TWI384042B

TWI384042B - 玻璃拋光組合物及方法

Info

Publication number: TWI384042B
Application number: TW96139714A
Authority: TW
Inventors: Nevin Naguib; Kevin Moeggenborg
Original assignee: Cabot Microelectronics Corp
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2013-02-01
Also published as: TW200846430A

Description

玻璃拋光組合物及方法

本發明係關於一種組合物及用於拋光一玻璃基板之方法。更詳言之，本發明係關於氧化鈰拋光組合物用於拋光玻璃表面的用途。

液晶顯示器(LCD)及有機發光二極體(OLED)平板設備通常在LCD或OLED單元結構之外顯示表面上包括一薄玻璃面板。希望該面板薄且高度均一以使面板之重量最小化且提供優良的光學性質。OLED及LCD級玻璃包括鹼石灰玻璃及鹼土金屬氧化物－Al₂ O₃ －SiO₂ 玻璃，諸如EAGLE2000玻璃、EAGLEXL玻璃及1737玻璃及其類似物，其可購自Corning Inc.,Corning,New York。玻璃之鹼土金屬氧化物組份較佳包含一或多種選自MgO、CaO、SrO及BaO之氧化物。

用於玻璃面板拋光之習知系統通常利用兩步法，該兩步法包括移除材料之主體之最初研光或蝕刻步驟(主體移除步驟)，接著為利用包含與水混合且與固定研磨劑墊或膠帶組合使用之相對較大之氧化鈰粒子(例如，平均粒度為2微米或更大)的拋光組合物的磨光或拋光步驟。磨光或拋光步驟主要用於移除由主體移除步驟所造成的損壞(例如,凹坑、劃痕及其類似損害)。由於用該等系統獲得相對低之玻璃移除速率，例如，小於500奈米/分鐘(nm/min；0.5 μm/min)之移除速率，故該等習知拋光系統並不完全符合拋光平板顯示器之玻璃表面之要求。該等低移除速率不可以及時之方式有效去除由主體移除步驟所造成之凹坑及劃痕。又，相對較大之氧化鈰粒子傾向於在玻璃表面上形成大劃痕及凹坑。表面劃痕及凹坑使面板之光學性質降級。另外，大氧化鈰粒子在輸送線及研磨漿儲集器中傾向於自水中沈降出來，從而導致製造困難。

在許多習知拋光技術中，基板載體或拋光頭係安裝於載體總成上且與拋光裝置中之拋光墊接觸置放。載體總成向基板提供可控壓力(下壓力)以迫使基板與拋光墊相抵。該墊因外部驅動力而相對於基板移動。墊與基板之相對移動起研磨基板表面之作用以自基板表面移除一部分材料，藉此使表面拋光。拋光通常進一步由拋光組合物之化學活性及/或懸浮於拋光組合物中之研磨劑之機械活性輔助。在如上所述之典型玻璃拋光系統中，須使用大於110公克/平方公分(g/cm² ；1.56磅/平方吋，psi)之相對較高之下壓力來獲得適用之移除速率。該等較高之下壓力增加LCD及OLED設備中所使用之相對較薄之玻璃面板的破損率。

正需要開發能夠利用110 g/cm² 或更小之下壓力來拋光玻璃、尤其OLED及LCD級玻璃面板且相對於習知氧化鈰拋光研磨漿具有改良之研磨漿加工性質的拋光組合物。相對於習知拋光方法，較低的下壓力減少拋光期間玻璃破損之量。亦需要相對於通常所使用之大粒子氧化鈰磨光系統提供改良之玻璃移除速率(亦即，移除速率大於500 nm/min)的拋光研磨漿。本發明提供該等組合物。自本文所提供之發明說明將顯而易見本發明之該等及其他優點以及其他發明性特徵。

