アルミノケイ酸塩ガラスを用いたガラスパネルの製造方法
【課題】 オーバーフローダウンドロー工程以外の方法により製造できる、フラットパネルディスプレーデバイス用のパネルに使用するガラスを提供する。
【解決手段】 アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、60％−67％のＳｉＯ2、16％−23％のＡｌ2Ｏ3、０％−15％のＢ2Ｏ3、０％−８％のＭｇＯ、０％−18％のＣａＯ、０％−15％のＳｒＯ、および０％−21％のＢａＯから実質的になり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計が12％−30％である組成を有するアルミノケイ酸塩ガラスのバッチを溶融し、フロート工程によりその溶融物から溶融ガラスの薄いシートを延伸して、フラットパネルディスプレイ用のガラスパネルを製造する。
【解決手段】 アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、60％−67％のＳｉＯ2、16％−23％のＡｌ2Ｏ3、０％−15％のＢ2Ｏ3、０％−８％のＭｇＯ、０％−18％のＣａＯ、０％−15％のＳｒＯ、および０％−21％のＢａＯから実質的になり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計が12％−30％である組成を有するアルミノケイ酸塩ガラスのバッチを溶融し、フロート工程によりその溶融物から溶融ガラスの薄いシートを延伸して、フラットパネルディスプレイ用のガラスパネルを製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレー装置に特に有用なアルミノケイ酸塩ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ラップトップコンピュータ用だけでなく、情報案内や娯楽用途のための大型ユニット用についても、フラットパネルディスプレーに対する関心が高まっている。そのようなフラットパネルディスプレーの形態の１つに液晶ディスプレーがある。
【０００３】
液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は、照明用の外部光源を必要とするフラットパネルディスプレー装置である。
【０００４】
米国特許第4,824,808号（ダンボー、ジュニア）には、ＬＣＤの基体に使用するガラスに必須の４つの特性が記載されている。
【０００５】
第一に、ガラス基体からアルカリ金属がトランジスタマトリックス中に移行しないように、ガラスには意図的にアルカリ金属酸化物を含ませてはならない。
【０００６】
第二に、ガラス基体は、ＴＦＴマトリックスの蒸着工程に使用する試薬に耐えられるように十分な化学的耐久性を有さなければならない。
【０００７】
第三に、ガラス基体の加工温度を上昇させるときでさえ、ＴＦＴアレイにおけるケイ素とガラスとの間の膨脹の不整合を比較的低レベルに維持しなければならない。
【０００８】
第四に、ガラスを低コストで高品質の薄いシート形状に製造しなければならない。すなわち、表面仕上げを所望のものとするために大規模のすり（grinding）および磨き（polishing ）を必要としてはならない。
【０００９】
実質的に仕上がった状態のガラスシートを製造できるシートガラス製造工程が必要とされるので、この最後の必要条件を満足させることが最も難しい。現在、オーバーフローダウンドローシート製造工程（overflow downdraw sheet manufacturing process ）が採用されている。この工程は、米国特許第3,338,696号（ドカーティ）および同第3,682,609 号（ドカーティ）に記載されている。その工程には、液相線温度において非常に大きい粘度および溶融温度を有し、成形温度において失透に対する長時間安定度（例えば、30日間に及ぶ）を有するガラスが必要とされている。
【００１０】
ＬＣＤの製造には現在コーニングコード7059ガラスが使用されている。このガラスは、重量パーセントで表して、約50％のＳｉＯ２ 、約15％のＢ２ Ｏ３ 、約10％のＡｌ２ Ｏ３ 、および約24％のＢａＯから実質的になり、アルカリ金属酸化物を意図的に含まず、25℃−300 ℃における線熱膨張係数（ＣＴＥ）が約46×10−７／℃であり、液相線温度における粘度が60,000Ｐａ・ｓ（600,000 ポアズ）以上である。このガラスの液相線温度における粘度が高いために、オーバーフローダウンドローシート製造工程を用いてそのガラスをシート状に圧伸させることができるが、比較的歪点が低いので（約593 ℃）、Ｓｉデバイス（a-Si device ）の加工には適しているが、ポリＳｉデバイス（poly-Si device）の加工には適していない。
【００１１】
それゆえ、少なくとも３つの必要条件を満たすように設計したガラスを開発する広範囲にわたる研究が不十分な成功に終わっている。米国特許第4,409,337号、同第4,824,808号、同第5,116,788号、および同第5,116,789号を参照のこと。最初に、ポリＳｉデバイスの製造に使用できるようにガラスを適応させる必要があった。次に、そのガラスをオーバーフローダウンドロー工程によりシート状に成形できるようにしなければならなかった。最後に、そのガラスはケイ素の線熱膨脹係数と厳密に合致する線熱膨脹係数を有する必要があった。
【００１２】
「チップオンガラス」（ＣＯＧ）と称する液晶技術における最近の進歩により、熱膨脹係数に関してケイ素に厳密に合致する基体ガラスの必要性がさらに強調されている。このように、初期のＬＣＤデバイスではドライバーチップ（driver chips）を基体ガラス上に搭載していなかった。その代わりに、シリコンチップを基体ガラスから離して搭載し、迎合する柔軟な配線によりＬＣＤ基体回路に接続していた。ＬＣＤデバイス技術が改良され、それらのデバイスが大型化してきたので、コストと不確かな信頼性のために、これらの柔軟な搭載方法は受け入れられなくなった。このような状況のために、シリコンチップのテープオートマチックボンディング（ＴＡＢ）が開発された。この工程においては、シリコンチップとこれらチップへの電気的接続部をキャリアテープ上に搭載して副集成部品を形成し、この副集成部品をＬＣＤ基体上に直接搭載し、その後ＬＣＤ回路への接続を完了した。ＴＡＢを用いることにより、コストを減少させた一方で、信頼性を改善し、コンダクタの許容密度を約200μｍのピッチに増加させた。これらの要素はいずれも重要である。しかしながら、ＣＯＧによる改良点は、これら３つの要素に関してＴＡＢによる改良点より優れている。そのため、ＬＣＤデバイスのサイズと品質に関する必要条件が厳しくなるにつれ、集積回路のシリコンチップの使用に応じてＣＯＧを用いてこれらデバイスを製造することが要求されている。この理由のために、基体ガラスは、ケイ素の線熱膨張係数に厳密に合致する線熱膨脹係数を有さなければならない。すなわち、このガラスは、０℃−300℃の範囲における線熱膨脹係数が31−44×10−７／℃、好ましくは32−40×10−７／℃でなければならない。
