JP5914453B2 - Glass substrate for display and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ディスプレイ用ガラス基板およびその製造方法に関する。特に、本発明は低温ポリシリコン薄膜トランジスタ(以下、LTPS-TFT(Low-Temperature-Polycrystalline-Silicon Thin-Film-Transistor)と記載する)ディスプレイ用ガラス基板に関する。また、本発明は酸化物半導体薄膜トランジスタ(以下、OS-TFT(Oxide-Semiconductor Thin-Film-Transistor)と記載する)ディスプレイ用ガラス基板に関する。さらに詳細には、本発明は、前記ディスプレイが液晶ディスプレイであるディスプレイ用ガラス基板に関する。または前記ディスプレイが、有機ELディスプレイであるディスプレイ用ガラス基板に関する。さらに、前記ディスプイがフラットパネルディスプレイであるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板に関する。 The present invention relates to a glass substrate for display and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a glass substrate for a low-temperature polysilicon thin film transistor (hereinafter referred to as LTPS-TFT (Low-Temperature-Polycrystalline-Silicon Thin-Film-Transistor)) display. The present invention also relates to a glass substrate for an oxide semiconductor thin film transistor (hereinafter referred to as OS-TFT (Oxide-Semiconductor Thin-Film-Transistor)) display. More specifically, the present invention relates to a glass substrate for display, wherein the display is a liquid crystal display. Or the said display is related with the glass substrate for a display which is an organic electroluminescent display. Furthermore, the present invention relates to a glass substrate for flat panel display, wherein the display is a flat panel display.
携帯機器などに搭載されたディスプレイは、消費電力を低減できるなどの理由から、薄膜トランジスタ(TFT)の製造にLTPSを適用することが望まれるが、LTPS−TFTの製造において400〜600℃という比較的高温での熱処理が必要である。一方、小型携帯機器のディスプレイには、近年ますます高精細化が求められている。そのため、画素のピッチズレを引き起こす、ディスプレイパネル製造時に生じるガラス基板の熱収縮が問題となっている。また、OS−TFTが形成されるガラス基板においても、同様に熱収縮の抑制が課題となっている。 It is desirable to apply LTPS to the manufacture of thin film transistors (TFTs) for reasons such as reducing power consumption for displays mounted on portable devices, etc., but in the manufacture of LTPS-TFTs, a relatively high temperature of 400 to 600 ° C. Heat treatment at a high temperature is necessary. On the other hand, in recent years, higher definition has been required for displays of small portable devices. Therefore, there is a problem of thermal shrinkage of the glass substrate that occurs during display panel manufacturing, which causes pixel pitch shift. In addition, in the glass substrate on which the OS-TFT is formed, suppression of thermal shrinkage is also a problem.
ガラス基板の熱収縮率は、一般に、ガラスの歪点を高くすること、ガラス転移点(以下、Tg)を高くすること、あるいは徐冷速度を遅くすることで低減可能である。
このような背景から、熱収縮率を低減させるためにガラスの歪点を高くする技術が開示されている(特許文献1)。また、徐冷点から歪点付近までの温度領域における平均密度曲線の勾配と平均線膨張係数との比を調整して熱収縮を低減する技術が開示されている(特許文献2)。また、熱収縮率を低減させるためにTgを高くする技術が開示されている(特許文献3)。さらに、近年益々ディスプレイパネルの高精細化が求められるため、特許文献3の技術では、不十分な熱収縮率の低減となってきた。このために、ガラスの歪点を725℃以上にする技術も開示されている(特許文献4)。
In general, the thermal shrinkage of the glass substrate can be reduced by increasing the strain point of the glass, increasing the glass transition point (hereinafter referred to as Tg), or decreasing the slow cooling rate.
From such a background, a technique for increasing the strain point of glass in order to reduce the thermal shrinkage rate is disclosed (Patent Document 1). Further, a technique for reducing thermal shrinkage by adjusting the ratio of the gradient of the average density curve and the average linear expansion coefficient in the temperature region from the annealing point to the vicinity of the strain point is disclosed (Patent Document 2). In addition, a technique for increasing Tg in order to reduce the thermal shrinkage rate is disclosed (Patent Document 3). Furthermore, since the display panel is required to have higher definition in recent years, the technique of Patent Document 3 has been insufficient in reducing the thermal shrinkage rate. For this reason, a technique for setting the strain point of glass to 725 ° C. or higher is also disclosed (Patent Document 4).
近年、益々高精細化が求められるため、熱収縮率をさらに小さくすることが求められている。熱収縮率をさらに小さくするためにガラス基板の歪点を高くする場合、ガラス中のSiO2やAl2O3の含有量を多くする必要があるが、その結果、熔融ガラスの比抵抗が上昇する傾向がある。近年、効率的にガラスを溶解槽において熔解させるために直接通電加熱が用いられることがある。直接通電加熱を用いる場合、熔融ガラスの比抵抗が上昇すると、熔融ガラスではなく、熔解槽を構成する耐火物に電流が流れてしまい、その結果熔解槽が熔損してしまうという問題が生じる虞があることが明らかになった。しかしながら、上記特許文献1に記載の発明においては、熔融ガラスの比抵抗について何ら考慮されていない。そのため、特許文献1に記載のガラスを直接通電加熱による熔融を経て製造しようとする場合、上記熔解槽熔損の問題が発生することが強く懸念される。さらに、近年益々高精細化が求められ、さらにガラスの歪点を高くすることが求められていることから、上記問題はより顕著となる。
また、上記特許文献2に開示されたガラスの歪点が682〜699℃であるため、熱収縮を十分に小さくするような平均密度曲線の勾配とするには、徐冷速度を極めて遅くする必要があり、生産性が低下するという問題があった。さらに、特許文献2に開示されたガラスは失透温度が1287℃以上であるため、失透が生じやすいという問題もあった。また、上述した問題はダウンドロー法を用いて成形を行う場合に、特に顕著となる。
さらに、ガラス基板を用いるディスプレイの製造では生産性を向上させることが求められ、例えば、薄膜トランジスタが形成されたガラス基板を薄板化する工程の生産性の向上も求められている。ガラス基板を薄板化する工程の生産性は、ガラス基板のエッチングにかかる時間に大きく依存する。そのため、ディスプレイガラス基板には、エッチングレートの上昇による生産性の向上と熱収縮率の低減とを両立することが求められている。しかし、上記特許文献4に記載のガラス基板については、歪点は高いものの、エッチングレートについて配慮されていないという問題があった。
In recent years, since higher definition is demanded more and more, it is required to further reduce the heat shrinkage rate. When the strain point of the glass substrate is increased in order to further reduce the heat shrinkage rate, it is necessary to increase the content of SiO 2 and Al 2 O 3 in the glass. As a result, the specific resistance of the molten glass increases. Tend to. In recent years, direct current heating is sometimes used to efficiently melt glass in a melting tank. When direct current heating is used, if the specific resistance of the molten glass increases, current may flow not to the molten glass but to the refractory that constitutes the melting tank, and as a result, the melting tank may be melted. It became clear that there was. However, in the invention described in Patent Document 1, no consideration is given to the specific resistance of the molten glass. Therefore, when it is going to manufacture the glass of patent document 1 through fusing by direct current heating, we are anxious about the problem of the said melting tank melting occurring. Further, in recent years, higher resolution has been demanded, and the strain point of the glass has been further demanded, so that the above problem becomes more prominent.
Moreover, since the strain point of the glass disclosed in Patent Document 2 is 682 to 699 ° C., it is necessary to make the slow cooling rate extremely slow in order to make the gradient of the average density curve sufficiently small in heat shrinkage. There was a problem that productivity was lowered. Furthermore, since the glass disclosed in Patent Document 2 has a devitrification temperature of 1287 ° C. or higher, devitrification is likely to occur. Further, the above-described problem becomes particularly remarkable when molding is performed using the downdraw method.
Furthermore, in manufacturing a display using a glass substrate, it is required to improve productivity. For example, improvement in productivity in a process of thinning a glass substrate on which a thin film transistor is formed is also required. The productivity of the process of thinning the glass substrate greatly depends on the time required for etching the glass substrate. Therefore, the display glass substrate is required to achieve both improvement in productivity due to increase in etching rate and reduction in heat shrinkage rate. However, the glass substrate described in Patent Document 4 has a problem that the etching rate is not considered although the strain point is high.
このように、ガラス基板の熱収縮率を低減しようとすると、ガラスの比抵抗の増加による熔解槽熔損の問題、ガラスの失透の問題、あるいは、エッチングレートの上昇による生産性の向上と熱収縮率の低減との両立化の困難性の問題が生じる。 In this way, when trying to reduce the thermal shrinkage rate of the glass substrate, there is a problem of melting bath melting due to an increase in the specific resistance of the glass, a problem of devitrification of the glass, or an improvement in productivity and heat due to an increase in the etching rate. There arises a problem of difficulty in achieving compatibility with a reduction in shrinkage rate.
そこで本実施形態は、
(1)高歪点とガラスの熔解時の直接通電加熱による熔解槽熔損の防止とを両立するガラス基板、
あるいは、
(2)高歪点と成形工程における失透抑制とを両立するガラス基板、
あるいは、
(3)高歪点と高エッチングレートとを両立するガラス基板、
と、この製造方法を提供することを目的とする。特に、本実施形態は、LTPS−TFTあるいはOS−TFTを用いたディスプレイに適したディスプレイ用ガラス基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, this embodiment is
(1) A glass substrate that achieves both a high strain point and prevention of melting bath melting by direct current heating during melting of the glass,
Or
(2) a glass substrate that achieves both a high strain point and suppression of devitrification in the molding process;
Or
(3) a glass substrate having both a high strain point and a high etching rate;
And it aims at providing this manufacturing method. In particular, an object of the present embodiment is to provide a glass substrate for display suitable for a display using LTPS-TFT or OS-TFT and a manufacturing method thereof.
本実施形態は以下の態様を有する。 This embodiment has the following aspects.
[1]
SiO2、Al2O3を含有し、
モル%表示で、
B2O3 0〜8%、
R2O 0.01〜0.8%、を含有し、
BaO/ROで表される、式中の成分の含有量から計算される値が0.05〜1であり、
歪点が670℃以上である、ガラスから形成されるディスプレイ用ガラス基板。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表しており、R2Oは(Li2O+Na2O+K2O)を表している。
MgOの組成は、一態様において、1.4〜15%である。
[1]
Containing SiO 2 , Al 2 O 3 ,
In mol%
B 2 O 3 0-8%,
R 2 O 0.01-0.8%,
The value calculated from the content of the component in the formula represented by BaO / RO is 0.05 to 1,
A glass substrate for display formed from glass having a strain point of 670 ° C. or higher.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO), and R 2 O represents (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O).
In one embodiment, the composition of MgO is 1.4-15%.
[2]
SiO2、Al2O3、BaOの含有量は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
BaO 0.1〜15%、である、[1]記載のガラス基板。
[2]
The contents of SiO 2 , Al 2 O 3 and BaO are expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
The glass substrate according to [1], which is BaO 0.1 to 15%.
[3]
(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))で表される、式中の成分の含有量から計算される値が2.5以上である、[1]又は[2]記載のガラス基板。
[3]
Value calculated from the content of the component in the formula, expressed as (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) The glass substrate according to [1] or [2], wherein is 2.5 or more.
[4]
モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
B2O3 0〜8%、、
R2O 0.01〜0.8%、を含有し
(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))で表される、式中の成分の含有量から計算される値が2.5以上であり、
BaO/ROが0.05〜1であり、
歪点が670℃以上である、ガラスから形成されるディスプレイ用ガラス基板。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表しており、R2Oは(Li2O+Na2O+K2O)を表している。
MgOの組成は、一態様において1.4〜15%含有する。
[Four]
In mol%
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
B 2 O 3 0-8%,
R 2 O 0.01 to 0.8%, and is represented by the formula (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) The value calculated from the content of the components in is 2.5 or more,
BaO / RO is 0.05-1
A glass substrate for display formed from glass having a strain point of 670 ° C. or higher.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO), and R 2 O represents (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O).
The composition of MgO is 1.4 to 15% in one embodiment.
[5]
モル%表示で、
MgO 0〜15%、
CaO 0〜20%、
SrO 0〜15%、
BaO 0.1〜15%、を含有する、[1]〜[4]の何れかに記載のガラス基板。
[Five]
In mol%
MgO 0-15%,
CaO 0-20%,
SrO 0-15%,
The glass substrate according to any one of [1] to [4], containing BaO 0.1 to 15%.
[6]
モル比SiO2/Al2O3で表される値が10未満である、[1]〜[5]の何れかに記載のガラス基板。
[6]
The glass substrate according to any one of [1] to [5], wherein a value represented by a molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is less than 10.
[7]
モル%表示で、B2O3+RO+ZnOで表される、式中の成分の含有量から計算される値が15〜25%である、[1]〜[6]のいずれかに記載のガラス基板。
[7]
The value calculated from the content of the component in the formula represented by B 2 O 3 + RO + ZnO in mol% is 15 to 25%, according to any one of [1] to [6] Glass substrate.
[8]
SnO2とFe2O3とをさらに含有し、
モル%表示で、
SnO2の含有量は0.03〜0.15%であり、
SnO2とFe2O3との含有量の合量は、0.05〜0.2%である、[1]〜[7]のいずれかにガラス基板。
[8]
Further containing SnO 2 and Fe 2 O 3 ,
In mol%
SnO 2 content is 0.03-0.15%,
The glass substrate according to any one of [1] to [7], wherein the total content of SnO 2 and Fe 2 O 3 is 0.05 to 0.2%.
[9]
モル%表示で、
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜8%、
MgO 0〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、
BaO 1〜10%、を含有する、[1]〜[8]のいずれかに記載のガラス基板。
[9]
In mol%
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-8%,
MgO 0-6%,
CaO 2-11%,
SrO 0-1%,
The glass substrate according to any one of [1] to [8], containing 1 to 10% of BaO.
[10]
モル%表示で、
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜8%、
MgO 0〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、
BaO 1〜10%、を含有し、
BaO/ROの値が0.1〜0.5であり、CaO/ROの値が0.2〜0.6であり、MgO/(RO+ZnO)の値が0.15〜0.6である、[1]〜[9]のいずれかに記載のガラス基板。
[Ten]
In mol%
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-8%,
MgO 0-6%,
CaO 2-11%,
SrO 0-1%,
BaO 1-10%,
Any of [1] to [9], wherein the value of BaO / RO is 0.1 to 0.5, the value of CaO / RO is 0.2 to 0.6, and the value of MgO / (RO + ZnO) is 0.15 to 0.6 A glass substrate as described in 1.
[11]
La2O3及びY2O3を実質的に含有しない、[1]〜[10]のいずれかに記載のガラス基板。
[11]
The glass substrate according to any one of [1] to [10], which does not substantially contain La 2 O 3 and Y 2 O 3 .
[12]
SiO2、Al2O3、MgOを含有し、
モル%表示で、
MgO/(RO+ZnO)が0.1〜0.9であり、
歪点が700℃以上である、ガラスからなり、 昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温し、その後、常温まで放冷した場合の下記式で示される熱収縮率が5ppm〜75ppmである、ディスプレイ用ガラス基板。
熱収縮率(ppm)={熱処理前後のガラスの収縮量/熱処理前のガラスの長さ}×106 ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表している。
[12]
Containing SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO,
In mol%
MgO / (RO + ZnO) is 0.1-0.9,
Made of glass with a strain point of 700 ° C or higher, heated at a heating rate of 10 ° C / min, held at 550 ° C for 2 hours, cooled to 400 ° C over 55 minutes, and then allowed to cool to room temperature The glass substrate for a display whose thermal contraction rate shown by the following formula of a case is 5 ppm-75 ppm.
Thermal shrinkage rate (ppm) = {Shrinkage amount of glass before and after heat treatment / Glass length before heat treatment} × 10 6 where RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO).
