(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７５％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１５％
ＭｇＯ                            ４〜１８％
ＣａＯ                            ３〜１２％
ＳｒＯ                            ４〜１８％
ＢａＯ                            ０〜２０％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                     ６〜９．９％
ＺｒＯ2                        ０．５〜６％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有し、
ＳＯ3                    ０．００１〜０．６％
を含有し、
粘度ηとするとき、ｌｏｇη＝２を満たす温度が１５４５℃以下であり、失透温度が、ｌｏｇη＝４を満たす温度以下であり、５０〜３５０℃の熱膨張係数が７５×１０-7〜９０×１０-7／℃であり、比重が２．８以下であり、ガラス転移点が６００℃以上であり、
破壊靭性が０．７ＭＰａ・ｍ1/2以上であることを特徴とする基板用ガラス組成物。
【請求項２】
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７０％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１０％
ＭｇＯ                            ４〜１０％
ＣａＯ                            ３〜８％
ＳｒＯ                            ４〜１３％
ＢａＯ                            ０〜１１％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                     ６〜９．９％
ＺｒＯ2                            ０．５〜４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有し、
ＳＯ3                      ０．０１〜０．４％
を含有することを特徴とする請求項１に記載の基板用ガラス組成物。
【請求項３】
ガラス母組成原料に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１３５０℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで冷却したガラス中のＳＯ3含有量（％）と、該ガラス原料を１５００℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで冷却したガラス中のＳＯ3含有量（％）と、の差が０．１７以上であるガラス原料を用いて製造された請求項１または２に記載の基板用ガラス組成物。
【請求項４】
１５０℃での体積抵抗率が１０11Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板用ガラス組成物。
【請求項５】
前記ｌｏｇη＝４を満たす温度が１２００℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板用ガラス組成物。
【請求項６】
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７５％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１５％
ＭｇＯ                            ４〜１８％
ＣａＯ                            ３〜１２％
ＳｒＯ                            ４〜１８％
ＢａＯ                            ０〜２０％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                     ６〜９．９％
ＺｒＯ2                        ０．５〜６％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１２００〜１４００℃で溶解した後、１４００〜１７００℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して、板ガラスに成形された請求項１に記載の基板用ガラス組成物を得る、板ガラスの製造方法。
【請求項７】
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７０％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１０％
ＭｇＯ                            ４〜１０％
ＣａＯ                            ３〜８％
ＳｒＯ                            ４〜１３％
ＢａＯ                            ０〜１１％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                     ６〜９．９％
