TW201538449A - 玻璃基板之最終研磨方法及以該方法經最終研磨之無鹼玻璃基板 - Google Patents

玻璃基板之最終研磨方法及以該方法經最終研磨之無鹼玻璃基板 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種玻璃基板之最終研磨方法，其係使用包含氧化鈰作為研磨粒之研磨漿料，對玻璃基板之主面進行研磨者，並且上述玻璃基板之組成為下述無鹼玻璃，且該玻璃基板之最終研磨方法包括如下階段：於將上述玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度自0.14μm變化至0.10μm時之上述玻璃基板之研磨量設為X(μm)時，於0.04/X成為0.12以上之條件下進行研磨。

Description

玻璃基板之最終研磨方法及以該方法經最終研磨之無鹼玻璃基板
本發明係關於一種為了用作各種顯示器用玻璃基板或光罩用玻璃基板而對實質上不含鹼金屬氧化物之無鹼玻璃基板進行最終研磨之方法、及以該方法經最終研磨之無鹼玻璃基板。
先前，對於各種顯示器用玻璃基板、尤其是表面形成金屬或氧化物薄膜等者，要求如下所示之特性。
(1)若含有鹼金屬氧化物，則鹼金屬離子會於薄膜中擴散而使膜特性劣化，故而實質上不含鹼金屬離子。
(2)於薄膜形成步驟中暴露於高溫下時，為了將玻璃之變形及玻璃之構造穩定化所伴隨之收縮(熱收縮)抑制為最低限度，而應變點較高。
(3)對於半導體形成中所使用之各種藥品具有充分之化學耐久性。尤其是對於用於SiOx或SiNx之蝕刻之緩衝氫氟酸(BHF(Buffered Hydrofluoric Acid)：氫氟酸與氟化銨之混合液)、及ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)之蝕刻所使用之含有鹽酸之藥液、金屬電極之蝕刻所使用之各種酸(硝酸、硫酸等)、及抗蝕剝離液之鹼具有耐久性。
(4)於內部及表面無缺陷(氣泡、條紋、內含物、凹坑、傷痕等)。
除上述要求以外，近年來，處於如下所述之狀況。
(5)要求顯示器之輕量化，而期待玻璃本身亦為密度較小之玻璃。
(6)要求顯示器之輕量化，而期待玻璃基板之薄板化。
(7)除可製作迄今為止之非晶矽(a-Si)型之液晶顯示器以外，亦已可製作熱處理溫度稍高之多晶矽(p-Si)型之液晶顯示器(a-Si：約350℃→p-Si：350~550℃)。
(8)為了加快液晶顯示器製作熱處理之升降溫速度，提高生產性或提高耐熱衝擊性，而要求玻璃之平均熱膨脹係數較小之玻璃。
另一方面，蝕刻之乾式化不斷發展，對耐BHF性之要求減弱。為了改善耐BHF性，迄今為止之玻璃已大量使用含有6~10莫耳%之B2O3之玻璃。但是，B2O3有降低應變點之傾向。作為不含B2O3或含量較少之無鹼玻璃之例，有如下所述者。
專利文獻1中揭示有一種含有0~5莫耳%之B2O3之玻璃，但50~350℃下之平均熱膨脹係數超過50×10-7/℃。
關於專利文獻2中所記載之無鹼玻璃，其應變點較高，可藉由浮式法進行成形，據稱適於顯示器用基板、光罩用基板等用途。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平5-232458號公報
專利文獻2：日本專利特開平10-45422號公報
於基於此種目的而實施之最終研磨中，基於可降低最終研磨所需之成本、減少藉由研磨而去除之玻璃粉或玻璃屑向研磨漿料中之混入，而減少研磨漿料之更換頻度等原因，較佳為可以更少之研磨量而去除存在於基板表面之微小凹凸或起伏。
另一方面，藉由浮式法而成形之玻璃基板中，於其表面存在微小凹凸或起伏(為3~30mm之間距，最大高度為0.3μm左右之起伏)。 此種微小凹凸或起伏於將藉由浮式法而成形之玻璃基板用作汽車用、建築等之板玻璃之情形時雖然並無問題，但於用作各種顯示器用玻璃基板之情形時，會成為使所製造之顯示器之圖像產生應變或色不均之原因。因此，必須藉由最終研磨而去除微小凹凸或起伏。
於基於此種目的而實施之最終研磨時，較佳為使用利用包含氧化鈰作為研磨粒之研磨漿料的研磨。
然而，作為高品質之p-Si TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)之製造方法，有固相結晶法，但為了實施該方法，要求進一步提高應變點。
又，因玻璃製造製程、尤其是熔解、成形之要求，要求降低玻璃之黏性、尤其是玻璃黏度成為104dPa‧s之溫度T4。
本發明之目的在於解決上述缺陷，提供一種於對應變點較高、低黏性、尤其是玻璃黏度成為104dPa‧s之溫度T4較低之無鹼玻璃基板進行最終研磨時，可以較少之研磨量而去除存在於基板表面之微小凹凸或起伏的玻璃基板之最終研磨方法、及以該方法經最終研磨之無鹼玻璃基板。
