[发明专利]无碱玻璃的制造方法有效
申请号: | 201380011257.0 | 申请日: | 2013-02-26 |
公开(公告)号: | CN104136383A | 公开(公告)日: | 2014-11-05 |
发明(设计)人: | 德永博文;小池章夫;西泽学;辻村知之 | 申请(专利权)人: | 旭硝子株式会社 |
主分类号: | C03B5/027 | 分类号: | C03B5/027;C03B5/235;C03B5/43;C03C3/087;C03C3/091;C03C3/093;C04B35/48 |
代理公司: | 中原信达知识产权代理有限责任公司 11219 | 代理人: | 于洁;王海川 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 玻璃 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及适合作为各种显示器用基板玻璃、光掩模用基板玻璃的无碱玻璃的制造方法。
以下,在本说明书中,称为“无碱”时是指碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)的含量为2000ppm以下。
背景技术
以往,对于各种显示器用基板玻璃、特别是在表面形成金属或氧化物薄膜等的基板玻璃,要求具有以下所示的特性。
(1)如果含有碱金属氧化物,则碱金属离子会扩散至薄膜中而使膜特性劣化,因此,要求碱金属氧化物的含量极低,具体而言,要求碱金属氧化物的含量为2000ppm以下。
(2)为了在薄膜形成工序中暴露于高温下时将玻璃的变形和与玻璃的结构稳定化相关的收缩(热收缩)抑制至最小限度,要求具有较高的应变点。
(3)要求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SiOx或SiNx的蚀刻中使用的缓冲氢氟酸(BHF:氢氟酸和氟化铵的混合液)、ITO的蚀刻中使用的含有盐酸的药液、金属电极的蚀刻中使用的各种酸(硝酸、硫酸等)、抗蚀膜剥离液的碱具有耐久性。
(4)要求内部和表面没有缺陷(气泡、波筋、夹杂物、凹坑、伤痕等)。
在上述要求的基础上,近年来,还存在以下情况。
(5)要求显示器的轻量化,期望玻璃本身也是密度小的玻璃。
(6)要求显示器的轻量化,期望基板玻璃的薄板化。
(7)在目前的非晶硅(a-Si)型液晶显示器的基础上,还开始制作热处理温度略高的多晶硅(p-Si)型液晶显示器(a-Si:约350℃→p-Si:350~550℃)。
(8)为了加快液晶显示器制作的热处理的升降温速度从而提高生产率或提高耐热冲击性,要求玻璃的平均热膨胀系数小的玻璃。
另一方面,随着蚀刻的干蚀刻化的发展,对于耐BHF性的要求正在弱化。为了改善耐BHF性,迄今为止的玻璃多使用含有6~10摩尔%B2O3的玻璃。但是,B2O3具有降低应变点的倾向。作为不含B2O3或B2O3含量少的无碱玻璃的例子,有以下的无碱玻璃。
专利文献1中公开了一种不含有B2O3的SiO2-Al2O3-SrO玻璃,但熔化所需要的温度高,难以制造。
专利文献2中公开了一种不含有B2O3的SiO2-Al2O3-SrO晶质玻璃,但熔化所需要的温度高,难以制造。
专利文献3中公开了一种含有0~3重量%B2O3的玻璃,但在50~300℃下的平均热膨胀系数超过40×10-7/℃。
专利文献4中公开了一种含有0~5摩尔%B2O3的玻璃,但在50~300℃下的平均热膨胀系数超过50×10-7/℃。
专利文献5中公开了一种含有0~5摩尔%B2O3的玻璃,但热膨胀大,密度也大。
为了解决专利文献1~5中记载的玻璃中的问题,提出了专利文献6中记载的无碱玻璃。专利文献6中记载的无碱玻璃应变点高,能够利用浮法成形,适合于显示器用基板、光掩模用基板等用途。
显示器用基板、光掩模用基板等用途中使用的无碱玻璃具体而言可以通过如下方式获得:以达到目标成分的方式调配各成分的原料,将其连续地投入到熔窑中,加热至预定的温度而使其熔化。将该熔融玻璃成形为预定的板厚,退火后进行切割,由此能够得到无碱玻璃组成的平板玻璃。
在应变点高的玻璃的情况下,在原料熔化时需要加热至1350~1750℃这样的高温。作为原料熔化时的加热方法,一般通过利用配置在熔窑上方的燃烧器的燃烧火焰进行的加热将原料加热至预定温度,但是在加热至1350~1750℃这样的高温的情况下,构成熔窑的耐火物有可能被侵蚀。如果发生耐火物的侵蚀,则耐火物的成分会熔入到熔融玻璃中,导致所制造的玻璃的品质降低,因而成为问题。
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