ましい。平均表面粗さ(Ra)が10Åより大きいと、FED等の製造工程において、ゲート電極等の正確なパターニングを行うことが困難となり、その結果、回路電極が断線、ショートする確率が上昇し、平面画像表示装置の信頼性を担保し難くなる。なお、本発明において、「平均表面粗さ(Ra)」は、SEMI D7−94「FPDガラス基板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法により測定した値を指す。   In the glass substrate for a flat image display device of the present invention, the average surface roughness (Ra) is preferably 10 mm or less, more preferably 7 mm or less, still more preferably 4 mm or less, and most preferably 2 mm or less. If the average surface roughness (Ra) is larger than 10 mm, it becomes difficult to perform accurate patterning of gate electrodes and the like in the manufacturing process of FED and the like, and as a result, the probability that the circuit electrodes are disconnected and shorted increases. It becomes difficult to ensure the reliability of the image display device. In the present invention, “average surface roughness (Ra)” refers to a value measured by a method based on SEMI D7-94 “Measurement Method of Surface Roughness of FPD Glass Substrate”.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、最大板厚と最小板厚の差は20μm以下であることが好ましく、10μm以下がより好ましい。平面画像表示装置の画面サイズが大きくなると、ガラス基板の最大板厚と最小板厚の差が20μmより大きい場合、前面板と背面板の間隔(ギャップ)が局所的に異なる部位が生じる。このような場合、FED等の平面画像表示装置では前面板と背面板の間に印加される加速電圧にばらつきが生じたり、蛍光体に衝突する電子の速度が変化したりして、平面画像表示装置の輝度特性に悪影響を及ぼす虞がある。また、ガラス基板の最大板厚と最小板厚の差が20μmより大きい場合、FED等の製造工程において、露光時に焦点が合わないため、精度の高いパターニングが行えず、結果としてゲート孔形状にバラツキが生じるために所望の円錐の形状が得られなくなる虞が生じる。上記したように電子放出素子では電界が集中する部分において、低電圧で効率的に電子の放出を行うことができるのであるが、所望の円錐形状が得られない場合には、駆動電圧が高くなったり、電子が放出されないといった不具合が発生する虞が生じる。したがって、ガラス基板の最大板厚と最小板厚の差が20μmより大きいと、平面画像表示装置の高精細化の要請を満たすことが困難になる。ここで、本発明において、「最大板厚と最小板厚の板厚差」は、レーザー式厚み測定装置を用いて、ガラス基板の任意の一辺に板厚方向からレーザーを走査することにより、ガラス基板の最大板厚と最小板厚を測定した上で、最大板厚の値から最小板厚の値を減じた値を指す。   In the glass substrate for a flat image display device of the present invention, the difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness is preferably 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. When the screen size of the flat image display device is increased, when the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the glass substrate is larger than 20 μm, a part where the distance (gap) between the front plate and the back plate is locally different is generated. In such a case, in a flat image display device such as an FED, the acceleration voltage applied between the front plate and the back plate varies, or the speed of electrons that collide with the phosphor changes, and the flat image display device There is a risk of adversely affecting the luminance characteristics. In addition, when the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the glass substrate is larger than 20 μm, in the manufacturing process such as FED, since the focus is not achieved at the time of exposure, high-precision patterning cannot be performed, and as a result, the gate hole shape varies. Therefore, there is a possibility that a desired cone shape cannot be obtained. As described above, the electron-emitting device can efficiently emit electrons at a low voltage in a portion where the electric field is concentrated. However, if a desired conical shape cannot be obtained, the drive voltage becomes high. Or a problem that electrons are not emitted occurs. Therefore, if the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the glass substrate is larger than 20 μm, it becomes difficult to satisfy the demand for higher definition of the flat image display device. Here, in the present invention, the “thickness difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness” is obtained by scanning the laser from the plate thickness direction on any one side of the glass substrate using a laser type thickness measuring apparatus. The value obtained by subtracting the value of the minimum thickness from the value of the maximum thickness after measuring the maximum thickness and the minimum thickness of the substrate.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、うねりは、0.1μm以下が好ましく、0.05μm以下がより好ましく、0.03μm未満が更に好ましく、0.01μm以下が最も好ましい。さらに、理想的には、実質的にうねりが存在しないことが望ましい。近年、平面画像表示装置の大画面化や高精細化が進んでいる。平面画像表示装置の画面サイズが大きくなると、ガラス基板にうねりが存在した場合、平面画像表示装置の映像品位が損なわれる虞がある。したがって、うねりが0.1μmより大きいと、近年の平面画像表示装置の大画面化、高精細化の要請を満たすことが困難になる。なお、本発明において、「うねり」は、触針式の表面形状測定装置を用いて、JIS B−0610に記載のWCA(ろ波中心線うねり)を測定した値であり、この測定は、SEMI STD D15−1296「FPDガラス基板の表面うねりの測定方法」に準拠した方法で測定し、測定時のカットオフは0.8〜8mm、ガラス基板の引き出し方向に対して垂直な方向に300mmの長さで測定したものである。   