ＺｒＯ2                          ０．５〜４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１２００〜１４００℃で溶解した後、１４００〜１７００℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して、板ガラスに成形された請求項２に記載の基板用ガラス組成物を得る、板ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと略す）用基板や太陽電池用基板、特にプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）用基板として有用で、フロート法による大板の製造に好適な基板用ガラス組成物、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＤＰは一般的に、基板ガラス上に金属電極、絶縁ペースト、リブペースト等を５５０〜６００℃程度の温度で焼成した後、対向板と周囲をフリットシールすることによって製造される。従来、ＰＤＰ基板用ガラスとして建築用または自動車用として広く用いられるソーダライムシリカガラスが一般的に用いられてきた。【０００３】
しかし、ソーダライムシリカガラスのガラス転移点は５３０〜５６０℃であるため、上記の焼成温度で熱処理を受けると、基板ガラスが変形または収縮し、寸法が著しく変化するため、対向板との電極位置あわせを精度よく実現しがたいという課題があった。【０００４】
この基板ガラスの熱変形または熱収縮の問題を解決するため、熱膨張係数がソーダライムシリカガラスと近く、ガラス転移点、歪点が高い基板用ガラス組成物が知られている（特許文献１参照）。【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の基板用ガラス組成物は、ソーダライムシリカガラスに比べて、高温におけるガラスの粘度が高い。そのため、基板ガラス製造時に実施される各工程（溶解工程、清澄工程、成形工程）の温度、すなわち、ガラス溶解温度、清澄温度および成形温度を高くしなければならず、安定した生産が難しい、製造設備の寿命に悪影響が及ぶ、基板ガラスの製造コストが高くつくといった問題が生じる。【０００６】
したがって、ガラスの安定した生産、製造設備の寿命延長等のガラス生産性向上、低コスト化等の理由から、ガラスの高温粘度を下げることが求められている。
しかしながら、単に高温粘度を下げたガラス組成としたのでは、ＰＤＰ用の基板ガラスに要求される特性を満たすことができない。すなわち、基板用ガラス組成物の比重、ガラス転移点、耐薬品性、誘電率、体積抵抗率、屈折率、熱膨張率、歪点、強度（例えば、破壊靭性）、耐キズ付き性（例えば、クラックイニシエーションロード）等の特性をＰＤＰ用基板ガラスとして満たすべき範囲にすることができない。【０００７】
また、高温粘度を下げたガラス組成としたことにより、清澄工程の温度が下がると、清澄剤の効果が低下し、ＦＰＤ用基板ガラス、特にＰＤＰ用基板ガラスとしての泡品質に影響を及ぼす。基板用ガラス組成物を製造する際、ガラス中の泡（気泡）を減少させるために、清澄剤として通常ＳＯ3が使用される。ＳＯ3はアルカリ土類金属の硫酸塩としてガラス原料に添加される。その後、ＳＯ3は溶融ガラス中で分解してＳＯ2ガスを発生する。このＳＯ2ガスが溶融ガラス中に存在する気泡と共に浮上することにより、清澄作用を促進させる。しかしながら、ガラスの高温粘度を下げた組成として、清澄工程の温度を下げた場合、溶融ガラス中でのＳＯ3の分解が起こりにくくなり、清澄剤の効果が低下する。【０００８】
【特許文献１】特開平８−１６５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した問題点を解決するため、本発明は、ＦＰＤ用基板や太陽電池用基板、特にＰＤＰ用基板としての特性及び品質を確保しつつ、高温粘度を下げることで、生産性に優れた基板用ガラス組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７５％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１５％
ＭｇＯ                            ４〜１８％
ＣａＯ                            ３〜１２％
ＳｒＯ                            ４〜１８％
ＢａＯ                            ０〜２０％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                    ６〜２０％
ＺｒＯ2                          ０．５〜６％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有し、
ＳＯ3                    ０．００１〜０．６％
を含有し、
粘度ηとするとき、ｌｏｇη＝２を満たす温度が１５４５℃以下であり、失透温度が、ｌｏｇη＝４を満たす温度以下であり、熱膨張係数が７５×１０-7〜９０×１０-7／℃であり、比重が２．８以下であり、ガラス転移点が６００℃以上であることを特徴とする基板用ガラス組成物を提供する。【００１１】
本発明の基板用ガラス組成物は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７０％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１０％
ＭｇＯ                            ４〜１０％
ＣａＯ                            ３〜８％
ＳｒＯ                            ４〜１３％
