TWI518045B - 平板顯示器用玻璃基板 - Google Patents

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TWI518045B
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Description

平板顯示器用玻璃基板
本發明係關於一種平板顯示器用玻璃基板。本發明尤其關於一種低溫多晶矽薄膜電晶體(以下，記載為LTPS/TFT(Low-Temperature-Polycrystalline-Silicon Thin-Film-Transistor))平板顯示器用玻璃基板。又，本發明係關於一種透明氧化物半導體薄膜電晶體(以下，記載為TOS/TFT(Transparent Oxide-Semiconductor Thin-Film-Transistor))平板顯示器用玻璃基板。進而詳細而言，本發明係關於一種上述平板顯示器為液晶顯示器之平板顯示器用玻璃基板之製造方法。或者關於一種上述平板顯示器為有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示器之平板顯示器用玻璃基板之製造方法。
於LTPS/TFT平板顯示器製造步驟中，於玻璃基板表面形成LTPS/TFT，且於基板表面實施蝕刻處理而製造平板顯示器。於TOS/TFT平板顯示器製造步驟中，於玻璃基板表面形成TOS而製造平面顯示器。近年來，於可攜式顯示器之領域中，顯示器之輕量化、薄板化成為重要之課題。因此，例如於液晶顯示器之製造中，於貼合陣列彩色濾光片之後對玻璃基板表面進行蝕刻處理，使顯示器之玻璃基板薄板化。又，藉由進行薄板化而同時亦實現輕量化。
又，就可降低電力消耗等原因而言，搭載於行動裝置等之顯示器較理想為於TFT之製造中應用LTPS，但於 LTPS/TFT之製造中需要以400~600℃之相對較高之溫度進行熱處理。
另一方面，近年來對小型行動裝置之顯示器越來越要求有高精細化。因此，引起像素之間距偏差之問題的於顯示器面板製造時產生之玻璃基板之熱縮成為問題。
玻璃基板之熱縮率通常可藉由增高以玻璃之應變點或Tg(玻璃轉移點)為代表之低溫黏性區域中之特性溫度(以下，記載為低黏特性溫度)、或者降低平均熱膨脹係數而降低。又，玻璃基板之熱縮率亦可藉由降低Tg至Tg-100℃之溫度範圍內之冷卻速度而降低。
作為揭示著眼於熱縮率之玻璃基板之文獻，存在日本專利特開2004-315354號公報(專利文獻1)及日本專利特開2007-302550號公報(專利文獻2)。專利文獻1~2均揭示關於液晶顯示器用玻璃基板之發明。專利文獻1~2之全部記載尤其作為揭示而引用於此。
然而，專利文獻1記載之玻璃基板存在如下問題：失透溫度較高，難以於省略玻璃基板表面之研磨步驟等而可提高生產性之溢流下拉法等成形方法中使用。又，專利文獻2記載之玻璃基板係由於應變點不充分高，故而若欲降低熱縮率，則必需儘量減慢Tg至Tg-100℃之溫度範圍內之冷卻速度。因此，專利文獻2記載之玻璃基板存在難以一面保持生產性一面降低熱縮率之問題。
於顯示器之製造中要求提高生產性，且除要求提高玻璃基板本身之生產性以外，亦要求提高使顯示器之玻璃基板薄板化之步驟之生產性。使顯示器之玻璃基板薄板化之步驟的生產性較大依存於玻璃基板之蝕刻所花費之時間。因此，對使用有LTPS/TFT之平板顯示器玻璃基板要求兼顧由蝕刻速率之提高而產生之生產性之提高與熱縮率之降低。然而，關於上述專利文獻1及2記載之玻璃基板，並未考慮蝕刻速率之提高。
因此，本發明之目的在於提供一種包含兼顧生產性與熱縮率之降低之玻璃之平板顯示器用玻璃基板，尤其提供一種適於使用有LTPS/TFT之平板顯示器之平板顯示器用玻璃基板。進而，本發明之目的亦在於提供一種兼顧生產性與熱縮率之降低之亦適作TOS/TFT用之玻璃基板。
本發明者等人發現，藉由對玻璃組成進行研究而可提供一種包含兼顧生產性與熱縮率之降低之玻璃之平板顯示器用玻璃基板，尤其可提供一種適於使用有LTPS/TFT之平板顯示器之LTPS/TFT平板顯示器用玻璃基板，從而完成了本發明。進而亦發現，上述玻璃基板亦可用作TOS/TFT用，從而完成了本發明。
本發明係如下所述。
[1]一種平板顯示器用玻璃基板，其包含如下玻璃：以莫耳%表示，含有 55~80%之SiO2、3~20%之Al2O3、及3~15%之B2O3；SiO2-1/2Al2O3為70%以下，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下，應變點為665℃以上，失透溫度為未達1280℃；且自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為75 ppm以下；熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106。
[2]一種平板顯示器用玻璃基板，其包含如下玻璃：以莫耳%表示，含有55~80%之SiO2、3~20%之Al2O3、及3~15%之B2O3；SiO2-1/2Al2O3為70%以下，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過9.5且19.0以下，失透溫度為未達1280℃；且自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率 為60 ppm以下；熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106。
[3]一種玻璃基板，其係平板顯示器用玻璃基板，其包含如下玻璃：莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下，MgO+CaO+SrO+BaO為5 mol%以上且未達14 mol%，應變點為665℃以上，失透溫度為未達1280℃；且將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時的以玻璃之一表面之厚度減少量表示之蝕刻速率為50 μm/h以上，自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為75 ppm以下；熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106。
[4]如[1]至[3]中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板係於平板顯示器之製造中形成TFT後對玻璃基板表面進行蝕刻處理者，且上述蝕刻處理中之蝕刻量為50~650 μm之範圍。