在一態樣中，本發明提供玻璃拋光組合物及適用於利用110 g/cm² 或更小之下壓力拋光玻璃、尤其OLED及LCD級玻璃面板之方法。本發明之較佳水性玻璃拋光組合物包含懸浮於含有穩定劑及視情況水溶性無機鹽(例如，鹵化銫)之水性載劑中之顆粒狀氧化鈰研磨劑。在一較佳實施例中，組合物包含藉助於聚合穩定劑懸浮於水性載劑中之平均粒度在350 nm至900 nm(0.35 μm至0.9 μm)範圍內之顆粒狀氧化鈰研磨劑。較佳地，穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之酸性聚合物：聚丙烯酸酯(例如，聚丙烯酸)、聚甲基丙烯酸酯(例如，聚甲基丙烯酸)及聚(乙烯磺酸酯)(例如，聚(乙烯磺酸))，其可以酸形式、鹽形式(例如，鹼金屬鹽)或部分中和之形式存在於拋光組合物中。在另一實施例中，組合物包含至少一種選自由以下各物組成之群之極性非離子型或陰離子型聚合物：聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚(乙烯醇)、聚(2－乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠。二氧化鈰研磨劑較佳包含以重量計至少99.9% CeO₂ 。

在另一態樣中，本發明之玻璃拋光組合物包含1至15重量%懸浮於水性載劑中之純度為以重量計至少99.9% CeO₂ 之顆粒狀氧化鈰研磨劑。氧化鈰研磨劑之平均粒度為至少0.2 μm，較佳在0.2 μm至11 μm範圍內且pH值比氧化鈰研磨劑之等電點(IEP)高或低至少1單位。通常氧化鈰之IEP之pH值在6至7範圍內。在一較佳實施例中，組合物之pH值在3至4範圍內，且可視情況包含1至20百萬分率(ppm；較佳5至10 ppm)吡啶甲酸(亦即，吡啶－2－甲酸)作為穩定劑。當在1重量%濃度下利用研磨劑時，尤其較佳存在吡啶甲酸。在另一較佳實施例中，組合物之pH值在8至9範圍內。

當用於拋光玻璃、尤其OLED及LCD級玻璃面板，諸如鹼石灰玻璃及鹼土金屬氧化物－Al₂ O₃ －SiO₂ 玻璃面板時，本發明之組合物及方法提供大於500 nm/min之相對較高之玻璃移除速率。本發明之組合物及方法希望且易於適合於大規模應用。本發明之穩定化玻璃拋光組合物之一優點為改良之加工性質(亦即，氧化鈰粒子在傳送線及在研磨漿儲集槽中沈降較少)及改良之再循環性。

一較佳方法實施例包含如下步驟：使基板之表面與拋光墊及本發明之水性玻璃拋光組合物接觸；及使拋光墊與基板之間相對移動，同時維持組合物之至少一部分與墊與基板之間的表面接觸歷時一段足以自該表面研磨該玻璃之至少一部分之時間。

本發明提供玻璃拋光組合物及適用於尤其在110 g/cm² 或更小之下壓力下拋光LCD及OLED顯示器中所使用之玻璃面板之方法。在第一態樣中，該玻璃拋光組合物包含藉助於聚合穩定劑懸浮於水性載劑中之氧化鈰粒子。在一些較佳實施例中，組合物亦包含水溶性無機鹽。

聚合穩定劑可為任何提供氧化鈰粒子穩定懸浮之物質。合適穩定劑之非限定性實例包括酸性聚合物(例如，丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物及乙烯磺酸聚合物)、極性非離子型聚合物(例如，乙烯吡咯啶酮聚合物、乙烯醇聚合物、2－乙基噁唑啉聚合物、羥基烷基纖維素)及陰離子型多醣(黃原膠)。在一較佳實施例中，穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及聚(乙烯磺酸)，其可呈酸、鹽或部分中和之形式。在另一較佳實施例中，穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚(乙烯醇)、聚(2－乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠。

為方便起見，術語"丙烯酸酯"、"聚丙烯酸酯"、"甲基丙烯酸酯"、"聚甲基丙烯酸酯"、"磺酸酯"及"聚(乙烯磺酸酯)"係指其酸形式、鹽形式及部分中和之形式。較佳地，穩定劑係以活性成份計50至1500百萬分率(ppm)、更佳100至1000 ppm範圍內之量存在於組合物中。