[13]
SiO2、Al2O3、BaOを含有し、
モル%表示で、
BaO 1〜15%であり、
Sb2O3を実質的に含有せず、 歪点が700℃以上である、ガラスからなり、昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温し、その後、常温まで放冷した場合の下記式で示される熱収縮率が5ppm〜75ppmである、ディスプレイ用ガラス基板。
[13]
Containing SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO,
In mol%
BaO 1-15%,
Sb 2 O 3 is not substantially contained, and is made of glass with a strain point of 700 ° C. or higher, heated at a rate of 10 ° C./min at a rate of temperature rise, held at 550 ° C. for 2 hours, and over 400 minutes over 400 minutes A glass substrate for display having a thermal shrinkage ratio of 5 ppm to 75 ppm represented by the following formula when the temperature is lowered to ° C. and then allowed to cool to room temperature.
[14]
SiO2、Al2O3の含有量は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、である、[12]又は[13] に記載のガラス基板。
[14]
The content of SiO 2 and Al 2 O 3 is expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
The glass substrate according to [12] or [13], which is Al 2 O 3 8 to 20%.
[15]
モル%表示でMgO 1〜15%である、[12]〜[14]のいずれかに記載のガラス基板。
[15]
The glass substrate according to any one of [12] to [14], which is MgO 1 to 15% in terms of mol%.
[16]
モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
B2O3 0〜15%、
BaO 1〜15%、を含有し、
MgO/(RO+ZnO)が0.1〜0.9であり、
歪点が700℃以上であるガラスからなり、 昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温し、その後、常温まで放冷した場合の下記式で示される熱収縮率が5ppm〜75ppmである、ディスプレイ用ガラス基板。
熱収縮率(ppm)={熱処理前後のガラスの収縮量/熱処理前のガラスの長さ}×106
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表している。
[16]
In mol%
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
B 2 O 3 0-15%,
BaO 1-15%,
MgO / (RO + ZnO) is 0.1-0.9,
Made of glass with a strain point of 700 ° C or higher, heated at a rate of 10 ° C / min at a rate of temperature rise, held at 550 ° C for 2 hours, cooled to 400 ° C over 55 minutes, and then allowed to cool to room temperature The glass substrate for a display whose thermal contraction rate shown by the following formula is 5 ppm-75 ppm.
Thermal shrinkage (ppm) = {Shrinkage amount of glass before and after heat treatment / Glass length before heat treatment} × 10 6
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO).
[17]
モル%表示で、(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO)が2.8〜20である、[12]〜[16]のいずれかに記載のガラス基板。
[17]
In any one of [12] to [16], (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO) is 2.8 to 20 in terms of mol%. Glass substrate.
[18]
モル%表示で、
MgO 1〜15%、
CaO 0〜20%、
SrO 0〜15%、を含有する、[12]〜[17]のいずれかに記載のガラス基板。
[18]
In mol%
MgO 1-15%,
CaO 0-20%,
The glass substrate according to any one of [12] to [17], containing 0 to 15% of SrO.
[19]
モル%表示で、SiO2/Al2O3が6.0以下である、[12]〜[18]のいずれかに記載のガラス基板。
[19]
The glass substrate according to any one of [12] to [18], wherein the SiO 2 / Al 2 O 3 is 6.0 or less in terms of mol%.
[20]
SnO2とFe2O3とを含有し、
モル%表示で、
SnO2 0.03〜0.15%であり、
SnO2とFe2O3との合量は、0.05〜0.2%である、[12]〜[19]のいずれかに記載のガラス基板。
[20]
Containing SnO 2 and Fe 2 O 3 ,
In mol%
SnO 2 0.03-0.15%,
The glass substrate according to any one of [12] to [19], wherein the total amount of SnO 2 and Fe 2 O 3 is 0.05 to 0.2%.
[21]
モル%表示で、
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜7%、
MgO 1〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、 BaO 1〜10%、を含有する、[12]〜[20]のいずれかに記載のガラス基板。
[twenty one]
In mol%
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-7%,
MgO 1-6%,
CaO 2-11%,
The glass substrate according to any one of [12] to [20], which contains SrO 0 to 1% and BaO 1 to 10%.
[22] モル%表示で、
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜7%、
MgO 1〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、
BaO 1〜10%、を含有し、
BaO/ROの値が0.1〜0.5であり、Ca/ROの値が0.2〜0.6であり、MgO/(RO+ZnO)の値が0.15〜0.6である、[12]〜[21]のいずれかに記載のガラス基板。
[22] In mol%,
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-7%,
MgO 1-6%,
CaO 2-11%,
SrO 0-1%,
BaO 1-10%,
Any of [12] to [21], wherein the value of BaO / RO is 0.1 to 0.5, the value of Ca / RO is 0.2 to 0.6, and the value of MgO / (RO + ZnO) is 0.15 to 0.6 A glass substrate as described in 1.
[23]
SiO2、Al2O3、BaOを含有し、
モル%表示で、
B2O3 0〜7%、
BaO 1〜15%、
SiO2/Al2O3が6.0以下であり、
歪点が700℃以上である、ガラスから形成されるディスプレイ用ガラス基板。
[twenty three]
Containing SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO,
In mol%
B 2 O 3 0-7%,
BaO 1-15%,
SiO 2 / Al 2 O 3 is 6.0 or less,
A glass substrate for display formed from glass having a strain point of 700 ° C. or higher.
[24]
SiO2、Al2O3の含有量は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 10.5〜20%である、[23]に記載のガラス基板。
[twenty four]
The content of SiO 2 and Al 2 O 3 is expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
The glass substrate according to [23], which is Al 2 O 3 10.5 to 20%.
[25]
モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 10.5〜20%、
B2O3 0〜7%、
BaO 1〜15%、を含有し、
As2O3を実質的に含有せず、
ROが10.0〜18.0%であり、
SiO2/Al2O3が3以上5.7以下であり、
SrO<0.25×CaOであり、
歪点が700℃以上である、ガラスから形成されるディスプレイ用ガラス基板。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表している。
[twenty five]
In mol%
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 10.5-20%,
B 2 O 3 0-7%,
BaO 1-15%,
Substantially free of As 2 O 3
RO is 10.0-18.0%,
SiO 2 / Al 2 O 3 is 3 or more and 5.7 or less,
SrO <0.25 × CaO,
A glass substrate for display formed from glass having a strain point of 700 ° C. or higher.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO).
[26]
モル%表示で、
MgO 0〜15%、
CaO 0〜20%、
SrO 0〜8%、を含有する、[23]〜[25]のいずれかに記載のガラス基板。
[26]
In mol%
MgO 0-15%,
CaO 0-20%,
The glass substrate according to any one of [23] to [25], containing SrO 0 to 8%.
[27]
モル%表示で、SrO/ROが0〜0.1である、[23]〜[26]のいずれかに記載のガラス基板。
[27]
The glass substrate according to any one of [23] to [26], wherein SrO / RO is 0 to 0.1 in terms of mol%.
[28]
モル%表示で、CaO/ROが0.1〜0.8である、[23]〜[27]のいずれかに記載のガラス基板。
[28]
The glass substrate according to any one of [23] to [27], wherein the CaO / RO is 0.1 to 0.8 in terms of mol%.
[29]
SnO2とFe2O3とを含有し、
モル%表示で、
SnO2 0.03〜0.15%、
SnO2とFe2O3との合量は、0.05〜0.2%の範囲である、[23]〜[28]のいずれかにガラス基板。
[29]
Containing SnO 2 and Fe 2 O 3 ,
In mol%
SnO 2 0.03-0.15%,
The glass substrate according to any one of [23] to [28], wherein the total amount of SnO 2 and Fe 2 O 3 is in the range of 0.05 to 0.2%.
[30]
モル%表示で、
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜7%、
MgO 0〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、
BaO 1〜10%、を含有する、[23]〜[29]のいずれかに記載のガラス基板。
[30]
In mol%
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-7%,
MgO 0-6%,
CaO 2-11%,
SrO 0-1%,
The glass substrate according to any one of [23] to [29], containing 1 to 10% of BaO.
[31]
モル%表示で、
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜7%、
MgO 0〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、
BaO 1〜10%、を含有し、
BaO/ROの値が0.1〜0.5であり、Ca/ROの値が0.2〜0.6であり、MgO/(RO+ZnO)の値が0.15〜0.6である、[23]〜[30]のいずれかに記載のガラス基板。
[31]
In mol%
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-7%,
MgO 0-6%,
CaO 2-11%,
SrO 0-1%,
BaO 1-10%,
Any of [23] to [30], wherein the value of BaO / RO is 0.1 to 0.5, the value of Ca / RO is 0.2 to 0.6, and the value of MgO / (RO + ZnO) is 0.15 to 0.6 A glass substrate as described in 1.
[32]
100〜300℃における平均熱膨張係数が28.0〜45.0×10-7℃-1である、[23]〜[31]のいずれかに記載のガラス基板。
[32]
The glass substrate according to any one of [23] to [31], wherein an average coefficient of thermal expansion at 100 to 300 ° C is 28.0 to 45.0 × 10 -7 ° C -1 .
[33]
(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO)で表される値が3.1以上である、[1]〜[11]及び[23]〜[32]の何れかに記載のガラス基板。
[33]
The values represented by (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO) are 3.1 or more, [1] to [11] and [23] to [ 32]. The glass substrate according to any one of [32].
[34]
モル%表示で、SiO2-(1/2×Al2O3)で表される、式中の成分の含有量から計算される値が65%未満である、[1]〜[33]の何れかに記載のガラス基板。
[34]
The value calculated from the content of the component in the formula represented by SiO 2- (1/2 × Al 2 O 3 ) in mol% is less than 65%, from [1] to [33] The glass substrate in any one.
[35]
As2O3を実質的に含有しない、[1]〜[34]のいずれかに記載のガラス基板。
[35]
The glass substrate according to any one of [1] to [34], which does not substantially contain As 2 O 3 .
[36]
Sb2O3を実質的に含有しない、[1]〜[35]のいずれかに記載のガラス基板。
[36]
The glass substrate according to any one of [1] to [35], which does not substantially contain Sb 2 O 3 .
[37]
モル%表示で、R2O(Li2O+Na2O+K2O)が0.1〜0.4%である、[1]〜[22]のいずれかに記載のガラス基板。
[37]
The glass substrate according to any one of [1] to [22], in which R 2 O (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 0.1 to 0.4% in terms of mol%.
[38]
100〜300℃における平均熱膨張係数が28.0〜50.0×10-7℃-1である、[1]〜[22]のいずれかに記載のガラス基板。
[38]
The glass substrate according to any one of [1] to [22], wherein an average coefficient of thermal expansion at 100 to 300 ° C is 28.0 to 50.0 × 10 -7 ° C -1 .
[39]
オーバーフローダウンドロー法で成形されたガラス基板である、[1]〜[38]のいずれかに記載のガラス基板。
[39]
The glass substrate according to any one of [1] to [38], which is a glass substrate formed by an overflow downdraw method.
[40]
低温ポリシリコンまたは酸化物半導体を用いて形成された薄膜トランジスタがガラス基板表面に形成されたフラットパネルディスプレイ用ガラス基板である、[1]〜[39]のいずれかに記載のガラス基板。
[40]
The glass substrate according to any one of [1] to [39], which is a glass substrate for a flat panel display in which a thin film transistor formed using low-temperature polysilicon or an oxide semiconductor is formed on the surface of the glass substrate.
[41]
液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイ用ガラス基板である、[1]〜[40]記載のガラス基板。
[41]
The glass substrate according to [1] to [40], which is a glass substrate for a liquid crystal display or an organic EL display.
[42]
前記ガラス基板は、CRT(ブラウン管)ディスプレイを除くディスプレイ用のガラス基板である、[1]〜[41]記載のガラス基板。
[42]
The glass substrate according to [1] to [41], wherein the glass substrate is a glass substrate for display excluding a CRT (CRT) display.
[43]
所定の組成に調合したガラス原料を少なくとも直接通電加熱を用いて熔解する熔解工程と、
前記熔解工程にて熔解した熔融ガラスを平板状ガラスに成形する成形工程と、
前記平板状ガラスを徐冷する工程であって、前記平板状ガラスの熱収縮率を低減するように前記平板状ガラスの冷却条件を制御する徐冷工程と、を含む[1]〜[42]のいずれかに記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
[43]
A melting step of melting a glass raw material prepared to a predetermined composition using at least direct current heating;
A forming step of forming the molten glass melted in the melting step into a flat glass;
A step of slowly cooling the flat glass, and a slow cooling step of controlling cooling conditions of the flat glass so as to reduce a thermal shrinkage rate of the flat glass [1] to [42] The manufacturing method of the glass substrate for displays in any one of.
[44]
熔解工程は、少なくとも高ジルコニア系耐火物を含んで構成される熔解槽においてガラス原料を熔解する、[43]に記載の製造方法。
[44]
The melting method is the production method according to [43], wherein the glass raw material is melted in a melting tank configured to contain at least a high zirconia refractory.
[45]
前記徐冷工程は、平板状ガラスがTgから(Tg−100℃)となる温度範囲内において、平板状ガラスの冷却速度が30〜300℃/分となるように徐冷を行う、[43]又は[44]に記載の製造方法。
[45]
The slow cooling step performs slow cooling so that the cooling rate of the flat glass is 30 to 300 ° C./min within the temperature range where the flat glass is changed from Tg to (Tg-100 ° C.) [43] Or the manufacturing method as described in [44].
[46]
[1]〜[45]のいずれかに記載のディスプレイ用ガラス基板を用いたディスプレイ。
[46]
A display using the glass substrate for display according to any one of [1] to [45].
上述のガラス基板の一態様によれば、ガラス熔解槽の熔損を抑制または回避しつつ、高歪点ガラスを製造することが可能となる。
また、上述のガラス基板の一態様によれば、高歪点であり、かつ成形時の失透を抑制できるガラスを製造することが可能となる。
さらに、上述のガラス基板の一態様によれば、高歪点と高エッチングレートを両立したガラス基板を製造することが可能となる。
これにより、ディスプレイ製造時の熱収縮を低減することができるディスプレイ用ガラス基板、特に、LTPS−TFT又はOS−TFTを用いたフラットパネルディスプレイに適したディスプレイ用ガラス基板を提供することができる。
According to one aspect of the glass substrate described above, high strain point glass can be produced while suppressing or avoiding melting of the glass melting tank.
Moreover, according to the one aspect | mode of the above-mentioned glass substrate, it becomes possible to manufacture the glass which is a high strain point and can suppress devitrification at the time of shaping | molding.
Furthermore, according to one aspect of the glass substrate described above, it is possible to produce a glass substrate that has both a high strain point and a high etching rate.
Thereby, the glass substrate for a display which can reduce the heat shrink at the time of display manufacture, especially the glass substrate for a display suitable for the flat panel display using LTPS-TFT or OS-TFT can be provided.
本願明細書において、ガラスの組成は特に断らない限り、含有量はモル%(mol%)で表示し、含有量を%で表示しているものはモル%を意味する。ガラス組成を構成する成分の比はモル比で表示する。 In the specification of the present application, unless otherwise specified, the glass composition is expressed as mol% (mol%), and the content expressed as% means mol%. The ratio of the component which comprises a glass composition is displayed by molar ratio.
本実施形態のディスプレイ用ガラス基板の一形態は、高歪点とガラスの熔解時の直接通電加熱による熔解槽熔損の防止とを両立する。当該ガラス基板は、 SiO2、Al2O3を含有し、
モル%表示で、
B2O3が0〜8%であり、
R2Oが0.01〜0.8%であり、
BaO/ROが0.05〜1であり、
歪点が670℃以上である。
本明細書において、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表しており、R2Oは(Li2O+Na2O+K2O)を表している。
One form of the glass substrate for display of this embodiment is compatible with both a high strain point and prevention of melting bath melting due to direct current heating during melting of the glass. The glass substrate contains SiO 2 , Al 2 O 3 ,
In mol%
B 2 O 3 is 0-8%,
R 2 O is 0.01-0.8%,
BaO / RO is 0.05-1
The strain point is 670 ° C or higher.
In the present specification, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO), and R 2 O represents (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O).
