特許ウォッチ

公開番号2025019174
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2024203036,2020571297
出願日2024-11-21,2020-02-07
発明の名称無アルカリガラス
出願人AGC株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C03C 3/091 20060101AFI20250130BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】ガラス基板が反るなどのガラス基板の変形を抑制でき、成型性に優れ、製造設備への負担が低いことに加えて、結晶成長速度が低く、生産性および品質が更に優れるガラスの提供。
【解決手段】SiO₂ 50～80%、Al₂O₃8～20%、B₂O₃ 0.1%以上、SrO 1%以上、BaO 1%以上、Li₂O+Na₂O+K₂O 0～0.2%、P₂O₅0～1%、[MgO]/[CaO]が1.5以下、式(B)の値が710～800、式(E)の値が3.00～5.50、ヤング率が83GPa以上、歪点が690℃以上、T₄が1400℃以下、T₂が1800℃以下、内部失透温度が1320℃以下、η_dが10^4.4dPa・s以上、η_cが10^4.2dPa・s以上、結晶成長速度が100μm/hr以下、密度が2.8g/cm³以下、平均熱膨張係数が30×10^-7/℃～45×10^-7/℃である、無アルカリガラス。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
2
５０～８０％、
Ａｌ
2
Ｏ
3
８～２０％、
Ｂ
2
Ｏ
3
０．１％以上、
ＳｒＯ１％以上、
ＢａＯ１％以上、
Ｌｉ
2
Ｏ＋Ｎａ
2
Ｏ＋Ｋ
2
Ｏ０～０．２％、
Ｐ
2
Ｏ
5
０～１％、
［ＭｇＯ］／［ＣａＯ］が１．５以下、
式（Ｂ）は３５．５９［ＳｉＯ
2
］＋３７．３４［Ａｌ
2
Ｏ
3
］＋２４．５９［Ｂ
2
Ｏ
3
］＋３１．１３［ＭｇＯ］＋３１．２６［ＣａＯ］＋３０．７８［ＳｒＯ］＋３１．９８［ＢａＯ］－２７６１であり、式（Ｂ）の値が７１０以上、８００以下であり、
式（Ｅ）は４．３７９［ＳｉＯ
2
］＋５．０４３［Ａｌ
2
Ｏ
3
］＋４．８０５［Ｂ
2
Ｏ
3
］＋４．８２８［ＭｇＯ］＋４．９６８［ＣａＯ］＋５．０５１［ＳｒＯ］＋５．１５９［ＢａＯ］－４５３であり、式（Ｅ）の値が３．００～５．５０であり、
ヤング率が８３ＧＰａ以上、
歪点が６９０℃以上、
ガラス粘度が１０
4
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
4
が１４００℃以下、
ガラス粘度が１０
2
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
2
が１８００℃以下、
内部失透温度が１３２０℃以下、
内部失透粘度η
d
が１０
4.4
ｄＰａ・ｓ以上、
表面失透粘度η
c
が１０
4.2
ｄＰａ・ｓ以上、
結晶成長速度が１００μｍ／ｈｒ以下、
密度が２．８ｇ／ｃｍ
3
以下、
５０～３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０
-7
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
酸化物基準のモル％表示で、ＭｇＯを０．１～１５％含む、請求項１に記載の無アルカリガラス。
【請求項３】
酸化物基準のモル％表示で、ＣａＯを０．１～１２％含む、請求項１または２に記載の無アルカリガラス。
【請求項４】
式（Ａ）は１．１３１［ＳｉＯ
2
］＋１．９３３［Ａｌ
2
Ｏ
3
］＋０．３６２［Ｂ
2
Ｏ
3
］＋２．０４９［ＭｇＯ］＋１．７５１［ＣａＯ］＋１．４７１［ＳｒＯ］＋１．０３９［ＢａＯ］－４８．２５であり、式（Ａ）の値が８２．５以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項５】
式（Ｃ）は－９．０１［ＳｉＯ
2
］＋３６．３６［Ａｌ
2
Ｏ
3
］＋５．７［Ｂ
2
Ｏ
3
］＋５．１３［ＭｇＯ］＋１７．２５［ＣａＯ］＋７．６５［ＳｒＯ］＋１０．５８［ＢａＯ］であり、式（Ｃ）の値が１００以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項６】
式（Ｄ）は－０．７３１［ＳｉＯ
2
］＋１．４６１［Ａｌ
2
Ｏ
3
］－０．１５７［Ｂ
2
Ｏ
3
］＋１．９０４［ＭｇＯ］＋３．３６［ＣａＯ］＋３．４１１［ＳｒＯ］＋１．７２３［ＢａＯ］＋（－３．３１８［ＭｇＯ］［ＣａＯ］－１．６７５［ＭｇＯ］［ＳｒＯ］＋１．７５７［ＭｇＯ］［ＢａＯ］＋４．７２［ＣａＯ］［ＳｒＯ］＋２．０９４［ＣａＯ］［ＢａＯ］＋１．０８６［ＳｒＯ］［ＢａＯ］）／（［ＭｇＯ］＋［ＣａＯ］＋［ＳｒＯ］＋［ＢａＯ］）であり、式（Ｄ）の値が２０以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項７】
Ｆを１．５モル％以下含有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項８】
酸化物基準のモル％表示で、ＳｎＯ
2
を０．５％以下含有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項９】
酸化物基準のモル％表示で、ＺｒＯ
2
