(57)【要約】【課題】石英ガラスと熱膨張係数が整合し、しかも透明性が高いことから、液晶プロジェクター内部の液晶表示素子の対向基板や防塵基板に好適なＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスと、その製造方法を提供する。【解決手段】主結晶としてβ─石英固溶体が析出し、β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３であることを特徴とする。ガラス組成としては質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ  ２〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１％、Ｋ２Ｏ  ０〜１％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜２％、ＴｉＯ２  １〜３％、ＺｒＯ２  ０〜３％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ３〜５％、Ｐ２Ｏ５  ０〜３％、ＳｎＯ２  ０．１〜０．５％を含有することが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主結晶がβ─石英固溶体であるＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスであって、β―石英固溶体のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３であることを特徴とするＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス。
【請求項２】
ガラス組成として質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ  ２〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１％、Ｋ２Ｏ  ０〜１％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜２％、ＴｉＯ２  １〜３％、ＺｒＯ２  ０〜３％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ３〜５％、Ｐ２Ｏ５  ０〜３％、ＳｎＯ２  ０．１〜０．５％を含有することを特徴とする請求項１に記載のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス。
【請求項３】
３０〜３００℃における熱膨張係数が１×１０−７〜９×１０−７／℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス。
【請求項４】
厚み１．１ｍｍ、波長４００ｎｍにおける透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス。
【請求項５】
主結晶としてβ─石英固溶体が析出する性質を有する結晶性ガラスを用意する工程と、β―石英固溶体のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３となる熱処理条件で前記結晶性ガラスを結晶化させる工程とを含むことを特徴とするＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶パネル用対向基板および液晶パネル用防塵基板に用いられるＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス及びＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスの製造方法に関する。より詳細には、石英ガラスと熱膨張係数が整合し、透明性も高いＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス及びＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石油、薪、その他のストーブの前面窓、電子部品焼成用セッター、電磁調理器用トッププレート等種々の用途に、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の低膨張結晶化ガラスが用いられている。
【０００３】
この種のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結晶化ガラスは、例えば特許文献１〜３に開示されているように、主結晶としてβ−石英固溶体（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ｎＳｉＯ２［ただし２≦ｎ≦４］）を析出し、熱膨張係数が−１〜＋１×１０−７／℃程度である結晶化ガラスやβ−スポジュメン固溶体（Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ｎＳｉＯ２［ただしｎ≧４］）を析出し、熱膨張係数が１０×１０−７／℃前後である結晶化ガラスが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭３９−２１０４９号公報
【特許文献２】特公昭４０−２０１８２号公報
【特許文献３】特開平１−３０８８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
映像表示機器の一つとして液晶プロジェクターが市販されている。この液晶プロジェクターを構成する部材の一つとして液晶表示素子がある。液晶表示素子は、液晶を挟んで対向させた駆動基板と対向基板、さらにこれらの基板に透明樹脂を介して接着させた防塵基板等により構成される。防塵基板は表示素子表面に異物が付着した際にそれが投影されないよう、デフォーカスさせるためのガラスである。
【０００６】
プロジェクター動作時には液晶の温度が数百度以上になるため、駆動基板には非常に高い耐熱性が求められる。また、温度上昇によって基板が熱膨張すると歪が発生し、位相差の原因となる。結果、表示むらが発生してしまう。この表示むらが生じないように、駆動基板、対向基板、防塵基板には低熱膨張係数を有することが求められ、石英ガラスが用いられている。
【０００７】
