无碱玻璃制造技术

本发明专利技术涉及一种同时满足高杨氏模量和高比弹性模量的无碱玻璃，具体来说，本发明专利技术涉及一种无碱玻璃，其中，以氧化物基准的质量％计，所述无碱玻璃含有：SiO240～61、Al2O315～23.5、MgO2～20、CaO0.1～40，[SiO2]+0.43×[Al2O3]+0.59×[CaO]-74.6≤0，且[SiO2]+0.21×[MgO]+1.16×[CaO]-83.0≤0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为各种平板显示器(FPD)的制造中使用的显示器用基板玻璃或光掩模用基板玻璃的、实质上不含有碱金属氧化物、且同时满足高杨氏模量和高比弹性模量的无碱玻璃。
技术介绍
随着FPD的高清化、大型化的进展，可能在制造工序中发生起因于自重挠曲的变形、与之相伴的缺陷或板破裂，从而成品率降低。另外，为了充分确保大型FPD的实用强度，提高基板玻璃的断裂韧性是有用的。因此，对于各种显示器用基板玻璃，为了减小自重挠曲而要求高比弹性模量、并且为了提高断裂韧性而要求高杨氏模量。另一方面，对于各种显示器用基板玻璃、特别是在表面上形成金属或氧化物薄膜等的显示器用基板玻璃，以往要求例如如专利文献1所示的以下所示的特性。(1)对半导体形成中使用的各种化学品具有充分的化学耐久性。特别是对用于SiOx或SiNx的蚀刻的缓冲氢氟酸(BHF：氢氟酸与氟化铵的混合液)以及用于ITO的蚀刻的含有盐酸的药液、用于金属电极的蚀刻的各种酸(硝酸、硫酸等)、抗蚀剂剥离液的碱具有耐久性。(2)为了加快制作液晶显示器时的热处理的升降温速度从而提高生产率或者提高耐热冲击性，要求玻璃的平均热膨胀系数小。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-348247号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于提供适合作为显示器用基板玻璃或光掩膜用基板玻璃、且同时满足高杨氏模量和高比弹性模量的无碱玻璃。用于解决问题的手段本专利技术提供一种无碱玻璃，其中，以氧化物基准的质量％计，所述无碱玻璃含有：SiO240～61、Al2O315～23.5、MgO2～20、CaO0.1～40，[SiO2]+0.43×[Al2O3]+0.59×[CaO]-74.6≤0，且[SiO2]+0.21×[MgO]+1.16×[CaO]-83.0≤0。专利技术效果本专利技术的无碱玻璃适合作为各种显示器用基板玻璃或光掩膜用基板玻璃，也可以用作磁盘用玻璃基板等。但是，作为各种显示器用基板玻璃或光掩膜用基板玻璃，考虑要求玻璃板的大型化、薄板化时，由于杨氏模量高且比弹性模量高，因此作为各种显示器用基板玻璃或光掩膜用基板玻璃是有效的。具体实施形式接下来，对各成分的组成范围进行说明。SiO2小于40％(质量％，除非另有说明，以下相同)时，失透粘性、耐酸性降低。优选45％以上，更优选50％以上，进一步优选53％以上，特别优选55％以上。超过61％时，杨氏模量降低。更优选60.5％以下，进一步优选60％以下。通过含有Al2O3，杨氏模量和比弹性模量提高，超过23.5％时失透温度升高，因此玻璃的制造变得困难。优选23％以下，更优选22％以下，进一步优选21％以下，特别优选20％以下。另外，小于15％时，失透温度升高，因此玻璃的制造变得困难。优选16％以上，更优选17％以上，进一步优选18％以上，特别优选19％以上。MgO有助于杨氏模量和比弹性模量的提高。小于2％时比弹性模量降低。优选3％以上，更优选6％以上，进一步优选8％以上，特别优选10％以上。另外，超过20％时易于发生失透。优选18％以下，更优选17％以下，进一步优选16％以下，特别优选15％以下。通过含有CaO，可以降低失透温度、提高杨氏模量，但含量过多时，由于与SiO2过度置换而使密度升高、比弹性模量降低。