當在本發明之方法中使用聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯及/或聚乙烯磺酸酯作為穩定劑時，穩定劑較佳具有3,000至40,000公克/莫耳(g/mol)範圍內之分子量。除非另有說明，否則穩定劑之分子量為由諸如固有黏度及/或凝膠滲透層析法(GPC)之溶液性質技術所測定之重量平均分子量(M_w )。當利用PVP作為穩定劑時，PVP較佳具有30,000至1,000,000 g/mol範圍內之分子量，如所謂的K值所指示，其較佳在25至90範圍內。當利用聚(乙烯醇)作為穩定劑時，聚(乙烯醇)較佳具有12,000至200,000 g/mol範圍內之分子量。當利用聚(2－乙基噁唑啉)作為穩定劑時，聚(2－乙基噁唑啉)較佳具有50,000至500,000 g/mol範圍內之分子量。咸信上述聚合物藉由阻止氧化鈰粒子聚集在一起且在研磨漿中絮凝而增加粒子在拋光組合物中之膠體穩定性。

水溶性無機鹽(當存在時)較佳包含以組合物之總重量計的拋光組合物之0.05至0.1重量%，更佳0.1重量%。較佳無機鹽包括水溶性銫鹽，諸如鹵化銫(例如，氯化銫)。尤其較佳之水溶性無機鹽為氯化銫。

在不希望受理論限制的情況下，咸信諸如氯化銫之水溶性無機鹽提供相對較高之離子強度，其增加氧化鈰粒子與玻璃表面之間的摩擦力，從而有利地增加玻璃移除速率。

如此項技術中熟知之雷射光散射技術所測定，本發明之此第一態樣中所使用之氧化鈰研磨劑較佳具有350 nm至900 nm、更佳450 nm至500 nm範圍內之平均粒度。氧化鈰研磨劑較佳以基於組合物之總重量1至15重量%、更佳5至10重量%範圍內之量存在於拋光組合物中。

本發明之第一態樣之拋光組合物可具有與該組合物之組份相容且適用於玻璃拋光應用之任何pH值。在一些實施例中，諸如當利用PVP作為穩定劑時，pH值較佳為適度酸性(例如，4至6)。在其他實施例中，組合物之pH值係在中性至鹼性範圍內，例如7至11、更佳7至9範圍內。

在第二態樣中，本發明之玻璃拋光組合物包含1至15重量%之懸浮於水性載劑中的純度為以重量計至少99.9% CeO₂ 之顆粒狀氧化鈰研磨劑。在本發明之此第二態樣中，氧化鈰研磨劑具有至少0.2 μm、較佳0.2 μm至11 μm範圍內之平均粒度且pH值比氧化鈰研磨劑之等電點(IEP)高或低至少1單位。通常氧化鈰之IEP之pH值在6至7範圍內。

通常，習知氧化鈰研磨劑在拋光玻璃之IEP處或接近IEP處之pH值(pH 6－7)下使用。已令人驚訝地發現當在pH值比IEP之pH值高或低至少1單位下使用時，具有至少99.9重量% CeO₂ 之純度("超純"氧化鈰)及至少0.2 μm、較佳0.2 μm至11 μm之平均粒度之氧化鈰提供顯著較高的拋光LCD級玻璃之玻璃移除速率。

在一較佳實施例中，第二態樣之組合物具有3至4範圍內之pH值，且可視情況包含1至20百萬分率(ppm；較佳5至10 ppm)之吡啶甲酸作為穩定劑。當在較低濃度(例如1重量%濃度)下使用研磨劑時，尤其較佳存在吡啶甲酸。在第二態樣之另一較佳實施例中，組合物之pH值在8至9範圍內。

本發明之組合物中之氧化鈰研磨劑理想地懸浮於拋光組合物之水性組份中，較佳處於膠體穩定狀態。術語"膠體"係指研磨劑粒子於液體載劑中之懸浮液。"膠體穩定性"係指隨時間維持懸浮液使其具有最小的粒子沈降。在本發明之情況下，若當將研磨劑置放於100 mL量筒中且在不攪拌之情況下使其靜置2小時之時間，量筒之底部50 mL中之粒子濃度([B]，以g/mL表示)與量筒頂部50 mL中之粒子濃度([T]，以g/mL表示)之差除以組合物中粒子之初始濃度([C]，以g/mL表示)小於或等於0.5(亦即，([B]－[T])/[C]0.5)，則認為顆粒狀研磨劑具有膠體穩定性。([B]－[T])/[C]之值理想地小於或等於0.3且較佳小於或等於0.1。

用於本發明之組合物之水性載劑可為任何適用於玻璃拋光加工之水性液體。該等組合物包括水、酒精水溶液及其類似物。水性載劑較佳包含去離子水。

本發明之組合物視情況可包含一或多種添加劑，諸如界面活性劑、殺生物劑及其類似物。

本發明之拋光組合物可由任何合適技術製備，熟習此項技術者已知許多該等技術。舉例而言，組合物可以分批法或連續法製備。通常組合物可藉由將其組份按任何順序組合來製備。如本文所使用之術語"組份"包括個別成份(例如，研磨劑、穩定劑、水溶性無機鹽、酸、鹼及其類似物)以及成份之任何組合。舉例而言，可將水溶性無機鹽及穩定劑溶解於水中，可將研磨劑分散於所得溶液中，且隨後可藉由任何能夠將組份均一地併入組合物中之方法添加且混合任何其他組份。若需要，則可在任何合適時間調節pH值。需要時，可用任何合適的酸、鹼或緩衝劑調節組合物之pH值。合適的pH調節劑包括(但不限於)氫氧化鉀、氫氧化銨及硝酸。

組合物亦可以在使用前意欲用適量水稀釋之濃縮物形式提供。在該實施例中，組合物濃縮物可包含一定量之分散及/或溶解於水性載劑中之氧化鈰研磨劑、穩定劑、水溶性無機鹽及任何其他組份，該等量使得在濃縮物經適量水性溶劑稀釋後，拋光組合物之各組份將以適當使用範圍內之量存在於玻璃拋光組合物中。

可將本發明之組合物併入單一預調配之組合物中，該單一預調配之組合物包含分散於包括至少一種穩定劑化合物、可選無機鹽及其他可選成份(必要時)在所要pH值下之水性載劑中之氧化鈰研磨劑。或者，組合物可以兩部分形式(亦即，兩部分製品)提供以避免研磨漿之活性隨時間之潛在變化。該兩部分製品包括一第一容器，其包含至少穩定劑以及可選無機鹽；及一第二容器，其包括呈乾燥形式或較佳呈於水性載劑(例如，去離子水)中之研磨漿形式之氧化鈰顆粒狀研磨劑。該第一容器及該第二容器較佳連同用於混合容器中之內容物以形成本發明之組合物之說明書封裝在一起。可選擇各封裝中水性載劑之pH值及各種組份之濃度以使得在混合第一容器中之內容物與第二容器中之內容物之後，提供(例如)具有適量懸浮於合適pH值(例如，7至11)下且含有適量穩定劑(例如，50至1500 ppm)及可選組份之水性載劑中之氧化鈰(例如，1至15重量%)的適用於本發明之方法的拋光組合物。

在一較佳實施例中，該兩部分製品包含一第一容器，其包括至少一種溶解於第一水性載劑中之穩定劑，且其與一第二容器封裝在一起，該第二容器包括較佳懸浮於第二水性載劑中之顆粒狀氧化鈰研磨劑。該氧化鈰研磨劑之特徵在於平均粒度在350 nm至900 nm之範圍內，且該穩定劑係選自由聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(乙烯磺酸酯)及任何上述者之鹽組成之群。在將第一容器之內容物與第二容器之內容物混合之後，形成本發明之拋光組合物，該組合物包括1至15重量%之該氧化鈰研磨劑及50至1500 ppm之該至少一種穩定劑。

在另一較佳實施例中，該兩部分製品包含一第一容器，其包括至少一種溶解於第一水性載劑中之穩定劑，且其與一第二容器封裝在一起，該第二容器包括較佳懸浮於第二水性載劑中之顆粒狀氧化鈰研磨劑。該氧化鈰研磨劑之特徵在於平均粒度在350 nm至900 nm之範圍內，且該至少一種穩定劑係選自由聚乙烯吡咯啶酮、聚(乙烯醇)、聚(2－乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠組成之群。在將第一容器之內容物與第二容器之內容物混合之後，形成本發明之拋光組合物，該組合物包括1至15重量%之該氧化鈰研磨劑及50至1500 ppm之該至少一種穩定劑。

視情況，該兩部分製品之第一封裝可包括一定濃度之水溶性無機鹽(例如，銫鹽)，以使該混合拋光組合物包括0.05至0.1重量%之鹽。第一及第二水性載劑兩者較佳均包含去離子水。該兩種水性載劑之調配物及物理化學性質可視需要而相同或不同(例如，各載劑之pH值可視需要或期望而相同或不同；且各載劑可含有相同或不同量之多種可選成份，諸如溶劑、殺生物劑、緩衝液、界面活性劑及其類似物)。

本發明之較佳方法包含(i)使玻璃基板與拋光墊及如本文所述之本發明之拋光組合物接觸；及(ii)使拋光墊相對於基板移動且於兩者之間具有拋光組合物之至少一部分，藉此自基板之表面研磨玻璃之至少一部分以拋光基板。玻璃基板較佳為OLED或LCD級玻璃，諸如鹼石灰玻璃或鹼土金屬氧化物－Al₂ O₃ －SiO₂ 玻璃，其中鹼土金屬氧化物包含一或多種選自此項技術中熟知之MgO、CaO、SrO及BaO之氧化物。

本發明之拋光方法適用於與化學機械(CMP)拋光裝置結合使用。CMP裝置通常包含一壓板，該壓板在使用中運動且具有由軌道、線性或圓周運動產生之速度。一拋光墊安裝於該壓板上且與壓板一起移動。一載體總成固持一待拋光之基板。藉由使該基板與該墊接觸，同時維持本發明之拋光組合物之一部分安置於墊與基板之間而實現拋光。隨後，相對於拋光墊之表面移動基板，同時在所選擇之足以實現所要玻璃移除速率之下壓力(較佳110 g/cm² 或更小)下迫使基板與墊表面相抵。藉由研磨基板表面之拋光墊及拋光組合物之組合化學及機械作用實現基板之拋光。

可使用任何合適的拋光墊(例如，拋光表面)，用本發明之拋光組合物使基板平面化或拋光。合適的拋光墊包括(例如)固定研磨劑墊、編織墊及非編織墊。此外，合適之拋光墊可包含任何具有不同密度、硬度、厚度、壓縮性、壓縮後彈回之能力及壓縮模量之合適聚合物。合適的聚合物包括(例如)聚氯乙烯、聚氟乙烯、耐綸、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產物及其混合物。

下列實例進一步說明本發明，但當然無論如何不應理解為限制本發明之範疇。

實例1

此實例說明利用包含氧化鈰以及PVP作為穩定劑之水性拋光組合物拋光根據本發明之玻璃基板。製備本發明之兩種拋光組合物(組合物1A及1B)。組合物1A含有於pH 5之水中的5重量%之氧化鈰研磨劑、1000 ppm之PVP(K90)及1000 ppm之氯化銫。組合物1B含有於pH 5之水中之5重量%之氧化鈰研磨劑(平均粒度為500 nm，純度大於或等於99.9% CeO₂ )及1000 ppm之聚乙烯吡咯啶酮(K90)。亦製備比較組合物(組合物1C)，其含有於未添加鹽或穩定劑之水中的5%之氧化鈰研磨劑。