In the glass substrate for a flat image display device of the present invention, the undulation is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, still more preferably less than 0.03 μm, and most preferably 0.01 μm or less. Furthermore, ideally, it is desirable that there is substantially no swell. In recent years, large screens and high definition of flat image display devices have been advanced. When the screen size of the flat image display device is increased, the video quality of the flat image display device may be impaired when the glass substrate has waviness. Therefore, if the swell is larger than 0.1 μm, it becomes difficult to satisfy the recent demand for larger screens and higher definition of flat image display devices. In the present invention, “swell” is a value obtained by measuring WCA (filtered centerline swell) described in JIS B-0610 using a stylus type surface shape measuring device. Measured by a method based on STD D15-1296 “Measurement method of surface waviness of FPD glass substrate”, the cut-off at the time of measurement is 0.8 to 8 mm, and the length is 300 mm in the direction perpendicular to the drawing direction of the glass substrate. It was measured by the above.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、目標板厚に対する誤差は10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。ガラス基板の目標板厚に対する誤差が10μmより大きいと、ゲート電極等のパターニングを精度良く行うことができなくなり、所定の条件で高品質の平面画像表示装置を安定して製造することが困難となる。なお、本発明において、「目標板厚に対する誤差」は、目標板厚から上記方法で得られる最大板厚または最小板厚の値を減じた値の絶対値のうち、大きな方の値を指す。   In the glass substrate for a flat image display device of the present invention, the error with respect to the target plate thickness is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. If the error with respect to the target thickness of the glass substrate is larger than 10 μm, patterning of the gate electrode and the like cannot be performed with high accuracy, and it becomes difficult to stably manufacture a high-quality flat image display device under predetermined conditions. . In the present invention, the “error with respect to the target plate thickness” refers to the larger one of the absolute values obtained by subtracting the maximum plate thickness or the minimum plate thickness obtained by the above method from the target plate thickness.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、比ヤング率(ヤング率を密度で割った値)は25GPa/g・cm-3以上が好ましく、26GPa/g・cm-3以上がより好ましく、26.5GPa/g・cm-3以上が更に好ましい。比ヤング率が25GPa/g・cm-3以上であれば、大型で薄肉のガラス基板、具体的には、ガラス基板の縦寸法が500mm以上、横寸法が600mm以上、厚みが0.7mm以下であっても、問題が生じない程度のたわみ量に抑えることができる。なお、ヤング率は、周知の共振法で測定した値を使用する。 In the glass substrate for a flat image display apparatus of the present invention, the ratio (a value obtained by dividing the Young's modulus by the density) Young's modulus is preferably 25GPa / g · cm -3 or more, 26GPa / g · cm -3 or more, and 26 More preferably, it is 5 GPa / g · cm −3 or more. If the specific Young's modulus is 25 GPa / g · cm −3 or more, a large and thin glass substrate, specifically, the glass substrate has a vertical dimension of 500 mm or more, a horizontal dimension of 600 mm or more, and a thickness of 0.7 mm or less. Even if it exists, it can suppress to the deflection amount of the grade which does not produce a problem. As the Young's modulus, a value measured by a known resonance method is used.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、基板ガラスのサイズは、32インチ以上が好ましく、36インチ以上がより好ましく、40インチ以上が更に好ましい。基板ガラスのサイズが大きくなる程、基板ガラスに求められる表面品位が厳しくなることに加えて、基板ガラスの成形が困難となるため、本発明が奏する効果を的確に享受することができる。   In the glass substrate for a flat image display device of the present invention, the size of the substrate glass is preferably 32 inches or more, more preferably 36 inches or more, and still more preferably 40 inches or more. As the size of the substrate glass increases, the surface quality required for the substrate glass becomes stricter, and the formation of the substrate glass becomes more difficult, so that the effects of the present invention can be enjoyed accurately.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板において、平面画像表示装置はFEDであることが好ましい。本発明の平面画像表示装置用ガラス基板は、FEDが要求する特性を満足しているため、本用途に好適に使用することができる。特に、本発明の平面画像表示装置用ガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法で成形することができるため、ガラス基板の表面品位を向上させることができるだけでなく、熱膨張係数等の特性も同時に充足するため、本用途に好適に使用することが可能となる。   In the glass substrate for a flat image display device of the present invention, the flat image display device is preferably an FED. Since the glass substrate for flat image display devices of the present invention satisfies the characteristics required by the FED, it can be suitably used for this application. In particular, since the glass substrate for a flat image display device of the present invention can be formed by the overflow downdraw method, not only can the surface quality of the glass substrate be improved, but also the characteristics such as the thermal expansion coefficient are satisfied at the same time. Therefore, it can be suitably used for this application.

