低硼无钡碱土铝硅酸盐玻璃及其应用制造技术

一种具有低含量的B2O3、高含量的Al2O3以及控制比例的(B2O3+CaO+MgO+SrO)/Al2O3的低硼、无钡、碱土铝硅酸盐玻璃组成物。此玻璃组成物可适合用于在具有高玻璃应变点温度的基板上的低温多晶硅薄膜晶体管。

Low boron barium free alkaline earth aluminosilicate glass and its application

A low-boron, barium-free, alkaline-earth aluminosilicate glass composition with low B2O3 content, high Al2O3 content, and a controlled proportion (B2O3 + CaO + MgO + SrO) / Al2O3. This glass composition can be applied to low temperature polycrystalline silicon thin film transistors on substrates with high glass strain temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低硼无钡碱土铝硅酸盐玻璃及其应用
本公开内容与低硼、无钡的碱土铝硅酸盐玻璃以及其应用有关。这些玻璃可在低温多晶硅薄膜晶体管的处理中找到应用。
技术介绍
平板显示器在现今的商业电子装置中十分常见。下一代的手持电子装置将把渐增迫切的需求放在它们的显示器上。能够符合这些需求的显示器将能够有广泛变化的商业应用。因此，尤其在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)技术的蓬勃发展下，用以制造平板显示器的玻璃特性变成一个重要的设计考虑。例如，TFT-LCD显示器技术需要具有少于0.1wt％的碱离子含量的高品质玻璃基板，以避免用碱金属离子污染半导体薄膜材料。而且，TFT-LCD需要从大约29×10-7/℃至大约40×10-7/℃的热膨胀系数，以降低在半导体处理期间当一起加热玻璃基板以及非晶硅材料时产生的热应力。三种最常用的TFT(薄膜晶体管)技术是a-SiTFT(非晶硅TFT或α-SiTFT)、低温多晶SiTFT(低温多晶硅TFT或「LTPS-TFT」)以及高温多晶硅TFT(高温多晶SiTFT或「HTPS-TFT」)。目前，a-SiTFT技术是最普遍且最成熟的。然而，研究已显示，多晶硅具有极佳的电子移动性，提供TFT产品快速的反应时间、高亮度、高分辨率以及低能耗。具有这些优势，将发展多晶硅用于改进AM-LCD(主动矩阵液晶显示器)以及OLED(有机发光二极管)显示器。在LTPS-TFT处理期间，多晶硅薄膜必须在大约400℃至大约625℃的处理范围中在热处理期间形成在玻璃基板上。因此，在TFT处理中用以作为基板的玻璃必须禁得起至少625℃的温度，同时维持好的刚性。应变点温度以及软化点温度是常用以决定玻璃基板是否适用于在所需温度下处理的玻璃特性，而杨氏模量是与玻璃基板的刚度有关且可限制薄膜厚度的特性。玻璃的应变点温度定义了特定的玻璃如果其将没有缺陷地在大气条件中冷却时可被加热到的最高温度。软化点温度定义了材料在达到某预定柔软度之前可被加热到的最高温度。加热到其应变点温度或其软化点温度之上的玻璃将经历热应力的结构松弛，导致玻璃结构致密化以及不可逆的收缩。如同上面所提及的，杨氏模量是与例如玻璃之类的固体材料的刚度有关的另一特性。杨氏模量越大，材料越不可能变形。当确定薄膜组成物以及厚度时，常考虑到杨氏模量。一般而言，基板的收缩和/或变形导致薄膜非均匀性以及装置缺陷，例如像素间距变形以及偏差。因此，在TFT处理中用以作为基板的玻璃必须具有大于625℃的应变点以及软化点温度。然而，具有较高玻璃应变点温度或较大杨氏模量的玻璃组成物是有利的，且允许较大的处理范围。
技术实现思路
在本文中提出了一种碱土铝硅酸盐玻璃。如下参照表3以及4所描述的来测量本文中所提出的示例性实施方式的物理特性。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔百分比(摩尔％)的组成物：从大约64.0％至大约77.0％的SiO2，从大约8.0％至大约18.0％的Al2O3，从大约0.0％至大约6.0％的B2O3，从大约0.0％至大约7.0％的MgO，从大约5.0％至大约14.0％的CaO，从大约0.5％至大约9.0％的SrO，从大约0.0％至大约0.5％的SnO2，以及从大约75.0％至大约87.0％的SiO2+Al2O3，其中2.5>(B2O3+CaO+MgO+SrO)/(Al2O3)，以及其中0.7>(MgO)/(CaO+SrO)。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔百分比(摩尔％)的组成物：从大约66.0％至大约75.0％的SiO2，从大约8.5％至大约16.0％的Al2O3，从大约1.5％至大约5.0％的B2O3，从大约0.5％至大约6.0％的MgO，从大约6.0％至大约12.0％的CaO，从大约1.8％至大约8.0％的SrO，以及从大约0.0％至大约0.5％的SnO2。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔百分比(摩尔％)的组成物：从大约68.0％至大约73.0％的SiO2，从大约10.0％至大约14.0％的Al2O3，从大约1.5％至大约3.5％的B2O3，从大约1.0％至大约4.0％的MgO，从大约8.0％至大约12.0％的CaO，从大约1.8％至大约5.0％的SrO，以及从大约0.0％至大约0.5％的SnO2。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约66.0％至大约75.0％的SiO2，从大约8.0％至大约16.0％的Al2O3，从大约1.5％至大约5.0％的B2O3，从大约1.0％至大约4.0％的MgO，从大约8.0％至大约14.0％的CaO，从大约1.8％至大约9.0％的SrO，以及从大约0.0％至大约0.5％的SnO2。