一种含稀土的玻璃材料，按照以氧化物为基准的摩尔百分数表示，该材料具有包含以下组分的组成：ＳｉＯ２：６６－７５，Ａｌ２Ｏ３：１１－１７，Ｂ２Ｏ３：０－４，ＭｇＯ：１－６．５，ＣａＯ：２－７，ＳｒＯ：０－４，ＢａＯ：０－４，Ｙ２Ｏ３：０－４，Ｌａ２Ｏ３：０－４，Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３：０．１－４。该组成中包含Ｙ２Ｏ３和／或Ｌａ２Ｏ３能降低玻璃的Ｔ２．３，因此能够制造较高退火点的玻璃。这种玻璃特别能用于低温多晶硅基半导体器件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及玻璃材料，包含这种玻璃材料的玻璃基板，包括这种玻璃基板的器件。 具体地，本专利技术涉及含稀土元素的玻璃材料，高精度玻璃基板，以及包括具有半导体材料层 如多晶硅层的玻璃基板的器件。本专利技术能用于例如制造用于LCD显示器的玻璃基板，尤其 是基于多晶硅技术的那些玻璃基板。
技术介绍
液晶显示器例如有源矩阵液晶显示器(AMIXD)的制造非常复杂，基板玻璃的性质 极为重要。首要的是，制造AMLCD器件需使用的玻璃基板必须严格控制其物理尺寸。在美 国专利3，338，696和3，682，609 (Dockerty)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)和抛光条件下制造可用作基板的 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，在某些应用中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，最终制造更亮和更快 速的显示器。在一些其他应用中，在玻璃基板的表面上形成单晶半导体材料层如硅层甚至 是更有利的，因为由单晶硅可制得更高性能的半导体器件部件。基于p-Si和单晶硅的晶体管与a-Si晶体管相比在制造过程中需要更高的工艺温 度。与制造a-Si晶体管时采用的400°C峰值温度相比，对p-Si晶体管，制造工艺中有多个 步骤需要450-750°C温度，对单晶硅需要的温度甚至更高。在这些温度，大多数AMIXD玻璃 基板发生被称作“压缩”的过程。压缩也指热稳定性或尺寸变化，是因玻璃材料的假想温度 变化导致的玻璃基板不可逆的尺寸变化(收缩)。“假想温度”是一个用来表示玻璃结构状 态的概念。据说从高温快速冷却的玻璃具有较高的假想温度，原因是较高“凝固”温度降低 了密度结构。缓慢冷却或者在其退火点附近保持一定时间的玻璃据说具有较低的假想温度 和较高的密度结构。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冷却，因此，将相对低温结构凝固到玻璃中。熔 合法与此不同，导致玻璃板从熔体非常快速地骤冷，凝固相对高温结构。结果，采用浮法制 造的玻璃与采用熔合法制造的玻璃相比发生压缩程度较低，因为供压缩的驱动力是假想温 度和玻璃在压缩过程中经历的工艺温度的差值。因此，希望能够最大程度地减小下拉法制造的玻璃基板中的压缩程度。有两种方法可以尽可能减小玻璃中的压缩程度。第一种方法是对玻璃进行热预处 理，产生类似于经历P-Si TFT制造工艺的玻璃的假想温度。但是，这种方法存在一些困难。 首先，在P-Si TFT制造过程中采用的多个加热步骤在玻璃中产生略不同的假想温度，使得 通过这种预处理也不能完全补偿。其次，玻璃的热稳定性与P-Si TFT制造厂的详细工艺密 切相关，这可能意味着对不同的终端用户有不同的预处理。最后，预处理增加了处理的成本 和复杂性。另一种方法是减慢压缩响应的动力学。这可以通过升高玻璃的粘度来实现。因 此，如果玻璃的应变点比将经历的工艺温度高得多(例如，如果在应变点比工艺温度高约 50-100°C下保持较短接触时间)，压缩程度最小。但是，这种方法面临的挑战是如何以成本 有效的方式制造高应变点玻璃，因为高应变点玻璃通常需要较高的熔化温度。因此，仍需要一种具有高应变点，并因此具有良好的尺寸稳定性(即，低压缩)和 合理的熔化温度的玻璃材料。期望该玻璃组合物还具有下拉法包括但不限于熔合下拉法所 要求的所有性质，这对制造用于液晶显示器的基板非常重要。本专利技术解决了这种和其它需 求。专利技术概述这里揭示本专利技术的若干方面。应当理解，这些方面可以彼此重叠，也可以不重叠。 因此，一个方面的某个部分可以落入另一个方面的范围，反之亦然。除非在上下文中有相反 指示，否则，有差异的各个方面应当视作在范围上彼此重叠。每个方面用诸多实施方式来说明，而实施方式进而可以包括一个或多个具体实施 方式。应当理解，这些实施方式可以彼此重叠，也可以不重叠。因此，一个实施方式或其具 体实施方式的某个部分可以落入或不落入另一个实施方式或其具体实施方式的范围，反之 亦然。除非在上下文中有相反指示，否则，有差异的各个实施方式应当视作在范围上彼此重叠。根据本专利技术的第一方面，提供一种含稀土元素的玻璃材料，按照氧化物为基准的 摩尔百分数表示，该材料具有包含以下组分的组成SiO2 :66-75Al2O3 :11-17B2O3 0-4MgO 1-6. 5CaO 2-7SrO 0-4BaO 0-4Y2O3 0-4La2O3 :0_4Y203+La203 :0. 1-4.在本专利技术第一方面的一些实施方式中，玻璃材料的组成中包含最多3摩尔％ RE2O3，在一些实施方式中，最多为2摩尔％ RE2O30在本专利技术第一方面的一些实施方式中，玻璃材料的组成中B2O3含量最多为2摩5尔％，在一些实施方式中，最多为1摩尔％，在一些实施方式中基本为0摩尔％。在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料的组成中基本不含BaO。在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料的组成中BaO含量为1_4摩 尔％。在本专利技术第一方面的一些实施方式中，玻璃材料的组成中MgO含量最多为1-6摩 尔％，在一些实施方式中，为1-5摩尔％，在一些实施方式中，为1-4摩尔％。