JP4288657B2 - Glass substrate for flat panel display - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイ装置、特にプラズマディスプレイ装置に適したガラス基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プラズマディスプレイ装置は、前面ガラス基板表面にITO膜やネサ膜等からなる透明電極を成膜し、その上に誘電体層を形成し、また、背面ガラス基板表面には、Al、Ag、Ni等からなる電極が形成された背面ガラス基板表面に隔壁を形成してから、それぞれ500〜600℃程度の温度で焼成することにより回路を形成する。その後、前面ガラス基板と背面ガラス基板を対向させて電極等の位置合わせを行って、周囲を500〜600℃程度の温度でフリットシールすることにより作製される。
【0003】
一般に上記のガラス基板は、熱膨張係数が約84×10-7/℃のソーダ石灰ガラスや高歪点ガラス(歪点が570℃以上のガラス)からなり、フロート法、ロールアウト法等によって1.8〜3.0mmの肉厚に成形されたものが使用されている。
【0004】
尚、高歪点ガラスの方がソーダ石灰ガラスよりも歪点や体積電気抵抗率が高いため、熱処理工程において、ガラス基板の熱変形や熱収縮が小さく、前面ガラス基板と背面ガラス基板を対向させる際、精度良く電極等の位置合わせが行える。しかも、ガラス中のアルカリ成分の移動度が小さく、ガラス中のアルカリ成分とITO膜やネサ膜等の薄膜電極との反応が小さく、電極材料の電気抵抗値の安定化が図れる。これらの理由から、現在では、ソーダ石灰ガラスよりも、高歪点ガラスがガラス基板として広く用いられるようになってきている。
【0005】
ところが、前記したソーダ石灰ガラスや高歪点ガラスからなるガラス基板は、ガラスの熱膨張係数が約84×10-7/℃と大きいため、500〜600℃の温度で熱処理した後、急冷すると熱応力に起因する割れが生じる。そのため、熱処理工程の冷却速度が制限され、工程の所要時間が長くなり、生産性を低下させていた。従って、生産性向上のため、急冷しても割れ難い耐熱衝撃性に優れたガラス基板が望まれている。
【0006】
そこで、誘電体、隔壁、フリット等の周辺材料との整合性が採れる範囲で、ガラスの熱膨張係数を小さくしたガラス基板が提案されている。(特許文献1〜3)
【0007】
【特許文献1】
特開2001−226138号
【特許文献2】
特開平11−314933号
【特許文献3】
特開2002−193635号
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1で開示されているガラスは、P2O5を必要とするため、溶融条件や成形条件の微妙な変動によってガラスが乳白する可能性があり、生産歩留まりを低下させる原因となる。また、特に、フロート成形の場合、P2O5が還元されて、ガラスが着色する可能性もある。
【0009】
また、特許文献2、3で開示されているガラスは、ガラスの高温粘度が高いため、ガラスの溶融温度や成形温度を高くしなければならなくなり、溶融や成形が困難である。特に、フロート成形の場合、ガラスの高温粘度が高いと、溶融ガラスを板状に成形するためのフロートバスの温度を高くしなければならず、フロートバスからのスズの揮発量が増加し、ガラス表面に悪影響を及ぼすことになる。
【0010】
本発明の目的は、溶融や成形が容易であり、耐熱衝撃性に優れ、しかも、周辺材料と整合性がとりやすい熱膨張係数を有する高歪点ガラスからなるフラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板は、質量百分率で、SiO2 55〜74%、Al2O3 0.5〜4%、MgO 1〜15%、CaO 0〜8%、SrO 1〜15%、BaO 0〜5%、RO(ROはMgO、CaO、SrO、BaOを表わす) 21.6〜27%、Na2O 0〜8%、K2O 2〜12%、ZrO2 0〜7%、P2O5 0〜0.5%の組成を含有し、RO/Al2O3の値が6.5以上であり、且つ、30〜380℃における熱膨張係数が65〜74×10 −7 /℃であり、歪点が580℃以上であり、10 4 dPaの粘度に相当するガラス融液の温度が1170℃以下であることを特徴とする。
【0012】
【作用】
本発明のフラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板は、ガラスの熱膨張係数を74×10−7/℃以下に設定しているため、熱衝撃性を向上させることができ、熱処理工程でのガラス基板の割れの発生を抑えることができる。尚、熱膨張係数が65×10−7/℃より低くなると、周辺材料の熱膨張係数との整合性が取り難くなる。
【0013】
熱膨張係数を小さくするには、ガラス中のSiO2、Al2O3を増やしたり、Na2O、K2Oを少なくすることで調整することができる。しかし、SiO2、Al2O3を増やしたり、Na2O、K2Oを少なくすると、ガラスの高温粘度が高くなって、溶融や成形が困難となる。