根据几个示例性实施方式，用于低温多晶硅TFT的碱土铝硅酸盐玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约64.0％至大约77.0％的SiO2，从大约10.0％至大约18.0％的Al2O3，从大约0.0％至大约5.0％的B2O3，从大约0.0％至大约7.0％的MgO，从大约5.0％至大约14.0％的CaO，从大约0.5％至大约9.0％的SrO，从大约0.0％至大约0.5％的SnO2，以及从大约75.0％至大约87.0％的SiO2+Al2O3，其中2.1>(B2O3+CaO+MgO+SrO)/(Al2O3)，以及其中0.7>(MgO)/(CaO+SrO)。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约66.0％至大约75.0％的SiO2，从大约8.5％至大约16.0％的Al2O3，从大约1.5％至大约5.0％的B2O3，从大约0.5％至大约4.0％的MgO，从大约8.0％至大约12.0％的CaO，从大约1.8％至大约8.0％的SrO，从大约0.0％至大约0.5％的SnO2，以及从大约78.0％至大约84.0％的SiO2+Al2O3，其中2.1>(B2O3+CaO+MgO+SrO)/(Al2O3)>1.2，以及其中0.55>(MgO)/(CaO+SrO)，其中玻璃组成物是通过溢流下引法制备。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有下述特性：(a)大于或等于690℃的应变点温度；(b)大于980℃的软化点温度；(c)在从大约50℃至大约300℃的温度下从大约29×10-7/℃至大约40×10-7/℃的热膨胀系数(CTE)；(d)在从大约100℃至大约1650℃的温度下316泊的粘度；以及(e)从大约100℃至大约1250℃的液相线温度。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有下述特性：(a)大于或等于710℃的应变点温度；(b)大于或等于1000℃的软化点温度；(c)在从大约50℃至大约300℃的温度下从大约31×10-7/℃至大约38×10-7/℃的热膨胀系数(CTE)；(d)在从大约100℃至大约1640℃的温度下316泊的粘度；以及(e)从大约100℃至大约1220℃的液相线温度。根据几个示例性实施方式，碱土铝硅酸盐玻璃具有下述特征：(a)BaO的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱土铝硅酸盐玻璃，其具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约64.0％至大约77.0％的SiO2；从大约8.0％至大约18.0％的Al2O3；从大约0.0％至大约6.0％的B2O3；从大约0.0％至大约7.0％的MgO；从大约5.0％至大约14.0％的CaO；从大约0.5％至大约9.0％的SrO；从大约0.0％至大约0.5％的SnO2；从大约75.0％至大约87.0％的SiO2+Al2O3；其中2.5>(B2O3+CaO+MgO+SrO)/(Al2O3)；以及其中0.7>(MgO)/(CaO+SrO)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种碱土铝硅酸盐玻璃，其具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约64.0％至大约77.0％的SiO2；从大约8.0％至大约18.0％的Al2O3；从大约0.0％至大约6.0％的B2O3；从大约0.0％至大约7.0％的MgO；从大约5.0％至大约14.0％的CaO；从大约0.5％至大约9.0％的SrO；从大约0.0％至大约0.5％的SnO2；从大约75.0％至大约87.0％的SiO2+Al2O3；其中2.5>(B2O3+CaO+MgO+SrO)/(Al2O3)；以及其中0.7>(MgO)/(CaO+SrO)。2.根据权利要求1所述的碱土铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约66.0％至大约75.0％的SiO2；从大约8.5％至大约16.0％的Al2O3；从大约1.5％至大约5.0％的B2O3；从大约0.5％至大约6.0％的MgO；从大约6.0％至大约12.0％的CaO；从大约1.8％至大约8.0％的SrO；以及从大约0.0％至大约0.5％的SnO2。3.根据权利要求1所述的碱土铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约68.0％至大约73.0％的SiO2；从大约10.0％至大约14.0％的Al2O3；从大约1.5％至大约3.5％的B2O3；从大约1.0％至大约4.0％的MgO；从大约8.0％至大约12.0％的CaO；从大约1.8％至大约5.0％的SrO；以及从大约0.0％至大约0.5％的SnO2。4.根据权利要求1所述的碱土铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约66.0％至大约75.0％的SiO2；从大约8.0％至大约16.0％的Al2O3；从大约1.5％至大约5.0％的B2O3；从大约1.0％至大约4.0％的MgO；从大约8.0％至大约14.0％的CaO；从大约1.8％至大约9.0％的SrO；以及从大约0.0％至大约0.5％的SnO2。5.一种适合用于低温多晶硅TFT的碱土铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述玻璃具有包括下述氧化物基础的摩尔％的组成物：从大约64.0％至大约77.0％的SiO2；从大约10.0％至大约18.0％的Al2O3；从大约0.0％至大约5.0％的B2O3；从大约0.0％至大约7.0％的MgO；从大约5.0％至大约14.0％的CaO；从大约0.5％至大约9.0％的SrO；从大约0.0％至大约0.5％的SnO2；以及从大...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·Y·丁，P·梁，
申请(专利权)人：科立视材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35