[發明專利]無堿硼鋁硅酸鹽玻璃及其應用

無效

• 申請號: 01103374.6
• 申請日: 2001-01-12
• 公開（公告）號: CN1303829A
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: U·波伊切特;P·布里克斯
• 申請（專利權）人: 肖特玻璃制造廠
• 主分類號: C03C3/091
• 分類號: C03C3/091;C03C3/093;G09F9/30;H01L31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,周慧敏

本發明涉及一種無堿硼鋁硅酸鹽玻璃。本發明還涉及這種玻璃的應用。

在平板液晶顯示技術中作為基板用途的玻璃有很高的要求，例如，在TN(扭轉向列)/STN(超扭轉向列)顯示，有效矩陣液晶顯示(AMLCDs)，薄膜晶體管(TFTs)或等離子體編址液晶顯示(PALCs)中。除了在平板熒光屏的生產方法中使用的高抗熱震性和良好的耐化學腐蝕性以外，所述玻璃應該在寬光譜范圍(VIS,UV)具有高的透明性，并且為了減輕重量，應該具有低的密度。用作集成半導體電路的基板材料，例如在TFT顯示(“玻璃基片”(“chip?on?glass”))中，另外要求與在最高300℃的低溫下以無定型硅(a-Si)形式沉積在玻璃基板上的薄膜材料硅熱匹配。無定型硅經隨后在約600℃溫度下的熱處理進行部分重結晶。由于a-Si部分，所得部分結晶的多晶-Si層具有熱膨脹系數α_20/300≌3.7×10^-6/K的特征。熱膨脹系數α_20/300取決于a-Si/多晶硅比例，可在2.9×10^-6/K和4.2×10^-6/K之間變化。在通過700℃以上的高溫處理或用CVD方法直接沉積產生基本為結晶的Si層時，這在光電薄膜中也是所希望的，要求基板具有明顯減小的熱膨脹系數，3.2×10^-6/K或更小。另外，在顯示和光電技術中的應用還要求不存在堿金屬離子。根據Na⁺擴散進入半導體層一般引起“中毒”作用，由生產而造成的氧化鈉含量在1000ppm以下是可以容忍的。

經濟地大規模工業生產品質合格(沒有氣泡、結石、夾雜物)適用玻璃應該是可能的，例如，在浮法玻璃廠或通過拉制法。尤其用拉制法生產表面不平度低的無斑紋薄(＜1mm)基板，還要求玻璃失透穩定性高。生產過程中基板的壓縮，對半導體的顯微結構產生不利影響，特別是對TFT顯示器的情況，可通過建立玻璃的適當溫度-粘度的相關特征曲線，來抵消基板的壓縮：對于熱過程和形狀穩定性，它應有足夠高的玻璃轉變溫度，即T_g＞700℃，而另一方面又不應有過高的熔化溫度和加工溫度(V_A)，即V_A≤1350℃。

拉普(J.C.Lapp)在“AMLCD應用的玻璃基板：性質和含義”(SPIE會議論文集，vo1.3014，特邀論文(1997))文中和席密德(J.Schmid,)穆勒(Verlag?C.F.Müller)在“Photovoltaik-Strom?aus?der?Sonne”(Heidelberg?1994)文中，分別描述了對用于LCD顯示技術或薄膜光電技術中玻璃基板的要求。

用堿土金屬硼鋁硅酸鹽玻璃可以很好地滿足上述要求。然而，在下面出版物中描述的已知顯示器或太陽能電池基板玻璃仍然有一些缺點，不能滿足所有列出的要求。

許多文獻描述了MgO含量低的玻璃，例如，JP?9-169?538、JP?4-160030?A、JP?9-100?135?A、EP?714?862?A1、EP?341?313?B1、US5,374,595、WO97/11919及WO97/11920。這些玻璃都不具有理想的熔化性能，同樣明顯的是，粘度10²dPas和10⁴dPas時的溫度都非常高，而且具有較高的密度。這適用于DE?37?30?410?A1的無MgO的玻璃。

US5,374,595的玻璃BaO含量高，達2-7％摩爾，這使得這些玻璃的密度不理想的高。它適用于JP?61-132536?A、JP?8-295530?A、JP?9-48632、JP9-156953的玻璃。

同樣，JP?10-72237?A的SrO含量高的玻璃粘度在粘度10⁴dPas和10²dPas時的溫度非常高。如實施例中所示。

如JP?9-263421?A及JP?10-45422?A所述，B₂O₃含量低的玻璃也同樣如此。失透性趨勢不利地高，尤其再加上玻璃的BaO含量低。另一方面，過高B₂O₃含量的玻璃，例如在US4,824,808中描述了這樣的玻璃，是不利于所設想的高耐熱和高耐化學腐蝕性能，尤其對鹽酸溶液的耐蝕性。