本發明提供一種玻璃基板之最終研磨方法，其係使用包含氧化鈰作為研磨粒之研磨漿料，對玻璃基板之主面進行研磨者，並且上述玻璃基板之組成為下述無鹼玻璃，且包括如下階段：於將上述玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度自0.14μm變化至0.10μm時之上述玻璃基板之研磨量設為X(μm)時，於0.04/X成為0.12以上之條件下進行研磨。
上述無鹼玻璃之應變點為680~735℃，50~350℃下之平均熱膨脹係數為30×10-7~43×10-7/℃，玻璃黏度成為102dPa‧s之溫度T2為1710℃以下，玻璃黏度成為104dPa‧s之溫度T4為1330℃以下，以氧 化物基準之莫耳%表示而含有SiO2 63~74、Al2O3 11.5~16、B2O3 超過1.5且為5以下，MgO 5.5~13、CaO 1.5~12、SrO 1.5~9、BaO 0~1、ZrO2 0~2，且MgO+CaO+SrO+BaO為15.5~21，MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.35以上，CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下，SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下。
於本發明之玻璃基板之最終研磨方法中，較佳為最終研磨前之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.2μm以下。
本發明之玻璃基板之最終研磨方法較佳為對藉由浮式法而成形之玻璃基板之主面進行最終研磨。
又，本發明提供一種無鹼玻璃基板，其係使用玻璃基板之最終研磨方法進行最終研磨而成。
於本發明之玻璃基板中，較佳為最終研磨後之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.07μm以下。
於本發明之玻璃基板中，較佳為最終研磨後之玻璃基板之主面的5μm見方之表面粗糙度為0.30nm以下。
本發明之玻璃基板較佳為至少1邊之長度為900mm以上。
根據本發明之方法，於對使用浮式法而成形之無鹼玻璃基板進行最終研磨時，可以較少之研磨量而去除存在於基板表面之微小凹凸或起伏，而可達成適於作為顯示器用基板使用之較高平坦度。
藉由本發明之方法經最終研磨之無鹼玻璃基板尤其適於高應變點用途之顯示器用基板、光罩用基板、另外磁碟用玻璃基板等。
10‧‧‧研磨裝置
12‧‧‧研磨頭
14‧‧‧壓盤
16‧‧‧玻璃保持構件
18‧‧‧密封材料
20‧‧‧玻璃保持壓盤
22‧‧‧帆布
23‧‧‧空氣室
24‧‧‧旋轉軸
26‧‧‧研磨具
28‧‧‧密封材料
30‧‧‧研磨具保持壓盤
40‧‧‧整形磨石
42‧‧‧框架
44‧‧‧水噴嘴
46‧‧‧噴射孔
48‧‧‧洗淨水
G‧‧‧玻璃板
P1‧‧‧軸芯
P2‧‧‧公轉軸
θ‧‧‧噴射角度
圖1係表示間距與起伏之關係之模式圖。
圖2係表示應用實施形態之玻璃基板之最終研磨方法的研磨裝置之整體構造之立體圖。
圖3為圖2所示之研磨裝置10之側視圖。
圖4係表示利用實施形態之整形(truing)磨石之研磨具的修琢方法之模式圖。
圖5係藉由圖4所示之修琢方法經修琢之研磨具之俯視圖。
圖6係表示利用修整用水噴嘴之研磨具之修整方法之側視圖。
以下，對本發明之玻璃基板之最終研磨方法進行說明。
於本發明之玻璃基板之最終研磨方法中，使用如下無鹼玻璃基板，其使用以成為下述玻璃組成之方式調合之玻璃原料。
本發明之無鹼玻璃以氧化物基準之莫耳%表示而含有SiO2 63~74、Al2O3 11.5~16、B2O3 超過1.5且為5以下，MgO 5.5~13、CaO 1.5~12、SrO 1.5~9、BaO 0~1、 ZrO2 0~2，且MgO+CaO+SrO+BaO為15.5~21，MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.35以上，CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下，SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下。