【0014】
そこで、本発明のフラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板は、ガラス中のAl2O3の含有量を4質量%以下に抑えると共に、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性と成形性を向上させる成分であるRO(ROはMgO、CaO、SrO、BaOを表わす)の含有量を15質量%以上にし、且つ、RO/Al2O3の値を6.5以上に制限している。このようにすることで、ガラスの熱膨張係数と高温粘度が低くなり、結果として、高い耐熱衝撃性と、優れた溶融性及び成形性を同時に得ることができる。
【0015】
また、104dPaの粘度に相当するガラス融液の温度を1170℃以下(好ましくは1150℃以下)にすることが望ましい。この温度が1170℃より高くなると、成形装置に負担が掛かる。
【0016】
また、本発明のフラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板は、ガラスの歪点を580℃以上に設定しているため、プラズマディスプレイ装置を製造する際の熱処理工程において、ガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【0017】
本発明のガラス基板において、各成分の割合を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【0018】
SiO2は、ガラスのネットワークフォーマーである。SiO2の含有量が多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、熱膨張係数が小さくなりすぎて周辺材料との整合性が取り難くなる。また、含有量が少なくなると、熱膨張係数が大きくなりガラスの耐熱衝撃性が低下したり、ガラスの歪点が低下する傾向にあり、プラズマディスプレイ装置を製造する際の熱工程で、ガラス基板に割れが発生したり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。含有量が55〜74%であれば、ガラスの溶融性や成形性を悪化させることなく、周辺材料と整合する熱膨張係数を有し、耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることができる。好ましい範囲は56〜70%であり、より好ましくは58〜70%である。
【0019】
Al2O3は、ガラスの歪点を高くする成分である。Al2O3の含有量が多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、熱膨張係数が小さくなり周辺材料との整合性が取り難くなる。また、含有量が少なくなると、熱膨張係数が大きくなりガラスの耐熱衝撃性が低下したり、ガラスの歪点が低下する傾向にあり、プラズマディスプレイ装置を製造する際の熱工程で、ガラス基板に割れが発生したり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。含有量が0.5〜4%であれば、ガラスの溶融性や成形性を悪化させることなく、周辺材料と整合する熱膨張係数を有し、耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることができる。好ましい範囲は0.5〜3.8%であり、より好ましくは0.5〜3.5%である。
【0020】
MgOは、ガラスの高温粘度を著しく低下させて溶融性や成形性を高める成分である。MgOの含有量が多くなると、ガラスが失透しやくなる。また、含有量が少なくなると、前記効果が得にくくなる。含有量が1〜15%であれば、ガラスの失透性を強めることなく、高温粘度を低くでき、溶融性と成形性を向上することができる。好ましい範囲は2〜13%であり、より好ましくは3〜12%である。
【0021】
CaOは、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。CaOの含有量が多くなると、著しくガラスが失透しやすくなる。含有量が8%以下であれば、ガラスの失透性を強めることなく、高温粘度を低くでき、溶融性と成形性を向上させることができる。好ましい範囲は1〜8%であり、より好ましくは1〜7%である。
【0022】
SrOは、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高めたり、体積電気抵抗率を高める成分である。SrOの含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる。また、含有量が少なくなると、前記効果が得にくくなる。含有量が1〜15%であれば、ガラスの失透性を強めることなく、高温粘度を低くでき、溶融性と成形性を向上させることができる。好ましい範囲は3〜15%であり、より好ましくは4〜15%である。
【0023】