SiO2、Al2O3、BaOの含有量は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
BaO 0.1〜15%、であることが好ましい。
The contents of SiO 2 , Al 2 O 3 and BaO are expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
BaO is preferably 0.1 to 15%.
より好ましくは、本発明のディスプレイ用ガラス基板は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
B2O3 0〜8%、を含有し、
R2Oが0.01〜0.8%であり、
(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))が、2.5以上であり、
BaO/ROが0.05〜1であり、
歪点が670℃以上である。
上記ガラス基板は、ガラス基板(A)として後述する実施例では説明する。
More preferably, the glass substrate for display of the present invention is expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
B 2 O 3 0-8%,
R 2 O is 0.01-0.8%,
(SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) is 2.5 or more,
BaO / RO is 0.05-1
The strain point is 670 ° C or higher.
The said glass substrate is demonstrated in the Example mentioned later as a glass substrate (A).
本実施形態のディスプレイ用ガラス基板の他の一形態は、高歪点と成形工程における失透抑制とを両立する。当該ガラス基板は、
SiO2、Al2O3、MgOを含有し、
モル%表示で、
MgO/(RO+ZnO)が0.1〜0.9であり、
歪点が700℃以上である、ガラスからなり、昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温し、その後、常温まで放冷した場合の下記式で示される熱収縮率が5ppm〜75ppmである。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表している。 当該形態ではMgO/(RO+ZnO)を0.1〜0.9とするので、高歪点を維持しつつ、成形時の失透を抑制できる。また、MgO/(RO+ZnO)を0.1〜0.9とすることで、ガラスの熔解性も維持することもできる。さらに、熱収縮率を5ppm〜75ppmとするので、LTPS−TFTを用いたディスプレイに適したディスプレイ用ガラス基板、OS−TFTを用いたディスプレイ用ガラス基板として適している。
Another embodiment of the glass substrate for display of the present embodiment achieves both a high strain point and suppression of devitrification in the molding process. The glass substrate is
Containing SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO,
In mol%
MgO / (RO + ZnO) is 0.1-0.9,
Made of glass with a strain point of 700 ° C or higher, heated at a rate of 10 ° C / min at a rate of temperature rise, held at 550 ° C for 2 hours, cooled to 400 ° C over 55 minutes, and then allowed to cool to room temperature In the case, the thermal shrinkage rate represented by the following formula is 5 ppm to 75 ppm.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO). In this embodiment, MgO / (RO + ZnO) is set to 0.1 to 0.9, so that devitrification during molding can be suppressed while maintaining a high strain point. Moreover, the meltability of glass can also be maintained by making MgO / (RO + ZnO) 0.1-0.9. Furthermore, since the thermal shrinkage rate is 5 ppm to 75 ppm, it is suitable as a display glass substrate suitable for a display using LTPS-TFT and a display glass substrate using OS-TFT.
また、SiO2、Al2O3、BaOを含有し、
モル%表示で、
BaO 1〜15%であり、
Sb2O3を実質的に含有せず、歪点が700℃以上である、ガラスからなり、昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温し、その後、常温まで放冷した場合の下記式で示される熱収縮率が5ppm〜75ppmである。
Also contains SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO,
In mol%
BaO 1-15%,
Made of glass that does not contain Sb 2 O 3 substantially and has a strain point of 700 ° C. or higher, heated at a rate of 10 ° C./min at a rate of temperature rise, held at 550 ° C. for 2 hours, and taken 400 over 55 minutes. When the temperature is lowered to ° C. and then allowed to cool to room temperature, the thermal shrinkage rate represented by the following formula is 5 ppm to 75 ppm.
当該形態では、BaOの含有量を1〜15%とするので、高歪点を維持しつつ、ガラスの失透温度を効果的に下げることができる。熱収縮率を5ppm〜75ppmとするので、LTPS−TFTを用いたディスプレイに適したディスプレイ用ガラス基板、OS−TFTを用いたディスプレイ用ガラス基板として適している。
なお、SiO2、Al2O3の含有量は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、であることが好ましい。
In this form, since the BaO content is 1 to 15%, the devitrification temperature of the glass can be effectively lowered while maintaining a high strain point. Since the thermal shrinkage rate is 5 ppm to 75 ppm, it is suitable as a display glass substrate suitable for a display using LTPS-TFT and a display glass substrate using OS-TFT.
The content of SiO 2 and Al 2 O 3 is expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 is preferably 8 to 20%.
より好ましくは、本実施形態のディスプレイ用ガラス基板の一形態は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
B2O3 0〜15%、
BaO 1〜15%、を含有し、
MgO/(RO+ZnO)が0.1〜0.9であり、
歪点が700℃以上であるガラスからなり、昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温し、その後、常温まで放冷した場合の下記式で示される熱収縮率が5ppm〜75ppmである。
熱収縮率(ppm)={熱処理前後のガラスの収縮量/熱処理前のガラスの長さ}×106
当該形態ではMgO/(RO+ZnO)を0.1〜0.9、BaOの含有量を1〜15%とするので、低い失透温度を維持しつつ、ガラスの歪点を高くできる。さらに、熱収縮率を5ppm〜75ppmとするので、LTPS−TFTを用いたディスプレイに適したディスプレイ用ガラス基板、OS−TFTを用いたディスプレイ用ガラス基板として適している。 上記ガラス基板は、ガラス基板(B)として後述する実施例では説明する。
More preferably, one form of the glass substrate for display of the present embodiment is expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
B 2 O 3 0-15%,
BaO 1-15%,
MgO / (RO + ZnO) is 0.1-0.9,
Made of glass with a strain point of 700 ° C or higher, heated at a rate of 10 ° C / min at a heating rate, held at 550 ° C for 2 hours, cooled to 400 ° C over 55 minutes, and then allowed to cool to room temperature The thermal shrinkage rate represented by the following formula is 5 ppm to 75 ppm.
Thermal shrinkage (ppm) = {Shrinkage amount of glass before and after heat treatment / Glass length before heat treatment} × 10 6
In this embodiment, MgO / (RO + ZnO) is 0.1 to 0.9 and the BaO content is 1 to 15%, so that the strain point of the glass can be increased while maintaining a low devitrification temperature. Furthermore, since the thermal shrinkage rate is 5 ppm to 75 ppm, it is suitable as a display glass substrate suitable for a display using LTPS-TFT and a display glass substrate using OS-TFT. The said glass substrate is demonstrated in the Example mentioned later as a glass substrate (B).
本実施形態のディスプレイ用ガラス基板のさらに他の一形態は、高歪点と高エッチングレートとを両立する。当該ガラス基板は、SiO2、Al2O3、BaOを含有し、
モル%表示で、
B2O3 0〜7%、
BaO 1〜15%、
SiO2/Al2O3が6.0以下であり、
歪点が700℃以上である。
B2O3含有量を0〜7%とすることで、ガラスの高温粘性を低下させ、熔融性を改善することができる。
BaOの含有量を1〜15%とすることで、ガラスの歪点を高く保ったまま、失透温度を効果的に下げることができる。
SiO2/Al2O3を6.0以下とすることで、エッチングレートを良好にすることができる。
また、ガラスの歪点を700℃以上とすることで、熱収縮率を所定範囲に制御することができる。
なお、SiO2、Al2O3の含有量は、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 10.5〜20%であることが好ましい。
SiO2を60〜80%とすることで、ガラスの熱膨張係数の増加を抑制しながら、低密度化を図ることができる。また、Al2O3を10.5〜20%とすることで、歪点の低下を抑制しながら、失透温度の上昇を抑制することができる。
Still another embodiment of the glass substrate for display of the present embodiment achieves both a high strain point and a high etching rate. The glass substrate contains SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO,
In mol%
B 2 O 3 0-7%,
BaO 1-15%,
SiO 2 / Al 2 O 3 is 6.0 or less,
The strain point is 700 ° C or higher.
By setting the B 2 O 3 content to 0 to 7%, the high temperature viscosity of the glass can be lowered and the meltability can be improved.
By setting the content of BaO to 1 to 15%, the devitrification temperature can be effectively lowered while keeping the strain point of the glass high.
By setting SiO 2 / Al 2 O 3 to 6.0 or less, the etching rate can be improved.
Moreover, the thermal shrinkage rate can be controlled within a predetermined range by setting the strain point of the glass to 700 ° C. or higher.
The content of SiO 2 and Al 2 O 3 is expressed in mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 is preferably 10.5 to 20%.
By setting SiO 2 to 60 to 80%, it is possible to reduce the density while suppressing an increase in the thermal expansion coefficient of the glass. Further, by setting Al 2 O 3 to 10.5 to 20%, it is possible to suppress an increase in devitrification temperature while suppressing a decrease in strain point.
より好ましくは、モル%表示で、
SiO2 60〜80%、
Al2O3 10.5〜20%、
B2O3 0〜7%、
BaO 1〜15%、を含有し、
As2O3を実質的に含有せず、
ROが10.0〜18.0%であり、
SiO2/Al2O3が3以上5.7以下であり、
SrO<0.25×CaOであり、
歪点が700℃以上である。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表している。
ROを10.0〜18.0%とすることで、熔解性を維持しながら低密度化を図り、かつ熱膨張係数の増加を抑制することができる。
SiO2/Al2O3を3以上5.7以下にすることで、高歪点、耐失透性、エッチングレートを両立することができる。
SrO<0.25×CaOとすることで、ガラスの失透温度を効果的に低下させることができる。
また、ガラスの歪点を700℃以上とすることで、熱収縮率を所定範囲に制御することができる。
上記ガラス基板は、ガラス基板(C)として後述する実施例では説明する。
More preferably, in terms of mol%,
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 10.5-20%,
B 2 O 3 0-7%,
BaO 1-15%,
Substantially free of As 2 O 3
RO is 10.0-18.0%,
SiO 2 / Al 2 O 3 is 3 or more and 5.7 or less,
SrO <0.25 × CaO,
The strain point is 700 ° C or higher.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO).
By setting the RO to 10.0 to 18.0%, the density can be reduced while maintaining the meltability, and the increase in the thermal expansion coefficient can be suppressed.
By setting SiO 2 / Al 2 O 3 to 3 or more and 5.7 or less, it is possible to achieve both a high strain point, devitrification resistance, and an etching rate.
By setting SrO <0.25 × CaO, the devitrification temperature of the glass can be effectively reduced.
Moreover, the thermal shrinkage rate can be controlled within a predetermined range by setting the strain point of the glass to 700 ° C. or higher.
The said glass substrate is demonstrated in the Example mentioned later as a glass substrate (C).
以下、本実施形態のディスプレイ用ガラス基板の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the glass substrate for display of this embodiment will be described.
SiO2は、ガラスの骨格成分であり、従って、必須成分である。含有量が少なくなると、歪点が低下し、熱膨張係数が増加する傾向がある。また、SiO2含有量が少なすぎると、ガラス基板を低密度化するのが難しくなる。一方、SiO2含有量が多すぎると、熔融ガラスの比抵抗が上昇し、熔融温度が著しく高くなり熔解が困難になる傾向がある。SiO2含有量が多すぎると、失透温度が上昇し、耐失透性が低下する傾向もある。さらに、SiO2含有量が多すぎると、エッチングレートが遅くなる。このような観点から、SiO2の含有量は、60〜80mol%の範囲であることが好ましい。SiO2の含有量は、より好ましくは64〜73mol%あるいは65〜75mol%、より一層好ましくは66〜72mol%、さらにより一層好ましくは67〜71mol%の範囲である。 SiO 2 is a skeletal component of glass and is therefore an essential component. When the content decreases, the strain point tends to decrease and the thermal expansion coefficient tends to increase. If the SiO 2 content is too small, it is difficult to reduce the density of the glass substrate. On the other hand, if the SiO 2 content is too large, the specific resistance of the molten glass increases, the melting temperature tends to be extremely high, and melting tends to be difficult. When SiO 2 content is too large, the devitrification temperature rises, the devitrification resistance also tends to decrease. Furthermore, if the SiO 2 content is too high, the etching rate becomes slow. From such a viewpoint, the content of SiO 2 is preferably in the range of 60 to 80 mol%. The content of SiO 2 is more preferably in the range of 64-73 mol% or 65-75 mol%, still more preferably 66-72 mol%, and still more preferably 67-71 mol%.
Al2O3は、歪点を高くする必須成分である。Al2O3含有量が少なすぎると、歪点が低下する。さらに、Al2O3含有量が少なすぎると、ヤング率及び酸によるエッチングレートも低下する傾向がある。一方、Al2O3含有量が多すぎると、ガラスの失透温度が上昇して、耐失透性が低下するので、成形性が悪化する傾向がある。このような観点から、Al2O3の含有量は8〜20mol%の範囲である。Al2O3の含有量は、好ましくは10〜17mol%、より好ましくは10.5〜17mol%、より好ましくは11〜15mol%、さらに好ましくは12〜15mol%の範囲である。 Al 2 O 3 is an essential component that increases the strain point. If the Al 2 O 3 content is too small, the strain point is lowered. Furthermore, if the Al 2 O 3 content is too small, the Young's modulus and acid etching rate tend to decrease. On the other hand, if the Al 2 O 3 content is too high, the devitrification temperature of the glass rises and the devitrification resistance decreases, so that the formability tends to deteriorate. From such a viewpoint, the content of Al 2 O 3 is in the range of 8 to 20 mol%. The content of Al 2 O 3 is preferably in the range of 10 to 17 mol%, more preferably 10.5 to 17 mol%, more preferably 11 to 15 mol%, and further preferably 12 to 15 mol%.
B2O3は、ガラスの高温粘性を低下させ、熔融性を改善する成分である。即ち、熔融温度近傍での粘性を低下させるので、熔解性を改善する。また、失透温度を低下させる成分でもある。B2O3含有量が少ないと、熔解性及び耐失透性が低下する傾向がある。B2O3含有量が多すぎると、歪点及びヤング率が低下する。また、ガラス成形時のB2O3の揮発により、失透が生じやすくなる。特に、歪点が高いガラスは、成型温度が高くなる傾向にあるため、上記揮発が促進され、失透の生成が顕著な問題となる。また、ガラス熔解時のB2O3の揮発により、ガラスの不均質が顕著となり、脈理が発生しやすくなる。このような観点から、B2O3含有量は、0〜15mol%であり、好ましくは0〜8mol%であり、より好ましくは0〜7mol%であり、さらに好ましくは0.1〜6mol%、一層好ましくは1〜5mol%、より一層好ましくは1.5〜4.5mol%の範囲である。 B 2 O 3 is a component that lowers the high temperature viscosity of the glass and improves the meltability. That is, since the viscosity in the vicinity of the melting temperature is lowered, the meltability is improved. It is also a component that lowers the devitrification temperature. The content of B 2 O 3 is small, meltability and devitrification resistance tends to be lowered. When the content of B 2 O 3 is too large, the strain point and the Young's modulus is reduced. Further, devitrification is likely to occur due to volatilization of B 2 O 3 during glass forming. In particular, a glass having a high strain point tends to have a high molding temperature. Therefore, the volatilization is promoted, and the generation of devitrification becomes a significant problem. Further, due to the volatilization of B 2 O 3 during melting of the glass, non-uniformity of the glass becomes prominent and striae easily occur. From such a viewpoint, the content of B 2 O 3 is 0 to 15 mol%, preferably 0 to 8 mol%, more preferably 0 to 7 mol%, still more preferably 0.1 to 6 mol%, and still more preferably. Is in the range of 1-5 mol%, more preferably 1.5-4.5 mol%.
