(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板用のガラス研磨組成物であって、
前記ガラス基板は、アルカリ土類酸化物−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラスを含み、
前記ガラスにおいて、前記アルカリ土類酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選択される１種もしくは２種以上の酸化物を含み、
前記ガラス研磨組成物は、少なくとも０．２μｍの平均粒径および重量基準で少なくとも９９．９％のＣｅＯ2純度によって特徴づけられ、当該酸化セリウム研磨材の等電点（ＩＥＰ）よりも少なくとも１単位高いかまたは低いｐＨのところで、水性キャリアの中に懸濁された、１〜１５重量パーセントの微粒子状酸化セリウム研磨材を含み、前記ｐＨが、３〜４の範囲内である、ガラス研磨組成物。
【請求項２】
前記酸化セリウム研磨材が、０．２〜１１μｍの範囲内の平均粒径を有する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
１〜２０ｐｐｍのピコリン酸をさらに含む請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
ガラス基板の表面から該ガラスの少なくとも一部を除去するために十分な時間、水性ガラス研磨組成物で前記ガラス基板の表面を削る工程を含み、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および有機発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルにおける使用に好適な光学的性質を有する仕上げを付与するガラス研磨方法であって、
前記ガラス基板は、アルカリ土類酸化物−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラスを含み、
前記ガラスにおいて、前記アルカリ土類酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選択される１種もしくは２種以上の酸化物を含み、
前記研磨組成物は、少なくとも０．２μｍの平均粒径および重量基準で少なくとも９９．９％のＣｅＯ2純度によって特徴づけられ、当該酸化セリウム研磨材の等電点（ＩＥＰ）よりも少なくとも１単位高いかまたは低いｐＨのところで水性キャリアの中に懸濁された、微粒子状酸化セリウム研磨材を１〜１５重量パーセント含み、前記ｐＨが、３〜４の範囲内である、ガラス研磨方法。
【請求項５】
（ａ）ガラス基板の表面を、研磨パッドおよび水性ガラス研磨組成物に、１１０ｇ／ｃｍ2以下の下方向力で接触させる工程と、
（ｂ）前記基板の表面から前記ガラスの少なくとも一部を削るのに十分な時間、前記パッドおよび前記基板の間で、前記表面と接触させて前記組成物の一部を維持しながら前記研磨パッドおよび前記基板の間の相対的な動きを起こさせる工程とを含み、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および有機発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルにおける使用に好適な光学的性質を有する仕上げを付与するガラス研磨方法であって、
前記ガラス基板は、アルカリ土類酸化物−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラスを含み、
前記ガラスにおいて、前記アルカリ土類酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選択される１種もしくは２種以上の酸化物を含み、
前記研磨組成物は、少なくとも０．２μｍの平均粒径および重量基準で少なくとも９９．９％のＣｅＯ2純度によって特徴づけられ、当該酸化セリウム研磨材の等電点（ＩＥＰ）よりも少なくとも１単位高いかまたは低いｐＨのところで、水性キャリアの中に懸濁された、微粒子状酸化セリウム研磨材を１〜１５重量パーセント含み、前記ｐＨが、３〜４の範囲内である、ガラス研磨方法。
【請求項６】
