(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張係数ＣＴＥが、３．３・１０−６／Ｋ以下であり、重量％で、
ＳｉＯ２    ５８〜７０
Ａｌ２Ｏ３    １７〜１８
Ｂ２Ｏ３    ５〜１５
ＭｇＯ    ０〜９
ＣａＯ    ２〜１２
ＢａＯ    ０．１〜５
ＳｎＯ２    ０〜１
Ａｓ２Ｏ３    ０〜２
の組成を有するアルミノホウ珪酸ガラスであって、
前記ガラスは、任意の不純物に含まれる場合を除いてアルカリ酸化物および酸化ストロンチウムを含まず、重量％で、ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３比率が３２ないし３８であり、粘度の常用対数が４ないし２の範囲、すなわち、粘度が１０４ｄＰａｓないし１０２ｄＰａｓの範囲において、粘度曲線の平均勾配は、−５．５０・１０−３ｌｏｇ（ｄＰａｓ）／Ｋ以下であるアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項２】
重量％で、ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３比率が、３３ないし３７である請求項１に記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項３】
０〜１０重量％の紫外線放射をブロックするための酸化物を有する請求項１または２に記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項４】
重量％で、ＳｉＯ２／Ａ１２Ｏ３比率が、３．２ないし３．６である、請求項１〜３のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項５】
重量％で、
ＳｉＯ２    ５８〜７０
Ａ１２Ｏ３    １７〜１８
Ｂ２Ｏ３    ９．５〜１１
ＭｇＯ    １〜４
ＣａＯ    ３〜６
ＢａＯ    ＞３〜４
ＳｎＯ２    ０〜１
Ａｓ２Ｏ３    ０〜２
前記不純物    ０．５未満
の組成を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項６】
前記不純物中に含まれる前記アルカリ酸化物含有量および酸化ストロンチウム含有量が、いずれも０．１重量％未満である、請求項１〜５のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項７】
前記熱膨張係数ＣＴＥが３．２・１０−６／Ｋ未満である、請求項１〜６のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項８】
変形温度Ｔｇが７１０℃より高い、請求項１〜７のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項９】
基板ガラスとして、請求項１〜８のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラスの使用。
【請求項１０】
ＬＣＤＴＦＴディスプレイ、または非自己放射システムにおける平面型画面ディスプレイのバックライトを伴うディスプレイにおける、請求項１〜８のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラスの使用。
【請求項１１】
０〜５重量％の紫外線放射をブロックするための酸化物を有する請求項１または２に記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項１２】
前記紫外線放射をブロックするための酸化物が、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２およびＣｅＯ２からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１１に記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項１３】
重量％で、ＳｉＯ２／Ａ１２Ｏ３比率が、３．３ないし３．５５である、請求項１〜８のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項１４】
前記不純物中に含まれる前記アルカリ酸化物含有量および酸化ストロンチウム含有量が、いずれも０．０１重量％未満である、請求項６に記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【請求項１５】
変形温度Ｔｇが７１５℃より高い、請求項１〜８のいずれかに記載のアルミノホウ珪酸ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有利な処理に最適な特性を有するアルカリを含まないアルミノホウ珪酸ガラス、および、このようなガラスの有利な使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイはより広く一般に普及している。ＴＦＴ液晶ディスプレイ（アクティブマトリクス薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）は特に、低密度で消費電力が低く、したがってたとえば、ノートパソコン、平面型画面、デジタルカメラなど多岐にわたり適用されている。いずれの場合においてもディスプレイ基板は通常、ガラス板からなる。
【０００３】