MgOは、熔解性を向上させる成分である。また、アルカリ土類金属の中では密度を増加させにくい成分であるので、その含有量を相対的に増加させると、低密度化を図りやすくなる。含有させることで、熔融ガラスの比抵抗及び熔融温度を低下できる。但し、MgOの含有量が多すぎると、ガラスの失透温度が急激に上昇するため、特に成形工程で失透しやすくなる。このような観点から、MgO含有量は、0〜15mol%であり、好ましくは1〜15mol%、より好ましくは0〜6mol%、さらに好ましくは1〜6mol%の範囲である。あるいは、MgO含有量は、0〜15mol%であることが好ましく、より好ましくは0〜6mol%、さらに好ましくは1〜6mol%の範囲である。 MgO is a component that improves meltability. Moreover, since it is a component which is hard to increase a density in alkaline-earth metal, when the content is increased relatively, it will become easy to achieve a low density. By containing, the specific resistance and melting temperature of the molten glass can be reduced. However, if the content of MgO is too large, the devitrification temperature of the glass rises abruptly, so that it tends to devitrify particularly in the molding process. From such a viewpoint, the MgO content is 0 to 15 mol%, preferably 1 to 15 mol%, more preferably 0 to 6 mol%, and further preferably 1 to 6 mol%. Alternatively, the MgO content is preferably 0 to 15 mol%, more preferably 0 to 6 mol%, and still more preferably 1 to 6 mol%.
CaOは、ガラスの失透温度を急激に上げることなくガラスの熔解性を向上させるのに有効な成分である。また、アルカリ土類金属酸化物の中では密度を増加させにくい成分であるので、その含有量を相対的に増加させると、低密度化を図りやすくなる。含有量が少な過ぎると、熔融ガラスの比抵抗の上昇及び耐失透性低下が生じる傾向がある。CaO含有量が多すぎると、熱膨張係数が増加し、密度が上昇する傾向がある。このような観点から、CaO含有量は、0〜20mol%であり、好ましくは1〜15mol%、より好ましくは2〜11mol%、さらに好ましくは4〜9mol%の範囲である。 CaO is an effective component for improving the meltability of the glass without rapidly increasing the devitrification temperature of the glass. Moreover, since it is a component which is hard to increase a density in alkaline-earth metal oxide, when the content is increased relatively, it will become easy to aim at a density reduction. When there is too little content, there exists a tendency for the raise of the specific resistance of molten glass, and a devitrification resistance fall to arise. If the CaO content is too large, the coefficient of thermal expansion increases and the density tends to increase. From such a viewpoint, the CaO content is 0 to 20 mol%, preferably 1 to 15 mol%, more preferably 2 to 11 mol%, and further preferably 4 to 9 mol%.
SrOは、ガラスの失透温度を下げることができる成分である。SrOは、必須ではないが、含有させると、耐失透性および熔解性が向上する。しかし、SrO含有量が多すぎると、密度が上昇してしまう。このような観点から、SrO含有量は、0〜15mol%であり、好ましくは0〜8mol%であり、より好ましくは0〜3mol%、さらに好ましくは0〜1mol%、一層好ましくは0〜0.5mol%の範囲であり、より一層好ましくは実質的に含有させない。 SrO is a component that can lower the devitrification temperature of glass. Although SrO is not essential, when it is contained, devitrification resistance and meltability are improved. However, if the SrO content is too high, the density will increase. From such a viewpoint, the SrO content is 0 to 15 mol%, preferably 0 to 8 mol%, more preferably 0 to 3 mol%, still more preferably 0 to 1 mol%, still more preferably 0 to 0.5 mol%. %, And even more preferably, it is not substantially contained.
BaOは、ガラスの失透温度および熔融ガラスの比抵抗を効果的に下げることができる必須成分である。BaOを含有させると、耐失透性および熔解性が向上する。しかし、BaOの含有量が多すぎると、密度が上昇してしまう。また、環境負荷の観点、および熱膨張係数が増大する傾向があることから、BaO含有量は、0〜15mol%あるいは0.1〜15mol%であり、好ましくは1〜15mol%であり、より好ましくは1〜10mol%、さらに好ましくは1.5〜6mol%の範囲である。 BaO is an essential component that can effectively lower the devitrification temperature of glass and the specific resistance of molten glass. When BaO is contained, devitrification resistance and meltability are improved. However, when there is too much content of BaO, a density will rise. Further, from the viewpoint of environmental load and the tendency of the thermal expansion coefficient to increase, the BaO content is 0 to 15 mol% or 0.1 to 15 mol%, preferably 1 to 15 mol%, more preferably 1 It is in the range of ˜10 mol%, more preferably 1.5 to 6 mol%.
Li2O及びNa2Oは、ガラスの熱膨張係数を大きくして熱処理時に基板を破損したりするおそれのある成分である。また、歪点を低下させる成分でもある。一方、熔融ガラスの比抵抗を低下させることができるので、含有させることで熔解槽が侵食されることを抑制できる。以上の観点からLi2Oの含有量は、0〜0.5mol%であることが好ましく、より好ましくは実質的に含有させない。Na2Oの含有量は、0〜0.5mol%であることが好ましく、より好ましくは0〜0.2mol%である。なお、Na2Oは、Li2Oと比較して歪点を低下させにくい成分であることから、Na2O>Li2Oであることが好ましい。なお、ガラス基板から溶出してTFT特性を劣化させることを防止するという観点からは、Li2O及びNa2Oは、実質的に含有させないことが好ましい。 Li 2 O and Na 2 O are components that may increase the thermal expansion coefficient of glass and damage the substrate during heat treatment. It is also a component that lowers the strain point. On the other hand, since the specific resistance of the molten glass can be reduced, it is possible to suppress the erosion of the melting tank by the inclusion. From the above viewpoint, the content of Li 2 O is preferably 0 to 0.5 mol%, more preferably not substantially contained. The content of Na 2 O is preferably 0 to 0.5 mol%, more preferably 0 to 0.2 mol%. Incidentally, Na 2 O, since compared with Li 2 O is a difficult component to lower the strain point is preferably Na 2 O> Li 2 O. Note that it is preferable that Li 2 O and Na 2 O are not substantially contained from the viewpoint of preventing elution from the glass substrate and deteriorating the TFT characteristics.
K2Oは、ガラスの塩基性度を高め、清澄性を促進させる成分である。また、熔融ガラスの比抵抗を低下させる成分である。含有させると、熔融ガラスの比抵抗が低下するため、熔解槽を構成する耐火物に電流が流れてしまうことを防止でき、熔解槽が侵食されることを抑制できる。また、熔解槽を構成する耐火物がジルコニアを含有する場合、熔解槽が侵食されて、熔解槽から熔融ガラスへジルコニアが溶出してしまうことを抑制できるため、ジルコニアに起因する失透も抑制できる。また、熔解温度近傍におけるガラス粘性を低下させるので、熔解性と清澄性が向上する。一方、K2O含有量が多すぎると、熱膨張係数増大及び歪点低下の傾向がある。このような観点から、K2O含有量は、好ましくは0〜0.8mol%、より好ましくは0.01〜0.5mol%、さらに好ましくは0.1〜0.3mol%の範囲である。 K 2 O is a component that increases the basicity of the glass and promotes clarity. Moreover, it is a component which reduces the specific resistance of molten glass. When it is contained, the specific resistance of the molten glass is lowered, so that it is possible to prevent a current from flowing through the refractory constituting the melting tank and to suppress the erosion of the melting tank. In addition, when the refractory constituting the melting tank contains zirconia, the melting tank can be prevented from being eroded and the zirconia can be prevented from being eluted from the melting tank to the molten glass, so devitrification caused by zirconia can also be suppressed. . Moreover, since the glass viscosity in the vicinity of the melting temperature is lowered, the meltability and the clarity are improved. On the other hand, when the content of K 2 O is too large, the thermal expansion coefficient tends to increase and the strain point tends to decrease. From such a viewpoint, the K 2 O content is preferably in the range of 0 to 0.8 mol%, more preferably 0.01 to 0.5 mol%, and still more preferably 0.1 to 0.3 mol%.
ZrO2およびTiO2は、ガラスの歪点を向上させる成分である。しかし、ZrO2量およびTiO2量が多くなりすぎると、失透温度が著しく上昇するため、耐失透性が低下する傾向がある。特に、ZrO2は融点が高く難熔なため、原料の一部が熔解槽の底部に堆積するといった問題を引き起こす。これらの未熔解の成分がガラス素地に混入するとインクルージョンとしてガラスの品質悪化を引き起こす。また、TiO2は、ガラスを着色させる成分なので、ディスプレイ用基板には好ましくない。このような観点から、本実施形態のガラス基板では、ZrO2およびTiO2の含有量は、それぞれ、0〜5mol%が好ましく、より好ましくは0〜2mol%の範囲であり、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 ZrO 2 and TiO 2 are components that improve the strain point of glass. However, when the amount of ZrO 2 and the amount of TiO 2 are too large, the devitrification temperature is remarkably increased, so that the devitrification resistance tends to be lowered. In particular, since ZrO 2 has a high melting point and is hardly melted, it causes a problem that a part of the raw material is deposited on the bottom of the melting tank. When these unmelted components are mixed into the glass substrate, the quality of the glass is deteriorated as inclusions. Further, TiO 2 is a component that colors glass, and thus is not preferable for a display substrate. From such a viewpoint, in the glass substrate of the present embodiment, the contents of ZrO 2 and TiO 2 are each preferably 0 to 5 mol%, more preferably 0 to 2 mol%, and not substantially contained. More preferably.
ZnOは、熔解性を向上させる成分である。但し、必須成分ではない。ZnO含有量が多くなりすぎると、失透温度が上昇し、歪点が低下し、密度が上昇する傾向がある。このような観点から、ZnO含有量は、好ましくは0〜5mol%、より好ましくは0〜2mol%の範囲であり、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 ZnO is a component that improves meltability. However, it is not an essential component. When the ZnO content is too high, the devitrification temperature is increased, the strain point is decreased, and the density tends to increase. From such a viewpoint, the ZnO content is preferably in the range of 0 to 5 mol%, more preferably 0 to 2 mol%, and even more preferably not contained.
P2O5は、高温粘性を低下させ、熔解性を向上させる成分である。但し、必須成分ではない。P2O5含有量が多すぎると歪点が低下する。また、ガラス熔解時のP2O5の揮発により、ガラスの不均質が顕著となり、脈理が発生しやすくなる。このような観点から、P2O5含有量は、好ましくは0〜3mol%、より好ましくは0〜1mol%、さらに好ましくは0〜0.5mol%の範囲であり、実質的に含有しないことが一層好ましい。 P 2 O 5 is a component that reduces high temperature viscosity and improves meltability. However, it is not an essential component. P 2 O 5 content is too large strain point is lowered. Moreover, due to the volatilization of P 2 O 5 during glass melting, non-uniformity of the glass becomes prominent and striae easily occur. From such a viewpoint, the P 2 O 5 content is preferably in the range of 0 to 3 mol%, more preferably 0 to 1 mol%, still more preferably 0 to 0.5 mol%, and it is further not substantially contained. preferable.
本実施形態のガラス基板は清澄剤を含むことができる。清澄剤としては、環境への負荷が小さく、ガラスの清澄性に優れたものであれば特に制限されないが、例えば、Sn、Fe、Ce、Tb、Mo、SbおよびWの金属酸化物の群から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。清澄剤としては、SnO2が好適である。清澄剤の含有量は、少なすぎると泡品質が悪化し、多くなりすぎると失透や着色などの原因となる場合がある。清澄剤の含有量は、清澄剤の種類やガラスの組成にもよる。例えば、SnO2、Fe2O3及びSb2O3の合量は、0.05〜0.50mol%であることが好ましく、0.05〜0.20mol%であることがより好ましい。 The glass substrate of this embodiment can contain a fining agent. The fining agent is not particularly limited as long as the load on the environment is small and the fining of the glass is excellent. For example, from the group of metal oxides of Sn, Fe, Ce, Tb, Mo, Sb and W. There may be mentioned at least one selected. As the fining agent, SnO 2 is suitable. If the content of the fining agent is too small, the foam quality is deteriorated, and if it is too large, devitrification and coloring may be caused. The content of the fining agent depends on the type of fining agent and the composition of the glass. For example, the total amount of SnO 2 , Fe 2 O 3 and Sb 2 O 3 is preferably 0.05 to 0.50 mol%, and more preferably 0.05 to 0.20 mol%.
SnO2は1600℃以上でも清澄効果が得られる清澄剤であり、Li2O、Na2O及びK2Oを微量にしか含有できないフラットパネルディスプレイ用ガラス基板(例えば、Li2O、Na2O及びK2Oの合量が0.01〜0.8mol%)の製造に使用できる数少ない清澄剤である。しかし、SnO2は自ら失透を生じやすい成分であるとともに、他の成分の失透の生成を促進する成分のため、失透を抑制する観点からは、多量に添加することは好ましくない。 SnO 2 is a refining agent that can achieve a refining effect even at 1600 ° C or higher, and glass substrates for flat panel displays that can contain only a small amount of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O (for example, Li 2 O, Na 2 O And a total amount of K 2 O of 0.01 to 0.8 mol%). However, SnO 2 is a component that easily causes devitrification, and is a component that promotes the generation of devitrification of other components. Therefore, it is not preferable to add a large amount from the viewpoint of suppressing devitrification.
また、歪点が高いガラス(例えば、歪点が670℃以上のガラスあるいは700℃以上のガラス)は、歪点が低いガラス(例えば、歪点が670℃未満のガラスあるいは700℃未満のガラス)と比較して失透温度が高くなりやすい傾向にあるため、失透を抑制するために、成形工程における熔融ガラスの温度を歪点が低いガラスと比較して高くしなくてはならない場合がある。ここで、オーバーフローダウンドロー法で用いられる成形体は、耐クリープ性・耐熱性という観点から、ジルコニアを含有する耐火物を含んで構成されることが好ましい。成形方法としてオーバーフローダウンドローを採用する場合、成形工程における熔融ガラスの温度を高くしようとするほど、成形体の温度も上昇させる必要がある。しかし、成形体の温度が高くなると、成形体からジルコニアが溶出し、当該ジルコニアの失透が生じやすくなるという問題がある。また、特にSnO2を多く含有するガラスでは、このジルコニアに起因するSnO2の失透、SnO2に起因するジルコニアの失透が生じやすい傾向にある。 Further, a glass having a high strain point (for example, a glass having a strain point of 670 ° C. or higher or a glass having a strain point of 700 ° C. or higher) is a glass having a low strain point (for example, a glass having a strain point lower than 670 ° C. or a glass having a strain point lower than 700 ° C.). In order to suppress devitrification, the temperature of the molten glass in the molding process may have to be higher than that of a glass having a low strain point. . Here, it is preferable that the molded object used by the overflow downdraw method is comprised including the refractory containing a zirconia from a viewpoint of creep resistance and heat resistance. When adopting overflow downdraw as a molding method, it is necessary to increase the temperature of the molded body as the temperature of the molten glass in the molding process is increased. However, when the temperature of the molded body becomes high, there is a problem that zirconia is eluted from the molded body and devitrification of the zirconia tends to occur. Further, particularly in the glasses containing a large amount of SnO 2, there SnO 2 devitrification caused by the zirconia, the tendency to cause devitrification of zirconia due to SnO 2.
さらに、歪点が高いガラス(例えば、歪点が670℃以上のガラスあるいは700℃以上のガラス)は、歪点が低いガラス(例えば、歪点が670℃未満のガラスあるいは700℃未満のガラス)と比較して、ガラス原料を熔解する温度も高くなりやすい傾向にある。ここで、熔解工程を行う熔解槽は、耐侵食性の観点から、ジルコニアを含有する高ジルコニア系耐火物を含んで構成されることが好ましい。また、エネルギー効率の観点から、電気熔融あるいは電気熔融と他の加熱手段の組み合わせで、ガラス原料を熔解することが好ましい。しかし、本実施形態に記載されたような高歪点であり、かつLi2O、Na2O及びK2Oを微量にしか含有できないガラスを熔解する場合、熔融ガラスの比抵抗が大きいため、高ジルコニア系耐火物に電流が流れてしまい、熔融ガラス中にジルコニアが溶出してしまうという問題が生じやすくなる。ジルコニアが溶出してしまうと、上述したジルコニアの失透およびSnO2の失透が生じやすい傾向にある。 Furthermore, a glass having a high strain point (for example, a glass having a strain point of 670 ° C. or higher or a glass having a strain point of 700 ° C. or higher) is a glass having a low strain point (for example, a glass having a strain point lower than 670 ° C. or a glass having a strain point lower than 700 ° C.). Compared to the above, the temperature at which the glass raw material is melted tends to be high. Here, it is preferable that the melting tank which performs a melting process is comprised including the high zirconia refractory containing a zirconia from a viewpoint of erosion resistance. From the viewpoint of energy efficiency, it is preferable to melt the glass raw material by electric melting or a combination of electric melting and other heating means. However, when melting a glass having a high strain point as described in the present embodiment and containing only a small amount of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O, the specific resistance of the molten glass is large, Current flows through the high zirconia refractory, and the problem that zirconia elutes into the molten glass tends to occur. If zirconia is eluted, the above-described zirconia devitrification and SnO 2 devitrification tend to occur.