近年、液晶プロジェクター内部の液晶表示素子を構成する対向基板や防塵基板として、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスを使用することが検討されている。しかしながら、従来のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、駆動基板として使用される石英ガラスと熱膨張係数が整合しておらず、透明樹脂を介して石英ガラスと接着した後にガラスが湾曲し、液晶プロジェクターの画質を低下させてしまうことがある。尚、石英ガラスの熱膨張係数は、例えば３０〜３００℃で５．８×１０−７／℃程度である。
【０００８】
また、透明性確保の観点から、主結晶としてβ-石英固溶体が析出したＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結晶化ガラスが選択されるが、熱膨張係数を石英ガラスに整合させるために、主結晶として析出するβ-石英固溶体の一部をβ-スポジュメン固溶体に結晶転移させると、透明性が大幅に低下してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、石英ガラスと熱膨張係数が整合し、しかも透明性が高いことから、液晶プロジェクター内部の液晶表示素子の対向基板や防塵基板に好適なＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスと、その製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、主結晶であるβ−石英固溶体をβ−スポジュメンに転移させることなく石英ガラスに整合した熱膨張係数を得るには、β−石英固溶体のＳｉＯ２含有量のモル％比を一定範囲に調整することが重要であることを見出し、本発明として提案するものである。
【００１１】
すなわち、本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、主結晶がβ−石英固溶体であるＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスであって、β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３であることを特徴とする。ここで「主結晶としてβ−石英固溶体が析出する」とは、析出結晶のうち、重量比で最も析出量が多い結晶がβ−石英固溶体であるという意味であり、β−石英固溶体以外の結晶の析出を排除するものではない。また「β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比」とは、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスに析出するβ−石英固溶体の（４０６）面に基づくＸ線回折ピーク角度（２θ）から格子定数法によって算出されるＬｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ｎＳｉＯ２のｎ値に相当する値である。尚、格子定数法の詳細は文献に記載されており、ここでは詳細を省略する（例えば、岩附,田中,深沢, 格子定数法による結晶化ガラス中のβ−ユークリプタイト固溶体の分析, 日本化学会誌, １９７４,Ｎｏ．３, ５０５−５１０）。
【００１２】
β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比が高いほど、熱膨張係数が０に近くなる。またこのモル比が高いほどβ−石英固溶体の一部がβ−スポジュメン固溶体に転移する可能性が高くなる。そこで本発明ではβ―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比を上記範囲に限定している。この構成を採用することにより、石英ガラスと熱膨張係数が整合し、かつ、優れた透明性を有する結晶化ガラスとすることができ、対向基板や防塵基板として使用される石英ガラスの代替材料として用いることが可能になる。
【００１３】
本発明においては、ガラス組成として質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ  ２〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１％、Ｋ２Ｏ  ０〜１％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜２％、ＴｉＯ２  １〜３％、ＺｒＯ２  ０〜３％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ３〜５％、Ｐ２Ｏ５  ０〜３％、ＳｎＯ２  ０．１〜０．５％を含有することが好ましい。ここで「ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２」とは、ＴｉＯ２の含有量とＺｒＯ２の含有量の合量を意味する。
【００１４】
上記構成を採用すれば、β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比を所望の値に調整可能な結晶化ガラスを得ることが容易である。また化学的耐久性、機械的強度等の特性に優れた結晶化ガラスとすることができる。
【００１５】
本発明においては、３０〜３００℃における熱膨張係数が１×１０−７〜９×１０−７／℃であることが好ましい。ここで、熱膨張係数とは、線熱膨張係数を意味する。
【００１６】
本発明においては、厚み１．１ｍｍ、波長４００ｎｍにおける透過率が７０％以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスの製造方法は、主結晶としてβ−石英固溶体が析出する性質を有する結晶性ガラスを用意する工程と、β―石英固溶体のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３となる熱処理条件で前記結晶性ガラスを結晶化させる工程とを含むことを特徴とする。ここで「結晶性ガラス」とは、熱処理することによってガラスマトリックス中から結晶を析出する性質を有する非晶質のガラスをいう。
【００１８】
上記構成によれば、石英ガラスと熱膨張係数が整合し、かつ、優れた透明性を有する結晶化ガラスを容易に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスについて説明する。なお、以下の説明において特に断りのない限り「％」は「質量％」を意味する。
【００２０】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、主結晶がβ−石英固溶体であって、β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３であることを特徴とする。β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比の好ましい範囲は２．７〜３．２、特に２．８〜３．２である。
【００２１】
β−石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比が低すぎる場合、結晶化ガラスの熱膨張係数が高くなりすぎて石英ガラスの熱膨張係数と整合し難くなる。また分相しやすくなる。分相が生じるとガラスの透過率が低下する。ＳｉＯ２含有量のモル％比が高すぎる場合、結晶化ガラスの熱膨張係数が低くなりすぎて石英ガラスの熱膨張係数と整合し難くなる。このためβ−石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比が所定範囲外になると、液晶プロジェクター内部の液晶表示素子の対向基板等として使用した場合、透明樹脂を介して接着した際にガラスが湾曲してしまう。またＳｉＯ２含有量のモル％比が高すぎる場合は、β−石英固溶体の一部がβ−スポジュメン固溶体へ転移する可能性が高くなる。β−スポジュメン固溶体に転移すると、結晶化ガラスの透明性が大幅に低下する。
【００２２】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、β−石英固溶体を析出しているものであれば、ガラス組成に制限はないが、例えばガラス組成として、ＳｉＯ２  ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ  ２〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１％、Ｋ２Ｏ  ０〜１％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜２％、ＴｉＯ２  １〜３％、ＺｒＯ２  ０〜３％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ３〜５％、Ｐ２Ｏ５  ０〜３％、ＳｎＯ２  ０．１〜０．５％を含有するＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスであることが好ましい。各成分の含有量を上記のように規定した理由を以下に説明する。
【００２３】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を形成するとともに、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶を構成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は５５〜７５％、５８〜７０％、特に６０〜６８％であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が少ないと、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶が析出しにくくなり、熱膨張係数を石英ガラスと整合させにくくなる。また、化学的耐久性が低下する傾向にある。一方、ＳｉＯ２の含有量が多いと、ガラスの溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が高くなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が困難になる傾向がある。
【００２４】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの骨格を形成するとともに、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶を構成する成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は１５〜２５％、１８〜２５％、特に２０〜２４％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少ないと、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶が析出しにくくなり、熱膨張係数を石英ガラスと整合させにくくなる。また、化学的耐久性が低下する傾向にある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多いと、ガラスの溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が高くなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が難しくなる傾向がある。また、ムライトの結晶が析出してガラスが失透する傾向にあり、ガラスが破損しやすくなる。
【００２５】
Ｌｉ２ＯはＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶を構成する成分であり、結晶性に大きな影響を与えるとともに、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性および成形性を向上させる成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は２〜５％、３〜５％、特に３．５〜４％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏの含有量が少ないと、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶が析出しにくくなり、熱膨張係数を石英ガラスと整合させにくくなる。また、結晶化の際にガラスが失透して透明性が低下しやすくなる。さらに、ガラスの溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が高くなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が難しくなる傾向がある。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が多いと結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透して透明性が低下しやすくなる傾向がある。
【００２６】
Ｎａ２ＯはＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶に固溶する成分であり、結晶性に大きな影響を与えるとともに、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性および成形性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は０〜１％、特に０〜０．８％であることが好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が多いと結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透して透明性が低下しやすくなる傾向がある。
【００２７】
Ｋ２ＯはＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶に固溶する成分であり、結晶性に大きな影響を与えるとともに、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性および成形性を向上させる成分である。Ｋ２Ｏの含有量は０〜１％、特に０〜０．８％であることが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が多いと結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透して透明性が低下しやすくなる傾向がある。
【００２８】
ＭｇＯはＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶に固溶し、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶の熱膨張係数を高くする効果を有する成分である。ＭｇＯの含有量は０〜３％、０．１〜２％、特に０．１〜１．５％であることが好ましい。ＭｇＯの含有量が多いと、結晶性が強くなりすぎて失透する傾向にあり、ガラスが破損しやすくなる。また、ガラスが着色して透明性が低下しやすくなる傾向がある。
【００２９】
ＢａＯはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性および成形性を向上させる成分である。ＢａＯの含有量は０〜２％、０．５〜１．８％、特に１〜１．５％であることが好ましい。ＢａＯの含有量が多いとＢａを含む結晶が析出しやすくなり、ガラスが失透しやすくなる。
【００３０】
ＴｉＯ２は結晶化工程で結晶を析出させるための核形成剤となる成分である。ＴｉＯ２の含有量は１〜３％、１．５〜３％、特に１．５〜２．５％であることが好ましい。ＴｉＯ２の含有量が多いとガラスの着色が強まる傾向がある。また、ガラスが失透しやすくなり、透明性が低下しやすくなる。一方、ＴｉＯ２の含有量が少ないと結晶核が十分に形成されず、粗大な結晶が析出してガラスが白濁し、透明性が低下しやすくなる。また、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶が析出しにくくなり、熱膨張係数を石英ガラスと整合させにくくなる。
【００３１】
ＺｒＯ２はＴｉＯ２と同様に、結晶化工程で結晶を析出させるための核形成成分である。ＺｒＯ２の含有量は０〜３％、０．５〜２．５％、特に１〜２．５％であることが好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多いと、ガラスを溶融する際に失透しやすくなり、ガラスの成形が難しくなる。また、結晶化の際にＺｒを含む粗大な結晶が析出してガラスが白濁し、透明性が低下しやすくなる。
【００３２】
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の含有量は３〜５％、３．５〜５％、特に４〜５％であることが好ましい。ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の含有量が少ないと結晶核が十分に形成されず、粗大な結晶が析出してガラスが白濁し、透明性が低下しやすくなる。また、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶が析出しにくくなり、熱膨張係数を石英ガラスと整合させにくくなる。ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の含有量が多いと、結晶化の際にガラスが失透し、透明性が低下しやすくなる。
【００３３】
Ｐ２Ｏ５はガラスの分相を促進して結晶核の形成を助ける成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜３％、０．５〜３％、特に１〜２％であることが好ましい。Ｐ２Ｏ５の含有量が多いと、溶融工程においてガラスが分相しやすくなり、ガラスの均質性が低下するとともに、不透明となる傾向がある。また、結晶化の際にガラスが白濁し、透明性が低下しやすくなる。
【００３４】
ＳｎＯ２は清澄剤として作用する成分である。また、多量に含有するとガラスの着色を強める成分でもある。ＳｎＯ２の含有量は０．１〜０．５％、０．１〜０．４％、特に０．１５〜０．３５％であることが好ましい。ＳｎＯ２の含有量が少ないと、ガラスの清澄が困難になる。ＳｎＯ２の含有量が多いとガラスが着色し、透明性が低下しやすくなる。
【００３５】
Ｆｅ２Ｏ３は不純物として混入する成分であり、ガラスの着色を強める成分である。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．００３〜０．０２％、０．００３〜０．０１８％、特に０．００３〜０．０１５％であることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多いと、ガラスの着色が強くなって透明性が低下する。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は少ないほど着色を抑制できるため好ましいが、例えば０．００３％を下回るような範囲にするには高価な高純度原料を使用する必要があり、製造コストが高くなってしまう。
【００３６】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、上記成分以外にも種々の成分を含有し得る。例えばＨ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２等の微量成分をそれぞれ０．１％まで含有してもよい。また、ガラス中にＡｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｒ等の貴金属元素をそれぞれ１０ｐｐｍまで添加してもよい。