前記酸化セリウム研磨材が、０．２〜１１μｍの範囲内の平均粒径を有する請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記組成物が、１〜２０ｐｐｍのピコリン酸をさらに含む請求項４または５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００６年１０月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／８５２４５１号および２００７年５月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／９３０３９９号の利益を主張するものであり、それらは引用することにより本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ガラス基板を研磨するための組成物および方法に関する。とくに、本発明は、ガラス表面を研磨するための酸化セリウム研磨組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）平面パネル装置は、一般的に、ＬＣＤまたはＯＬＥＤセル構造の外側ディスプレイ表面の一面にわたり薄いガラスパネルを有する。パネルの重さを最小にし、より優れた光学特性を提供するために、このパネルは、薄く、かつ非常に均一であることが望ましい。ＯＬＥＤおよびＬＣＤグレードガラスは、ニューヨーク州コーニングにあるコーニング・インコーポレイテドから入手できるＥＡＧＬＥ２０００（登録商標）ガラス、ＥＡＧＬＥ  ＸＬガラス、１７３７ガラス等のような、ソーダ石灰ガラスおよびアルカリ土類金属酸化物−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2ガラスを含む。好ましくは、ガラスのアルカリ土類金属酸化物成分は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選択された１種または２種以上の酸化物を含む。
【０００４】
通常のガラスパネル研磨システムは、一般的に、物質のバルクを除去するための最初のラッピングまたはエッチングの工程（バルク除去工程）、水と混合され、そして固定研磨用パッドまたはテープと組み合わせて使用される酸化セリウムの比較的大きな粒子（たとえば、約２ミクロンまたはそれよりも大きい平均粒径）を含む研磨組成物を使用した、後に続くバフ加工または研磨の工程を含む２工程処理を利用する。バフ加工または研磨の工程は、バルク除去工程によって起こされたダメージ（たとえば、ピット、かき傷等）を除去するために主に使用される。この通常の研磨システムは、前述のシステムで得られる比較的低いガラスの除去速度、たとえば、約５００ナノメータ／分（ｎｍ／ｍｉｎ；０．５μｍ／分）未満の除去速度のために、平面パネルディスプレイためのガラス表面の研磨にとって全く十分ではない。これらの低い除去速度は、バルク除去工程によって生じたピットおよびかき傷をタイミングよく効果的に除去することができない。また、比較的大きな酸化セリウム粒子は、ガラスの表面上に巨視的なかき傷およびピットを形成する傾向がある。表面のかき傷およびピットはパネルの光学的性質を悪くする。さらに、大きな酸化セリウム粒子は、移送ラインおよびスラリ容器の中の水から沈降する傾向があり、製造の困難性を引き起こす。
【０００５】
多くの従来の研磨技法では、基板キャリアまたは研磨ヘッドは、キャリアアセンブリに搭載され、そして、研磨装置の研磨パッドに接触するように配置される。キャリアアセンブリは、制御可能な圧力（下方向力）を基板に提供し、基板を研磨パッドに押しつける。パッドは、外部の駆動力によって基板と相対的に動かされる。パッドおよび基板の相対的な動きは、基板の表面から物質の一部を取り除くために基板の表面を削るのに役立ち、それにより表面を研磨する。研磨は、一般的に、研磨組成物の化学的活性および／または研磨組成物の中で懸濁されている研磨材の機械的活性によってさらに促進される。一般的なガラス研磨システムでは、以上述べたように、約１１０グラム／平方センチメートル（ｇ／ｃｍ2；約１．５６ポンド／平方インチ，ｐｓｉ）よりも大きな比較的高い下方向力が、実用的な除去速度を得るために使用されなくてはならない。そのような高い下方向力は、ＬＣＤおよびＯＬＥＤ装置で使用される比較的薄いガラスパネルの破損率を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガラス、とくにＯＬＥＤおよびＬＣＤグレードガラスパネルを研磨し、約１１０ｇ／ｃｍ2以下の下方向力で使用し、そして従来の酸化セリウム研磨スラリに比べて改良されたスラリの取り扱い特性を有することが可能である研磨組成物を開発する、継続的なニーズがある。より低い下方向力は、従来の研磨方法に比べて、研磨中のガラスの破損量を減らす。また、一般に使用されている大きな粒子の酸化セリウムのバフ加工システム（すなわち、５００ｎｍ／分よりもおおきな除去速度）に比べて改良されたガラスの除去速度を提供する研磨スラリの必要性が存在する。本発明は、そのような組成物を提供する。本発明のこれらおよび別の有利な点、ならびに追加の発明の特徴は、本明細書に提供された本発明の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、本発明は、ガラス研磨組成物およびガラス、とくにＯＬＥＤおよびＬＣＤグレードガラスパネルを、約１１０ｇ／ｃｍ2以下の下方向力を使用して研磨するのに好適な方法を提供する。本発明の好ましい水性ガラス研磨組成物は、安定剤および任意選択的に水溶性無機塩（たとえば、セシウムハロゲン化物）を含有した水性キャリアの中で懸濁された微粒子状酸化セリウム研磨材を含む。