其次，對各成分之組成範圍進行說明。若SiO2未達63%(莫耳%，以下只要未特別記載，則相同)，則應變點不充分地上升，且熱膨脹係數增大，密度上升。又，玻璃之化學耐久性、尤其是耐酸性降低，難以顯現出研磨時之凸部選擇性，難以獲得平滑性。較佳為64%以上，更佳為65%以上，進而較佳為66%以上，尤佳為66.5%以上。若超過74%，則熔解性降低，玻璃黏度成為102dPa‧s之溫度T2或成為104dPa‧s之溫度T4上升，失透溫度上升。較佳為70%以下，更佳為69%以下，進而較佳為68%以下。
Al2O3會提高楊氏模數而抑制玻璃之研磨時之變形，且抑制玻璃之分相性，降低熱膨脹係數，提高應變點，提高硬度而提高研磨時之凸部選擇性，但若未達11.5%，則不顯示該效果，又，使其他增大膨脹之成分增加，因而結果熱膨脹增大。較佳為12%以上、12.5%以上、進而13%以上。若超過16%，則有玻璃之熔解性變差，或使失透溫度上升之虞。較佳為15%以下，更佳為14%以下，進而較佳為13.5%以下。
B2O3會使玻璃之熔解反應性變良好，又，降低失透溫度，改善耐BHF性，但若為1.5%以下，則不充分地顯示該效果，又，應變點變得過高，或於利用BHF之處理後容易成為霧度之問題。較佳為2%以上，更佳為3%以上。但是，若過多，則光彈性常數變大，於施加應力之情形時容易發生色不均等問題。又，若B2O3過多，則楊氏模數降低，因研磨時之變形而難以顯現出平滑性，又，研磨後之表面粗糙度 增大。進而應變點亦下降。因此為5%以下，較佳為4.5%以下，更佳為4%以下。
MgO於鹼土類之中具有不增大膨脹且於將密度維持為較低之狀態下提高楊氏模數之特徵，熔解性亦提高，但若未達5.5%，則不充分地顯示該效果，又，由於其他鹼土類比率增高，故而密度增高。較佳為6%以上、進而7%以上，更佳為7.5%以上、8%以上、進而超過8%，較佳為8.1%以上、進而8.3%以上，尤佳為8.5%以上。若超過13%，則失透溫度上升。較佳為12%以下，更佳為11%以下，尤佳為10%以下。
CaO次於MgO於鹼土中具有不增大膨脹且於將密度維持為較低之狀態下提高楊氏模數之特徵，亦使熔解性提高。若未達1.5%，則不充分地顯示上述因添加CaO而產生之效果。較佳為2%以上，更佳為3%以上，進而較佳為3.5%以上，尤佳為4%以上。但是，若超過12%，則有失透溫度上升，或作為CaO原料之石灰石(CaCO3)中之作為雜質之磷大量混入之虞。較佳為10%以下，更佳為9%以下，進而較佳為8%以下，尤佳為7%以下。
SrO不會使玻璃之失透溫度上升而提高熔解性，但若未達1.5%，則不充分地顯示該效果。較佳為2%以上，更佳為2.5%以上，進而較佳為3%以上。但是，若超過9%，則有膨脹係數增大之虞。較佳為7%以下、6%以下，更佳為5%以下。
BaO雖然並非必須，但可為了提高熔解性而含有。但是，若過多，則玻璃變脆，容易形成傷痕，且使膨脹與密度過度地增加，故而設為1%以下。較佳為0.5%以下，更佳為0.3%以下，進而較佳為0.1%以下，尤佳為實質上不含有。所謂實質上不含有係指除無法避免之雜質以外不含有(以下相同)。
關於ZrO2，為了提高楊氏模數，為了降低玻璃熔融溫度，或為了 促進煅燒時之結晶析出，亦可至多含有2%。若超過2%，則玻璃變得不穩定，或玻璃之相對介電常數ε增大。較佳為1.5%以下，更佳為1.0%以下，進而較佳為0.5%以下，尤佳為實質上不含有。
若MgO、CaO、SrO、BaO以合計量計少於15.5%，則楊氏模數較低，難以抑制研磨時之變形，硬度較低，因而難以獲得研磨時之凸部選擇性。又，光彈性常數變大，進而熔解性降低。較佳為16%以上，進而較佳為17%以上。若多於21%，則有產生無法減小熱膨脹係數之難點之虞。較佳為20%以下、19%以下、進而18%以下。
藉由使MgO、CaO、SrO及BaO之合計量滿足上述，且滿足下述3個條件，楊氏模數較高，容易抑制研磨時之變形，比彈性模數較高，可在不使失透溫度上升之情況下使應變點上升，進而降低玻璃之黏性、尤其是玻璃黏度成為104dPa‧s之溫度T4。
MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.35以上，較佳為0.37以上，更佳為0.4以上。
CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下，較佳為0.48以下，更佳為0.45以下。
SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下，較佳為0.40以下，更佳為0.30以下，更佳為0.27以下，進而較佳為0.25以下。
Al2O3×(MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO))為4.1以上時，會提高楊氏模數，容易抑制研磨時之變形，故而較佳。較佳為4.3以上，更佳為4.5以上，進而較佳為4.7以上，尤佳為5.0以上。
