[发明专利]具有高热稳定性和化学稳定性的玻璃组合物

说明书

本申请是申请人康宁股份有限公司提交的申请号为201280006343.8、申请日为2012年1月25日、发明名称为“具有高热稳定性和化学稳定性的玻璃组合物”的发明专利申请的分案。所述原申请是基于国际申请PCT/US2012/022519提交的，于2013年7月24日进入中国国家阶段。

相关申请交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2011年1月25日提交的美国临时申请系列第61/435,987号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

液晶显示器例如有源矩阵液晶显示器(AMLCD)的制造非常复杂，基板玻璃的性质极为重要。首要的是，用于生产AMLCD器件的玻璃基板必须严格控制其物理尺寸。在Dockerty的美国专利第3,338,696号和第3,682,609号中所述的下拉板的拉制法，特别是熔合法能够在不需要高成本的后成形精制操作例如精研(lapping)和抛光条件下生产可用作基板的玻璃板。不幸的是，熔合法对玻璃性质设置了相当苛刻的限制，要求相对高的液相线粘度。

在液晶显示器领域，优选基于多晶硅的薄膜晶体管(TFT)，原因是这种晶体管能够更有效地传输电子。基于多晶硅(p-Si)的硅晶体管的特征是其迁移率高于基于无定形硅(a-Si)的晶体管。这样能够制造更小和更快的晶体管。p-Si显示器是现有技术手持式装置的核心。p-Si薄膜晶体硅阵列能耗非常低，允许非常精密的特征(小显示器的标准)，并提供高亮度。

用于制造p-Si TFT的工艺总是包括向非常高的温度的热偏移，以鼓励硅晶体化。在一些工艺中，单独采用温度来产生结晶化，在此类工艺中，峰值温度非常高，通常大于650℃，相比较而言，a-Si晶体管制造中所采用的峰值温度为350℃。在这些温度，大多数AMLCD玻璃基板发生被称作压缩的过程，并会发生过度变形，除非在下方进行支撑。压缩，也称为热稳定性或尺寸变化，是由于玻璃的假想温度变化导致的玻璃基板不可逆的尺寸变化(收缩或膨胀)。压缩的程度取决于玻璃的制造工艺以及玻璃的粘弹性性质。在由玻璃制造玻璃板产品的浮法工艺中，玻璃板从熔体相对缓慢地冷却，因此，将相对低温结构“凝固”到玻璃中。熔合法与此不同，其导致玻璃板从熔体非常快速地骤冷，以相对高温结构凝固。结果，采用浮法生产的玻璃与采用熔合法生产的玻璃相比压缩程度较低。在玻璃产品自身中，压缩最终会产生与滤色器的较差配准，如果差得太多的话，会对装置性能造成负面影响。因此，希望能够最大程度地减小下拉法生产的玻璃基板中的压缩程度。特意地开发了一种商用玻璃产品(美国纽约州康宁市康宁公司(Corning Incorporated,Corning NY))来解决该问题。相比于常规无定形硅基板玻璃，其具有非常高的退火点，因而甚至当再加热至高于常规无定形硅基板的应变点时，仍显示出非常低的压缩。

虽然产品已经被证实对于许多p-Si工艺是足够的，但是仍然需要甚至更低水平的压缩和/或耐受甚至更高温度(有时超过700℃)的热处理的能力。经过退火的低退火点p-Si基板玻璃能够优化以提供所述更低水平的压缩，但是该增加的退火对于它们在提升温度下的变形仅有少量改善。产品在提升温度下的变形优于经过退火的低退火点玻璃，但是对于一些应用而言压缩程度太大，并且在一些新开发的循环的极端条件下，可能需要甚至更高的耐变形性。为了在现有工艺中提供所需的较低压缩以及能够开发新的更高温度的工艺，需要一种退火点高于785℃的玻璃。

发明内容

根据所公开的材料、化合物、组合物、制品、装置和方法的目的，在本文中具体化和广泛描述的是无碱的硼铝硅酸盐玻璃，所述无碱的硼铝硅酸盐玻璃具有用于平板显示器装置(例如有源矩阵液晶显示器(AMLCD)和有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED))的基板所需的物理和化学性质。根据本发明的某些方面，玻璃具有作为应变点的函数的良好的尺寸稳定性。具体来说，本文所述的玻璃是这样一种熔合兼容玻璃，其退火点高于785℃，200泊的温度小于或等于1730℃，密度小于2.65克/厘米³，并且氟基无机酸中的蚀刻速率是在常规a-Si基板材料的10％的范围内。另外的优点将在随后的描述中部分地陈述，且根据该描述部分地显而易见，或可通过实施下述的各方面而学会。通过所附权利要求中特别指出的要素和组合将会认识和获得下述优点。应当理解，上述一般描述和以下详细描述仅仅是示例和说明，而不是限制。

附图简要说明