[发明专利]具有改进的抗冲击负荷能力和抗静态负荷能力的玻璃层叠基板

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及电子基板，更具体来说，本发明涉及玻璃层叠基板，例如用于 平板显示器的玻璃层叠基板，所述基板中选定的层包括残余压缩应力或残余拉 伸应力，以提高所述基板的抗静态负荷能力和抗冲击负荷能力。

相关领域描述

玻璃基板经常被用于显示器，例如用于液晶显示器(LCD)。LCD越来越广 泛地用于计算器、手表、电视游戏、音像设备、便携式计算机和汽车仪表板中， 用来显示信息。LCD品质和尺寸的改进使得LCD成为电视机和台式计算机显示 器中通常使用的阴极射线管(CRT)的一种吸引人的替代品。另外，人们还在开发 其它种类的平板显示器(FPD)，例如等离子显示器(PD)、场致发射显示器(FED) 和有机发光聚合物显示器(OLED)，作为LCD的替代品。

在某些FPD中，使用两个玻璃板来支承功能层，例如电子导电层，用来进 行像素寻址、滤色器；LCD中的液晶取向或调整层；或者FED和PD中的磷光层。 在具有功能层的两个玻璃板之间，设置有液晶化合物(LCD)、发光聚合物(OLED) 或等离子体形成气(PD)。

日本专利待公开第6-175143号中描述了用塑料片代替玻璃板。由于塑料片 的挠性(从而提供良好的抗裂性)以及抗冲击负荷和静态负荷的能力，可以制成 比玻璃片更薄的形式。而且塑料片的比重小于玻璃片，因此使用塑料基板的 LCD比使用玻璃基板的LCD更轻更薄。

不幸的是，塑料片具有三个性质限制其在显示器中的应用：即，与玻璃片 相比，塑料片的玻璃化转变温度较低、对可见光的透光度较低、透气率较高。 较低的玻璃化转变温度限制了塑料片的最高使用温度。因此，塑料片在处于高 温(制造用于LCD和OLED显示器的a-Si或p-Si基TFT所需的300-600℃的温度)时 会发生热分解。较低的透光性降低了图像亮度。塑料片的透气性会造成用于 OLED显示器中的有机发光材料降解。这些限制制约了塑料片在显示器中的应 用。

因此，人们仍然需要能够提供玻璃片的优点、而且强度获得改良的玻璃层 叠基板。人们还需要能够形成大块的提高强度的玻璃层叠基板，并随后减小其 尺寸，而不会由于碎屑而造成显著的损失。人们还需要厚度减小、从而使得重 量减小、但是同时还具有提高的抗负荷能力的玻璃层叠基板。人们还需要具有 基本预先确定的抗冲击负荷能力和抗静态负荷能力的玻璃层叠基板。

发明内容

本发明提供了一种玻璃层叠基板，所述基板具有提高的抗冲击负荷能力和 抗静态负荷能力，同时还能具有玻璃片的优点。所述玻璃层叠基板包括一些选 定的层，这些层具有残余压缩应力或残余拉伸应力，以提高基板的抗负荷能力。

所述玻璃层叠基板可用作电子基板，例如但不限于焦平面阵列、光电子器 件、光生伏打电池、光学器件、平板显示器以及处于晶片和组件阶段的集成电 路。

通常所述玻璃层叠基板包括透明的玻璃芯和一对透明的玻璃表层，所述芯 的热膨胀系数大于表层。对所述芯相对于表层的相对厚度以及热膨胀系数进行 选择，在表层中产生残余压缩应力，在芯中产生残余拉伸应力。这些残余应力 提高了基板的抗负荷能力。可对表层中的压缩应力和芯中的拉伸应力进行选 择，使得可以随后对基板进行刻划和分离，而不会造成无法接受的基板断裂或 产生碎片。

在一种构型中，可以将玻璃层叠基板用于例如平板显示器，其中所述基板 包括：一对隔开的透明玻璃表层，这些玻璃表层具有第一热膨胀系数；一个透 明的玻璃芯介于所述表层之间，所述透明的玻璃芯具有更高的第二热膨胀系数， 使得玻璃表层的残余压缩应力约大于1,000psi(6.9MPa)，所述玻璃芯的残余拉 伸应力约小于4,000psi(27.6MPa)。

在一些构造中，对所述玻璃层叠基板进行选择，使得表层中的压缩应力保 持在至少约为4,000psi(27.6Mpa)，芯中的拉伸应力保持在约小于1,000psi(6.9 Mpa)。

在另外的构型中，所述玻璃层叠基板包括至少一个介于表层和芯层之间的 玻璃夹层(interlayer)。通过对形成表层、夹层和芯的玻璃的凝固点和热膨胀 系数进行选择，可以减小芯中的残余拉伸应力，同时保持或增大表层中的残余 压缩应力。