好ましい態様では、本発明の組成物は、約３５０ｎｍ〜約９００ｎｍ（０．３５μｍ〜０．９μｍ）の範囲内の平均粒径を有し、重合体安定剤の助けによって水性キャリアの中に懸濁された、微粒子状酸化セリウム研磨材を含む。好ましくは、安定剤は、ポリアクリレート（たとえば、ポリアクリル酸）、ポリメタクリレート（たとえば、ポリメタクリル酸）およびポリ（ビニルスルホネート）（たとえば、ポリ（ビニルスルホン酸））からなる群から選択された少なくとも１種の酸性重合体を含み、酸形態、塩形態（たとえば、アルカリ金属塩）または部分的に中和された形態で、研磨組成物中に存在することができる。別の態様では、組成物は、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（２−エチルオキサゾリン）、ヒドロキシエチルセルロースおよびキサンタンガムからなる群から選択された少なくとも１つの、極性、非イオンまたは陰イオン重合体を含む。好ましくは、酸化セリウム研磨材は、重量基準で少なくとも約９９．９％ＣｅＯ2を含む。
【０００８】
別の態様では、本発明のガラス研磨組成物は、重量基準で少なくとも約９９．９％のＣｅＯ2純度を有し、水性キャリアの中で懸濁されている、約１〜約１５重量パーセントの微粒子状酸化セリウム研磨材を含む。酸化セリウム研磨材は、少なくとも約０．２μｍ、好ましくは約０．２〜約１１μｍの範囲内の平均粒径を有し、そして当該酸化セリウム研磨材の等電点（ＩＥＰ）よりも少なくとも約１単位高いかまたは低いｐＨを有する。一般的に、酸化セリウムのＩＥＰは、約６〜約７の範囲内のｐＨ値である。１つの好ましい態様では、本発明の組成物は、約３〜約４の範囲内のｐＨを有し、そして、１００万部に対して約１部〜約２０部（ｐｐｍ；好ましくは約５〜１０ｐｐｍ）のピコリン酸（すなわち、ピリジン−２−カルボン酸）を安定剤として任意選択的に含むことができる。ピコリン酸の存在は、約１重量％濃度で研磨材を使用するとき、とくに好ましい。別の好ましい態様では、本発明の組成物は、約８〜約９の範囲内のｐＨを有する。
【０００９】
本発明の組成物および方法は、ガラス、とくに、ソーダ石灰ガラスパネルおよびアルカリ土類金属酸化物−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2ガラスパネルのようなＯＬＥＤおよびＬＣＤグレードのガラスパネルの研磨に使用するとき、約５００ｎｍ／分よりも高い比較的高いガラス除去速度を提供する。本発明の組成物および方法は、望ましいことに、大規模な用途に容易に適用できる。本発明の安定化されたガラス研磨組成物の１つの有利な点は、改善された取り扱い特性（すなわち、移送ラインおよびスラリ貯蔵タンクの中の酸化セリウム粒子のより少ない沈降）、および改善された再利用性である。
【００１０】
好ましい方法の態様は、基板の表面を、研磨パッドおよび本発明の水性ガラス研磨組成物に接触させ、そして、ガラスの少なくとも一部を表面から削るのに十分な時間、パッドおよび基板の間で、表面に接触している組成物の少なくとも一部分を維持しながら、研磨パッドおよび基板の間の相対的な動きを起こさせる工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、添加された塩化セシウムとともに、またはなしで、酸化セリウムおよびＰＶＰを含む研磨組成物を使用する本発明の方法にしたがってガラスパネルを研磨することによって得られたガラスの除去速度（ＲＲ（μｍ／分））の棒グラフを、酸化セリウムのみからなる組成物を使用して達成される結果と比較して示す。
【図２】図２は、酸化セリウムおよびポリメタクリレートを含む研磨組成物を使用する本発明の方法にしたがってガラスパネルを研磨することによって得られたガラスの除去速度（ＲＲ（μｍ／分））のグラフを、酸化セリウムのみからなる組成物を使用して得られる結果と比較して示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、ＬＣＤおよびＯＬＥＤディスプレイに使用されるガラスパネルを、とくに約１１０ｇ／ｃｍ2以下の下方向力で研磨するのに好適なガラス研磨組成物および方法を提供する。第１の態様では、ガラス研磨組成物は、水性キャリアの中で重合体安定剤の助けによって懸濁された酸化セリウム粒子を含む。ある好ましい態様では、組成物は、さらに、水溶性無機塩を含む。
【００１３】
