无碱玻璃制造技术

本发明专利技术提供热膨胀系数小、应变点高并且粘性低、特别是玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2低的无碱玻璃。一种无碱玻璃，其应变点为695℃以上，50～350℃下的平均热膨胀系数为43×10-7/℃以下，玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2为1690℃以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有63～70的SiO2、8～16的Al2O3、1.5～低于4的B2O3、0～8的MgO、0～20的CaO、1.5～10的SrO、0～0.5的BaO，MgO+CaO为0～28，MgO+CaO+SrO+BaO为12～30，SrO/CaO为0.33～0.85，(23.5×[SiO2]+3.5×[Al2O3]-5×[B2O3])/(2.1×[MgO]+4.2×[CaO]+10×[SrO]+12×[BaO])为17以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合作为各种显示器用基板玻璃、光掩模用基板玻璃且实质上不含有碱金属氧化物、且能够浮法成形的无碱玻璃。本专利技术中的无碱玻璃实质上(即，除不可避免的杂质以外)不含有碱性成分。
技术介绍
以往，对于各种显示器用基板玻璃、特别是在表面上形成金属或氧化物薄膜等的显示器用基板玻璃，要求以下所示的特性。(1)含有碱金属氧化物时，碱金属离子会向薄膜中扩散而使膜特性变差，因此要实质上不含有碱金属离子。(2)在薄膜形成工序中暴露于高温时，为了将玻璃的变形和与玻璃的结构稳定化相伴的收缩(热收缩)抑制在最低限度，应变点要高。(3)对半导体形成中使用的各种化学品要具有充分的化学耐久性。特别是对用于SiOx、SiNx的蚀刻的缓冲氢氟酸(BHF：氢氟酸与氟化铵的混合液)以及ITO的蚀刻中使用的含有盐酸的化学溶液、金属电极的蚀刻中使用的各种酸(硝酸、硫酸等)、抗蚀剂剥离液的碱要具有耐久性。(4)内部和表面要没有缺陷(气泡、波筋、夹杂物、麻坑、伤痕等)。除了上述要求以外，近年来还出现了如下所述的状況。(5)要求显示器的轻量化，期望玻璃本身也是密度小的玻璃。(6)要求显示器的轻量化，期望基板玻璃的薄板化。(7)除了迄今为止的非晶硅(a-Si)型液晶显示器以外，还制作了热处理温度稍高的多晶硅(p-Si)型液晶显示器(a-Si：约350℃→p-Si：350～550℃)。(8)为了加快制作液晶显示器时的热处理的升温和降温速度而提高生产率或提高耐热冲击性，要求玻璃的平均热膨胀系数小的玻璃。另一方面，干法蚀刻得以发展，对耐BHF性的要求减弱。为了使耐BHF性良好，迄今为止的玻璃多使用含有6～10摩尔％的B2O3的玻璃。但是，B2O3存在使应变点降低的倾向。作为不含B2O3或B2O3含量少的无碱玻璃的例子，有如下所述的玻璃。专利文献1中公开了含有0～3重量％的B2O3的玻璃，但实施例的应变点为690℃以下。专利文献2中公开了含有0～5摩尔％的B2O3的玻璃，但50～350℃下的平均热膨胀系数超过50×10-7/℃。为了解决专利文献1、2中记载的玻璃的问题，提出了专利文献3中记载的无碱玻璃。专利文献3中记载的无碱玻璃的应变点高，能够通过浮法进行成形，适合于显示器用基板、光掩模用基板等用途。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平4-325435号公报专利文献2：日本特开平5-232458号公报专利文献3：日本特开平9-263421号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题近年来，对于智能手机这样的便携式终端等高精细小型显示器而言，作为高品质的p-SiTFT的制造方法，采用了利用激光退火的方法，但为了进一步减小热收缩率，要求应变点高的玻璃。另外，随着玻璃基板的大板化、薄板化，要求杨氏模量高且比弹性模量(杨氏模量/密度)高的玻璃。另一方面，由于玻璃制造工艺中的要求，要求不要过度地提高应变点。本专利技术的目的在于解决上述缺点，提供热膨胀系数小、应变点高且粘性低、特别是玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2低的无碱玻璃。