(57)【要約】【課題】ガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても変形しにくいガラス基板熱処理用セッターを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のガラス基板熱処理用セッターは、セラミック焼結体からなるガラス基板熱処理用セッターにおいて、セラミック焼結体は、６００℃での熱処理後の吸水率が０〜０．１４質量％であることを特徴とする。また、本発明のガラス基板熱処理用セッターの製造方法は、原料粉末を焼結させることにより原板を作製するガラス基板熱処理用セッターの製造方法において、原料粉末が、結晶粉末及び／又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末とを含有し、結晶粉末又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末との３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差が４０×１０-7／Ｋ以下であることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体からなるガラス基板熱処理用セッターにおいて、セラミック焼結体は、６００℃での熱処理後の吸水率が０〜０．１４質量％であることを特徴とするガラス基板熱処理用セッター。
【請求項２】
セラミック焼結体は、６００℃での熱処理後の機械的強度が、８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板熱処理用セッター。
【請求項３】
セラミック焼結体は、３０〜６００℃における平均熱膨張係数が−２０〜２０×１０-7／Ｋであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板熱処理用セッター。
【請求項４】
セラミック焼結体は、主結晶として、ペタライト、β−ユークリプタイト、β−石英固溶体（β−ユークリプタイト固溶体）、β−スポジュメン及びβ−スポジュメン固溶体の群から選択された１種又は２種以上の結晶を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス基板熱処理用セッター。
【請求項５】
ガラス基板を載置する面の面積が８５００ｃｍ2以上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ガラス基板熱処理用セッター。
【請求項６】
原料粉末を焼結させることにより原板を作製するガラス基板熱処理用セッターの製造方法において、
原料粉末が、結晶粉末及び／又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末とを含有し、結晶粉末又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末との３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差が４０×１０-7／Ｋ以下であることを特徴とするガラス基板熱処理用セッターの製造方法。
【請求項７】
フリット粉末は、３０〜６００℃における平均熱膨張係数が５０×１０-7／Ｋ以下であることを特徴とする請求項６に記載のガラス基板熱処理用セッターの製造方法。
【請求項８】
原料粉末が、結晶粉末及び／又は結晶化ガラス粉末を５０〜９０質量％含有することを特徴とする請求項６又は７に記載のガラス基板熱処理用セッターの製造方法。
【請求項９】
結晶粉末が、ペタライト、β−ユークリプタイト、β−石英固溶体（β−ユークリプタイト固溶体）、β−スポジュメン及びβ−スポジュメン固溶体の群から選択された１種又は２種以上の結晶粉末からなることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス基板熱処理用セッターの製造方法。
【請求項１０】
結晶化ガラス粉末が、結晶相としてβ−石英固溶体（β−ユークリプタイト固溶体）又はβ−スポジュメン固溶体を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス基板熱処理用セッターの製造方法。
【請求項１１】
フリット粉末は、非晶質ガラス粉末及び／又は結晶性ガラス粉末を含むことを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載のガラス基板熱処理用セッターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型のガラス基板熱処理用セッターに関し、特にプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称す）等に使用される大型のガラス基板を、載置面に直接載置して加熱炉に導入する平板状のガラス基板熱処理用セッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示デバイスの多様化が進む中で、ＣＲＴに替わって大画面の平面ディスプレイが表示デバイスの主流になりつつある。その代表格であるＰＤＰは、前面と背面とに２枚のガラス基板を対向配置し、上下を両ガラス基板で、側方を隔壁で挟まれた１００〜１５０μｍのセルにＨｅ、Ｎｅ等の希ガスを封じ込め電圧の印加によりガス放電させて文字や画像を表示するもので、表示画面の大きさに比して薄型であることを特徴とする。例えば、表示画面が４２インチのＰＤＰモジュールは、縦５２０ｍｍ、横９２０ｍｍ、奥行５０ｍｍ程度の矩形のパネルである。