BaOは、SrOと同様にガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高めたり、体積電気抵抗率を高める成分である。BaOの含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる。含有量が5%以下であれば、ガラスの失透性を強めることなく、高温粘度を低くでき、溶融性と成形性を向上させることができる。好ましい範囲は4%以下であり、より好ましくは3%である。
【0024】
尚、ガラスの失透性を強めることなく、ガラスの高温粘度を低くして、溶融性と成形性を向上させるためには、MgO、CaO、SrO及びBaOの合量であるROを、21.6〜27%にする必要がある。ROの含有量が多くなると、ガラスが失透しやすくなる。また、含有量が少なくなると、ガラスの高温粘度が上昇し、溶融、成形が難しくなる。
【0025】
また、基板ガラスの耐熱衝撃性と溶融性及び成形性を同時に向上させるためには、RO/Al2O3の値を6.5以上(好ましくは7.0以上、より好ましくは7.5以上)に制限する必要がある。この値が低くなると、ガラスの高温粘度が上昇し、溶融、成形が難しくなる。尚、この値が大きくなりすぎると、歪点が低下する虞があるため、この値の上限は35に抑えることが望ましい。
【0026】
Na2Oは、ガラスの熱膨張係数を制御したり、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。Na2Oの含有量が多くなると、熱膨張係数が大きくなりガラスの耐熱衝撃性が低下する。また、ガラスの歪点が低下する傾向にある。そのため、プラズマディスプレイ装置を製造する際の熱工程で、ガラス基板に割れが発生したり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。含有量が8%以下であれば、歪点を低下させることなく、周辺材料と整合する熱膨張係数を有し、耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることができる。好ましい範囲は6%以下であり、より好ましくは5%以下である。
【0027】
K2Oは、Na2Oと同様にガラスの熱膨張係数を制御したり、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。K2Oの含有量が多くなると、熱膨張係数が大きくなりガラスの耐熱衝撃性が低下する。また、ガラスの歪点が低下する傾向にある。そのため、プラズマディスプレイ装置を製造する際の熱工程で、ガラス基板に割れが発生したり、熱変形や熱収縮が起こりやすくなる。一方、含有量が少なくなると、ガラスの熱膨張係数が小さくなり、周辺材料の熱膨張係数と整合し難くなる。また、ガラスの高温粘度が上昇する傾向にあり、溶融、成形が難しくなる。含有量が2〜12%であれば、歪点を低下させることなく、周辺材料と整合する熱膨張係数を有し、耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることができる。好ましい範囲は3〜10%であり、より好ましくは4〜10%である。
【0028】
ZrO2は、ガラスの歪点を高める成分である。ZrO2の含有量が多くなると、失透ブツが発生する傾向にあり、成形が難しくなる。含有量が7%以下であれば、他の特性に悪影響を与えることなく、ガラスの歪点を上昇させることができる。好ましい範囲は6%以下であり、より好ましくは5%以下である。
【0029】
P2O5は、ガラスの失透を抑える成分である。P2O5の含有量が多くなると、ガラスが乳白しやすくなる。含有量が0.5%以下であれば、ガラスを乳白させることなく、ガラスの失透を抑える効果を得ることができる。好ましい範囲は0.4%以下、より好ましくは含有しないことである。
【0030】
尚、本発明において、上記成分以外にも、紫外線着色を防止するために、TiO2を3%まで、液相温度を低下させて、成形性を向上させるために、Y2O3、La2O3、Nb2O3を各3%まで、着色剤として、Fe2O3、CoO、NiO、Cr2O3、Nd2O3を各2%まで、清澄剤として、As2O3、Sb2O3、SO3、F、Cl等を合量で1%まで添加することが可能である。但し、フロート法で成形する場合、As2O3、Sb2O3はフロートバス中で還元されて金属異物となるため、導入は避けるべきである。
【0031】
また、本発明において、B2O3は歪点を著しく低下させるため、含有量は2%未満に抑えるべきであり、含有しないことが望ましい。
【0032】
次に、本発明のフラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板を製造する方法を説明する。
【0033】
まず、上記のガラス組成範囲となるように原料を調合する。続いて、調合した原料を連続溶融炉で1520〜1680℃の温度で溶融する。その後、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法等の成形方法を用いて、溶融ガラスを板状に成形し、徐冷することでガラス基板を得ることができる。
