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1、(10)申请公布号 CN 102417295 A (43)申请公布日 2012.04.18 C N 1 0 2 4 1 7 2 9 5 A *CN102417295A* (21)申请号 201010299443.7 (22)申请日 2010.09.27 C03C 3/087(2006.01) H01J 17/16(2012.01) H01J 11/34(2012.01) (71)申请人旭硝子株式会社 地址日本东京 (72)发明人前田敬 小野田仁 中尾泰昌 吉藤德拉塞加尔 (74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人王海川 穆德骏 (54) 发明名称 基板用玻璃组合。
2、物 (57) 摘要 本发明提供不易损伤的基板用玻璃组合物 及包含该基板用玻璃组合物的等离子体显示面 板。所述基板用玻璃组合物以重量表示,实 质上包含:SiO 2 :5972、Al 2 O 3 :115、MgO: 0.59、CaO:0.511、SrO:06、BaO:0 5、MgO+CaO+SrO+BaO:419、Na 2 O:09、K 2 O: 421、Na 2 O+K 2 O:1022、ZrO 2 :0.510.5、 SiO 2 -Al 2 O 3 :5071,且比重小于2.6。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9。
3、 页 CN 102417305 A 1/1页 2 1.一种基板用玻璃组合物,以重量表示,实质上包含: SiO 2 5972、 Al 2 O 3 115、 MgO 0.59、 CaO 0.511、 SrO 06、 BaO 05、 MgO+CaO+SrO+BaO 419、 Na 2 O 09、 K 2 O 421、 Na 2 O+K 2 O 1022、 ZrO 2 0.510.5, 且SiO 2 的含有比例与Al 2 O 3 的含有比例之差为5071,比重小于2.6。 2.如权利要求1所述的基板用玻璃组合物,其脆性指标值为7400m -1/2 以下。 3.如权利要求1或2所述的基板用玻璃组合物,其。
4、玻璃化转变点为600以上。 4.如权利要求1、2或3所述的基板用玻璃组合物,其在50350下的平均热膨胀系 数为7510 -7 9510 -7 /。 5.如权利要求1、2、3或4所述的基板用玻璃组合物,以重量表示,实质上包含: SiO 2 5972、 Al 2 O 3 29、 MgO 0.59、 CaO 0.511、 SrO 04、 BaO 02、 SrO+BaO 04、 MgO+CaO+SrO+BaO 817、 Na 2 O 07、 K 2 O 921、 Na 2 O+K 2 O 1022、 ZrO 2 25。 6.如权利要求5所述的基板用玻璃组合物,其玻璃化转变点为660以上。 7.一种等。
5、离子体显示面板,其具有包含权利要求1、2、3、4、5或6所述的基板用玻璃组 合物的基板。 权 利 要 求 书CN 102417295 A CN 102417305 A 1/9页 3 基板用玻璃组合物 技术领域 0001 本发明涉及平板显示面板、特别是等离子体显示面板(PDP)所使用的基板用玻璃 组合物。 背景技术 0002 PDP一般通过以下方法制造:在约550约600的最高温度下,将金属电极、 绝缘膏、障壁浆料(rib paste)等烧成于基板玻璃上后,将对置板和周围进行玻璃粉密封 (frit seal)。以往,作为该用途的基板玻璃,通常使用广泛用于建筑用或汽车用的钠钙玻 璃。 0003 但。
6、是,因为钠钙玻璃的玻璃化转变点为530560,所以若在上述最高温度下接 受热处理,则基板玻璃会发生变形或收缩,尺寸产生明显变化,因此会产生难以精度优良地 实现与对置板的电极对位的问题。特别是在使用生产率高的带式炉等连续式烧成炉来进行 制造时,在烧成中玻璃板的前端和后端具有温度差,从而存在玻璃板前后产生非对称的尺 寸变化的问题。 0004 为了解决该玻璃基板的热变形或热收缩的问题,已知一种热膨胀系数与钠钙玻璃 接近、且玻璃化转变点、应变点高的玻璃(日本特开平3-40933号、日本特开平7-257937 号)。若使用这样的玻璃,则即使在连续式烧成炉中进行制造PDP的热处理,也不易产生在 钠钙玻璃中。