再者，為了在製造使用本發明之無鹼玻璃基板之顯示器時，不發生設置於玻璃表面之金屬或氧化物薄膜之特性劣化，較佳為玻璃原料實質上不含有P2O5。進而，為了使玻璃之再利用變得容易，較佳為玻璃原料實質上不含有PbO、As2O3、Sb2O3。
為了改善玻璃之熔解性、澄清性、成形性，玻璃中可含有ZnO、 Fe2O3、SO3、F、Cl、SnO2 1%以下、較佳為0.5%以下、更佳為0.3%以下、進而較佳為0.15%以下、尤佳為0.1%以下。ZnO較佳為實質上不含有。
本發明之無鹼玻璃基板之製造例如係以如下順序實施。
以成為目標成分之方式調合各成分之原料，並將其連續地投入至熔解爐中，加熱至1500~1800℃而發生熔融。藉由成形裝置將該熔融玻璃成形為特定板厚之板狀之玻璃帶，將該玻璃帶緩冷後進行切斷，藉此可獲得無鹼玻璃基板。
於本發明中，較佳為藉由浮式法而成形為板狀之玻璃帶。
以下，依據隨附圖式，對本發明之玻璃基板之最終研磨方法之較佳實施形態進行詳細說明。
圖2係表示應用實施形態之玻璃基板之最終研磨方法的研磨裝置10之整體構成之立體圖。圖3係圖2所示之研磨裝置10之側視圖。
該等圖中所示之研磨裝置10係藉由浮式法而製造之玻璃板G，例如係使用研磨具將厚度為0.7mm以下、1邊之長度為900mm以上、楊氏模數為65GPa以上之玻璃板G之主面(研磨面)研磨成FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用玻璃基板所需之平坦度之研磨裝置。即，該研磨裝置10藉由對存在換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.2μm以下之起伏玻璃板G之研磨面進行研磨，將換算為20mm間距之起伏的起伏之高度降低為0.07μm以下，而製造作為不會對圖像產生應變或色不均之FPD用玻璃基板而最佳之玻璃板的裝置。
又，於本發明中，藉由將玻璃板G之楊氏模數設為78GPa以上，例如即便為厚度為0.5mm以下之薄板、或1邊之長度為1000mm以上之大板，亦可使用研磨具將玻璃板G之主面(研磨面)研磨成FPD用玻璃基板所需之平坦度。
再者，上述起伏之測定方法為JIS B0031：'82與JIS B0601：'82中 所記載之方法。間距與起伏可如圖1所示般定義。若間距較大，則起伏增大，但藉由對間距與起伏之關係進行線形回歸，可求出換算為20mm間距之起伏的起伏之高度。
最終研磨前之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度更佳為0.17μm以下。又，最終研磨後之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度更佳為0.05μm以下。
研磨裝置10包含研磨頭12與壓盤14。研磨頭12具備：玻璃保持構件16，其保持玻璃板G之非研磨面；玻璃保持壓盤20，其經由密封材料18而安裝有玻璃保持構件16；及帆布22，其安裝有玻璃保持壓盤20。帆布22上固定有旋轉軸24，藉由使旋轉軸24以其軸芯P1為中心進行旋轉，研磨頭12進行旋轉，並且旋轉軸24以公轉軸P2為中心進行公轉，藉此研磨頭12進行公轉。
又，於帆布22之空氣室(air chamber)23中，經由中空之旋轉軸24供給壓縮空氣，該壓縮空氣之壓力係經由玻璃保持壓盤20、密封材料18、及玻璃保持構件16而傳遞至玻璃板G。
上述壓盤14具備研磨具26、及經由密封材料28而安裝有研磨具26之研磨具保持壓盤30。密封材料28為軟質且提高吸附保持性之樹脂製(例如聚胺基甲酸酯製)之密封材料。
因此，實施形態之研磨裝置10藉由上述壓縮空氣之壓力將玻璃板G之研磨面壓抵於研磨具26上，並且使研磨頭12進行自轉、公轉，藉此對玻璃板G之研磨面進行研磨。
關於研磨具26，A硬度(依據ISO 7619)為20以上，D硬度(依據ISO 7619)為99以下，厚度為1.0~2.5mm，厚度分佈較佳為±0.3mm以內，進而較佳為±0.05mm以內。
若研磨具26之A硬度未達20，則無法降低玻璃板G之起伏，若D硬度超過99，則玻璃板G容易破裂。又，若研磨具26之厚度未達1 mm，則無法對研磨具26進行槽加工。尤其對於大面積之研磨具26，若無法進行槽加工，則研磨粒分佈變得不均勻，而於玻璃板G之加工方面產生問題。相對於此，若研磨具26之厚度超過2.5mm，則研磨具26之變形裕度增大，玻璃板G之加工品質降低。再者，研磨具26之厚度分佈為除槽加工部分以外之區域中之最大厚度-最小厚度。若該厚度分佈超過±0.3mm，則壓力分佈增大，玻璃板之加工品質降低。厚度分佈較佳為±0.2mm以內，更佳為±0.1mm以內，進而較佳為±0.05mm以內。
如此，藉由如上所述般規定研磨具26之硬度、厚度、厚度分佈，可將藉由浮式法所製造之玻璃板G研磨成作為FPD用玻璃基板進而最佳之玻璃板。
另一方面，本案發明者進行努力研究，結果於將換算為20mm間距之起伏的起伏之高度設為0.07μm以下時，若僅對研磨具26之A硬度進行管理則並不充分，較佳為對玻璃保持構件16之壓縮率、壓縮彈性模數、A硬度、厚度、及厚度分佈進行管理。
例如，若玻璃保持構件16之A硬度過低，則玻璃保持構件16之耐久性降低，無法重複使用玻璃保持構件16。又，於玻璃保持構件16之A硬度適度較低之情形時，由於玻璃保持構件16會吸收存在於玻璃板G之非研磨面之起伏，故而可藉由研磨具26對存在於玻璃板G之研磨面之起伏良好地進行研磨。相對於此，若玻璃保持構件16之A硬度過高，則於無法藉由玻璃保持構件16吸收存在於玻璃板G之非研磨面之起伏之狀態下，藉由研磨具26對玻璃板G之研磨面進行研磨，因此於自玻璃保持構件16拆下玻璃板G時，玻璃板G發生回彈，其結果為，有於玻璃板G之研磨面殘留以換算為20mm間距之起伏的起伏之高度計超過0.07μm之起伏之虞。
又，若厚度分佈大於±0.05mm，則有如下擔憂：於玻璃保持構 件16之緩衝性方面於玻璃板G之面內產生不均，而產生起伏未均勻地消失之問題。
壓縮率表示初始之追隨玻璃板G之緩衝性，壓縮彈性模數係為了表示重複使用之情形時之恢復程度所需之參數。玻璃保持構件16為發泡聚胺基甲酸酯製。
為了消除上述問題，較佳為玻璃保持構件16之壓縮率(依據JIS L1021-6：'07附錄1)為10~70%，壓縮彈性模數(依據JIS L1021-6：'07附錄1，其中初始荷重設為100gf/cm2，最終荷重設為1120gf/cm2)為70~98，A硬度為2~20，厚度為0.3~2.0mm，厚度分佈為±0.05mm以內。
又，關於玻璃保持構件16之管理，若玻璃板G變薄，則尤其需要縮小管理範圍。例如較佳為板厚為0.5mm以下之玻璃板G之情形時之玻璃保持構件16之壓縮率為10~70%，壓縮彈性模數為70~98，A硬度為2~20，厚度為0.5~1.5mm，厚度分佈為±0.05mm以內。又，較佳為板厚為0.3mm以下之玻璃板G之情形時之玻璃保持構件16之壓縮率為10~70%，壓縮彈性模數為70~98，A硬度為2~20，厚度為0.7~1.2mm，厚度分佈為±0.05mm以內。
藉由如上所述般規定玻璃保持構件16之壓縮率、壓縮彈性模數、A硬度、厚度、厚度分佈，可將藉由浮式法所製造之玻璃板G研磨成作為FPD用玻璃基板進而最佳之玻璃板。
又，關於經由密封材料18安裝玻璃保持構件16之玻璃保持壓盤20之面，較佳為將評價長度設為30mm時之起伏曲線之最大剖面高度為20μm以下。
於即便對玻璃保持構件16進行管理，玻璃保持壓盤20之起伏曲線之最大剖面高度亦過高之情形時，無法藉由玻璃保持構件16良好地吸收存在於玻璃板G之非研磨面之起伏，而難以將玻璃板G之研磨面 之起伏以換算為20mm間距之起伏的起伏之高度計研磨成0.07μm以下。
由於藉由如上所述般規定玻璃保持壓盤20之起伏曲線之最大剖面高度，而可藉由玻璃保持構件16良好地吸收存在於玻璃板G之非研磨面之起伏，因此可將藉由浮式法所製造之玻璃板研磨成作為FPD用玻璃基板進而最佳之玻璃板。
關於經由密封材料28安裝研磨具26之研磨具保持壓盤30之面，較佳為將評價長度設為30mm時之剖面曲線之最大剖面高度為100μm以下。
於即便對研磨具26進行管理，研磨具保持壓盤30之剖面曲線之最大剖面高度亦過高之情形時，於研磨具26之表面產生較大之起伏，而難以將玻璃板G之研磨面之起伏以換算為20mm間距之起伏的起伏之高度計研磨成0.07μm以下。
因此，由於藉由如上所述般規定研磨具保持壓盤30之剖面曲線之最大剖面高度，可抑制研磨具26之表面之起伏，因此可將藉由浮式法所製造之玻璃板研磨成作為FPD用玻璃基板進而最佳之玻璃板。
再者，起伏曲線之最大剖面高度係記載於JIS B0601：'01中。
起伏曲線之最大剖面高度係於測定長度30mm、λC=0.8mm之測定條件下利用東京精密股份有限公司製造之Surfcom「1400-D64」進行測定。
又，較佳為對研磨具26推壓玻璃板G之研磨面之荷重的偏差為平均荷重之10%以下。
藉由如上所述般規定對玻璃板G之研磨具26之荷重，可將藉由浮式法所製造之玻璃板G研磨成作為FPD用玻璃基板進而最佳之玻璃板。再者，作為荷重分佈之測定機構，可使用NITTA股份有限公司製造之大面積壓力分佈測定系統之「BIG-MAT」或「HUGE-MAT」。
如上所述，根據實施形態之研磨裝置10，將藉由浮式法而製造之厚度為0.7mm以下、1邊之長度為900mm以上、楊氏模數為65GPa以上之玻璃板G作為研磨對象，藉由玻璃保持構件16保持玻璃板G之非研磨面，藉由研磨具26對存在於玻璃板G之研磨面之以換算為20mm間距之起伏的起伏之高度計為0.2μm以下之起伏進行研磨，藉此以換算為20mm間距之起伏的起伏之高度計降低為0.07μm以下而製造平板面板顯示器用玻璃基板。藉此，可製造作為不對圖像產生應變或色不均之FPD用玻璃基板而最佳之玻璃板G。
於本發明之玻璃基板之最終研磨方法中，於將換算為20mm間距之起伏的起伏之高度自0.14μm變化至0.10μm時之玻璃基板之研磨量設為X(μm)時，於0.04/X成為0.12以上之條件下實施研磨。藉此，可降低最終研磨所需之成本，減少藉由研磨而去除之玻璃粉或玻璃屑向研磨漿料中之混入，而減少研磨漿料之更換頻度。更佳為於0.04/X成為0.13以上之條件下實施研磨，進而較佳為0.14以上，尤佳為於成為0.15以上之條件下實施研磨。
於本發明之最終研磨方法中，關於自換算為20mm間距之起伏的起伏之高度高於0.14μm之狀態至該起伏之高度成為0.14μm之研磨，其研磨條件並不限定於上述0.04/X成為0.12以上之條件。惟，較佳為於上述0.04/X成為0.12以上之條件下實施。
又，於本發明之最終研磨方法中，關於使換算為20mm間距之起伏的起伏之高度小於0.10μm時之研磨，其研磨條件並不限定於上述0.04/X成為0.12以上之條件，亦可於上述0.04/X小於0.12之條件下實施。
於本發明之玻璃基板之最終研磨方法中，較佳為最終研磨前之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.2μm以下。藉此，可減少最終加工所需之研磨時間，且容易獲得優異之平坦 度。換算為20mm間距之起伏的起伏之高度更佳為0.17μm以下，進而較佳為0.15μm以下。
於本發明之玻璃基板之最終研磨方法中，較佳為最終研磨後之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.07μm以下。藉此，於使用該基板之顯示器中，難以於圖像中產生應變或色不均。換算為20mm間距之起伏的起伏之高度更佳為0.05μm以下，進而較佳為0.03μm以下。
關於本發明之玻璃基板之最終研磨方法，較佳為最終研磨後之玻璃基板之主面之利用AFM(Atomic Force Microscope，原子力顯微鏡)所測得之5μm見方之表面粗糙度Ra為0.30nm以下。藉此，於使用該基板之顯示器中容易獲得穩定之驅動特性。
將研磨規格之一例示於下述。
研磨壓力：2kPa~25kPa
研磨漿料：自研磨具保持壓盤之漿料供給孔而供給氧化鈰水溶液
研磨具：為軟質胺基甲酸酯製之麂皮狀，且於表面具有使漿料流動之槽(槽間距4.5mm，槽寬度1.5mm，槽深度1~1.5mm)
玻璃板之厚度：0.2mm~0.7mm
玻璃板之形狀：1邊為900mm以上之矩形狀玻璃板
玻璃板之非研磨面：利用玻璃保持構件進行密接保持
以上為研磨規格之一例。
且說，於實施形態之研磨裝置10中，為了維持玻璃板G之研磨速率，利用含有金剛石研磨粒之整形磨石而定期地對研磨具26之面進行研削，而實施修琢。
於實施形態之研磨裝置10中，如圖4所示，以如圖5之俯視圖所示般包圍整形磨石40之方式，將不具有金剛石研磨粒而無研削能力之 矩形狀之框架42安裝於玻璃保持構件16上。然後，藉由供給至帆布22之空氣室23之壓縮空氣之氣壓將整形磨石40、及框架42壓抵於研磨具26，利用整形磨石40對研磨具26之面進行研削。
此時，雖然上述氣壓集中於位於之整形磨石40之外周之框架42上，但由於框架42不具有研削能力，故而與框架42接觸之研磨具26之一部分面未經研削。即，僅利用被均勻地賦予氣壓之整形磨石40而研削研磨具26之面。藉此，由於研磨具26之整個面被平坦地研削，故而可利用整形磨石40而改善修琢。
再者，較佳為並非僅於研磨具26之整形時使用框架42，而於玻璃板G之研磨時亦使用框架42。藉此，可防止於玻璃板G之研磨時氣壓集中於玻璃板G之邊緣，因此可防止玻璃板G之邊緣之過度研削。作為框架42之材質，可例示：不鏽鋼、鐵、鋁、聚乙烯、聚胺基甲酸酯等不具有研磨能力之材質。
又，於實施形態之研磨裝置10中，為了維持玻璃板G之研磨速率，定期地對研磨具26之面進行水洗淨，藉此實施修整，即去除附著於研磨具26之面之研磨液中之氧化鈰等殘渣。
於實施形態之研磨裝置10中，如圖6之側視圖所示，使修整用水噴嘴44傾斜，將自噴射孔46噴射出之洗淨水48之噴射角度θ設定為銳角。並且，使水噴嘴44與研磨具26於水平方向相對地往返移動，藉此去除附著於研磨具26之面之殘渣。
藉此，附著於研磨具26之面之殘渣由於被傾斜地噴射出之洗淨水48之壓力掘出，因此被高效率地去除。又，所去除之殘渣被傾斜地噴射出之洗淨水48高效率地沖洗至研磨具26之系統外。藉此，利用水噴嘴44可改善修整。