【００１３】
オーバーフローダウンドロー工程に要求される液相線温度での大きな粘度値、すなわち、600,000ポアズ（60,000Ｐａ・ｓ）は、ポリＳｉデバイスに要求されるいくつかの他の特性と関連して達成するのが難しい。その結果、粘度の要因がそれほど重要ではない他のシート成形工程が注目を集めている。そのような工程の例としては、フロート工程（float process ）およびレドロー工程（redraw process）が挙げられる。
【特許文献１】米国特許第４８２４８０８号明細書
【特許文献２】米国特許第３３３８６９６号明細書
【特許文献３】米国特許第３６８２６０９号明細書
【特許文献４】米国特許第４４０９３３７号明細書
【特許文献５】米国特許第５１１６７８８号明細書
【特許文献６】米国特許第５１１６７８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
フロート工程には、溶融スズのような溶融金属の表面に亘りガラスシートを連続的に圧伸する工程がある。溶融金属に接触する表面は、圧伸中には露出されておらず、そのため、比較的滑らかで欠陥がない。このために、一方の表面しか仕上げる必要がないという利点がある。本発明の主な目的は、フラットパネルディスプレーデバイス用、特にポリＳｉチップを用いるＬＣＤデバイス用のパネルに使用するガラスを提供することにある。本発明のさらなる目的は、フロート工程のようなオーバーフローダウンドロー工程以外の方法により製造できるようなパネルに使用するガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、特にフラットパネルディスプレー用のパネルとして特に有用なアルミノケイ酸ガラスであって、歪点が640℃より高く、95℃で５重量％の塩酸水溶液中に24時間に亘り浸漬した後の重量損失が20ｍｇ／ｃｍ２未満であり、線熱膨脹係数が31×10−７／℃と57×10−７／℃との間の範囲にあり、アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、55％−67％のＳｉＯ２と、６％−14％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、ここでＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスを提供する。
【００１６】
本発明はまた、特にフラットパネルディスプレー用のパネルとして特に有用なアルミノケイ酸ガラスであって、歪点が640 ℃より高く、95℃で５重量％の塩酸水溶液中に24時間に亘り浸漬した後の重量損失が20ｍｇ／ｃｍ２未満であり、線熱膨脹係数が31×10−７／℃と57×10−７／℃との間の範囲にあり、アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、49％−58％のＳｉＯ２と、16％−23％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、ここでＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスを提供する。
【００１７】
本発明の方法により、フラットパネルディスプレー用のガラスパネルを製造する。この方法は、酸化物基準の重量パーセントで計算して、49％−67％のＳｉＯ２と、少なくとも６％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、Ａｌ２Ｏ３が６％−14％の場合にはＳｉＯ２が55％−67％であり、Ａｌ２Ｏ３が16％−23％の場合にはＳｉＯ２ が49％−58％であり、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスのバッチを溶融し、得られた溶融物から溶融ガラスを引き伸ばして薄いシートを形成する工程からなる。
【００１８】
本発明は、オーバーフローダウンドロー工程の必要条件を満たす必要のない方法により製造し得るフラットディスプレーデバイスのパネルが要望されたことから始まったものである。特に、液相線温度における粘度が60,000Ｐａ・ｓ（600,000ポアズ）より大きい必要のないことが望まれた。
【００１９】
しかしながら、それと同時に、他の必要条件を満たさなければならない。そのような必要条件としては、歪点が640 ℃より高いこと、良好な化学的耐久性を有すること、熱膨脹係数（ＣＴＥ）が制御されていること、およびアルカリ金属を含まないことが挙げられる。
【００２０】
これらのいくつかの必要条件は、アルカリ金属を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、49％−67％のＳｉＯ２と、少なくとも６％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３ と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、Ａｌ２Ｏ３が６％−14％の場合にはＳｉＯ２ が55％−67％であり、Ａｌ２Ｏ３が16％−23％の場合にはＳｉＯ２が49％−58％であり、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスにより満たされるかもしれないことが分かった。
【００２１】
化学的特性、成形特性、および物理的特性の所望のマトリックス（matrix）を示すガラスを得るために、上述のように特定した組成範囲にしたがうことが必要であることが分かった。これを以下に説明する。
【００２２】
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３はガラス成形酸化物である。このガラスの成形性を達成するため、並びに所望の高い歪点を得るためには、少なくとも49％のＳｉＯ２および６％のＡｌ２Ｏ３が必要である。ＳｉＯ２の含有量が67％を越え、Ａｌ２Ｏ３の含有量が23％を越えると、ガラス溶融が難しくなる傾向にある。
【００２３】
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３はまた、ガラスの耐久性に関しても重要である。しかしながら、この点に関して、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量は相互依存している。したがって、Ａｌ２Ｏ３の含有量が６％−14％の範囲にある場合、必要とされる化学的耐久性を得るためには、ＳｉＯ２の含有量は少なくとも55％、好ましくは少なくとも60％必要とされる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が16％−23％の範囲にある場合、適切な耐久性を得るためには、ＳｉＯ２の含有量は49％程度まで少なくてもよいであろう。所望の耐久性を得るためには、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計は、約68％よりも多くあるべきである。
【００２４】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスを軟化させる傾向、すなわち、溶融温度を低下させて溶融しやすくする傾向にある。しかしながら、Ｂ２Ｏ３は、特に多量を用いた場合には、歪点を低下させ、耐久性に対して有害である。その結果、Ｂ２Ｏ３の含有量は、約15％を越えるべきではなく、好ましくは８％以下である。
【００２５】
シリコンチップをガラス上に搭載すべきであり、そのために31−44×10−７／℃のＣＴＥが必要な場合には、好ましくはＢａＯの含有量を少量に維持すべきである。ＢａＯを他のアルカリ土類金属酸化物および／またはＡｌ２Ｏ３で置き換えてもよい。
【００２６】
一般的に、アルカリ土類金属は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇの順番でＣＴＥを上昇させる。すなわち、ＢａＯによる影響が最も大きく、ＭｇＯによる影響は最も小さい。
【００２７】
上述した成分以外にも、様々な任意の成分が考えられる。そのような成分の例としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５およびＹ２Ｏ３が挙げられる。好ましくは、これらの酸化物は、密度を増加させる傾向にありかつ歪点を低下させるかもしれないので、約５％を越える量では含まない。一般的に、屈折率または耐久性のような特性に関する利点がなにかその他の点で得られるであろう。
【００２８】
アルカリ金属およびハロゲン化物は液晶流体を害する傾向にあり、したがって、避けられない不純物を除いては含ませない。
【００２９】
化学的耐久性の尺度には、95℃の５重量％のＨＣｌ水溶液中に24時間に亘りガラス試料を浸漬させたときの重量損失を通常用いている。本発明の目的を達成するためには、重量損失が20ｍｇ／ｃｍ２未満でなければならず、好ましくは５ｍｇ／ｃｍ２未満、最も好ましくは１ｍｇ／ｃｍ２未満である。
【００３０】
ディスプレーパネル、特にＬＣＤデバイス用のガラスパネルにおいて適切な熱膨脹係数（ＣＴＥ）には２つのレベルがある。１つのレベルは、この業界において標準となっていたコード7059ガラスに基づいている。このガラスは46×10−７／℃のＣＴＥを有しており、44−57×10−７／℃のＣＴＥ範囲が適合すると考えられている。好ましくはＣＴＥの範囲は45−50×10−７／℃である。
【００３１】
このレベルに含まれるＣＴＥ値を有する２つのアルミノケイ酸塩ガラスのサブファミリーＡおよびＢを見出だした。これらのサブファミリー内に含まれる組成を有するガラスは、酸化物基準の重量パーセントで計算して以下に示すような成分から実質的になる：
Ａ Ｂ
ＳｉＯ２ 50-57 55-67
Ａｌ２Ｏ３ 16-22 6-14
Ｂ２Ｏ３ 0-5.5 0-7.5
ＭｇＯ 0.5-3 0-6.5
ＣａＯ 1-12.5 0-18.5
ＳｒＯ 0.5-15 0-15.5
ＢａＯ 1-21 1-9.5
ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ - 16.5-28
もう一方のＣＴＥレベルは、ケイ素に合致し、したがって、チップ装着を直接行えるという要望に基づくものである。したがって、ガラスパネルのＣＴＥ範囲は31−44×10−７／℃であり、好ましくは32−40×10−７／℃であろう。
【００３２】
ＣＴＥ値をこのような範囲内に収めるために、上記ＣＴＥ範囲の必要条件を満たす２種類のアルミノケイ酸塩ガラスのサブファミリーＣおよびＤを見出だした。これらのサブファミリー内に包含される組成を有するガラスは、酸化物基準の重量パーセントで計算して以下に示すような成分から実質的になる：
Ｃ Ｄ
ＳｉＯ２ 49-58 57-66
Ａｌ２Ｏ３ 17.5-23 8-14
Ｂ２Ｏ３ 0-14.5 0-13
ＭｇＯ 0-8 0-4.5
ＣａＯ 0-9 0-9
ＳｒＯ 0.4-13.5 0.5-13
ＢａＯ 0-21 2-21
ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ 13-28
本発明はまた、上述したガラスを溶融し、フロート工程、レドローイングまたはローリングのような工程により得られた溶融物からガラスシートを成形し、成形したシートをパネルサイズに切断する各工程によりＬＣＤデバイス用のパネルを製造する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
表Ｉにはいくつかのガラス組成が列記されている。これらの組成は酸化物基準の重量部で表されており、本発明のガラスの組成パラメータを示している。個々の成分の合計はほぼ100 であり、Ａｓ２Ｏ３のような清澄剤を除外した場合にはやや小さくなっている。したがって、実際には、表に示した値を重量パーセントとみなしても差し支えない。
【００３４】
実際のバッチ材料は所望の酸化物からなるものであってよい。これらバッチ材料は、他のバッチ成分と互いに溶融したときに、適切な比率で所望の酸化物に転化される他の化合物からなるものであってもよい。例えば、ＣａＣＯ３およびＢａＣＯ３はそれぞれＣａＯおよびＢａＯの供給源と成り得る。
【００３５】
これらの組成に基づくガラスバッチを配合した。得られたバッチを完全に互いにタンブル混合して均一な溶融物を得て、白金るつぼ中に装填した。蓋をした後、この白金るつぼを1650℃に設定された炉中に移した。不純物を含まず脈理のないガラスを成形するために、２段階の溶融手順を採用した。最初にバッチを約16時間に亘り溶融し、撹拌した。その後、溶融物を細かい流動体として水道水の満たされた水槽中に注ぎ入れて、ガラスの微細な粒子を形成した。この工程をガラス業界において「ドリゲージング（drigaging ）」と称する。第２の工程において、微細なガラス粒子（乾燥後）を約４時間に亘り1650℃で再溶融した。溶融物を両方向、すなわち、時計回りと反時計回りで撹拌した。得られた溶融物をスチール型に注ぎ入れ、およそ47.5×15.2×1.3 ｃｍ（18インチ×６インチ×0.5 インチ）の寸法を有するガラススラブを製造した。これらのガラススラブを約725 ℃に設定されたアニーラーに直ちに移した。
【００３６】
上述した記載は実験室での溶融方法のみに基づくものであることに留意されたい。しかしながら、本発明のガラスは、大規模な商業用のガラス溶融装置および成形装置を用いても溶融および成形できる。必要であれば、ヒ素およびアンチモンの酸化物等の清澄剤を通常の量で添加してもよい。ガラス中に含まれる基本成分以外の少量の成分は、ガラスの物理的特性に実質的には影響しない。
【００３７】
表Ｉは、ガラス業界において慣習的な測定技術にしたがって測定したガラスの化学的特性および物理的特性の測定値を示している。０℃−300 ℃の温度範囲における線熱膨脹係数（ＣＴＥ）を×10−７／℃で表している。軟化点および歪点を℃で表し、これらの値は繊維伸率（fiber elongation）により測定した。ＨＣｌ中における耐久性は、95℃の５重量％のＨＣｌ水溶液の水槽中に24時間に亘り浸漬させた後の重量損失（ｍｇ／ｃｍ２）を測定することにより評価した。
【表１】
【表２】
【００３８】
表IAは、表Ｉ記載のものと同一のガラス組成を酸化物基準のモルパーセントで表したものである。
【表３】
【表４】
【００３９】
上述したガラスの実施例は、本発明を特徴付けるいくつかの特性を持たせるためにガラスを調製する際に行わなければならない組成のコントロールにおける注意点を説明するものである。組成１が多量のＳｒＯを含有し、組成４が多量のＣａＯを含有し、そして組成９がＢ２Ｏ３を含まずに代わりにＢａＯを多く含有していることを除いて、組成１、４および９は極めて類似している。
【００４０】
組成を比較することにより、耐久性に対する様々な酸化物の含有量の効果が分かる。組成11と12との比較により、アルカリ土類金属酸化物を置き換えると、耐久性が大きな影響を受けることが分かる。また、組成１と６との比較により、Ｂ２Ｏ３を含まずに代わってアルカリ土類金属酸化物を含有すると好ましい効果があることが示唆される。
【００４１】
上述したように、コード7059ガラスに適合するガラスパネルの好ましいＣＴＥ範囲は45−50×10−７／℃である。アルミノケイ酸塩のサブファミリーＡ′およびＢ′の範疇にあるガラスは、前記範囲のＣＴＥを有し、酸化物基準の重量パーセントで計算して、下記に示す成分から実質的になる組成を有する。
【００４２】
Ａ′ Ｂ′
ＳｉＯ２ 50-57 55-67
Ａｌ２Ｏ３ 16-20 6-<13
Ｂ２Ｏ３ 0-5.5 0-7.5
ＭｇＯ 2-2.75 2-6.5
ＣａＯ 1-<7 0-17.5
ＳｒＯ 0.5-15 0-14.5
ＢａＯ 1-21 2-9.5
表IIは上述したサブファミリーの範疇に含まれる例示的な組成を示している。組成13、14および15は、サブファミリーＡ′を例示しており、一方組成16、17および18はサブファミリーＢ′を例示している。
【表５】
【００４３】
ケイ素を使用するのに適したガラスパネルの好ましいＣＴＥ範囲は、32−40×10−７／℃の範囲であるとことに留意されたい。アルミノケイ酸塩サブファミリーＣ′およびＤ′の範疇の含まれるガラスは、前記範囲のＣＴＥを有し、酸化物基準の重量パーセントで計算して、下記に示す成分から実質的になる組成を有する。
【００４４】
Ｃ′ Ｄ′
ＳｉＯ２ 54-57 57-65.5
Ａｌ２Ｏ３ 17.5-23 8-13
Ｂ２Ｏ３ 5-15 4-13
ＭｇＯ 2-2.75 2-3.5
ＣａＯ 1.5-<7 0-6.5
ＳｒＯ 2-6 0-13
ＢａＯ 0.5-9.5 2-21
表III は上述したサブファミリーの範疇に含まれる例示的な組成を示している。組成19、20および21は、サブファミリーＣ′を例示しており、一方組成22、23および24はサブファミリーＤ′を例示している。
【表６】
【００４５】
本発明の好ましい実施態様において、フラットパネルディスプレー用のガラスパネルは、660 ℃より高い歪点を有し、前述したＨＣｌ試験において１ｍｇ／ｃｍ２未満の重量損失を有する。２種類のアルミノケイ酸塩サブファミリーの範疇に含まれる組成を有するガラスがこれらの好ましい条件を満たすことが分かった。２つのファミリーＥおよびＦは、酸化物基準の重量％で計算して、下記に示す成分から実質的になる組成を有する。
【００４６】
Ｅ Ｆ
ＳｉＯ２ 54-58 55-67
Ａｌ２Ｏ３ 16-23 6-14
Ｂ２Ｏ３ 0-6 0-7.5
ＭｇＯ 2-4.5 0-7
ＣａＯ 1-12.5 0-18.5
ＳｒＯ 2.5-15.5 0-15
ＢａＯ 0-14.5 1-21
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ 15-27 18-28
表IV ＥおよびIV Ｆは、各々のサブファミリーの範疇に含まれるいくつかの代表的な実施例の酸化物基準の略重量パーセントで表した組成、および関連特性を示している。
【表７】
【表８】
【００４７】
さらに好ましい実施態様としては、2.5 ｇ／ｃｃ未満の密度を有するガラスが挙げられる。この必要条件を満たすガラスは、酸化物基準で分析した以下の組成範囲から実質的になるアルミノケイ酸塩サブファミリーＧに包含される。
【００４８】
Ｇ
ＳｉＯ２ 54.7-57
Ａｌ２Ｏ３ 16.8-21.8
Ｂ２Ｏ３ 0-14
ＭｇＯ 2.2-2.5
ＣａＯ 1.5-9.5
ＳｒＯ 4.5-5.5
ＢａＯ 0.1-14.5
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ 12.5-27
表Ｖは、代表的な実施例の酸化物基準の略重量パーセントで表した組成、および関連特性を示している。
【表９】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレー装置に特に有用なアルミノケイ酸塩ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ラップトップコンピュータ用だけでなく、情報案内や娯楽用途のための大型ユニット用についても、フラットパネルディスプレーに対する関心が高まっている。そのようなフラットパネルディスプレーの形態の１つに液晶ディスプレーがある。
【０００３】