【0034】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0035】
表1及び2は、本発明の実施例(試料No.1〜5)と比較例(試料No.6及び7)を示すものである。
【0036】
【表1】
【0038】
表中の各試料は、次のようにして作製した。
【0039】
まず、表の組成となるようにガラス原料を調合し、白金ポットを用いて1450〜1600℃で4時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、徐冷後、板厚が2.8mmになるように両面研磨して、得られた板ガラスを200mm角の大きさに切断加工することで試料ガラスを作製した。
【0040】
このようして得られた各試料について、熱膨張係数、密度、体積電気抵抗率、歪点、104dPaの粘度に相当するガラス融液の温度を測定し、表に示した。
【0041】
表から明らかなように、実施例である試料No.1〜5の各試料は、熱膨張係数が70〜74×10−7/℃であるため、耐熱衝撃性に優れており、しかも、周辺材料と良好に整合する熱膨張係数を有していた。また、104dPa・sに相当するガラス融液の温度は1170℃以下と低く成形性にも優れていることが分かった。また、密度は、2.66g/cm3以下であった。更に、歪点は580℃以上であり、熱処理工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。また、150℃における体積電気抵抗率(log ρ)は12.4Ω・cm以上であった。
【0042】
これに対して、比較例である試料No.6は、104dPa・sに相当するガラス融液の温度が1150℃であり、成形性に優れているが、熱膨張係数が83×10−7/℃であり、耐熱衝撃性が低い。また、試料No.7は、熱膨張係数が70×10−7/℃であり、耐熱衝撃性に優れているものの、104dPa・sに相当するガラス融液の温度は1220℃と高く、成形性が悪いと推測される。
【0043】
尚、熱膨張係数については、直径3.5mm、長さ50mmの円柱状の試料を作製し、ディラトメーターで30〜380℃における平均熱膨張係数を測定した。
【0044】
密度については、周知のアルキメデス法により測定した。
【0045】
体積電気抵抗率については、ASTM C657−78に基づいて150℃における値を測定した。
【0046】
また、歪点については、ASTM C336−71に基づいて測定した。また、ガラスの粘度が104dPa・sに相当するガラス融液の温度は、白金球引き上げ法により測定した。この温度は、ガラスを板状に成形する際の目安になり、この温度が低い方が成形性が良いことになる。
【0047】
【発明の効果】
以上のように本発明のガラス基板は、歪点及び体積電気抵抗が高く、耐熱衝撃性及び成形性に優れ、しかも、周辺材料との整合性が取れる熱膨張係数を有するため、フラットパネルディスプレイ装置、特に、プラズマディスプレイ装置のガラス基板として好適である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a glass substrate suitable for a flat panel display device, particularly a plasma display device.
[0002]
[Prior art]
In the plasma display device, a transparent electrode made of an ITO film, a nesa film, or the like is formed on the front glass substrate surface, and a dielectric layer is formed on the transparent electrode, and Al, Ag, Ni, etc. are formed on the rear glass substrate surface. After a partition is formed on the surface of the back glass substrate on which the electrode made of is formed, a circuit is formed by firing at a temperature of about 500 to 600 ° C., respectively. Thereafter, the front glass substrate and the rear glass substrate are opposed to each other to align the electrodes and the like, and the periphery is frit-sealed at a temperature of about 500 to 600 ° C.
