含碱金属显示玻璃制造技术

一种玻璃组成物包括：约50摩尔％至约75摩尔％的SiO2、11.1摩尔％至约25摩尔％的Al2O3、约1.5摩尔％至约10摩尔％的B2O3及约0.5摩尔％至约20摩尔％的R2O，R2O为碱金属氧化物，所述碱金属氧化物选自由K2O、Rb2O、Cs2O及前述者的组合所组成的群组。所述玻璃组成物可进一步包括：0摩尔％至约12摩尔％的MgO、0摩尔％至约10摩尔％的CaO、0摩尔％至约1.5摩尔％的SrO及0摩尔％至约5摩尔％的BaO。玻璃组成物包含总计约1摩尔％至约20摩尔％的R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含碱金属显示玻璃
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]此申请案依专利法请求于2020年4月15日提申的美国专利临时申请案第63/010,251号及2019年6月3日提申的美国专利临时申请案第62/856,170号及2019年8月14日提申的美国专利临时申请案第62/886,687号的优先权，以上申请案的全文以引用方式明确并入本文。


[0003]大体而言，本公开内容与玻璃组成物有关。更具体而言，所公开的目标与包含碱金属且适用于显示应用的玻璃组成物有关。

技术介绍

[0004]由诸如玻璃等光学透明材料制成的平坦或弯曲基板用于平坦面板显示器、光伏装置和其他合适的应用。除了对光学透明度的要求外，玻璃组成物还需要满足取决于制造工艺和应用的不同挑战。
[0005]举例而言，如主动数组液晶显示设备(AMLCD)的液晶显示器的生产很复杂，且基板玻璃的特性很重要。用于生产AMLCD装置的玻璃基板需要严格控制其物理尺寸。向下拉伸的片材拉伸工艺(尤其是熔融工艺)能够生产可用作基板的玻璃片材，而无需进行如研磨和抛光的类的昂贵后成型加工操作。然而，熔融工艺对玻璃特性施加了相当严格的限制，这要求相对较高的液相粘度。
[0006]在液晶显示器领域，薄膜晶体管(TFT)可以基于多晶硅(p
‑
Si)或非晶硅(a
‑
Si)。非晶硅具有如降低处理温度等优点。有时最好使用多晶硅，因为它们能够更有效地传输电子。基于多晶硅的硅晶体管的特征在于具有比基于非晶硅的晶体管更高的迁移率。这允许制造更小且更快的晶体管，从而最终产生更亮且更快的显示器。p
‑
Si系晶体管的一个问题是，与a
‑
Si系晶体管的制造相比，其制造需要更高的工艺温度。与制造a
‑
Si晶体管所用的350℃峰值温度相比，这些温度范围为从450℃至600℃。
[0007]为了满足处理和性能要求，用于显示应用的玻璃组成物需要具有良好的热和机械性能还有尺寸稳定性。此外，金属离子扩散到薄膜晶体管内可能会损坏晶体管。这样的扩散需要被最小化或消除。

