玻璃基板的精研磨方法及利用该方法进行了精研磨的无碱玻璃基板的制作方法

玻璃基板的精研磨方法及利用该方法进行了精研磨的无碱玻璃基板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种玻璃基板的精研磨方法，使用含有二氧化铈作为研磨磨粒的研磨浆料对玻璃基板的主面进行研磨，其中，所述玻璃基板的组成为下述的无碱玻璃，所述精研磨方法包括在下述条件下进行研磨的阶段：在将所述玻璃基板的主面的起伏换算为20mm间距的起伏而得到起伏的高度从0.14μm变化至0.10μm时的所述玻璃基板的研磨量设为X(μm)时，使0.04/X为0.12以上，所述无碱玻璃的应变点为710℃以上，50～350℃下的平均热膨胀系数为30×10-7～43×10-7/℃，玻璃粘度达到102dPa·s时的温度T2为1710℃以下，玻璃粘度达到104dPa·s时的温度T4为1320℃以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有SiO2：66～70、Al2O3：12～15、B2O3：0～1.5、MgO：大于9.5且为13以下、CaO：4～9、SrO：0.5～4.5、BaO：0～1、ZrO2：0～2，MgO+CaO+SrO+BaO为17～21，MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)为0.40以上，MgO/(MgO+CaO)为0.40以上，MgO/(MgO+SrO)为0.60以上。
【专利说明】玻璃基板的精研磨方法及利用该方法进行了精研磨的无碱 玻璃基板

【技术领域】
[0001] 本发明涉及为了作为各种显示器用玻璃基板、光掩模用玻璃基板使用而对实质上 不含有碱金属氧化物的无碱玻璃基板进行精研磨的方法及利用该方法进行了精研磨的无 碱玻璃基板。

【背景技术】
[0002] 以往，对于各种显示器用玻璃基板、特别是在表面上形成金属或氧化物薄膜等的 显示器用玻璃基板，要求以下所示的特性。
[0003] (1)含有碱金属氧化物时，碱金属离子会向薄膜中扩散而使膜特性劣化，因此，要 实质上不含有碱金属离子。
[0004] (2)在薄膜形成工序中暴露于高温时，为了将玻璃的变形和伴随玻璃的结构稳定 化产生的收缩（热收缩）抑制在最低限度，应变点要高。
[0005] (3)对半导体形成中使用的各种化学品要具有充分的化学耐久性。特别是对用于 蚀刻SiOx、SiNx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 含有盐酸的药液、金属电极的蚀刻中使用的各种酸（硝酸、硫酸等）、抗蚀剂剥离液的碱要 具有耐久性。
[0006] (4)内部和表面要没有缺陷（气泡、波筋、夹杂物、麻坑、伤痕等）。
[0007] 在上述要求的基础上，近年来还出现了如下所述的状况。
[0008] (5)要求显示器的轻量化，并且期望玻璃本身也是密度小的玻璃。
[0009] (6)要求显示器的轻量化，并且期望基板玻璃的薄化。
[0010] (7)在现有的非晶硅（a-Si)型液晶显示器的基础上，还制作了热处理温度稍高的 多晶硅（P-Si)型液晶显示器（a-Si:约350°C-p-Si:350?550°C)。
[0011] (8)为了加快制作液晶显示器的热处理的升温和降温速度而提高生产率或者提高 耐热冲击性，要求玻璃的平均热膨胀系数小的玻璃。
[0012] 另一方面，干法蚀刻得到发展，对耐BHF性的要求减弱。为了使耐BHF性良好，现 有的玻璃多使用含有6?10摩尔％的B2O3的玻璃。但是，B2O3存在使应变点降低的倾向。 作为不含B2O3或B2O3含量少的无碱玻璃的例子，有如下所述的玻璃。
[0013] 专利文献1中公开了不含有B2O3的SiO2-Al2O3-SrO玻璃，但熔化所需的温度高，在 制造中产生困难。
[0014] 专利文献2中公开了不含有B2O3的SiO2-Al2O3-SrO结晶玻璃，但熔化所需的温度 商，在制造中广生困难。
[0015] 专利文献3中公开了含有0?3重量％的B2O3的玻璃，但实施例的应变点为690°C 以下。
[0016] 专利文献4中公开了含有0?5摩尔％的B2O3的玻璃，但50?300°C下的平均热 膨胀系数超过50X1(T7/°C。
[0017] 专利文献5中公开了含有0?5摩尔％的B2O3的玻璃，但热膨胀大，密度也大。
[0018] 为了解决专利文献1?5中记载的玻璃的问题，提出了专利文献6中记载的无碱 玻璃。专利文献6中记载的无碱玻璃的应变点高，能够通过浮法进行成形，适合于显示器用 基板、光掩模用基板等用途。
[0019] 对于出于这样的目的而实施的精研磨而言，从能够降低精研磨所需的成本、研磨 中除去的玻璃粉或玻璃屑向研磨楽料中的混入减少从而能够降低研磨楽料的更换频率等 理由考虑，优选能够以更少的研磨量将存在于基板表面的微小的凹凸、起伏除去。
[0020] 现有技术文献
[0021] 专利文献
[0022] 专利文献1 :日本特开昭62-113735号公报
[0023] 专利文献2 :日本特开昭62-100450号公报
[0024] 专利文献3 :日本特开平4-325435号公报
[0025] 专利文献4 :日本特开平5-232458号公报
[0026] 专利文献5 :美国专利第5326730号说明书
[0027] 专利文献6 :日本特开平10-45422号公报


【发明内容】

[0028] 发明所要解决的问题
[0029] 另一方面，通过浮法成形的玻璃基板在其表面上存在微小的凹凸、起伏（间距为 3?30mm、最大高度为约0. 3μm的起伏）。这种微小的凹凸、起伏在将通过浮法成形的玻璃 基板作为汽车用、建筑等的平板玻璃使用时不会成为问题，但在作为各种显示器用玻璃基 板使用时，会成为使所制造的显示器的图像产生变形、颜色不均的原因。因此，需要通过精 研磨将微小的凹凸、起伏除去。
[0030] 出于这种目的而实施的精研磨优选采用使用含有二氧化铈作为研磨磨粒的研磨 浆料进行的研磨。
[0031] 但是，虽然有固相结晶法作为高品质的P-SiTFT的制造方法，但为了实施该方法， 要求进一步提1?应变点。
[0032] 另一方面，基于玻璃制造工艺、特别是熔化、成形中的要求，需要降低玻璃的粘性、 特别是玻璃粘度达到104dPa·s时的温度T4。
[0033] 本发明的目的在于解决上述缺点，提供在对应变点高、粘性低、特别是玻璃粘度达 至IJ104dPa*s时的温度T4低的无碱玻璃基板进行精研磨时能够以少的研磨量将存在于基板 表面上的微小的凹凸、起伏除去的玻璃基板的精研磨方法以及利用该方法进行了精研磨的 无碱玻璃基板。
[0034] 用于解决问题的手段
[0035] 本发明提供一种玻璃基板的精研磨方法（1)，使用含有二氧化铈作为研磨磨粒的 研磨浆料对玻璃基板的主面进行研磨，其中，
[0036] 所述玻璃基板的组成为下述的无碱玻璃，
[0037] 所述精研磨方法包括在下述条件下进行研磨的阶段：在将所述玻璃基板的主面的 起伏换算为20mm间距的起伏而得到起伏的高度从0. 14μm变化至0. 10μm时的所述玻璃 基板的研磨量设为X(ym)时，使0.04/X为0. 12以上，
[0038] 所述无碱玻璃的应变点为710°C以上，50?350 °C下的平均热膨胀系数为 30父1〇-7?43父1〇-7/1：，玻璃粘度达到10 2(^，8时的温度1'2为171〇1：以下，玻璃粘度达 到104dPa·s时的温度T4为1320°C以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有
[0039] SiO2 66-70, A1t〇3 12~ 15 ? B2O3 0-1.5, MgO 大Γ 9.5 H.为13以K、 CaO 4~9、 SrO 0.5?4.5、
[0040] BaO O-K ZrO2 0-2?
[0041]MgO+CaO+SrO+BaO为 17 ?21，
[0042] Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)为 0· 40 以上，
[0043] MgCV(MgCHCaO)为 0· 40 以上，
[0044] MgCV(MgCHSrO)为 0· 60 以上。
[0045]本发明提供一种玻璃基板的精研磨方法（2)，使用含有二氧化铈作为研磨磨粒的 研磨浆料对玻璃基板的主面进行研磨，其中，
[0046] 所述玻璃基板的组成为下述的无碱玻璃，
[0047] 所述精研磨方法包括在下述条件下进行研磨的阶段：在将所述玻璃基板的主面的 起伏换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度从0. 14μm变化至0. 10μm时的所述玻 璃基板的研磨量设为X(μm)时，使0. 04/X为0. 12以上，
[0048] 所述无碱玻璃的应变点为710°C以上，50?350 °C下的平均热膨胀系数为 30父1〇-7?43父1〇-7/1：，玻璃粘度达到10 2(^，8时的温度1'2为171〇1：以下，玻璃粘度达 到104dPa·s时的温度T4为1320°C以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有
[0049] SiO, 66-70, Al2O; 12-15, B：0； 0?1.5、 MgO 5?9.5、 CaO 4~1K SrO 0.5-4.5, BaO (M、 ZrO20-2,
[0050] MgO+CaO+SrO+BaO大于 18. 2 且为 21 以下，
[0051] Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)为 0· 25 以上，
[0052] MgCV(MgCHCaO)为 0· 3 以上，
[0053] MgCV(MgCHSrO)为 0· 60 以上，
[0054] Al2O3X(Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO))为 5. 5 以上。
[0055] 本发明的玻璃基板的精研磨方法（1)、（2)中，优选精研磨前的玻璃基板的主面的 起伏换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度为0. 2μm以下。
[0056] 本发明的玻璃基板的精研磨方法（1)、（2)中，优选对通过浮法成形得到的玻璃基 板的主面进行精研磨。
[0057] 另外，本发明提供一种无碱玻璃基板，其使用玻璃基板的精研磨方法（1)或（2)进 行了精研磨。
[0058] 本发明的玻璃基板中，优选精研磨后的玻璃基板的起伏换算为20mm间距的起伏 而得到的起伏的高度为〇. 07μm以下
[0059] 本发明的玻璃基板中，优选精研磨后的玻璃基板的主面的5μπι见方的表面粗糙 度为0. 30nm以下。
[0060] 本发明的玻璃基板中，优选至少一边的长度为900mm以上。
[0061] 发明效果
[0062] 根据本发明的方法，能够在对使用浮法成形得到的无碱玻璃基板进行精研磨时以 少的研磨量将存在于基板表面上的微小的凹凸、起伏除去，能够实现适合于作为显示器用 基板用途的高平坦度。
[0063] 利用本发明的方法进行了精研磨的无碱玻璃基板特别适合于高应变点用途的显 示器用基板、光掩模用基板以及磁盘用玻璃基板等。

【专利附图】

【附图说明】
[0064] 图1是表不间距与起伏的关系的不意图。
[0065] 图2是表示实施方式的应用玻璃基板的精研磨方法的研磨装置的整体结构的立 体图。
[0066] 图3是图2所示的研磨装置10的侧视图。
[0067] 图4是表示实施方式的利用修整砂轮进行的磨具的修整方法的示意图。
[0068] 图5是利用图4所示的修整方法进行了修整的磨具的俯视图。
[0069] 图6是表示利用修整用水喷嘴进行的磨具的修整方法的侧视图。

【具体实施方式】
[0070] 以下，对本发明的玻璃基板的精研磨方法进行说明。
[0071] 本发明的玻璃基板的精研磨方法（1)中，使用无碱玻璃基板，该无碱玻璃基板使 用了以达到下述玻璃组成1的方式调配得到的玻璃原料。
[0072] -种无碱玻璃，以基于氧化物的摩尔％计，含有：
[0073] SiO2 66-70, Al2O3 12-15、 B2O3 0?1.5、 MgO 人Γ 9.5 IL为13以卜_、 CaO 4-9. SrO 0.5?4,5、 BaO 0?1、 ZrO2 0?2,
[0074] MgO+CaO+SrO+BaO为 17 ?21，
[0075] Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)为 0· 40 以上，
[0076]MgCV(MgCHCaO)为 0· 40 以上，
[0077]MgCV(MgCHSrO)为 0· 60 以上。
[0078] 另外，本发明的玻璃基板的精研磨方法（2)中，使用无碱玻璃基板，该无碱玻璃基 板使用了以达到下述玻璃组成2的方式调配得到的玻璃原料。
[0079] -种无碱玻璃，以基于氧化物的摩尔％计，含有：
[0080] SiO, 66?70、 KJl* Wt SJt、 Al2O3 12?15、 0?1.5、 MgO 5-9.5> CaO 4?11、 SrO 0.5?4.5、 BaO 0?1、 ZrO2 0?2,
[0081] MgO+CaO+SrO+BaO大于 18. 2 且为 21 以下，
[0082] Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)为 0· 25 以上，
[0083] MgCV(MgCHCaO)为 0· 3 以上，
[0084] MgCV(MgCHSrO)为 0· 60 以上，
[0085] Al2O3X(Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0))为 5. 5 以上。
[0086] 接着，对各成分的组成范围进行说明。SiO2低于66% (摩尔％，以下只要没有特 别说明则相同）时，应变点不会充分提高，并且热膨胀系数增大，密度升高。另外，玻璃的 化学耐久性、特别是耐酸性降低，难以得到研磨时的凸部选择性，难以得到平滑性。优选为 66. 5%以上，更优选为67%以上。超过70%时，玻璃的熔化性降低，失透温度升高。优选为 69%以下。
[0087]Al2O3提高杨氏模量，抑制玻璃的研磨时的变形，并且抑制玻璃的分相性，降低热 膨胀系数，提高应变点，使硬度提高，从而提高研磨时的凸部选择性，但低于12%时，不表现 该效果，另外，会使其他增大膨胀的成分增加，结果热膨胀增大。优选为12. 2%以上。超过 15%时，可能会使玻璃的熔化性变差或者使失透温度升高。优选为14. 5%以下，更优选为 14%以下，进一步优选为13. 8%以下。
[0088]B2O3改善玻璃的熔化反应性，并且降低失透温度，因此可以添加至1. 5 %。但是，过 多时，光弹性常数增大，施加应力时容易产生颜色不均等问题。另外，B2O3过多时，杨氏模量 降低，由于研磨时的变形而难以得到平滑性，并且研磨后的表面粗糙度增大。此外，应变点 也降低。因此，优选为1.3%以下，更优选为1%以下，优选实质上不含有。实质上不含有是 指除了不可避免的杂质以外不含有（在本说明书中相同）。
[0089] MgO提高杨氏模量而不使比重增加，因此，能够通过提高比模量而减轻玻璃的弯 曲。另外，在碱土金属中，MgO具有不增大膨胀且不使应变点过度降低的特征，还提高熔化 性。
[0090] 在此，在玻璃组成1中，MgO含量超过9. 5%且为13%以下。在9. 5%以下时，上述 的由MgO添加带来的效果不能充分表现。但是，超过13%时，失透温度可能会升高。优选为 12. 5%以下，更优选为12%以下，进一步优选为11. 5%以下。
[0091] 另一方面，在玻璃组成2中，MgO含量为5?9. 5%。低于5%时，上述的由MgO添 加带来的效果不能充分表现。优选为6%以上，更优选为7%以上。但是，超过9. 5%时，失 透温度可能会升高。优选为9. 3%以下，更优选为9%以下。
[0092] 碱土金属中，CaO仅次于MgO而具有提高杨氏模量和比模量、不增大膨胀且不使应 变点过度降低的特征，还提高熔化性。
[0093] 在此，在玻璃组成1中，CaO含量为4?9%。低于4%时，上述的由CaO添加带来 的效果不能充分表现。但是，超过9%时，可能会使失透温度升高或者使作为CaO原料的石 灰石（CaCO3)中的杂质磷大量混入。优选为7%以下，更优选为6%以下，进一步优选为5% 以下。
[0094] 另一方面，在玻璃组成2中，CaO含量为4?11 %。低于4%时，上述的由CaO添 加带来的效果不能充分表现。优选为5%以上。但是，超过11%时，可能会使失透温度升高 或者使作为CaO原料的石灰石（CaCO3)中的杂质磷大量混入。优选为10%以下，更优选为 9%以下，进一步优选为7%以下，特别优选为6%以下。
[0095] SrO提高熔化性而不会使玻璃的失透温度升高，但低于0. 5 %时，该效果不能充分 表现。优选为1.0%以上，进一步优选为2.0%以上。但是，超过4. 5%时，膨胀系数可能会 增大。更优选为4.0%以下，进一步优选为3. 5%以下。
[0096] BaO不是必需的，但可以为了提高熔化性而含有。但是，过多时，玻璃变脆而容易产 生伤痕，并且会使玻璃的膨胀和密度过度增加，因此设定为1 %以下。优选低于1 %，更优选 为0. 5%以下，进一步优选实质上不含有。
[0097] 为了提高杨氏模量、为了降低玻璃熔融温度或者为了促进煅烧时的结晶析出，可 以含有2%以下的ZrO2。超过2%时，玻璃变得不稳定或者玻璃的相对介电常数ε增大。优 选为1. 5%以下，更优选为1. 0%以下，进一步优选为0. 5%以下，特别优选实质上不含有。
[0098] 在玻璃组成1中，1%0、0&0、51〇、8&0以总量计少于17%时，杨氏模量低，难以抑制 研磨时的变形，硬度低，因此，难以得到研磨时的凸部选择性。另外，光弹性常数增大，而且 熔化性降低。优选为18%以上，进一步优选为18. 5%以上。多于21%时，可能会产生无法 减小热膨胀系数的困难。优选为20%以下。
[0099] 在玻璃组成2中，1%0、0&0、51〇、8&0以总量计为18.2%以下时，杨氏模量低，难以 抑制研磨时的变形，硬度低，因此，难以得到研磨时的凸部选择性。另外，光弹性常数增大， 而且熔化性降低。多于21%时，可能会产生无法减小热膨胀系数的困难。优选为20%以下。
[0100] 在玻璃组成1中，通过使Mg0、Ca0、SrO和BaO的总量满足上述条件并且满足下述 三个条件，杨氏模量高，容易抑制研磨时的变形，比模量高，能够在不使失透温度升高的情 况下提高应变点，而且能够降低玻璃的粘性、特别是玻璃粘度达到104dPa·s时的温度T4。
[0101] Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)为 0· 4 以上，优选为 0· 45 以上。
[0102] MgCV(MgCHCaO)为0· 4以上，优选为0· 52以上，进一步优选为0· 55以上。
[0103] MgCV(MgCHSrO)为 0· 6 以上，优选为 0· 7 以上。
[0104] 在玻璃组成2中，通过使Mg0、Ca0、SrO和BaO的总量满足上述条件并且满足下述 三个条件，杨氏模量高，容易抑制研磨时的变形，比模量高，能够在不使失透温度升高的情 况下提高应变点，而且能够降低玻璃的粘性、特别是玻璃粘度达到104dPa·s时的温度T4。
[0105] Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)为(λ25以上，优选为(λ3以上，更优选为(λ4以上，进一 步优选为〇. 45以上。
[0106] MgCV(MgCHCaO)为0. 3以上，优选为0. 4以上，更优选为0. 52以上，进一步优选为 0. 55以上。
[0107] MgCV(MgCHSrO)为 0· 6 以上，优选为 0· 7 以上。
[0108] 在玻璃组成2中，Al2O3X(Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0))为5. 5以上能够提高杨氏模 量，容易抑制研磨时的变形，因此优选。优选为5. 75以上，更优选为6. 0以上，进一步优选 为6. 25以上，特别优选为6. 5以上。
[0109] 另外，为了不使在使用本发明的无碱玻璃基板制造显示器时设置在玻璃表面上的 金属或氧化物薄膜产生特性劣化，优选玻璃原料实质上不含有P2O5。此外，为了使玻璃容易 再利用，优选玻璃原料实质上不含有PbO、As203、Sb203。
[0110] 为了改善玻璃的熔化性、澄清性、成形性，可以在玻璃原料中添加总量为5%以下 的ZnO、Fe203、S03、F、Cl、Sn02。
[0111] 本发明的无碱玻璃基板的制造例如可以通过如下步骤来实施。
[0112] 将各成分的原料以达到目标成分（上述玻璃组成1、2)的方式进行调配，将其连续 投入到熔化炉中，加热至1500?1800°C使其熔融。将该熔融玻璃利用成形装置成形为预定 板厚的板状玻璃带，将该玻璃带退火后进行切割，由此能够得到无碱玻璃基板。
[0113] 本发明中，优选通过浮法成形为板状的玻璃带。
[0114] 以下，根据附图对本发明的玻璃基板的精研磨方法的优选实施方式进行详细说 明。
[0115] 图2是表示实施方式的应用玻璃基板的精研磨方法的研磨装置10的整体构成的 立体图。图3是图2所示的研磨装置10的侧视图。
[0116] 这些图中所示的研磨装置10是将通过浮法制造的、例如厚度为0. 7_以下、一边 的长度为900mm以上、杨氏模量为65GPa以上的玻璃板G的主面（研磨面）使用磨具研磨 至FH)用玻璃基板所需的平坦度的研磨装置。即，该研磨装置10为如下装置：对存在换算 为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度为0. 2μm以下的起伏的玻璃板G的研磨面进行研 磨，使换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度降低至0. 07μm以下，由此，制造最适合 作为不使图像产生变形、颜色不均的FH)用玻璃基板的玻璃板。
[0117] 另外，本发明中，通过使玻璃板G的杨氏模量为82GPa以上，即使是例如厚度为 0. 5mm以下的薄板或一边的长度为IOOOmm以上的大型板，也能够将玻璃板G的主面（研磨 面）使用磨具研磨至FH)用玻璃基板所需的平坦度。
[0118] 另外，上述起伏的测定方法为JISB0031:'82和JISB0601:' 82中记载的方法。 间距和起伏可以如图1所示进行定义。间距大时，起伏增大，通过对间距与起伏的关系进行 线性回归，能够求出换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度。
[0119] 精研磨前的玻璃基板的主面的起伏换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度 更优选为〇. 17μm以下。另外，精研磨后的玻璃基板的主面的起伏换算为20mm间距的起伏 而得到的起伏的高度更优选为〇. 05μm以下。
[0120] 研磨装置10由研磨头12和平台14构成。研磨头12具备保持玻璃板G的非研磨 面的玻璃保持构件16、经由密封材料18安装有玻璃保持构件16的玻璃保持平台20以及 安装有玻璃保持平台20的帆布22。旋转轴24固定于帆布22上，通过旋转轴24以其轴芯 Pl为中心进行旋转而使研磨头12旋转，并且，通过旋转轴24以公转轴P2为中心进行公转 而使研磨头12公转。
[0121] 另外，通过中空的旋转轴24向帆布22的空气室23中供给压缩空气，该压缩空气 的压力经由玻璃保持平台20、密封材料18和玻璃保持构件16传递至玻璃板G。
[0122] 上述平台14具备磨具26和经由密封材料28安装有磨具26的磨具保持平台30。 密封材料28为软质且使吸附保持性提高的树脂制（例如，聚氨酯制）的密封材料。
[0123] 因此，实施方式的研磨装置10利用上述压缩空气的压力将玻璃板G的研磨面按压 到磨具26上，并且，通过使研磨头12进行自转、公转而对玻璃板G的研磨面进行研磨。
[0124] 磨具26优选A硬度（基于ISO7619)为20以上，D硬度（基于ISO7619)为99 以下，厚度为1. 〇?2. 5mm，厚度分布为±0. 3mm以内、进一步优选为±0. 05mm以内。
[0125] 磨具26的A硬度小于20时，无法减小玻璃板G的起伏，D硬度超过99时，玻璃板 G容易破裂。另外，磨具26的厚度小于Imm时，无法对磨具26进行槽加工。特别是对于大 面积的磨具26而言，如果无法进行槽加工，则磨粒分布变得不均匀，在玻璃板G的加工中 产生问题。与此相对，磨具26的厚度大于2. 5mm时，磨具26的变形量增大，玻璃板G的加 工品质降低。另外，磨具26的厚度分布为除槽加工部分以外的区域中的最大厚度-最小厚 度。该厚度分布超过±0. 3mm时，压力分布增大，玻璃板的加工品质降低。厚度分布优选为 ± 0· 2mm以内，更优选为± 0·Imm以内，进一步优选为± 0· 05mm以内。
[0126] 这样，通过如上所述对磨具26的硬度、厚度、厚度分布进行规定，能够将通过浮法 制造的玻璃板G研磨成更适合作为Fro用玻璃基板的玻璃板。
[0127] 另一方面，本申请发明人进行深入研究的结果发现，为了使换算为20mm间距的起 伏而得到的起伏的高度为〇. 07μm以下，仅仅对磨具26的A硬度进行管理是不充分的，优 选对玻璃保持构件16的压缩率、压缩弹性模量、A硬度、厚度和分布进行管理。
[0128] 例如，玻璃保持构件16的A硬度过低时，玻璃保持构件16的耐久性降低，无法反 复使用玻璃保持构件16。另外，玻璃保持构件16的A硬度适度低时，玻璃保持构件16会 吸收存在于玻璃板G的非研磨面上的起伏，因此，能够利用磨具26对存在于玻璃板G的研 磨面上的起伏良好地进行研磨。与此相对，玻璃保持构件16的A硬度过高时，则会在无法 利用玻璃保持构件16吸收存在于玻璃板G的非研磨面上的起伏的状态下利用磨具26对玻 璃板G的研磨面进行研磨，因此，将玻璃板G从玻璃保持构件16上取下时，玻璃板G发生回 弹，结果，可能会在玻璃板G的研磨面上残留换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度 超过0.07μm的起伏。
[0129] 另外，厚度分布大于±0. 05mm时，会使玻璃保持构件16的缓冲性在玻璃板G的面 内产生不均，可能会产生起伏无法均匀去除的问题。
[0130] 压缩率表示追随初始的玻璃板G的缓冲性，压缩弹性模量为表示反复使用时的复 原程度所需的参数。玻璃保持构件16为发泡聚氨酯制。
[0131] 为了消除上述问题，玻璃保持构件16优选压缩率（基于JISL1021-6: '07附件1) 为10?70%、压缩弹性模量（基于113 1^1021-6:'07附件1，其中，初始载荷为10(^€/〇112， 最终载荷为1120gf/cm2)为70?98、A硬度为2?20、厚度为0· 3?2. 0mm、厚度分布为 ±0. 05mm以内。
[0132] 另外，关于玻璃保持构件16的管理，当玻璃板G变薄时，特别需要缩窄管理范围。 例如，在板厚为0. 5mm以下的玻璃板G的情况下，玻璃保持构件16优选压缩率为10?70%、 压缩弹性模量为70?98、A硬度为2?20、厚度为0· 5?I. 5mm、厚度分布为±0. 05mm以 内。另外，在板厚为0. 3mm以下的玻璃板G的情况下，玻璃保持构件16优选压缩率为10? 70%、压缩弹性模量为70?98、A硬度为2?20、厚度为0. 7?I. 2mm、厚度分布为±0. 05mm 以内。
[0133] 通过如上所述对玻璃保持构件16的压缩率、压缩弹性模量、A硬度、厚度、厚度分 布进行规定，能够将通过浮法制造的玻璃板G研磨成更适合作为FH)用玻璃基板的玻璃板。
[0134] 另外，对于经由密封材料18安装有玻璃保持构件16的玻璃保持平台20的表面， 优选使评价长度为30mm时的起伏曲线的最大截面高度为20μm以下。
[0135] 即使对玻璃保持构件16进行管理，但在玻璃保持平台20的起伏曲线的最大截面 高度过高的情况下，也无法利用玻璃保持构件16良好地吸收存在于玻璃板G的非研磨面上 的起伏，难以将玻璃板G的研磨面的起伏研磨至换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高 度为0. 07μm以下。
[0136] 通过如上所述对玻璃保持平台20的起伏曲线的最大截面高度进行规定，能够利 用玻璃保持构件16良好地吸收存在于玻璃板G的非研磨面上的起伏，因此，能够将通过浮 法制造的玻璃板研磨成更适合作为Fro用玻璃基板的玻璃板。
[0137] 对于经由密封材料28安装有磨具26的磨具保持平台30的表面，优选使评价长度 为30mm时的截面曲线的最大截面高度为100μm以下。
[0138] 即使对磨具26进行管理，但在磨具保持平台30的截面曲线的最大截面高度过高 的情况下，也会在磨具26的表面上产生大的起伏，难以将玻璃板G的研磨面的起伏研磨至 换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度为0. 07μm以下。
[0139] 因此，通过如上所述对磨具保持平台30的截面曲线的最大截面高度进行规定，能 够抑制磨具26的表面的起伏，因此，能够将通过浮法制造的玻璃板研磨成更适合作为FPD 用玻璃基板的玻璃板。
[0140] 另外，起伏曲线的最大截面高度记载于JISB0601:' 01中。
[0141] 起伏曲线的最大截面高度通过在测定长度30_、λC= 0. 8mm的测定条件下利用 株式会社东京精密制造的寸一7 ^A"1400-D64"进行测定。
[0142] 另外，将玻璃板G的研磨面按压到磨具26上的载荷的波动优选为平均载荷的10% 以下。
[0143] 通过如上所述对磨具26向玻璃板G施加的载荷进行规定，能够将通过浮法制造的 玻璃板G研磨成更适合作为FH)用玻璃基板的玻璃板。另外，作为载荷分布的测定装置，可 以使用=7夕株式会社制造的大面积压力分布测定系统"BIG-MAT"或"HUGE-MAT"。
[0144] 如上所述，根据实施方式的研磨装置10,以通过浮法制造的、厚度为0. 7mm以下， 一边的长度为900mm以上、杨氏模量为65GPa以上的玻璃板G作为研磨对象，利用玻璃保持 构件16保持玻璃板G的非研磨面，利用磨具26对存在于玻璃板G的研磨面上的、换算为 20mm间距的起伏而得到的起伏的高度为0. 2μηι以下的起伏进行研磨，由此,使换算为20mm 间距的起伏而得到的起伏的高度减小至〇. 07μm以下，从而制造平板显示器用玻璃基板。 由此，能够制造最适合作为不使图像产生变形、颜色不均的FH)用玻璃基板的玻璃板G。
[0145] 本发明的玻璃基板的精研磨方法中，在下述条件下实施研磨：在将起伏换算为 20mm间距的起伏而得到的起伏的高度从0.Hym变化至0.IOym时的玻璃基板的研磨量 设为Χ(μm)时，使0. 04/X为0. 12以上。由此，能够降低精研磨所需的成本，研磨中除去的 玻璃粉或玻璃屑向研磨浆料中的混入减少从而能够减少研磨浆料的更换频率。更优选在使 0. 04/X为0. 13以上的条件下实施研磨，进一步优选在使0. 04/X为0. 14以上的条件下实施 研磨，特别优选在使〇. 04/X为0. 15以上的条件下实施研磨。
[0146] 本发明的精研磨方法中，对于从换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度大 于0. 14μm的状态起至该起伏的高度达到0. 14μm为止的研磨,其研磨条件不限于上述的 使0.04/X为0. 12以上的条件。但是，优选在上述的使0.04/X为0. 12以上的条件下实施。
[0147] 另外，本发明的精研磨方法中，对于使换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高 度小于0.IOym时的研磨，其研磨条件不限于上述的使0.04/X为0. 12以上的条件，也可以 在使上述的〇. 04/X小于0. 12的条件下实施。
[0148] 本发明的玻璃基板的精研磨方法中，精研磨前的玻璃基板的主面的起伏换算为 20mm间距的起伏而得到的起伏的高度优选为0. 2μm以下。由此，能够减少精加工所需的研 磨时间，并且容易得到优良的平坦度。换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度更优选 为0. 17μm以下，进一步优选为0. 15μm以下。
[0149] 本发明的玻璃基板的精研磨方法中，精研磨后的玻璃基板的主面的起伏换算为 20mm间距的起伏而得到的起伏的高度优选为0. 07μm以下。由此，在使用了该基板的显示 器中，不易使图像产生变形、颜色不均。换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度更优 选为0. 05μm以下，进一步优选为0. 03μm以下。
[0150] 本发明的玻璃基板的精研磨方法中，精研磨后的玻璃基板的主面的利用AFM得到 的5μm见方的表面粗糙度Ra优选为0. 30nm以下。由此，在使用了该基板的显示器中，容 易得到稳定的驱动特性。
[0151] 研磨方式的一例如下所示。
[0152] 研磨压力：2kPa?25kPa
[0153] 研磨浆料：从磨具保持平台的浆料供给孔供给二氧化铈水溶液
[0154] 磨具：软质聚氨酯制绒面革状、在表面上具有用于流动浆料的槽（槽间距4. 5mm、 槽宽度I. 5mm、槽深度1?I. 5mm)
[0155] 玻璃板的厚度：0· 2mm?0· 7_
[0156] 玻璃板的形状：一边为900mm以上的矩形玻璃板
[0157] 玻璃板的非研磨面：利用玻璃保持构件紧贴保持
[0158] 以上为研磨方式的一例。
[0159] 另外，在实施方式的研磨装置10中，为了维持玻璃板G的研磨速率，利用含有金刚 石磨粒的修整砂轮定期对磨具26的表面进行磨削来实施修整。
[0160] 在实施方式的研磨装置10中，如图4所示，将不含有金刚石磨粒、不具备磨削能力 的矩形的框42如图5的俯视图所示以包围修整砂轮40的方式安装在玻璃保持构件16上。 并且，利用供给至帆布22的空气室23中的压缩空气的气压将修整砂轮40和框42按压到 磨具26上，利用修整砂轮40对磨具26的表面进行磨削。
[0161] 此时，上述气压集中在位于修整砂轮40的外周的框42上，但由于框42不具备磨 削能力，因此，磨具26的与框42接触的部分表面不被磨削。即，仅利用均匀地提供有气压 的修整砂轮40对磨具26的表面进行磨削。由此，将磨具26的整个表面磨削至平坦，因此， 能够改善利用修整砂轮40进行的修整。
[0162] 另外，优选不仅在磨具26的修整时使用框42,而在玻璃板G的研磨时也使用框 42。由此，能够防止在玻璃板G的研磨时气压集中在玻璃板G的边缘，因此，能够防止玻璃 板G的边缘的过度磨削。作为框42的材质，可以例示不锈钢、铁、铝、聚乙烯、聚氨酯等不具 有研磨能力的材质。
[0163] 另外，在实施方式的研磨装置10中，为了维持玻璃板G的研磨速率，实施通过定期 对磨具26的表面进行水洗而将附着于磨具26的表面上的研磨液中的二氧化铈等残渣除去 的修整。
[0164] 在实施方式的研磨装置10中，如图6的侧视图所示，使修整用水喷嘴44倾斜，将 由喷射孔46喷射的清洗水48的喷射角度Θ设定为锐角。并且，使水喷嘴44和磨具26在 水平方向上相对地往复移动，由此，将附着于磨具26的表面上的残渣除去。
[0165] 由此，附着于磨具26的表面上的残渣通过倾斜喷射的清洗水48的压力被掘出，因 此，被高效地除去。另外，除去的残渣通过倾斜喷射的清洗水48被高效地冲洗到磨具26的 系统外。由此，能够改善利用水喷嘴44进行的修整。
[0166] 另外，从残渣的掘出效率和残渣的冲洗效率的观点出发，清洗水48的喷射角度θ 优选为10?45度，更优选为30度。另外，清洗水48冲击磨具26时的冲击力弱时，残渣的 除去效率可能会降低，清洗水48冲击磨具26时的冲击力强时，磨具26可能会破损，因此优 选为5?50kPa。此外，磨具26与水喷嘴44的相对速度慢时，磨具26的修整效率降低，磨 具26与水喷嘴44的相对速度快时，残渣的除去效率降低，因此优选为3?20m/分钟。
[0167] 本发明中，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的应变点为710°C以上，能够抑制使 用该无碱玻璃基板制造显示器时的热收缩。另外，能够应用固相结晶法作为LCD等显示器 制造工序中实施的P-SiTFT的制造方法。更优选为715°C以上，进一步优选为720°C以上。 特别优选为735°C以上。应变点为735°C以上时，适合于高应变点用途（例如，板厚0. 7mm 以下、优选0. 5mm以下、更优选0. 3mm以下的有机EL用的显示器用基板或照明用基板、或者 板厚0. 3_以下、优选0.Imm以下的薄型显示器用基板或照明用基板）。
[0168] 但是，玻璃的应变点过高时，需要与其相应地升高成形装置的温度，成形装置的寿 命缩短。因此，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的应变点优选为750°C以下。
[0169] 另外，基于与应变点同样的理由，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的玻璃化转 变温度优选为760°C以上，更优选为770°C以上，进一步优选为780°C以上。
[0170] 另外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的50?350°C下的平均热膨胀系数为 30XKT7?43XKT7/°C，耐热冲击性强，能够提高使用该无碱玻璃基板制造显示器时的生 产率。本发明的玻璃中，50?350°C下的平均热膨胀系数优选为35XKT7?40X10_V°C。
[0171] 此外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的比重优选为2. 65以下，更优选为2. 64 以下，进一步优选为2. 62以下。
[0172] 另外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的比模量优选为32MNm/kg以上。低于 32MNm/kg时，会由于自重弯曲而难以得到研磨时的凸部选择性。更优选为33MNm/kg以上。
[0173] 另外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的杨氏模量优选为82GPa以上。低于 82GPa时，玻璃基板在研磨时发生变形，难以得到平滑性，另外，由于变形而难以得到研磨时 的凸部选择性。更优选为84GPa以上，进一步优选为86GPa以上，特别优选为87GPa以上。
[0174] 另外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的光弹性常数优选为31nm/MPa/cm以下。
[0175] 由于IXD制造工序中或IXD装置使用时产生的应力而使显示器中使用的玻璃基板 具有双折射性，因此有时会观察到黑色显示变灰、液晶显示器的对比度降低的现象。通过使 光弹性常数为31nm/MPa/cm以下，能够将该现象抑制在较低限度。更优选为30nm/MPa/cm 以下，进一步优选为29nm/MPa/cm以下，特别优选为28nm/MPa/cm以下，最优选为27. 5nm/ MPa/cm以下。
[0176] 如果考虑确保其他物性的容易性，则优选光弹性常数为23nm/MPa/cm以上，进一 步优选为25nm/MPa/cm以上。
[0177] 另外，光弹性常数可以通过圆盘压缩法在546nm的测定波长下进行测定。
[0178] 另外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的相对介电常数优选为5. 6以上。
[0179] 在日本特开2011-70092号公报所记载那样的内嵌式触控面板（在液晶显示面板 内内置有触摸传感器的触控面板）的情况下，从提高触摸传感器的感应灵敏度、降低驱动 电压、节省电力的观点出发，玻璃基板的相对介电常数越高越好。通过使相对介电常数为 5. 6以上，触摸传感器的感应灵敏度提高。优选为5. 8以上，更优选为6. 0以上，进一步优选 为6. 1以上。
[0180] 另外，相对介电常数可以通过JISC-2141中记载的方法测定。
[0181] 另外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的粘度η达到IO2泊（dPa*s)时的温度 T2为17KTC以下，优选低于17KTC，更优选为1700°C以下，进一步优选为1690°C以下，特别 优选为1260°C以下，因此，比较容易熔化。
[0182] 此外，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板的粘度η达到IO4泊时的温度T4为 1320°C以下，优选为1315°C以下，更优选为1310°C以下，进一步优选为1305°C以下，特别优 选为1295°C以下，适合于浮法成形。
[0183] 另外，从容易通过浮法进行成形的观点考虑，上述玻璃组成1、2的无碱玻璃基板 的失透温度优选为1350°C以下。优选为1330°C以下，更优选13KTC以下，进一步优选为 1300°C以下。