このような基板は高い基準を満たすものでなければならない。かかるガラスは、高い耐熱衝撃性、および平面型画面の生産に使用される刺激性化学物質に対する高い抵抗に加え、広いスペクトル領域（可視光線、紫外線）、高い透明性、および重量を削減するための低密度が必要とされる。さらに例えば、ＴＦＴディスプレイなどの半導体集積回路の基板材料として使用する場合、ガラスはシリコン薄膜材料に熱的に適合されるものであることが必要である。主に結晶質のシリコン層が７００℃以上の温度で高温処理され、またはＣＶＤ法で直接蒸着される場合、可能であれば、３．２・１０−６／Ｋ以下の低い熱膨張係数を有する基板が必要である。ディスプレイおよび光起電技術分野において、このガラスを適用するための他の条件としては、アルカリイオンを有しないことがあげられる。生産に関する許容値は好ましくは、１０００ｐｐｍ未満であり、１００ｐｐｍ未満であるべきである。
【０００４】
また適切なガラスは、費用効率的な方法で商業的に生産されうる十分なレベルの品質の（気泡、結節、吸蔵を有しない）ものであることもまた望ましい。例えば、フロートガラスプラント法またはガラスドロー法（ダウンドロー法、オーバーフロー溶融法など）があげられる。表面うねりが少なく、条痕のない薄い（＜１ｍｍ）基板のドロー工程での生産において、特に、ガラスが高い失透安定性を有することが必要である。生産中の半導体微小構造における基板の、いかなる不利な圧縮をも打ち消すために、特にＴＦＴディスプレイの場合においては、ガラスはさらに、適当な温度依存粘度曲線を有する必要がある。このことはつまり、その熱工程および形態安定性に関して、融解および処理範囲における高すぎない程度の粘度、ならびに、充分に高い変形（転移）温度、すなわちＴｇ≧７００℃を有するべきであることを意味する。
【０００５】
ディスプレイを大量生産するために近年、最適化粘度曲線が望ましいものとなっている。ＶＡ（１０４ｄＰａｓ）を越える粘度における温度はできる限り低くあるべきである。ＶＡと約１０１．９ｄＰａｓの粘度との間の範囲は特に関連性が高い。例えば、１０４ｄＰａｓと１０２ｄＰａｓとの間の範囲（対数が４と２との間）では、温度の上昇中に粘度が急激に減少することが必要とされる。すなわち、ガラスはこの範囲ではできるだけ「短い」べきである。
【０００６】
たとえば液晶ディスプレイおよびＴＦＴ液晶ディスプレイなどのディスプレイへ適用する場合、適当なガラスが従来技術において基本的に知られている。
５８〜６５重量％のＳｉＯ２、６〜１０．５重量％のＢ２Ｏ３、１４〜２５重量％のＡ１２Ｏ３、０重量％以上３重量％未満のＭｇＯ、０〜９重量％のＣａＯ、３重量％より大きく８重量％以下のＢａＯを含む、アルカリを含まないアルミノホウ珪酸ガラスは、下記特許文献１において既知であり、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯおよびＺｎＯの含有量合計は、０以上２未満である。
【０００７】
しかしながらここで、１０４ｄＰａｓないし１０２ｄＰａｓの範囲を超える粘度の減少は不十分であると考えられる。
高い弾性率と高い特定の弾性率とを有する他の多くのアルミノホウ珪酸ガラスは、下記特許文献２で既知である。
しかしながらこれらのガラスの変形温度は一貫して、不利であると考えられている７００℃未満である。
【０００８】
他のアルカリを含まないアルミノホウ珪酸ガラスは下記特許文献３で既知であるが、この粘度曲線は処理に最適なものではない。
【特許文献１】独国特許出願公開第１００００８３６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５３７，９３７号明細書
【特許文献３】国際公開パンフレット第０２／０６０８３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明の目的は、１０４ｄＰａｓと１０２ｄＰａｓとの間の最適化された粘度曲線を有するアルカリを含まないアルミノホウ珪酸ガラスを提供することである。ガラスはディスプレイ、例えば液晶ディスプレイおよびＴＦＴ液晶ディスプレイの基板ガラスとして適用されるものとして最も適している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、ＣＴＥ≦３．３・１０−６／Ｋの熱膨張率と以下の構成材料（重量％）とを有するアルミノホウ珪酸ガラスによって達成される。
ＳｉＯ２    ５８〜７０
Ａ１２Ｏ３  １７〜１８
Ｂ２Ｏ３    ５〜１５
ＭｇＯ    ０〜９
ＣａＯ    ２〜１２
ＢａＯ    ０．１〜５
ＳｒＯ    ０〜４
ＳｎＯ２    ０〜１
Ａｓ２Ｏ３    ０〜２
前記ガラスは、任意の不純物に含まれる場合を除いて酸化ストロンチウムおよびアルカリ酸化物を含まず、ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３比率（重量％）は３２ないし３８であり、粘度の常用対数が４ないし２（すなわち、１０４ｄＰａｓないし１０２ｄＰａｓの粘度）の範囲における粘度曲線の平均勾配は、−５．５０・１０−３ｌｏｇ（ｄＰａｓ）／Ｋ以下である。
【００１１】
本発明の問題はこのような態様で完全に解決される。
本発明によるガラスは、すなわち、粘度の常用対数が４ないし２（すなわち、粘度が１０４ｄＰａｓと１０２ｄＰａｓとの間）であるときに、粘度曲線の平均勾配が、−５．５０・１０−３ｌｏｇ（ｄＰａｓ）／Ｋ以下であるという点で特徴付けられる。したがって本発明によるガラスは、対象となる１０４ｄＰａｓないし１０２ｄＰａｓの範囲において特に短い。
【００１２】