ＢａＯ                            ０〜１１％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                    ６〜１５％
ＺｒＯ2                          ０．５〜４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有し、
ＳＯ3                      ０．０１〜０．４％
を含有することが好ましい。【００１２】
本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス母組成原料に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１３５０℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで冷却したガラス中のＳＯ3含有量（％）と、該ガラス原料を１５００℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで冷却したガラス中のＳＯ3含有量（％）と、の差が０．１７以上であることが好ましい。【００１３】
また、本発明の基板用ガラス組成物は、破壊靭性が０．７ＭＰａ・ｍ1/2以上であることが好ましい。【００１４】
また、本発明の基板用ガラス組成物は、１５０℃での体積抵抗率が１０11Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。【００１５】
また、本発明は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７５％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１５％
ＭｇＯ                            ４〜１８％
ＣａＯ                            ３〜１２％
ＳｒＯ                            ４〜１８％
ＢａＯ                            ０〜２０％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                      ６〜２０％
ＺｒＯ2                        ０．５〜６％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１２００〜１４００℃で溶解した後、１４００〜１７００℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して［００１０］に記載の基板用ガラス組成物を得る基板用ガラス組成物製造方法を提供する。【００１６】
また、本発明は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７０％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１０％
ＭｇＯ                            ４〜１０％
ＣａＯ                            ３〜８％
ＳｒＯ                            ４〜１３％
ＢａＯ                            ０〜１１％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                     ６〜１５％
ＺｒＯ2                          ０．５〜４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有するガラスが得られるように原料を調整し、該原料に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１２００〜１４００℃で溶解した後、１４００〜１７００℃で清澄し、フロート法により板ガラスに成形して［００１１］に記載の基板用ガラス組成物を得る基板用ガラス組成物製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の基板用ガラス組成物は、ＦＰＤ用基板や太陽電池用基板、特にＰＤＰ用基板としての特性を確保しつつ、高温粘度が低くなっている。これにより、基板用ガラス組成物製造時に実施される各工程の温度、すなわち、溶解工程、清澄工程および成形工程（例えば、フロート法による成形工程）の温度を下げることができる。基板用ガラス組成物製造時に実施される各工程の温度を下げることは、生産性が向上する、生産が容易、生産が安定する、製造設備の寿命が延長する、基板用ガラス組成物の製造コストが下がるといった利点を有している。【００１８】
さらに、本発明の基板用ガラス組成物は、清澄性に優れるため、即ち、清澄開始温度が低いため、清澄工程の温度を下げた場合であっても、清澄剤の効果が好ましく発揮される。この結果、泡数の少ない高品質の基板ガラスを得ることができる。【００１９】
また、フロート成形の目安となる温度（粘度ηがｌｏｇη＝２を満たす温度）が下がることにより、得られる基板用ガラス組成物のスズ欠点を減らすことができる。フロート法による成形工程の温度が高いと、フロートバス中の溶融スズの蒸発量が増加する。蒸発したスズはフロートバスの天井付近で凝集して、ガラスリボンに落下してスズ欠点を生じやすい。【００２０】
さらに、本発明の基板用ガラス組成物は、従来のＰＤＰ用基板に用いられるガラスに比べて以下の点で優れている。
・低比重である。
・失透性に優れる。
・高強度である（破壊靭性が高い）。