[0003]
In general, the glass substrate is made of soda-lime glass having a thermal expansion coefficient of about 84 × 10 −7 / ° C. or high strain point glass (glass having a strain point of 570 ° C. or higher). Those molded to a thickness of 8 to 3.0 mm are used.
[0004]
The high strain point glass has a higher strain point and volume resistivity than soda lime glass, so that the thermal deformation and thermal shrinkage of the glass substrate are small in the heat treatment process, and the front glass substrate and the back glass substrate are opposed to each other. At this time, the electrodes can be accurately aligned. In addition, the mobility of the alkali component in the glass is small, the reaction between the alkali component in the glass and the thin film electrode such as the ITO film or Nesa film is small, and the electrical resistance value of the electrode material can be stabilized. For these reasons, high strain point glass is now widely used as a glass substrate rather than soda-lime glass.
[0005]
However, since the glass substrate made of soda-lime glass or high strain point glass has a large thermal expansion coefficient of about 84 × 10 −7 / ° C., heat treatment is performed at a temperature of 500 to 600 ° C. and then rapidly cooled. Cracks due to stress occur. For this reason, the cooling rate of the heat treatment process is limited, the time required for the process becomes long, and the productivity is lowered. Therefore, in order to improve productivity, a glass substrate excellent in thermal shock resistance that is difficult to break even when rapidly cooled is desired.
[0006]
Therefore, a glass substrate has been proposed in which the thermal expansion coefficient of the glass is reduced within a range in which consistency with peripheral materials such as a dielectric, a partition, and a frit can be obtained. (Patent Documents 1 to 3)
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-226138 A [Patent Document 2]
JP-A-11-314933 [Patent Document 3]
JP 2002-193635 A
[Problems to be solved by the invention]
However, since the glass disclosed in Patent Document 1 requires P 2 O 5 , there is a possibility that the glass may become milky due to slight fluctuations in melting conditions and molding conditions, which causes a reduction in production yield. . In particular, in the case of float forming, P 2 O 5 may be reduced and the glass may be colored.
[0009]
Moreover, since the glass currently disclosed by patent document 2, 3 has high high temperature viscosity of glass, it has to make the melting temperature and shaping | molding temperature of glass high, and melting and shaping | molding are difficult. In particular, in the case of float forming, if the high-temperature viscosity of the glass is high, the temperature of the float bath for forming the molten glass into a plate shape must be increased, and the volatilization amount of tin from the float bath increases. It will adversely affect the surface.
[0010]
An object of the present invention is to provide a glass substrate for a flat panel display device comprising a high strain point glass that is easy to melt and mold, has excellent thermal shock resistance, and has a thermal expansion coefficient that is easy to match with surrounding materials. It is to be.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A glass substrate for a flat panel display device of the present invention, by mass percentage, SiO 2 55~74%, Al 2 O 3 0.5~4%, 1~15% MgO, CaO 0~8%, SrO 1~15 %, BaO 0~5%, RO ( RO represents MgO, CaO, SrO, and BaO) 21.6 ~27%, Na 2 O 0~8%, K 2 O 2~12%, ZrO 2 0~7 %, containing a composition of P 2 O 5 0 to 0.5%, the value of RO / Al 2 O 3 is Ri der 6.5 or more and a thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. is 65 to 74 × 10 −7 / ° C., the strain point is 580 ° C. or higher, and the temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of 10 4 dPa is 1170 ° C. or lower .
[0012]
[Action]
Since the glass substrate for a flat panel display device of the present invention has a thermal expansion coefficient of glass set to 74 × 10 −7 / ° C. or less, the thermal shock resistance can be improved, and the glass substrate in the heat treatment step can be improved. Generation of cracks can be suppressed. If the thermal expansion coefficient is lower than 65 × 10 −7 / ° C., it is difficult to obtain consistency with the thermal expansion coefficient of the peripheral material.