本発明の平面画像表示装置用ガラスは、所望のガラス組成となるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を加熱溶融し、脱泡した後、成形装置に供給した上で溶融ガラスを板状に成形し、徐冷することにより製造することができる。   The glass for a flat image display device of the present invention is prepared by putting a glass raw material prepared so as to have a desired glass composition into a continuous melting furnace, heating and melting the glass raw material, defoaming, and then supplying it to a molding device. It can be produced by forming molten glass into a plate shape and slowly cooling it.

表面品位が良好なガラス基板を製造する観点から、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形することが好ましい。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス基板の表面となるべき面は桶状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されることにより、無研磨で表面品位が良好なガラス基板を成形できるからである。ここで、オーバーフローダウンドロー法は、溶融状態のガラスを耐熱性の桶状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを桶状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス基板を製造する方法である。桶状構造物の構造や材質は、ガラス基板の寸法や表面精度を所望の状態とし、平面画像表示装置用ガラス基板用途で使用できる品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うためにガラス基板に対してどのような方法で力を印加するものであってもよい。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラス基板に接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラス基板の端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。本発明の平面画像表示装置用ガラスは、耐失透性が優れるとともに、成形に適した粘度特性を有しているため、オーバーフローダウンドロー法による成形を精度よく実行することができる。   From the viewpoint of manufacturing a glass substrate with good surface quality, it is preferable to form a plate by an overflow down draw method. The reason for this is that, in the case of the overflow down draw method, the surface to be the surface of the glass substrate does not come into contact with the bowl-like refractory, and is molded in a free surface state. This is because it can be molded. Here, the overflow down draw method is to melt the molten glass from both sides of the heat-resistant bowl-like structure and draw the overflowed molten glass downward while joining at the lower end of the bowl-like structure. This is a method for producing a glass substrate. The structure and material of the bowl-shaped structure are not particularly limited as long as the dimensions and surface accuracy of the glass substrate are set to a desired state and can be used for a glass substrate for a flat image display device. Moreover, in order to perform the downward extending | stretching shaping | molding, you may apply force with what kind of method with respect to a glass substrate. For example, a method may be employed in which a heat-resistant roll having a sufficiently large width is rotated and stretched in contact with the glass substrate, or a plurality of pairs of heat-resistant rolls are only near the end face of the glass substrate. You may employ | adopt the method of making it contact and extending | stretching. Since the glass for a flat image display device of the present invention has excellent devitrification resistance and has a viscosity characteristic suitable for molding, molding by the overflow downdraw method can be performed with high accuracy.

