本公開的實施方式涉及用于液晶顯示器和其他合適的顯示器的顯示器玻璃。

背景技術：

1、平板顯示器裝置(例如有源矩陣液晶顯示器(amlcd)和有源矩陣有機發(fā)光二極管顯示器(amoled))的生產是非常復雜的，并且基材玻璃的性質是極為重要的。首先且最重要的是，用于amlcd和amoled裝置生產的玻璃基材需要使其物理尺寸具有嚴格控制。下拉片材拉制工藝，特別是屬于dockerty的美國專利第3,338,696號和第3,682,609號所述的熔合工藝，能夠在不需要高成本的成形后精制操作例如精研(lapping)和拋光的條件下制造可用作基材的玻璃片。

2、在液晶顯示器領域，存在各種方法來生產amlcd所需的薄膜晶體管(tft)。歷史上，面板制造商采用基于無定形硅(a-si)的晶體管生產了大的低分辨率顯示器，或者采用基于多晶硅(p-si)和基于氧化物薄膜(ox)的晶體管生產了小的高分辨率顯示器。雖然曾經認為a-si?tft會被p-si?tft所取代，但是消費者對于低成本的、大的高分辨率顯示器的需求以及用p-si?tft制造此類大規(guī)格顯示器的成本正在驅使amlcd制造商將它們對于a-si?tft的使用延伸到越來越高的分辨率。這些分辨率增加了對于用于tft制造工藝中的玻璃基材更為嚴格標準的必要性。在a-si、氧化物或低溫p-si?tft的制造過程中，將玻璃基材保持在350℃至450℃的加工溫度，同時產生薄膜晶體管。在這些溫度下，大多數(shù)amlcd和amoled玻璃基材經受被稱作壓縮的過程。壓縮，也稱為熱穩(wěn)定性或尺寸變化，是由于玻璃的假想溫度變化導致的玻璃基材的不可逆的尺寸變化(收縮)?！凹傧霚囟取笔怯脕肀硎静ＡУ慕Y構狀態(tài)的概念。據說從高溫快速冷卻的玻璃具有較高的假想溫度，原因在于“凝固在”較高溫度結構。較為緩慢冷卻或者在其退火點附近保持一段時間的玻璃據說具有較低的假想溫度。

3、壓縮的程度取決于玻璃的制造工藝以及玻璃的粘彈性性質這兩者。在由玻璃生產玻璃片產品的浮法工藝中，玻璃片從熔體較為緩慢地冷卻，因此，將相對低溫結構“凝固到”玻璃中。相反地，熔合工藝導致玻璃片從熔體非常快速地驟冷，以相對高溫結構凝固。作為結果，相比于通過熔合工藝制造的玻璃，通過浮法工藝生產的玻璃可能經受較小的壓縮，因為用于壓縮的驅動力是假想溫度和玻璃在壓縮過程中經歷的工藝溫度的差值。因此，會希望使得通過下拉工藝產生的玻璃基材中的壓縮水平最小化。

4、有兩種方法使得玻璃中的壓縮最小化。第一種是對玻璃進行熱預處理，以產生類似于tft制造過程中玻璃會經受的假想溫度。這種方法存在一些困難。首先，在tft制造工藝過程中，采用的多個加熱步驟在玻璃中產生略不同的假想溫度，該預處理不能完全補償所述略不同的假想溫度。其次，玻璃的熱穩(wěn)定性變得與tft制造的細節(jié)密切相關，這可能意味著對不同的終端用戶有不同的預處理。最后，預處理增加了加工的成本和復雜性。

5、另一個方法是通過增加玻璃的粘度來減緩在加工溫度的應變率。這可以通過升高玻璃的退火點來實現(xiàn)。對于玻璃而言，退火點代表對應于固定粘度的溫度，因此退火點的增加等于在固定溫度下粘度的增加。但是，該方法的挑戰(zhàn)在于，以成本有效的方式生產高退火點的玻璃。影響成本的主要因素包括缺陷和資產壽命。在與熔合拉制機器相連的現(xiàn)代化連續(xù)單元(cu)熔化器中(所述熔化器包括：耐火預熔化器、貴金屬精煉爐和貴金屬玻璃傳遞桿)，通常遭遇4種類型的缺陷：(1)氣態(tài)內含物(氣泡或水泡)；(2)來自難熔材料的固體內含物或者無法適當?shù)厝刍希?3)主要由鉑構成的金屬缺陷；以及(4)由于低液相線粘度或成形裝置、心軸或溢流槽任一端的過度失透所產生的失透產品。玻璃組成對于熔化速率具有不成比例的影響，因此，對于玻璃形成氣態(tài)或固體缺陷的趨勢具有不成比例的影響，并且玻璃的氧化狀態(tài)對于結合鉑缺陷的趨勢具有影響。通過選擇具有高液相線粘度的組合物來最佳地管理成形心軸或溢流槽上的玻璃失透。

