[发明专利]无碱玻璃

说明书

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、实质上不含碱金属氧化物且能够浮法成形的无碱玻璃。以下，在本说明书中，称为“无碱”的情况是指碱金属氧化物(Li₂O、Na₂O、K₂O)的含量为1000质量ppm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显示器用基板玻璃，要求以下所示的特性。

(1)含有碱金属氧化物时，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1000质量ppm以下。

(2)薄膜形成工序中的由加热引起的玻璃基板的变形、特别是热收缩少。即，热收缩率小。

(3)对于半导体形成中使用的各种化学品具有充分的化学耐久性。特别是对用于SiO_x、SiN_x的蚀刻的缓冲氢氟酸(BHF：氢氟酸与氟化铵的混合液)、以及ITO的蚀刻中使用的含有盐酸的化学溶液、金属电极的蚀刻中使用的各种酸(硝酸、硫酸等)、抗蚀剂剥离液的碱具有耐久性。

(4)在内部和表面没有缺陷(气泡、波筋、夹杂物、凹坑、伤痕等)。

除了上述要求以外，近年来，还存在如下所述的情况。

(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)除了迄今为止的非晶硅(a-Si)型液晶显示器以外，还制作了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温和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，蚀刻的干化(ドライ化)发展，对耐BHF性的要求减弱。为了改善耐BHF性，迄今为止的玻璃多使用含有6摩尔％～10摩尔％的B₂O₃的玻璃。但是，B₂O₃具有降低应变点的倾向。作为不含B₂O₃或B₂O₃的含量少的无碱玻璃的例子，有以下的无碱玻璃。

专利文献1中公开了一种含有0～3重量％的B₂O₃的玻璃，但实施例的应变点为690℃以下。

专利文献2中公开了一种含有0～5摩尔％的B₂O₃的玻璃，但在50℃～350℃下的平均热膨胀系数超过50×10^-7/℃。

为了解决专利文献1、2中记载的玻璃的问题，提出了专利文献3中记载的无碱玻璃。专利文献3中记载的无碱玻璃的应变点高，能够利用浮法进行成形，适合于显示器用基板、光掩模用基板等用途。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-325435号公报

专利文献2：日本特开平5-232458号公报

专利文献3：日本特开平9-263421号公报

发明内容

发明所要解决的问题

近年来，对于智能手机等便携式终端等高清小型显示器而言，采用基于激光退火的方法作为高品质的p-Si TFT的制造方法，但为了提高商品价值，期望进一步的高清化，因此，要求热收缩率更小的玻璃。另一方面，出于玻璃制造工艺、特别是浮法成形中的要求，要求降低玻璃的粘性、特别是玻璃粘度达到10⁴dPa·s时的温度T₄和失透温度，还要求不要过度提高应变点。

如上所述，作为各种显示器用基板玻璃、光掩模用基板玻璃而使用的无碱玻璃要求进一步减小热收缩率。为此，改变玻璃的主要成分构成而提高应变点、或者降低玻璃的冷却速度是有效的，但其结果是，600℃80分钟热处理条件下的热收缩率达到50ppm以下的水平时，变得无法忽略玻璃中的各种杂质的影响。