再者，就殘渣之掘出效率、及殘渣之沖洗效率之觀點而言，洗淨水48之噴射角度θ較佳為10~45度，更佳為30度。又，關於洗淨水 48與研磨具26碰撞時之衝擊力，由於若較弱則殘渣之去除效率降低，若較高則有研磨具26發生破損之虞，因此較佳為5~50kPa。進而，關於研磨具26與水噴嘴44之相對速度，由於若較慢則研磨具26之修整效率降低，若較快則殘渣之去除效率降低，因此較佳為3~20m/min。
本發明之無鹼玻璃基板之應變點為680℃以上且735℃以下。
本發明之無鹼玻璃由於應變點為680℃以上，故而可抑制面板製造時之熱收縮。又，可應用藉由雷射退火所進行之方法作為p-Si TFT之製造方法。更佳為685℃以上，進而較佳為690℃以上。
本發明之無鹼玻璃由於應變點為680℃以上，故而適於高應變點用途(例如板厚為0.7mm以下、較佳為0.5mm以下、更佳為0.3mm以下之顯示器用基板或照明用基板，或板厚為0.3mm以下、較佳為0.1mm以下之薄板之顯示器用基板或照明用基板)。
於板厚為0.7mm以下、進而為0.5mm以下、進而為0.3mm以下、進而為0.1mm以下之板玻璃之成形中，由於有成形時之拉出速度變快之傾向，故而玻璃之假想溫度上升，玻璃之緊縮(compaction)容易增大。於該情形時，若為高應變點玻璃，則可抑制緊縮。
另一方面，由於應變點為735℃以下，故而無需過多提高浮拋窯內及浮拋窯出口之溫度，對位於浮拋窯內及浮拋窯下游側之金屬構件之壽命產生影響之情形較少。更佳為725℃以下，進而較佳為715℃以下，尤佳為710℃以下。又，為了改善玻璃之平面應變，雖然必須於自浮拋窯出口進入緩冷爐之部分提高溫度，但無需過多提高此時之溫度。因此，不會對加熱所使用之加熱器施加負荷，對加熱器之壽命產生影響之情形較少。
又，基於與應變點相同原因，本發明之無鹼玻璃基板玻璃之轉移溫度較佳為730℃以上，更佳為740℃以上，進而較佳為750℃以上。又，較佳為780℃以下，進而較佳為775℃以下，尤佳為770℃以下。
又，關於本發明之無鹼玻璃基板，50~350℃下之平均熱膨脹係數為30×10-7~43×10-7/℃，耐熱衝擊性較大，可提高使用該無鹼玻璃基板之顯示器製造時之生產性。於本發明之玻璃中，較佳為50~350℃下之平均熱膨脹係數為35×10-7~40×10-7/℃。50~350℃下之平均熱膨脹係數較佳為42×10-7/℃以下，更佳為41×10-7/℃以下，進而較佳為40×10-7/℃以下。
進而，本發明之無鹼玻璃基板之比重較佳為2.62以下，更佳為2.60以下，進而較佳為2.58以下。
又，本發明之無鹼玻璃基板之比彈性模數較佳為31MNm/kg以上。若未達31MNm/kg，則難以藉由自重下垂而獲得研磨時之凸部選擇性。更佳為32MNm/kg以上。
又，本發明之無鹼玻璃基板之楊氏模數較佳為78GPa以上。若未達78GPa，則玻璃基板於研磨時發生變形，而難以獲得平滑性，又，因變形而難以獲得研磨時之凸部選擇性。更佳為80GPa以上，進而較佳為81GPa以上，尤佳為82GPa以上。
又，本發明之無鹼玻璃基板之光彈性常數較佳為30nm/MPa/cm以下。
藉由在液晶顯示器面板製造步驟中或使用液晶顯示器裝置時所產生之應力，玻璃基板具有雙折射性，藉此存在觀察到黑顯示變灰，液晶顯示器之對比度降低之現象之情形。藉由將光彈性常數設為30nm/MPa/cm以下，可將該現象抑制為較小。較佳為29nm/MPa/cm以下，更佳為28.5nm/MPa/cm以下，進而較佳為28nm/MPa/cm以下。
又，關於本發明之無鹼玻璃基板，若考慮確保其他物性之容易性，則光彈性常數較佳為23nm/MPa/cm以上，更佳為25nm/MPa/cm以上。
再者，光彈性常數可藉由圓盤壓縮法於測定波長546nm下進行測定。
又，較佳為本發明之無鹼玻璃基板之相對介電常數為5.6以上。
於如日本專利特開2011-70092號公報中所記載之內嵌(in-cell)型之觸控面板(於液晶顯示器面板內內置有觸控感測器者)之情形時，就提高觸控感測器之感測感度、降低驅動電壓、省電力化之觀點而言，玻璃基板之相對介電常數宜較高。藉由將相對介電常數設為5.6以上，會提高觸控感測器之感測感度。較佳為5.8以上，更佳為5.9以上，進而較佳為6.0以上。
再者，相對介電常數可藉由JIS C-2141中所記載之方法進行測定。
又，本發明之無鹼玻璃基板之黏度η成為102泊(dPa‧s)之溫度T2為1710℃以下，較佳為成為未達1710℃，更佳為1700℃以下，進而較佳為1690℃以下，尤佳為1660℃以下，故而熔解相對容易。
