適合下拉法的玻璃組合物及其制造和使用方法技術(shù)

本文描述表現(xiàn)出用作平板顯示裝置如有源矩陣液晶顯示器（ＡＭＬＣＤ）中的基板的所需物理和化學(xué)性質(zhì)的無堿硼鋁硅酸鹽玻璃。這些玻璃組合物具有適應(yīng)下拉法、尤其是熔合拉制法的許多性質(zhì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】相關(guān)申請(qǐng)交叉參考本申請(qǐng)要求2007年7月31日提交的美國(guó)申請(qǐng)第11/888201號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過參考結(jié)合于此。
技術(shù)介紹
液晶顯示器例如有源矩陣液晶顯示裝置(AMIXD)的生產(chǎn)非常復(fù)雜，基板玻璃的性 質(zhì)非常重要。首先最重要的是，要求對(duì)用于AMIXD裝置生產(chǎn)的玻璃基板的物理尺度進(jìn)行嚴(yán) 格控制。下拉板拉制法、尤其是都是Dockerty的美國(guó)專利第3338696和3682609號(hào)描述的 熔合法，能夠生產(chǎn)可用作基板而不需要高成本的成形后精整操作如精研和拋光的玻璃板。 不幸的是，熔合法對(duì)玻璃性質(zhì)提出更嚴(yán)格的限制，要求相對(duì)高的液相線粘度。在液晶顯示器領(lǐng)域中，基于多晶硅的薄膜晶體管(TFT)是優(yōu)選的，因?yàn)樗軌蚋?有效地傳輸電子。基于多晶的硅晶體管(P-Si)的特征在于，具有大于基于無定形硅的晶體 管(a-Si)的遷移率。這使得可以制造更小更快的晶體管，最終生產(chǎn)更亮更快的顯示器。基于p-Si的晶體管的一個(gè)問題在于，它們的制造要求高于a-Si晶體管制造中采 用的加工溫度。這些溫度范圍是450-600°C，相比之下，a-Si晶體管制造中采用的峰值溫度 是350°C。在這些溫度條件下，需要考慮玻璃組合物的一些性質(zhì)。例如，熱膨脹系數(shù)(CTE) 應(yīng)當(dāng)在一定范圍內(nèi)，使得硅晶體管在從高溫退火步驟冷卻的過程中的變形最小。使玻璃組 合物的CTE最小是有利的。要考慮的玻璃組合物的其他性質(zhì)包括密度和楊氏模量，這些性 質(zhì)是導(dǎo)致玻璃片下垂傾向的因素。玻璃板的幾何形狀受所采用的具體工藝的支配，超出玻 璃制造者的控制范圍。對(duì)于固定的密度，楊氏模量的增大是有利的，因?yàn)檫@會(huì)減小大玻璃板 在運(yùn)輸、處理和熱加工過程中表現(xiàn)出的下垂量。類似地，密度的任何增大應(yīng)當(dāng)伴隨楊氏模量 成比例的增大，否則會(huì)導(dǎo)致下垂增大。因此，具有低CTE和高比模量(即，低密度和高楊氏 模量)的玻璃組合物是有利的。玻璃組合物的其他性質(zhì)如果不在合適范圍之內(nèi)會(huì)對(duì)玻璃制造過程產(chǎn)生負(fù)面影響。 例如，如果玻璃具有非常高的200泊溫度，則會(huì)產(chǎn)生預(yù)熔化難熔物和可能侵蝕澄清器中的 Pt/Rh的問題。如果對(duì)玻璃進(jìn)行高速攪拌，則可能在玻璃中形成Pt夾雜物。另外，如果玻璃 的遞送溫度高，則可能產(chǎn)生溢流槽腐蝕和下垂的問題。最后，需要使用化學(xué)澄清劑來控制熔 合拉制法的液相線溫度、液相線粘度和液相線相(方石英)。但是化學(xué)澄清劑在控制這些性 質(zhì)方面的能力有限。而且，化學(xué)澄清劑例如砷因?yàn)榄h(huán)境考慮在玻璃制造過程中一般并不優(yōu) 選。本文描述了無堿玻璃及其制造方法，所述無堿玻璃具有下拉法所需的一些有利性 質(zhì)，對(duì)于制造用于液晶顯示器的基板很重要。專利技術(shù)概述根據(jù)所揭示的材料、化合物、組合物、制品、裝置和方法的目的，如本文所體現(xiàn)和寬 泛描述的，本專利技術(shù)涉及表現(xiàn)出用作平板顯示裝置如有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)中的基板 的所需物理和化學(xué)性質(zhì)的無堿硼鋁硅酸鹽玻璃。所述玻璃組合物具有適應(yīng)下拉法的許多性 質(zhì)。以下說明內(nèi)容中將部分提出其他優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)中的一部分通過說明內(nèi)容是顯而易見的，或者可以通過實(shí)施以下描述的方面而了解。通過所附權(quán)利要求中具體指出的要素和組 合將認(rèn)識(shí)到并獲得以下描述的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該理解，以上一般說明和以下詳細(xì)說明都僅僅是示 例性和說明性的，而非限制性的。附圖簡(jiǎn)要說明附圖結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分，說明以下描述的一些方面。附圖說明圖1是多種LCD型玻璃的液相線粘度與液相線溫度減去軟化點(diǎn)的值的變化關(guān)系的圖。本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施方式通過參考以下對(duì)所揭示主題具體方面和其中包括的實(shí)施例的詳細(xì)說明并參考附圖，可以更容易地理解本文描述的材料、化合物、組合物、制品、裝置和方法。在揭示和描述這些材料、化合物、組合物、制品、裝置和方法之前，應(yīng)該理解，以下 描述的方面并不限于具體的合成方法或具體的試劑，因此當(dāng)然是可以變化的。還應(yīng)該理解， 本文所用的術(shù)語僅僅是為了描述具體方面的目的而并不意在進(jìn)行限制。而且，在本說明書全部?jī)?nèi)容中，參考了各種出版物。