[发明专利]平板玻璃的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合作为各种显示器用基板玻璃和光掩模用基板玻璃的、包含无碱玻璃的平板玻璃的制造方法。

以下，本说明书中，在提及“无碱”的情况下，是指碱金属氧化物(Li₂O、Na₂O、K₂O)的含量为2000摩尔ppm以下。

背景技术

以往，对于各种显示器用基板玻璃、特别是在表面上形成有金属或氧化物薄膜等的基板玻璃而言，要求以下所示的特性。

(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，碱金属氧化物的含量要极低，具体而言，碱金属氧化物的含量要为2000摩尔ppm以下。

(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。

(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)、抗蚀剂剥离液的碱等要具有耐久性。

(4)内部和表面要没有缺陷(气泡、波筋、夹杂物、凹坑、伤痕等)。

在上述要求的基础上，近年来处于如下所述的情况。

(5)要求显示器的轻量化，期望玻璃本身也是密度小的玻璃。

(6)要求显示器的轻量化，期望基板玻璃的薄板化。

(7)除了迄今为止的非晶硅(a-Si)型液晶显示器以外，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℃→p-Si：350～550℃)。

(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。

另一方面，干法蚀刻得到发展，对耐BHF性的要求减弱(BHF：缓冲氢氟酸、氢氟酸与氟化铵的混合液)。对于到目前为止的玻璃而言，为了使耐BHF性良好，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。

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。

专利文献2中公开了不含有B₂O₃的SiO₂-Al₂O₃-SrO结晶化玻璃，但熔化所需的温度高，在制造中产生困难。

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℃以下。

专利文献4中公开了含有0～5摩尔％的B₂O₃的玻璃，但50～300℃下的平均热膨胀系数超过50×10^-7/℃。

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。

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，能够通过浮法成形，适合于显示器用基板、光掩模用基板等用途。

但是，虽然有固相结晶法作为高品质的p-Si TFT的制造方法，但为了实施该方法，要求进一步提高应变点。

另一方面，基于玻璃制造工艺、特别是熔化、成形中的要求，要求降低玻璃的粘性、特别是玻璃粘度达到10⁴dPa·s时的温度T₄。

另外已知，为了防止成形为板状后的玻璃带的划伤，在退火炉内对成形后的玻璃带喷吹二氧化硫(SO₂)气体，在玻璃带的下表面上形成包含硫酸盐的用于防止缺陷的保护层(参考专利文献7)。

但是，在无碱玻璃的情况下，难以在玻璃带上有效地形成用于防止缺陷的保护层，虽然进行了设备方面的研究，但有时存在设备构成上的制约等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-113735号公报