因此，设定为40％以下。优选30％以下，更优选25％以下，进一步优选20％以下，特别优选15％以下。另一方面，小于0.1％时，不能发挥上述的提高杨氏模量的效果。优选1％以上，更优选5％以上，进一步优选8％以上，特别优选10％以上。对于以SiO2、Al2O3、MgO和CaO为主要成分的无碱玻璃，本发明人详细研究了玻璃的组成和物性的关系，结果发现为了使杨氏模量和比弹性模量一起提高，需要调节成与各成分的贡献程度相应的特定的配合比例。通过调节成同时满足下式(1)、(2)的配合比例，可以同时达成94.5GPa以上的高杨氏模量和34.5GPa·cm3/g以上的高比弹性模量。[SiO2]+0.43×[Al2O3]+0.59×[CaO]-74.6≤0(1)[SiO2]+0.21×[MgO]+1.16×[CaO]-83.0≤0(2)上式(1)表示用于满足杨氏模量为94.5GPa以上的配合比例，上式(2)表示用于满足比弹性模量为34.5GPa·cm3/g以上的配合比例。在上式(1)、(2)的范围之外时，不能同时满足杨氏模量和比弹性模量的目标特性。在不妨碍本专利技术的效果的范围内，可以含有其它成分，例如以下的成分。对于这种情况下的其它成分，为了抑制杨氏模量的降低等，优选小于5％，更优选小于3％，进一步优选小于1％，进一步更优选小于0.5％，特别优选为实质上不含有，即除不可避免的杂质以外不含有。因此，在本专利技术中，SiO2、Al2O3、CaO和MgO的合计含量优选为95％以上，更优选为97％以上，进一步优选为99％以上，进一步更优选为99.5％以上。特别优选实质上由SiO2、Al2O3、CaO和MgO构成，即除不可避免的杂质以外由SiO2、Al2O3、CaO和MgO构成。为了提高玻璃的耐化学品性，可以含有小于3％的B2O3。另一方面，由于含有B2O3而使杨氏模量降低，因此优选含量为小于1％，更优选小于0.5％，特别优选实质上不含有。通过含有ZrO2可以提高杨氏模量，但失透温度同时升高，因此含量优选小于3％，更优选小于1％，进一步更优选小于0.5％，特别优选实质上不含有。为了提高熔解性，在不损害力学特性、具体来说杨氏模量和比弹性模量的范围内，可以含有SrO和BaO。优选各自小于1％，进一步更优选为小于0.5％，特别优选实质上不含有。另外，本专利技术中，为了改善玻璃的熔解性、澄清性、成形性，玻璃原料中可以含有以总量计小于1％，优选小于0.5％，更优选小于0.3％，进一步更优选小于0.1％的ZnO、SO3、Fe2O3、F、Cl、SnO2。需要说明的是，为了不发生在制造面板时设置于玻璃表面的金属或氧化物薄膜的特性劣化，本专利技术的玻璃不含有超过杂质水平的(即实质上不含有)碱金属氧化物。另外，为了易于玻璃的回收，优选实质上不含有PbO、As2O3、Sb2O3。本专利技术的无碱玻璃的杨氏模量优选为94.5GPa以上。高杨氏模量使断裂韧性提高，因此适合于要求玻璃板的大型化、薄板化的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无碱玻璃，其中，以氧化物基准的质量％计，所述无碱玻璃含有：[SiO2]+0.43×[Al2O3]+0.59×[CaO]‑74.6≤0，且[SiO2]+0.21×[MgO]+1.16×[CaO]‑83.0≤0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.27 JP 2013-1347521.一种无碱玻璃，其中，以氧化物基准的质量％计，所述无碱玻
璃含有：
[SiO2]+0.43×[Al2O3]+0.59×[CaO]-7...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山顺，小野和孝，安间伸一，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP