無堿玻璃基板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合作為各種顯示器用基板玻璃的、實(shí)質(zhì)上不含有堿金屬氧化物、容 易成形為板狀、且抑制了紫外線透射率的面內(nèi)分布的無堿玻璃基板。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，對于各種顯示器用基板玻璃、特別是在表面形成金屬或氧化物薄膜等的玻 璃而言，含有堿金屬氧化物時，堿金屬離子擴(kuò)散到薄膜中使得膜特性劣化，因此要求其為實(shí) 質(zhì)上不含有堿金屬離子的無堿玻璃。
[0003]在制造以液晶顯示裝置（IXD)為代表的平板顯示器（FPD)時，使用固化性樹脂將 構(gòu)成該FH)的兩片基板玻璃（IXD的情況下，設(shè)置有TFT元件的基板玻璃與設(shè)置有濾色片的 基板玻璃）貼合。
[0004] 此時，F(xiàn)PD中存在TFT元件等耐熱性成為問題的構(gòu)成要素，因此使用光固化性樹脂 作為固化性樹脂，通過紫外線照射使樹脂固化。因此，要求顯示器用基板玻璃具有紫外線透 射性，在專利文獻(xiàn)1和2中，提出了 300nm的紫外線透射率在厚度為0. 5mm情況下為50%~ 85 %的無堿玻璃基板。
[0005]對于顯示器用基板玻璃而言，除了紫外線透射率為期望的范圍，還優(yōu)選紫外線透 射率在顯示器用基板玻璃的整個面上是均勻的、即紫外線透射率的面內(nèi)分布小。例如，存在 如下所述的聚合物取向穩(wěn)定化（Polymer Stabilized Alignment;以下稱為"PSA"）技術(shù) (參見專利文獻(xiàn)3)，即：向填充在LCD的液晶層中的液晶材料中添加光聚合性單體，在使液 晶分子向規(guī)定方向傾斜的狀態(tài)下進(jìn)行光照射從而在取向膜附近形成聚合物，由此使液晶材 料的分子取向穩(wěn)定化。為了應(yīng)對該技術(shù)，對于顯示器用基板玻璃而言，要求紫外線透射率的 面內(nèi)分布小。顯示器用基板玻璃的紫外線透射率的面內(nèi)分布大時，需要根據(jù)顯示器用基板 玻璃的部位來改變紫外線的照射條件，從而液晶顯示面板的成品率降低。
[0006]另外，在LCD、有機(jī)EL顯示裝置（0LED)、特別是手提電話、手機(jī)等便攜式顯示裝置 的領(lǐng)域中，顯示裝置的輕量化、薄型化成為重要課題。為了應(yīng)對該課題，期望進(jìn)一步減小在 顯示裝置中使用的顯示器用基板玻璃的板厚。作為減小板厚的方法，通常進(jìn)行如下方法：在 基板玻璃的表面形成顯示裝置用構(gòu)件之前或形成之后，使用氫氟酸等對基板玻璃進(jìn)行蝕刻 處理，并根據(jù)需要進(jìn)一步進(jìn)行物理研磨而變薄。
[0007]但是，在基板玻璃的表面形成顯示裝置用構(gòu)件之前進(jìn)行蝕刻處理等而使基板玻璃 變薄時，基板玻璃的強(qiáng)度降低，撓曲量也增大。因此，出現(xiàn)了利用現(xiàn)有的生產(chǎn)線不能進(jìn)行處 理這樣的問題。
[0008]另外，在基板玻璃的表面形成顯示裝置用構(gòu)件之后進(jìn)行蝕刻處理等而使基板玻璃 變薄時，在基板玻璃的表面形成顯示裝置用構(gòu)件的過程中，出現(xiàn)了在基板的玻璃表面上形 成的微細(xì)的裂紋變得明顯這樣的問題、即出現(xiàn)了產(chǎn)生邊緣凹坑（工7 9匕° 7卜）這樣的問 題。
[0009]因此，以解決這樣的問題為目的，提出了下述方法等：將板厚薄的基板玻璃（薄板 基板玻璃）與其他支撐基板玻璃貼合而制成層疊體，在這樣的狀態(tài)下實(shí)施用于制造顯示裝 置的規(guī)定處理，然后使薄板基板玻璃與支撐基板玻璃分離（參見專利文獻(xiàn)4)。
[0010] 作為使薄板基板玻璃與支撐基板玻璃分離的方法，如專利文獻(xiàn)5中記載的方法那 樣，也能夠應(yīng)用對基板表面掃描照射激光束的方法。
[0011] 為了應(yīng)對該技術(shù)，對于顯示器用基板玻璃而言，要求光線透射率的面內(nèi)分布小。顯 示器用基板玻璃的光線透射率的面內(nèi)分布大時，需要根據(jù)顯示器用基板玻璃的部位來改變 激光束的照射條件，從而顯示裝置的成品率降低。