つまり、ジルコニア及びSnO2の失透を抑制するという観点からも、本実施形態のガラス基板においては、SnO2は0.5mol%を超えて含有させることは好ましくない。このような観点から、SnO2含有量は、例えば、0以上0.5mol%未満であることが好ましく、0.01〜0.5mol%が好ましく、より好ましくは0.01〜0.2mol%、さらに好ましくは0.03〜0.15mol%、一層好ましくは0.05〜0.12 mol%の範囲である。 That is, from the viewpoint of suppressing devitrification of zirconia and SnO 2 , it is not preferable that SnO 2 is contained in an amount exceeding 0.5 mol% in the glass substrate of the present embodiment. From such a viewpoint, the SnO 2 content is, for example, preferably 0 or more and less than 0.5 mol%, preferably 0.01 to 0.5 mol%, more preferably 0.01 to 0.2 mol%, still more preferably 0.03 to 0.15 mol. %, More preferably in the range of 0.05 to 0.12 mol%.
Fe2O3は、清澄剤としての働きを有する以外に、熔融ガラスの比抵抗を低下させる成分である。高温粘性が高く、難熔解性のガラスにおいては、熔融ガラスの比抵抗を低下させるために含有させることが好ましい。しかし、Fe2O3含有量が多くなりすぎると、ガラスが着色し、透過率が低下する。そのためFe2O3含有量は、0〜0.1mol%の範囲であり、好ましくは0〜0.05mol%、より好ましくは0.001〜0.05mol%、さらに好ましくは0.003〜0.05mol%、一層好ましくは0.005〜0.03mol%の範囲である。 Fe 2 O 3 is a component that lowers the specific resistance of the molten glass in addition to having a function as a fining agent. In high-viscosity and hardly meltable glass, it is preferably contained in order to reduce the specific resistance of the molten glass. However, if the Fe 2 O 3 content is too high, the glass is colored and the transmittance is lowered. Therefore, the content of Fe 2 O 3 is in the range of 0 to 0.1 mol%, preferably 0 to 0.05 mol%, more preferably 0.001 to 0.05 mol%, still more preferably 0.003 to 0.05 mol%, and still more preferably 0.005 to It is in the range of 0.03 mol%.
本実施形態において清澄剤は、SnO2とFe2O3を組合せて用いることが好ましい。失透抑制の観点からは、SnO2を多く含有させることは好ましくないことは上述の通りである。しかし、清澄効果を十分に得るためには清澄剤を所定値以上含有させることが求められる。そこで、SnO2とFe2O3を併用することで、SnO2の含有量を失透が生じるほど多くせずに、十分な清澄効果を得、泡の少ないガラス基板を製造することができる。SnO2とFe2O3の合量は、好ましくは0.05〜0.2mol%の範囲であり、より好ましくは0.07〜0.2mol%、さらに好ましくは0.08〜0.18mol%、一層好ましくは0.09〜0.15mol%の範囲である。 In the present embodiment, the fining agent is preferably used in combination of SnO 2 and Fe 2 O 3 . As described above, it is not preferable to contain a large amount of SnO 2 from the viewpoint of suppressing devitrification. However, in order to obtain a sufficient clarification effect, it is required to contain a clarifier at a predetermined value or more. Therefore, by using SnO 2 and Fe 2 O 3 in combination, it is possible to produce a glass substrate with less bubbles and a sufficient clarification effect without increasing the SnO 2 content to the extent that devitrification occurs. The total amount of SnO 2 and Fe 2 O 3 is preferably in the range of 0.05 to 0.2 mol%, more preferably 0.07 to 0.2 mol%, still more preferably 0.08 to 0.18 mol%, more preferably 0.09 to 0.15 mol%. Range.
SnO2とFe2O3の合量に対するSnO2の含有量のモル比(SnO2/(SnO2+Fe2O3))は、大きすぎると失透が生じやすくなり、小さすぎると十分な清澄効果を得られなくなり、ガラスが着色してしまう場合がある。そのため、好ましくは0.6〜0.95の範囲であり、より好ましくは0.65〜0.9の範囲である。 If the molar ratio of SnO 2 content to the total amount of SnO 2 and Fe 2 O 3 (SnO 2 / (SnO 2 + Fe 2 O 3 )) is too large, devitrification tends to occur. The clarification effect cannot be obtained, and the glass may be colored. Therefore, it is preferably in the range of 0.6 to 0.95, more preferably in the range of 0.65 to 0.9.
本実施形態のガラス基板は、環境負荷の問題から、As2O3は実質的に含有しないことが好ましい。本実施形態のガラス基板は、環境負荷の問題から、Sb2O3は、好ましくは0〜0.5mol%(0を含む)、より好ましくは0〜0.3mol%、さらに好ましくは0〜0.05mol%の範囲であることが好ましく、実質的に含有しないことがより一層好ましい。 The glass substrate of the present embodiment preferably contains substantially no As 2 O 3 because of environmental load problems. In the glass substrate of the present embodiment, Sb 2 O 3 is preferably 0 to 0.5 mol% (including 0), more preferably 0 to 0.3 mol%, and still more preferably 0 to 0.05 mol% due to environmental load problems. It is preferable that it is the range of this, and it is still more preferable not to contain substantially.
本実施形態のガラス基板は、環境上の理由からPbO及びFは実質的に含有しないことが好ましい。 The glass substrate of this embodiment preferably contains substantially no PbO and F for environmental reasons.
なお、本明細書において、「実質的に含有せず」とは、前記ガラス原料にこれら成分の原料となる物質を用いないことを意味し、他の成分のガラス原料に不純物として含まれる成分、熔解槽、成形体等の製造装置からガラスへ溶出する成分の混入を排除するものではない。 In the present specification, “substantially does not contain” means that a material that is a raw material of these components is not used in the glass raw material, and a component contained as an impurity in the glass raw material of another component, It does not exclude the mixing of components that elute from the manufacturing apparatus such as the melting tank and the molded body into the glass.
SiO2の含有量とAl2O3の含有量の2倍との合量であるSiO2+(2×Al2O3)は少なすぎると、歪点が低下する傾向があり、多すぎると、耐失透性が悪化する傾向がある。そのためSiO2+(2×Al2O3)は、100mol%以下であることが好ましく、好ましくは75〜100mol%、より好ましくは80〜100mol%、さらに好ましくは92〜98mol%の範囲である。 When SiO 2 which is the total amount of twice the amount of content and Al 2 O 3 SiO 2 + ( 2 × Al 2 O 3) is too small, there is a tendency that the strain point is lowered, while when too large , Devitrification resistance tends to deteriorate. Therefore, SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 ) is preferably 100 mol% or less, preferably 75 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, and still more preferably 92 to 98 mol%.
SiO2の含有量とAl2O3の1/2の含有量との差SiO2-(1/2×Al2O3)は、値が大きすぎると、エッチングレートが低下するおそれがある。このような観点から、SiO2-(1/2×Al2O3)は、69mol%以下であることが好ましく、より好ましくは65mol%未満である。一方、SiO2-(1/2×Al2O3)は、値が小さすぎると耐失透性が低下するおそれがある。このような観点から、SiO2-(1/2×Al2O3)は、好ましくは45mol%〜69mol%、さらに好ましくは55mol%以上65mol%未満、一層好ましくは60〜64mol%である。 The difference between the half in content and Al 2 O 3 of SiO 2 SiO 2 - (1/ 2 × Al 2 O 3) , when the value is too large, there is a possibility that the etching rate decreases. From such a viewpoint, SiO 2 − (1/2 × Al 2 O 3 ) is preferably 69 mol% or less, more preferably less than 65 mol%. On the other hand, if SiO 2- (1/2 × Al 2 O 3 ) is too small, devitrification resistance may be lowered. From such a viewpoint, SiO 2 − (1/2 × Al 2 O 3 ) is preferably 45 mol% to 69 mol%, more preferably 55 mol% or more and less than 65 mol%, and still more preferably 60 to 64 mol%.
モル比SiO2/Al2O3は、値が大きすぎると、エッチングレートが低下するおそれがある。このような観点から、モル比SiO2/Al2O3は、10未満であることが好ましく、より好ましくは6.0以下、さらに好ましくは5.7以下あるいは5.7未満である。一方、SiO2/Al2O3は、値が小さすぎると耐失透性の低下するおそれがある。このような観点から、モル比SiO2/Al2O3は、3.5以上10未満であることが好ましく、より好ましくは4.0〜6.0、さらに好ましくは4.5以上5.7未満の範囲である。あるいは、モル比SiO2/Al2O3は、3.0〜5.7であることが好ましく、3.5〜5.7であることがより好ましく、さらに好ましくは4.0〜5.7、一層好ましくは4.5〜5.6の範囲である。
なお、SiO2+(2×Al2O3)の値が近似している組成を有するガラスでは、エッチングレートはSiO2/Al2O3に、より顕著に依存する。高歪点、耐失透性、エッチングレートを両立させるという観点からは、SiO2+(2×Al2O3)が75〜100mol%であり、かつ、SiO2/Al2O3が3.5以上10未満であることが好ましく、より好ましくは、SiO2+(2×Al2O3)が92〜98mol%であり、かつ、SiO2/Al2O3が4.0〜6.0の範囲であることが好ましい。
If the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is too large, the etching rate may decrease. From such a viewpoint, the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is preferably less than 10, more preferably 6.0 or less, still more preferably 5.7 or less or less than 5.7. On the other hand, if the value of SiO 2 / Al 2 O 3 is too small, the devitrification resistance may be lowered. From such a viewpoint, the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is preferably 3.5 or more and less than 10, more preferably 4.0 to 6.0, still more preferably 4.5 or more and less than 5.7. Alternatively, the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is preferably 3.0 to 5.7, more preferably 3.5 to 5.7, still more preferably 4.0 to 5.7, and still more preferably 4.5 to 5.6.
Note that in a glass having a composition in which the value of SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 ) is approximate, the etching rate depends more remarkably on SiO 2 / Al 2 O 3 . From the viewpoint of achieving both high strain point, devitrification resistance and etching rate, SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 ) is 75 to 100 mol%, and SiO 2 / Al 2 O 3 is 3.5 or more. It is preferably less than 10, more preferably, SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 ) is 92 to 98 mol%, and SiO 2 / Al 2 O 3 is in the range of 4.0 to 6.0. preferable.
B2O3とP2O5の合量であるB2O3+P2O5は、少なすぎると熔解性が低下する傾向があり、多すぎるとB2O3+P2O5のガラスの不均質が顕著となり、脈理が発生しやすくなり、歪点が低下する傾向がある。そのためB2O3+P2O5は、好ましくは0〜15mol%、好ましくは0〜8 mol%、より好ましくは0〜7mol%、さらに好ましくは0.1〜6mol%、一層好ましくは1〜5mol%、より一層好ましくは1.5〜4.5mol%の範囲である。 B 2 O 3 and B 2 O 3 + P 2 O 5 is the total amount of P 2 O 5 tends too small meltability is deteriorated, the too large B 2 O 3 + P 2 O 5 Glass inhomogeneity becomes prominent, striae tend to occur, and the strain point tends to decrease. Therefore, B 2 O 3 + P 2 O 5 is preferably 0 to 15 mol%, preferably 0 to 8 mol%, more preferably 0 to 7 mol%, still more preferably 0.1 to 6 mol%, more preferably 1 to 5 mol%. More preferably, it is in the range of 1.5 to 4.5 mol%.
MgO、CaO、SrO及びBaOは、熔融ガラスの比抵抗及び熔融温度を低下させ、熔解性を向上させる成分である。MgO、CaO、SrO及びBaOの含有量の合量であるMgO+CaO+SrO+BaO(以下、ROと示す)
が少なすぎると、熔解性が悪化する。ROが多すぎると、歪点およびヤング率が低下し、密度及び熱膨張係数が上昇する。このような観点から、ROは、好ましくは5〜25mol%の範囲であり、より好ましくは8〜18mol%、さらに好ましくは10〜18mol%、一層好ましくは10〜17mol%の範囲である。
MgO, CaO, SrO and BaO are components that lower the specific resistance and melting temperature of the molten glass and improve the meltability. MgO + CaO + SrO + BaO (hereinafter referred to as RO) which is the total content of MgO, CaO, SrO and BaO
When there is too little, meltability will deteriorate. When there is too much RO, a strain point and a Young's modulus will fall, and a density and a thermal expansion coefficient will rise. From such a viewpoint, RO is preferably in the range of 5 to 25 mol%, more preferably in the range of 8 to 18 mol%, still more preferably in the range of 10 to 18 mol%, and still more preferably in the range of 10 to 17 mol%.
モル比(SiO2+(2×Al2O3))/(2×B2O3)+RO)は、主に歪点と耐失透性の指標となる。値が小さすぎると、歪点が低下する。一方、値が大きすぎると、熔解性および耐失透性が低下する。そのため、モル比(SiO2+(2×Al2O3))/(2×B2O3)+RO)は、好ましくは2.8〜20、より好ましくは3.1〜20、さらに好ましくは3.1〜15、一層好ましくは3.5〜10、より一層好ましくは3.7〜7の範囲である。 The molar ratio (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / (2 × B 2 O 3 ) + RO) is mainly an index of strain point and devitrification resistance. If the value is too small, the strain point decreases. On the other hand, when the value is too large, meltability and devitrification resistance are lowered. Therefore, the molar ratio (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / (2 × B 2 O 3 ) + RO) is preferably 2.8 to 20, more preferably 3.1 to 20, further preferably 3.1 to 15 More preferably, it is in the range of 3.5 to 10, more preferably 3.7 to 7.
歪点を低下させすぎずに、効果的に失透温度を低下させるために、あるいは、歪点を低下させすぎずに、かつ、比抵抗を増大させすぎずに、効果的に失透温度を低下させるために、BaO/ROは、0.05〜1であり、より好ましくは0.05〜0.6、さらに好ましくは0.1〜0.5の範囲である。 In order to effectively reduce the devitrification temperature without excessively reducing the strain point, or without excessively decreasing the strain point and increasing the specific resistance, the devitrification temperature is effectively reduced. In order to decrease, BaO / RO is 0.05 to 1, more preferably 0.05 to 0.6, and still more preferably 0.1 to 0.5.
密度を増大させすぎずに、効果的に失透温度を低下させるために、CaO/ROは、好ましくは0.1〜0.8、より好ましくは0.2〜0.7、さらに好ましくは0.2〜0.6、一層好ましくは0.2〜0.5の範囲である。 In order to effectively lower the devitrification temperature without increasing the density too much, CaO / RO is preferably 0.1 to 0.8, more preferably 0.2 to 0.7, more preferably 0.2 to 0.6, and even more preferably 0.2 to 0.6. It is in the range of 0.5.
モル比MgO/(RO+ZnO)は耐失透性と熔解性の指標となる。MgO/(RO+ZnO)は、好ましくは0.1〜1、より好ましくは0.1〜0.9、さらに好ましくは0.1〜0.85、一層好ましくは0.15〜0.7、より一層好ましくは0.15〜0.6の範囲である。これらの範囲とすることで、耐失透性と熔解性を両立することができる。さらに、低密度化を図ることができる。 The molar ratio MgO / (RO + ZnO) is an indicator of devitrification resistance and meltability. MgO / (RO + ZnO) is preferably in the range of 0.1 to 1, more preferably 0.1 to 0.9, still more preferably 0.1 to 0.85, more preferably 0.15 to 0.7, and still more preferably 0.15 to 0.6. By setting it as these ranges, devitrification resistance and meltability can be made compatible. Further, the density can be reduced.