[0184] 关于本说明书中的失透温度，将粉碎后的玻璃粒子放入钼制的盘子中，在控制于 一定温度的电炉中进行17小时的热处理，通过热处理后的光学显微镜观察得到在玻璃的 表面和内部析出结晶的最高温度与不析出结晶的最低温度，将其平均值作为失透温度。
[0185] 实施例
[0186] (实施例1?2、比较例1)
[0187] 将各成分的原料以达到表1所示目标组成的方式进行调配，利用连续熔窑进行熔 化，通过浮法进行平板成形，得到无碱玻璃基板。
[0188] 在从磨具保持平台的楽料供给孔向具有槽间距4. 5mm、槽宽度I. 5mm、槽深度1? I. 5mm的槽的研磨垫供给二氧化铈水溶液的同时，对所得到的玻璃基板（920mmX730mm、厚 度0.5_)进行研磨。在中途抽出玻璃，测定研磨量和玻璃基板的主面的起伏的高度后再次 进行研磨，反复实施上述操作，求出研磨量与换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度 的关系。
[0189] 由该结果求出在玻璃基板的主面的起伏换算为20mm间距的起伏而得到的起伏 的高度从〇. 14μπι变化至0.IOym时的上述玻璃基板的研磨量Χ(μπι)，求出0.04/X的 值。另外，还进行了精研磨前后的玻璃基板的主面的20mm间距的起伏高度、精研磨后的玻 璃基板的主面的5μπι见方的表面粗糙度Ra的测定。关于表面粗糙度Ra,利用Digital Instruments公司制造的NanoScopeIlia,将扫描速率设定为IHz，以256点/1次扫描求出 5μπι见方的表面粗糙度。
[0190] 将结果示于下述表2中。
[0191] 另外，对于通过上述步骤得到的无碱玻璃基板，还测定了应变点、杨氏模量、比模 量、光弹性常数。将结果示于表2中。括号表示计算值。
[0192] [表 1]
[0193]

【权利要求】
1. 一种玻璃基板的精研磨方法，使用含有二氧化铈作为研磨磨粒的研磨浆料对玻璃基 板的主面进行研磨，其中， 所述玻璃基板的组成为下述的无碱玻璃， 所述精研磨方法包括在下述条件下进行研磨的阶段：在将所述玻璃基板的主面的起伏 换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度从0. 14 ii m变化至0. 10 ii m时的所述玻璃基 板的研磨量设为X(iim)时，使0.04/X为0. 12以上， 所述无碱玻璃的应变点为710°C以上，50?350°C下的平均热膨胀系数为30 X KT7? 43父10_7/1：，玻璃粘度达到102(^，8时的温度1' 2为17101：以下，玻璃粘度达到104(^^ 时的温度T4为1320°C以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有
MgO+CaO+SrO+BaO 为 17 ?21， Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)为 0? 40 以上， MgCV(MgCHCaO)为 0? 40 以上， MgCV(MgCHSrO)为 0? 60 以上。
2. -种玻璃基板的精研磨方法，使用含有二氧化铈作为研磨磨粒的研磨浆料对玻璃基 板的主面进行研磨，其中， 所述玻璃基板的组成为下述的无碱玻璃， 所述精研磨方法包括在下述条件下进行研磨的阶段：在将所述玻璃基板的主面的起伏 换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度从0. 14 ii m变化至0. 10 ii m时的所述玻璃基 板的研磨量设为X(iim)时，使0.04/X为0. 12以上， 所述无碱玻璃的应变点为710°C以上，50?350°C下的平均热膨胀系数为30 X KT7? 43父10_7/1：，玻璃粘度达到102(^，8时的温度1' 2为17101：以下，玻璃粘度达到104(^^ 时的温度T4为1320°C以下，以基于氧化物的摩尔％计，含有
MgO+CaO+SrO+BaO 大于 18. 2 且为 21 以下， Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)为 0? 25 以上， MgCV(MgCHCaO)为 0? 3 以上， MgCV(MgCHSrO)为 0? 60 以上， Al2O3X (Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0))为 5. 5 以上。
3. 如权利要求1或2所述的玻璃基板的精研磨方法，其中，精研磨前的玻璃基板的主面 的起伏换算为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度为0. 2 y m以下。
4. 如权利要求1?3中任一项所述的玻璃基板的精研磨方法，其中，对通过浮法成形得 到的玻璃基板的主面进行精研磨。
5. -种无碱玻璃基板，其使用权利要求1?4中任一项所述的玻璃基板的精研磨方法 进行了精研磨。
6. 如权利要求5所述的无碱玻璃基板，其中，精研磨后的玻璃基板的主面的起伏换算 为20mm间距的起伏而得到的起伏的高度为0. 07 ii m以下。
7. 如权利要求5或6所述的无碱玻璃基板，其中，精研磨后的玻璃基板的主面的5 ii m 见方的表面粗糙度为〇. 30nm以下。
8. 如权利要求5?7中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，至少一边的长度为900mm以 上。
【文档编号】C03C3/093GK104364217SQ201380029856
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年6月5日
【发明者】德永博文, 辻村知之, 西泽学, 小池章夫, 城山厚, 横山哲史, 金子聪 申请人:旭硝子株式会社