(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                      ６８〜８０、
Ａｌ2Ｏ3                   ０．１〜５、
Ｂ2Ｏ3                         ０〜３、
ＭｇＯ                     ９．５〜１２、
Ｎａ2Ｏ                        ６〜１４、
Ｋ2Ｏ                          ０以上３未満、
ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ         ０〜２、
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                 ６〜１４
を含有し、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下であり、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、ガラス転移点が６００℃以上であり、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下であり、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度が１６２０℃以下である基板用ガラス板。
【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                      ６８〜８０、
Ａｌ2Ｏ3                   ０．１〜５、
Ｂ2Ｏ3                         ０〜３、
ＭｇＯ                     ９．５〜１２、
Ｌｉ2Ｏ                        ０〜２、
Ｎａ2Ｏ                        ０以上３未満、
Ｋ2Ｏ                          ６〜１４、
ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ         ０〜２、
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                 ６〜１４
を含有し、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下であり、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、ガラス転移点が６４０℃以上であり、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下である基板用ガラス板。
【請求項３】
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                      ６８〜８０、
Ａｌ2Ｏ3                   ０．１〜５、
Ｂ2Ｏ3                         ０〜３、
ＭｇＯ                     ９．５〜１２、
Ｎａ2Ｏ                        ３〜１１、
Ｋ2Ｏ                          ３〜１１、
ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ         ０〜２、
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ                 ６〜１４
を含有し、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下であり、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、ガラス転移点が６２０℃以上であり、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下であり、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度が１６７０℃以下である基板用ガラス板。
【請求項４】
実質的にＢ2Ｏ3を含有しない請求項１〜３のいずれかに記載の基板用ガラス板。
【請求項５】
熱収縮率（Ｃ）が２０ｐｐｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の基板用ガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の各種ディスプレイパネルや太陽電池用基板に用いる基板用ガラス板に関する。本発明の基板用ガラス板は、ＬＣＤパネル用のガラス板として特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来からＬＣＤパネル用のガラス基板には、アルカリ金属酸化物を含有しない無アルカリガラスが用いられている。この理由は、ガラス基板中にアルカリ金属酸化物が含まれていると、ＬＣＤパネルの製造工程で実施される熱処理中に、ガラス基板中のアルカリイオンがＬＣＤパネルの駆動に用いる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の半導体膜に拡散して、ＴＦＴ特性の劣化を招くおそれがあるからである。