7、引起问题那样的前后非对称的尺寸变化,因此能够以高精度进行面板的烧成。 发明内容 0005 但是,近年来,随着PDP的大型化,制造工序中的操作变得越来越困难。特别是大 型基板由于自身重量多受到较大的弯曲应力,因此即使存在很小的伤痕也会导致制造工序 中的破裂。 0006 此外,已经提出的组成也存在比重大、难以实现构件的轻量化的问题。 0007 此外,随着PDP所要求的画面的分辨率的提高,玻璃基板所允许的尺寸变化的最 大值变得越来越严格,并且要求玻璃化转变点更高的玻璃。 0008 本发明的目的在于提供解决上述缺陷、具有高玻璃化转变点、且热膨胀系数与钠 钙玻璃同等、并且不易损伤、在制造工序中不易破裂的。
8、基板用玻璃组合物。 0009 本发明为一种基板用玻璃组合物,以重量表示,实质上包含: 0010 SiO 2 5972、 0011 Al 2 O 3 115、 0012 MgO 0.59、 0013 CaO 0.511、 0014 SrO 06、 0015 BaO 05、 0016 MgO+CaO+SrO+BaO 419、 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 2/9页 4 0017 Na 2 O 09、 0018 K 2 O 421、 0019 Na 2 O+K 2 O 1022、 0020 ZrO 2 0.510.5, 0021 且SiO 2 的含有比例与Al。
9、 2 O 3 的含有比例之差为5071,比重小于2.6。 0022 发明效果 0023 本发明的玻璃不易损伤,耐热性高,并且具有与钠钙玻璃同等的热膨胀系数,因此 适合于PDP用基板等要求所述特性的用途。此外,由于比重小,因此容易实现构件的轻量 化。 具体实施方式 0024 以下,对本发明的玻璃的组成进行说明。 0025 SiO 2 是构成玻璃骨架的成分。若其含量小于59重量(以下记为),则耐热性 差,且容易损伤。优选为63以上。另一方面,若超过72,则热膨胀系数变得过小。优选 为70以下。 0026 为了提高玻璃化转变点而提高耐热性,添加1以上的Al 2 O 3 。从该观点考虑,优选 含有2以。
10、上。另一方面,若超过15,则玻璃的熔化性倾向于降低。优选为12以下,特 别优选为9以下。 0027 为了使玻璃熔化时的粘性降低而促进熔化,添加0.5以上的MgO。优选含有2 以上。另一方面,若超过9,则有热膨胀系数变大、且容易损伤的倾向。从该观点考虑,优 选为7以下。 0028 为了使玻璃熔化时的粘性降低而促进熔化,添加0.5以上的CaO。优选含有2 以上。另一方面,若超过11,则有热膨胀系数变大、且容易损伤的倾向。此外,失透温度上 升,容易超过浮法的成形温度(例如,具有104泊的粘性时的温度),因此可能难以通过浮法 进行成形。从该观点考虑,优选为9以下。 0029 SrO不是必须成分,但是由。
11、于其具有降低玻璃熔化时的粘性而促进熔化的效果,因 此可以添加。但是若超过6,则可能变得容易损伤。优选为4以下,特别优选为2以 下。 0030 BaO不是必须成分,但是由于其具有降低玻璃熔化时的粘性而促进熔化的效果,因 此可以添加。但是若超过5,则可能变得容易损伤。优选为2。 0031 为了抑制玻璃变得过于容易损伤,SrO与BaO的合计含量优选为4以下。特别优 选为3以下。 0032 为了使玻璃熔化时的粘性降低而易于熔化,MgO、CaO、SrO及BaO的合计含量优选 为4以上。为了更容易熔化,优选含有6以上,特别优选为8以上。特别优选为10 以上。另一方面,若总量超过19,则玻璃变得容易损伤,且。
12、失透温度升高。从该观点考虑, 优选为17以下,特别优选为16以下。 0033 Na 2 O不是必须成分,但是其由于具有降低玻璃熔化时的粘性而促进熔化的效果, 因此可以含有。此时,优选含有1以上。另一方面,若超过9,则有热膨胀系数变得过 大,且化学耐久性和玻璃化转变点下降、电阻变小的倾向。从该观点考虑,优选为7以下, 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 3/9页 5 特别优选为4以下。 0034 K 2 O是具有降低玻璃熔化时的粘性而促进熔化的作用、并且不像Na 2 O那样会引起 化学耐久性降低和玻璃化转变点下降的成分,因此含有4以上。优选含有9以上,特别 优选。