SiO2の含有量が少なく(例えば、SiO2の含有量80mol%以下)、かつ、Al2O3の含有量が多い(例えば、Al2O3の含有量8mol%以上)ガラスの失透温度を効果的に低下させるために、SrO<0.25×CaOであることが好ましい。つまり、CaO含有量の0.25倍よりも、SrO含有量が少なくなることが好ましく、より好ましくはSrO<0.2×CaOであり、さらに好ましくはSrO<0.1×CaOである。あるいは、モル比SrO/ROは、0〜0.1であることが好ましい。 Glass devitrification temperature with low SiO 2 content (for example, SiO 2 content of 80 mol% or less) and high Al 2 O 3 content (for example, Al 2 O 3 content of 8 mol% or more) In order to effectively lower the SrO <0.25 × CaO, it is preferable. That is, the SrO content is preferably less than 0.25 times the CaO content, more preferably SrO <0.2 × CaO, and even more preferably SrO <0.1 × CaO. Alternatively, the molar ratio SrO / RO is preferably 0 to 0.1.
Li2O、Na2O及びK2Oは、ガラスの塩基性度を高め、清澄剤の酸化を容易にして、清澄性を発揮させる成分である。また、熔融温度における粘性を低下させ、熔解性を向上させる成分である。また、熔融ガラスの比抵抗を低下させる成分でもある。Li2O、Na2O及びK2Oは、含有させると、熔融ガラスの比抵抗が低下し、清澄性および熔解性が向上する。特に、熔解槽を構成する耐火物に電流が過度に流れてしまうことを防止でき、熔解槽が侵食されることを抑制できる。また、熔解槽がジルコニアを含有する場合、熔解槽からガラスへのジルコニアの溶出を抑制できるため、ジルコニアに起因する失透も抑制できる。また、熔解ガラスの粘性を低下させるので、熔解性と清澄性が向上する。しかし、Li2O、Na2O及びK2Oの含有量の合量が多すぎると、ガラス基板から溶出してTFT特性を劣化させるおそれがある。また、歪点が低下し、熱膨張係数が増大する傾向がある。Li2O、Na2O及びK2Oの含有量の合量(以下、R2Oと示す)は、0〜0.8mol%であり、より好ましくは0.01〜0.8mol%であり、さらに好ましくは0.01〜0.5mol%、一層好ましくは0.1〜0.4mol%、より一層好ましくは0.2〜0.3mol%である。 Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that increase the basicity of the glass, facilitate oxidation of the fining agent, and exhibit fining properties. Moreover, it is a component which reduces the viscosity in melting temperature and improves meltability. Moreover, it is also a component which reduces the specific resistance of molten glass. When Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are contained, the specific resistance of the molten glass decreases, and the clarity and meltability are improved. In particular, it is possible to prevent the current from flowing excessively through the refractory constituting the melting tank and to suppress the erosion of the melting tank. Moreover, when a melting tank contains a zirconia, since the elution of the zirconia from a melting tank to glass can be suppressed, the devitrification resulting from a zirconia can also be suppressed. Moreover, since the viscosity of molten glass is reduced, meltability and clarity are improved. However, if the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is too large, it may be eluted from the glass substrate and deteriorate the TFT characteristics. In addition, the strain point tends to decrease and the thermal expansion coefficient tends to increase. The total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O (hereinafter referred to as R 2 O) is 0 to 0.8 mol%, more preferably 0.01 to 0.8 mol%, still more preferably It is 0.01-0.5 mol%, More preferably, it is 0.1-0.4 mol%, More preferably, it is 0.2-0.3 mol%.
K2Oは、Li2OやNa2Oと比較して、分子量が大きいため、ガラス基板から溶出しにくい。そのため、Li2OやNa2OよりもK2Oを多く含有させることが好ましい。Li2O及びNa2Oの割合が大きいと、ガラス基板から溶出してTFT特性を劣化させるおそれが強くなる。モル比K2O/R2Oは、好ましくは0.5〜1、より好ましくは0.6〜1、さらに好ましくは0.65〜1、一層好ましくは0.7〜1の範囲である。 K 2 O has a higher molecular weight than Li 2 O and Na 2 O, and thus is difficult to elute from the glass substrate. Therefore, it is preferable to contain more K 2 O than Li 2 O or Na 2 O. When the ratio of Li 2 O and Na 2 O is large, there is a strong risk of elution from the glass substrate and deterioration of the TFT characteristics. The molar ratio K 2 O / R 2 O is preferably in the range of 0.5 to 1, more preferably 0.6 to 1, further preferably 0.65 to 1, and more preferably 0.7 to 1.
モル比(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))は、主に歪点と熔解性の指標となる。値が小さすぎると、歪点が低下する。そのため、モル比(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))は、2.5以上であり、好ましくは3.0以上の範囲である。一方、値が大きすぎると、熔解性および耐失透性が低下する。そのため、モル比((SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))は、好ましくは2.5〜22、より好ましくは3.0〜10の範囲である。(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))は、3.5〜7であることが好ましい。 The molar ratio (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) is mainly an index of strain point and meltability. If the value is too small, the strain point decreases. Therefore, the molar ratio (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) is 2.5 or more, preferably in the range of 3.0 or more It is. On the other hand, when the value is too large, meltability and devitrification resistance are lowered. Therefore, the molar ratio ((SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) is preferably 2.5 to 22, more preferably 3.0. It is in the range of ˜10. (SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) is preferably 3.5 to 7. .
RE2O3とは、希土類金属酸化物の合量であり、希土類金属酸化物としては、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Pr2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3が例として挙げられる。RE2O3は、密度及び熱膨張係数を増加させる成分である。また、コストも高い成分である。そのため、RE2O3は、0以上1.0mol%未満(0を含む)であり、より好ましくは0〜0.5mol%(0を含む)の範囲であり、実質的に含有しないことが特に好ましい。 RE 2 O 3 is the total amount of rare earth metal oxides, which include Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm Examples include 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 , and Lu 2 O 3 As mentioned. RE 2 O 3 is a component that increases the density and the thermal expansion coefficient. Moreover, it is a component with high cost. Therefore, RE 2 O 3 is 0 or more and less than 1.0 mol% (including 0), more preferably in the range of 0 to 0.5 mol% (including 0), and it is particularly preferable that it is not substantially contained.
密度及び熱膨張係数の増加を防ぎ、かつコストを低減させるという観点からは、Y2O3及びLa2Oは、実質的に含有しないことが好ましい。 From the viewpoint of preventing increase in density and thermal expansion coefficient and reducing cost, it is preferable that Y 2 O 3 and La 2 O are not substantially contained.
本実施形態のガラス基板は失透温度が、好ましくは1280℃以下、より好ましくは1250℃以下、さらに好ましくは1210℃以下である。失透温度が低いほど、オーバーフローダウンドロー法でガラス板の成形がしやすくなる。オーバーフローダウンドロー法を適用することで、ガラス基板表面を研磨する工程を省略することができるので、ガラス基板の表面品質を向上できる。また、生産コストも低減することができる。失透温度が高すぎると、失透が生じやすいのでオーバーフローダウンドロー法への適用が難しくなる傾向がある。 The glass substrate of this embodiment has a devitrification temperature of preferably 1280 ° C. or lower, more preferably 1250 ° C. or lower, and further preferably 1210 ° C. or lower. The lower the devitrification temperature, the easier it is to form the glass plate by the overflow downdraw method. By applying the overflow downdraw method, the step of polishing the surface of the glass substrate can be omitted, so that the surface quality of the glass substrate can be improved. In addition, the production cost can be reduced. If the devitrification temperature is too high, devitrification is likely to occur, so that application to the overflow downdraw method tends to be difficult.
本実施形態のガラス基板は、100℃〜300℃における平均熱膨張係数(100-300℃)が、50.0×10-7℃-1以下であり、28.0〜50.0×10-7℃-1であることが好ましく、より好ましくは33.0〜46.0×10-7℃-1、さらに好ましくは33.0〜45.0×10-7℃-1、一層好ましくは35.0以上43.0×10-7℃-1未満、より一層好ましくは38.0〜43.0×10-7℃-1の範囲である。熱膨張係数が大きいと、熱処理工程において、熱衝撃や熱収縮率が増大する傾向がある。また、熱膨張係数が大きいと、熱収縮率を低減することが困難となる。なお、熱膨張係数が大きくても小さくても、ガラス基板上に形成される金属、薄膜などの周辺材料と熱膨張係数との整合がとりにくくなり、周辺部材が剥離してしまう虞がある。 Glass substrate of the present embodiment, the average thermal expansion coefficient at 100 ℃ ~300 ℃ (100-300 ℃) is, is a 50.0 × 10 -7 ℃ -1 or less, is 28.0~50.0 × 10 -7 ℃ -1 More preferably, 33.0 to 46.0 × 10 −7 ° C.− 1 , further preferably 33.0 to 45.0 × 10 −7 ° C.− 1 , more preferably 35.0 or more and less than 43.0 × 10 −7 ° C.− 1 , even more preferable. Is in the range of 38.0 to 43.0 × 10 −7 ° C. −1 . When the thermal expansion coefficient is large, the thermal shock and the thermal contraction rate tend to increase in the heat treatment process. Further, if the thermal expansion coefficient is large, it is difficult to reduce the thermal shrinkage rate. Note that, regardless of whether the thermal expansion coefficient is large or small, it is difficult to match the thermal expansion coefficient with the peripheral material such as metal or thin film formed on the glass substrate, and the peripheral member may be peeled off.
一般にガラス基板は歪点が低いと、ディスプレイ製造時の熱処理工程において熱収縮が生じやすくなる。本実施形態のガラス基板は、歪点が、670℃以上であり、より好ましくは700℃以上、さらに好ましくは710℃以上である。 In general, when a glass substrate has a low strain point, heat shrinkage tends to occur in a heat treatment process during display manufacturing. The glass substrate of this embodiment has a strain point of 670 ° C. or higher, more preferably 700 ° C. or higher, and further preferably 710 ° C. or higher.
本実施形態のガラス基板は熱収縮率が、90ppm以下あるいは75ppm以下であることが好ましい。熱収縮率が大きくなり過ぎると、画素の大きなピッチズレを引き起こし、高精細なディスプレイを実現できなくなる。熱収縮率を所定範囲に制御するためには、ガラス基板の歪点を670℃以上あるいは700℃以上とすることが好ましい。なお、熱収縮率を0ppmにしようとすると、徐冷工程を極めて長くすることや、徐冷、切断工程後に熱収縮低減処理(オフライン徐冷)を施すことが求められるが、この場合、生産性が低下し、コストが高騰してしまう。生産性およびコストを鑑みると、熱収縮率は、例えば、3〜90ppm、3〜75ppm、あるいは5〜75ppmであることが好ましく、より好ましくは5ppm〜60ppm、さらに好ましくは10ppm〜55ppm、一層好ましくは15ppm〜50ppmである。 The glass substrate of the present embodiment preferably has a thermal shrinkage rate of 90 ppm or less or 75 ppm or less. If the thermal contraction rate becomes too large, a large pitch shift of pixels is caused, and a high-definition display cannot be realized. In order to control the heat shrinkage rate within a predetermined range, it is preferable that the strain point of the glass substrate is 670 ° C. or higher or 700 ° C. or higher. In order to reduce the heat shrinkage rate to 0 ppm, it is required to make the slow cooling process extremely long, or to perform heat shrinkage reduction treatment (offline slow cooling) after the slow cooling and cutting process. Will drop and costs will rise. In view of productivity and cost, the heat shrinkage rate is preferably, for example, 3 to 90 ppm, 3 to 75 ppm, or 5 to 75 ppm, more preferably 5 ppm to 60 ppm, further preferably 10 ppm to 55 ppm, more preferably 15 ppm to 50 ppm.
尚、熱収縮率は、ガラス基板を昇温速度で10℃/分昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温(降温速度は、約2.7℃/分)し、その後、常温まで放冷する熱処理を施された後の下記式で示される。
熱収縮率(ppm)={熱処理前後のガラスの収縮量/熱処理前のガラスの長さ}×106
このとき、「熱処理前後のガラスの収縮量」とは、「熱処理前のガラスの長さ−熱処理後のガラスの長さ」である。
The thermal shrinkage rate was 10 ° C / min. At a heating rate of 10 ° C / min, held at 550 ° C for 2 hours, and the temperature was lowered to 400 ° C over 55 min. ), And then the following formula after the heat treatment to cool to room temperature.
Thermal shrinkage (ppm) = {Shrinkage amount of glass before and after heat treatment / Glass length before heat treatment} × 10 6
At this time, “the amount of shrinkage of the glass before and after the heat treatment” is “the length of the glass before the heat treatment−the length of the glass after the heat treatment”.
本実施形態のガラス基板は密度が、ガラス基板の軽量化及びディスプレイの軽量化という観点から、好ましくは3.0g/cm3以下、より好ましくは2.8g/cm3以下、さらに好ましくは2.65g/cm3以下である。密度が高くなり過ぎると、ガラス基板の軽量化が困難となり、ディスプレイの軽量化も図り難くなる。 The glass substrate of the present embodiment has a density of preferably 3.0 g / cm 3 or less, more preferably 2.8 g / cm 3 or less, and further preferably 2.65 g / cm, from the viewpoints of reducing the weight of the glass substrate and the display. 3 or less. If the density becomes too high, it is difficult to reduce the weight of the glass substrate, and it is difficult to reduce the weight of the display.
ガラスの転移点(以下、Tgと記載)が低くなると、ディスプレイ製造の熱処理工程において熱収縮が生じやすくなる傾向がある。本実施形態のガラス基板はTgが、好ましくは720℃以上、より好ましくは750℃以上、さらに好ましくは760℃以上である。ガラス基板のTgを上記範囲にするには、本実施形態のガラス基板の組成の範囲において、例えば、SiO2及びAl2O3等の成分を多めにする、あるいはB2O3、RO、R2Oの成分を少なくすることが適当である。 When the glass transition point (hereinafter referred to as Tg) is lowered, thermal shrinkage tends to occur in the heat treatment step of display production. The glass substrate of the present embodiment has a Tg of preferably 720 ° C. or higher, more preferably 750 ° C. or higher, and further preferably 760 ° C. or higher. In order to make the Tg of the glass substrate in the above range, in the range of the composition of the glass substrate of the present embodiment, for example, more components such as SiO 2 and Al 2 O 3 , or B 2 O 3 , RO, R It is appropriate to reduce the 2 O component.
本実施形態のガラスは粘度が102.5[dPa・s]を示す温度(以下、熔融温度と記す。)が、好ましくは1680℃以下であり、より好ましくは1500〜1680℃の範囲、さらに好ましくは1520〜1660℃、一層好ましくは1560〜1640℃の範囲である。熔融温度が低いガラスは、歪点が低くなりやすい。歪点を高くするには、熔融温度もある程度高くする必要がある。但し、熔融温度が高いと、熔解槽への負荷が大きくなる。また、エネルギーを大量に使用するため、コストも高くなる。また、ガラス熔解に電気熔解を適用する場合、ガラスではなく、熔解槽を形成する耐熱煉瓦に電流が流れてしまい、熔解槽が破損してしまうことがある。ガラスの熔融温度を上記範囲にするには、本実施形態のガラス基板の組成の範囲において、粘度を低下させる、例えば、B2O3、RO等の成分を上述した範囲で含有することが適当である。 The glass of this embodiment has a temperature at which the viscosity is 10 2.5 [dPa · s] (hereinafter referred to as a melting temperature), preferably 1680 ° C. or less, more preferably 1500 to 1680 ° C., and still more preferably It is in the range of 1520 to 1660 ° C, more preferably 1560 to 1640 ° C. Glass having a low melting temperature tends to have a low strain point. In order to increase the strain point, it is necessary to increase the melting temperature to some extent. However, when the melting temperature is high, the load on the melting tank increases. Moreover, since energy is used in large quantities, cost also becomes high. Moreover, when applying electric melting to glass melting, an electric current flows into the heat-resistant brick which forms not a glass but a melting tank, and a melting tank may be damaged. In order to bring the melting temperature of the glass within the above range, it is appropriate to contain components such as B 2 O 3 , RO, etc. within the above-mentioned range that lower the viscosity in the composition range of the glass substrate of the present embodiment. It is.