[5]如[1]至[4]中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板係LTPS/TFT平板顯示器用、或者TOS/TFT平板顯示器用。
根據本發明，可提供一種兼顧生產性與熱縮率之降低之平板顯示器，尤其可提供一種適於使用有LTPS/TFT之平板顯示器之LTPS/TFT平板顯示器用玻璃基板及TOS/TFT平板顯示器用玻璃基板。
於本案說明書中，構成玻璃基板之玻璃之組成只要未特別說明，則以mol%表示，構成玻璃之成分之比係以莫耳比表示。又，玻璃基板之組成及物性只要未特別說明，則係指構成玻璃基板之玻璃之組成及物性，當僅記載為玻璃時，係指構成玻璃基板之玻璃。其中，玻璃基板之蝕刻速率及熱縮率對於在實施例中記載之特定條件下形成之玻璃基板，係指以實施例中記載之條件測定之值。又，於本案說明書中，所謂低黏特性溫度係指玻璃顯示107.6~1014.5 dPa．s之範圍之黏度之溫度，且於低黏特性溫度中包含應變點及Tg。因此，所謂增高低黏特性溫度亦指增高應變點及Tg，相反，所謂增高應變點及/或Tg係指增高低黏特性溫度。又，所謂熔融溫度係指玻璃顯示102.5 dpa．s之黏度之溫度，且係成為熔解性之指標之溫度。
本發明之玻璃基板適於用以製造在形成有TFT後例如於液晶顯示器之情形時於貼合陣列彩色濾光片後對玻璃基板 表面進行蝕刻處理的形成有LTPS/TFT之平板顯示器之玻璃基板。進而，本發明之玻璃基板亦適作TOS/TFT用之玻璃基板。以下，對LTPS/TFT用玻璃基板進行說明，但關於TOS/TFT用之玻璃基板亦相同。
於平板顯示器之製造中，於玻璃基板表面形成LTPS/TFT，例如於液晶顯示器之情形時進而貼合陣列彩色濾光片。於無需顯示器之輕量化、薄板化之平板顯示器之情形時，直接進行商品化，但於必需輕量化、薄板化之平板顯示器之情形時，於貼合陣列彩色濾光片後對未實施加工之側之玻璃基板表面進行蝕刻處理，使玻璃基板薄膜化。於本發明中，上述蝕刻處理中之蝕刻量(厚度)例如可設為50~650 μm之範圍。更具體而言，例如可進行如下操作，即，對0.4~0.7 mm之基板進行蝕刻處理而設為0.05~0.65 mm之範圍之厚度。本發明之玻璃基板適於此種在形成TFT後例如於液晶顯示器之情形時於貼合陣列彩色濾光片後對玻璃基板表面進行蝕刻處理之玻璃基板。
屬於本發明之玻璃基板之第1態樣之第1玻璃基板中，關於玻璃組成及物性係如下所述。
其包含如下玻璃：以莫耳%表示，含有55~80%之SiO2、3~20%之Al2O3、及3~15%之B2O3，SiO2-1/2Al2O3為70%以下，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下， 應變點為665℃以上，失透溫度為未達1280℃；且自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為75 ppm以下。
熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
屬於本發明之第1態樣之第2玻璃基板中，關於玻璃組成及物性係如下所述。
其包含如下玻璃：以莫耳%表示，含有55~80%之SiO2、3~20%之Al2O3、及3~15%之B2O3，SiO2-1/2Al2O3為70%以下，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過9.5且19.0以下，失透溫度為未達1280℃；且自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為60 ppm以下。
熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
又，屬於本發明之玻璃基板之第2態樣之第1玻璃基板中，關於玻璃組成及物性係如下所述。
其包含如下玻璃：莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下，MgO+CaO+SrO+BaO為5 mol%以上且未達14 mol%，應變點為665℃以上，失透溫度為未達1280℃；且將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時的以玻璃之一表面之厚度減少量表示之蝕刻速率為50 μm/h以上，自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為75 ppm以下。
熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
屬於本發明之第2態樣之第2玻璃基板中，關於玻璃組成及物性係如下所述。
其包含如下玻璃：含有5 mol%以上且未達14 mol%之MgO+CaO+SrO+BaO，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3超過9.5；且將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時的以玻璃之一表面之厚度減少量表示之蝕刻速率為50 μm/h以上，自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式 表示之熱縮率為60 ppm以下。
熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
又，用於製造在貼合陣列彩色濾光片後對玻璃基板表面進行蝕刻處理之形成有TFT之平板顯示器之玻璃基板、即屬於本發明之玻璃基板之第3態樣之第1玻璃基板中，關於玻璃組成及物性係如下所述。
其包含如下玻璃：含有5 mol%以上且未達14 mol%之MgO+CaO+SrO+BaO，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下，平均熱膨脹係數(100℃~300℃)未達38×10-7℃-1，應變點為665℃以上；且將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時的以玻璃之一表面之厚度減少量表示之蝕刻速率為50 μm/h以上。
屬於本發明之第3態樣之第2玻璃基板中，關於玻璃組成及物性係如下所述。