使用該3種組合物在下列拋光條件下拋光4 cm×4 cm LCD級玻璃測試面板(鹼土金屬氧化物(MgO、CaO、SrO、BaO)－Al₂ O₃ －SiO₂ ；Corning EAGLE2000)：110 g/cm² (1.56 psi)之下壓力、100毫升/分鐘(mL/min)之研磨漿流速、85轉/分鐘(rpm)之載體速度及100 rpm之壓板速度。由各組合物所獲得之以微米/分鐘為單位(μm/min)之玻璃移除速率展示於圖1中。圖1中之結果指示，與使用組合物1C所獲得之移除速率相比，組合物1A提供玻璃移除速率之20%之改良。另外，與組合物1C相比，組合物1A與1B均提供改良之加工性質(亦即，傳送線及研磨漿儲槽中沈降較少)。在圖1中，左條形表示由對照組合物1C所獲得之移除速率，中間條形表示由組合物1B所獲得之移除速率，且右條形表示由組合物1A所獲得之移除速率。

實例2

此實例說明用根據本發明之拋光組合物拋光玻璃基板。製備拋光組合物2A，其含有存於pH 8.5之水中的10重量%之氧化鈰研磨劑(平均粒度為500 nm)及1000 ppm之DAXAD32(可獲自Hampshire Chemical Corp.,Lexington Massachusetts之聚甲基丙烯酸銨穩定劑)。亦製備對照組合物(組合物2B)，其含有存於pH 8.5之水中的10重量%之氧化鈰研磨劑。

使用組合物2A及2B在下列拋光條件下拋光4 cm×4 cm LCD級玻璃測試面板(Corning EAGLE2000)：110 g/cm² 之下壓力、100 mL/min之研磨漿流速、85 rpm之載體速度及100 rpm之壓板速度。將新鮮製備的各組合物使用於兩拋光試驗中。接著，收集(再循環)已用過之組合物2A之分散液，且將其使用於三個額外的拋光試驗中。亦以相同方式再循環先前所使用之對照組合物2B之分散液。各拋光試驗中由各組合物所獲得之玻璃移除速率展示於圖2中，其中"研磨漿1"為對照組(組合物2B)且"研磨漿2"為組合物2A。圖2中之結果表明，即使在拋光組合物重複使用3次後，與使用組合物2B所獲得之結果相比，組合物2A亦始終提供改良之移除速率。此表明與對照組相比，藉由穩定劑之存在顯著改良本發明之組合物中之氧化鈰粒子之分散穩定性，當使用再循環之研磨漿時，該分散穩定性又防止移除速率降低。

實例3

此實例說明用本發明之拋光組合物拋光玻璃基板，與習知之具有小於99.9% CeO₂ 之純度之以氧化鈰為主之拋光組合物作比較。此實例中所評估之組合物均具有8至9之pH值，且除利用1重量%之研磨劑之組合物3G及3H外，研磨劑濃度為10%。使用組合物在下列拋光條件下拋光4 cm×4 cm LCD級玻璃測試面板(Corning EAGLE2000)：110 g/cm² 之下壓力、100 mL/min之研磨漿流速、85 rpm之載體速度及100 rpm之壓板速度。結果展示於表1中。組合物3H、3I及3J為本發明之實例，而組合物3A至3G為比較實例。

^＊此材料在粒度分布中展示三個峰值。

表1中之資料展示，與對照組合物3A至3G相比，使用高度純氧化鈰之本發明之組合物3I及3J具有顯著較高之玻璃移除速率。類似地，與具有0.2 μm以下(例如，80 nm)之平均粒度之組合物3G(研磨劑濃度為1%)相比，研磨劑濃度亦為1%之本發明之組合物3H具有顯著較高的移除速率。

在獨立評估中，利用與組合物3I及3J相同之氧化鈰材料在不同研磨劑濃度及pH值下製備6種本發明之其他組合物(參見表2)。使用組合物3K至3P如以上對於組合物3A至3J所述拋光玻璃面板，與由pH值為5之相同氧化鈰材料(組合物3S及3T)所獲得之結果比較。(本發明之)組合物3O及3P分別包括10 ppm及5 ppm吡啶甲酸作為穩定劑。結果展示於表2中。