本実施形態のガラス基板を製造する際の熔融ガラスは比抵抗(1550℃における)が、好ましくは30〜700Ω・cm、より好ましくは30〜400Ω・cm、さらに好ましくは30〜300Ω・cm、一層好ましくは50〜300Ω・cmの範囲である。比抵抗が小さくなりすぎると、熔解に必要な電流値が過大になり、設備上の制約がでる場合がある。また、電極の消耗が多くなる傾向もある。熔融ガラスの比抵抗が大きくなりすぎると、ガラスではなく、熔解槽を形成する耐熱煉瓦に電流が流れてしまい、熔解槽が熔損してしまう場合もある。熔融ガラスの比抵抗は、主に、RO、R2O、Fe2O3の含有量をコントロールすることで、上記範囲に調整できる。 The molten glass when producing the glass substrate of the present embodiment has a specific resistance (at 1550 ° C.) of preferably 30 to 700 Ω · cm, more preferably 30 to 400 Ω · cm, still more preferably 30 to 300 Ω · cm, one layer Preferably it is the range of 50-300 ohm * cm. If the specific resistance becomes too small, the current value necessary for melting becomes excessive, and there may be restrictions on the equipment. In addition, there is a tendency that the consumption of the electrode increases. If the specific resistance of the molten glass becomes too large, the current may flow not to the glass but to the heat-resistant brick forming the melting tank, and the melting tank may be melted. The specific resistance of the molten glass can be adjusted to the above range mainly by controlling the contents of RO, R 2 O, and Fe 2 O 3 .
本実施形態のガラス基板を構成するガラスは、エッチングレートが50μm/h以上であることが好ましい。エッチングレートが速くなると、生産性が向上する。特に、TFT側とカラーフィルタ側のガラス基板を張り合わせた後にガラス基板のエッチングを行い、軽量化を図る場合には、エッチングレートが生産性を左右する。しかし、エッチングレートが高くなりすぎるとディスプレイ製造時の生産性は向上するものの、ガラスの耐失透性が低下してしまう。また、熱収縮率も増大しやすくなる。エッチングレートは好ましくは60〜140μm/h 、より好ましくは65〜120μm/h、さらに好ましくは70〜120μm/hである。ガラスのエッチングレートを高めるためには、SiO2-(1/2×Al2O3)あるいはSiO2/Al2O3の値を小さくすればよい。本実施形態においては、上記エッチングレートは以下の条件で測定したものと定義する。本明細書におけるエッチングレート(μm/h)とは、ガラス基板を、HF濃度1mol/kg、HCl濃度5mol/kgとなるように調整した40℃のエッチング液に1時間浸漬した場合の、単位時間(1時間)当たりのガラス基板の一方の表面の厚み減少量(μm)である。 The glass constituting the glass substrate of the present embodiment preferably has an etching rate of 50 μm / h or more. Productivity improves as the etching rate increases. In particular, when the glass substrate is etched after bonding the glass substrate on the TFT side and the color filter side to reduce the weight, the etching rate affects the productivity. However, if the etching rate becomes too high, the productivity at the time of manufacturing the display is improved, but the devitrification resistance of the glass is lowered. In addition, the thermal shrinkage tends to increase. The etching rate is preferably 60 to 140 μm / h, more preferably 65 to 120 μm / h, still more preferably 70 to 120 μm / h. In order to increase the etching rate of glass, the value of SiO 2 − (1/2 × Al 2 O 3 ) or SiO 2 / Al 2 O 3 may be reduced. In the present embodiment, the etching rate is defined as measured under the following conditions. The etching rate (μm / h) in this specification is a unit time when the glass substrate is immersed in an etching solution at 40 ° C. adjusted to have an HF concentration of 1 mol / kg and an HCl concentration of 5 mol / kg for 1 hour. It is the thickness reduction amount (μm) of one surface of the glass substrate per (1 hour).
本実施形態のガラス基板は板厚が、例えば、0.1〜1.1mm 、あるいは0.3〜1.1mmの範囲であることができる。但し、この範囲に限定する意図ではない。板厚は、例えば、0.3〜0.7mm、0.3〜0.5mmの範囲であることもできる。ガラス板の厚さが薄すぎると、ガラス基板自体の強度が低下する。例えば、フラットパネルディスプレイ製造時の破損が生じやすくなる。板厚が厚すぎると、薄型化が求められるディスプレイには好ましくない。また、ガラス基板の重量が重くなるため、フラットパネルディスプレイの軽量化が図りがたくなる。さらに、TFT形成後にガラス基板のエッチング処理を行う場合には、エッチング処理量が多くなり、コストと時間がかかってしまう。 The glass substrate of this embodiment can have a plate thickness in the range of, for example, 0.1 to 1.1 mm, or 0.3 to 1.1 mm. However, it is not intended to limit to this range. The plate thickness may be in the range of 0.3 to 0.7 mm, 0.3 to 0.5 mm, for example. If the glass plate is too thin, the strength of the glass substrate itself is reduced. For example, damage during flat panel display manufacturing is likely to occur. If the plate thickness is too thick, it is not preferable for a display that is required to be thin. In addition, since the weight of the glass substrate becomes heavy, it is difficult to reduce the weight of the flat panel display. Furthermore, when the glass substrate is etched after the TFT is formed, the amount of the etching process increases, which increases cost and time.
本実施形態のガラス基板は、例えば、アレイ・カラーフィルタ張り合わせ後にガラス基板表面をエッチング処理するフラットパネルディスプレイの製造に用いられる。本実施形態のガラス基板は、ディスプレイ用ガラス基板に好適である(ただし、CRT(ブラウン管)ディスプレイは除く)。特に本実施形態のガラス基板は、LTPS−TFTまたはOS−TFTが形成されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板に好適である。具体的には、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ELディスプレイ用ガラス基板に好適である。特に、LTPS−TFT液晶ディスプレイ用ガラス基板、LTPS−TFT有機ELディスプレイ用ガラス基板に好適である。中でも、高精細が求められる携帯端末などのディスプレイ用ガラス基板に好適である。 The glass substrate of this embodiment is used, for example, in the manufacture of a flat panel display in which the glass substrate surface is etched after the array / color filter is bonded. The glass substrate of the present embodiment is suitable for a display glass substrate (however, a CRT (CRT) display is excluded). In particular, the glass substrate of the present embodiment is suitable for a glass substrate for flat panel display on which LTPS-TFT or OS-TFT is formed. Specifically, it is suitable for a glass substrate for liquid crystal display and a glass substrate for organic EL display. Particularly, it is suitable for a glass substrate for LTPS-TFT liquid crystal display and a glass substrate for LTPS-TFT organic EL display. Especially, it is suitable for the glass substrate for displays, such as a portable terminal in which high definition is calculated | required.
<フラットパネルディスプレイ>
本実施形態は、LTPS−TFTまたはOS−TFTをガラス基板表面に形成したフラットパネルディスプレイを包含し、このフラットパネルディスプレイはガラス基板が上記本実施形態のガラス基板である。本実施形態のフラットパネルディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイであることかできる。
<Flat panel display>
The present embodiment includes a flat panel display in which LTPS-TFT or OS-TFT is formed on the surface of a glass substrate, and the glass substrate of the flat panel display is the glass substrate of the present embodiment. The flat panel display of this embodiment can be, for example, a liquid crystal display or an organic EL display.
<ガラス基板の製造方法>
本実施形態のディスプレイ用ガラス基板の製造方法は、所定の組成に調合したガラス原料を、例えば、少なくとも直接通電加熱を用いて、熔解する熔解工程と、
前記熔解工程にて熔解した熔融ガラスを平板状ガラスに成形する成形工程と、
前記平板状ガラスを徐冷する徐冷工程と、を有する。
特に、前記徐冷工程は、前記平板状ガラスの熱収縮率を低減するように前記平板状ガラスの冷却条件を制御する工程であることが好ましい。
<Glass substrate manufacturing method>
The method for producing a glass substrate for display of the present embodiment includes a melting step of melting a glass raw material prepared in a predetermined composition, for example, using at least direct current heating,
A forming step of forming the molten glass melted in the melting step into a flat glass;
And a slow cooling step of slowly cooling the flat glass.
In particular, the slow cooling step is preferably a step of controlling the cooling conditions of the flat glass so as to reduce the thermal shrinkage rate of the flat glass.
[熔解工程] 熔解工程においては、所定の組成を有するように調合したガラス原料を、例えば、直接通電加熱及び/又は燃焼加熱を用いて熔解する。ガラス原料は、公知の材料から適宜選択できる。エネルギー効率の観点から、熔解工程では、ガラス原料を、少なくとも直接通電加熱を用いて熔解することが好ましい。また、熔解工程を行う熔解槽は、高ジルコニア系耐火物を含んで構成されることが好ましい。上記所定の組成は、例えば、ガラスの各成分に関して上述した含有量を満たす範囲で適宜調整できる。 [Melting Step] In the melting step, the glass raw material prepared to have a predetermined composition is melted using, for example, direct current heating and / or combustion heating. The glass raw material can be appropriately selected from known materials. From the viewpoint of energy efficiency, in the melting step, it is preferable to melt the glass raw material using at least direct current heating. Moreover, it is preferable that the melting tank which performs a melting process is comprised including a high zirconia refractory. The said predetermined composition can be suitably adjusted, for example in the range with which content mentioned above regarding each component of glass is satisfy | filled.
[成形工程]
成形工程では、熔解工程にて熔解した熔融ガラスを平板状ガラスに成形する。平板状ガラスへの成形方法は、例えば、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法が好適であり、平板状ガラスとしてガラスリボンが成形される。その他、フロート法、リドロー法、ロールアウト法などを適用できる。ダウンドロー法を採用することにより、フロート法など他の成形方法を用いた場合に比べ、得られたガラス基板の主表面が雰囲気以外とは非接触である自由表面で形成されるために、極めて高い平滑性を有しており、成形後のガラス基板表面の研磨工程が不要となるために、製造コストを低減することができ、さらに生産性も向上させることができる。さらに、ダウンドロー法を使用して成形したガラス基板の両主表面は均一な組成を有しているために、エッチング処理を行った際に、成型時の表裏に関係なく均一にエッチングを行うことができる。
[Molding process]
In the forming step, the molten glass melted in the melting step is formed into flat glass. For example, the down-draw method, particularly the overflow down-draw method is suitable as a method for forming the flat glass, and a glass ribbon is formed as the flat glass. In addition, a float method, a redraw method, a rollout method, etc. can be applied. By adopting the downdraw method, compared to the case where other molding methods such as the float method are used, the main surface of the obtained glass substrate is formed with a free surface that is non-contact except for the atmosphere. Since it has high smoothness and does not require a polishing step on the surface of the glass substrate after molding, the manufacturing cost can be reduced and the productivity can also be improved. In addition, since both main surfaces of the glass substrate molded using the downdraw method have a uniform composition, etching is performed uniformly regardless of the front and back of the molding process. Can do.
[徐冷工程]
徐冷時の条件を適宜調整することでガラス基板の熱収縮率をコントロールすることができる。特に、前記平板状ガラスの熱収縮率を低減するように前記平板状ガラスの冷却条件を制御することが好ましい。ガラス基板の熱収縮率は上述のように、90ppm以下であり、好ましくは75ppm以下、より好ましくは5〜75ppmである。このような数値の熱収縮率を持つガラス基板を製造するためには、例えば、ダウンドロー法を使用する場合は、平板状ガラスとしてのガラスリボンの冷却速度を、Tgから(Tg−100℃)の温度範囲内において、30〜300℃/分とするように徐冷を行うことが好ましい。冷却速度が速すぎると、熱収縮率を十分低減することができない。一方、冷却速度が遅すぎると、生産性が低下すると共に、ガラス製造装置(徐冷炉)が大型化してしまうという問題が生じる。冷却速度の好ましい範囲は、30〜300℃/分であり、50〜200℃/分がより好ましく、60〜120℃/分がさらに好ましい。冷却速度を30〜300℃/分とすることで、本実施形態のガラス基板をより確実に製造することができる。なお、徐冷工程の下流で平板状ガラスを切断した後に、別途オフラインで徐冷を行うことでも熱収縮率は低下させることができるが、この場合、徐冷工程を行う設備の他に、別途オフラインで徐冷を行う設備が必要となる。そのため、上述したように、オフライン徐冷を省略することができるように、徐冷工程において熱収縮率を低減できるように制御したほうが、生産性及びコストの観点からも好ましい。なお、本明細書では、ガラスリボンの冷却速度とは、ガラスリボンの幅方向中央部の冷却速度を示すものとする。
[Slow cooling process]
The heat shrinkage rate of the glass substrate can be controlled by appropriately adjusting the conditions during slow cooling. In particular, it is preferable to control the cooling conditions of the flat glass so as to reduce the thermal shrinkage of the flat glass. As described above, the thermal shrinkage rate of the glass substrate is 90 ppm or less, preferably 75 ppm or less, more preferably 5 to 75 ppm. In order to manufacture a glass substrate having such a thermal contraction rate, for example, when using the downdraw method, the cooling rate of the glass ribbon as a flat glass is changed from Tg (Tg-100 ° C). In this temperature range, it is preferable to perform slow cooling so that it may be 30-300 degreeC / min. If the cooling rate is too high, the heat shrinkage rate cannot be reduced sufficiently. On the other hand, when the cooling rate is too slow, productivity is lowered and a problem arises that the glass manufacturing apparatus (slow cooling furnace) is enlarged. A preferable range of the cooling rate is 30 to 300 ° C./min, more preferably 50 to 200 ° C./min, and further preferably 60 to 120 ° C./min. By setting the cooling rate to 30 to 300 ° C./min, the glass substrate of this embodiment can be more reliably manufactured. In addition, after cutting the flat glass downstream of the slow cooling step, the thermal shrinkage rate can also be reduced by separately cooling it offline, but in this case, in addition to the equipment for performing the slow cooling step, separately Equipment that performs slow cooling offline is required. Therefore, as described above, it is preferable from the viewpoint of productivity and cost to control the thermal shrinkage rate in the slow cooling step so that offline slow cooling can be omitted. In addition, in this specification, the cooling rate of a glass ribbon shall show the cooling rate of the center part of the width direction of a glass ribbon.
以下、本実施形態を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。但し、本実施形態は実施例に限定されるものではない。下記に示す実施例、比較例では、以下説明する物性を計測した。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail based on examples. However, the present embodiment is not limited to the examples. In the following examples and comparative examples, the physical properties described below were measured.
(歪点)
ビーム曲げ測定装置(東京工業株式会社製)を用いて測定を行い、ビーム曲げ法(ASTM C−598)に従い、計算により歪点を求めた。
(Strain point)
Measurement was performed using a beam bending measuring apparatus (manufactured by Tokyo Kogyo Co., Ltd.), and a strain point was determined by calculation according to the beam bending method (ASTM C-598).
(失透温度)
ガラスを粉砕し、2380μmのふるいを通過し、1000μmのふるい上に留まったガラス粒を白金ボートに入れた。この白金ボートを、1050〜1380℃の温度勾配をもった電気炉内に5時間保持し、その後、炉から取り出して、ガラス内部に発生した失透を50倍の光学顕微鏡にて観察した。失透が観察された最高温度を、失透温度とした。
(Devitrification temperature)
The glass was crushed, and glass particles that passed through a 2380 μm sieve and remained on the 1000 μm sieve were placed in a platinum boat. This platinum boat was held in an electric furnace having a temperature gradient of 1050 to 1380 ° C. for 5 hours, and then removed from the furnace, and devitrification generated in the glass was observed with a 50 × optical microscope. The maximum temperature at which devitrification was observed was defined as the devitrification temperature.