重合体安定剤は、酸化セリウム粒子の安定な懸濁物を提供する物質であればどのような物質でもよい。限定されない好適な安定剤の例は、酸性重合体（たとえば、アクリル酸重合体、メタクリル酸重合体およびビニルスルホン酸重合体）、極性、非イオン性重合体（たとえば、ビニルピロリドン重合体、ビニルアルコール重合体、２−エチルオキサゾリン重合体、ヒドロキシアルキルセルロース）および陰イオン性多糖類（キサンタンガム）を含む。１つの好ましい態様では、安定剤は、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸およびポリ（ビニルスルホン酸）からなる群から選択された少なくとも１つの重合体を含み、それは、酸、塩または部分的に中和された形態となることができる。別の好ましい態様では、安定剤は、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（２−エチルオキサゾリン）、ヒドロキシエチルセルロースおよびキサンタンガムからなる群から選択された少なくとも１つの重合体を含む。
【００１４】
便宜上、「アクリレート」、「ポリアクリレート」、「メタクリレート」、「ポリメタクリレート」、「スルホネート」および「ポリ（ビニルスルホネート）」の用語は、それらの酸形態、塩形態および部分的に中和された形態を示す。好ましくは、安定剤は、組成物の中に、活性ベースで、１００万部に対して約５０部〜約１５００部（ｐｐｍ）、より好ましくは約１００〜約１０００ｐｐｍの範囲内の量で存在する。
【００１５】
ポリアクリレート、ポリメタクリレート、および／またはポリビニルスルホネートは、安定剤として本発明の方法で使用されるとき、当該安定剤は、約３０００〜約４００００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）の範囲内の分子量を好ましくは有する。特別に断らない限り、安定剤の分子量は、固有粘度および／またはゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）のような溶液特性技法によって決定された重量平均分子量（ＭW）である。ＰＶＰが安定剤として使用される場合、ＰＶＰは、約３００００〜約１００００００ｇ／ｍｏｌの範囲内の分子量を好ましくは有しており、いわゆるＫ値で示すと、好ましくは約２５〜約９０の範囲内である。ポリ（ビニルアルコール）が安定剤として使用される場合、ポリ（ビニルアルコール）は、約１２０００〜約２０００００ｇ／ｍｏｌの範囲内の分子量を好ましくは有している。ポリ（２−エチルオキサゾリン）が安定剤として使用されている場合、ポリ（２−エチルオキサゾリン）は、約５００００〜約５０００００ｇ／ｍｏｌの範囲内の分子量を好ましくは有している。上記の重合体は、酸化セリウム粒子がスラリの中で集まって凝集しないようにすることによって、研磨組成物中の粒子のコロイド安定性を増加すると信じられている。
【００１６】
水溶性無機塩は、存在する場合、研磨組成物の全重量を基礎として、研磨組成物の約０．０５〜約０．１重量パーセントを好ましくは構成し、より好ましくは約０．１重量パーセントを構成する。好ましい無機塩は、セシウムハロゲン化物（たとえば、塩化セシウム）のような水溶性セシウム塩を含む。とくに好ましい水溶性無機塩は塩化セシウムである。
【００１７】
理論によって束縛されることを望まないが、塩化セシウムのような水溶性無機塩は、酸化セリウム粒子とガラス表面との間の摩擦力を増加させる比較的高いイオン強度を提供し、したがって、有益なことにガラス除去速度を増加させると信じられている。
【００１８】
本発明のこの第１の態様で使用された酸化セリウム研磨材は、好ましくは約３５０ｎｍ〜約９００ｎｍの、より好ましくは約４５０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内の、周知のレーザ光散乱技法によって決定された平均粒径を有している。酸化セリウム研磨材は、研磨組成物の中に、組成物の全重量を基礎において、好ましくは約１〜約１５重量パーセント、より好ましくは約５〜約１０重量パーセントの量で存在する。
【００１９】
本発明の第１の態様の研磨組成物は、組成物の成分と適合し、そして、ガラス研磨用途に好適であるようなｐＨであれば、どのようなｐＨも有することができる。ＰＶＰが安定剤として使用されるときのようないくつかの態様では、ｐＨは、好ましくは少し酸性（たとえば、約４〜約６）である。別の態様では、組成物のｐＨは、中性〜塩基性の範囲、たとえば、約７〜約１１、より好ましくは約７〜約９の範囲内である。
【００２０】
第２の態様では、本発明のガラス研磨組成物は、水性キャリア中に懸濁しており、重量基準で少なくとも約９９．９％のＣｅＯ2純度を有する、約１〜約１５重量パーセントの微粒子状酸化セリウム研磨材を含む。本発明のこの第２の態様では、酸化セリウム研磨材は、少なくとも約０．２μｍ、好ましくは約０．２〜約１１μｍの範囲内の平均粒径を、および当該酸化セリウム研磨材の等電点（ＩＥＰ）に比べて少なくとも約１単位高いかまたは低いｐＨを有する。一般的に、酸化セリウムのＩＥＰは、ｐＨ値で、約６〜約７の範囲内である。
【００２１】