表2中之結果展示，pH 3.5及8.5下之本發明之組合物在5與10之氧化鈰濃度下均令人驚訝地優於pH 5下之使用0.5 μm氧化鈰之比較實例(3S及3T)。類似地，各具有於pH 3.5下1%氧化鈰濃度且包括添加之吡啶甲酸之本發明之組合物3O及3P均令人驚訝地優於亦包括於pH 3.5下1%氧化鈰但未添加吡啶甲酸之比較組合物3R。

圖1展示根據本發明之方法利用具有或未添加氯化銫之包含氧化鈰及PVP之拋光組合物藉由拋光玻璃面板所獲得的玻璃移除速率(RR以μm/min為單位)與使用僅含有氧化鈰之組合物所得到之結果相比的條形圖。

圖2展示根據本發明之方法利用包含氧化鈰及聚甲基丙烯酸酯之拋光組合物藉由拋光玻璃面板所獲得的玻璃移除速率(RR以μm/min為單位)與使用僅含有氧化鈰之組合物所獲得之結果相比的曲線圖。

(無元件符號說明)

Claims

一種玻璃拋光方法，其包含用水性玻璃拋光組合物研磨一玻璃基板之一表面歷時一段足以自該表面移除該玻璃之至少一部分之時間以及使用110 g/cm² 或更小之下壓力；其中該拋光組合物包含1至15重量%之懸浮於包含50至1500百萬分率(ppm)聚合穩定劑之水性載劑中的特徵為0.35 μm至0.9 μm範圍內之平均粒度之顆粒狀氧化鈰研磨劑。
如請求項1之方法，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚(乙烯磺酸)，其鹽及其部分中和形式。
如請求項1之方法，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚乙烯吡咯啶酮、聚(乙烯醇)、聚(2-乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠。
如請求項1之方法，其中拋光組合物進一步包含水溶性無機鹽。
如請求項4之方法，其中該水溶性無機鹽包含0.5至0.1重量%之銫鹽。
如請求項1之方法，其中該玻璃基板包含鹼土金屬氧化物-Al₂ O₃ -SiO₂ 玻璃，其中該鹼土金屬氧化物包含一或多種選自由MgO、CaO、SrO及BaO組成之群之氧化物。
一種玻璃拋光方法，其包含下列步驟：(a)在110 g/cm² 或更小之下壓力下使一玻璃基板之一表面與一拋光墊及水性玻璃拋光組合物接觸；及(b)使該拋光墊與該基板之間產生相對運動，同時維持該組合物之一部分與該墊與該基板之間的表面接觸歷時一段足以自該基板之表面研磨該玻璃之至少一部分之時間；其中該拋光組合物包含1至15重量%之懸浮於包含50至1500百萬分率(ppm)聚合穩定劑之水性載劑中的特徵為0.35 μm至0.9 μm範圍內之平均粒度之顆粒狀氧化鈰研磨劑。
如請求項7之方法，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚(乙烯磺酸)，其鹽及其部分中和形式。
如請求項7之方法，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚(乙烯醇)、聚(2-乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠。
如請求項7之方法，其中組合物進一步包含0.05至0.1重量%之水溶性無機鹽。
如請求項7之方法，其中該玻璃基板包含鹼土金屬氧化物-Al₂ O₃ -SiO₂ 玻璃，其中該鹼土金屬氧化物包含一或多種選自由MgO、CaO、SrO及BaO組成之群之氧化物。
一種用於拋光玻璃表面之拋光組合物，其包含1至15重量%之懸浮於包含50至1500 ppm聚合穩定劑之水性載劑中的特徵為0.35 μm至0.9 μm範圍內之平均粒度之顆粒狀氧化鈰研磨劑。
如請求項12之組合物，其進一步包含水溶性無機鹽。
如請求項13之組合物，其中該水溶性無機鹽包含絕鹽。
如請求項13之組合物，其中該水溶性無機鹽係以0.05至0.1重量%範圍內之量存在於該組合物中。