液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は、照明用の外部光源を必要とするフラットパネルディスプレー装置である。
【０００４】
米国特許第4,824,808号（ダンボー、ジュニア）には、ＬＣＤの基体に使用するガラスに必須の４つの特性が記載されている。
【０００５】
第一に、ガラス基体からアルカリ金属がトランジスタマトリックス中に移行しないように、ガラスには意図的にアルカリ金属酸化物を含ませてはならない。
【０００６】
第二に、ガラス基体は、ＴＦＴマトリックスの蒸着工程に使用する試薬に耐えられるように十分な化学的耐久性を有さなければならない。
【０００７】
第三に、ガラス基体の加工温度を上昇させるときでさえ、ＴＦＴアレイにおけるケイ素とガラスとの間の膨脹の不整合を比較的低レベルに維持しなければならない。
【０００８】
第四に、ガラスを低コストで高品質の薄いシート形状に製造しなければならない。すなわち、表面仕上げを所望のものとするために大規模のすり（grinding）および磨き（polishing ）を必要としてはならない。
【０００９】
実質的に仕上がった状態のガラスシートを製造できるシートガラス製造工程が必要とされるので、この最後の必要条件を満足させることが最も難しい。現在、オーバーフローダウンドローシート製造工程（overflow downdraw sheet manufacturing process ）が採用されている。この工程は、米国特許第3,338,696号（ドカーティ）および同第3,682,609 号（ドカーティ）に記載されている。その工程には、液相線温度において非常に大きい粘度および溶融温度を有し、成形温度において失透に対する長時間安定度（例えば、30日間に及ぶ）を有するガラスが必要とされている。
【００１０】
ＬＣＤの製造には現在コーニングコード7059ガラスが使用されている。このガラスは、重量パーセントで表して、約50％のＳｉＯ２ 、約15％のＢ２ Ｏ３ 、約10％のＡｌ２ Ｏ３ 、および約24％のＢａＯから実質的になり、アルカリ金属酸化物を意図的に含まず、25℃−300 ℃における線熱膨張係数（ＣＴＥ）が約46×10−７／℃であり、液相線温度における粘度が60,000Ｐａ・ｓ（600,000 ポアズ）以上である。このガラスの液相線温度における粘度が高いために、オーバーフローダウンドローシート製造工程を用いてそのガラスをシート状に圧伸させることができるが、比較的歪点が低いので（約593 ℃）、Ｓｉデバイス（a-Si device ）の加工には適しているが、ポリＳｉデバイス（poly-Si device）の加工には適していない。
【００１１】
それゆえ、少なくとも３つの必要条件を満たすように設計したガラスを開発する広範囲にわたる研究が不十分な成功に終わっている。米国特許第4,409,337号、同第4,824,808号、同第5,116,788号、および同第5,116,789号を参照のこと。最初に、ポリＳｉデバイスの製造に使用できるようにガラスを適応させる必要があった。次に、そのガラスをオーバーフローダウンドロー工程によりシート状に成形できるようにしなければならなかった。最後に、そのガラスはケイ素の線熱膨脹係数と厳密に合致する線熱膨脹係数を有する必要があった。
【００１２】
「チップオンガラス」（ＣＯＧ）と称する液晶技術における最近の進歩により、熱膨脹係数に関してケイ素に厳密に合致する基体ガラスの必要性がさらに強調されている。このように、初期のＬＣＤデバイスではドライバーチップ（driver chips）を基体ガラス上に搭載していなかった。その代わりに、シリコンチップを基体ガラスから離して搭載し、迎合する柔軟な配線によりＬＣＤ基体回路に接続していた。ＬＣＤデバイス技術が改良され、それらのデバイスが大型化してきたので、コストと不確かな信頼性のために、これらの柔軟な搭載方法は受け入れられなくなった。このような状況のために、シリコンチップのテープオートマチックボンディング（ＴＡＢ）が開発された。この工程においては、シリコンチップとこれらチップへの電気的接続部をキャリアテープ上に搭載して副集成部品を形成し、この副集成部品をＬＣＤ基体上に直接搭載し、その後ＬＣＤ回路への接続を完了した。ＴＡＢを用いることにより、コストを減少させた一方で、信頼性を改善し、コンダクタの許容密度を約200μｍのピッチに増加させた。これらの要素はいずれも重要である。しかしながら、ＣＯＧによる改良点は、これら３つの要素に関してＴＡＢによる改良点より優れている。そのため、ＬＣＤデバイスのサイズと品質に関する必要条件が厳しくなるにつれ、集積回路のシリコンチップの使用に応じてＣＯＧを用いてこれらデバイスを製造することが要求されている。この理由のために、基体ガラスは、ケイ素の線熱膨張係数に厳密に合致する線熱膨脹係数を有さなければならない。すなわち、このガラスは、０℃−300℃の範囲における線熱膨脹係数が31−44×10−７／℃、好ましくは32−40×10−７／℃でなければならない。
【００１３】
オーバーフローダウンドロー工程に要求される液相線温度での大きな粘度値、すなわち、600,000ポアズ（60,000Ｐａ・ｓ）は、ポリＳｉデバイスに要求されるいくつかの他の特性と関連して達成するのが難しい。その結果、粘度の要因がそれほど重要ではない他のシート成形工程が注目を集めている。そのような工程の例としては、フロート工程（float process ）およびレドロー工程（redraw process）が挙げられる。
【特許文献１】米国特許第４８２４８０８号明細書
【特許文献２】米国特許第３３３８６９６号明細書
【特許文献３】米国特許第３６８２６０９号明細書
【特許文献４】米国特許第４４０９３３７号明細書
【特許文献５】米国特許第５１１６７８８号明細書
【特許文献６】米国特許第５１１６７８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
フロート工程には、溶融スズのような溶融金属の表面に亘りガラスシートを連続的に圧伸する工程がある。溶融金属に接触する表面は、圧伸中には露出されておらず、そのため、比較的滑らかで欠陥がない。このために、一方の表面しか仕上げる必要がないという利点がある。本発明の主な目的は、フラットパネルディスプレーデバイス用、特にポリＳｉチップを用いるＬＣＤデバイス用のパネルに使用するガラスを提供することにある。本発明のさらなる目的は、フロート工程のようなオーバーフローダウンドロー工程以外の方法により製造できるようなパネルに使用するガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、特にフラットパネルディスプレー用のパネルとして特に有用なアルミノケイ酸ガラスであって、歪点が640℃より高く、95℃で５重量％の塩酸水溶液中に24時間に亘り浸漬した後の重量損失が20ｍｇ／ｃｍ２未満であり、線熱膨脹係数が31×10−７／℃と57×10−７／℃との間の範囲にあり、アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、55％−67％のＳｉＯ２と、６％−14％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、ここでＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスを提供する。