用于解决问题的手段本专利技术提供一种无碱玻璃，其应变点为695℃以上，50～350℃下的平均热膨胀系数为43×10-7/℃以下，玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2为1690℃以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有：63～70的SiO2、8～16的Al2O3、1.5～低于4的B2O3、0～8的MgO、0～20的CaO、1.5～10的SrO、0～0.5的BaO，其中MgO+CaO为0～28，MgO+CaO+SrO+BaO为12～30，SrO/CaO为0.33～0.85，(23.5×[SiO2]+3.5×[Al2O3]-5×[B2O3])/(2.1×[MgO]+4.2×[CaO]+10×[SrO]+12×[BaO])为17以上。专利技术效果本专利技术的无碱玻璃是特别适合于高应变点用途的显示器用基板、光掩模用基板等并且容易浮法成形的玻璃。本专利技术的无碱玻璃还能够用作磁盘用玻璃基板。具体实施方式接着，对各成分的组成范围进行说明。SiO2低于63％(摩尔％，以下只要没有特别说明则意思相同)时，应变点不会充分提高，并且热膨胀系数增大，密度升高。因此，SiO2为63％以上。优选为64％以上、更优选为65％以上、进一步优选为66％以上。超过70％时，熔解性降低，玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2、达到104dPa·s时的温度T4升高，失透温度升高。因此，SiO2为70％以下。优选为69.5％以下、更优选为69％以下、进一步优选为68.5％以下。Al2O3抑制玻璃的分相性，降低热膨胀系数，提高应变点，但低于8％时不表现该效果，另外会使其它增大膨胀的成分增加，结果热膨胀增大。因此，Al2O3为8％以上。优选为9％以上、10％以上、进一步优选为11.1％以上。超过16％时，可能会使玻璃的熔解性变差或者失透温度升高。因此，Al2O3为16％以下。优选为15％以下、更优选为14.5％以下、进一步优选为14％以下。B2O3改善玻璃的熔解反应性，并且降低失透温度，因此含有1.5％以上且低于4％。为了得到上述效果，优选含有1.6％以上、更优选为1.7％以上、进一步优选为1.8％以上。但是当过多时，应变点降低，杨氏模量减小，因此设定为低于4％。优选为3.5％以下、更优选为3％以下、进一步优选为2.8％以下、更进一步优选为2.6％以下、特别优选为2.5％以下。碱土金属中，MgO具有不增大膨胀且在维持低密度的情况下提高杨氏模量这样的特征，还提高熔解性，因此可以含有。为了得到上述效果，含量优选为0.1％以上、更优选为1％以上、进一步优选为2％以上、特别优选为3％以上。但是当过多时，失透温度升高，因此设定为8％以下。优选低于8％、优选为7.5％以下、更优选为7％以下、进一步优选为6.5％以下、6％以下。碱土金属中，CaO具有不增大膨胀且在维持低密度的情况下提高杨氏模量这样的特征，还提高熔解性，因此可以含有。为了得到上述效果，含量优选为0.1％以上、更优选为1％以上、进一步优选为3％以上、特别优选为5％以上。但是当过多时，可能会使失透温度升高或者使作为CaO原料的石灰石(CaCO3)中的杂质磷会大量混入，因此设定为20％以下。优选为15％以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无碱玻璃，其应变点为695℃以上，50～350℃下的平均热膨胀系数为43×10‑7/℃以下，玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2为1690℃以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有：63～70的SiO2、8～16的Al2O3、1.5～低于4的B2O3、0～8的MgO、0～20的CaO、1.5～10的SrO、0～0.5的BaO，其中MgO+CaO为0～28，MgO+CaO+SrO+BaO为12～30，SrO/CaO为0.33～0.85，(23.5×[SiO2]+3.5×[Al2O3]‑5×[B2O3])/(2.1×[MgO]+4.2×[CaO]+10×[SrO]+12×[BaO])为17以上。

【技术特征摘要】
2014.07.18 JP 2014-1481121.一种无碱玻璃，其应变点为695℃以上，50～350℃下的平均热
膨胀系数为43×10-7/℃以下，玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2为
1690℃以下，
以基于氧化物的摩尔％计，含有：
63～70的SiO2、
8～16的Al2O3、
1.5～低于4的B2O3、
0～8的MgO、
0～20的CaO、
1.5～10的SrO、
0～0.5的BaO，其中
MgO+CaO为0～28，MgO+CaO+SrO+BaO为12～30，SrO/C...

【专利技术属性】
技术研发人员：德永博文，小野和孝，野村周平，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP