特許 5816372 無アルカリガラス及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5816372

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月18日

(54)【発明の名称】無アルカリガラス及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/091 20060101AFI20151029BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20151029BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20151029BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   C03C3/091

   G02F1/1333 500

   H05B33/14 A

   H05B33/02

【請求項の数】18

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-528292(P2014-528292)

(86)(22)【出願日】2012年8月31日

(65)【公表番号】特表2014-531385(P2014-531385A)

(43)【公表日】2014年11月27日

(86)【国際出願番号】KR2012007015

(87)【国際公開番号】WO2013032291

(87)【国際公開日】20130307

【審査請求日】2014年4月25日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0089047

(32)【優先日】2011年9月2日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2012-0096356

(32)【優先日】2012年8月31日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ドン−クォン・イ

(72)【発明者】

【氏名】サン−クク・キム

(72)【発明者】

【氏名】イン−キ・ホン

(72)【発明者】

【氏名】ジュン−ミン・コ

(72)【発明者】

【氏名】サン−ヒョク・イム

【審査官】 増山 淳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１３００３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５３７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第１９９７／０１１９１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−００８８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２６６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５４９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０７２２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４５４２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １／００−１４／００

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸化物重量基準で、
ＳｉＯ_２ ６０〜７０重量％；
Ｂ_２Ｏ_３ １〜３．５重量％；
Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１３重量％；
ＭｇＯ ８．５〜１４重量％；
ＣａＯ １〜３重量％；
ＳｒＯ ４〜７重量％；及び
ＢａＯ ０．５〜７重量％を含むことを特徴とする無アルカリガラス。

【請求項2】

酸化物重量基準で、
ＳｉＯ_２ ６２〜６８重量％；
Ｂ_２Ｏ_３ ２〜２．９重量％；
Ａｌ_２Ｏ_３ ９〜１３重量％；
ＭｇＯ ９〜１３重量％；
ＣａＯ ２〜３重量％；
ＳｒＯ ４〜５．５重量％；及び
ＢａＯ ０．５〜４重量％を含むことを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項3】

酸化物重量基準で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを１４〜２４重量％含むことを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項4】

酸化物重量基準で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを１６〜２２重量％含むことを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項5】

酸化物重量基準で、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３を７３〜８２重量％含むことを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項6】

密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり、熱膨張係数が３．０×１０^−６／Ｋ〜４．０×１０^−６／Ｋであることを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項7】

粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度が１６２０℃未満であり、粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度が１２６０℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項8】

粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度が１５９０℃未満であり、粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度が１２４０℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の無アルカリガラス。

【請求項9】

請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の無アルカリガラスを含むディスプレイ装置。

【請求項10】

前記ディスプレイ装置が、液晶ディスプレイ装置であることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ装置。

【請求項11】

酸化物重量基準で、
ＳｉＯ_２ ６０〜７０重量％；
Ｂ_２Ｏ_３ １〜３．５重量％；
Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１３重量％；
ＭｇＯ ８．５〜１４重量％；
ＣａＯ １〜３重量％；
ＳｒＯ ４〜７重量％；及び
ＢａＯ ０．５〜７重量％を含むようにガラス原料を組み合わせる段階を含むことを特徴とする無アルカリガラスの製造方法。

【請求項12】

前記ガラス原料の組合せ段階では、酸化物重量基準で、
ＳｉＯ_２ ６２〜６８重量％；
Ｂ_２Ｏ_３ ２〜２．９重量％；
Ａｌ_２Ｏ_３ ９〜１３重量％；
ＭｇＯ ９〜１３重量％；
ＣａＯ ２〜３重量％；
ＳｒＯ ４〜５．５重量％；及び
ＢａＯ ０．５〜４重量％を含むようにすることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【請求項13】

前記ガラス原料の組合せ段階では、酸化物重量基準で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを１４〜２４重量％含むようにすることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【請求項14】

前記ガラス原料の組合せ段階では、酸化物重量基準で、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを１６〜２２重量％含むようにすることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【請求項15】

前記ガラス原料の組合せ段階では、酸化物重量基準で、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３を７３〜８２重量％含むようにすることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【請求項16】

製造されたガラスの密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり、製造されたガラスの熱膨張係数が３．０×１０^−６／Ｋ〜４．０×１０^−６／Ｋであることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【請求項17】

製造されたガラスの粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度が１６２０℃未満であり、製造されたガラスの粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度が１２６０℃未満であることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【請求項18】

製造されたガラスの粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度が１５９０℃未満であり、製造されたガラスの粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度が１２４０℃未満であることを特徴とする請求項１１に記載の無アルカリガラスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス製造技術に関し、より詳しくは、アルカリ金属酸化物が含まれていない無アルカリガラス組成物及びその製造方法に関する。

【0002】

本出願は、２０１１年９月２日出願の韓国特許出願第１０−２０１１−００８９０４７号及び２０１２年８月３１日出願の韓国特許出願第１０−２０１２−００９６３５６号に基づく優先権を主張するものであり、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

【背景技術】

【0003】

ガラス、その中でも平板ガラス（ｆｌａｔ ｇｌａｓｓ）は窓ガラス、車両のウィンドースクリーン、鏡などのように多様な分野で使用されており、その種類も用途に合わせて非常に多様に開発され用いられている。

【0004】

特に、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）のような平板ディスプレイ装置には、無アルカリガラス基板が広く使用される。アルカリ金属酸化物の成分が含有されたアルカリガラス基板の場合、ガラス基板中のアルカリ金属イオンが薄膜内に拡散し、膜特性を劣化させる恐れがあるため、ディスプレイ用としてはアルカリガラスより無アルカリガラスが広く使用されている。

【0005】

ところが、このような平板ディスプレイ基板用ガラスの場合、多様な製品特性が求められている。

【0006】

例えば、平板ディスプレイ用ガラスの場合、軽量化が確保されなければならない。特に、近年、テレビやモニターなどのようなディスプレイ装置が益々大型化し、そこに使用される基板ガラスの面積も大きくなっている。この場合、基板ガラス自体の荷重による基板ガラスの反り現象が一層酷くなり得るため、それを防止するために基板ガラスはより軽く製造される必要がある。そればかりでなく、このような基板ガラスは携帯電話やＰＤＰ、ノートパソコンのような小型携帯用ディスプレイ装置にも使用されるが、この場合にも携帯性を高めるために基板ガラスの軽量化が求められる。

【0007】

また、平板ディスプレイ基板用ガラスは、適切な溶融性（融解性）が確保されなければならない。ガラスの溶融性が低下すれば、ガラスの溶融に必要となるエネルギー及び時間が増加することはもちろん、ガラス中に気泡や異物のような欠陥が生じやすい。また、このようなガラス中の気泡や異物は光の透過を妨害するため、ディスプレイ用としての製品適合性が低下することになる。

【0008】

さらに、平板ディスプレイ基板用ガラスは、適切な耐熱性が確保されなければならない。例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤのような平板ディスプレイ装置の製造工程では多様な熱処理が行われるが、その過程で、ガラス基板は急加熱と急冷却環境に晒され得る。もし、このような状況で、ガラスに耐熱性が確保されていない場合、ガラスの変形や反り現象などが生じ、熱による引張応力によってガラス基板が割れることもある。さらに、ＴＦＴ−ＬＣＤ用ガラスの場合、耐熱性が低ければ、ＴＦＴ材料と熱膨張差が生じてＴＦＴの画素ピッチがずれる恐れがあり、それにより表示不良が発生することがあり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、軽くて溶融性に優れ、加工が容易な無アルカリガラス及びその製造方法を提供することを目的とする。

【0010】

本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに理解できるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を達成するため、本発明によるガラスは、無アルカリガラスであって、酸化物重量基準で、ＳｉＯ_２ ６０〜７０重量％；Ｂ_２Ｏ_３ １〜３．５重量％；Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１３重量％；ＭｇＯ ８．５〜１４重量％；ＣａＯ １〜３重量％；ＳｒＯ ４〜７重量％；及びＢａＯ ０．５〜７重量％を含み、アルカリ金属酸化物を実質的に含まない。

【0012】

望ましくは、前記無アルカリガラスは、密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり、熱膨張係数が３．０×１０^−６／Ｋ〜４．０×１０^−６／Ｋであり、粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度が１６２０℃未満であり、及び／または粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度が１２６０℃未満である。

【0013】

また、上記の課題を達成するため、本発明によるディスプレイ装置は、上述したガラスを含む。

【0014】

望ましくは、前記ディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ装置である。

【0015】

また、上記の課題を達成するため、本発明によるガラスの製造方法は、無アルカリガラスの製造方法であって、酸化物重量基準で、ＳｉＯ_２ ６０〜７０重量％；Ｂ_２Ｏ_３ １〜３．５重量％；Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１３重量％；ＭｇＯ ８．５〜１４重量％；ＣａＯ １〜３重量％；ＳｒＯ ４〜７重量％；及びＢａＯ ０．５〜７重量％を含み、アルカリ金属酸化物を実質的に含まないようにガラス原料を組み合わせる段階を含む。

【0016】

望ましくは、前記ガラスの製造方法によって製造された無アルカリガラスは、密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり、熱膨張係数が３．０×１０^−６／Ｋ〜４．０×１０^−６／Ｋであり、粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度が１６２０℃未満であり、及び／または粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度が１２６０℃未満である。

【発明の効果】

【0017】

本発明よれば、アルカリ金属酸化物の成分が実質的に含まれていない無アルカリガラスが提供される。

【0018】

特に、本発明の一実施例によれば、低密度の無アルカリガラスを提供することができる。したがって、面積の広いガラス基板であってもそれ自体の重量による反り現象を減少でき、テレビやモニターのようなディスプレイ装置の大型化趨勢に応えることができる。そればかりでなく、ガラス基板が使用される携帯電話やノートパソコンなどのような小型携帯用装置の場合にもその重量を減少でき、携帯性を向上させることができる。

【0019】

また、本発明の一実施例によれば、粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度（Ｔ_２）が低いため、ガラスの溶融性が良くなり、粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度（Ｔ_４）が低いため、ガラスの加工温度を低下させることで、ガラスの加工が容易になる。また、このようにガラスの溶融温度及び加工温度を低下させることができるため、ガラスの溶融及び加工に必要となるエネルギーや時間などを節減することができる。

【0020】

また、本発明の一実施例によれば、熱膨張係数が低い無アルカリガラスを提供することができる。したがって、ＴＦＴ−ＬＣＤのような平板ディスプレイ装置の製造工程中、ガラスが多様な熱処理環境に晒されても、熱収縮や変形、反り、割れなどの現象の発生を防止することができる。また、このような無アルカリガラスの熱膨張係数はＴＦＴ材料の熱膨張係数と類似するため、画素ピッチずれによって発生する表示不良などを効果的に防止することができる。

【0021】

したがって、本発明による無アルカリガラスは、ＬＣＤやＰＤＰ、有機ＥＬディスプレイのような平板ディスプレイ用基板により望ましく使用することができる。

【0022】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするが、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施例による無アルカリガラスの製造方法を概略的に示したフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求の範囲に使われた用語や単語は通常的及び辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自ら発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して、本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0025】

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0026】

本発明によるガラスは、アルカリ金属酸化物を実質的に含まない無アルカリガラスである。ここで、アルカリ金属酸化物を実質的に含まないとは、ガラス中にアルカリ金属酸化物が全く含まれていないか、又は、一部含まれていても他の成分に比べてその含有量が極めて少なくガラスの組成成分として無視できるほどの量を含む場合などを意味する。例えば、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏのようなアルカリ金属酸化物がガラス組成成分として０．２重量％以下含まれた場合、アルカリ金属酸化物が実質的に含まれていないと言える。

【0027】

本発明による無アルカリガラスは、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯを組成成分として含む。

【0028】

特に、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＳｉＯ_２を６０〜７０重量％含むことができる。ＳｉＯ_２はガラスを形成するネットワーク構造生成体酸化物であって、ガラスの化学的耐性を増加させ、適切な熱膨張率を持たせることに寄与することができる。しかし、ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎる場合、熱膨張係数があまりにも低くなり、ガラスの失透特性が悪くなる恐れがある。一方、ＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎる場合、化学的耐性が減少して密度が高くなり、熱膨張係数が大きくなり、変形点が低下する恐れがある。したがって、本発明による無アルカリガラスは、６０〜７０重量％のＳｉＯ_２を含み、６２〜６８重量％のＳｉＯ_２を含むことが望ましく、６４〜６６重量％のＳｉＯ_２を含むことがさらに望ましい。

【0029】

また、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＢ_２Ｏ_３を１〜３．５重量％含むことができる。Ｂ_２Ｏ_３はガラスのネットワーク構造生成体酸化物であって、ガラスの溶解反応性を改善し、熱膨張係数を小さくし、失透性を改善させ、耐ＢＨＦ性のような化学的耐性を改善し、密度を低めることに寄与することができる。しかし、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎる場合、ガラスの耐酸性が低下し、密度が高くなって変形点が低くなり、耐熱性が劣化する恐れがある。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎる場合、添加効果を十分達成し難い。したがって、本発明による無アルカリガラスは、１〜３．５重量％のＢ_２Ｏ_３を含み、２〜２．９重量％のＢ_２Ｏ_３を含むことが望ましい。

【0030】

また、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＡｌ_２Ｏ_３を１〜１３重量％含むことができる。Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの高温粘度、化学安定性、耐熱衝撃性などを増加させ、変形点及びヤング率などを高めることに寄与することができる。しかし、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎる場合、失透特性、耐塩酸性及び耐ＢＨＦ性を低下させ、粘度を高める恐れがある。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎる場合、その添加効果を十分達成し難く、弾性係数が低くなり得る。したがって、本発明による無アルカリガラスは、１〜１３重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含み、９〜１３重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことが望ましく、１１〜１３重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことがさらに望ましい。

【0031】

ここで、本発明による無アルカリガラスは、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３を合計含有量（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３）で７３〜８２重量％含むことが望ましい。このような濃度範囲では、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の含有効果をより向上でき、熱膨張係数及び失透特性などの低下を防止できるためである。本発明による無アルカリガラスは、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３を７６〜７９重量％含むことがより望ましい。

【0032】

また、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＭｇＯを８．５〜１４重量％含むことができる。ＭｇＯはアルカリ土類金属酸化物であって、熱膨張係数を高めず、変形点をあまり低下させず、溶融性の向上に寄与することができる。特に、ＭｇＯはガラスの密度を低め、ガラスの軽量化に多大に寄与することができる。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎる場合、ガラスの失透特性が低下し、耐酸性及び耐ＢＨＦ性が低下する恐れがある。一方、ＭｇＯの含有量が少な過ぎる場合、上述したＭｇＯ添加効果を達成し難い。したがって、本発明による無アルカリガラスは、８．５〜１４重量％のＭｇＯを含み、９〜１３重量％のＭｇＯを含むことが望ましく、１０．１〜１２重量％のＭｇＯを含むことがさらに望ましい。

【0033】

また、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＣａＯを１〜３重量％含むことができる。ＣａＯは、ＭｇＯと同様に、アルカリ土類金属酸化物であって、密度と熱膨張係数を低め、変形点をあまり低下させず、溶融性の向上に寄与することができる。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎる場合、密度及び熱膨張係数が大きくなり、耐ＢＨＦ性のような耐化学性を低下させる恐れがある。一方、ＣａＯの含有量が少な過ぎる場合、上述したＣａＯの添加による特性向上効果を十分達成し難い。したがって、本発明による無アルカリガラスは１〜３重量％のＣａＯを含み、２〜３重量％のＣａＯを含むことが望ましい。

【0034】

また、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＳｒＯを４〜７重量％含むことができる。ＳｒＯはアルカリ土類金属酸化物であって、ガラスの失透特性及び耐酸性の向上に寄与することができる。しかし、ＳｒＯの含有量が多過ぎる場合、熱膨張係数や密度が上昇し、失透特性が悪化する恐れがある。一方、ＳｒＯの含有量が少な過ぎる場合、上述したＳｒＯの添加効果を十分達成し難い。したがって、本発明による無アルカリガラスは４〜７重量％のＳｒＯを含み、４〜５．５重量％のＳｒＯを含むことがさらに望ましい。

【0035】

また、本発明による無アルカリガラスは、酸化物重量基準でＢａＯを０．５〜７重量％含むことができる。ＢａＯはガラスの耐薬品性や失透特性の向上に寄与することができる。しかし、ＢａＯの含有量が多過ぎる場合、ガラスの密度を高め、環境にやさしくない。一方、ＢａＯの含有量が少な過ぎる場合、ＢａＯの添加効果を十分達成し難い。したがって、本発明による無アルカリガラスは０．５〜７重量％のＢａＯを含み、０．５〜４重量％のＢａＯを含むことが望ましく、０．５〜２重量％のＢａＯを含むことがさらに望ましい。

【0036】

ここで、本発明による無アルカリガラスは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯを合計含有量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）で１４〜２４重量％含むことが望ましい。このような濃度範囲では、アルカリ土類金属酸化物の含有効果を向上でき、失透特性も低下しないからである。前記ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、１６〜２２重量％であることがさらに望ましく、１８〜２０重量％であることが最も望ましい。

【0037】

望ましくは、本発明による無アルカリガラスの密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり得る。このような実施例によれば、ガラスの密度が低くてガラス製品の軽量化を容易に達成することができる。特に、ガラスが適用される装置の大型化に伴ってガラスの面積が益々広がっていく状況下で、ガラスの密度が低くなれば、ガラス自体の荷重による反り現象を減らし、ガラスが適用された装置の重さを減らすことができる。また、小型携帯用機器や装置に適用されたガラス自体の重さを低減でき、携帯性を向上させることができる。

【0038】

また、望ましくは、本発明による無アルカリガラスは、熱膨張係数（ＣＴＥ；Ｃｏｅｆｆｉｃｉｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）が３．０×１０^−６／Ｋ〜４．０×１０^−６／Ｋであり得る。このような実施例によれば、熱膨張係数が低くて耐熱衝撃性に優れる。したがって、ガラス基板に多様な熱処理工程が繰り返して行われても、熱収縮や反り、変形のような問題の発生を防止することができる。さらに、このような熱膨張係数はＴＦＴ材料の熱膨張係数と類似するため、本発明によるガラスを用いてＴＦＴ−ＬＣＤを製造するとき、ＴＦＴ材料との熱膨張差による表示不良などの発生を防止することができる。

【0039】

また、望ましくは、本発明による無アルカリガラスは、粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度（Ｔ_２）が１６２０℃未満であり得る。また、本発明による無アルカリガラスは、粘度が１０^２ｄＰａｓになる温度（Ｔ_２）が１５９０℃未満であることがさらに望ましい。このような実施例によれば、ガラスの溶融（融解）に関わるＴ_２が低いため、ガラスの溶融性が改善でき、ガラスの溶融に必要なエネルギー及び時間を低減させることができる。したがって、ガラス製品の生産性を向上させ、製造コストの低下に寄与することができる。

【0040】

また、望ましくは、本発明による無アルカリガラスは、粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度（Ｔ_４）が１２６０℃未満であり得る。また、本発明による無アルカリガラスは、粘度が１０^４ｄＰａｓになる温度（Ｔ_４）が１２４０℃未満であることがさらに望ましい。このような実施例によれば、ガラスの加工温度に関わるＴ_４が低いため、ガラスの加工が容易になり、ガラスの加工に必要なエネルギー及び時間を節減することができる。

【0041】

本発明によるディスプレイ装置は、上述した無アルカリガラスを含むことができる。すなわち、本発明によるディスプレイ装置は、ガラス基板を含み、このようなガラス基板は無アルカリガラス基板であって、酸化物重量基準で、ＳｉＯ_２ ６０〜７０重量％、Ｂ_２Ｏ_３ １〜３．５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１３重量％、ＭｇＯ ８．５〜１４重量％、ＣａＯ １〜３重量％、ＳｒＯ ４〜７重量％、ＢａＯ ０．５〜７重量％を含み、アルカリ金属酸化物を実質的に含まない。さらに、このような無アルカリガラス基板の密度は２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり、熱膨張係数は３．０〜４．０［×１０^−６／Ｋ］であり得る。また、このような無アルカリガラス基板は、Ｔ_２が１６２０℃未満であり、Ｔ_４が１２６０℃未満であり得る。

【0042】

特に、本発明によるディスプレイ装置は、ＬＣＤ装置であることが望ましい。すなわち、ＴＦＴ−ＬＣＤのような液晶ディスプレイ装置は、ガラス基板（パネル）を含み、このようなガラス基板は上述した組成及び物性を有し得る。また、本発明によるディスプレイ装置はＬＣＤ装置の外にも、ＰＤＰ装置のような多様なディスプレイ装置を含み得る。

【0043】

以下、本発明の望ましい実施例によって無アルカリガラスを製造する方法を説明する。

【0044】

図１は、本発明の一実施例による無アルカリガラスの製造方法を概略的に示したフロー図である。

【0045】

図１を参照すれば、まず、ガラスに含有される各成分の原料を目標組成になるように組み合わせる（Ｓ１１０）。このとき、Ｓ１１０段階では、アルカリ金属酸化物の成分が実質的に含まれず、酸化物重量基準でＳｉＯ_２が６０〜７０重量％、Ｂ_２Ｏ_３が１〜３．５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３が１〜１３重量％、ＭｇＯが８．５〜１４重量％、ＣａＯが１〜３重量％、ＳｒＯが４〜７重量％、ＢａＯが０．５〜７重量％含まれるように原料成分を組み合わせる。望ましくは、前記Ｓ１１０段階において、ＳｉＯ_２が６２〜６８重量％、Ｂ_２Ｏ_３が２〜２．９重量％、Ａｌ_２Ｏ_３が９〜１３重量％、ＭｇＯが９〜１３重量％、ＣａＯが２〜３重量％、ＳｒＯが４〜５．５重量％、ＢａＯが０．５〜４重量％含まれるように原料成分を組み合わせる。より望ましくは、前記Ｓ１１０段階において、ＳｉＯ_２が６４〜６６重量％、Ａｌ_２Ｏ_３が１１〜１３重量％、ＭｇＯが１０．１〜１２重量％、ＢａＯが０．５〜２重量％含まれるように原料成分を組み合わせる。また、前記Ｓ１１０段階では、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１４〜２４重量％含まれるように原料成分を組み合わせることができ、１６〜２２重量％含まれるように原料成分を組み合わせることがより望ましく、１８〜２０重量％含まれるように原料成分を組み合わせることが最も望ましい。

【0046】

次いで、このように組み合わせたガラス原料を所定温度に、すなわち１５００〜１６００℃に加熱してガラス原料を溶融し（Ｓ１２０）、溶融したガラスを成形する（Ｓ１３０）。このとき、Ｓ１３０段階は、フロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）を用いるフロート法で行うことができるが、本発明がこのような成形方式によって限定されることはない。例えば、前記Ｓ１３０段階、すなわちガラスの成形段階は、ダウンドロー（ｄｏｗｎ ｄｒａｗ）法やフュージョン（ｆｕｓｉｏｎ）法で行うこともできる。

【0047】

このようにＳ１３０段階でガラスが成形されれば、成形されたガラスは徐冷炉に移送されて徐冷される（Ｓ１４０）。その後、徐冷されたガラスは所望の大きさに切断され、研磨などの加工がさらに行われる。このような一連の過程を通じてガラス製品として製造される。

【0048】

上述したように、本発明の一実施例によるガラスの製造方法によって製造された無アルカリガラスは、その密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり得る。また、製造された無アルカリガラスの熱膨張係数は３．０〜４．０［×１０^−６／Ｋ］であり得る。また、このように製造された無アルカリガラスは、Ｔ_２が１６２０℃未満であって、Ｔ_４が１２６０℃未満であり得る。より望ましくは、本発明によるガラスの製造方法によって製造された無アルカリガラスは、Ｔ_２が１５９０℃未満であって、Ｔ_４が１２４０℃未満であり得る。

【実施例】

【0049】

以下、本発明を具体的な実施例及び比較例を挙げて説明する。しかし、本発明による実施例は多くの他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

【0050】

表１には本発明による実施例のガラス組成及び物性が示され、表２には実施例と比べるための比較例のガラス組成及び物性が示されている。

【0051】

各成分の原料を表１に示されたような組成（重量％基準）になるように組み合わせ、白金るつぼを使用して１６００℃の温度で３時間加熱して溶融した。溶融工程では、白金撹拌棒を使用して１時間撹拌することでガラスを均質化した。次いで、溶融ガラスを７３０℃で徐冷して各実施例のガラスを得た。一方、得られたガラスに対しては、蛍光Ｘ線分析を通じてその組成を確認した。

【0052】

また、各実施例のガラスに対する物性として、密度、熱膨張係数、Ｔ_２及びＴ_４を次のような方法で測定し、その結果を表１に示した。

【0053】

＜密度＞
各実施例のガラスに対し、アルキメデスの原理を用いて密度を測定した。

【0054】

＜熱膨張係数（ＣＴＥ）＞
各実施例のガラスに対し、膨張計（ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ）を使用して平均熱膨張係数を測定した。

【0055】

＜Ｔ_２＞
各実施例のガラスに対し、高温粘度計を使用して粘度を測定し、粘度が１０^２ｄＰａｓになるときの温度Ｔ_２を測定した。温度が１６００℃以上の場合には、Ｖｏｇｅｌ−Ｆｕｌｃｈｅｒ−Ｔａｍｍａｎｎ式により計算して求めた。

【0056】

＜Ｔ_４＞
各実施例のガラスに対し、高温粘度計を使用して粘度を測定し、粘度が１０_４ｄＰａｓになるときの温度Ｔ_４を測定した。

【0057】

＜比較例＞
各成分の原料を表２に示されたような組成（重量％基準）になるように組み合わせ、白金るつぼを使用して１６００〜１７００℃の温度で３時間加熱して溶融した。溶融工程では、白金撹拌棒を使用して１時間撹拌することでガラスを均質化した。次いで、溶融ガラスを７３０℃で徐冷して各比較例のガラスを得た。

【0058】

また、各比較例のガラスに対する物性として、実施例と同じ方式で密度、熱膨張係数、Ｔ_２及びＴ_４を測定し、その結果を表２に示した。

【0059】

【表1】

【0060】

【表2】

【0061】

表１及び表２に示されたように、実施例（実施例１〜１０）のガラスは、密度が２．５５ｇ／ｃｍ^３未満であり、平均熱膨張係数（ＣＴＥ）が３．０〜４．０（×１０^−６／Ｋ）であることが確認された。また、実施例のガラスの場合、Ｔ_２が１６２０℃未満であり、Ｔ_４が１２６０℃未満であることが確認された。

【0062】

一方、比較例（比較例１〜１２）のガラスは、実施例に比べて、密度、平均熱膨張係数、Ｔ_２及び／またはＴ_４が高いことが測定された。

【0063】

したがって、このような実施例と比較例との比較結果から、本発明によれば、特性の優れたガラス、特にディスプレイ用基板ガラスとしての特性に優れたガラスが得られることが分かる。また、本発明によるガラスはＴ_２及びＴ_４が低くガラスの溶融性に優れ、ガラスの加工が容易になるだけでなく、加工や溶融工程に必要となるエネルギー及び時間などを節減できることが分かる。

【0064】

以上のように、本発明を限定された実施例及び図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【図1】