[0012] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-36625號公報
[0015] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-36626號公報
[0016] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2009-53544號公報
[0017] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2009-184172號公報
[0018] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2012-104093號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 發(fā)明所要解決的問題
[0020] 近年來，對于像智能手機(jī)那樣的便攜式終端等高精細(xì)小型顯示器而言，作為高品 質(zhì)的p-Si TFT的制造方法，采用利用激光退火的方法，為了進(jìn)一步減小收縮率，要求應(yīng)變點(diǎn) 高的玻璃。另外，隨著玻璃基板的大板化、薄板化，為了抑制運(yùn)送時的玻璃基板的撓曲，要求 楊氏模量高、比模量（楊氏模量/密度）高的玻璃。本發(fā)明的目的在于提供一種可解決上 述缺點(diǎn)、紫外線透射率高、紫外線透射率的面內(nèi)分布小、應(yīng)變點(diǎn)高、楊氏模量高、且在基板制 造時容易成形為板狀的無堿玻璃基板。
[0021] 用于解決問題的手段
[0022] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無堿玻璃基板，其應(yīng)變點(diǎn)為680°C以上，楊氏 模量為78GPa以上，波長300nm的紫外線透射率以0. 5mm的厚度換算為40%~85%，在G6 尺寸的基板中300nm的紫外線透射率的面內(nèi)分布以0. 5mm的厚度換算為1 %以下，通過恒速 冷卻法求出的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近的平均冷卻速度為400°C /分鐘以下，該平均冷卻速度 的面內(nèi)分布為40°C /分鐘以下，并且以基于氧化物的質(zhì)量百分率表示，所述無堿玻璃基板 含有：
[0023] :SiOz 50~73、 A120? UX5~24、 B2〇3 0~5、 Mg；〇. 0-10、 CaC) 0~14.5、 SrO (卜24、 BaO 0^20、 ZrO： 0~5、 Sn02 0,0卜i、 Fe20, 0.00S，.l、
[0024]且 MgO+CaO+SrO+BaO 為 8 ~29. 5。
[0025] 本發(fā)明的無堿玻璃基板優(yōu)選：鹵素元素的總量以基于氧化物的質(zhì)量百分率表示為 0. 001% ~1%。
[0026] 本發(fā)明的無堿玻璃基板優(yōu)選：Fe含量（以Fe203換算的質(zhì)量百分率表示）的面內(nèi) 分布為 0.001 % ~0.003%。
[0027] 另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無堿玻璃基板的制造方法，其為制造具 有Si02-A1203_R0(R0為MgO、CaO、BaO以及SrO中的一種以上）系的組成的無堿玻璃的方 法，
[0028] 其特征在于包括：
[0029] 調(diào)配玻璃原料以得到如下的無堿玻璃的工序，所述無堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為680°C以 上、楊氏模量為786?&以上、波長30011111的紫外線透射率以0.5111111的厚度換算為40%~ 85%、并且，以基于氧化物的質(zhì)量百分率表示含有：
[0030] SiO, 50~73、