【００１６】
本発明はまた、特にフラットパネルディスプレー用のパネルとして特に有用なアルミノケイ酸ガラスであって、歪点が640 ℃より高く、95℃で５重量％の塩酸水溶液中に24時間に亘り浸漬した後の重量損失が20ｍｇ／ｃｍ２未満であり、線熱膨脹係数が31×10−７／℃と57×10−７／℃との間の範囲にあり、アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、49％−58％のＳｉＯ２と、16％−23％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、ここでＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスを提供する。
【００１７】
本発明の方法により、フラットパネルディスプレー用のガラスパネルを製造する。この方法は、酸化物基準の重量パーセントで計算して、49％−67％のＳｉＯ２と、少なくとも６％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、Ａｌ２Ｏ３が６％−14％の場合にはＳｉＯ２が55％−67％であり、Ａｌ２Ｏ３が16％−23％の場合にはＳｉＯ２ が49％−58％であり、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスのバッチを溶融し、得られた溶融物から溶融ガラスを引き伸ばして薄いシートを形成する工程からなる。
【００１８】
本発明は、オーバーフローダウンドロー工程の必要条件を満たす必要のない方法により製造し得るフラットディスプレーデバイスのパネルが要望されたことから始まったものである。特に、液相線温度における粘度が60,000Ｐａ・ｓ（600,000ポアズ）より大きい必要のないことが望まれた。
【００１９】
しかしながら、それと同時に、他の必要条件を満たさなければならない。そのような必要条件としては、歪点が640 ℃より高いこと、良好な化学的耐久性を有すること、熱膨脹係数（ＣＴＥ）が制御されていること、およびアルカリ金属を含まないことが挙げられる。
【００２０】
これらのいくつかの必要条件は、アルカリ金属を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、49％−67％のＳｉＯ２と、少なくとも６％のＡｌ２Ｏ３と、０％−15％のＢ２Ｏ３ と、０％−21％のＢａＯ、０％−15％のＳｒＯ、０％−18％のＣａＯ、および０％−８％のＭｇＯからなる群より選択される少なくとも１種類のアルカリ土類金属酸化物とから実質的になり、Ａｌ２Ｏ３が６％−14％の場合にはＳｉＯ２ が55％−67％であり、Ａｌ２Ｏ３が16％−23％の場合にはＳｉＯ２が49％−58％であり、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３の合計が68％より大きく、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの合計が12％−30％であるアルミノケイ酸塩ガラスにより満たされるかもしれないことが分かった。
【００２１】
化学的特性、成形特性、および物理的特性の所望のマトリックス（matrix）を示すガラスを得るために、上述のように特定した組成範囲にしたがうことが必要であることが分かった。これを以下に説明する。
【００２２】
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３はガラス成形酸化物である。このガラスの成形性を達成するため、並びに所望の高い歪点を得るためには、少なくとも49％のＳｉＯ２および６％のＡｌ２Ｏ３が必要である。ＳｉＯ２の含有量が67％を越え、Ａｌ２Ｏ３の含有量が23％を越えると、ガラス溶融が難しくなる傾向にある。
【００２３】
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３はまた、ガラスの耐久性に関しても重要である。しかしながら、この点に関して、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量は相互依存している。したがって、Ａｌ２Ｏ３の含有量が６％−14％の範囲にある場合、必要とされる化学的耐久性を得るためには、ＳｉＯ２の含有量は少なくとも55％、好ましくは少なくとも60％必要とされる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が16％−23％の範囲にある場合、適切な耐久性を得るためには、ＳｉＯ２の含有量は49％程度まで少なくてもよいであろう。所望の耐久性を得るためには、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計は、約68％よりも多くあるべきである。
【００２４】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスを軟化させる傾向、すなわち、溶融温度を低下させて溶融しやすくする傾向にある。しかしながら、Ｂ２Ｏ３は、特に多量を用いた場合には、歪点を低下させ、耐久性に対して有害である。その結果、Ｂ２Ｏ３の含有量は、約15％を越えるべきではなく、好ましくは８％以下である。
【００２５】
シリコンチップをガラス上に搭載すべきであり、そのために31−44×10−７／℃のＣＴＥが必要な場合には、好ましくはＢａＯの含有量を少量に維持すべきである。ＢａＯを他のアルカリ土類金属酸化物および／またはＡｌ２Ｏ３で置き換えてもよい。
【００２６】
一般的に、アルカリ土類金属は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇの順番でＣＴＥを上昇させる。すなわち、ＢａＯによる影響が最も大きく、ＭｇＯによる影響は最も小さい。
【００２７】