・耐キズ付き性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の基板用ガラス組成物についてさらに説明する。
本発明の基板用ガラス組成物は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７５％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１５％
ＭｇＯ                            ４〜１８％
ＣａＯ                            ３〜１２％
ＳｒＯ                            ４〜１８％
ＢａＯ                            ０〜２０％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                      ６〜２０％
ＺｒＯ2                        ０．５〜６％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  １８〜２５％
を含有し、
ＳＯ3                    ０．００１〜０．６％
を含有する。【００２２】
本発明の基板用ガラス組成物において、上記組成にする理由は以下の通りである。
以下において、特に断りのない限り質量％を単に％で表す。
ＳｉＯ2：ガラスの骨格を形成する成分で、５５％未満ではガラス耐熱性が悪くなる。７５％超では熱膨張係数が低下し、ガラスの高温粘性が増加して溶解性が悪化するおそれがある。
ＳｉＯ2の含有量は、５５〜７２％であることが好ましい。より好ましくは５５〜７０％、さらに好ましくは５５〜６８％である。【００２３】
Ａｌ2Ｏ3：ガラス転移点を上げ、耐熱性を向上させる効果があるが、５％未満ではこの効果が少ない。他方、１５％超ではガラスの高温粘性が増加し、溶解性が低下する。
Ａｌ2Ｏ3の含有量は、５〜１２％であることが好ましい。より好ましくは５〜１０％、さらに好ましくは５〜８％である。【００２４】
ＭｇＯ：ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用があり、破壊靱性を増加させ、比重を下げる効果があるが、４％未満ではこの効果が少ない。他方、１８％超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎる傾向があり、かつ失透温度が高くなり、ガラスが不安定になる。
ＭｇＯの含有量は、４〜１５％であることが好ましい。より好ましくは４〜１０％である。【００２５】
ＣａＯ：ガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、およびガラスの高温粘性を下げ、比重を軽くする効果がある。その含有量が３％未満ではガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方、１２％超では熱膨張係数が大きくなりすぎ、かつ失透温度が高くなりすぎる。
ＣａＯの含有量は、３〜１０％であることが好ましい。より好ましくは３〜８％、さらに好ましくは３．１〜８％、特に好ましくは３．２〜６％である。【００２６】
ＳｒＯ：ＣａＯと同様にガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、電気抵抗を増加させる効果がある。その含有量が１８％超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎ、比重が大きくなりすぎる。
ＳｒＯの含有量は、４〜１５％であることが好ましい。より好ましくは４〜１３％、さらに好ましくは４〜１０％、特に好ましくは４〜８％である。
【００２７】
ＢａＯ：ＣａＯ、ＳｒＯと同様にガラスの転移点の向上と熱膨張係数の増大、およびガラスの高温粘性を下げる効果があるため、含有させることができる。しかしその含有量が２０％超ではガラスの熱膨張係数が大きくなりすぎ、比重が重くなりすぎるため２０％以下である。
ＢａＯの含有量は、１８％以下であることが好ましい。より好ましくは１６％以下であり、さらに好ましくは１４％以下であり、特に好ましくは１１％以下であり、さらに好ましくは９％以下である。
但し、環境負荷を考慮すると、ＢａＯは実質的に含有しないことが好ましい。【００２８】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：これらが合量で１８％未満ではガラスの高温粘性が上昇しすぎる。他方、これらが合量で２５％超では比重が大きくなりすぎる。
これらは合量で１９〜２５％であることが好ましい。
【００２９】
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ：ガラスの熱膨張係数を大きくするため少なくとも一種は必須である。これらの合量が６％未満ではガラスの熱膨張係数が小さくなりすぎる。他方合量が２０％超ではガラスの耐熱性が低下する。
これらの合量が６〜１８％であることが好ましい。より好ましくは６〜１５％、さらに好ましくは６〜１３％である。
この中でＫ2Ｏはガラスの熱膨張係数をより大きくするため。１％以上含まれることが好ましい。一方、これらの成分は過度に添加するとガラスの耐熱性低下の傾向が大きい。
【００３０】
一方、Ｌｉ2Ｏは、ガラスの耐熱性を下げるため、不可避不純物以外実質的に含有しない。【００３１】
ＺｒＯ2：ガラスの耐熱性及び化学耐久性の向上のために使用するが、０．５％未満ではその効果が少ない。他方、その含有量が６％超ではガラスの失透温度が高くなりすぎ、熱膨張係数が低くなりすぎる。
ＺｒＯ2の含有量は、０．５〜４．５％であることが好ましい。より好ましくは０．５〜４％、さらに好ましくは０．５〜３．５％、特に好ましくは０．５〜３％である。【００３２】