[0013]
In order to reduce the thermal expansion coefficient, it can be adjusted by increasing SiO 2 or Al 2 O 3 in the glass or decreasing Na 2 O or K 2 O. However, if SiO 2 and Al 2 O 3 are increased or Na 2 O and K 2 O are decreased, the high-temperature viscosity of the glass becomes high and melting and molding become difficult.
[0014]
Therefore, the glass substrate for a flat panel display device of the present invention is a component that suppresses the content of Al 2 O 3 in the glass to 4% by mass or less and lowers the high temperature viscosity of the glass to improve the meltability and formability. The content of RO (RO represents MgO, CaO, SrO, BaO) is 15% by mass or more, and the value of RO / Al 2 O 3 is limited to 6.5 or more. By doing in this way, the thermal expansion coefficient and high temperature viscosity of glass become low, As a result, high thermal shock resistance and the outstanding meltability and moldability can be obtained simultaneously.
[0015]
Further, it is desirable that the temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of 10 4 dPa is 1170 ° C. or lower (preferably 1150 ° C. or lower). When this temperature is higher than 1170 ° C., a burden is imposed on the molding apparatus.
[0016]
Further, since the glass substrate for a flat panel display device of the present invention has a glass strain point set to 580 ° C. or higher, the glass substrate is subjected to thermal deformation and thermal shrinkage in the heat treatment process when manufacturing the plasma display device. Can be suppressed.
[0017]
The reason why the ratio of each component is limited as described above in the glass substrate of the present invention will be described below.
[0018]
SiO 2 is a glass network former. When the content of SiO 2 increases, the high temperature viscosity of the glass increases, and melting and molding become difficult, and the coefficient of thermal expansion becomes too small to make it compatible with the surrounding materials. In addition, when the content decreases, the thermal expansion coefficient increases and the thermal shock resistance of the glass tends to decrease, or the strain point of the glass tends to decrease. Cracks occur, and thermal deformation and shrinkage are likely to occur. If the content is 55 to 74%, it is possible to obtain a glass having a thermal expansion coefficient matching with the surrounding material and excellent in thermal shock resistance without deteriorating the meltability and moldability of the glass. A preferable range is 56 to 70%, more preferably 58 to 70%.
[0019]
Al 2 O 3 is a component that increases the strain point of glass. When the content of Al 2 O 3 increases, the high-temperature viscosity of the glass increases and melting and molding become difficult, and the thermal expansion coefficient decreases, making it difficult to achieve consistency with surrounding materials. In addition, when the content decreases, the thermal expansion coefficient increases and the thermal shock resistance of the glass tends to decrease, or the strain point of the glass tends to decrease. Cracks occur, and thermal deformation and shrinkage are likely to occur. If the content is 0.5 to 4%, it is possible to obtain a glass having a thermal expansion coefficient matching with the surrounding material and having excellent thermal shock resistance without deteriorating the meltability and moldability of the glass. . A preferable range is 0.5 to 3.8%, more preferably 0.5 to 3.5%.
[0020]
MgO is a component that remarkably lowers the high-temperature viscosity of glass and improves meltability and formability. When the content of MgO increases, the glass tends to devitrify. Further, when the content is reduced, it is difficult to obtain the effect. If the content is 1 to 15%, the high-temperature viscosity can be lowered without increasing the devitrification property of the glass, and the meltability and moldability can be improved. A preferable range is 2 to 13%, and more preferably 3 to 12%.
[0021]
CaO is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass and improves the meltability and moldability. When the content of CaO increases, the glass becomes extremely devitrified. If the content is 8% or less, the high-temperature viscosity can be lowered and the meltability and moldability can be improved without increasing the devitrification property of the glass. The preferred range is 1-8%, more preferably 1-7%.