上述した成分以外にも、様々な任意の成分が考えられる。そのような成分の例としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５およびＹ２Ｏ３が挙げられる。好ましくは、これらの酸化物は、密度を増加させる傾向にありかつ歪点を低下させるかもしれないので、約５％を越える量では含まない。一般的に、屈折率または耐久性のような特性に関する利点がなにかその他の点で得られるであろう。
【００２８】
アルカリ金属およびハロゲン化物は液晶流体を害する傾向にあり、したがって、避けられない不純物を除いては含ませない。
【００２９】
化学的耐久性の尺度には、95℃の５重量％のＨＣｌ水溶液中に24時間に亘りガラス試料を浸漬させたときの重量損失を通常用いている。本発明の目的を達成するためには、重量損失が20ｍｇ／ｃｍ２未満でなければならず、好ましくは５ｍｇ／ｃｍ２未満、最も好ましくは１ｍｇ／ｃｍ２未満である。
【００３０】
ディスプレーパネル、特にＬＣＤデバイス用のガラスパネルにおいて適切な熱膨脹係数（ＣＴＥ）には２つのレベルがある。１つのレベルは、この業界において標準となっていたコード7059ガラスに基づいている。このガラスは46×10−７／℃のＣＴＥを有しており、44−57×10−７／℃のＣＴＥ範囲が適合すると考えられている。好ましくはＣＴＥの範囲は45−50×10−７／℃である。
【００３１】
このレベルに含まれるＣＴＥ値を有する２つのアルミノケイ酸塩ガラスのサブファミリーＡおよびＢを見出だした。これらのサブファミリー内に含まれる組成を有するガラスは、酸化物基準の重量パーセントで計算して以下に示すような成分から実質的になる：
Ａ Ｂ
ＳｉＯ２ 50-57 55-67
Ａｌ２Ｏ３ 16-22 6-14
Ｂ２Ｏ３ 0-5.5 0-7.5
ＭｇＯ 0.5-3 0-6.5
ＣａＯ 1-12.5 0-18.5
ＳｒＯ 0.5-15 0-15.5
ＢａＯ 1-21 1-9.5
ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ - 16.5-28
もう一方のＣＴＥレベルは、ケイ素に合致し、したがって、チップ装着を直接行えるという要望に基づくものである。したがって、ガラスパネルのＣＴＥ範囲は31−44×10−７／℃であり、好ましくは32−40×10−７／℃であろう。
【００３２】
ＣＴＥ値をこのような範囲内に収めるために、上記ＣＴＥ範囲の必要条件を満たす２種類のアルミノケイ酸塩ガラスのサブファミリーＣおよびＤを見出だした。これらのサブファミリー内に包含される組成を有するガラスは、酸化物基準の重量パーセントで計算して以下に示すような成分から実質的になる：
Ｃ Ｄ
ＳｉＯ２ 49-58 57-66
Ａｌ２Ｏ３ 17.5-23 8-14
Ｂ２Ｏ３ 0-14.5 0-13
ＭｇＯ 0-8 0-4.5
ＣａＯ 0-9 0-9
ＳｒＯ 0.4-13.5 0.5-13
ＢａＯ 0-21 2-21
ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ 13-28
本発明はまた、上述したガラスを溶融し、フロート工程、レドローイングまたはローリングのような工程により得られた溶融物からガラスシートを成形し、成形したシートをパネルサイズに切断する各工程によりＬＣＤデバイス用のパネルを製造する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
表Ｉにはいくつかのガラス組成が列記されている。これらの組成は酸化物基準の重量部で表されており、本発明のガラスの組成パラメータを示している。個々の成分の合計はほぼ100 であり、Ａｓ２Ｏ３のような清澄剤を除外した場合にはやや小さくなっている。したがって、実際には、表に示した値を重量パーセントとみなしても差し支えない。
【００３４】
実際のバッチ材料は所望の酸化物からなるものであってよい。これらバッチ材料は、他のバッチ成分と互いに溶融したときに、適切な比率で所望の酸化物に転化される他の化合物からなるものであってもよい。例えば、ＣａＣＯ３およびＢａＣＯ３はそれぞれＣａＯおよびＢａＯの供給源と成り得る。
【００３５】
これらの組成に基づくガラスバッチを配合した。得られたバッチを完全に互いにタンブル混合して均一な溶融物を得て、白金るつぼ中に装填した。蓋をした後、この白金るつぼを1650℃に設定された炉中に移した。不純物を含まず脈理のないガラスを成形するために、２段階の溶融手順を採用した。最初にバッチを約16時間に亘り溶融し、撹拌した。その後、溶融物を細かい流動体として水道水の満たされた水槽中に注ぎ入れて、ガラスの微細な粒子を形成した。この工程をガラス業界において「ドリゲージング（drigaging ）」と称する。第２の工程において、微細なガラス粒子（乾燥後）を約４時間に亘り1650℃で再溶融した。溶融物を両方向、すなわち、時計回りと反時計回りで撹拌した。得られた溶融物をスチール型に注ぎ入れ、およそ47.5×15.2×1.3 ｃｍ（18インチ×６インチ×0.5 インチ）の寸法を有するガラススラブを製造した。これらのガラススラブを約725 ℃に設定されたアニーラーに直ちに移した。
【００３６】
上述した記載は実験室での溶融方法のみに基づくものであることに留意されたい。しかしながら、本発明のガラスは、大規模な商業用のガラス溶融装置および成形装置を用いても溶融および成形できる。必要であれば、ヒ素およびアンチモンの酸化物等の清澄剤を通常の量で添加してもよい。ガラス中に含まれる基本成分以外の少量の成分は、ガラスの物理的特性に実質的には影響しない。
【００３７】
表Ｉは、ガラス業界において慣習的な測定技術にしたがって測定したガラスの化学的特性および物理的特性の測定値を示している。０℃−300 ℃の温度範囲における線熱膨脹係数（ＣＴＥ）を×10−７／℃で表している。軟化点および歪点を℃で表し、これらの値は繊維伸率（fiber elongation）により測定した。ＨＣｌ中における耐久性は、95℃の５重量％のＨＣｌ水溶液の水槽中に24時間に亘り浸漬させた後の重量損失（ｍｇ／ｃｍ２）を測定することにより評価した。
【表１】
【表２】
【００３８】
表IAは、表Ｉ記載のものと同一のガラス組成を酸化物基準のモルパーセントで表したものである。
【表３】
【表４】
【００３９】
上述したガラスの実施例は、本発明を特徴付けるいくつかの特性を持たせるためにガラスを調製する際に行わなければならない組成のコントロールにおける注意点を説明するものである。組成１が多量のＳｒＯを含有し、組成４が多量のＣａＯを含有し、そして組成９がＢ２Ｏ３を含まずに代わりにＢａＯを多く含有していることを除いて、組成１、４および９は極めて類似している。