在本专利技术第一方面的一些实施方式中，以氧化物为基准的摩尔百分数表示，所述 玻璃材料具有包含以下组分的组成在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料具有包含以下组分的组成SiO2:67-74Al2O;5 :12-17B2O30-4MgO 1-5CaO :2-6SrO :0-4BaO :0-4Y2O30-4La20;5 0-4Y203+La203 :0,在本专利技术第-SiO2:68-72Al2O;5 12-16B2O30-4MgO 1-5CaO :2-6SrO ；0. 1-2BaO 1-4Y2O30-3La20;5 0-4Y203+La203 :0,在本专利技术第-玻璃材料具有包含以_SiO2:68-72Al2O;5 13-16B2O30-4MgO 1-5CaO :2-6SrO ；0. 1-2BaO 1-4Y2O30-3-方面的一些实施方式中，以氧化物为基准的摩尔百分数表示，所述La2O3 0-4Y203+La203 :1-4.在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料具有包含以下组分的组成SiO2 :68-72Al2O3 :13-16B2O3 0-2MgO 1-5CaO 2-6SrO 0. 1-2BaO 1-4Y2O3 0-3La2O3 :0_4Y203+La203 :1-4.在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料的组成中基本上不含As2O3 和 ^2O3。在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料具有还包含以下组分的组 成TiO2 0-2ZnO 0-3.在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料的组成中ZnO和化03的总含 量为0-4摩尔％。在本专利技术第一方面的一些实施方式中，所述玻璃材料的组成具有的[R’0]/[A1203]本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含稀土的玻璃材料，按照以氧化物为基准的摩尔百分数表示，该材料具有包含以下组分的组成： ＳｉＯ↓［２］：６６－７５ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：１１－１７ Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］：０－４ ＭｇＯ：１－６．５ ＣａＯ：２－７ ＳｒＯ：０－４ ＢａＯ：０－４ Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］：０－４ Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］：０－４ Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］＋Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］：０．１－４．
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/052,7722008年5月13日1.一种含稀土的玻璃材料，按照以氧化物为基准的摩尔百分数表示，该材料具有包含 以下组分的组成SiO2 66-75 Al2O3 :11-17 B2O3 0-4 MgO 1-6. 5 CaO 2-7 SrO 0-4 BaO 0-4 Y2O3 0-4 La2O3 0-4 Y203+La203 :0. 1-4.2.如权利要求1所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料包含最多3摩尔％的 RE2O3 ο3.如权利要求1或2所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料包含最多2摩尔％的B2O304.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料基本不含BaO。5.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料包含1-4摩 尔％的BaO。6.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料基本不含 As2O3 禾口 Sti2O3。7.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料还包含以下 组分TiO2 0-2 ZnO 0-3.8.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料包含总量为 0-4摩尔％的ZnO和B2O3。9.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料的[R’0]/ [Al2O3I 比值为 0.75-1. 8。10.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料的退火点高 于 790 0C O11.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料的T2.3低 于 1680 0C ο12.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料的 CTE (0-3000C )低于 42x10^013.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料的 CTE (0-300 0C )高于 30x10^014.如前述权利要求中任一项所述的玻璃材料，其特征在于，所述玻璃材料的密度...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·丹尼尔森，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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