従来、酸化セリウム研磨材は、ガラスを研磨するために、ＩＥＰ（ｐＨ６〜７）のｐＨまたはその付近のｐＨで一般的に使用された。驚くことに、我々は、少なくとも約９９．９重量％のＣｅＯ2純度（「超高純度」酸化セリウム）を有し、かつ少なくとも約０．２μｍ、好ましくは約０．２〜約１１μｍの平均粒径を有する酸化セリウムは、ＩＥＰに比べて少なくとも約１単位高いかまたは低いｐＨで使用されたとき、ＬＣＤグレードガラスの研磨で著しくより高いガラス除去速度を提供することを発見した。
【００２２】
１つの好ましい態様では、第２の態様の組成物は、約３〜約４の範囲内のｐＨを有し、そして、１００万部に対して約１部〜約２０部（ｐｐｍ；好ましくは約５〜１０ｐｐｍ）のピコリン酸を安定剤として任意選択的に含む。低濃度（たとえば、約１重量％の濃度）で研磨材を使用するとき、ピコリン酸の存在はとくに好ましい。第２の態様の別の好ましい態様では、組成物は、約８〜約９の範囲内のｐＨを有する。
【００２３】
本発明の組成物の中の酸化セリウム研磨材は、望ましくは、研磨組成物の水性成分の中で、好ましくは安定なコロイド状態で懸濁される。「コロイド」の用語は、液体キャリアにおける研磨材粒子の懸濁物を示す。「コロイド安定性」は、粒子の最小の沈殿に関して長時間その懸濁の維持を示す。本発明においては、研磨材を１００ｍＬのメスシリンダに入れ、約２時間の間、かき混ぜないで放置したとき、組成物における粒子の最初の濃度（ｇ／ｍＬに換算して[Ｃ]）で割り算した、メスシリンダの底部の５０ｍＬにおける粒子の濃度（ｇ／ｍＬに換算して[Ｂ]）と、メスシリンダの頂部の５０ｍＬにおける粒子の濃度（ｇ／ｍＬに換算して[Ｔ]）との差が、０．５以下である(すなわち、([Ｂ]−[Ｔ]）／[Ｃ]≦０．５）場合、微粒子状研磨材は、コロイド安定であると考えられる。([Ｂ]−[Ｔ]）／[Ｃ]）の値は、望ましくは、０．３以下であり、好ましくは、０．１以下である。
【００２４】
本発明の組成物のための水性キャリアは、ガラス研磨処理における使用に好適であれば、どのような水性液体でもよい。そのような組成物は、水、水性アルコール溶液等を含む。好ましくは、水性キャリアは、脱イオン水を含む。
【００２５】
本発明の組成物は、界面活性剤、殺虫剤等のような１種または２種以上の添加剤を任意選択的に含むことができる。
【００２６】
本発明の研磨組成物は、好適な技法であればどのような技法によっても作製されることができ、それらの多くは公知である。たとえば、本発明の組成物は、バッチまたは連続処理で作製されることができる。一般に、本発明の組成物は、それらの成分を任意の順序で化合させることによって作製されることができる。本明細書で使用されている「成分」の用語は、個々の要素（たとえば、研磨材、安定剤、水溶性無機塩、酸、塩基等）ならびに要素の任意の組み合わせを含む。たとえば、水溶性無機塩および安定剤を、水に溶かし、研磨材を、結果として得られた溶液に分散し、そして、その後、任意の他の成分を組成物の中に成分を均一に混合することができる任意の方法で添加、混合することができる。ｐＨは、必要がある場合、任意の好適な時間に調整されることができる。組成物のｐＨは、任意の好適な酸、塩基または緩衝剤で、必要に応じて調整されることができる。好適なｐＨ調節剤は、限定されないが、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムおよび硝酸を含む。
【００２７】
本発明の組成物は、また、濃縮物として提供されることができ、それは、使用する前に適量の水で希釈されることを意図されている。そのような態様では、組成物の濃縮物は、酸化セリウム研磨材、安定剤、水溶性無機塩ならびに水性キャリアの中で分散され、および／または溶解される任意の別の成分を、適量の水性溶媒による濃縮物の希釈のとき、当該研磨組成物のそれぞれの成分がガラス研磨組成物中に使用にとって適切な範囲内の量で存在することになるような量で含むことができる。
【００２８】
本発明の組成物は、単一の前もって作製された組成物（少なくとも１種の安定剤化合物、任意選択の無機塩および別の任意選択的な要素を、もし望むならば望ましいｐＨで、含む水性キャリアの中に分散された酸化セリウム研磨材を含む。）に混合されることができる。あるいは、本発明の組成物は、長時間のスラリの活性の潜在的な変化を避けるために、２パート形態（すなわち、２パート製造物品）で提供されることができる。そのような２パート製造物品は、任意選択の無機塩とともに少なくとも安定剤を含む第１の容器、および乾燥形態もしくは好ましくは水性キャリア（たとえば脱イオン水）のスラリとして酸化セリウム微粒子状研磨材を含む第２の容器を含む。第１および第２の容器は、一緒に、好ましくは本発明の組成物を作製するために容器の内容物を混合するとの指示書とともに包装される。水性キャリアのｐＨおよびそれぞれの包装物の様々な成分の濃度は選択されることができ、その結果、第１の容器の内容物を第２の容器の内容物と混合するとき、本発明の方法で使用するのに好適な、たとえば、好適な量の酸化セリウム（たとえば、約１〜１５重量パーセント）を有し、好適なｐＨ（たとえば、約７〜約１１）で水性キャリアの中で懸濁され、かつ好適な量の安定剤（たとえば、約５０〜約１５００ｐｐｍ）および任意選択の成分を含む研磨組成物が提供される。