[0022]
SrO is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to improve the meltability and formability, and increase the volume resistivity. When the SrO content increases, the glass tends to devitrify. Further, when the content is reduced, it is difficult to obtain the effect. If the content is 1 to 15%, the high-temperature viscosity can be lowered without increasing the devitrification property of the glass, and the meltability and moldability can be improved. A preferable range is 3 to 15%, and more preferably 4 to 15%.
[0023]
BaO, like SrO, is a component that lowers the high-temperature viscosity of glass to increase meltability and formability, or increase volume electrical resistivity. When the content of BaO increases, the glass tends to devitrify. When the content is 5% or less, the high-temperature viscosity can be lowered without increasing the devitrification property of the glass, and the meltability and moldability can be improved. A preferable range is 4% or less, and more preferably 3%.
[0024]
In order to improve the meltability and formability by reducing the high temperature viscosity of the glass without increasing the devitrification property of the glass, RO, which is the total amount of MgO, CaO, SrO and BaO, is used . It should be 6-27%. When the content of RO increases, the glass tends to devitrify. Moreover, when content decreases, the high temperature viscosity of glass will rise and it will become difficult to fuse | melt and shape | mold .
[0025]
In order to simultaneously improve the thermal shock resistance, meltability and formability of the substrate glass, the value of RO / Al 2 O 3 is 6.5 or more (preferably 7.0 or more, more preferably 7.5 or more. ) Must be restricted. When this value is lowered, the high temperature viscosity of the glass increases, and melting and molding become difficult. If this value becomes too large, the strain point may be lowered. Therefore, the upper limit of this value is desirably 35.
[0026]
Na 2 O is a component that increases the meltability and moldability by controlling the thermal expansion coefficient of the glass or lowering the high temperature viscosity of the glass. When the content of Na 2 O increases, the thermal expansion coefficient increases and the thermal shock resistance of the glass decreases. Moreover, it exists in the tendency for the strain point of glass to fall. For this reason, the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the thermal process for manufacturing the plasma display device. If the content is 8% or less, it is possible to obtain a glass having a thermal expansion coefficient matching with the surrounding material and excellent in thermal shock resistance without lowering the strain point. A preferable range is 6% or less, and more preferably 5% or less.
[0027]
K 2 O is a component that controls the coefficient of thermal expansion of glass in the same manner as Na 2 O, or lowers the high-temperature viscosity of glass to improve meltability and formability. When the content of K 2 O increases, the thermal expansion coefficient increases and the thermal shock resistance of the glass decreases. Moreover, it exists in the tendency for the strain point of glass to fall. For this reason, the glass substrate is easily cracked or thermally deformed or contracted easily in the thermal process for manufacturing the plasma display device. On the other hand, when the content is reduced, the thermal expansion coefficient of the glass is reduced and it is difficult to match the thermal expansion coefficient of the surrounding material. In addition, the high temperature viscosity of the glass tends to increase, making melting and molding difficult. If the content is 2 to 12%, it is possible to obtain a glass having a thermal expansion coefficient matching with the surrounding material and excellent in thermal shock resistance without lowering the strain point. A preferable range is 3 to 10%, more preferably 4 to 10%.
[0028]
ZrO 2 is a component that increases the strain point of glass. If the content of ZrO 2 increases, devitrification will tend to occur and molding becomes difficult. If the content is 7% or less, the strain point of the glass can be increased without adversely affecting other properties. A preferable range is 6% or less, and more preferably 5% or less.
[0029]
P 2 O 5 is a component that suppresses devitrification of the glass. When the content of P 2 O 5 increases, the glass becomes milky. If content is 0.5% or less, the effect which suppresses devitrification of glass can be acquired, without whitening glass. The preferred range is 0.4% or less, more preferably not contained.
[0030]
In the present invention, in addition to the above components, in order to prevent ultraviolet coloration, the TiO 2 up to 3%, in order to reduce the liquidus temperature, to improve the moldability, Y 2 O 3, La 2 O 3 , Nb 2 O 3 up to 3% each, as a colorant, Fe 2 O 3 , CoO, NiO, Cr 2 O 3 , Nd 2 O 3 up to 2% each, as a fining agent, As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , SO 3 , F, Cl, etc. can be added up to 1% in total. However, when forming by the float process, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are reduced in the float bath to become metal foreign matter, so introduction should be avoided.