このことは特に優れた加工性をもたらし、さらに、７００℃を超える、好ましくは７１０℃を超える高い変形温度をもたらす。熱膨張係数ＣＴＥは、３．３・１０−６／Ｋの好ましい範囲に属している。本発明によるガラスはまた、２５００ｋｇ／ｍ３未満、好ましくは２４５０ｋｇ／ｍ３未満の低密度を有する。この所望の粘度曲線はＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、およびＡ１２Ｏ３の特定の比率により、ならびに酸化ストロンチウムを含まないガラスにより達成される。
【００１３】
本発明の好ましい展開において、ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３の好ましい比率は、３３ないし３７である。
また、本発明によるガラスは、０〜１０重量％、好ましくは０〜５重量％の紫外線放射をブロックするための酸化物を含んでもよい。これらの酸化物は例えば、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２またはＣｅＯ２であってもよい。
【００１４】
本発明の好ましい展開では、ＳｉＯ２／Ａ１２Ｏ３（重量％）比は、３．２〜３．６であり、好ましくは３．３〜３．５５である。
他の有利な実施形態において、本発明によるガラスは以下の組成（重量％）を有する。
ＳｉＯ２    ５８〜７０
Ａ１２Ｏ３    １７〜１８
Ｂ２Ｏ３    ９．５〜１１
ＭｇＯ    １〜４
ＣａＯ    ３〜６
ＢａＯ    ＞３〜４（３より大きく、４以下）
ＳｎＯ２    ０〜１
Ａｓ２Ｏ３    ０〜２
不純物＜０．５、好ましくは＜０．１
アルカリ酸化物および酸化ストロンチウム含有量は、いずれも好ましくは０．１重量％未満、好ましくは０．０１重量％未満である。
【００１５】
本発明の１つの好ましい展開では、熱膨張係数ＣＴＥは３．２・１０−６／Ｋ未満である。
これによりガラスは、所望の膨張特性に確実に、より適合させることができるようになる。
変形温度Ｔｇは７１０℃より大きいことが好ましい。
【００１６】
これによりガラスは、ディスプレイに使用するための処理中に起こりうる種々の工程に対する高い抵抗（耐性）を生じることになる。
特に本発明によるガラスは、ＯＬＥＤ、ＡＭＯＬＥＤ（アクティブマトリクスＯＬＥＤ）、ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）、ＳＥＤ（表面電界ディスプレイ）の基板ガラスとして、ならびにフィルタ、カラーフィルタとして、およびＴＦＴのカラーフィルタとして適切である。
【００１７】
本発明によるガラスはまた、ＬＣＤＴＦＴディスプレイでの使用において有利であり、非自己放射システムにおける、平面型画面ディスプレイのバックライトを伴うディスプレイでの使用においてもまた有利である。特に、ＦＦＬ（平坦な蛍光灯）と、特に外部電極を有するＥＥＦＬ（外部電極蛍光灯）システムの板ガラスとしての使用において有利である。
【００１８】
本発明によるガラスは好ましくは、フロート製法で生産されてもよい。ダウンドロー工程、特にオーバーフロー溶融工程を用いてガラスを生産することは、可能かつ有利である。
上述された、および以下で説明される本発明の特徴は、それぞれの場合で特定された組み合わせにのみ適用されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせまたは単独で適用されるものであることは自明である。
【００１９】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下に示される好ましい実施形態の説明から導き出されるものである。
【実施例】
【００２０】
本発明によるガラスは好ましくは、以下の組成（重量％）を有する。
ＳｉＯ２    ５８〜６５
Ａ１２Ｏ３    １７〜１８
Ｂ２Ｏ３    ９．５〜１１
ＭｇＯ    １〜４
ＣａＯ    ３〜６
ＢａＯ    ＞３〜４（３より大きく、４以下）
ＳｎＯ２    ０〜１
Ａｓ２Ｏ３    ０〜２
ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３比率（重量％）は３２ないし３８の範囲である。
【００２１】
−５．５０・１０−３ｌｏｇ（ｄＰａｓ）／Ｋ以下の平均粘度曲線勾配は、粘度の常用対数が４と２との間（粘度が１０４ｄＰａｓと１０２ｄＰａｓとの間）にあるときに達成され、したがってこれにより、特に優れた加工性を示す。
表１は本発明（実施例Ａ１）にしたがったガラスの組成と特徴的な特性とを示す。表はさらに比較例Ｖ１およびＶ２を含むが、これらのガラスは本発明に属する ものではなく、その組成は特に、シリコン含有量、酸化アルミニウム含有量、酸化ホウ素含有量、およびこれらの酸化物のそれぞれの比率に関して、本発明のガ ラスから逸脱するものである。
【００２２】
本発明のガラスＡ１はＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３比率が３６．８０（重量％）であり、酸化ストロンチウムおよびアルカリ酸化物を含まない。
また、密度は２．５ｇ・ｃｍ３未満であり、変形温度Ｔｇは７００℃よりかなり上の７１９℃である。
粘度の対数が４と２との間の範囲で、−５．５８・１０−３ｌｏｇ（ｄＰａｓ）／Ｋであり、したがって処理には特に好ましい範囲内である。
【００２３】
熱膨張係数もまた、３．１５・１０−６／Ｋで好ましい範囲内である。
これとは対照的に、２つの比較例でのガラスＶ１およびＶ２の挙動（Ｖ１の場合には３８．７２であり、Ｖ２の場合には４０．７５であるＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３比率）は、本発明によると範囲外であり、対象となる範囲ではるかに短い。
【００２４】
【表１】
0005377834.tif 000002