【００２９】
好ましい態様では、２パート製造物品は、第１の水性キャリアに溶解された少なくとも１種の安定剤を含み、そして第２の水性キャリアの中で好ましくは懸濁されている微粒子状酸化セリウム研磨材を含む第２の容器と一緒に包装される第１の容器を含む。酸化セリウム研磨材は、約３５０〜約９００ｎｍの範囲内の平均粒径によって特徴づけられ、そして、安定剤は、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ（ビニルスルホネート）および前述のいずれかの塩からなる群から選択される。第１の容器の内容物を第２の容器の内容物と混合すると、本発明の研磨組成物は作製され、それは、約１〜約１５重量パーセントの酸化セリウム研磨材および約５０〜約１５００ｐｐｍの少なくとも１種の安定剤を含む。
【００３０】
別の好ましい形態では、２パート製造物品は、第１の水性キャリアに溶解されている少なくとも１種の安定剤を含み、そして第２の水性キャリアの中で好ましくは懸濁されている微粒子状酸化セリウム研磨材を含む第２の容器と一緒に包装される第１の容器を含む。酸化セリウム研磨材は、約３５０〜約９００ｎｍの範囲内の平均粒径によって特徴づけられ、そして、少なくとも１種の安定剤は、ポリビニルピロリドン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（２−エチルオキサゾリン）、ヒドロキシエチルセルロースおよびキサンタンガムからなる群から選択される。第１の容器の内容物を第２の容器の内容物と混合すると、約１〜約１５重量パーセントの酸化セリウム研磨材を含み、および少なくとも１種の安定剤を約５０〜約１５００ｐｐｍ含む本発明の研磨組成物が作製される。
【００３１】
任意選択的に、２パート製造物品の第１の包装物は、混合された研磨組成物が約０．０５〜約０．１重量パーセントの水溶性の無機塩を含むような濃度で水溶性の無機塩（たとえば、セシウム塩）を含むことができる。好ましくは、第１および第２の水性キャリアは、両方とも脱イオン水を含む。２つの水性キャリアの配合ならびに物理学的および化学的特性は、要望に応じて同じかまたは異なるようにすることができる（たとえば、それぞれのキャリアのｐＨは、必要や要望に応じて同じにしたり異なるようにしたりすることができ、そして、それぞれのキャリアは、たとえば、溶媒、殺虫剤、緩衝剤、界面活性剤等のような様々な任意選択の要素を同じ量または異なる量で含むことができる。）。
【００３２】
本発明の好ましい方法は、（ｉ）ガラス基板を研磨パッドおよび本明細書に記載されている本発明の研磨組成物と接触させること、および（ｉｉ）研磨パッドを、基板と相対的に、研磨パッドと基板との間の研磨組成物の少なくとも一部と一緒に動かし、それによってガラスの少なくとも一部を基板の表面から削って、基板を研磨することを含む。好ましくは、ガラス基板は、ソーダ石灰ガラス、またはアルカリ土類酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選択された１種もしくは２種以上の酸化物を含むところのアルカリ土類金属酸化物−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2ガラスのようなＯＬＥＤまたはＬＣＤグレードガラスであり、これらは周知である。
【００３３】
本発明の研磨方法は、機械−化学（ＣＭＰ）研磨装置と関連して使用するのに好適である。一般的に、ＣＭＰ装置は、プラテンを含み、それは、使用時に動き、軌道運度、直線運動または円運動から生じる速度を有する。研磨パッドは、プラテン上に搭載され、そしてプラテンとともに動く。キャリアアセンブリは、研磨される基板を保持する。研磨は、パッドおよび基板の間に配置された本発明の研磨組成物の一部を維持するとともに、基板をパッドに接触させることによって達成される。基板は、それから、所望のガラス除去速度を達成するのに十分である選択された下方向力（好ましくは約１１０ｇ／ｃｍ2以下）で、パッドの表面に押し付けながら、研磨パッドの表面に対して相対的に動かされる。基板の研磨は、研磨パッドおよび研磨組成物の組み合わせられた化学的および機械的作用を通して達成され、基板の表面を削る。
【００３４】
基板は、任意の好適な研磨パッド（たとえば、研磨表面）を使用して本発明の研磨組成物で平面化または研磨されることができる。好適な研磨パッドは、たとえば、固定研磨材パッド、織物パッドおよび不織物パッドを含む。さらに、好適な研磨パッドは、密度、硬さ、厚さ、圧縮性、圧縮に対する反発能力および圧縮率が異なる任意の好適な重合体を含むことができる。好適な重合体は、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フルオロカーボン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、それらの共重合生成物およびそれらの混合物を含む。