13、含有10以上,最优选含有11以上。另一方面,若超过21,则热膨胀系数变得过 大,化学耐久性下降。从该观点考虑,优选为16以下。 0035 为了使玻璃熔化时的粘性降低而易于熔化,Na 2 O与K 2 O的合计含量为10以上。 优选含有12以上。另一方面,若总量超过22,则化学耐久性降低、电阻变小的倾向强。 从该观点考虑,优选为17以下。 0036 ZrO 2 具有升高玻璃化转变点、且使玻璃的化学耐久性提高的效果,因此含有0.5 以上。优选含有2以上。另一方面,若超过10.5,则玻璃变得容易损伤。从该观点考虑, 优选为5以下。 0037 在本发明中,将SiO 2 的含量与Al 2 O 3 的含量之。
14、差设定为5071。这样,能够得 到具有高玻璃化转变点、并且不易损伤的玻璃。优选将上述差值设定为51以上。另一方 面,为了更易于熔化,优选将上述差值设定为70以下。 0038 为了改善玻璃的熔化性、澄清性、成形性,本发明的玻璃除上述成分之外,可以添 加总量为2以下的As 2 O 3 、Sb 2 O 3 、P 2 O 5 、F、Cl。在此,为了使回收变得容易,As 2 O 3 、Sb 2 O 3 的含 量分别优选为0.5以下,更优选为实质上不含有、即不超过杂质的程度;为了维持高玻璃 化转变点,P 2 O 5 、F、Cl的含量分别优选为0.5以下,更优选为实质上不含有、即不超过杂质 的程度。 003。
15、9 此外,为了提高玻璃的化学耐久性,可以添加总量为5以下的La 2 O 3 、TiO 2 、SnO 2 。 另外,可以添加Fe 2 O 3 、CoO、NiO、Se、Nd 2 O 3 等着色剂,对玻璃的色调进行调节。该着色剂的合 计含量优选为1以下。 0040 此外,为了提高熔化性,可以添加B 2 O 3 。但是,过度的添加会使热膨胀系数降低,因 此优选小于1.5。为了不对浮法成形造成不良影响,有时实质上不添加为好。 0041 此外,为了改善熔化性可以添加ZnO,但是若添加5以上,则在浮槽内被还原,可 能产生缺陷。 0042 另外,为了改善熔化性可以添加Li 2 O,但是若添加3以上,则玻璃化转。
16、变点可能 下降。 0043 这样得到的本发明的玻璃的比重小于2.6,更优选为2.55以下。此外,玻璃化转变 点优选为600以上,更优选为660以上。另外,50350下的平均热膨胀系数优选在 7510 -7 9510 -7 /的范围内,更优选在8010 -7 9010 -7 /的范围内。 0044 为了使玻璃化转变点为660以上,在所述组成范围中,特别优选的成分组合如下 所示。 0045 以重量表示,实质上含有: 0046 SiO 2 5972 0047 Al 2 O 3 29 0048 MgO 0.59 0049 CaO 0.511 0050 SrO 04 说 明 书CN 102417295 。
17、A CN 102417305 A 4/9页 6 0051 BaO 02 0052 SrO+BaO 04 0053 MgO+CaO+SrO+BaO 817 0054 Na 2 O 07 0055 K 2 O 921 0056 Na 2 O+K 2 O 1022 0057 ZrO 2 25。 0058 特别是本发明的玻璃的脆性指标值优选为7400m -1/2 以下,更优选为7300m -1/2 以 下。 0059 此外,在本发明中,作为玻璃的脆性指标值,使用由Lawn等提出的脆性指标值 B(B.R.Lawn和D.B.Marshall,美国陶瓷会志(J.Am.Ceram.Soc),627-8347-。
