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JPH04325435A - 無アルカリガラス - Google Patents

無アルカリガラス

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JPH04325435A
JPH04325435A JP3124948A JP12494891A JPH04325435A JP H04325435 A JPH04325435 A JP H04325435A JP 3124948 A JP3124948 A JP 3124948A JP 12494891 A JP12494891 A JP 12494891A JP H04325435 A JPH04325435 A JP H04325435A
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JP
Japan
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glass
alkali
hydrofluoric acid
strain point
buffered hydrofluoric
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JP3124948A
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Hideki Kushitani
英樹 櫛谷
Manabu Nishizawa
学 西沢
Yasumasa Nakao
中尾　泰昌
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種ディスプレイやフ
ォトマスク用基板ガラスとして好適な、アルカリ金属酸
化物を実質上含有せず、フロート成形の可能な無アルカ
リガラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種ディスプレイ用ガラス、特に
表面に金属ないし酸化物薄膜等を形成させるものでは、
以下に示すような特性が要求されている。 （１）薄膜形成工程で高温にさらされるため、高い歪点
を有していること。 （２）アルカリ金属酸化物を含有していると、アルカリ
金属イオンが薄膜中に拡散して、膜特性を劣化させてし
まうため、実質的にアルカリ金属イオンを含まないこと
。 （３）内部及び表面に欠点（泡、脈理、インクルージョ
ン、ピット、キズ等）をもたないこと。 （４）洗浄工程に耐えるような化学耐久性を有すること
。
【０００３】近年、ガラス基板上にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　
Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と呼ばれる、非晶質
シリコンや多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタを
形成させた液晶ディスプレイが増えてきている。後者の
多結晶シリコンを用いたディスプレイ用の基板は、歪点
が６５０℃以上であることが要求される。
【０００４】また、これらのディスプレイ基板は半導体
形成工程において、ＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４　などのエッ
チングのため、フッ酸に緩衝剤としてフッ化アンモニウ
ムを加えたバッファードフッ酸にさらされることが多い
。
【０００５】従来の無アルカリガラスでは、歪点が低い
かあるいはバッファードフッ酸にさらされると表面に反
応生成物が生成し、これが容易に除去できないため使用
に耐えなくなるものが多かった。
【０００６】６５０℃以上の歪点を有するガラスは、特
開昭５８−３２０３８、特開昭６１−１３２５３６　及
び特開昭６１−２８１０４１　に開示されている。特開
昭５８−３２０３８のガラス組成は、酸化鉛を含有して
いるため、調合設備・熔解設備・研磨設備等に除外装置
を設置しなければならず、また、作業環境として好まし
くない。特開昭６１−１３２５３６　及び特開昭６１−
２８１０４１　のガラス組成は、過剰のＭｇＯ　及びＢ
ａＯ　を含有するため、耐バッファードフッ酸性が充分
ではない。
【０００７】特開昭６１−１３２５３６　にはＭｇＯ　
を実質的に含有しないガラスが開示されている。このガ
ラスは耐バッファードフッ酸性は優れているが、３　〜
１２重量％のＢ２Ｏ３を含有するため、歪点が充分高く
はない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
欠点を解決し、６５０℃以上の歪点を有し、耐バッファ
ードフッ酸性に優れ、熔解・成形が容易で、フロート成
形が可能で、低膨張な無アルカリガラスを提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のガラスは歪点が
６５０℃以上であり、重量％表示で、ＳｉＯ２　５５　
〜６５％、Ａｌ２Ｏ３　１０〜１８％、Ｂ２Ｏ３　０〜
３　％、Ｍｇ０　０　〜３　％、ＣａＯ　８　〜１５％
、ＳｒＯ　８　〜１５％、ＺｎＯ　０　〜３　％からな
り、アルカリ金属酸化物、ＢａＯ　を実質的に含有しな
い無アルカリガラスである。
【００１０】本明細書では、ガラスの粘度ηはポイズを
単位として示し、また、歪点とは、ｌｏｇ　η＝１４．
５のときの温度をいう。
【００１１】次に上記の通り各成分の組成範囲を限定し
た理由について述べる。ＳｉＯ２は５５重量％（以下、
単に％と記載）未満では、ガラスの化学耐久性が悪化す
ると共に、熱膨張係数が大きくなり好ましくない。他方
、６５％を超えると熔解性が低下し、失透温度が上昇す
るので好ましくない。ＳｉＯ２は５８〜６１％の範囲で