【００３５】
下記の例は、本発明をさらに説明するが、もちろん、本発明の範囲の限定として決して解釈されるべきでない。
【実施例】
【００３６】
例１
この例は、安定剤としてのＰＶＰとともに酸化セリウムを含んだ水性研磨組成物を使用する本発明にしたがったガラス基板の研磨を説明する。本発明の２種の研磨組成物（組成物１Ａおよび１Ｂ）が作製された。組成物１Ａは、約５重量パーセントの酸化セリウム研磨材、約１０００ｐｐｍのＰＶＰ（Ｋ９０）および約１０００ｐｐｍの塩化セシウムを、ｐＨ５の水の中に含む。組成物１Ｂは、約５重量パーセントの酸化セリウム研磨材（約５００ｎｍの平均粒径、９９．９％ＣｅＯ2以上の純度）および約１０００ｐｐｍのポリビニルピロリドン（Ｋ９０）を、ｐＨ５の水の中に含む。比較組成物（組成物１Ｃ）もまた作製され、それは、塩または安定剤を添加しないで、約５パーセントの酸化セリウム研磨材を、水の中に含む。
【００３７】
３つの組成物は、縦４ｃｍ横４ｃｍのＬＣＤグレードガラステストパネル（アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ）−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2；コーニングＥＡＧＬＥ２０００（登録商標））を以下の研磨条件下で研磨するために使用された。下方向力が約１１０ｇ／ｃｍ2（１．５６ｐｓｉ）、スラリ流速が約１００ミリリットル／分（ｍＬ／ｍｉｎ）、キャリア速度が約８５回転／分（ｒｐｍ）およびプラテン速度が約１００ｒｐｍであった。各々の組成物を使用して得られたミクロンメータ／分(μｍ／ｍｉｎ）のガラス除去速度は、図１に示されている。図１の結果が示すように、組成物１Ｃを使用して得られた除去速度と比較して、組成物１Ａは、ガラス除去速度で約２０パーセントの改善を提供する。その上、組成物１Ａおよび１Ｂは両方とも、組成物１Ｃに比べて改善された取り扱い特性（すなわち、移送ラインおよびスラリタンクのより少ない沈降）を提供する。図１では、左側の棒は、対照組成物１Ｃを使用して得られた除去速度を表し、真ん中の棒は、組成物１Ｂを使用して得られた除去速度を表し、そして右側の棒は、組成物１Ａを使用して得られた除去速度を表す。
【００３８】
例２
この例は、本発明にしたがった研磨組成物を使用したガラス基板の研磨を説明する。研磨組成物２Ａは作製され、それは、約１０重量パーセントの酸化セリウム研磨材（約５００ｎｍの平均粒径）および約１０００ｐｐｍの、マサチューセッツ州レキシントンのハンプシャー・ケミカル・コープから入手可能なアンモニウムポリメタクリレート安定剤であるＤＡＸＡＤ３２を、ｐＨが約８．５の水の中に含む。対照組成物（組成物２Ｂ）もまた作製され、１０重量パーセントの酸化セリウム研磨材を、ｐＨ８．５の水の中に含む。
【００３９】
組成物２Ａおよび２Ｂは、縦４ｃｍ横４ｃｍのＬＣＤグレードガラステストパネル（コーニングＥＡＧＬＥ２０００（登録商標））を以下の研磨条件下で研磨するために使用された。下方向力が約１１０ｇ／ｃｍ2、スラリ流速が約１００ｍＬ／ｍｉｎ、キャリア速度が約８５ｒｐｍおよびプラテン速度が約１００ｒｐｍであった。新たに作製された各々の組成物は２つの研磨作業で使用された。その後、すでに使用された組成物２Ａの散布されたものは集められ（再生利用され）、そして、３つの追加の研磨作業で使用された。以前使用された対照組成物２Ｂの散布されたものもまた同じ方法で再生利用された。各々の研磨作業で各々の組成物を使用して得られたガラス除去速度は、図２に示される。そこで、「スラリ１」は対照物（組成物２Ｂ）であり、そして「スラリ２」は組成物２Ａである。図２の結果が示すように、組成物２Ａは、組成物２Ｂを使用して得られた結果と比較して、研磨組成物の３回の再利用の後でさえも、改善された除去速度を絶えず提供する。これは、本発明の組成物中の酸化セリウム粒子の分散安定性が、さらに再生利用されたスラリが使用されたときに除去速度が低下するのを防止する安定剤の存在によって、対照のものに比べて著しく改善されたことを示す。
【００４０】
例３
この例は、本発明の研磨組成物を使用したガラス基板の研磨を、９９．９％未満のＣｅＯ2純度を有する従来の酸化セリウム基準の研磨組成物と比較して説明する。この例で評価された組成物は、全て約８〜９のｐＨを、ならびに、１重量パーセントの研磨材を利用した組成物３Ｇおよび３Ｈを除いて、１０％の研磨材濃度を有した。その組成物は、縦４ｃｍ横４ｃｍのＬＣＤグレードガラステストパネル（コーニングＥＡＧＬＥ２０００（登録商標））を以下の研磨条件下で研磨するために使用された。下方向力が約１１０ｇ／ｃｍ2、スラリ流速が約１００ｍＬ／ｍｉｎ、キャリア速度が約８５ｒｐｍおよびプラテン速度が約１００ｒｐｍであった。結果は表１に示される。組成物３Ｈ，３Ｉおよび３Ｊは本発明のものであり、一方、組成物３Ａ〜３Ｇは比較例である。
【表１】