進而，本發明之無鹼玻璃基板之黏度η成為104泊之溫度T4為1330℃以下，較佳為1320℃以下，更佳為1315℃以下，進而較佳為1310℃以下，尤佳為1300℃以下，適於浮式法成形。
又，關於本發明之無鹼玻璃基板，就藉由浮式法所進行之成形變得容易之觀點而言，較佳為失透溫度為1350℃以下。較佳為1330℃以下，更佳為1310℃以下，進而較佳為1300℃以下。
本說明書中之失透溫度係於鉑製之皿中添加經粉碎之玻璃粒子，於控制為一定溫度之電爐中熱處理17小時，藉由熱處理後之光學顯微鏡觀察而獲得的於玻璃之表面及內部析出結晶之最高溫度與不析出結晶之最低溫度之平均值。
[實施例] (實施例1、比較例1)
以成為表1所示之目標組成之方式調合各成分之原料，於連續熔融窯中進行熔解，藉由浮式法進行板成形，而獲得無鹼玻璃基板。
對於所獲得之玻璃基板(920mm×730mm，厚度0.5mm)，一面對具有槽間距4.5mm、槽寬度1.5mm、槽深度1~1.5mm之槽之研磨墊自研磨具保持壓盤之漿料供給孔供給氧化鈰水溶液，一面進行研磨。中途，抽出玻璃，重複實施測定研磨量與玻璃基板之主面之起伏之高度後再次進行研磨之操作，求出研磨量與換算為20mm間距之起伏的起伏之高度之關係。
基於其結果，求出於玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度自0.14μm變化至0.10μm時之上述玻璃基板之研磨量X(μm)，而求出0.04/X之值。又，亦進行最終研磨前後之玻璃基板之主面之20mm間距之起伏高度、最終研磨後之玻璃基板之主面的5μm見方之表面粗糙度Ra之測定。表面粗糙度Ra係利用Digital Instruments公司製造之NanoScope IIIa，將掃描速率設為1Hz，於256點/1次掃描之條件下求出5μm見方之表面粗糙度。
將結果示於下述表2。
再者，關於以上述順序獲得之無鹼玻璃基板，亦測定應變點、楊氏模數、比彈性模數、光彈性常數。將結果示於表2。括號內表示計算值。
以上，參照特定之實施態樣詳細地說明了本發明，但從業者明瞭可於不脫離本發明之範圍與精神之情況下追加各種修正或變更。
本申請係基於2013年12月4日提出申請之日本專利申請2013-251021者，其內容係以參照之形式併入至本文中。

Claims (7)

  1. 一種玻璃基板之最終研磨方法，其係使用包含氧化鈰作為研磨粒之研磨漿料，對玻璃基板之主面進行研磨者，並且上述玻璃基板之組成為下述無鹼玻璃，且包括如下階段：於將上述玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度自0.14μm變化至0.10μm時之上述玻璃基板之研磨量設為X(μm)時，於0.04/X成為0.12以上之條件下進行研磨；上述無鹼玻璃之應變點為680~735℃，50~350℃下之平均熱膨脹係數為30×10-7~43×10-7/℃，玻璃黏度成為102dPa‧s之溫度T2為1710℃以下，玻璃黏度成為104dPa‧s之溫度T4為1330℃以下，以氧化物基準之莫耳%表示而含有SiO2 63~74、Al2O3 11.5~16、B2O3 超過1.5且為5以下，MgO 5.5~13、CaO 1.5~12、SrO 1.5~9、BaO 0~1、ZrO2 0~2，且MgO+CaO+SrO+BaO為15.5~21，MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.35以上，CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下，SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.50以下。
  2. 如請求項1之玻璃基板之最終研磨方法，其中最終研磨前之玻璃 基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.2μm以下。
  3. 如請求項1或2之玻璃基板之最終研磨方法，其中對藉由浮式法而成形之玻璃基板之主面進行最終研磨。
  4. 一種無鹼玻璃基板，其係使用如請求項1至3中任一項之玻璃基板之最終研磨方法進行最終研磨而成。
  5. 如請求項4之無鹼玻璃基板，其中最終研磨後之玻璃基板之主面之換算為20mm間距之起伏的起伏之高度為0.07μm以下。
  6. 如請求項4或5之無鹼玻璃基板，其中最終研磨後之玻璃基板之主面的5μm見方之表面粗糙度為0.30nm以下。
  7. 如請求項4至6中任一項之無鹼玻璃基板，其至少1邊之長度為900mm以上。
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