18、350(1979)。 在此,根据式(1),脆性指标值B由材料的维氏硬度H V 和断裂韧性值K C 定义。 0060 BH V /K C (1) 0061 由本发明得到的玻璃适合作为PDP用基板。其分光透射率在425475nm、510 560nm、600650nm的范围内优选分别达到85以上。这是因为在这些波长范围内的发光 能够有效地用于显示。 0062 本发明的玻璃基板可以通过例如以下的方法进行制造。即,将通常使用的各成分 的原料进行配合使其达到目标组成,将所得材料连续地投入熔化炉内,并加热至1500 1600使其熔融。通过浮法使该熔融玻璃成形为预定的板厚,并在退火后进行切割,由此得 到透明的。
19、玻璃基板。 0063 本发明的玻璃组合物基本上适合浮法成形。即,由于失透温度为浮法成形温度 (在本发明中,为粘性达到104泊时的温度)以下,因此通过浮法进行成形时,不会产生失透 等问题。 0064 实施例 0065 表1表4中示出与本发明有关的实验例。此外,例1例20为实施例,例21 例26为比较例。 0066 将各成分的原料进行配合使其达到目标组成,使用铂坩埚加热至15501650, 用45小时使其熔化。熔化时,插入铂搅拌器搅拌2小时,使玻璃均质化。 0067 通过以下所述的方法,对如上得到的玻璃的脆性指标值、热膨胀系数、玻璃化转变 点、比重进行测定,并与玻璃组成一起示于表1表4中。此外,对。
20、于一部分玻璃,以为单 位,一并给出作为表示应变点、熔化性的指标的、粘性为10 2 泊时的温度T(log2),作为 表示浮法成形性的指标的、粘性为10 4 泊时的温度T(log4)和失透温度T liq 。 0068 比重: 0069 通过阿基米德法,对不含气泡的约20g的玻璃块进行测定。 0070 脆性指标值(单位:m -1/2 ) 0071 将脆性指标应用于玻璃时的一大问题是难以准确地评价断裂韧性值K C 。但是,本 申请人在研究了几种方法之后发现,根据压入维氏压头时留在玻璃表面上的压头痕迹的大 小与从痕迹四角产生的裂纹的长度之间的关系,能够定量评价脆性。通过式(2)来定义其 关系。在此,P为。
21、维氏压头的压入负荷,a、c分别为维氏压痕的对角线长度及从四角产生的 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 5/9页 7 裂纹的长度(包括压头痕迹在内的对称的两个裂纹的全长)。使用各种玻璃的表面上打入 的维氏压痕的尺寸和式(2),评价脆性指标值。 0072 c/a0.0056B 2/3 P 1/6 (2) 0073 平均热膨胀系数(单位:10 -7 /): 0074 使用差示热膨胀计,以石英玻璃为参照试样,测定从室温开始以5/分钟的比例 升温时的玻璃的伸长率。测定一直进行到玻璃发生软化、已经不能观测到伸长的温度(屈 服点)为止,计算50350的平均线热膨胀系数。 。
22、0075 玻璃化转变点(单位:) 0076 将热膨胀曲线中的弯折点作为玻璃化转变点。 0077 从表中可以明确,本发明的玻璃组合物的脆性指标值为7400m -1/2 以下,因而不易 损伤。热膨胀系数在7510 -7 9510 -7 /的范围内,与现有的作为PDP用基板使用的钠 钙玻璃的热膨胀系数为同等程度,因此可以使用同种玻璃粉材料(frit material)。此外, 玻璃化转变点均为600以上,在大型PDP的制造中不会出现玻璃发生变形或收缩等问题。 比重小于2.6,容易实现构件的轻量化。 0078 另一方面,例21的玻璃化转变点为550,因此PDP制造工序中的玻璃的热变形成 为问题。例22。
23、26的脆性指标值超过7400m -1/2 ,因此容易损伤,在制造工序中的破裂概率 较大。此外,例2226的组合物的比重为2.6以上,因此难以实现构件的轻量化。 0079 表1 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 6/9页 8 0080 0081 表2 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 7/9页 9 0082 0083 表3 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 8/9页 10 0084 0085 表4 说 明 书CN 102417295 A CN 102417305 A 9/9页 11 0086 说 明 书CN 102417295 A 。