あることが、より好ましい。
【００１２】Ａｌ２Ｏ３　はガラスの分相性を抑制し、
熱膨脹係数を下げ、歪点をあげる働きがある。１０％未
満ではこの効果があらわれず、１８％を超えるとガラス
の熔解性が悪くなり、耐バッファードフッ酸性が悪化す
るのでいずれも好ましくない。Ａｌ２Ｏ３　は１１．５
〜１５％の範囲であることが、より好ましい。Ｂ２Ｏ３
はバッファードフッ酸による白濁発生を防止し、低膨脹
性、熔解性に関して有効な成分であるが、３　％を超え
ると歪点が低くなるので好ましくない。Ｂ２Ｏ３は、１
　〜２．５　％の範囲であることが、より好ましい。
【００１３】ＭｇＯ　は、ガラスの熱膨張係数を低下さ
せる効果を有するが、３　％を超えると、バッファード
フッ酸による白濁やガラスの分相が生じ易くなるので好
ましくない。ＭｇＯ　は、実質的に含有しないことがよ
り好ましい。ＣａＯ　は、熔融性を向上させ失透温度を
抑制する効果があるが、８　％未満ではかかる効果が不
充分であり、１５％を超えると膨張率が大きくなりすぎ
、またＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の結晶が析出し、
いずれも好ましくない。ＣａＯ　は、１０〜１４％の範
囲であることが、より好ましい。
【００１４】ＳｒＯ　は、添加することにより、ＣａＯ
　とほぼ同様の効果が得られる。ＳｒＯ　が８　％未満
では、かかる効果が少なく、１５％を超えると膨張率が
大きくなりすぎ、いずれも好ましくない。ＳｒＯは、１
１〜１５％の範囲であることが、より好ましい。ＺｎＯ
　はガラスの熱膨張係数を低下させる効果があるが、３
　％を超えるとバッファードフッ酸による白濁が生じ易
くなり、製造時においてもフロートバス中で還元され蒸
発し表層部に異質層を形成し、フロート成形が難しくな
るので好ましくない。ＺｎＯ　は、０　〜２　％の範囲
であることが、より好ましい。ＢａＯ　は耐バッファー
ドフッ酸性を悪化させるため、実質的に含有されない。
【００１５】本発明によるガラスには、ガラスの熔解性
、清澄性、成形性を改善するため、上記成分以外にＺｒ
Ｏ２、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＳＯ３　、Ａｓ２Ｏ３　、
Ｓｂ２Ｏ３　、Ｆ　、Ｃｌを合量で５　％以下添加する
ことができる。
【００１６】本発明のガラスは、例えば次のような方法
で製造できる。通常使用される各成分の原料を目標成分
になるように調合し、これを熔解炉に連続的に投入し、
１５００〜１６００℃に加熱して熔融する。この熔融ガ
ラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切
断する。
【００１７】
【実施例】各成分の原料を、表１に示す目標組成（単位
：重量％）になるように調合し、白金坩堝を用いて、１
５００〜１６００℃の温度で４　時間加熱し熔解した。 熔解にあたっては、白金スターラーを挿入し２　時間撹
拌しガラスの均質化を行った。次いで熔解ガラスを流し
出し、板状に成形後徐冷した。
【００１８】得られたガラスサンプルの物性測定結果を
表２に示す。なお、例１〜６は本発明の実施例、例７〜
９は比較例である。耐バッファードフッ酸性は、鏡面に
研磨した板状のガラスをフッ化アンモニウム水溶液とフ
ッ酸水溶液の混液（４０重量％フッ化アンモニウム水溶
液と５１重量％フッ酸水溶液とを重量で３０：１に混合
した液）中に２５℃で２０分浸漬した後、ヘーズメータ
ーによりヘイズ値（曇値）を測定した。
【００１９】表２からも明らかなように、実施例のいず
れのガラスも、熱膨脹係数は４５−６０×１０−７／℃
で低い値を示し、熔解性の目安となるｌｏｇ　η＝２．
５のときの温度も比較的低く、熔解が容易であることが
わかる。
【００２０】また成形性の目安となるｌｏｇ　η＝４．
０のときの温度と失透温度の関係も良好で、成形時に失
透が生成するなどのトラブルがないと考えられる。歪点
も６５０　℃以上と高い値を示しており、高温での熱処
理に充分耐えられるものであることがわかる。耐バッフ
ァードフッ酸性も優れており、ガラスが白濁することも
ない。
【００２１】一方、比較例である例７、８は、歪点が高
く、熔解温度の目安となるｌｏｇ　η＝２．５のときの
温度が比較的低く熔解性はよいと思われるが、耐バッフ
ァードフッ酸性は劣っている。また、比較例である例９
は、耐バッファードフッ酸性はよいが、歪点が低く、高
温での熱処理に耐えられないものと考えられる。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明によるガラスは、フロート法によ
る成形が可能である。また、バッファードフッ酸による
白濁が生じにくく、耐熱性が高く、かつ低い熱膨脹係数
を有しているのでディスプレイ用基板、フォトマスク基
板、ＴＦＴタイプのディスプレイ基板等かかる特性を要
求する用途に好適である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】歪点が６５０℃以上であり、重量％表示で
    　ＳｉＯ２　５５〜６５％、Ａｌ２Ｏ３　１０〜１８％
    、Ｂ２Ｏ３　０〜３　％、Ｍｇ０　０　〜３　％、Ｃａ
    Ｏ　８　〜１５％、ＳｒＯ　８　〜１５％、ＺｎＯ　０
    　〜３　％からなり、アルカリ金属酸化物、ＢａＯ　を
    実質的に含有しない無アルカリガラス。
  2. 【請求項２】歪点が６７５℃以上であり、重量％表示で
    　ＳｉＯ２　５８〜６１％、Ａｌ２Ｏ３　１１．５〜１
    ５％、Ｂ２Ｏ３　１〜２．５　％、ＣａＯ　１０〜１４
    ％、ＳｒＯ　１１〜１５％、ＺｎＯ　０　〜２　％から
    なり、ＭｇＯを実質的に含有しない請求項１記載の無ア
    ルカリガラス。
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