這些出版物的全部揭示內(nèi)容通 過參考結(jié)合在本申請(qǐng)中，從而更全面地描述所揭示主題涉及的現(xiàn)有技術(shù)。所揭示的參考文 獻(xiàn)還通過參考單獨(dú)而具體地結(jié)合在本文中，用于在以該參考文獻(xiàn)為基礎(chǔ)的句子中討論其中 包括的材料。在本說明書的描述部分和權(quán)利要求中，“包括”以及該詞的其他變化形式如“包含” 和“含有”表示包括但并不限于，并不意在排除例如其他添加物、組分、整數(shù)或步驟。如說明書和所附權(quán)利要求中所用，單數(shù)形式的“一個(gè)”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)指 代物的情況，除非上下文中有清楚相反的指示。因此，例如對(duì)“一種組合物”的引述包括兩 種或更多種此類組合物的混合物的情況，對(duì)“一種試劑”的引述包括兩種或更多種此類試劑 的混合物的情況，對(duì)“該層”的引述包括兩種或更多種此類層的混合物的情況，等等。“任選的”或“任選地”表示隨后描述的事件或情形可能發(fā)生或者可能不發(fā)生，包括 該事件或情形發(fā)生以及該事件或情形不發(fā)生的情況。本文揭示的某些材料、化合物、組合物和組分可通過商業(yè)獲得或者容易使用本領(lǐng) 域技術(shù)人員一般了解的技術(shù)合成。例如，制備所揭示化合物和組合物時(shí)使用的起始材料和 試劑要么可以從供應(yīng)商處獲得，要么可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法制備。以下將具體參考所揭示材料、化合物、組合物、制品和方法的具體方面，這些材料、 化合物、組合物、制品和方法的例子在所附實(shí)施例和附圖中說明。本文描述具有適合下拉(如熔合)法的性質(zhì)的無堿玻璃及其制造方法。在一個(gè)方面中，該組合物包含無堿玻璃，該玻璃包含以下組分(按氧化物基準(zhǔn)的 摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì))SiO267. 0-70. 0B2O38.0-11.0Al2O39. 5-12. 0MgO< 3. 7CaO5.5-11.2SrO彡 2. 2BaO≥ 2.2MgO/CaO≤ 0. 7其中(a) 1· O 彡 Σ (MgO+CaO+SrO+BaO) / (Al2O3) ( 1. 25，其中 AI2O3、MgO、CaO、SrO 禾口 BaO 表示代表氧化物組分的摩爾百分?jǐn)?shù)；(b) 2. 5MgO+5CaO+6SrO+7BaO 彡 59 ；(c)在0-300°C的溫度范圍內(nèi)，玻璃的熱膨脹系數(shù)小于或等于36X10_7°C ；(d)玻璃的密度小于或等于2. 46克/立方厘米；和(e)玻璃的液相線溫度減軟化點(diǎn)的值最高為200°C。要通過下拉法、尤其是熔合法成形，優(yōu)選將熔融玻璃中開始出現(xiàn)晶體時(shí)的溫度保 持盡可能合適地具有高粘度的條件。在一個(gè)方面中，所述粘度至少為85千泊，或者大于100 千泊。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，梯度舟液相線和軟化點(diǎn)之間的差值是AMLCD型玻璃的液相線粘度的精確 標(biāo)尺。例如，圖1是多種LCD型玻璃的液相線粘度與液相線溫度減去軟化點(diǎn)的值的變化關(guān)系 的圖，該圖顯示，當(dāng)液相線溫度減去軟化點(diǎn)的值小于或等于200°C時(shí)，液相線粘度大于100 千泊。因此，在一個(gè)方面中，適合通過下拉法進(jìn)行板成形的玻璃的液相線溫度減去軟化點(diǎn)的 值不超過200°C，或者為90-200°C。在另一個(gè)方面中，該玻璃組合物的液相線溫度小于或等 于1200°C，或者為1060-1200°C。如圖1所示，液相線溫度減去軟化點(diǎn)的值較小對(duì)應(yīng)于較高 的液相線粘度。因此，使液相線溫度減軟化點(diǎn)的值保持盡可能合理地低將有助于生產(chǎn)適合 于LCD應(yīng)用的玻璃板。本文所述的玻璃組本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無堿玻璃，以氧化物為基準(zhǔn)計(jì)的摩爾％表示，所述玻璃包含以下組分：ＳｉＯ↓［２］６７．０－７０．０Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］８．０－１１．０Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］９．５－１２．０ＭｇＯ＜３．７ＣａＯ５．５－１１．２ＳｒＯ≤２．２ＢａＯ≤２．２ＭｇＯ／ＣａＯ≤０．７其中：（ａ）１．０≤∑（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）≤１．２５，其中Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ和ＢａＯ表示代表氧化物組分的摩爾百分?jǐn)?shù)；（ｂ）２．５ＭｇＯ＋５ＣａＯ＋６ＳｒＯ＋７ＢａＯ≤５９；（ｃ）在０－３００℃的溫度范圍內(nèi)，所述玻璃的熱膨脹系數(shù)小于或等于３６×１０↑［－７］／℃；（ｄ）所述玻璃的密度小于或等于２．４６克／立方厘米；和（ｅ）所述玻璃的液相線溫度減去軟化點(diǎn)的值最大為２００℃。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：LK科爾尼厄斯，AJ埃利森，SE科瓦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：康寧股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]