【００３７】
さらに透明性に悪影響が無い限り、本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳＯ３、ＭｎＯ、ＣｅＯ２、Ｃｌ２、Ｌａ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３等を合量で２％まで含有してもよい。
【００３８】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、３０〜３００℃における熱膨張係数が、１×１０−７／℃〜９×１０−７／℃、好ましくは２．５×１０−７／℃〜７．５×１０−７／℃である。３０〜３００℃における熱膨張係数が、１×１０−７／℃よりも低いか、１０×１０−７／℃よりも高いと石英ガラスと熱膨張係数が整合せず、液晶プロジェクター内部の液晶表示素子の対向基板等として使用した場合、透明樹脂を介して接着した際にガラスが湾曲しやすくなる。
【００３９】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、厚み１．１ｍｍ、波長４００ｎｍにおける透過率が７０％以上、好ましくは７５％以上である。厚み１．１ｍｍ、波長４００ｎｍにおける透過率が７０％よりも低いと、ガラスの透明性が低下する。
【００４０】
次に本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスを製造する方法を説明する。
【００４１】
まず、主結晶としてβ−石英固溶体が析出する性質を有する結晶性ガラスを用意する。結晶性ガラスのガラス組成としては、例えば質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ  ２〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１％、Ｋ２Ｏ  ０〜１％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜２％、ＴｉＯ２  １〜３％、ＺｒＯ２  ０〜３％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ３〜５％、Ｐ２Ｏ５  ０〜３％、ＳｎＯ２  ０．１〜０．５％を含有するものを使用することが好ましい。なお組成範囲を上記のように限定した理由は既述の通りであり、ここでは説明を割愛する。なおこの種の結晶性ガラスは、所望の組成となるように調製した原料バッチを、ガラス溶融炉に投入し、１５００〜１７５０℃で溶融した後、成形することにより得ることができる。
【００４２】
次に主結晶として析出するβ―石英固溶体のＳｉＯ２含有量のモル％比が２．５〜３．３となる熱処理条件で、結晶性ガラスを結晶化させる。β―石英固溶体のＳｉＯ２含有量のモル％比は、ガラス組成にも影響を受けるが、同じガラス組成であれば熱処理温度を低くするほど、また熱処理時間を短くするほど小さくすることができる。具体的な熱処理条件として、例えば７８０〜８３０℃で５〜１００分、特に８００〜８３０℃で５〜３０分とすることが好ましい。また得られる結晶化ガラスの透過率を高めるには、β―石英固溶体からβ−スポジュメン固溶体への結晶転移をできる限り抑制することが好ましい。β−スポジュメン固溶体への結晶転移を抑えるには、熱処理温度を低くするか、熱処理時間を短くすることが効果的である。
【００４３】
このようにして本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスを得ることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１〜３および比較例１〜２）
まず質量％でＳｉＯ２  ６５．７％、Ａｌ２Ｏ３  ２２．２％、Ｌｉ２Ｏ  ３．７％、Ｎａ２Ｏ  ０．４％、Ｋ２Ｏ  ０．３％、ＭｇＯ  ０．７％、ＢａＯ  １．２％、ＴｉＯ２  ２．０％、ＺｒＯ２  ２．２％、Ｐ２Ｏ５  １．４％、ＳｎＯ２  ０．２％、Ｆｅ２Ｏ３  ０．０１１％含有するガラスとなるように、各原料を酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の形態で調合し、ガラスバッチを得た。得られたガラスバッチを１６８０℃で２０時間溶融した。溶融後、４ｍｍの厚さにロール成形し、さらに徐冷炉を用いて室温まで冷却することにより結晶性ガラスを得た。
【００４６】
結晶性ガラスに対して、７７０〜７９０℃で１時間熱処理して核形成を行った後、表１に記載の熱処理条件で熱処理を行い結晶化させた。得られた結晶化ガラスについて、析出結晶、β―石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比、熱膨張係数、透過率を測定した。
【００４７】
析出結晶は粉末法によるＸ線回折ピークから同定した。Ｘ線回折ピーク測定は（株）リガク製ＲＩＮＴ２０００を用いて行った。
【００４８】
β─石英固溶体中のＳｉＯ２含有量のモル％比は粉末法によるβ−石英固溶体の（４０６）面のＸ線回折ピーク角度から格子定数法を用いて算出した。Ｘ線回折角度測定は（株）リガク製ＲＩＮＴ２０００を用いて行った。
【００４９】
透過率は、肉厚１．１ｍｍに両面光学研磨した結晶化ガラス板について、分光光度計を用いて測定した波長４００ｎｍでの透過率により評価した。測定には日本分光製 分光光度計 Ｖ−６７０を用いた。
【００５０】
熱膨張係数は、２０ｍｍ×３．８ｍｍφに加工した結晶化ガラス試料を用いて、３０〜３００℃の温度域で測定した平均線熱膨張係数により評価した。測定にはＮＥＴＺＳＣＨ製Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒを用いた。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１から明らかなように、実施例１〜３の結晶化ガラスは熱膨張係数が２．６×１０−７〜６．１×１０−７／℃の範囲にあり、また厚み１．１ｍｍ、波長４００ｎｍにおける透過率が７７％以上であった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスは、液晶プロジェクター内部の液晶表示素子の対向基板や防塵基板に好適である。