【０００３】
ＰＤＰ用ガラス基板には、一般に厚さ３ｍｍ弱の平板状のソーダライム系ガラスや高歪点ガラスが用いられ、このガラス基板の上に電極、誘電体、蛍光体等を形成するためにペーストが塗布される。塗布されたペーストをガラス基板に定着させるために、ガラス基板は熱処理用セッター上に載置され、ローラーハースキルン等の加熱炉において４５０〜６５０℃の温度域で熱処理が施される。
【０００４】
このガラス基板熱処理用セッターとして、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｐ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2を主成分とし、熱膨張係数が１５×１０-7／Ｋ以下の結晶化ガラスからなり、載置面の平坦度が０．３％以下であり、かつ、載置面の表面粗さがＲａ値で０．１〜１μｍの範囲にあるセッターが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、別の熱処理用セッターとして、結晶相としてβ−スポジュメン固溶体を含有するＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラス板からなり、ガラス基板を載置する面の表面積が１４０００ｃｍ2以上であるセッターが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、更に別の熱処理用セッターとして、表面の光沢度が５度以上であり、ペタライト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・８ＳｉＯ2）系セラミックス、β−スポジュメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）系セラミックス又はβ−ユークリプタイト（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）系セラミックスからなるセッターが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、特許文献４、５には、低熱膨張率のセラミックスおよびその製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１１４５３７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９２２０５号公報
【特許文献３】特開２００５−１８０７４３号公報
【特許文献４】特開平９−３０８６０号公報
【特許文献５】特開平４−１３００５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した特許文献３に記載の熱処理用セッターは、上述したガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用するとセッターが破損しやすくなるという問題点を有していた。すなわち、このようなセッターを用いて、ローラーハースキルンで熱処理を行った場合、最悪の場合、セッターが破損して、ローラー間にセッターが落ち込ちこみ、また破損したセッターによってローラーが折損して、焼成炉を停止しなければならなくなる事態に陥る虞があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、ガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても破損しにくいガラス基板熱処理用セッター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】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、吸水率が低いセラミックス系セッターを使用することによって、４５０〜６５０℃といったガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても破損しにくくなることを見出し、本発明として提案するものである。
【００１１】
すなわち、本発明のガラス基板熱処理用セッターは、セラミック焼結体からなるガラス基板熱処理用セッターにおいて、セラミック焼結体は、６００℃での熱処理後の吸水率が０〜０．１４質量％であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のガラス基板熱処理用セッターの製造方法は、原料粉末を焼結させることにより原板を作製するガラス基板熱処理用セッターの製造方法において、原料粉末が、結晶粉末及び／又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末とを含有し、結晶粉末又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末との３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差が４０×１０-7／Ｋ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガラス基板熱処理用セッターは、セラミック焼結体からなるガラス基板熱処理用セッターにおいて、セラミック焼結体は、６００℃での熱処理後の吸水率が０〜０．