また、無アルカリガラスは、熱膨張係数が低く、ガラス転移点（Ｔｇ）が高いため、ＬＣＤパネルの製造工程での寸法変化が少なく、ＬＣＤパネル使用時の熱応力による表示品質への影響が少ないことからも、ＬＣＤパネル用のガラス基板として好ましい。【０００３】
しかしながら、無アルカリガラスは、製造面において以下に述べるような課題を有している。
無アルカリガラスは粘性が非常に高く、溶融が困難といった性質を有し、製造に技術的な困難性を伴う。
また、一般的に、無アルカリガラスは清澄剤の効果が乏しい。例えば、清澄剤としてＳＯ3を使用した場合、ＳＯ3が（分解して）発泡する温度がガラスの溶融温度よりも低いため、清澄がなされる前に、添加したＳＯ3の大部分が分解して溶融ガラスから揮散してしまい、清澄効果を十分発揮することができない。【０００４】
近年の技術進歩により、ＬＣＤパネル用のガラス基板として、アルカリ金属酸化物を含有するアルカリガラス基板を使用することも検討され始めている（特許文献１、２参照）。アルカリ金属酸化物を含有するガラスは、一般的に熱膨張係数が高いため、ＬＣＤパネル用のガラス基板として好ましい熱膨張係数とする目的で、熱膨張係数を低減させる効果を有するＢ2Ｏ3が通常含有される（特許文献１、２参照）。
しかしながら、Ｂ2Ｏ3を含有するガラス組成とした場合、ガラスを溶融した際に、特に溶解工程および清澄工程において、Ｂ2Ｏ3が揮散するため、ガラス組成が不均質になりやすい。ガラス組成が不均質になると、板状に成形する際の平坦性に影響を与える。ＬＣＤパネル用のガラス基板は、表示品質確保のため、液晶を挟む２枚のガラス間隔、すなわちセルギャップを一定に保つために高度の平坦度が要求される。このため所定の平坦度を確保するために、フロート法で板ガラスに成形された後、板ガラスの表面の研磨を行うが、成形後の板ガラスで所定の平坦性が得られていないと、研磨工程に要する時間が長くなり生産性が低下する。また、前記Ｂ2Ｏ3の揮散による環境負荷を考慮すると、溶融ガラス中のＢ2Ｏ3の含有率はより低いこと、さらには実質的に含有しないことが好ましい。
だが、Ｂ2Ｏ3の含有率が低い場合、さらには実質的に含有しない場合には、ＬＣＤパネル用のガラス基板として好ましい熱膨張係数まで下げることは困難であった。さらには粘性の上昇を抑えつつ所定のＴｇ等を得ることも困難であった。また、Ｂ2Ｏ3の含有率の低い、さらには実質的に含有しないアルカリガラス基板は、傷つきやすいという問題も有していた。【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３７６３１号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来技術の問題点を解決するため、本発明は、アルカリ金属酸化物を微量含有し、Ｂ2Ｏ3の含有率が低く、好ましくは含有せず、ＬＣＤパネル等のガラス基板として用いることができる基板用ガラス板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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を行い、本発明を完成するに至った。
すなわち、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                     ６８〜８０、
Ａｌ2Ｏ3                    ０．１〜５、
Ｂ2Ｏ3                      ０〜３、
ＭｇＯ                      ９．５〜１２、
ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ      ０〜２、
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ               ６〜１４
を含有し、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下であり、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以上であり、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下である基板用ガラス板を提供する。
本発明の基板用ガラス板は、Ｂ2Ｏ3を実質的に含有しないことが好ましい。
また、本発明の基板用ガラス板は、熱収縮率（Ｃ）が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。【０００８】
さらに、本発明の基板用ガラス板の第１の好適態様は、
酸化物基準の質量％表示で、
Ｎａ2Ｏ                      ６〜１４、
Ｋ2Ｏ                        ０以上３未満
を含有し、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度が１６２０℃以下である。
【０００９】
本発明の基板用ガラス板の第２の好適態様は、
酸化物基準の質量％表示で、
Ｌｉ2Ｏ                        ０〜２、