如請求項12之組合物，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚(乙烯磺酸)，其鹽及其部分中和形式。
如請求項12之組合物，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚乙烯吡咯啶酮、聚(乙烯醇)、聚(2-乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠。
一種兩部分製品，其包含一第一容器，其含有溶解於第一水性載劑中之聚合穩定劑，該第一容器與一第二容器封裝在一起，該第二容器含有懸浮於第二水性載劑中之顆粒狀氧化鈰研磨劑；其中該氧化鈰研磨劑之特徵在於0.35 μm至0.9 μm範圍內之平均粒度；且其中在將該第一容器中之內容物與該第二容器中之內容物混合後，形成用於拋光玻璃表面之拋光組合物，該拋光組合物包括1至15重量%之該氧化鈰研磨劑及50至1500 ppm之該聚合穩定劑。
如請求項18之製品，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚(乙烯磺酸)，其鹽及其部分中和形式。
如請求項18之製品，其中該聚合穩定劑包含至少一種選自由以下各物組成之群之聚合物：聚乙烯吡咯啶酮、聚(乙烯醇)、聚(2-乙基噁唑啉)、羥基乙基纖維素及黃原膠。
一種玻璃拋光組合物，其包含1至15重量%之懸浮於水性載劑中的特徵為至少0.2 μm之平均粒度及以重量計至少99.9% CeO₂ 之純度之顆粒狀氧化鈰研磨劑，該水性載劑之pH值比該氧化鈰研磨劑之等電點(IEP)高或低至少1單位。
如請求項21之組合物，其中該氧化鈰研磨劑具有0.2 μm至11 μm範圍內之平均粒度。
如請求項21之組合物，其中該pH值係在3至4之範圍內。
如請求項23之組合物，其進一步包含1至20 ppm之吡啶甲酸。
如請求項21之組合物，其中該pH值係在8至9之範圍內。
一種玻璃拋光方法，其包含用水性玻璃拋光組合物研磨一玻璃基板之一表面歷時一段足以自該表面移除該玻璃之至少一部分之時間以及使用110 g/cm² 或更小之下壓力；其中該拋光組合物包含1至15重量%之懸浮於水性載劑中的特徵為至少0.2 μm之平均粒度及以重量計至少99.9% CeO₂ 之純度之顆粒狀氧化鈰研磨劑，該水性載劑之pH值比該氧化鈰研磨劑之等電點(IEP)高或低至少1單位。
如請求項26之方法，其中該氧化鈰研磨劑具有0.2 μm至 11 μm範圍內之平均粒度。
如請求項26之方法，其中該pH值係在3至4之範圍內。
如請求項28之方法，其中該組合物進一步包含1至20 ppm之吡啶甲酸。
如請求項26之方法，其中該pH值係在8至9之範圍內。
如請求項26之方法，其中該玻璃基板包含鹼土金屬氧化物-Al₂ O₃ -SiO₂ 玻璃，其中該鹼土金屬氧化物包含一或多種選自由MgO、CaO、SrO及BaO組成之群之氧化物。
一種玻璃拋光方法，其包含下列步驟：(a)在110 g/cm² 或更小之下壓力下使一玻璃基板之一表面與一拋光墊及水性玻璃拋光組合物接觸；及(b)使該拋光墊與該基板之間產生相對運動，同時維持該組合物之一部分與該墊與該基板之間的表面接觸歷時一段足以自該基板之表面研磨該玻璃之至少一部分之時間；其中該拋光組合物包含1至15重量%懸浮於水性載劑中的特徵為至少0.2 μm之平均粒度及以重量計至少99.9% CeO₂ 之純度之顆粒狀氧化鈰研磨劑，該水性載劑之pH值比該氧化鈰研磨劑之等電點(IEP)高或低至少1單位。
如請求項32之方法，其中該氧化鈰研磨劑具有0.2 μm至11 μm範圍內之平均粒度。
如請求項32之方法，其中該pH值係在3至4之範圍內。
如請求項34之方法，其中該組合物進一步包含1至20 ppm之吡啶甲酸。
如請求項32之方法，其中該pH值係在8至9之範圍內。
如請求項32之方法，其中該玻璃基板包含鹼土金屬氧化物-Al₂ O₃ -SiO₂ 玻璃，其中該鹼土金屬氧化物包含一或多種選自由MgO、CaO、SrO及BaO組成之群之氧化物。