１４質量％であるため、４５０〜６５０℃といったガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても破損しにくくなる。すなわち、吸水率は、セラミック焼結体におけるクラック等の欠陥の量を表し、ガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても、クラック等の欠陥が少ないため、機械的強度が低下しにくく、具体的には、６００℃での熱処理後の機械的強度が８０ＭＰａ以上であるため、ガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても破損しにくくなる。また、載置面の表面粗さがＲａ値で０．１〜３μｍとなるようにセラミック焼結体の表面を湿式研磨するが、吸水率が低いと、研磨後の洗浄の際に研磨剤が残りにくく、研磨後の乾燥時間を短くできる。吸水率の好ましい範囲は、０〜０．１質量％であり、より好ましい範囲は０〜０．０７質量％である。
【００１４】
上記した構成において、セラミック焼結体は、３０〜６００℃における平均熱膨張係数が−２０〜２０×１０-7／Ｋであることが好ましい。このようにすれば、ガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用した時に発生する反り変形を抑制することができる。３０〜６００℃における平均熱膨張係数の好ましい範囲は、−１０〜１０×１０-7／Ｋである。
【００１５】
上記した構成において、セラミック焼結体は、主結晶としてペタライト、β−ユークリプタイト、β−石英固溶体（β−ユークリプタイト固溶体）、β−スポジュメン及びβ−スポジュメン固溶体の群から選択された１種又は２種以上の結晶を含有することが好ましい。このようにすれば、セラミック焼結体の３０〜６００℃における平均熱膨張係数が−２０〜２０×１０-7／Ｋとなりやすい。
【００１６】
また、ガラス基板を載置する面（載置面）の面積が８５００ｃｍ2以上であるような大型のセッターの場合、熱処理時の破損が発生しやすいため、上記した構成にすることによる効果が一層大きくなる。また、ガラス基板の肉厚が２ｍｍ以下の場合にも、熱処理時のセッターの破損がより発生しやすいため、上記した構成にすることによる効果が一層大きくなる。
【００１７】
また、本発明のガラス基板熱処理用セッターの製造方法は、原料粉末を焼結させることにより原板を作製するガラス基板熱処理用セッターの製造方法において、原料粉末が、結晶粉末及び／又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末とを含有し、結晶粉末又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末との３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差が４０×１０-7／Ｋ以下であるため、結晶とマトリックスガラスとの境界近傍で応力が発生しにくく、６００℃での熱処理後のクラック等の欠陥が少なく、４５０〜６５０℃といったガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても破損しにくくなる。結晶粉末又は結晶化ガラス粉末と、フリット粉末との３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差は３０×１０-7／Ｋ以下であることが好ましい。
【００１８】
上記した構成において、原料粉末の他にベントナイト、カオリン等の粘土鉱物を含む可塑剤を５〜１５質量％添加することが好ましい。このようにすれば、プレス成形等の成形方法の場合、成形性が向上するが、１５質量％よりも多く添加すると、セッターの熱膨張係数を高くし、耐熱衝撃性を低下させるため好ましくない。
【００１９】
上記した構成において、フリット粉末の３０〜６００℃における平均熱膨張係数は、５０×１０-7／Ｋ以下であることが好ましい。このようにすれば、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶を主結晶として含有する場合、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶とマトリックスガラス相との熱膨張係数の差が小さくなってガラス基板の熱処理温度域で繰返し使用しても、クラック等の欠陥が発生しにくく、機械的強度の低下を抑制できる。フリット粉末の３０〜６００℃における平均熱膨張係数の好ましい範囲は、２０〜４０×１０-7／Ｋである。
【００２０】
上記した構成において、原料粉末が、結晶粉末及び／又は結晶化ガラス粉末を５０〜９０質量％含有することが好ましい。上記粉末が５０質量％よりも少ないと、セッターの耐熱性が低下し、９０質量％よりも多いと、焼結しにくくなり、十分な機械的強度が得られにくくなる。
【００２１】