さらに、溶解性を向上するため、Ｂ2Ｏ3を含有してもよい。ただし、過度に含有すると、基板ガラスの熱膨張係数が低くなり過ぎるので１．５％未満とすることが好ましい。但し、本発明の基板用ガラス組成物には、Ｂ2Ｏ3を実質的に含有しない方が好ましい。【００３３】
本発明の基板用ガラス組成物の製造時、清澄剤としてＳＯ3を添加する。ＳＯ3源として、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）等の硫酸塩がガラス原料に投入されるが、製造後の基板用ガラス組成物には、清澄剤として添加したＳＯ3の一部が残存する。しかし、製造後の基板用ガラス組成物における残存量が０．６％超となるような量をガラス原料に投入した場合、製造時にガラスが再沸するなどしてガラス中に気泡が残存する。
なお、ＳＯ3を清澄剤として使用する際、添加量（前記ガラス母組成原料に対する添加量。以下、同様））が１０％超だと、溶解中にガラス融液から分離してしまい、溶け残ってしまう。また、０．５％未満だと清澄効果が乏しい。このため、０．５〜１０％添加する。０．５〜８％が好ましく、より好ましくは０．５〜４％、さらに好ましくは０．７〜２％である。
この場合、基板用ガラス組成物への残存量はＳＯ3換算で０．００１〜０．６％であり、０．００２〜０．５％が好ましく、０．００５〜０．４％がより好ましく、０．０１〜０．４％がさらに好ましい。【００３４】
本発明の基板用ガラス組成物は、その製造時において、清澄剤として添加したＳＯ3による清澄効果、すなわち、ガラス融液からの気泡除去効率に優れる。
清澄剤として添加したＳＯ3は、ガラス融液中で分解し、これによって発生したＳＯ2が気泡となり、ガラス融液中の泡と共に浮上することにより清澄効果を発揮する。したがって、清澄工程において、ＳＯ3が分解し、ガラス融液から減少するＳＯ3が多いほど清澄効果が高いことになる。
本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス母組成原料１００％に対して、硫酸塩をＳＯ3換算で０．５〜１０質量％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を１３５０℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで水冷冷却したガラス中のＳＯ3含有量（ＳＯ3（１３５０℃））（％）と、該ガラス原料を１５００℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで水冷冷却したガラス中のＳＯ3含有量（ＳＯ3（１５００℃））（％）と、の差（（以下、ΔＳＯ3という。））が０．１７以上であることが好ましい。ここで、１３５０℃はガラス製造時に実施される溶解工程におけるガラス融液の代表的な温度であり、１５００℃は清澄工程におけるガラス融液の代表的な温度である。
なお、ＳＯ3含有量はガラス融液中のものではなく、ガラス原料を１３５０℃または１５００℃で溶解し、３０分〜２時間保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで水冷冷却したガラス中のＳＯ3含有量を指標とする。ガラス融液中のＳＯ3含有量を測定することができないためである。また、１３５０℃または１５００℃で３０分以上保持すれば、ガラス融液中のＳＯ3含有量はほぼ一定になる。３０秒〜１分間という短い時間で２０〜３０℃まで水冷冷却すれば、冷却の間のＳＯ3含有量の変化が実質的に無視できる。
ΔＳＯ3が上記の範囲であれば、清澄剤として添加したＳＯ3のうち、清澄工程において分解し、ガラス融液から減少する量が多いため、清澄効果に優れたガラスといえる。
ΔＳＯ3は、０．１８％以上であることがより好ましく、より好ましくは０．１９％以上である。また、ΔＳＯ3は、１．５％以下であることが好ましい。【００３５】
したがって、本発明において望ましいガラス組成の一例は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                          ５５〜７０％
Ａｌ2Ｏ3                            ５〜１０％
ＭｇＯ                            ４〜１０％
ＣａＯ                            ３〜８％
ＳｒＯ                            ４〜１３％
ＢａＯ                            ０〜１１％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                      ６〜１５％
ＺｒＯ2                          ０．５〜４％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ    １８〜２５％
を含有し、
ＳＯ3                      ０．０１〜０．４％
を含有する。
なお、本発明においてさらに望ましいガラス組成は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＺｒＯ2からなることが好ましい。【００３６】
本発明の基板用ガラス組成物は、上記成分以外にガラスの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、ガラス母組成原料に対して、ＳｎＯ2、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｆ、Ｃｌを合量で２％以下、好ましくは１．５％以下となるように添加してもよい。