其包含如下玻璃：含有5 mol%以上且未達14 mol%之MgO+CaO+SrO+BaO，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過9.5且19.0以下，平均熱膨脹係數(100℃~300℃)未達38×10-7℃-1，Tg為720℃以上；且將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時的以玻璃之一表面之厚度減少量表示之蝕刻速率為50 μm/h以上。
本發明之玻璃基板係對第1態樣~第3態樣通用，包括含有SiO2、Al2O3及B2O3之玻璃。以下，於僅記載為本發明之玻璃基板之情形時，以第1態樣~第3態樣之玻璃基板作為對象。
於本發明之玻璃基板之第1態樣中，玻璃含有55~80 mol%之SiO2、3~20 mol%之Al2O3、3~15 mol%之B2O3。於本發明之玻璃基板之第2態樣及第3態樣中，玻璃亦較佳為含有55~80 mol%之SiO2、3~20 mol%之Al2O3、3~15 mol%之B2O3。
於本發明之玻璃基板中，玻璃之SiO2與2倍之Al2O3之合量即(SiO2+2×Al2O3)相對於B2O3之莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下之範圍，更佳為超過9.5~19.0之範圍。莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3成為低黏特性溫度之上升與耐失透性之指標。若(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為上述下限以下，則難以製造具有特定以下之熱縮率75 ppm、更佳為未達60 ppm的TFT用之玻璃基板。(SiO2+2×Al2O3)/B2O3較佳為超過9.5~17.0之範圍，進而較佳為10.0~15.5之範圍，進一步較佳為10.0~14.0之範圍。另一方面，除考慮充分降低失透溫度之外，若亦考慮獲得蝕刻速率充分快之玻璃基板，則莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3較佳為超過8.5~19.0，更佳為9~19，進而較佳為9~15，進一步較佳為9~14，再進 一步較佳為超過9.5~13。
於本發明之玻璃基板之第1態樣中，玻璃之MgO、CaO、SrO及BaO之合量即MgO+CaO+SrO+BaO=RO較佳為3~25 mol%，更佳為5 mol%~未達14 mol%。於本發明之玻璃基板之第2態樣及第3態樣中，玻璃之MgO+CaO+SrO+BaO=RO為5 mol%~未達14 mol%。RO係提高熔解性之成分。若RO含量過少，則熔解性變差。若RO含量過多，則低黏特性溫度降低，密度上升，楊氏模數降低。又，若RO含量過多，則亦有平均熱膨脹係數增大之傾向。就此種觀點而言，RO更佳為6~14 mol%之範圍，進而較佳為8~13 mol%之範圍，進一步較佳為9~12 mol%之範圍。
本發明之玻璃基板之第1態樣為了生產性良好地進行蝕刻，蝕刻速率較佳為50 μm/h以上，本發明之玻璃基板之第2態樣及第3態樣為了生產性良好地進行蝕刻，蝕刻速率為50 μm/h以上。另一方面，若蝕刻速率過高，則存在因面板製作步驟中之與化學試劑之反應而產生不良狀況之虞，故而本發明之玻璃基板之蝕刻速率較佳為160 μm/h以下。蝕刻速率較佳為60~140 μm/h，更佳為70~120 μm/h。於本發明中，上述蝕刻速率係定義為以如下條件測定者。
蝕刻速率(μm/h)係於將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時，以每單位時間(1小時)之玻璃基板之一表面之厚度減少量表示。
於本發明之玻璃基板之第1態樣中，藉由分別調整SiO2 與Al2O3之玻璃成分，而可製成具有上述蝕刻速率者。更詳細而言，藉由將自SiO2之含量中減去Al2O3之含量之1/2的差即SiO2-1/2Al2O3之值設為70 mol%以下，而可製成具有上述蝕刻速率者。再者，若為了提高蝕刻速率而過度減小SiO2-1/2Al2O3之值，則有失透溫度上升之傾向。又，亦存在無法充分提高應變點之情形，故而SiO2-1/2Al2O3之值為50 mol%以上。根據以上情形，SiO2-1/2Al2O3之值較佳為55~68 mol%，更佳為56~66 mol%，進而較佳為58~64 mol%，進一步較佳為58~62 mol%。
於本發明之玻璃基板之第1態樣及第2態樣中，玻璃之失透溫度為未達1280℃，較佳為1260℃以下，更佳為1250℃以下，進而較佳為1230℃以下。於本發明之玻璃基板之第3態樣中，玻璃之失透溫度較佳為未達1280℃，更佳為1260℃以下，進而較佳為1250℃以下，進一步較佳為1230℃以下。若失透溫度未達1280℃，則容易利用下拉法進行玻璃板之穩定之成形。藉由應用下拉法而可提高玻璃基板之表面品質。又，亦可降低生產成本。若失透溫度過高，則容易產生失透，而難以進行玻璃板之穩定之生產。尤其是難以進行利用下拉法之穩定之生產。另一方面，若考慮熱縮率或密度等平板顯示器用基板之特性，則構成玻璃基板之玻璃之失透溫度較佳為1050℃~未達1280℃，更佳為1110~1250℃，進而較佳為1150~1240℃，進一步較佳為1160~1230℃，更進一步較佳為1170~1220℃。
本發明之玻璃基板之第1態樣及第2態樣之熱縮率為75 ppm以下，更佳為65ppm以下，進而較佳為60ppm以下，較佳為55ppm以下，更佳為50ppm以下，進而較佳為48ppm以下，更進一步較佳為45ppm以下。本發明之玻璃基板之第3態樣之熱縮率較佳為75ppm以下，更佳為65ppm以下，進而較佳為60ppm以下，更佳為55ppm以下，進而較佳為50ppm以下，進一步較佳為48ppm以下，更進一步較佳為45ppm以下。若熱縮率(量)變大，則引起像素之較大之間距偏差而無法實現高精細之顯示器。為了將熱縮率(量)控制於特定範圍，較佳為將玻璃基板之應變點設為665℃以上，較佳為設為670℃以上。另一方面，若一併考慮玻璃基板之成形性，則玻璃基板之應變點較佳為665~750℃之範圍，更佳為680~750℃，更佳為680~730℃之範圍。
再者，若欲使熱縮率為0ppm，則必需儘量降低緩冷步驟(例如，Tg至Tg-100℃之溫度範圍)之冷卻速度，或者與下述冷卻步驟不同地設置熱縮降低處理步驟。具體而言，藉由在切斷玻璃帶之後設置再次進行緩冷之熱縮降低處理步驟，而可降低熱縮率(離線退火)。然而，若儘量降低緩冷步驟中之玻璃帶之冷卻速度或者與緩冷步驟不同地設置熱縮降低處理步驟，則導致生產性降低，成本上漲。若鑒於生產性及成本，則熱縮率較佳為5~75ppm，更佳為5~60ppm，進而較佳為8~55ppm，進一步較佳為8~50ppm，更進一步較佳為10~48ppm，進而進一步較佳為10~未達45ppm，再進一步較佳為15~43ppm。
