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公開番号2025142315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-30
出願番号2025126957,2024002258
出願日2025-07-30,2019-03-13
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 20060101AFI20250919BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】本発明は、ガラス基板の変形を抑制でき、かつ、成型性に優れ、製造設備への負担が低いガラスの提供を目的とする。
【解決手段】熱膨張係数、ヤング率、歪点、粘度が10⁴dPa・sとなる温度T₄、ガラス表面失透温度、及び粘度が10²dPa・sとなる温度T₂が所定の範囲内であり、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、SrO、及びBaOの含有量、MgO+CaO+SrO+BaO、並びにMgO/CaOが所定の範囲内である、無アルカリガラス。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ＳｉＯ
２
を主成分としてＡｌ
２
Ｏ
３
及びＢ
２
Ｏ
３
を含有する無アルカリガラスであって、
酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
２
を６２～６７％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
を１２．５～１５％、
ＭｇＯを９～１３％、
ＣａＯを６～１２％、
ＳｒＯを０．５～２．５％、
ＢａＯを０～０．５％含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１８～２２％であり、
ＭｇＯ／ＣａＯが０．８以上であり、
歪点が６８５～７２５℃であり、
５０～３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０
－７
～４３×１０
－７
／℃であり、
粘度が１０
２
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
２
が１６８０℃以下であり、
粘度が１０
４
ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ
４
が１２９０℃以下であり、
ガラス表面失透温度（Ｔ
ｃ
）がＴ
４
＋２０℃以下であり、
下記式（ＩＩ）で表される値が１．０以上であることを特徴とする無アルカリガラス。
（－１．０２［Ａｌ
２
Ｏ
３
］＋１０．７９［Ｂ
２
Ｏ
３
］＋２．８４［ＭｇＯ］＋４．１２［ＣａＯ］＋５．１９［ＳｒＯ］＋３．１６［ＢａＯ］）／［ＳｉＯ
２
］・・・式（ＩＩ）
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
比弾性率が３４ＭＮ・ｍ／ｋｇ以上である、請求項１に記載の無アルカリガラス。
【請求項３】
密度が２．６０ｇ／ｃｍ
３
以下である、請求項１または２に記載の無アルカリガラス。
【請求項４】
ガラス表面失透粘度（η
ｃ
）が１０
３．８
ｄＰａ・ｓ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】
ガラス転移点が７３０～７９０℃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】
下記式（Ｉ）で表される値が４．６０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。
（７．８７［Ａｌ
２
Ｏ
３
］－８．５［Ｂ
２
Ｏ
３
］＋１１．３５［ＭｇＯ］＋７．０９［ＣａＯ］＋５．５２［ＳｒＯ］－１．４５［ＢａＯ］）／［ＳｉＯ
２
］・・・式（Ｉ）
【請求項７】
前記式（ＩＩ）で表される値が１．１７以上である、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】
下記式（ＩＩＩ）で表される値が４．０９～４．８である、請求項１～７のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
（８．９［Ａｌ
２
Ｏ
３
］＋４．２６［Ｂ
２
Ｏ
３
］＋１１．３［ＭｇＯ］＋４．５４［ＣａＯ］＋０．１［ＳｒＯ］－９．９８［ＢａＯ］）×｛１＋（［ＭｇＯ］／［ＣａＯ］－１）
２
｝／［ＳｉＯ
２
］・・・式（ＩＩＩ）
【請求項９】
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１～８のいずれか１項に記載の無アルカリガラス。
【請求項１０】
β－ＯＨ値が０．０５～０．５ｍｍ
－１
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、平面型アンテナ用などのガラス基板として好適な無アルカリガラスに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
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され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る。
（１）ガラスがアルカリ金属酸化物を含有する場合、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ので、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（熱収縮）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
のエッチングに用いる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）の要求もされている。
（５）ディスプレイの軽量化が要求されるので、比重の小さいガラスが望まれる。
（６）ディスプレイの軽量化が要求されるので、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の熱処理温度：約３５０℃、ｐ－Ｓｉの熱処理温度：３５０～５５０℃）ので、耐熱性が求められる。
【０００５】
（８）液晶ディスプレイ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目的で、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、液晶ディスプレイ作製の際の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、液晶ディスプレイの搬送時に割れや傷が生じるなどの不具合が起き、露光パターンのずれが大きくなってしまうなどの問題がある。
（９）また、ガラス基板の大型化・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目的で、これまで、例えば、液晶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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
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】
【０００８】
近年、電子ディスプレイの更なる高解像度化が進んでおり、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して、各種の成膜による基板の反りが大きくなりやすくなっている。そこで、反り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に記載されるような公知のヤング率の高いガラスは歪点が高く、粘度が１０
４
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
４
に比べて失透温度が高い傾向にある。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るので、生産コストの増加が懸念される。
【０００９】
本発明は、ガラス基板の反りなどの変形を抑制でき、かつ、成型性に優れ、製造設備への負担が低いガラス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】
上記の目的を達成する本発明の無アルカリガラスは、５０～３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０
－７
～４３×１０
－７
／℃、ヤング率が８８ＧＰａ以上、歪点が６５０～７２５℃、粘度が１０
４
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
４
が１２９０℃以下、ガラス表面失透温度（Ｔ
ｃ
）がＴ
４
＋２０℃以下、粘度が１０
２
ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ
２
が１６８０℃以下であり、
酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
２
を６２～６７％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
を１２．５～１６．５％、
Ｂ
２
Ｏ
３
を０～３％、
ＭｇＯを８～１３％、
ＣａＯを６～１２％、
ＳｒＯを０．５～４％、
ＢａＯを０～０．５％含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１８～２２％、ＭｇＯ／ＣａＯが０．８～１．３３である。
（【００１１】以降は省略されています）

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