また、基板用ガラス組成物の耐久性向上のため、ガラス母組成原料に対して、Ｌａ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯを合量で５％以下となるように添加してもよい。
さらに、基板用ガラス組成物の色調を調整するため、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ2Ｏ3等の着色剤を添加してもよい。このような着色剤は、ガラス母組成原料に対して、合量で３％以下となるように添加してもよく、１％以下となるように添加することが好ましい。【００３７】
本発明の基板用ガラス組成物は、高温粘度が従来のＰＤＰ基板用ガラスに比べて低くなっている。具体的には、１０2ｄＰａ・ｓの粘度に相当するガラス融液の温度Ｔ2が１５４５℃以下である。
粘度１０2ｄＰａ・ｓは、ガラス融液の粘度が十分低くなっていることを示す基準粘度である。したがって、ガラス融液の粘度が１０2ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ2は、ガラス融液の基準温度である。
従来のＰＤＰ用基板ガラスの場合、Ｔ2が主に１５４５℃超であった。本発明の基板用ガラス組成物は、Ｔ2が１５４５℃以下であるため、溶解工程を従来よりも低温で実施することができる。この結果、ガラスの安定した生産が可能となる。また、溶解工程時の溶解槽の温度が低くなるので溶解槽の寿命が延長する。溶解工程の際に投入する燃料の量が少なくなるため、ガラス製造コストが下がる。
Ｔ2は、１５４３℃以下であることが好ましく、１５４０℃以下であることがより好ましく、さらに好ましくは１５１０℃以下であり、１５００℃以下であることが特に好ましい。また、Ｔ2は、１４００℃以上であることが、溶解性を確保する観点で好ましい。【００３８】
本発明の基板用ガラス組成物は、１０4ｄＰａ・ｓの粘度に相当するガラス融液の温度Ｔ4が１２００℃以下であることが好ましい。
粘度が１０4ｄＰａ・ｓは、ガラスをフロート成形する際の基準粘度である。したがって、ガラス融液の粘度が１０4ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ4は、フロート成形工程におけるガラス融液の基準温度でもある。
従来のＰＤＰ基板用ガラスの場合、Ｔ4が１２００℃超であった。本発明の基板用ガラス組成物は、Ｔ4が１２００℃以下であるため、フロート成形工程を従来よりも低温で実施することができる。この結果、ガラスの安定した生産が可能となる。また、フロートバスの寿命が延長する。また、フロート槽を加熱するのに要する燃料が少なくなるため、基板ガラスの製造コストが下がる。また、フロート槽から引き出されるガラスリボンの温度が低くなるので、フロート成形につづいて実施される徐冷工程に要するエネルギーが削減される。
また、フロート成形工程の温度を下げることにより、得られるガラスのスズ欠点を減らすことができる。フロート成形工程の温度が高いと、フロートバス内の温度、特に溶融スズの温度、が高くなる。この結果、溶融スズの蒸発量が増加する。蒸発したスズはフロートバスの天井付近で凝集して、ガラスリボンに落下してスズ欠点を生じさせる。
フロート成形工程の温度を下げることにより、フロートバス内の温度、特に溶融スズの温度、を低くことができる。この結果、溶融スズの蒸発量が減少し、蒸発した溶融スズに起因するガラスのスズ欠点が減少する。
Ｔ4は、１１８０℃以下であることが好ましく、１１６０℃以下であることがより好ましく、さらに好ましくは１１５０℃以下である。また、Ｔ4は、１０００℃以上であることが、成形性を確保する観点で好ましい。【００３９】
本発明の基板用ガラス組成物は、失透温度がＴ4以下であり、Ｔ4より低いことがより好ましい。上記したように、Ｔ4はフロート成形工程におけるガラス融液の基準温度でもある。失透温度がＴ4より低ければ、フロート法による成形に好適である。また、本発明の基板用ガラス組成物は、失透温度がＴ4より１℃以上低いことがより好ましく、５℃以上低いことが特に好ましく、１０℃以上低いことが最も好ましい。【００４０】
本発明の基板用ガラス組成物は、熱膨張係数が７５×１０-7〜９０×１０-7／℃の範囲にあることが好ましい。本発明の基板用ガラス組成物をＰＤＰ基板に使用する場合、ＰＤＰを製造する際に使用するフリット材料やペースト材料として、ガラスの熱膨張率に合致したものを使用しなければならない。ＰＤＰを製造する際に実施される焼成工程の温度領域（５０〜３５０℃）において、熱膨張係数が上記の範囲から逸脱しているものを選定することは非常に困難である。
本発明の基板用ガラス組成物は、熱膨張係数αが８０×１０-7〜９０×１０-7／℃の範囲にあることがより好ましい。【００４１】
本発明の基板用ガラス組成物は、比重が２．８以下であることが好ましい。比重が２．８超だと基板用ガラス組成物が重くなるため、取扱い上、特に輸送上好ましくない。基板用ガラス組成物の比重が２．８以下であることは、大型の基板において特に重要な特性である。
本発明の基板用ガラス組成物は、比重が２．７７以下であることが好ましく、２．７５以下であることがより好ましい。【００４２】
本発明の基板用ガラス組成物は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以上であることが好ましい。ガラス転移点が６００℃未満であると、呼称４０インチのような大型ＰＤＰを製造する場合に熱処理によるガラスの収縮量が十分小さくならない。
本発明の基板用ガラス組成物は、Ｔｇが６１０℃以上であることがより好ましく、さらに好ましくは６１５℃以上である。【００４３】
本発明の基板用ガラス組成物は、強度が高いことが好ましく、具体的には、破壊靭性が０．７ＭＰａ・ｍ1/2以上であることが好ましい。破壊靭性が０．７ＭＰａ・ｍ1/2以上であれば、ＰＤＰの製造時および使用時に、ガラス基板の欠けやクラックが発生しにくくなる。破壊靭性は０．７１ＭＰａ・ｍ1/2以上であることがより好ましく、０．７２ＭＰａ・ｍ1/2以上であることがさらに好ましい。【００４４】