技术实现思路

[0008]本公开内容提供了玻璃组成物、制造其的方法和使用其的方法。本公开内容还提供了包含这种玻璃组成物的玻璃基板，以及包含这种玻璃组成物或玻璃基板的显示设备，所述玻璃基板具有这种玻璃组成物。
[0009]根据一些实施例，一种玻璃组成物包含：
[0010]约50摩尔％至约75摩尔％的SiO2，
[0011]11.1摩尔％至约25摩尔％的Al2O3，
[0012]约1.5摩尔％至约10摩尔％的B2O3，
[0013]约0.5摩尔％至约20摩尔％的R2O，其中R2O为碱金属氧化物，所述碱金属氧化物选自由K2O、Rb2O、Cs2O及前述者的组合所组成的群组，
[0014]0摩尔％至约12摩尔％的MgO，
[0015]0摩尔％至约10摩尔％的CaO，
[0016]0摩尔％至约1.5摩尔％的SrO，及
[0017]0摩尔％至约5摩尔％的BaO。
[0018]玻璃组成物包含总计约1摩尔％至约20摩尔％的R
’
O，且R
’
O包含MgO、CaO、SrO、BaO、可选的ZnO及前述者的任何组合。
[0019]在玻璃组成物中，存在任何合适范围的SiO2。合适范围的实例包括，但不限于：约50摩尔％至约60摩尔％、约54摩尔％至约68摩尔％、约60摩尔％至75约摩尔％或约60摩尔％至约70摩尔％。在一些实施例中，SiO2的含量为等于或小于60摩尔％，例如，在约50摩尔％至约60摩尔％的范围内。
[0020]在一些实施例中，Al2O3的含量在11摩尔％以上。Al2O3的合适范围的实例包括，但不限于：约11.5摩尔％至约25摩尔％、约12摩尔％至约25摩尔％、约13摩尔％至约25摩尔％、约14摩尔％至约25摩尔％、约15摩尔％至约25摩尔％、约11.5摩尔％至约25摩尔％、约11.5摩尔％至约18摩尔％、约12摩尔％至约20摩尔％或约12摩尔％至约18摩尔％。
[0021]在一些实施例中，碱金属氧化物(R2O)为K2O。碱金属氧化物(R2O)的含量在任何合适的范围内。R2O的合适范围的实例包括，但不限于：约0.5摩尔％至约10摩尔％、约1摩尔％至约10摩尔％、约0.9摩尔％至约7.1摩尔％、约0.5摩尔％至约8摩尔％、约2摩尔％至约8摩尔％或约3摩尔％至约8摩尔％。
[0022]玻璃组成物可进一步包含0摩尔％至约2摩尔％的额外碱金属氧化物，所述额外碱金属氧化物选自由Li2O、Na2O及前述者的组合所组成的群组。Li2O或Na2O为可选的。在一些实施例中，玻璃组成物中的Li2O及Na2O的含量为0摩尔％至约1摩尔％或0.1摩尔％至约2摩尔％。当Li2O或Na2O存在时，碱金属氧化物K2O、Rb2O、Cs2O及Li2O或Na2O的总含量为约0.5摩尔％至约22摩尔％。在一些实施例中，玻璃组成物实质上不含Li2O、Na2O及任何其他含有Li及Na的成分。
[0023]R
’
O可包含碱土金属氧化物，如MgO、CaO、SrO及BaO，且视情况包含任何合适的范围的ZnO。
[0024]MgO的合适范围的实例包括，但不限于：约0摩尔％至约12摩尔％、约1摩尔％至约12摩尔％、约2摩尔％至约12摩尔％、约1摩尔％至约10摩尔％或约2摩尔％至约10摩尔％。在一些实施例中，MgO的含量等于或高于7摩尔％，例如在以下范围内：约7摩尔％至约12摩尔％或约7摩尔％至约10摩尔％。
[0025]在一些实施例中，SrO可具有以下含量：等于或小于1.5摩尔％或1摩尔％，例如，在以下范围内：约0.1摩尔％至约1摩尔％或约0.1摩尔％至约1.5摩尔％。
[0026]CaO的合适范围的实例包括，但不限于：约0摩尔％至约10摩尔％、约1摩尔％至约10摩尔％、约2摩尔％至约10摩尔％、约3摩尔％至约8摩尔％、约5摩尔％至约8摩尔％或约6摩尔％至约8摩尔％。
[0027]在一些实施例中，R
’
O/Al2O3的摩尔比在从约0.8至约1.5的范围内，例如，从约0.8
至约1.0、从约0.9至约1.1或从约1至约1.25。在一些实施例中，R
’
O/Al2O3的比值等于或小于1。
[0028]组成物可以包含任何其他合适的成分，例如SnO2。本公开内容提供了具有本文所述的成分和含量范围的不同组合的任何合适的组成物。
[0029]在一些实施例中，范例玻璃组成物包含：
[0030]约54摩尔％至约68摩尔％的SiO2；
[0031]11.1摩尔％至约18摩尔％的Al2O3；
[0032]约2摩尔％至约9摩尔％的B2O3；
[0033]约8摩尔％至约16摩尔％的R2O，其中R2O为碱金属氧化物，所述碱金属氧化物选自由K2O、Rb2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃组成物，包含：约50摩尔％至约75摩尔％的SiO2；11.1摩尔％至约25摩尔％的Al2O3；约1.5摩尔％至约10摩尔％的B2O3；约0.5摩尔％至约20摩尔％的R2O，其中R2O为碱金属氧化物，所述碱金属氧化物选自由K2O、Rb2O、Cs2O及前述者的组合所组成的群组；0摩尔％至约12摩尔％的MgO；0摩尔％至约10摩尔％的CaO；0摩尔％至约1.5摩尔％的SrO；以及0摩尔％至约5摩尔％的BaO，其中所述玻璃组成物包含总计约1摩尔％至约20摩尔％的R
’
O，且R
’
O包含MgO、CaO、SrO、BaO及前述者的任何组合。2.如权利要求1所述的玻璃组成物，其中Al2O3的含量在以下范围内：约11.5摩尔％至约25摩尔％、约12摩尔％至约25摩尔％、约13摩尔％至约25摩尔％、约14摩尔％至约25摩尔％、约15摩尔％至约25摩尔％、约11.5摩尔％至约25摩尔％、约11.5摩尔％至约18摩尔％、约12摩尔％至约20摩尔％或约12摩尔％至约18摩尔％。3.如权利要求1所述的玻璃组成物，其中所述碱金属氧化物(R2O)为K2O。4.如权利要求1所述的玻璃组成物，其中所述碱金属氧化物(R2O)的含量在以下范围内：约0.5摩尔％至约10摩尔％、约1摩尔％至约10摩尔％、约0.9摩尔％至约7.1摩尔％、约0.5摩尔％至约8摩尔％、约2摩尔％至约8摩尔％或约3摩尔％至约8摩尔％。5.如权利要求1所述的玻璃组成物，进一步包含：0摩尔％至约2摩尔％的额外碱金属氧化物，所述额外碱金属氧化物选自由Li2O、Na2O及前述者的组合所组成的群组。6.如权利要求1所述的玻璃组成物，其中SiO2的含量在以下范围内：约50摩尔％至约60摩尔％、约54摩尔％至约68摩尔％、约60摩尔％至75约摩尔％或约60摩尔％至约70摩尔％。7.如权利要求1所述的玻璃组成物，其中MgO的含量在以下范围内：约7摩尔％至约12摩尔％，且SrO在以下范围内：约0.1摩尔％至约1摩尔％。8.如权利要求1所述的玻璃组成物，其中R
’
O/Al2O3的摩尔比在以下范围内：从约0.8至约1.5。9.如权利要求8所述的玻璃组成物，其中R

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：