再者，熱縮率係自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持 1小時，其後以10℃/分鐘降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示。
熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
繼而，關於構成本發明之玻璃基板之玻璃，就各成分之含有比例、組成比之限定理由進行說明。
SiO2係玻璃之骨架成分，因此為必需成分。若含量變少，則有耐酸性降低、應變點降低、平均熱膨脹係數增加且耐BHF(Buffered Hydrofluoric Acid，緩衝氫氟酸)降低之傾向。又，若SiO2含量過少，則難以使玻璃基板低密度化。另一方面，若SiO2含量過多，則有高溫度區域之黏性明顯變高而難以熔解之傾向。又，若SiO2含量過多，則亦有耐失透性降低之傾向。就此種觀點而言，SiO2之含量較佳為設為55~80 mol%之範圍，更佳為設為60~78 mol%之範圍。SiO2之含量更佳為62~75 mol%，進而較佳為63~72 mol%，進一步較佳為65~71 mol%，進而進一步較佳為65~70 mol%之範圍。
Al2O3係抑制分相而提高應變點之必需成分。若含量過少，則玻璃容易分相，應變點降低。進而，有楊氏模數亦降低且利用酸之蝕刻速率亦降低之傾向。若Al2O3含量過多，則玻璃之失透溫度上升，耐失透性降低，故而有成形性變差之傾向。就此種觀點而言，Al2O3之含量較佳為3~20 mol%之範圍。Al2O3之含量更佳為5~18 mol%，進而 較佳為5~15 mol%，進一步較佳為7~14 mol%，進而進一步較佳為10~14 mol%之範圍。
B2O3係降低玻璃之熔融溫度而改善熔解性之必需成分。若B2O3含量過少，則有熔解性降低、耐失透性降低、耐BHF降低且平均熱膨脹係數增大之傾向。又，若B2O3含量過少，則難以實現低密度化。另一方面，若B2O3含量過多，則應變點降低，耐酸性降低且楊氏模數降低。
又，藉由玻璃熔解時之B2O3之揮發，玻璃之不均質明顯而容易產生條紋。就此種觀點而言，B2O3含量較佳為3~15 mol%之範圍，更佳為3~9.5 mol%，進而較佳為3~未達8.9 mol%，進一步較佳為4~未達8.9 mol%，更進一步較佳為5~8.5 mol%，進而進一步較佳為6~8 mol%之範圍。另一方面，為了防止失透溫度之上升，B2O3之含量更佳為5~13 mol%，進而較佳為5~12 mol%，進而較佳為6~未達10 mol%(6%以上且未達10%)。
MgO係提高熔解性之成分。又，其係於鹼土金屬中難以增加密度之成分，故而若相對增加其含量，則容易實現低密度化。並非必需但藉由含有而可提高熔解性，故而可抑制碎片之產生。然而，若MgO之含量過多，則由於玻璃之失透溫度急遽上升故而成形性變差(耐失透性降低)。又，若MgO之含量過多，則有耐BHF降低、耐酸性降低之傾向。尤其是於欲降低失透溫度之情形時，較佳為實質上不含有MgO。就此種觀點而言，MgO含量較佳為0~15 mol%，更佳為0~10 mol%，進而較佳為0~5 mol%，進一步 較佳為0~未達2 mol%，更進一步較佳為0~1.5 mol%，進而進一步較佳為0~1 mol%，再進一步較佳為0~0.5 mol%，進而再進一步較佳為0~未達0.2 mol%，最佳為實質上不含有。
CaO係不會急遽提昇玻璃之失透溫度而提高玻璃之熔解性所有效之成分。又，其係於鹼土金屬中難以增加密度之成分，故而若相對增加其含量，則容易實現低密度化。若含量過少，則有產生由熔融溫度上升所引起之熔解性之降低及耐失透性之降低之傾向。另一方面，若CaO含量過多，則有平均熱膨脹係數增加之傾向。CaO含量較佳為0~20 mol%，更佳為3.6~16 mol%，進而較佳為4~16 mol%，進一步較佳為6~16 mol%，更進一步較佳為超過7~16 mol%，進而進一步較佳為8~15 mol%，再進一步較佳為9~13 mol%之範圍。
SrO係可降低耐失透性之成分。SrO並非必需，但若含有則耐失透性提高且熔解性提高。另一方面，若SrO含量過多，則密度上升。SrO含量較佳為0~10 mol%，更佳為0~2 mol%，進而較佳為0~1 mol%，進一步較佳為0~未達0.5 mol%，更進一步較佳為0~未達0.1 mol%之範圍。於欲降低玻璃之密度之情形時，較佳為實質上不含有SrO。
BaO係就環境負擔之問題而言，較佳為實質上不含有。又，平均熱膨脹係數亦增大。BaO含量較佳為0~10 mol%，更佳為0~未達5 mol%，進而較佳為0~未達1 mol%，進一步較佳為0~未達0.5 mol%，更進一步較佳為 0~未達0.1 mol%，進而進一步較佳為實質上不含有。
Li2O及Na2O係存在如下之虞之成分：自玻璃基板熔出而使TFT特性劣化，或者增大玻璃之平均熱膨脹係數而於顯示器製造之熱處理時使基板破損，或者較大地降低應變點而使耐熱性過度降低。Li2O及Na2O較佳為0~0.3 mol%，更佳為0~0.2 mol%，進而較佳為0~0.1 mol%，進一步較佳為實質上均不含有。
K2O係提高玻璃之鹼性度並發揮澄清性之成分。又，其係提高熔解性、降低比電阻之成分。雖並非必需，但若含有則澄清性提高，熔解性提高且比電阻降低。若K2O含量過多，則有自玻璃基板熔出而使TFT特性劣化之傾向。又，有平均熱膨脹係數亦增大之傾向。進而，其係存在較大地降低玻璃之應變點而使耐熱性過度降低之虞之成分。K2O含量較佳為0~0.8 mol%，更佳為0.01~0.5 mol%，進而較佳為0.1~0.3 mol%之範圍。
ZrO2及TiO2係提高玻璃之化學耐久性、提高應變點之成分。ZrO2及TiO2雖並非必需成分，但藉由含有而可實現應變點之上升及耐酸性提高。然而，若ZrO2含量及TiO2含量過多，則失透溫度明顯上升，故而存在耐失透性及成形性降低之情形。尤其是由於ZrO2之熔點較高而難以熔解，故而引起原料之一部分堆積於熔解爐之底部之問題。若該等未熔解之成分混入至玻璃生坯中，則作為內含物而引起玻璃之品質變差。又，TiO2係使玻璃著色之成分，故而於顯示器用基板中欠佳。根據以上原因，於本發明之玻璃基板 中，ZrO2及TiO2之含有率分別較佳為0~5 mol%，更佳為0~3 mol%，進而較佳為0~2 mol%，進而較佳為0~1 mol%。進而較佳為本發明之玻璃基板實質上不含有ZrO2及TiO2。