[0031] Al20; 10,5~24、 B203 0~5、 MgO ()~！0、 CaO 0-14.5、 SrO 0~24、 BaO ()~20、 Zr02 0~5、 Sn02 0?0]~！、 Fe：,03 0.005~0,1、
[0032]且 MgO+CaO+SrO+BaO 為 8 ~29. 5 ;和
[0033] 控制成形時和緩慢冷卻時的溫度條件使得通過恒速冷卻法求出的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度附近的平均冷卻速度為400°C /分鐘以下、該平均冷卻速度的面內(nèi)分布為40°C /分鐘以 下、在G6尺寸的基板中波長300nm的紫外線透射率的面內(nèi)分布以0. 5_的厚度換算為1% 以下的工序。
[0034] 本發(fā)明的無堿玻璃基板的制造方法優(yōu)選：鹵素元素的總量以基于氧化物的質(zhì)量百 分率表不為〇? 001 %~1 %。
[0035] 本發(fā)明的無堿玻璃基板的制造方法優(yōu)選：Fe含量的面內(nèi)分布以Fe20 3換算的質(zhì)量 百分率表示為〇. 001%~〇. 003%。
[0036] 發(fā)明效果
[0037] 本發(fā)明的無堿玻璃基板在基板制造時容易成形為板狀。另外，本發(fā)明的無堿玻璃 基板的紫外線透射率高、且紫外線透射率的面內(nèi)分布小，因此用作FPD的基板玻璃時成品 率提尚。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 對本發(fā)明的無堿玻璃基板進(jìn)行說明。
[0039] 本發(fā)明的無堿玻璃基板（以下也稱為"本發(fā)明的玻璃基板"）含有Si02、Al203、Sn02 以及Fe203作為必要成分，含有B 203、MgO、CaO、SrO、BaO以及ZrOjt為任選成分。
[0040] 接下來，對各成分的組成范圍進(jìn)行說明。Si02小于50% (質(zhì)量％，以下只要沒有 特別說明則同樣為質(zhì)量％)時，應(yīng)變點(diǎn)不會充分提高，且熱膨脹系數(shù)增大，密度升高。優(yōu)選 為52%以上、更優(yōu)選為54%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為56%以上。大于73%時，玻璃制造時的熔 化性降低，玻璃粘度為10 2dPa ? s時的溫度T2及玻璃粘度為10 4dPa ? s時的溫度T4升高，失 透溫度升高。優(yōu)選為70 %以下、更優(yōu)選為68. 5 %以下、進(jìn)一步優(yōu)選為67 %以下。
[0041] A1203抑制玻璃的分相性、降低熱膨脹系數(shù)、提高應(yīng)變點(diǎn)，但小于10. 5%時不會表 現(xiàn)出這樣的效果，另外，由于使其它的提高膨脹系數(shù)的成分增加，因此結(jié)果是玻璃的熱膨脹 增大。優(yōu)選為12. 5%以上、更優(yōu)選為14. 5%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為16. 5%以上。大于24% 時，有可能使制造時的玻璃的熔化性變差、或者使失透溫度升高。優(yōu)選為23%以下、更優(yōu)選 為22. 5%以下、進(jìn)一步優(yōu)選為22%以下。
[0042] B203不是必須的，但改善制造時的玻璃的熔化反應(yīng)性、使失透溫度降低、改善耐 BHF性，因此可以含有。但是，過多時，應(yīng)變點(diǎn)降低、楊氏模量減小，因此設(shè)定為5%以下。優(yōu) 選為4%以下。為了得到上述作用，優(yōu)選為0.5%以上、更優(yōu)選為0.8%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為 1%以上、特別優(yōu)選為1. 2%以上。
[0043] MgO在堿土類中具有不使膨脹系數(shù)提高、且使密度維持在較低的狀態(tài)下提高楊氏 模量這樣的特性，在玻璃制造時還可使熔化性提高，因此可以含有。但是，過多時，失透