Ｎａ2Ｏ                      ０以上３未満、
Ｋ2Ｏ                        ６〜１４
を含有し、Ｔｇが６４０℃以上である。
【００１０】
本発明の基板用ガラス板の第３の好適態様は、
酸化物基準の質量％表示で、
Ｎａ2Ｏ                      ３〜１１、
Ｋ2Ｏ                        ３〜１１
を含有し、Ｔｇが６２０℃以上であり、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度が１６７０℃以下である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の基板用ガラス板は、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、Ｔｇが６００℃以上であるため、パネルの製造工程での寸法変化が少なく、パネル使用時の熱応力による表示品質への影響が少ないことから、特にＬＣＤパネル用のガラス基板として好適である。
また、本発明の基板用ガラス板は、Ｂ２Ｏ３の含有率が低く、好ましくは実質的にＢ２Ｏ３を含有していないので、ガラス製造時におけるＢ2Ｏ3の揮散が少なく、好ましくはＢ2Ｏ3の揮散がないことから、ガラス板の均質性、平坦性に優れており、ガラス板に成形後のガラス板表面の研磨が少なくてすみ、生産性に優れている。
また、本発明の基板用ガラス板は傷つきにくく、後述するブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下であり、ディスプレイパネル用ガラス板および太陽電池用ガラス板として好適である。
本発明の基板用ガラス板は、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下と低いため、ディスプレイパネル、特に、大型のディスプレイパネルとした場合に取扱い上好ましい。
また、本発明のガラス板は、好ましくは熱収縮率（Ｃ）が２０ｐｐｍ以下であるため、ＴＦＴパネル製造工程における低温（１５０〜３００℃）での熱処理においてコンパクションが小さく、ガラス基板上の成膜パターンのずれが生じ難い。
また、本発明の基板用ガラス板の第１の好適態様は、ガラス溶解温度において特に低粘性であるため、原料を溶融しやすく製造が容易である。
また、清澄剤にＳＯ3を用いるときは、低粘性であることから、清澄剤効果に優れ、泡品質に優れる。
また、本発明の基板用ガラス板の第２の好適態様は、Ｔｇが６４０℃以上であるため、パネルの製造工程での寸法変化がより少なく、パネル使用時の熱応力による表示品質への影響が特に少ない。
また、本発明の基板用ガラス板の第３の好適態様は、ガラス溶解温度における粘性が比較的低く、Ｔｇが比較的高いため、本発明の基板用ガラス板の第１の好適態様および第２の好適態様の長所を合わせ持った基板用ガラス板である。
本発明の基板用ガラス板は、ＬＣＤパネル用のガラス基板として好適であるが、他のディスプレイ用基板、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、無機エレクトロ・ルミネッセンス・ディスプレイなどに使用することができる。例えば、ＰＤＰ用のガラス板として使用した場合、従来のＰＤＰ用のガラス板にくらべて熱膨張係数が小さいため、熱処理工程におけるガラスの割れを抑制することができる。
なお、本発明の基板用ガラス板は、ディスプレイパネル以外の用途にも用いることができる。例えば、太陽電池基板用ガラス板としても用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の基板用ガラス板について説明する。
以下において、％は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。
本発明の基板用ガラス板は、
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ2                    ６８〜８０、
Ａｌ2Ｏ3                   ０．１〜５、
Ｂ2Ｏ3                         ０〜３、
ＭｇＯ                   ９．５〜１２、
ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ       ０〜２、
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ               ６〜１４
含有し、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下であり、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、Ｔｇが６００℃以上であり、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下であることを特徴とする。
好ましくは、本発明のガラス板は、実質的にＢ2Ｏ3を含有しない。【００１３】
本発明の基板用ガラス板において、上記組成に限定する理由は以下の通りである。
本発明の基板用ガラス板は、Ｂ2Ｏ3の含有率が３％以下と低く、好ましくはＢ2Ｏ3を含有しない。そのためガラス板製造時にガラスを溶融する際の、溶解工程、清澄工程および成形工程での、特に溶解工程および清澄工程での、Ｂ2Ｏ3の揮散が少なく、好ましくは揮散がなく、製造されるガラス板が均質性および平坦性に優れる。その結果、高度の平坦性が要求されるＬＣＤパネル用のガラス板として使用する場合に、従来のディスプレイパネル用ガラス板に比べて、ガラス板の研磨量が少なくすることができる。
また、Ｂ2Ｏ3の揮散による環境負荷を考慮しても、Ｂ2Ｏ3の含有率はより低いことが好ましい。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有率は０〜２．０％が好ましく、Ｂ2Ｏ3を実質的に含有しないことがより好ましい。なお、ガラス中の泡の低減を考慮する場合には、Ｂ2Ｏ3を２．０％以下、さらに１．５％以下、特に１．０以下含有することが好ましい。
本発明において、「実質的に含有しない」とは、原料等から混入する不可避的不純物以外には含有しないこと、すなわち、意図的に含有させないことを意味する。【００１４】
ＳｉＯ2は、ガラスの骨格を形成する成分で、６８％未満では、Ｔｇが低下し、ガラスの耐熱性および化学的耐久性が低下する、熱膨張係数が増大する、ブリトルネスが増大してガラスが傷つきやすくなる、密度が増大する等の問題が生じる。しかし、８０％超では、失透温度が上昇する、ガラスの高温粘度が上昇し、溶融性が悪化する等の問題が生じる。
ＳｉＯ2の含有量は、６９〜８０％であることが好ましく、より好ましくは７０〜８０％であり、さらに好ましくは７１〜７９．５％である。【００１５】
Ａｌ2Ｏ3は、Ｔｇを上げ、耐熱性及び化学的耐久性を向上させる、また、熱膨張係数を低下させる効果があるので含有させる。含有率が０．１％未満だとＴｇが低下し、熱膨張係数が大きくなる。しかし、５％超では、ガラスの高温粘度が上昇し溶融性が悪くなる、密度が増大する、失透温度が上昇し成形性が悪くなる等の問題を生じる。
Ａｌ2Ｏ3の含有量は、０．５〜４．５％が好ましく、より好ましくは１〜４％である。【００１６】
ＭｇＯは、ガラスの溶解温度での粘性を下げ、溶解を促進する効果があり、ブリトルネスの増大を抑止する効果があるので含有させる。含有率が９．５％未満だとブリトルネスの増大を抑止する効果が不充分であり、また、ガラスの高温粘度が上昇し溶融性が悪化する。しかし、１２％超では、ガラスの分相、失透温度の上昇、密度の増大、Ｔｇの増大、熱膨張係数の増大等の問題が生じる。
ＭｇＯの含有量は、１０〜１１．８％が好ましい。【００１７】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、ガラスの溶解温度での粘性を下げ、溶解を促進する効果がある。但し、これらの含有量が高いと、ＭｇＯの含有によるブリトルネスの増大抑止効果を阻害するので、合量で２％以下とする。
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量は、合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。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。【００１８】
Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、ガラスの溶解温度での粘性を下げ、溶解を促進する効果があり、また、ブリトルネスを低下させる効果、および、失透温度を低下させる効果があるので合量で６％以上含有させる。しかし、合量で１４％超では、熱膨張係数が大きくなる、Ｔｇが低下する、密度が増大する等の問題が生じる。これらの合量は、７％〜１４％であることが好ましく、より好ましくは８〜１４％、さらに好ましくは９〜１３％である。【００１９】
また、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏと同様の効果を得るために、Ｌｉ2Ｏを含有させてもよい。ただし、Ｌｉ2Ｏの含有はＴｇの低下をもたらすので、Ｌｉ2Ｏの含有量は５％以下にすることが好ましい。
また、Ｌｉ2Ｏを含有させる場合、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＬｉ2Ｏの合量は、６〜１４％であることが好ましく、より好ましくは７％〜１４％、さらに好ましくは８〜１４％、特に好ましくは９〜１３％である。但し、Ｔｇを高く維持すること、及び、ＳＯ3による清澄効果を高く維持することを考慮すると、Ｌｉ2Ｏは実質的に含有しないことが好ましい。【００２０】
本発明の基板用ガラス板において、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合量（質量％）に対するＫ2Ｏ（質量％）の割合（Ｋ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ））が０．２〜０．８である場合、混合アルカリ効果により電気抵抗が増加し、１５０℃での抵抗率をρ［Ωｃｍ］とするとき、ｌｏｇρ＝１０以上となる。したがって、Ｋ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が０．２〜０．８である基板用ガラス板は、電気抵抗が高いため、基板に絶縁性が要求される用途に好適である。絶縁性が要求される基板としては、例えば、ＰＤＰ用基板、太陽電池用基板等が例示される。
本発明の基板用ガラス板を絶縁性が要求される用途に用いる場合、Ｋ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が０．２５〜０．７５となる量でＮａ2ＯおよびＫ2Ｏを含有することが好ましい。
本発明の基板用ガラス板を絶縁性が要求される用途に用いる場合、ｌｏｇρ＝１０．５以上であることが好ましく、より好ましくはｌｏｇρ＝１１以上である。【００２１】
以上述べたように、本発明の基板用ガラス板は、母組成として、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなることが好ましい。【００２２】
本発明の基板用ガラス板には、清澄剤としてＳＯ3を用いることができる。本発明の基板用ガラス板のようなアルカリ含有ガラスの場合、ＳＯ3は清澄剤として十分な効果を発揮することができる。ＳＯ3が分解して発泡する温度が、原料が溶融ガラスとなる温度より高いためである。
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母組成原料に投入されるが、母組成原料１００％に対して硫酸塩が、ＳＯ3換算で０．０５〜１％であり、０．０５〜０．３％であることが好ましい。
基板用ガラス板での残存量はＳＯ3換算で１００〜５００ｐｐｍであり、好ましくは１００〜４００ｐｐｍである。【００２３】
本発明の基板用ガラス板は、上記成分以外に、ガラス板に悪影響を及ぼさない範囲で他の成分を含有させてもよい。具体的には、ガラスの溶解性、清澄性を改善するため、Ｆ、Ｃｌ、ＳｎＯ2などを、母組成原料１００％に対して合量で２％以下、好ましくは１．５％以下含有してもよい。
また、基板ガラスの化学的耐久性向上のため、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2などを、母組成原料１００％に対して合量で５％以下、好ましくは２％以下含有してもよい。これらのうち、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3およびＴｉＯ2は、ガラスのヤング率向上にも寄与する。なお、ガラス中の泡の低減を考慮する場合には、ＺｒＯ2を２．０％以下、さらに１．５％以下、特に１．０以下含有することが好ましい。
さらに、基板ガラスの色調を調整するため、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2など等の着色剤を含有してもよい。このような着色剤の含有量は、母組成原料１００％に対して合量で１％以下が好ましく、より好ましくは０．３％以下である。【００２４】
本発明の基板用ガラス板は、環境負荷を考慮すると、Ａｓ2Ｏ3、およびＳｂ2Ｏ3を実質的に含有しないことが好ましい。また、安定してフロート成形することを考慮すると、ＺｎＯを実質的に含有しないことが好ましい。【００２５】
本発明の基板用ガラス板は、密度が２．４５ｇ／ｃｍ3以下である。
ガラス板が低密度であることは、特に大型ディスプレイ用ガラス基板として用いられる場合には、割れの防止や、ハンドリング性の向上となるため、有効である。密度は２．４４ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、より好ましくは２．４３ｇ／ｃｍ3以下であり、特に好ましくは２．４０ｇ／ｃｍ3である。【００２６】
本発明の基板用ガラス板は、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であるため、本発明の基板用ガラス板をＬＣＤパネル用のガラス板として用いる場合、ＬＣＤパネル製造時に実施される熱処理工程での基板寸法変化が問題のないレベルに抑えられる。
なお、本発明において、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数は、示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて測定した値であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０２に準拠して求めた値を意味する。
５０〜３５０℃の平均熱膨張係数は、７０×１０-7／℃以下であることが好ましく、より好ましくは５５×１０-7〜６５×１０-7である。【００２７】
本発明の基板用ガラス板は、Ｔｇが６００℃以上である。Ｔｇが６００℃以上であると、ＬＣＤパネル製造時に実施される熱処理工程における基板寸法変化を実質上問題とならない程度に少なく抑えることができる。Ｔｇは６２０℃以上であることが好ましく、より好ましくは６４０℃以上である。【００２８】
本発明の基板用ガラス板は、従来の単にＢ2Ｏ3を実質的に含有しないアルカリガラス板に比べて傷つきにくく、ディスプレイパネル用途に好適である。傷つきにくさの指標としては、ブリトルネス（Ｂ）を用いることができる。ブリトルネス（Ｂ）は、ビッカース圧子を荷重Ｐで押し込んだ際、圧痕の２つの対角長の平均値をａ、圧痕の四隅から発生する２つのクラックの長さ（圧痕を含む対称な２つのクラックの全長）の平均値をｃとしたときに以下の計算により算出する値を意味する。
Ｂ＝２．３９×（ｃ／ａ）3/2×Ｐ-1/4
ただし、上記式で、単位はｃ，およびａは、μｍであり、  ＰはＮであり、  Ｂはμｍ-1/2である。
本発明の基板用ガラス板は、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下であり、好ましくは６．０μｍ-1/2以下であり、より好ましくは５．５μｍ-1/2以下である。【００２９】
以下、本発明の基板用ガラス板の好適態様について説明する。
以下では、基板用ガラス板の成分のうち、上記した本発明の基板用ガラス板（上位概念）とは異なる点のみを記載し、上位概念の基板用ガラス板と同一である点については記載を省略する。【００３０】
本発明の基板用ガラス板は、熱収縮率（Ｃ）（コンパクション（Ｃ））が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、好ましくは１５ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１０ｐｐｍ以下である。ここで、コンパクションとは、加熱処理の際にガラス構造の緩和によって発生するガラス熱収縮率である。
本発明において熱収縮率（Ｃ）とは、ガラス板を転移点温度Ｔｇ＋５０℃まで加熱し、１分間保持し、５０℃／分で室温まで冷却した後、ガラス板の表面に所定の感覚で圧痕を２箇所打ち、その後、ガラス板を３００℃まで加熱し、１時間保持した後、１００℃／時間で室温まで冷却した場合の、圧痕間隔距離の収縮率（ｐｐｍ）を意味するものとする。
コンパクション（Ｃ）について、より具体的に説明する。
本発明においてコンパクション（Ｃ）とは、次に説明する方法で測定した値を意味するものとする。
初めに、対象となるガラス板を１６００℃で溶融した後、溶融ガラスを流し出し、板状に成形後冷却する。得られたガラス板を研磨加工して１００ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの試料を得る。
次に、得られたガラス板を転移点温度Ｔｇ＋５０℃まで加熱し、この温度で１分間保持した後、降温速度５０℃／分で室温まで冷却する。その後、ガラス板の表面に圧痕を長辺方向に２箇所、間隔Ａ（Ａ＝９０ｍｍ）で打つ。
次にガラス板を３００℃まで昇温速度１００℃／時（＝１．６℃／分）で加熱し、３００℃で１時間保持した後、降温速度１００℃／時で室温まで冷却する。そして、再度、圧痕間距離を測定し、その距離をＢとする。このようにして得たＡ、Ｂから下記式を用いてコンパクション（Ｃ）を算出する。なお、Ａ、Ｂは光学顕微鏡を用いて測定する。
Ｃ[ppm]＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１０6
本発明の基板用ガラス板の第１の好適態様は、
酸化物基準の質量％表示で、
Ｎａ2Ｏ                    ６〜１４、
Ｋ2Ｏ                      ０以上３未満
を含有し、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度が１６２０℃以下である。
【００３１】
第１の好適態様の基板用ガラス板は、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏのうち、主としてＮａ2Ｏを含有する組成であり、Ｎａ2Ｏを６％以上含有する。
上記したように、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、ガラスの溶解温度での粘性を下げ、溶解を促進する効果があり、また、ブリトルネスを低下させる効果、および、失透温度を低下させる効果がある。また、Ｎａ2ＯはＫ2Ｏに比べて、ガラスの溶解温度での粘性を下げ、溶解を促進する効果が高い。このため、第１の好適態様の基板用ガラス板は、ガラス溶解温度において特に低粘性であり、原料を溶融しやすく製造が容易である。また、低粘性であることにより、ＳＯ3による清澄剤効果に優れ、泡品質に優れる。
しかし、Ｎａ2Ｏの含有量が１４％超だと、熱膨張係数が大きくなる、Ｔｇが低下する、密度が増大する等の問題が生じ、また、ブリトルネスがかえって増大する。
Ｎａ2Ｏの含有量は、６．５〜１３％であることが好ましく、より好ましくは７〜１２．５％である。
第１の好適態様の基板用ガラス板は、Ｋ2Ｏを３％未満含有してもよい。Ｋ2Ｏの含有量は２％以下であることが好ましく、より好ましくは１％以下である。
第１の好適態様の基板用ガラス板は、Ｌｉ2Ｏを２％含有してもよい。
ただし、Ｌｉ2Ｏの含有量は１％以下が好ましく、実質的には、含有しないことがより好ましい。【００３２】
本発明の基板用ガラス板の第２の好適態様は、
酸化物基準の質量％表示で、
Ｎａ2Ｏ                    ０以上３未満、
Ｋ2Ｏ                      ６〜１４
を含有し、Ｔｇが６４０℃以上である。【００３３】
第２の好適態様の基板用ガラス板は、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏのうち、主としてＫ2Ｏを含有する組成であり、Ｋ2Ｏを６％以上含有する。
上記したように、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、ガラスの溶解温度での粘性を下げ、溶解を促進する効果があり、また、ブリトルネスを低下させる効果、および、失透温度を低下させる効果がある。また、Ｎａ2ＯはＫ2Ｏに比べてＴｇを低下させる作用が強いため、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏのうち、主としてＫ2Ｏを含有する第２の好適態様の基板用ガラス板は、Ｔｇが高く、具体的には、Ｔｇが６４０℃以上である。このため、パネルの製造工程での寸法変化がより少なく、パネル使用時の熱応力による表示品質への影響が特に少ない。Ｔｇは６６０℃以上であることが好ましく、より好ましくは６７０℃以上である。