ZnO係提高耐BHF性或熔解性之成分。然而，並非必需。
若ZnO含量過多，則有失透溫度上升、應變點降低且密度上升之傾向。因此，ZnO含量較佳為0~5 mol%，更佳為0~3 mol%，進而較佳為0~2 mol%，進一步較佳為0~1 mol%之範圍。較佳為實質上不含有ZnO。
P2O5係降低熔融溫度而提高熔解性之成分。然而，並非必需。若P2O5含量過多，則藉由玻璃熔解時之P2O5之揮發，玻璃之不均質明顯而容易產生條紋。又，耐酸性明顯變差。又，容易產生乳白。P2O5含量較佳為0~3 mol%，更佳為0~1 mol%，進而較佳為0~0.5 mol%之範圍，尤佳為實質上不含有。
構成本發明之玻璃基板之玻璃可包含澄清劑。作為澄清劑，只要為對環境之負擔較小且玻璃之澄清性優異者則並無特別限制，例如可列舉選自Sn、Fe、Ce、Tb、Mo及W之金屬氧化物之群中之至少1種。作為澄清劑，較佳為SnO2。若澄清劑之含量過少，則氣泡品質變差。若澄清劑之含量過多，則存在導致失透或著色等之情形。澄清劑之含量亦取決於澄清劑之種類或玻璃之組成，但較為恰當的是例如設為0.05~0.5 mol%、較佳為0.05~0.3 mol%、更佳 為0.05~0.2 mol%之範圍。再者，於SnO2之情形時，例如較佳為設為0.01~0.2 mol%之範圍，更佳為0.03~0.15 mol%，進而較佳為0.05~0.12 mol%之範圍。
Fe2O3係除具有作為澄清劑之作用以外使玻璃之比電阻降低之成分。於熔融溫度較高而難以熔解之玻璃中，較佳為含有Fe2O3以降低玻璃之比電阻。然而，若Fe2O3含量過多，則玻璃著色，透過率降低。Fe2O3含量為0~0.1 mol%之範圍，較佳為0~0.05 mol%，更佳為0.001~0.05 mol%，進而較佳為0.005~0.05 mol%，進一步較佳為0.005~0.03 mol%，更進一步較佳為0.005~0.02 mol%之範圍。
構成本發明之玻璃基板之玻璃係就環境負擔之問題而言，實質上不含有As2O3。於本說明書中，所謂「實質上不含有」係指於玻璃原料中不使用成為該等成分之原料之物質，並不排除在其他成分之玻璃原料中以雜質之形式含有之成分之混入。構成本發明之玻璃基板之玻璃係就環境負擔之問題而言，Sb2O3較佳為0~0.5 mol%，更佳為0~0.1 mol%，最佳為實質上不含有。
構成本發明之玻璃基板之玻璃係就環境上之原因而言較佳為實質上不含有PbO及F。
若自SiO2之含量中減去Al2O3之含量之1/2的差(SiO2-Al2O3/2)之值過小，則雖提高蝕刻速率但耐失透性降低。若值過高，則蝕刻速率降低。就此種觀點而言，較佳為69 mol%以下，更佳為60~68 mol%，進而較佳為63~67 mol%。再者，於在顯示器製造中對玻璃基板進行細粒化 (slimming)之情形時，為了提高其生產性而要求有進一步提高蝕刻速率。於此種情形時，為了進一步提高蝕刻速率，(SiO2-Al2O3/2)較佳為69 mol%以下，更佳為50~68 mol%，進而較佳為55~65 mol%，進一步較佳為57~63 mol%，更進一步較佳為58~62 mol%。
若SiO2與Al2O3之合量即SiO2+Al2O3過少，則有應變點降低之傾向，若過多，則有耐失透性變差之傾向。因此，SiO2+Al2O3較佳為75 mol%以上，更佳為76~88 mol%，進而較佳為77~85 mol%，進一步較佳為78~82 mol%。
若B2O3與P2O5之合量即B2O3+P2O5過少，則有熔解性降低之傾向，若過多，則有B2O3+P2O5之玻璃之不均質明顯而容易產生條紋且應變點降低之傾向。因此，B2O3+P2O5較佳為3~15 mol%，更佳為3~9.5 mol%，進而較佳為4~9 mol%，進一步較佳為5~9 mol%，更進一步較佳為6~8 mol%。另一方面，為了防止失透溫度之上升，B2O3+P2O5更佳為5~13 mol%，進而較佳為5~12 mol%，進而較佳為6~未達10 mol%。
就一面防止應變點之降低一面提高熔解性之觀點而言，CaO相對於B2O3之莫耳比CaO/B2O3較佳為0.5以上，更佳為0.9以上，進而較佳為超過1.2，進一步較佳為超過1.2~5之範圍，再進一步較佳為超過1.2~3之範圍，更進一步較佳為1.3~2.5之範圍，最佳為1.3~2之範圍。另一方面，為了提高熔解性，較佳為0.5~5，更佳為0.9~3，進而較佳為超過1~2.5，進一步較佳為超過1~2，更進一步較佳為超過 1.1~2，進而進一步較佳為超過1.2~1.5。
莫耳比CaO/RO成為耐失透性及低溫黏性區域之溫度之指標。CaO/RO較佳為0.5~1，更佳為0.7~1，進而較佳為超過0.85~1，進一步較佳為0.88~1，更進一步較佳為0.9~1之範圍，進而進一步較佳為0.92~1，最佳為0.95~1。藉由設為該等範圍而可兼顧耐失透性之提高與熱縮之降低。進而，可實現低密度化。又，較含有複數種鹼土金屬，僅含有CaO者可提高應變點。進而，CaO亦存在原料價格便宜而容易獲取之優點。
SrO與BaO係可降低玻璃之失透溫度之成分。雖並非必需，但若含有則耐失透性提高且熔解性提高。然而，若含量過多，則密度上升。SrO與BaO之合量即SrO+BaO較佳為0~10 mol%。尤其是於要求有輕量化之情形時，就降低密度進行輕量化之觀點而言，較佳為0~未達3 mol%，更佳為0~2 mol%，進而較佳為0~1 mol%之範圍。於欲降低玻璃基板之密度之情形時，較佳為實質上不含有SrO與BaO。
若RO、ZnO及B2O3之合量即RO+ZnO+B2O3過少，則熔解性降低。另一方面，若過多則有應變點降低之傾向。因此，RO+ZnO+B2O3較佳為7~未達25 mol%，更佳為10~23 mol%，進而較佳為12~22 mol%，進一步較佳為14~21 mol%，更進一步較佳為16~20 mol%之範圍。另一方面，為了提高熔解性，RO+ZnO+B2O3進而較佳為12~25 mol%，進而較佳為14~25 mol%，進而較佳為17~23 mol%。
RO相對於SiO2與Al2O3之合量(SiO2+Al2O3)的莫耳比RO/(SiO2+Al2O3)成為應變點與熔解性之指標。就兼顧應變點之上升與熔解性、亦兼顧應變點之上升與玻璃熔融液之比電阻之降低之觀點而言，較佳為0.07~0.2之範圍，更佳為0.08~0.18，進而較佳為0.09~0.16，進一步較佳為0.11~0.15之範圍。
