無(wú)堿玻璃基板及無(wú)堿玻璃基板的減薄方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)堿玻璃基板，其為通過(guò)氫氟酸(HF)蝕刻處理減薄了5μm以上的、板厚為0.4mm以下的無(wú)堿玻璃基板，其比模量為32MNm/kg以上，光彈性常數(shù)為31nm/MPa/cm以下，該基板的玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為710℃以上，50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)為30×10-7～43×10-7/℃，粘度達(dá)到102dPa·s時(shí)的溫度T2為1710℃以下，粘度達(dá)到104dPa·s時(shí)的溫度T4為1320℃以下，該玻璃的組成以基于氧化物的摩爾％計(jì)含有：SiO2 66～70、Al2O3 12～15、B2O3 0～1.5、MgO大于9.5且為13以下、CaO 4～9、SrO 0.5～4.5、BaO 0～1、ZrO2 0～2，MgO+CaO+SrO+BaO為17～21，MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)為0.40以上，MgO/(MgO+CaO)為0.40以上，MgO/(MgO+SrO)為0.60以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】無(wú)堿玻璃基板及無(wú)堿玻璃基板的減薄方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合作為各種顯示器用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、通過(guò)使用氫氟 酸（HF)的蝕刻處理進(jìn)行了減薄并且實(shí)質(zhì)上不含有堿金屬氧化物的無(wú)堿玻璃基板及無(wú)堿玻 璃基板的減薄方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，對(duì)于各種顯示器用玻璃基板、特別是在表面上形成金屬或氧化物薄膜等的 玻璃基板，要求以下所示的特性。
[0003] (1)含有堿金屬氧化物時(shí)，堿金屬離子會(huì)向薄膜中擴(kuò)散而使膜特性劣化，因此，要 實(shí)質(zhì)上不含有堿金屬離子。
[0004] (2)在薄膜形成工序中暴露于高溫時(shí)，為了將玻璃的變形和伴隨玻璃的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 化產(chǎn)生的收縮（熱收縮）抑制在最低限度，應(yīng)變點(diǎn)要高。
[0005] (3)對(duì)半導(dǎo)體形成中使用的各種化學(xué)品要具有充分的化學(xué)耐久性。特別是對(duì)用于 SiOx、SiNx的蝕刻的緩沖氫氟酸（BHF，氫氟酸與氟化銨的混合液）以及ITO的蝕刻中使用的 含有鹽酸的藥液、金屬電極的蝕刻中使用的各種酸（硝酸、硫酸等）、抗蝕劑剝離液的堿要 具有耐久性。
[0006] (4)內(nèi)部和表面要沒(méi)有缺陷（氣泡、波筋、夾雜物、凹坑、傷痕等）。
[0007] 在上述要求的基礎(chǔ)上，近年來(lái)還出現(xiàn)了如下所述的狀況。
[0008] (5)要求顯示器的輕量化，期望玻璃本身也是密度小的玻璃。
[0009] (6)要求顯示器的輕量化，期望玻璃基板減薄。
[0010] (7)除了迄今為止的非晶硅（a-Si)型液晶顯示器以外，還制作了熱處理溫度稍高 的多晶硅（P-Si)型液晶顯示器（a-Si :約350°C - p-Si :350?550°C )。
[0011] (8)為了加快制作液晶顯示器的熱處理的升溫和降溫速度而提高生產(chǎn)率或者提高 耐熱沖擊性，要求玻璃的平均熱膨脹系數(shù)小的玻璃。
[0012] 另一方面，干法蝕刻得到發(fā)展，對(duì)耐BHF性的要求減弱。為了使耐BHF性良好，迄 今為止的玻璃多使用含有6?10摩爾％的B 2O3的玻璃。但是，B2O3存在使應(yīng)變點(diǎn)降低的傾 向。作為不含B 2O3或B2O3含量少的無(wú)堿玻璃的例子，有如下所述的玻璃。
[0013] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了不含有B2O3的SiO2-Al 2O3-SrO玻璃，但熔化所需的溫度高，在 制造中產(chǎn)生困難。
[0014] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了不含有B2O3的SiO2-Al 2O3-SrO結(jié)晶玻璃，但熔化所需的溫度 商，在制造中廣生困難。
[0015] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了含有0?3重量％的B2O3的玻璃，但實(shí)施例的應(yīng)變點(diǎn)為690°C 以下。
[0016] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了含有0?5摩爾％的B2O3的玻璃，但50?300°C下的平均熱 膨脹系數(shù)超過(guò)50X10_ 7/°C。
[0017] 專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了含有0?5摩爾％的B2O3的玻璃，但熱膨脹大，密度也大。
[0018] 為了解決專(zhuān)利文獻(xiàn)1?5中記載的玻璃的問(wèn)題，提出了專(zhuān)利文獻(xiàn)6中記載的無(wú)堿 玻璃。專(zhuān)利文獻(xiàn)6中記載的無(wú)堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)高，能夠通過(guò)浮法成形，適合于顯示器用基 板、光掩模用基板等用途。
[0019] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0020] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0021] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)昭62-113735號(hào)公報(bào)
[0022] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)昭62-100450號(hào)公報(bào)
[0023] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平4-325435號(hào)公報(bào)
[0024] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平5-232458號(hào)公報(bào)
[0025] 專(zhuān)利文獻(xiàn)5 :美國(guó)專(zhuān)利第5326730號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0026] 專(zhuān)利文獻(xiàn)6 :日本特開(kāi)平10-45422號(hào)公報(bào)
[0027] 專(zhuān)利文獻(xiàn)7 :日本再公表專(zhuān)利2009-066624號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0028] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0029] 另一方面，在中小型的液晶顯示器（IXD)、有機(jī)EL顯示器（OELD)、特別是移動(dòng)電 話、數(shù)碼照相機(jī)、手機(jī)等便攜式顯示器的領(lǐng)域中，顯示器的輕量化、薄型化已成為重要的課 題。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)玻璃基板的減薄，廣泛采用如下工序：在陣列濾色片貼合工序后，對(duì)玻 璃基板表面實(shí)施蝕刻處理，使板厚變?。p?。?。例如，進(jìn)行如下工序：利用含有氫氟酸（HF) 的蝕刻液對(duì)板厚為0. 4mm?0. 7mm的玻璃基板的表面進(jìn)行蝕刻處理（以下，稱(chēng)為"氫氟酸蝕 刻處理"），制成板厚為0. Imm?0. 4mm的玻璃基板（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)7)。
[0030] 在通過(guò)氫氟酸蝕刻處理將玻璃基板減薄的情況下，要求：（1)氫氟酸蝕刻處理時(shí) 的蝕刻速度要大；以及（2)蝕刻處理后的玻璃基板要具有充分的強(qiáng)度。
[0031] 但是，雖然有固相結(jié)晶法作為高品質(zhì)的P-Si TFT的制造方法，但為了實(shí)施該方法， 要求進(jìn)一步提1?應(yīng)變點(diǎn)。
[0032] 另一方面，基于玻璃制造工藝、特別是熔化、成形中的要求，需要降低玻璃的粘性、 特別是玻璃粘度達(dá)到10 4dPa · s時(shí)的溫度T4。
[0033] 本發(fā)明的目的在于解決上述缺點(diǎn)，提供應(yīng)變點(diǎn)高、粘性低、特別是玻璃粘度達(dá)到 104dPa · s時(shí)的溫度T4低、氫氟酸蝕刻處理時(shí)的蝕刻速度大、氫氟酸蝕刻處理后的強(qiáng)度高、 即使薄也不易彎曲并且即使施加應(yīng)力也不易產(chǎn)生顏色不均等問(wèn)題的無(wú)堿玻璃基板及無(wú)堿 玻璃基板的減薄方法。
[0034] 用于解決問(wèn)題的手段
[0035] 本發(fā)明提供一種無(wú)堿玻璃基板（1)，其為通過(guò)氫氟酸（HF)蝕刻處理減薄了 5 μ m以 上的、板厚為〇. 4mm以下的無(wú)堿玻璃基板,所述無(wú)堿玻璃基板為下述無(wú)堿玻璃,減薄后的所 述無(wú)堿玻璃基板的比模量為32MNm/kg以上，光彈性常數(shù)為31nm/MPa/cm以下，
[0036] 所述無(wú)堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為710°C以上，玻璃粘度達(dá)到102dPa · s時(shí)的溫度T2為 17KTC以下，玻璃粘度達(dá)到104dPa · s時(shí)的溫度T4為1320°C以下，以基于氧化物的摩爾％ 計(jì)含有：
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)堿玻璃基板，其為通過(guò)氫氟酸（HF)蝕刻處理減薄了 5 iim以上的、板厚為 0. 4mm以下的無(wú)堿玻璃基板，所述無(wú)堿玻璃基板為下述無(wú)堿玻璃，減薄后的所述無(wú)堿玻璃基 板的比模量為32MNm/kg以上，光彈性常數(shù)為31nm/MPa/cm以下， 所述無(wú)堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為710°C以上，玻璃粘度達(dá)到102dPa ? s時(shí)的溫度T2為1710°C 以下，玻璃粘度達(dá)到104dPa ? s時(shí)的溫度T4為1320°C以下，以基于氧化物的摩爾％計(jì)含有：
MgO+CaO+SrO+BaO 為 17 ?21， Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)為 0? 40 以上， MgCV(MgCHCaO)為 0? 40 以上， MgCV(MgCHSrO)為 0? 60 以上。
2. -種無(wú)堿玻璃基板,其為通過(guò)氫氟酸（HF)蝕刻處理減薄了 5 iim以上的、板厚為 0. 4mm以下的無(wú)堿玻璃基板，所述無(wú)堿玻璃基板為下述無(wú)堿玻璃，減薄后的所述無(wú)堿玻璃基 板的比模量為32MNm/kg以上，光彈性常數(shù)為31nm/MPa/cm以下， 所述無(wú)堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為710°C以上，玻璃粘度達(dá)到102dPa ? s時(shí)的溫度T2為1710°C 以下，玻璃粘度達(dá)到104dPa ? s時(shí)的溫度T4為1320°C以下，以基于氧化物的摩爾％計(jì)含有：
MgO+CaO+SrO+BaO 大于 18. 2 且為 21 以下， Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0? 25 以上， MgCV(MgCHCaO)為 0? 3 以上， MgCV(MgCHSrO)為 0? 60 以上， Al2O3X (Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0))為 5. 5 以上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)堿玻璃基板，其中，50?350°C下的平均熱膨脹系數(shù)為 30XKT7 ?43XKT7/。。。
4. 如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的無(wú)堿玻璃基板，其中，所述無(wú)堿玻璃基板通過(guò)使 用直徑為30mm、R為2. 5mm的環(huán)和直徑為IOmm的球的球環(huán)（BOR)法測(cè)定的平均斷裂載荷以 0. 4mm的板厚換算為300N以上。
5. -種無(wú)堿玻璃基板的減薄方法，其中， 所述無(wú)堿玻璃基板為下述無(wú)堿玻璃，在將所述無(wú)堿玻璃基板的至少一個(gè)主面浸漬到含 有氫氟酸（HF)的蝕刻液（25°C、5% HF水溶液）中時(shí)的單位面積和單位時(shí)間的溶出量達(dá)到 0. 17 (mg/cm2)/分鐘以上的條件下，將所述無(wú)堿玻璃基板減薄5 ii m以上， 所述無(wú)堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為710°C以上，玻璃粘度達(dá)到102dPa ? s時(shí)的溫度T2為1710°C 以下，玻璃粘度達(dá)到104dPa ? s時(shí)的溫度T4為1320°C以下，以基于氧化物的摩爾％計(jì)含有：
MgO+CaO+SrO+BaO 為 17 ?21， Mg(V(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0? 40 以上， MgCV(MgCHCaO)為 0? 40 以上， MgCV(MgCHSrO)為 0? 60 以上。
6. -種無(wú)堿玻璃基板的減薄方法，其中， 所述無(wú)堿玻璃基板為下述無(wú)堿玻璃，在將所述無(wú)堿玻璃基板的至少一個(gè)主面浸漬到含 有氫氟酸（HF)的蝕刻液（25°C、5% HF水溶液）中時(shí)的單位面積和單位時(shí)間的溶出量達(dá)到 0. 17 (mg/cm2)/分鐘以上的條件下，將所述無(wú)堿玻璃基板減薄5 ii m以上， 所述無(wú)堿玻璃的應(yīng)變點(diǎn)為710°C以上，玻璃粘度達(dá)到102dPa ? s時(shí)的溫度T2為1710°C 以下，玻璃粘度達(dá)到104dPa ? s時(shí)的溫度T4為1320°C以下，以基于氧化物的摩爾％計(jì)含有： SiO： 66-70, AI2O3 12?15、 B2O, 0--1.5、 MgO 5?15、 CaO 4-11、 SrO 0.5-4.5、 BaO 0~1、 Z rO ^ 0~2， MgO+CaO+SrO+BaO 大于 18. 2 且為 21 以下， Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO)為 0? 25 以上， MgCV(MgCHCaO)為 0? 3 以上， MgCV(MgCHSrO)為 0? 60 以上， Al2O3X (Mg(V(MgO+CaO+SrO+BaO))為 5. 5 以上。
【文檔編號(hào)】C03C15/00GK104334507SQ201380028321
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】德永博文, 辻村知之, 西澤學(xué), 小池章夫 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社