(1550℃での比抵抗)
熔融ガラスの比抵抗は、HP社製 4192A LF インピーダンス・アナライザーを用いて、四端子法にて測定し、前記測定結果より1550℃での比抵抗値を算出した。
(Resistivity at 1550 ° C)
The specific resistance of the molten glass was measured by a four-terminal method using a HP 4192A LF impedance analyzer, and the specific resistance value at 1550 ° C. was calculated from the measurement result.
(100〜300℃の範囲における平均熱膨張係数αおよびTgの測定方法)
示差熱膨張計(Thermo Plus2 TMA8310)を用いて測定した。この時の昇温速度は5℃/分とした。測定結果を元に100〜300℃の温度範囲における平均熱膨張係数およびTgを求めた。
(Measuring method of average thermal expansion coefficient α and Tg in the range of 100 to 300 ° C)
It measured using the differential thermal dilatometer (Thermo Plus2 TMA8310). The temperature rising rate at this time was 5 ° C./min. Based on the measurement results, the average thermal expansion coefficient and Tg in the temperature range of 100 to 300 ° C. were determined.
(熱収縮率)
熱収縮率は、90mm〜200mm×15〜30mm×0.5〜1mmの大きさのガラスについて、ケガキ線法で求めた。熱収縮測定の熱処理としては、エアサーキュレーション炉(Nabertherm製N120/85HA)を用いて、室温から10℃/分で昇温させ、550℃で2時間保持し、55分かけて400℃まで降温(降温速度約2.7℃/分)し、その後、エアサーキュレーション炉の扉を半開きし、室温まで放冷した。
熱収縮率(ppm)={熱処理でのガラスの収縮量/熱処理前のガラスのケガキ線間距離}×106 なお、ガラス原料を白金ルツボで熔解した後に鉄板上に流し出し、冷却固化して得たガラスの熱収縮を測定する場合は、0.7mmの厚さとなるように切断・研削・研磨を施し、電気炉を用いて、Tg+15℃の温度で30分間保持した後、4分間で炉外へ取り出したガラスを用いた。このときのTg+15〜150℃の範囲の平均冷却速度は100〜200℃/分であった。
(Heat shrinkage)
The thermal shrinkage rate was determined by the marking line method for glass having a size of 90 mm to 200 mm × 15 to 30 mm × 0.5 to 1 mm. As heat treatment for heat shrinkage measurement, using an air circulation furnace (Nabertherm N120 / 85HA), the temperature was raised from room temperature at 10 ° C / min, held at 550 ° C for 2 hours, and lowered to 400 ° C over 55 minutes. (The temperature drop rate was about 2.7 ° C./min), and then the door of the air circulation furnace was opened halfway and allowed to cool to room temperature.
Thermal shrinkage rate (ppm) = {Shrinkage amount of glass in heat treatment / Distance between scribing lines of glass before heat treatment} × 10 6 When measuring the thermal shrinkage of the obtained glass, cut, grind and polish to a thickness of 0.7 mm, hold for 30 minutes at a temperature of Tg + 15 ° C using an electric furnace, then 4 minutes Glass taken out of the furnace was used. The average cooling rate in the range of Tg + 15 to 150 ° C. at this time was 100 to 200 ° C./min.
(密度)
ガラスの密度は、アルキメデス法によって測定した。
(density)
The density of the glass was measured by the Archimedes method.
(エッチングレート)
エッチングレート(μm/h)は、ガラス(12.5mmx20mmx0.7mm)を、HF濃度1mol/kg、HCl濃度5mol/kgとなるように調整した40℃のエッチング液(200mL)に1時間浸漬した場合の厚み減少量(μm)を測定し、単位時間(1時間)当たりのガラス基板の一方の表面の厚み減少量(μm)を算出することで求めた。
(Etching rate)
The etching rate (μm / h) is the value when glass (12.5 mm x 20 mm x 0.7 mm) is immersed in an etching solution (200 mL) adjusted to HF concentration 1 mol / kg and HCl concentration 5 mol / kg for 1 hour. The thickness reduction amount (μm) was measured, and the thickness reduction amount (μm) of one surface of the glass substrate per unit time (1 hour) was calculated.
以下、実施例及び比較例の組成と評価について、ガラス基板(A)〜(C)の3つの形態に分けて説明する。 Hereinafter, the composition and evaluation of Examples and Comparative Examples will be described in three forms of glass substrates (A) to (C).
(ガラス基板(A):実施例1〜60、比較例1〜3)
表1〜4に示すガラス組成になるように、実施例1〜60、比較例1〜3のガラスを以下の手順に従って作製した。得られたガラスについて、歪点、失透温度、Tg、100〜300℃の範囲における平均熱膨張係数(α)、熱収縮率、密度、エッチングレートを求めた。
(Glass substrate (A): Examples 1 to 60, Comparative Examples 1 to 3)
The glass of Examples 1-60 and Comparative Examples 1-3 was produced according to the following procedures so that it might become the glass composition shown to Tables 1-4. About the obtained glass, the strain point, devitrification temperature, Tg, the average thermal expansion coefficient ((alpha)) in the range of 100-300 degreeC, the thermal contraction rate, the density, and the etching rate were calculated | required.
表1〜4に示すガラス組成となるように、各成分の原料を調合して熔解、清澄、成形を行った。 The raw materials of each component were prepared and melted, clarified, and molded so as to have the glass compositions shown in Tables 1 to 4.
上記のように得られたガラスのうち実施例1〜60は、熱収縮率が90ppm以下であった。また、1550℃における熔融ガラスの比抵抗も700Ω・cm以下であった。また、直接通電加熱を用いてガラス原料を熔解し、オーバーフローダウンドロー法でガラス基板を製造した場合にも、同様の結果が得られた。したがって、これらのガラスを用いることで、オーバーフローダウンドロー法により、LTPS−TFTが適用されるディスプレイに用いることが可能な、ガラス基板を製造することができる。また、これらのガラス基板は、OS−TFT用ガラス基板としても適したものである。 Of the glasses obtained as described above, Examples 1 to 60 had a heat shrinkage of 90 ppm or less. The specific resistance of the molten glass at 1550 ° C. was also 700 Ω · cm or less. Moreover, the same result was obtained also when the glass raw material was melted using direct current heating and a glass substrate was produced by the overflow down draw method. Therefore, by using these glasses, a glass substrate that can be used for a display to which LTPS-TFT is applied can be manufactured by an overflow downdraw method. Moreover, these glass substrates are also suitable as a glass substrate for OS-TFT.
一方、比較例1〜3は、1550℃における熔融ガラスの比抵抗は700Ω・cm以下であったものの、歪点が670℃未満であった。さらに、比較例1は、熱収縮率が90ppmをはるかに超えていた。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, although the specific resistance of the molten glass at 1550 ° C. was 700 Ω · cm or less, the strain point was less than 670 ° C. Furthermore, Comparative Example 1 had a thermal shrinkage rate far exceeding 90 ppm.
(ガラス基板(B):実施例101〜148及び比較例101)
表5〜7に示すガラス組成になるように、実施例101〜148及び比較例101のガラスを以下の手順に従って作製した。得られたガラスについて、歪点、失透温度、Tg、100〜300℃の範囲における平均熱膨張係数(α)、熱収縮率、密度、エッチングレートを求めた。
(Glass substrate (B): Examples 101 to 148 and Comparative Example 101)
The glasses of Examples 101 to 148 and Comparative Example 101 were produced according to the following procedure so that the glass compositions shown in Tables 5 to 7 were obtained. About the obtained glass, the strain point, devitrification temperature, Tg, the average thermal expansion coefficient ((alpha)) in the range of 100-300 degreeC, the thermal contraction rate, the density, and the etching rate were calculated | required.
表5〜7に示すガラス組成となるように、各成分の原料を調合して熔解、清澄、成形を行った。 The raw materials of each component were prepared and melted, clarified, and molded so as to have the glass compositions shown in Tables 5-7.
上記のように得られた実施例101〜148のガラスは、熱収縮率が5〜75ppmであった。また、失透温度も1280℃以下であった。これに対して、MgO/(RO+ZnO)が0.95である比較例101では、熱収縮率が5〜75ppmであったが、失透温度が1280℃超であった。
また、直接通電加熱を用いてガラス原料を熔解してオーバーフローダウンドロー法でガラス基板を製造した場合にも、同様の結果が得られた。したがって、実施例101〜148のガラスを用いることで、オーバーフローダウンドロー法により、LTPS−TFTが適用されるディスプレイに用いることが可能な、ガラス基板を製造することができる。また、実施例101〜148のガラス基板は、OS−TFT用ガラス基板としても適したものである。
The glasses of Examples 101 to 148 obtained as described above had a heat shrinkage rate of 5 to 75 ppm. The devitrification temperature was 1280 ° C. or lower. In contrast, in Comparative Example 101 where MgO / (RO + ZnO) was 0.95, the heat shrinkage rate was 5 to 75 ppm, but the devitrification temperature was higher than 1280 ° C.
Moreover, the same result was obtained also when the glass raw material was melted using direct current heating and the glass substrate was produced by the overflow down draw method. Therefore, by using the glasses of Examples 101 to 148, a glass substrate that can be used for a display to which LTPS-TFT is applied can be manufactured by the overflow downdraw method. Further, the glass substrates of Examples 101 to 148 are also suitable as OS-TFT glass substrates.
(ガラス基板(C):実施例201〜255および比較例201〜203)
表8〜11に示すガラス組成になるように、実施例201〜255および比較例201〜203のガラスを以下の手順に従って作製した。得られたガラスについて、歪点、失透温度、Tg、100〜300℃の範囲における平均熱膨張係数(α)、熱収縮率、密度、エッチングレートを求めた。
(Glass substrate (C): Examples 201 to 255 and Comparative examples 201 to 203)
Glasses of Examples 201 to 255 and Comparative Examples 201 to 203 were produced according to the following procedure so that the glass compositions shown in Tables 8 to 11 were obtained. About the obtained glass, the strain point, devitrification temperature, Tg, the average thermal expansion coefficient ((alpha)) in the range of 100-300 degreeC, the thermal contraction rate, the density, and the etching rate were calculated | required.
表8〜11に示すガラス組成となるように、各成分の原料を調合して熔解、清澄、成形を行った。 The raw materials of each component were prepared and melted, clarified, and molded so as to have the glass compositions shown in Tables 8 to 11.
上記のように得られたガラスは、歪点が700℃以上であった。また、エッチングレートも50μm/h以上であった。したがって、これらのガラスを用いることで、オーバーフローダウンドロー法により、LTPS−TFTが適用されるディスプレイに用いることが可能な、ガラス基板を製造することができる。また、これらのガラス基板は、OS−TFT用ガラス基板としても適したものである。 The glass obtained as described above had a strain point of 700 ° C. or higher. Further, the etching rate was 50 μm / h or more. Therefore, by using these glasses, a glass substrate that can be used for a display to which LTPS-TFT is applied can be manufactured by an overflow downdraw method. Moreover, these glass substrates are also suitable as a glass substrate for OS-TFT.
SiO2/Al2O3が6.0以下の実施例201〜255および比較例203では、エッチングレートが65(μm/h)以上であり、良好であった。一方、SiO2/Al2O3が6.0を超える比較例201、202では、エッチングレートが62(μm/h)以下であり、良好ではなかった。
B2O3の含有量が7%以下の実施例1〜55および比較例1、2では、歪点が700℃よりも高かった。失透温度は1100℃以上であった。
一方、B2O3の含有量が12.0%の比較例203では、失透温度が1050℃に低下したものの、歪点が660℃に低下した。
In Examples 201 to 255 and Comparative Example 203 in which SiO 2 / Al 2 O 3 was 6.0 or less, the etching rate was 65 (μm / h) or more, which was favorable. On the other hand, in Comparative Examples 201 and 202 with SiO 2 / Al 2 O 3 exceeding 6.0, the etching rate was 62 (μm / h) or less, which was not good.
In Examples 1 to 55 and Comparative Examples 1 and 2 in which the content of B 2 O 3 was 7% or less, the strain point was higher than 700 ° C. The devitrification temperature was 1100 ° C or higher.
On the other hand, in Comparative Example 203 having a B 2 O 3 content of 12.0%, the devitrification temperature decreased to 1050 ° C., but the strain point decreased to 660 ° C.
Claims (12)
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
B2O3 0〜8%、
MgO 2.1〜15%、
R2O 0.01〜0.8%、を含有し、
BaO/ROが0.05〜1であり、
Y 2 O 3 およびLa 2 O 3 を実質的に含有せず、
歪点が670℃以上である、ガラスから形成されるディスプレイ用ガラス基板。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表しており、R2Oは(Li2O+Na2O+K2O)を表している。 In mol%
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
B 2 O 3 0-8%,
MgO 2.1-15%,
R 2 O 0.01-0.8%,
BaO / RO is 0.05-1
Substantially free of Y 2 O 3 and La 2 O 3 ,
A glass substrate for display formed from glass having a strain point of 670 ° C. or higher.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO), and R 2 O represents (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O).
SiO2 60〜80%、
Al2O3 8〜20%、
B2O3 0〜8%、
MgO 2.1〜15%、
R2O 0.01〜0.8%、を含有し、
(SiO2+(2×Al2O3))/((2×B2O3)+RO+(10×R2O))が2.5以上であり、
BaO/ROが0.05〜1であり、
Y 2 O 3 およびLa 2 O 3 を実質的に含有せず、
歪点が670℃以上である、ガラスから形成されるディスプレイ用ガラス基板。
ここで、ROは(MgO+CaO+SrO+BaO)を表しており、R2Oは(Li2O+Na2O+K2O)を表している。 In mol%
SiO 2 60~80%,
Al 2 O 3 8-20%,
B 2 O 3 0-8%,
MgO 2.1-15%,
R 2 O 0.01-0.8%,
(SiO 2 + (2 × Al 2 O 3 )) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO + (10 × R 2 O)) is 2.5 or more,
BaO / RO is 0.05-1
Substantially free of Y 2 O 3 and La 2 O 3 ,
A glass substrate for display formed from glass having a strain point of 670 ° C. or higher.
Here, RO represents (MgO + CaO + SrO + BaO), and R 2 O represents (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O).
CaO 0〜20%、
SrO 0〜15%、
BaO 0.1〜15%、を含有する、請求項1又は2記載のガラス基板。 In mol%
CaO 0-20%,
SrO 0-15%,
The glass substrate of Claim 1 or 2 containing BaO 0.1-15%.
モル%表示で、
SnO2 0.03〜0.15%であり、
SnO2とFe2O3との合量は0.05〜0.2%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス基板。 Containing SnO 2 and Fe 2 O 3 ,
In mol%
SnO 2 0.03-0.15%,
The glass substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the total amount of SnO 2 and Fe 2 O 3 is 0.05 to 0.2%.
SiO2 66〜72%、
Al2O3 11〜15%、
B2O3 0〜8%、
MgO 2.1〜6%、
CaO 2〜11%、
SrO 0〜1%、
BaO 1〜10%、を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス基板。 In mol%
SiO 2 66-72%,
Al 2 O 3 11-15%,
B 2 O 3 0-8%,
MgO 2.1-6%,
CaO 2-11%,
SrO 0-1%,
The glass substrate of any one of Claims 1-6 containing BaO 1-10%.
前記熔解工程にて熔解した熔融ガラスを平板状ガラスに成形する成形工程と、
前記平板状ガラスを徐冷する工程であって、前記平板状ガラスの熱収縮率を低減するように前記平板状ガラスの冷却条件を制御する徐冷工程と、を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載のガラス基板を製造するディスプレイ用ガラス基板の製造方法。 A melting step of melting a glass raw material prepared to a predetermined composition using at least direct current heating;
A forming step of forming the molten glass melted in the melting step into a flat glass;
The step of gradually cooling the flat glass, comprising a slow cooling step of controlling cooling conditions of the flat glass so as to reduce the thermal shrinkage rate of the flat glass. A method for producing a glass substrate for display, wherein the glass substrate according to claim 1 is produced.
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