Li2O、Na2O及K2O之合量即R2O係提高玻璃之鹼性度、容易進行澄清劑之氧化而發揮澄清性之成分。又，其係提高熔解性且降低比電阻之成分。R2O並非必需，但若含有則玻璃熔融液之比電阻降低，澄清性提高且熔解性提高。然而，若R2O含量過多，則存在自玻璃基板熔出而使TFT特性劣化之虞。又，有平均熱膨脹係數增大之傾向。R2O較佳為0~0.8 mol%，更佳為0.01~0.5 mol%，進而較佳為0.05~0.4 mol%，進一步較佳為0.1~0.3 mol%。
K2O係與Li2O或Na2O相比分子量較大，故而難以自玻璃基板熔出。因此，於含有R2O之情形時，較佳為含有K2O。若Li2O及Na2O之比例較大，則自玻璃基板熔出而使TFT特性劣化之虞增強。莫耳比K2O/R2O較佳為0.5~1，更佳為0.6~1，進而較佳為0.7~1，進一步較佳為0.8~1，更進一步較佳為0.95~1之範圍。
構成本發明之玻璃基板之玻璃較佳為使用金屬氧化物作為澄清劑。為了提高上述金屬氧化物之澄清性，較佳為使玻璃為氧化性，但藉由使用還原性之原料(例如銨鹽、氯 化物)而上述金屬氣化物之澄清性降低。若使用上述還原性之原料則NH4 +或Cl殘留於玻璃中，就上述觀點而言，NH4 +之含量較佳為未達1×10-4 mol%，更佳為0×10-4 mol%~未達0.5×10-4 mol%，進而較佳為實質上不含有。又，構成本發明之玻璃基板之玻璃中，Cl之含量較佳為未達0.05 mol%，更佳為0~未達0.05 mol%，進而較佳為0~未達0.03 mol%，進一步較佳為0~未達0.005 mol%，再進一步較佳為實質上不含有。再者，上述NH4 +及Cl係期待澄清效果，藉由以銨鹽及氯化物(尤其是氯化銨)之形式於玻璃原料中使用而殘留於玻璃中之成分，但就環境上及設備腐蝕之原因而言，該等原料之使用亦欠佳。
於本發明中，規定應變點之玻璃基板之應變點為665℃以上。若玻璃基板之應變點較低，則於熱處理步驟(顯示器製造時)中熱縮變大。本發明之玻璃基板之應變點較佳為670℃以上，更佳為680℃以上，進而較佳為690℃以上，進一步較佳為695℃以上，更進一步較佳為700℃以上。玻璃基板之應變點可根據玻璃基板之組成適當選擇，關於可將應變點設為665℃以上之玻璃組成，於下文進行敍述。
本發明之玻璃基板之平均熱膨脹係數(100~300℃)例如為未達38×10-7℃-1，較佳為未達37×10-7℃-1，更佳為28×10-7℃-1~未達36×10-7℃-1，進而較佳為30×10-7℃-1~未達36×10-7℃-1，進一步較佳為31×10-7℃-1~未達35×10-7℃-1，更進一步較佳為32×10-7℃-1~未達35×10-7℃-1之範圍。若平均熱膨脹係數較大，則於熱處理步驟中，有熱衝擊或熱縮量增大之傾 向。另一方面，若平均熱膨脹係數較小，則存在如下情形：難以取得形成於玻璃基板上之金屬、有機系接著劑等周邊材料與熱膨脹係數之匹配，從而導致周邊構件剝離。又，於顯示器製造步驟中，反覆進行急加熱與驟冷，從而對玻璃基板施加之熱衝擊變大。進而，大型之玻璃基板係於熱處理步驟中，容易附帶溫度差(溫度分佈)，從而玻璃基板之破裂機率變高。藉由將平均熱膨脹係數設為上述範圍而可降低由熱膨脹差產生之熱應力，作為結果，於熱處理步驟中，玻璃基板之破裂機率降低。即，就針對寬度方向為2000-3500 mm、縱向為2000-3500 mm之玻璃基板降低玻璃基板之破裂機率之觀點而言，尤其有效的是將平均熱膨脹係數設為上述範圍。再者，就重視形成於玻璃基板上之金屬、有機系接著劑等周邊材料與平均熱膨脹係數之匹配之觀點而言，平均熱膨脹係數(100-300℃)較佳為未達40×10-7℃-1，更佳為28×10-7℃-1~未達40×10-7℃-1，進而較佳為30×10-7℃-1~未達39×10-7℃-1，進一步較佳為32×10-7℃-1~未達38×10-7℃-1，更進一步較佳為34×10-7℃-1~未達38×10-7℃-1。
就玻璃基板之輕量化及顯示器之輕量化之觀點而言，本發明之玻璃基板之密度例如為2.55 g/cm3以下，較佳為未達2.5 g/cm3，更佳為2.45 g/cm3以下，進而較佳為2.42 g/cm3以下。若密度變高，則玻璃基板之輕量化困難，亦不會實現顯示器之輕量化。
若玻璃之Tg變低，則有耐熱性降低之傾向。又，亦有於熱處理步驟中容易產生熱縮之傾向。本發明之玻璃基板之 Tg較佳為720℃以上，更佳為730℃以上，進而較佳為740℃以上，進一步較佳為750℃以上。為了將玻璃基板之Tg設為上述範圍，較為適當的是於本發明之玻璃基板之組成之範圍中增多提高Tg之例如SiO2及Al2O3等成分。
構成本發明之玻璃基板之玻璃的表示黏度(logη=2(=102 dPa．s))之溫度較佳為1750℃以下，更佳為1600~1750℃之範圍，進而較佳為1620~1730℃，進一步較佳為1650~1720℃之範圍。又，玻璃之熔解性可藉由熔融溫度(表示黏度logη=2.5(=102.5 dPa．s)之溫度)進行評價。本發明之玻璃之熔融溫度較佳為1680℃以下。藉由將熔融溫度設為1680℃以下，而可使構成本發明之玻璃基板之玻璃具有良好之熔解性。熔融溫度較低之玻璃之應變點容易變低。為了提高應變點而必需亦某種程度地提高熔融溫度。若熔解溫度較高，則對熔解槽之負荷變大。又，由於大量使用能源，故而成本亦變高。因此，熔融溫度較佳為1550~1650℃，更佳為1580~1640℃，更佳為1590~1630℃，進而較佳為1600~1620℃。為了將玻璃基板之熔融溫度設為上述範圍，較為適當的是於本發明之玻璃基板之組成之範圍中調整降低黏度之例如B2O3、RO等成分。
構成本發明之玻璃基板之玻璃的玻璃熔融液之比電阻(1550℃時)較佳為50~300 Ω．cm，更佳為50~250 Ω．cm，進而較佳為50~200 Ω．cm，進一步較佳為100~200 Ω．cm之範圍。若比電阻過小，則存在熔解所需之電流值過大而出現設備上之制約之情形。又，亦有電極之消耗變多之傾向。 若熔融玻璃之比電阻過大，則亦存在電流並非於玻璃中流動而是於形成熔解槽之耐熱磚中流動從而導致熔解槽熔損之情形。熔融玻璃之比電阻主要可藉由控制作為本發明之玻璃基板之必需成分的RO與Fe2O3含量而調整至上述範圍。