しかし、Ｋ2Ｏの含有量が１４％超だと、Ｔｇの低下が無視できない。また、熱膨張係数が大きくなる、Ｔｇが低下する、密度が増大する等の問題が生じ、さらに、ブリトルネスがかえって増大する。
Ｋ2Ｏの含有量は、７〜１４％であることが好ましく、より好ましくは８〜１３％であり、さらに好ましくは９〜１２％である。
第２の好適態様の基板用ガラス板は、Ｎａ2Ｏを３％未満含有してもよい。Ｎａ2Ｏの含有量は２％以下であることが好ましく、より好ましくは１％以下である。
第２の好適態様の基板用ガラス板は、Ｌｉ2Ｏを２％含有してもよい。
ただし、Ｌｉ2Ｏの含有量は１％以下が好ましく、実質的含有しないことがより好ましい。【００３４】
本発明の基板用ガラス板の第３の好適態様は、
酸化物基準の質量％表示で、
Ｎａ2Ｏ                      ３〜１１、
Ｋ2Ｏ                        ３〜１１
を含有し、Ｔｇが６２０℃以上であり、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度が１６７０℃以下である。
【００３５】
第３の好適態様の基板用ガラス板は、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの両方を含有する組成であり、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合量が６〜１４％であることを条件に、Ｎａ2Ｏを３〜１１％含有し、Ｋ2Ｏを３〜１１％含有する。したがって、第３の好適態様の基板用ガラス板は、Ｎａ2Ｏを主として含有する第１の好適態様の基板用ガラス板と、Ｋ2Ｏを主として含有する第２の好適態様の基板用ガラス板と、の中間に当たる組成であり、ガラス溶融温度における粘性が比較的低く、Ｔｇが比較的高い（６２０℃以上）ガラス板となる。したがって、第３の好適態様の基板用ガラス板は、第１および第２の好適態様の基板用ガラス板の長所を合わせ持ったガラス板となる。【００３６】
第３の好適態様の基板用ガラス板において、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏの含有量は、それぞれ３〜１０％であることが好ましく、より好ましくは３〜９％であり、さらに好ましくは３〜８％である。
第３の好適態様の基板用ガラス板は、Ｌｉ2Ｏを２％含有してもよい。
ただし、Ｌｉ2Ｏの含有量は１％以下が好ましく、実質的含有しないことがより好ましい。【００３７】
第３の好適態様の基板用ガラス板において、Ｔｇは６３０℃以上であることが好ましく、より好ましくは６４０℃以上である。【００３８】
本発明の基板用ガラス板を製造する場合、従来のディスプレイパネル用ガラス板を製造する際と同様に、溶解・清澄工程および成形工程を実施することが好ましい。なお、本発明の基板用ガラス板は、アルカリ金属酸化物（Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏなど）を含有するアルカリガラス基板であるため、清澄剤としてＳＯ3を効果的に用いることができ、成形方法としてフロート法に適している。
ディスプレイパネル用のガラス板の製造工程において、ガラスを板状に成形する方法としては、近年の液晶テレビなどの大型化に伴い、大面積のガラス板を容易に、安定して成形できるフロート法を用いることが好ましい。【００３９】
溶解工程では、ガラス板の各成分の原料を目標成分になるように調整し、これを溶解炉に連続的に投入し、１４５０〜１６５０℃に加熱して溶融する。この溶融ガラスをフロート法等により所定の板厚に成形し、徐冷し、切断することにより本発明の基板用ガラス板が製造される。
【実施例】
【００４０】
次に、実施例及び比較例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
各成分の原料を表に質量％で表示した目標組成（ＳｉＯ2〜Ｋ2Ｏ）になるように調合し、白金坩堝を用いて１５５０〜１６５０℃の温度で３時間加熱し溶融した。溶融にあたっては、白金スターラーを挿入し１時間攪拌しガラスの均質化を行った。次いで溶融ガラスを流し出し、板状に成形後徐冷した。
なお、例１〜例１５および例１９〜例２１は実施例であり、例１６〜例１８は比較例である。なお、例１〜例６、例１９〜例２１は第１の好適態様の基板用ガラス板であり、例７〜例９は第２の好適態様の基板用ガラス板であり、例１０〜例１５は第３の好適態様の基板用ガラス板である。
こうして得られたガラスの密度（単位：ｇ／ｃｍ3）、平均熱膨張係数（単位：×１０-7／℃）、Ｔｇ（単位：℃）、ブリトルネス（単位：μｍ-1/2）、１５０℃での抵抗率ρ［Ωｃｍ］および高温粘度として、溶融ガラスの粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ2.5（単位：℃）と１０4ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ4（単位：℃）、およびコンパクション（単位：ｐｐｍ）を測定し、表１〜表４に示した。なお、表中の括弧書きした値は、計算により求めたものである。また、表中の『−』は、未測定であることを示す。