本発明の基板用ガラス組成物は、１５０℃での体積抵抗率が１０11Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。ＰＤＰを製造する際、基板ガラスの表面には銀電極が形成される。銀電極に通電した際、通電した電流の一部が銀電極周辺のガラスを流れるのを防止するため、基板用ガラス組成物は絶縁性に優れていることが好ましい。１５０℃での体積抵抗率が１０11Ω・ｃｍ以上であれば絶縁性に優れており、ＰＤＰを大型化または高密度化した場合であっても、基板ガラス上に形成した銀電極に通電した際に通電した電流の一部が該銀電極周辺のガラスを流れるおそれがない。
通常、高温粘度を下げることのみに着目して基板用ガラス組成物の組成を選択した場合、１５０℃での体積抵抗率を１０11Ω・ｃｍ以上にすることが難しい。本発明の基板用ガラス組成物の場合、１５０℃でのガラスの体積抵抗率を１０11Ω・ｃｍ以上に保ちつつ、ガラスの高温粘度を下げることができる。
本発明の基板ガラスは、１５０℃でのガラスの体積抵抗率が２×１０11Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、５×１０11Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。【００４５】
本発明の基板用ガラス組成物は、ＦＰＤ用基板や太陽電池用基板、特にＰＤＰ用基板として好適である。
その分光透過率は４２５〜４７５ｎｍ、５１０〜５６０ｎｍ、６００〜６５０ｎｍの範囲でそれぞれ８５％以上となっていることが好ましい。
なお、ＰＤＰ用基板として使用する場合、その厚さは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましい。【００４６】
本発明のガラス（基板用ガラス組成物）は、例えば次のような方法で製造できる。すなわち、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、これを溶解炉に連続式に投入し、１２００〜１４００℃で加熱して溶融し、１４００〜１７００℃で清澄した後、この溶融ガラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切断することによって、透明なガラス基板を得る。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を用いて本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるべきではない。
表１に例１〜４（実施例）、例５〜７（比較例）のガラス組成を示す。
母組成（ＳｉＯ2〜Ｚｒ2Ｏ）の原料を目標組成になるように調整し、該原料に対し、硫酸ナトリウムをＳＯ3換算で０．８％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を白金坩堝を用いて、１５００〜１６００℃の温度で４時間加熱し、溶解した。溶解に当たっては、白金スターラーを挿入し、２時間攪拌し、ガラスの均質化を行った。次いでガラス融液を流し出し、徐冷した後、研磨を行い厚さ２．８ｍｍの板状にした。
こうして得られたガラスについて、ガラス組成（単位：質量％）、５０〜３５０℃の熱膨張係数（α50-350、単位：１０-7／℃）、ガラス転移点（Ｔｇ、単位：℃）、１５０℃での体積抵抗率（logρ、単位：Ωｃｍ）、比重、破壊靭性（単位：ＭＰａ・ｍ1/2）、Ｔ2（単位：℃）、Ｔ4（単位：℃）および失透温度（単位：℃）を測定した。結果を表１に示した。なお、表中、括弧書は計算値である。【００４８】
ガラス転移点は、次のようにして求めた。ガラスを徐冷点の温度で３０分間保持した後、６０℃／分の冷却速度で徐冷した。次いでこの徐冷したガラスについて、示差式熱膨張計を使用し、室温から屈伏点まで温度に対する熱膨張率の曲線を求めた。この曲線の最初に屈曲する点の前後で接線を引き、接線の交点に対応する温度をガラス転移点とした。【００４９】
また、ＳＯ3（１３５０℃）およびＳＯ3（１５００℃）を下記の手順で測定した。
母組成（ＳｉＯ2〜Ｚｒ2Ｏ）の原料を目標組成になるように調整し、該原料に対し、硫酸塩をＳＯ3換算で０．８％添加してガラス原料とし、該ガラス原料を白金坩堝を用いて、１３５０℃または１５００℃で溶解し、３０分保持した後、３０秒〜１分間で２０〜３０℃まで水冷冷却して、ガラスサンプルを作成して、ＳＯ3（１３５０℃）またはＳＯ3（１５００℃）をＦＰ法（ファンダメンタル・パラメータ定量法）により測定した。【００５０】
【表１】
0005573157.tif 000002
【００５１】
表１から明らかなように、実施例のガラス（例１〜４）はＴ2が１５４５℃以下であるため生産性に優れる。また、失透温度がＴ4よりも低いので、フロート法で安定した成形が可能である。また、ΔＳＯ3が０．１７％以上のため清澄性に優れる。また、ＰＤＰ用基板ガラスとしての耐薬品性、誘電率、屈折率、歪点、耐キズ付き性にも優れる。そのため、特に１辺が２ｍ以上の大型ディスプレイ基板用ガラス板や太陽電池用基板に適している。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の基板用ガラス組成物は、ＦＰＤ用基板、特にＰＤＰ用基板として好適である。なお、本発明の基板用ガラス組成物は、太陽電池用基板や磁気ディスク用基板としても用いることができる。
なお、２００７年１０月２５日に出願された日本特許出願２００７−２７７１２６号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。