構成本發明之玻璃基板之玻璃之液相黏度(失透溫度下之黏度)較佳為30,000(≒104.48)dPa．s以上，更佳為40,000(≒104.6)dPa．s以上，進而較佳為50,000(≒104.8)dPa．s以上之範圍。藉由處於該等範圍內，而於成形時難以產生失透晶體，故而容易利用溢流下拉法成形玻璃基板。藉此，可提高玻璃基板之表面品質，並且可降低玻璃基板之生產成本。或者本發明之玻璃之液相黏度較佳為104.5~106.0 dpa．s，更佳為104.5~105.9 dPa．s，更佳為104.6~105.8 dPa．s，更佳為104.8~105.7 dPa．s，進而較佳為104.8~105.6 dPa．s，進而較佳為104.9~105.5 dPa．s之範圍。藉由處於該等範圍內，具有作為TFT平板顯示器用玻璃基板所必需之特性並且難以於成形時產生失透晶體，故而容易利用溢流下拉法成形玻璃基板。
於本發明之玻璃基板之組成之範圍中，藉由適當調整各成分之含量而可將玻璃基板之液相黏度設為上述範圍。
構成本發明之玻璃基板之玻璃之蝕刻速率為50~160 μm/h，較佳為60~140 μm/h，更佳為70~120 μm/h。若蝕刻速率變快則生產性提高。尤其是於在形成TFT或彩色濾光片之後進行玻璃板之蝕刻而實現輕量化之情形時，蝕刻速 率影響生產性。然而，若蝕刻速率過高則存在因面板製作步驟中之與化學試劑之反應而產生不良狀況之虞。為了提高玻璃之蝕刻速率，只要縮小SiO2-1/2Al2O3之值即可。另一方面，為了降低玻璃之蝕刻速率，只要增大SiO2-1/2Al2O3之值即可。
本發明之玻璃基板係於大小上並無特別限制。寬度方向例如為500~3500 mm，較佳為1000~3500 mm，更佳為2000~3500 mm。縱向例如為500~3500 mm，較佳為1000~3500 mm，更佳為2000~3500 mm。使用越大之玻璃基板，越提高液晶顯示器或有機EL顯示器之生產性。
本發明之玻璃基板之板厚例如可為0.1~1.1 mm之範圍。然而，並不意圖限定於該範圍。板厚例如亦可為0.1~0.7 mm、0.3~0.7 mm、0.3~0.5 mm之範圍。若玻璃板之厚度過薄，則玻璃基板本身之強度降低。例如，容易產生顯示器製造時之破損。若板厚過厚，則用以薄板化之蝕刻量增加，而導致生產性降低。
本發明之玻璃基板係用於如下者：在形成有TFT之後例如於貼合陣列彩色濾光片後對玻璃基板表面進行蝕刻處理的形成有TFT之平板顯示器之製造。尤其適於在表面形成有LTPS或TOS之平板顯示器用玻璃基板。具體而言，適於液晶顯示器用玻璃基板、有機EL顯示器用玻璃基板。尤其適於LTPS/TFT液晶顯示器用玻璃基板、LTPS/TFT有機EL顯示器用玻璃基板。進而，適於TOS/TFT液晶顯示器用玻璃基板、TOS/TFT有機EL顯示器用玻璃基板。其中，適於 要求有高精細之移動終端等之顯示器用玻璃基板。
<玻璃基板之製造方法>
本發明之玻璃基板之製造方法包括：熔解步驟，其例如使用直接通電加熱或氣體燃燒加熱將調合成特定組成之玻璃原料熔解；成形步驟，其將於上述熔解步驟中熔解之熔融玻璃成形為平板狀玻璃；及緩冷步驟，其緩冷上述平板狀玻璃。
[熔解步驟]
於熔解步驟中，例如使用直接通電加熱或氣體燃燒加熱將以成為特定組成之方式調合而成之玻璃原料熔解。玻璃原料可自公知之材料中適當選擇。
[成形步驟]
於成形步驟中，將於熔解步驟中熔解之熔融玻璃成形為平板狀玻璃。成形為平板狀玻璃之方法例如為下拉法，尤其是溢流下拉法較佳，且以平板狀玻璃之形式成形玻璃帶。此外，可應用浮式法、再曳引法、滾壓法等。藉由採用下拉法，而與使用浮式法等其他成形方法之情形相比，由於所獲得之玻璃基板之主表面為經熱成形之表面，故而具有極高之平滑性，由於無需成形後之玻璃基板表面之研磨步驟，故而可降低製造成本，進而亦可提高生產性。進而，由於使用下拉法成形之玻璃基板之兩主表面具有均勻之組成，故而於進行蝕刻處理時，可均勻地進行蝕刻。此外，藉由使用下拉法成形，而可獲得具有無微龜裂之表面狀態之玻璃基板，故而亦可提高玻璃基板本身之強度。
[緩冷步驟]
可藉由適當調整緩冷時之條件而控制玻璃基板之熱縮率。如上所述，玻璃基板之熱縮率為75 ppm，較佳為70 ppm以下，更佳為60 ppm以下。為了製造熱縮率為上述上限以下之玻璃基板，例如於使用下拉法之情形時，較理想為以花費20~200秒將作為平板狀玻璃之玻璃帶之溫度冷卻至Tg至Tg-100℃之溫度範圍內的方式進行緩冷。若未達20秒，則存在無法充分降低熱縮率之情形。另一方面，若超過200秒，則生產性降低，並且導致玻璃製造裝置(緩冷爐)大型化。或者較佳為以於Tg至Tg-100℃之溫度範圍內，將作為平板狀玻璃之玻璃帶之冷卻速度設為30~300℃/min之方式進行緩冷。若冷卻速度超過300℃/min，則存在無法充分降低熱縮率之情形。另一方面，若未達30℃/min，則生產性降低，並且導致玻璃製造裝置(緩冷爐)大型化。冷卻速度之較佳之範圍為30~300℃/min，更佳為50~200℃/min，進而較佳為60~120℃/min。再者，藉由於在緩冷步驟之下游切斷平板狀玻璃之後，另外以離線進行緩冷而亦可降低熱縮率，但於該情形時，除進行緩冷步驟之設備以外，需要另外以離線進行緩冷之設備。因此，如上所述，以可省略離線緩冷之方式、以可降低玻璃基板之熱縮率之方式進行玻璃帶之溫度控制者就生產性及成本之觀點而言亦較佳。
實施例
以下，基於實施例進一步詳細說明本發明。然而，本發 明並不限定於實施例。
實施例1~4
以成為表1所示之玻璃組成之方式，依據以下順序製作實施例1~4之玻璃。對於所獲得之玻璃及玻璃基板求出蝕刻速率、熱縮率、失透溫度、100~300℃之範圍中之平均熱膨脹係數、應變點、Tg、密度。
(玻璃之製作)
首先，以成為表1所示之玻璃組成之方式，使用通常之玻璃原料即二氧化矽、氧化鋁、氧化硼、碳酸鉀、鹼性碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、二氧化錫及三氧化二鐵，調合玻璃原料批料(以下稱為批料)。
於使用具備耐火磚製之熔解槽與鉑合金製之澄清槽(調整槽)的連續熔解裝置將上述調合而成之批料以1560~ 1640℃熔解，以1620~1670℃澄清並以1440~1530℃攪拌後，藉由溢流下拉法成形為厚度0.7 mm之薄板狀，於Tg至Tg-100℃之溫度範圍內，實施例1係以35℃/分鐘之平均冷卻速度、實施例2~4係以60℃/分鐘之平均冷卻速度進行緩冷，獲得液晶顯示器用(有機EL顯示器用)玻璃基板。
(蝕刻速率)
將玻璃基板切斷為約20 mm×約10 mm之大小，於洗淨後，將玻璃板之兩面浸漬於加入容器中之HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1 mol/kg，HCl濃度為5 mol/kg，溫度為40℃)中1小時。於水洗後，測定試驗前後之厚度並求出兩面之厚度減少量，將其1/2設為玻璃基板之一表面之厚度減少量，算出玻璃板之蝕刻速率。
(熱縮率)