本発明の平面画像表示装置用ガラス基板の製造方法は、オーバーフローダウンドロー法以外にも、種々の方法を採用することができる。例えば、フロート法、スロットダウンドロー法、リドロー法、ロールアウト法等の様々な成形方法を採用することができる。安価でガラス基板を製造する観点から、フロート法で板状に成形することが好ましい。その理由は、フロート法の場合、比較的安価に大型の板ガラスを得やすいためである。   In addition to the overflow down draw method, various methods can be adopted as the method for producing a glass substrate for a flat image display device of the present invention. For example, various forming methods such as a float method, a slot down draw method, a redraw method, and a roll out method can be employed. From the viewpoint of manufacturing a glass substrate at low cost, it is preferable to form the glass substrate by a float method. The reason is that in the case of the float process, it is easy to obtain a large plate glass at a relatively low cost.

以下、本発明を実施例の基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

表1〜5において、試料No.1〜24は本発明の実施例を示しており、試料No.25は本発明の比較例を示している。   In Tables 1 to 5, Sample No. 1-24 show the Example of this invention, Sample No. Reference numeral 25 denotes a comparative example of the present invention.

各試料は、次のようにして作製した。   Each sample was produced as follows.

まず表1〜5の組成となるように各種ガラス原料を調合した。これらの原料を、白金ポットを用いて1580℃で5.5時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、各種の評価に供した。   First, various glass raw materials were prepared so as to have the compositions shown in Tables 1 to 5. These raw materials were melted at 1580 ° C. for 5.5 hours using a platinum pot. Thereafter, the molten glass was poured out on a carbon plate, formed into a plate shape, and subjected to various evaluations.

このようにして作製した各試料について、密度、熱膨張係数、歪点、液相温度、液相粘度、高温粘度を測定した。また、実施例No.21〜24の試料については、ヤング率を測定した。結果を表1〜5に示す。   For each sample thus prepared, density, thermal expansion coefficient, strain point, liquidus temperature, liquidus viscosity, and high temperature viscosity were measured. In addition, Example No. The Young's modulus was measured about the samples of 21-24. The results are shown in Tables 1-5.

Figure 2007308329
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Figure 2007308329
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密度は、周知のアルキメデス法によって測定した。   The density was measured by the well-known Archimedes method.

熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、30〜380℃における平均熱膨張係数を測定したものである。   The thermal expansion coefficient is an average thermal expansion coefficient measured at 30 to 380 ° C. using a dilatometer.

歪点は、ASTM C336−71に準拠した方法により測定した。   The strain point was measured by a method based on ASTM C336-71.

液相温度の測定は、ガラスを粉砕し、標準篩30メッシュ(500μm)を通過し、50メッシュ(300μm)に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に48時間保持して、結晶の析出する温度を測定したものである。液相粘度は、液相温度における各ガラスの粘度を周知の白金引き上げ法で測定した。   The liquid phase temperature is measured by crushing glass, passing through a standard sieve 30 mesh (500 μm), putting the glass powder remaining on 50 mesh (300 μm) into a platinum boat, holding it in a temperature gradient furnace for 48 hours, The temperature at which precipitation occurs is measured. The liquid phase viscosity was measured by the well-known platinum pulling method for the viscosity of each glass at the liquid phase temperature.

高温粘度102.5dPa・sに相当する温度は、周知の白金球引き上げ法で測定した。 A temperature corresponding to a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s was measured by a well-known platinum ball pulling method.

ヤング率は、共振法によって測定した。   Young's modulus was measured by a resonance method.

表1〜5から明らかなように、試料No.1〜24は、密度が2.83〜2.89g/cm3、熱膨張係数が67〜78×10-7/℃、歪点が605〜660℃、液相温度が950〜1200℃、液相粘度が104.5〜106.4、高温粘度102.5dPa・sに相当する温度が1510〜1650℃であり、いずれの試料も密度が3.0g/cm3以下、熱膨張係数も50〜90×10-7/℃の範囲内であり、歪点が590℃以上、液相温度が1200℃以下、液相粘度が104.5dPa・s以上、高温粘度102.5dPa・sに相当する温度が1650℃以下であった。 As is apparent from Tables 1 to 5, sample No. 1 to 24 have a density of 2.83 to 2.89 g / cm 3 , a thermal expansion coefficient of 67 to 78 × 10 −7 / ° C., a strain point of 605 to 660 ° C., a liquidus temperature of 950 to 1200 ° C., a liquid phase viscosity 10 4.5 to 10 6.4, temperature corresponding to the viscosity of 10 2.5 dPa · s is the 1510-1,650 ° C., all samples density 3.0 g / cm 3 or less, the thermal expansion coefficient 50 to 90 × A temperature corresponding to a temperature of 10 −7 / ° C., a strain point of 590 ° C. or higher, a liquidus temperature of 1200 ° C. or lower, a liquidus viscosity of 10 4.5 dPa · s or higher, and a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is 1650. It was below ℃.

表5から明らかなように、試料No.25は歪点が510℃と低く、耐熱性が乏しかった。   As is apparent from Table 5, sample No. No. 25 had a low strain point of 510 ° C. and poor heat resistance.

本発明の平面画像表示用ガラスは、FEDに用いるガラス基板に要求される上記特性(1)〜(4)を満たすことができるとともに、耐失透性が良好であり、しかもオーバーフローダウンドロー法等に好適なガラスを得ることができることにより、ガラス基板の表面品位を向上させることが可能となる。その結果、ガラス基板の表面に精度が高いフォトリソグラフィーを行うことが可能となり、電子源の電子放出特性を安定に保持することが可能となる。さらに、本発明の平面画像表示装置用ガラス基板は、精度の高いフォトリソグラフィーを行うことができるため、精度が高い回路パターンを形成することが可能となり、平面画像表示装置の信頼性確保(例えば、断線、ショートの発生確率を低減できること等)に寄与することができる。   The flat image display glass of the present invention can satisfy the above-mentioned characteristics (1) to (4) required for a glass substrate used in an FED, has good devitrification resistance, and has an overflow downdraw method or the like. It is possible to improve the surface quality of the glass substrate. As a result, high-precision photolithography can be performed on the surface of the glass substrate, and the electron emission characteristics of the electron source can be stably maintained. Furthermore, since the glass substrate for a flat image display device of the present invention can perform photolithography with high accuracy, it becomes possible to form a circuit pattern with high accuracy and ensure the reliability of the flat image display device (for example, This can contribute to reducing the probability of occurrence of disconnection and short circuit.

本発明は、平面画像表示装置がFEDの場合について詳述したが、本発明の平面画像表示装置用ガラスは、当然のことながらFED用途に限られるものではなく、例えば、TFT−LCD、STN−LCD、プラズマアシスト液晶ディスプレイ(PALC)、PDP、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(EL)等の各種用途に好適に使用することが可能である。   Although the present invention has been described in detail for the case where the flat image display device is an FED, the glass for the flat image display device of the present invention is naturally not limited to the FED application. For example, TFT-LCD, STN- It can be suitably used for various applications such as LCD, plasma assist liquid crystal display (PALC), PDP, electroluminescence display (EL) and the like.

FEDの構造概略説明図である。It is a structure schematic explanatory drawing of FED.

符号の説明Explanation of symbols

1 スペーサー
2 ゲートライン
3 背面板
4 エミッタライン
5 電子放出素子
6 ブラックマトリックス
7 蛍光体
8 前面板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spacer 2 Gate line 3 Back plate 4 Emitter line 5 Electron emission element 6 Black matrix 7 Phosphor 8 Front plate

Claims (13)

ガラス組成として、質量%でSiO2 45〜70%、Al23 3〜20%、B23 0〜10%、MgO 0〜10%、CaO 0〜10%、SrO 0〜17%、BaO 0〜17%、Na2O 0〜10%、K2O 0〜10%、ZrO2 0.01〜8%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数が50〜90×10-7/℃であることを特徴とする平面画像表示装置用ガラス。 A glass composition, SiO 2 45 to 70% by mass%, Al 2 O 3 3~20% , B 2 O 3 0~10%, 0~10% MgO, CaO 0~10%, SrO 0~17%, BaO 0 to 17%, Na 2 O 0 to 10%, K 2 O 0 to 10%, ZrO 2 0.01 to 8%, and the thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. is 50 to 90 × 10 − 7 / ° C. Glass for flat image display devices. ガラス組成として、質量%でSiO2 50〜60%、Al23 5〜10%、B23 0〜5%、MgO 0〜5%、CaO 0〜5%、SrO 5〜12.5%、BaO 9〜14%、Na2O 0〜5%、K2O 3〜6%、ZrO2 1〜4%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数が65〜80×10-7/℃であることを特徴とする請求項1に記載の平面画像表示装置用ガラス。 A glass composition, SiO 2 50-60% by mass%, Al 2 O 3 5~10% , B 2 O 3 0~5%, 0~5% MgO, CaO 0~5%, SrO 5~12.5 %, BaO 9-14%, Na 2 O 0-5%, K 2 O 3-6%, ZrO 2 1-4%, and the coefficient of thermal expansion at 30-380 ° C. is 65-80 × 10 − The glass for a flat image display device according to claim 1, wherein the glass is 7 / ° C. ガラス組成として、質量%でSiO2 55〜58%、Al23 7〜10%、B23 0〜2%、MgO 0〜3%、CaO 0〜1%、SrO 7〜10.5%、BaO 11.5〜14%、Na2O 1〜5%、K2O 3〜6%、ZrO2 2.5〜4%を含有し、且つ30〜380℃における熱膨張係数が65〜75×10-7/℃であることを特徴とする請求項1または2に記載の平面画像表示装置用ガラス。 A glass composition, SiO 2 55 to 58% by mass%, Al 2 O 3 7~10% , B 2 O 3 0~2%, 0~3% MgO, CaO 0~1%, SrO 7~10.5 %, BaO 11.5 to 14%, Na 2 O 1 to 5%, K 2 O 3 to 6%, ZrO 2 2.5 to 4 %, and the coefficient of thermal expansion at 30 to 380 ° C. is 65 to 65%. The glass for a flat image display device according to claim 1, wherein the glass for a flat image display device is 75 × 10 −7 / ° C. モル分率でAl23/BaOの値が0.1〜2であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。 The flat image display glass according to claim 1, wherein the Al 2 O 3 / BaO value is 0.1 to 2 in terms of molar fraction. モル分率でNa2O/K2Oの値が0〜2であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。 The glass for a flat image display device according to claim 1, wherein the Na 2 O / K 2 O value is 0 to 2 in terms of mole fraction. 液相温度が1200℃以下および/または液相粘度が104.5dPa・s以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。 The glass for flat image display devices according to claim 1, wherein the liquidus temperature is 1200 ° C. or less and / or the liquidus viscosity is 10 4.5 dPa · s or more. 密度が3.0g/cm3以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。 The glass for a flat image display device according to claim 1, wherein the density is 3.0 g / cm 3 or less. 歪点が590℃以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。   The glass for a flat image display device according to any one of claims 1 to 7, wherein a strain point is 590 ° C or more. 高温粘度102.5dPa・sに相当する温度が1650℃以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。 9. The glass for a flat image display device according to claim 1, wherein a temperature corresponding to a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa · s is 1650 ° C. or lower. 平面画像表示装置がフィールドエミッションディスプレイであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラス。   The flat image display device according to claim 1, wherein the flat image display device is a field emission display. 請求項1〜10のいずれかに記載の平面画像表示装置用ガラスから構成されることを特徴とする平面画像表示装置用ガラス基板。   A glass substrate for a flat image display device, comprising the flat image display device glass according to any one of claims 1 to 10. 平面画像表示装置がフィールドエミッションディスプレイであることを特徴とする請求項11に記載の平面画像表示装置用ガラス基板。   The flat image display device according to claim 11, wherein the flat image display device is a field emission display. 請求項11または12に記載の平面画像表示装置用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス基板の成形方法がオーバーフローダウンドロー法であることを特徴する平面画像表示装置用ガラス基板の製造方法。
A method for producing a glass substrate for a flat image display device according to claim 11 or 12,
A method for producing a glass substrate for a flat image display device, wherein the glass substrate is formed by an overflow downdraw method.
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