を０．０９％以下含有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項１０】
ガラスのβ－ＯＨ値が０．０１ｍｍ
-1
以上、０．５ｍｍ
-1
以下である、請求項１～９のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ディスプレイ用、フォトマスク用、電子デバイス支持用、情報記録媒体用、平面型アンテナ用、調光積層体用、車両用窓ガラス用、音響用振動板用などの基板ガラス等として好適な無アルカリガラスに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、各種ディスプレイ用、フォトマスク用、電子デバイス支持用、情報記録媒体用のガラス板（ガラス基板）、特に表面に金属または酸化物等の薄膜を形成するガラス板に用いるガラスでは、以下の（１）～（４）などの特性が要求されている。
（１）ガラスがアルカリ金属酸化物を含有している場合、アルカリ金属イオンが上記薄膜中に拡散して薄膜の膜特性を劣化させるため、ガラスが実質的にアルカリ金属イオンを含まないこと。
（２）薄膜形成工程でガラス板が高温にさらされる際に、ガラス板の変形およびガラスの構造安定化に伴う収縮（コンパクション）を最小限に抑えうるように歪点が高いこと。
【０００３】
（３）半導体形成に用いる各種薬品に対して充分な化学耐久性を有すること。特にＳｉＯ
x
やＳｉＮ
x
のエッチングのためのバッファードフッ酸（ＢＨＦ：フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液）、ＩＴＯのエッチングに用いる塩酸を含有する薬液、金属電極のエッチングに用いる各種の酸（硝酸、硫酸等）、および、レジスト剥離液のアルカリ等に対して耐久性のあること。
（４）内部および表面に欠点（泡、脈理、インクルージョン、ピット、キズ等）がないこと。
【０００４】
上記の要求に加えて、近年、更に、以下の（５）～（９）の要求もなされている。
（５）ディスプレイ等において軽量化が要求され、ガラス自身も比重の小さいガラスが望まれる。
（６）ディスプレイ等において軽量化が要求され、ガラス板の薄板化が望まれる。
（７）これまでのアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）タイプの液晶ディスプレイに加え、熱処理温度の高い多結晶シリコン（ｐ－Ｓｉ）タイプの液晶ディスプレイが作製されるようになってきた（ａ－Ｓｉの耐熱性：約３５０℃、ｐ－Ｓｉの耐熱性：３５０～５５０℃）ため、耐熱性が望まれる。
【０００５】
（８）ディスプレイ等の作製の際の熱処理の昇降温速度を速くして生産性を上げたり、耐熱衝撃性を上げたりするために、ガラスの平均熱膨張係数の小さいガラスが求められる。一方で、ガラスの平均熱膨張係数が小さすぎる場合、ディスプレイ等の作製の際にゲート金属膜やゲート絶縁膜などの各種成膜工程が多くなると、ガラスの反りが大きくなってしまい、ディスプレイ等の搬送時に割れや傷が生じるなどの不具合が起きる、露光パターンのずれが大きくなる、などの問題がある。
（９）また、近年、ガラス基板の大板化・薄板化に伴い、比弾性率（ヤング率／密度）が高いガラスが求められている。
【０００６】
上記のような要求を満たすために、これまで、例えば、ディスプレイパネル用ガラスでは、様々なガラス組成が提案されている（特許文献１～４参照）。
【０００７】
また、近年、電子ディスプレイは更なる高解像度化へ向かっており、大型テレビにおいては高精細化に伴い、例えばＣｕ配線の膜厚が上がるなど、各種の成膜により基板の反りが大きくなる問題がある。そこで、基板の反り量が少ない基板へのニーズが高まっており、これに応えるためにはガラスのヤング率を高くする必要がある。
しかし、特許文献３，４のような高ヤング率となるガラスは歪点が高く、ガラス粘度が１０
4
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
4
に比べて失透温度が高くなる傾向にある。その結果、ガラスの成型が難しくなり、製造設備への負荷が大きくなり生産コストの増加が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
日本国特許第５７０２８８８号明細書
国際公開第２０１３／１８３６２６号
日本国特許第５８４９９６５号明細書
日本国特許第５７１２９２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明者らは、さらに、以下の懸念事項を見出した。
【００１０】
上述したように、歪点や失透温度が高いと、ガラスの製造が難しくなるが、さらに、結晶成長速度が速いこともガラスの製造を難しくする問題であると判明した。すなわち、結晶成長速度が速いと、長期間生産を行った場合に析出した結晶が製造されるガラスに混入し、異物欠点となる。ガラスに混入する異物欠点は、極微小なサイズであっても、例えばサイズが大型化した基板を取り扱う際に、基板が破損する起点となるおそれもあるため、結晶成長速度を低くすることは重要である。なお、本願発明者らは、結晶成長速度と失透温度とは相関性が無いことを見出しており、結晶成長速度は失透温度とは独立した特性である。したがって、失透温度が低いガラスであっても、結晶成長速度が速いと、高い生産性で品質に優れる無アルカリガラスを得ることが難しくなる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許