熱縮率係使用自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後，以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之玻璃基板之收縮量，由如下式求出。
熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106
具體而言，例如使用下述方法求出熱縮量。
1.使用金剛石筆於玻璃板之兩端附近劃平行之分割線(scribe line)。
2.在相對於分割線呈垂直方向上將玻璃板切斷為一半，對 一玻璃板進行熱處理(上述係進行2次以550℃花費1小時之熱處理)。
3.將熱處理後之玻璃板與另一玻璃板對合，測定兩側之分割線之偏移量，依據上述式計算收縮率。
(失透溫度之測定方法)
將上述玻璃基板粉碎並通過2380 μm之篩，獲得殘留於1000 μm之篩上之玻璃粒。於將該玻璃粒浸漬於乙醇中並進行超音波洗淨之後，於恆溫槽中進行乾燥。於寬度12 mm、長度200 mm、深度10 mm之鉑舟上，以使上述玻璃粒25 g成為大致固定厚度之方式投入經乾燥之玻璃粒。於具有1080~1320℃之溫度梯度之電爐內保持該鉑舟5小時，其後，自爐中取出，以50倍之光學顯微鏡觀察產生於玻璃內部之失透。將觀察到失透之最高溫度設為失透溫度。
(100~300℃之範圍中之平均熱膨脹係數α及Tg之測定方法)
使用示差熱膨脹計(Thermo Plus2 TMA8310)，測定升溫過程中之溫度與試驗片之伸縮量。此時之升溫速度係設為5℃/min。基於上述溫度與試驗片之伸縮量之測定結果，測定100~300℃之溫度範圍中之平均熱膨脹係數及Tg。
(應變點)
使用彎樑測定裝置(東京工業股份有限公司製造)進行測定，根據彎樑法(ASTM C-598)並藉由計算而求出應變點。
(密度)
上述玻璃基板之密度係藉由阿基米德法而測定。
以上述方式獲得之玻璃基板係蝕刻速率為50μm/h以上而可迅速進行蝕刻處理者，係生產性優異之玻璃基板。進而以上述方式獲得之玻璃基板之熱縮率為75ppm以下。此外，膨脹係數未達38×10-7℃-1，且具有720℃以上之Tg、670℃以上之應變點、未達1280℃之失透溫度，熱縮率、平均熱膨脹係數、Tg、應變點及失透溫度亦滿足本發明之玻璃基板之條件。因此，本實施例中所獲得之玻璃基板可謂亦可用於應用有LTPS/TFT或TOS/TFT之顯示器的具備優異特性之玻璃基板。
進而實施例2~4中所獲得之玻璃基板之密度為2.5g/cm3以下，就玻璃基板之輕量化及顯示器之輕量化之觀點而言係尤佳之玻璃基板。
[產業上之可利用性]
本發明可用於顯示器用玻璃基板之製造領域中。尤其適於在玻璃基板表面形成LTPS/TFT之顯示器用玻璃基板。又，亦適於在玻璃基板表面形成TOS/TFT之顯示器用玻璃基板。

Claims (8)

  1. 一種顯示器用玻璃基板，其包含如下玻璃：以莫耳%表示，SiO2為55~80%、Al2O3為3~20%、B2O3為3~15%、RO為3~25%(但RO為MgO、CaO、SrO及BaO之含量)，SiO2-1/2Al2O3為70%以下，莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下，莫耳比CaO/RO為0.7~1，應變點為690℃以上，失透溫度為未達1280℃；且自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為75ppm以下；熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106。
  2. 一種顯示器用玻璃基板，其包含如下玻璃：以莫耳%表示，SiO2為55~80%、Al2O3為3~20%、B2O3為3~15%、RO為3~25%(但RO為MgO、CaO、SrO及BaO之含量)，SiO2-1/2Al2O3為70%以下， 莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過9.5且19.0以下，莫耳比CaO/RO為0.7~1，應變點為690℃以上，失透溫度為未達1280℃；且自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為60ppm以下；熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前之玻璃之長度}×106。
  3. 一種顯示器用玻璃基板，其包含如下玻璃：莫耳比(SiO2+2×Al2O3)/B2O3為超過8.5且19.0以下，RO(但RO為MgO、CaO、SrO及BaO之含量)為5mol%以上且未達14mol%，莫耳比CaO/RO為0.7~1，應變點為690℃以上，失透溫度為未達1280℃；且將玻璃基板浸漬於HF與HCl之混合蝕刻液(HF濃度為1mol/kg，HCl濃度為5mol/kg，溫度為40℃)中1小時之情形時的以玻璃之一表面之厚度減少量(μm)表示之蝕刻速率為50μm/h以上，自常溫起以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，其後以10℃/min降溫至常溫，再次以10℃/min升溫並以550℃保持1小時，以10℃/min降溫至常溫後之由下述式表示之熱縮率為75ppm以下；熱縮率(ppm)={熱處理前後之玻璃之收縮量/熱處理前 之玻璃之長度}×106。
  4. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃以莫耳%表示含有MgO為0%以上且未滿2%。
  5. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃以莫耳%表示含有CaO為4~16%。
  6. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃以莫耳%表示含有SrO+BaO為0%以上且未滿3%。
  7. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板係於顯示器之製造中形成薄膜電晶體後對玻璃基板表面進行蝕刻處理者，且上述蝕刻處理中之蝕刻量為50~650μm之範圍。
  8. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板係低溫多晶矽薄膜電晶體顯示器用、或者氧化物半導體薄膜電晶體顯示器用。
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