【００４０】
組成を比較することにより、耐久性に対する様々な酸化物の含有量の効果が分かる。組成11と12との比較により、アルカリ土類金属酸化物を置き換えると、耐久性が大きな影響を受けることが分かる。また、組成１と６との比較により、Ｂ２Ｏ３を含まずに代わってアルカリ土類金属酸化物を含有すると好ましい効果があることが示唆される。
【００４１】
上述したように、コード7059ガラスに適合するガラスパネルの好ましいＣＴＥ範囲は45−50×10−７／℃である。アルミノケイ酸塩のサブファミリーＡ′およびＢ′の範疇にあるガラスは、前記範囲のＣＴＥを有し、酸化物基準の重量パーセントで計算して、下記に示す成分から実質的になる組成を有する。
【００４２】
Ａ′ Ｂ′
ＳｉＯ２ 50-57 55-67
Ａｌ２Ｏ３ 16-20 6-<13
Ｂ２Ｏ３ 0-5.5 0-7.5
ＭｇＯ 2-2.75 2-6.5
ＣａＯ 1-<7 0-17.5
ＳｒＯ 0.5-15 0-14.5
ＢａＯ 1-21 2-9.5
表IIは上述したサブファミリーの範疇に含まれる例示的な組成を示している。組成13、14および15は、サブファミリーＡ′を例示しており、一方組成16、17および18はサブファミリーＢ′を例示している。
【表５】
【００４３】
ケイ素を使用するのに適したガラスパネルの好ましいＣＴＥ範囲は、32−40×10−７／℃の範囲であるとことに留意されたい。アルミノケイ酸塩サブファミリーＣ′およびＤ′の範疇の含まれるガラスは、前記範囲のＣＴＥを有し、酸化物基準の重量パーセントで計算して、下記に示す成分から実質的になる組成を有する。
【００４４】
Ｃ′ Ｄ′
ＳｉＯ２ 54-57 57-65.5
Ａｌ２Ｏ３ 17.5-23 8-13
Ｂ２Ｏ３ 5-15 4-13
ＭｇＯ 2-2.75 2-3.5
ＣａＯ 1.5-<7 0-6.5
ＳｒＯ 2-6 0-13
ＢａＯ 0.5-9.5 2-21
表III は上述したサブファミリーの範疇に含まれる例示的な組成を示している。組成19、20および21は、サブファミリーＣ′を例示しており、一方組成22、23および24はサブファミリーＤ′を例示している。
【表６】
【００４５】
本発明の好ましい実施態様において、フラットパネルディスプレー用のガラスパネルは、660 ℃より高い歪点を有し、前述したＨＣｌ試験において１ｍｇ／ｃｍ２未満の重量損失を有する。２種類のアルミノケイ酸塩サブファミリーの範疇に含まれる組成を有するガラスがこれらの好ましい条件を満たすことが分かった。２つのファミリーＥおよびＦは、酸化物基準の重量％で計算して、下記に示す成分から実質的になる組成を有する。
【００４６】
Ｅ Ｆ
ＳｉＯ２ 54-58 55-67
Ａｌ２Ｏ３ 16-23 6-14
Ｂ２Ｏ３ 0-6 0-7.5
ＭｇＯ 2-4.5 0-7
ＣａＯ 1-12.5 0-18.5
ＳｒＯ 2.5-15.5 0-15
ＢａＯ 0-14.5 1-21
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ 15-27 18-28
表IV ＥおよびIV Ｆは、各々のサブファミリーの範疇に含まれるいくつかの代表的な実施例の酸化物基準の略重量パーセントで表した組成、および関連特性を示している。
【表７】
【表８】
【００４７】
さらに好ましい実施態様としては、2.5 ｇ／ｃｃ未満の密度を有するガラスが挙げられる。この必要条件を満たすガラスは、酸化物基準で分析した以下の組成範囲から実質的になるアルミノケイ酸塩サブファミリーＧに包含される。
【００４８】
Ｇ
ＳｉＯ２ 54.7-57
Ａｌ２Ｏ３ 16.8-21.8
Ｂ２Ｏ３ 0-14
ＭｇＯ 2.2-2.5
ＣａＯ 1.5-9.5
ＳｒＯ 4.5-5.5
ＢａＯ 0.1-14.5
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ 12.5-27
表Ｖは、代表的な実施例の酸化物基準の略重量パーセントで表した組成、および関連特性を示している。
【表９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネルディスプレイ用のガラスパネルを製造する方法において、アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、60％−67％のＳｉＯ2、16％−23％のＡｌ2Ｏ3、０％−15％のＢ2Ｏ3、０％−８％のＭｇＯ、０％−18％のＣａＯ、０％−15％のＳｒＯ、および０％−21％のＢａＯから実質的になり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計が12％−30％である組成を有するアルミノケイ酸塩ガラスのバッチを溶融し、フロート工程によりその溶融物から溶融ガラスの薄いシートを延伸する各工程を有してなる方法。
【請求項１】
フラットパネルディスプレイ用のガラスパネルを製造する方法において、アルカリ金属酸化物を実質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで計算して、60％−67％のＳｉＯ2、16％−23％のＡｌ2Ｏ3、０％−15％のＢ2Ｏ3、０％−８％のＭｇＯ、０％−18％のＣａＯ、０％−15％のＳｒＯ、および０％−21％のＢａＯから実質的になり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計が12％−30％である組成を有するアルミノケイ酸塩ガラスのバッチを溶融し、フロート工程によりその溶融物から溶融ガラスの薄いシートを延伸する各工程を有してなる方法。
【公開番号】特開２００６−１６９１０７（Ｐ２００６−１６９１０７Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４６８９９（Ｐ２００６−４６８９９）
【出願日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【分割の表示】特願平７−５４１６０の分割
【原出願日】平成７年３月１４日（１９９５．３．１４）
【出願人】（５０１２４６８５７）コーニング・インコーポレーテッド (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【分割の表示】特願平７−５４１６０の分割
【原出願日】平成７年３月１４日（１９９５．３．１４）
【出願人】（５０１２４６８５７）コーニング・インコーポレーテッド (37)
【Ｆターム（参考）】
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