[0031]
In the present invention, since B 2 O 3 significantly lowers the strain point, the content should be suppressed to less than 2%, and it is desirable not to contain it.
[0032]
Next, a method for producing a glass substrate for a flat panel display device of the present invention will be described.
[0033]
First, a raw material is prepared so that it may become said glass composition range. Subsequently, the prepared raw materials are melted at a temperature of 1520 to 1680 ° C. in a continuous melting furnace. Thereafter, the glass substrate can be obtained by forming the molten glass into a plate shape by using a forming method such as a slot down draw method, an overflow down draw method, a float method, or a roll-out method, followed by slow cooling.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0035]
Tables 1 and 2 show examples (samples Nos. 1 to 5 ) and comparative examples (samples Nos. 6 and 7 ) of the present invention.
[0036]
[Table 1]
[0038]
Each sample in the table was prepared as follows.
[0039]
First, the glass raw material was prepared so that it might become the composition of a table | surface, and it melted at 1450-1600 degreeC for 4 hours using the platinum pot. Thereafter, the molten glass is poured onto a carbon plate, formed into a plate shape, slowly cooled, then polished on both sides so that the plate thickness becomes 2.8 mm, and the obtained plate glass is cut into a size of 200 mm square. Sample glass was produced by processing.
[0040]
With respect to each sample thus obtained, the coefficient of thermal expansion, density, volume resistivity, strain point, and temperature of the glass melt corresponding to a viscosity of 10 4 dPa were measured and shown in the table.
[0041]
As can be seen from the table, the sample No. Each of the samples 1 to 5 had a thermal expansion coefficient of 70 to 74 × 10 −7 / ° C., and thus had excellent thermal shock resistance and had a thermal expansion coefficient that matched well with the surrounding materials. . Moreover, it turned out that the temperature of the glass melt equivalent to 10 < 4 > dPa * s is as low as 1170 degrees C or less, and is excellent in a moldability. Further, the density was 2.66 g / cm 3 or less. Furthermore, the strain point is 580 ° C. or higher, and thermal deformation and thermal shrinkage of the glass substrate in the heat treatment step can be suppressed. The volume electrical resistivity (log ρ) at 150 ° C. was 12.4 Ω · cm or more.
[0042]
On the other hand, sample No. which is a comparative example. No. 6 has a glass melt temperature corresponding to 10 4 dPa · s of 1150 ° C. and excellent moldability, but has a thermal expansion coefficient of 83 × 10 −7 / ° C. and low thermal shock resistance. Sample No. No. 7 has a thermal expansion coefficient of 70 × 10 −7 / ° C. and excellent thermal shock resistance, but the glass melt temperature corresponding to 10 4 dPa · s is as high as 1220 ° C. and the moldability is poor. Guessed.
[0043]
In addition, about the thermal expansion coefficient, the cylindrical sample of diameter 3.5mm and length 50mm was produced, and the average thermal expansion coefficient in 30-380 degreeC was measured with the dilatometer.
[0044]
The density was measured by the well-known Archimedes method.
[0045]
About volume electrical resistivity, the value in 150 degreeC was measured based on ASTMC657-78.
[0046]
Further, the strain point was measured based on ASTM C336-71. The glass melt temperature corresponding to a glass viscosity of 10 4 dPa · s was measured by a platinum ball pulling method. This temperature serves as a standard for molding glass into a plate shape, and the lower the temperature, the better the moldability.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the glass substrate of the present invention has a high strain point and volume electrical resistance, is excellent in thermal shock resistance and moldability, and has a thermal expansion coefficient that can be consistent with the surrounding materials. In particular, it is suitable as a glass substrate of a plasma display device.
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