以下に各物性の測定方法を示す。
密度：泡を含まない約２０ｇのガラス塊をアルキメデス法を原理とした簡易密度計によって測定した。
平均熱膨張係数：ＴＭＡ（示差熱膨張計）を用いて測定し、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数をＪＩＳ  Ｒ３１０２（１９９５年）に準拠した方法により算出した。
Ｔｇ：ＴｇはＴＭＡ（示差熱膨張計）を用いて測定した値であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０３−３（２００１年）に準拠した方法により求めた。
ブリトルネス（Ｂ）：ビッカース圧子を荷重Ｐ（９．８Ｎ）で押し込んだ際、圧痕の２つの対角長の平均値をａ、圧痕の四隅から発生する２つのクラックの長さ（圧痕を含む対称な２つのクラックの全長）の平均値をｃとしたときに以下の計算により算出した。
Ｂ＝２．３９×（ｃ／ａ）3/2×Ｐ-1/4
単位はｃ，およびａは、μｍであり、ＰはＮであり、Ｂはμｍ-1/2である。
高温粘度：回転粘度計を用いて粘度を測定し、粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ2.5と１０4ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ4を測定した。
本発明において、粘度１０2.5ｄＰａ・ｓは、ガラスの溶解工程において、ガラス融液の粘度が十分低くなっていることを示す指標として用いた。粘度が１０2.5ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ2.5は、１６７０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１６２０℃以下である。
粘度１０4ｄＰａ・ｓは、ガラスをフロート成形する際の基準粘度である。粘度１０4ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ4は、１３００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１２５０℃以下であり、さらに好ましくは１２００℃以下である。
コンパクション（Ｃ）：前述のコンパクション（Ｃ）の測定方法により測定した。【００４１】
【表１】
0005387411.tif 000002
【００４２】
【表２】
0005387411.tif 000003
【００４３】
【表３】
0005387411.tif 000004
【００４４】
【表４】
0005387411.tif 000005
【００４５】
表１〜４より明らかなように、実施例（例１〜例１５、例１９および例２０）のガラスは、平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、Ｔｇが６００℃以上であるため、ＬＣＤパネル用のガラス板として使用した場合に、ＬＣＤパネル製造工程での寸法変化を抑制することができる。また、Ｂ2Ｏ3の含有率が低いためガラスの平坦性に優れる一方で、Ｂ2Ｏ3の含有率が低いにもかかわらず、ブリトルネスが６．５μｍ-1/2以下であり傷つきにくい。また、アルカリ金属酸化物、具体的には、Ｎａ2ＯまたはＫ2Ｏの少なくとも一方を微量含有するため清澄効果に優れる。
また、表１および表４より明らかなように、実施例（例２、例４〜例６、例１９および例２０）のガラスは、コンパクション（Ｃ）が２０ｐｐｍ以下であるため、ＴＦＴパネル用のガラス板として使用した場合に、ＴＦＴパネル製造工程における低温での熱収縮において、ガラス板の熱収縮を抑制することができる。
例１〜例６、例１９および例２０のガラスは、Ｔ2.5が１６２０℃以下であり、ガラスの溶解工程において特に低粘性であり、特に生産性がよく、清澄効果に優れる。
例７〜例９のガラスは、Ｔｇが６４０℃以上であり、パネル製造工程およびパネル使用時のような熱負荷が加わった際の寸法変化が特に少ない。
例１０〜例１５のガラスは、Ｔ2.5が１６７０℃以下であり、ガラスの溶解工程において低粘性であり、生産性がよく、清澄効果に優れる。また、Ｔｇが６２０℃以上であり、パネル製造工程およびパネル使用時のような熱負荷が加わった際の寸法変化が少ない。
一方、例１６はＢ2Ｏ3を多く含有しているため、ガラス溶融時の揮散により、ガラスの均質性や板状に成形した際の平坦性に影響を及ぼしやすい。また、アルカリ酸化物を含有しないため、ＳＯ3による清澄が不十分となる。また、例１７、１８は平均熱膨張係数が約８０×１０-7／℃と大きいため、ＬＣＤパネル製造工程での寸法変化に影響を及ぼす可能性がある。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の基板用ガラス板は、パネルの製造工程での寸法変化が少なく、パネル使用時の熱応力による表示品質への影響が少なく、さらに、Ｂ２Ｏ３の含有率が低く、実質的にＢ２Ｏ３を含有していないので、ガラス製造時におけるＢ2Ｏ3の揮散が少なく環境負荷を低減でき、ＬＣＤパネル用のガラス基板、太陽電池基板用ガラス板などとして産業上有用である。
なお、２００７年１１月６日に出願された日本特許出願２００７−２８８０８６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。