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【００４１】
表１のデータが示すように、高純度酸化セリウムを使用した本発明の組成物３Ｉおよび３Ｊは、対照組成物３Ａ〜３Ｇと比較して著しく高いガラス除去速度を有した。同様に、本発明の約１％研磨材濃度の組成物３Ｈは、０．２μｍより小さい（たとえば、８０ｎｍ）の平均粒径を有する組成物３Ｇ（同様に１％研磨材濃度）と比べて著しく高い除去速度を有した。
【００４２】
別の評価で、６種の追加の本発明の組成物が作製され、組成物３Ｉおよび３Ｊと同じ酸化セリウム物質を、異なる研磨材濃度およびｐＨ値（表２参照）で使用した。組成物３Ｋ〜３Ｐは、組成物３Ａ〜３Ｊ用の上述のガラスパネルを研磨するために使用され、同じ酸化セリウム物質を約５のｐＨ（組成物３Ｓおよび３Ｔ）で使用して得られた結果と比較された。（本発明の）組成物３Ｏおよび３Ｐは、１０ｐｐｍおよび５ｐｐｍのピコリン酸を安定剤としてそれぞれ含んだ。結果は表２に示される。
【表２】
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【００４３】
表２の結果が示すように、ｐＨが３．５および８．５の本発明の組成物は、ｐＨ５ならびに酸化セリウムの５および１０の両方の濃度で０．５μｍの酸化セリウムを使用した比較例（３Ｓおよび３Ｔ）より性能が驚くほど優れている。同様に、約１％の酸化セリウム濃度をｐＨ３．５でそれぞれ有しており、追加のピコリン酸を含んでいる本発明の組成物３Ｏおよび３Ｐは、１％の酸化セリウムをｐＨ３．５で同様に含んでいるものの追加のピコリン酸がない比較の組成物３Ｒより性能が驚くほど優れている。
【００４４】
あたかも、各々の参考文献が、引用することにより組み込まれるために、それぞれおよび明確に表示され、そして、本明細書の中でそっくりそのまま説明されているように、刊行物、特許出願および特許を含み、本明細書で引用された全ての参考文献は、これによって引用することによりその同じ範囲に組み込まれる。
【００４５】
とくに本明細書に指示がない場合、または文脈によって明らかに否定されない場合、本発明を記述する関係においては（とくに、下記の請求項の関係においては）、「１つの」（ａ）および「１つの」（ａｎ）ならびに「その」（ｔｈｅ）および同じような指示語の用語は、単数および複数の両方を含むと解釈されるべきである。とくに指示がない場合、「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）、「有する」（ｈａｖｉｎｇ）、「含む」（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）および「含む」（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）の用語は、オープンエンド用語（すなわち、「含むが限定されない」と意味する。）として解釈されるべきである。とくに本明細書に指示がない場合、本明細書における値の範囲の記述は、その範囲に含まれることになる個々の値のそれぞれをそれぞれ言及する簡潔な方法としての役目をすると、単に意図されるにすぎず、そして、あたかもそれが本明細書にそれぞれ列挙されているように、個々の値のそれぞれは明細書に組み込まれる。とくに本明細書に指示がない場合、または文脈によってとくに明らかに否定されない場合、本明細書に記載されている全ての方法は、任意の好適な方法で実施されることができる。とくに要求がない場合、任意および全ての例の使用、または本明細書に提供されている典型的な言葉（たとえば、「〜のような」）は、本発明をより明らかにすることを単に意図されており、そして、本発明の範囲の限定を主張するものではない。本明細書のことばは、本発明の実施にとって不可欠であるとしてクレームされていない要素を示すものとして解釈されるべきでない。
【００４６】
本発明の好ましい態様は、明細書に記述されており、本発明を実行するための発明者が知っているベストモードを含む。前述の記述を読むと、それらの好ましい態様の変形は、当該技術分野の通常の能力を有する者に対して明らかになることができる。発明者は、当業者が上記変形を必要に応じて使用することを予期し、そして、発明者は、本明細書で明確に記載されているのとは違う方法で発明が実施されると意図する。したがって、本発明は、適用できる法律によって許容されているように、これに付け加えられた請求項に列挙された対象の全ての変形および均等物を含む。とくに本明細書に指示がない場合、または文脈によって明らかに否定されない場合、さらに、全ての可能なそれらの変形で上述の要素の任意の組み合わせは、本発明によって包含される。
【図１】
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【図２】
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