上記した構成において、結晶粉末は、ペタライト、β−ユークリプタイト、β−石英固溶体（β−ユークリプタイト固溶体）、β−スポジュメン及びβ−スポジュメン固溶体の群から選択された１種又は２種以上の結晶粉末からなることが好ましい。また、結晶化ガラス粉末は、結晶相としてβ−石英固溶体（β−ユークリプタイト固溶体）又はβ−スポジュメン固溶体を含有することが好ましい。
【００２２】
フリット粉末は、非晶質ガラス粉末及び／又は結晶性ガラス粉末を含むことが好ましい。
【００２３】
例えば、非晶質ガラス粉末は、質量百分率で、ＳｉＯ2  ５０〜７０％、Ａｌ2Ｏ3  １０〜２５％、Ｂ2Ｏ3  ３〜２０％、ＭｇＯ  ０〜８％、ＣａＯ  ０．１〜１２％、ＳｒＯ  ０〜７％、ＢａＯ  ０〜７％、ＺｎＯ  ０〜１０％、Ａｓ2Ｏ3  ０〜０．５％、ＳｎＯ2  ０．０５〜１％、Ｓｂ2Ｏ3  ０．０５〜５％の組成を有するガラスからなることが好ましい。
【００２４】
また、結晶性ガラス粉末は、質量百分率で、ＳｉＯ2  ５５〜７０％、Ａｌ2Ｏ3  １５〜３０％、Ｌｉ2Ｏ  ２．５〜６％、ＺｎＯ  ０〜０．９％、ＢａＯ  ０〜０．９％、ＴｉＯ2  １．３〜２．９％、ＺｒＯ2  ０．５〜４％、Ｐ2Ｏ5  ０〜５％、ＭｇＯ  ０〜０．９％、Ｎａ2Ｏ  ０〜４％、Ｋ2Ｏ  ０〜４％の組成を有し、熱処理すると主結晶としてβー石英固溶体（βーユークリプタイト固溶体）又はβースポジュメン固溶体を析出するガラスからなることが好ましい。
【００２５】
尚、フリット粉末としての結晶性ガラス粉末を使用する場合、その熱膨張係数は、結晶化前の熱膨張係数を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明のガラス基板熱処理用セッターを、実施例を用いて詳細に説明する。
【００２７】
表１は、本発明の実施例１〜７を、表２は、比較例１〜３を示す。また、表３は、実施例及び比較例のフリットＡ〜Ｄの粉末組成を示す。
【００２８】
【表１】
2008039379.tif 000002
【００２９】
【表２】
2008039379.tif 000003
【００３０】
【表３】
2008039379.tif 000004
【００３１】
表１、２に示す組成となるように、原料粉末をボールミルに投入し、粉砕助剤としての水を粉末質量に対し０．１％添加して平均粒子径が５μｍになるように粉砕混合した。次いで、粉砕混合した原料粉末を、乾式プレス機にてプレスして圧粉体を作製した後、表１、２に示す焼成温度で３時間焼成して（昇降温速度は１２０℃／時間）、実施例１〜７及び比較例１〜３のセラミック焼結体を作製した。
【００３２】
尚、原料粉末中の結晶粉末として、ペタライト粉末（ビキタ：ジンバブエ、日陶産業株式会社、８０メッシュ）、スポジュメン粉末（豪州、ＳＯＮＧ  ＯＦ  ＧＷＡＬＬＩＡ  ＬＴＤ、Ｓｐｏｄｕｍｅｎｅ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）を使用し、可塑剤としてベントナイト（島根県出雲市産、カサネン工業株式会社、商品名：出雲ベントナイト、３００メッシュ、膨潤度：４．５〜５．０）を使用した。上記、ペタライト粉末の平均熱膨張係数は、３０〜６００℃で２０×１０-7／Ｋであり、スポジュメン粉末の平均熱膨張係数は、３０〜６００℃で１０×１０-7／Ｋであった。
【００３３】
また、フリットＡ〜Ｄは、表３に示す組成となるように、調合した原料バッチを、１５００℃〜１６５０℃で１２時間溶融した後、フィルム状に成形し、そのフィルムをボールミルで乾式粉砕して作製した。また、フリットＡ、Ｃ及びＤは、非晶質ガラスからなり、フリットＢは、熱処理するとβ−スポジュメン固溶体を析出する結晶性ガラスからなり、この結晶性ガラスを１１５０℃で熱処理した後の平均熱膨張係数は３０〜６００℃で１２×１０-7／Ｋであった。
【００３４】
次いで、実施例１〜７及び比較例１〜３のセラミック焼結体を６００℃で１時間熱処理した。尚、この熱処理における昇降温速度は、３００℃／時間とした。
【００３５】
上記セラミック焼結体及びフリットの３０〜６００℃での平均熱膨張係数は、ディラトメータ（Ｂｒｕｋｅｒ  ＡＳＸ社製）を用いて測定した。
【００３６】
熱処理前と熱処理後の機械的強度は、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法）に従って、３点曲げ強さで評価した。
【００３７】
熱処理後の吸水率は、ＪＩＳ  Ａ  ５２０９（陶磁器質タイル）の吸水試験（７．６項）に記載の方法に従って求めた。
【００３８】
表１に示すように、実施例１〜７は、結晶粉末とフリット粉末の３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差が４０×１０-7／Ｋ以下であり、熱処理後の吸水率が０．１４質量％以下であったため、機械的強度は、熱処理前後でほとんど変化が無かった。
【００３９】
一方、表２に示すように、比較例１〜３は、結晶粉末とフリット粉末の３０〜６００℃における平均熱膨張係数の差が４０×１０-7／Ｋよりも大きく、熱処理後の吸水率が０．１４質量％よりも高かったため、熱処理後に機械的強度が低下した。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明のガラス基板熱処理用セラミックス製セッターは、ＰＤＰだけでなく、液晶ディスプレイ、ＦＥＤ等のフラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板の熱処理用セッターとして好適である。