6、在tft制造過程期間，玻璃基材中的尺寸穩(wěn)定性還受到彈性應變的影響。基材經歷的彈性應變有兩個主要原因。在熔合工藝過程中，在經由小的熱梯度冷卻之后，會將彈性應變引入玻璃片中(并因此將應力引入玻璃片中)。這些應力在tft制造過程期間經受應力松弛，導致尺寸不穩(wěn)定性?？梢砸耘c壓縮相同的方式那樣使得此類不穩(wěn)定性最小化，通過增加玻璃基材的退火點使得tft加工溫度時的應變率下降。第二種類型的彈性應變與當晶體管自身沉積到玻璃表面上時施加到基材上的應力有關。通過增加玻璃的楊氏模量使得此類彈性應變最小化，從而在基材表面上施加的應力產生最小的應變量，以及降低玻璃片中看到的尺寸變化。

7、除了上文提到的尺寸穩(wěn)定性問題之外，amlcd和amoled制造商發(fā)現(xiàn)對于更大的顯示器尺寸和規(guī)格經濟性這兩者的需求正驅使他們加工在每側上超過2米的更大尺寸的玻璃片。這增加了多種困難。首先，簡單來說是玻璃的重量。當發(fā)展到更大尺寸玻璃片時，玻璃重量的增加對用于將玻璃移動進入工作站中和通過工作站的機械自動處理機器產生影響。此外，隨著片材尺寸變得更大，取決于玻璃密度和楊氏模量的彈性下垂成為問題，影響裝載、取回能力，以及用于在工作站之間運輸玻璃的盒子中的玻璃的空間。因此，希望確定出這樣的組合物，其除了使得壓縮、應力松弛和彈性應變最小化之外，還減少了與下垂相關的問題，同時維持上文所述的有限缺陷的屬性。

技術實現(xiàn)思路

1、一些實施方式屬于用于制造展現(xiàn)出所需的物理和化學性質的無堿的硼鋁硅酸鹽玻璃的化合物、組合物、制品、裝置和方法。在一個或多個實施方式中，玻璃適合用作平板顯示器裝置(例如有源矩陣液晶顯示器(amlcd)和有源矩陣有機發(fā)光二極管顯示器(amoled))的基材。根據一個或多個實施方式，提供的玻璃具有小于2.55g/cm3的密度和良好的尺寸穩(wěn)定性(即，低壓縮)。此外，公開的組合物的一個或多個實施方式具有超過680℃的應變點，對于a-si薄膜晶體管工藝而言，當經受熔合工藝的熱歷史時，這具有可接受的熱穩(wěn)定性。

2、此外，本文所述的玻璃基本不含堿，其具有高退火點和高的楊氏模量，因而具有良好的尺寸穩(wěn)定性(即，低壓縮、彈性應變和應力松弛)，以用作無定形硅和氧化物tft工藝中的tft背板基材。高退火點玻璃能夠防止由于玻璃制造后的熱加工期間的壓縮/收縮或應力松弛導致的面板變形。本發(fā)明玻璃的實施方式還具有高的彈性模量和較低的密度，從而增加了玻璃的比模量，極大地降低了玻璃片中發(fā)生彈性下垂的風險。此外，本發(fā)明的玻璃具有非同尋常高的液相線粘度，因此顯著減少了在成形設備的冷位置發(fā)生失透的風險。要理解的是，雖然低的堿性濃度通常是合乎希望的，但是，在實際中可能難以或不可能經濟地制造完全不含堿的玻璃。討論中的堿作為原料中的污染物出現(xiàn)，作為耐火材料的微量組分出現(xiàn)等，且可能非常難以完全消除。因此，如果堿性元素li2o、na2o和k2o的總濃度小于約0.1摩爾百分比(摩爾％)，則認為本發(fā)明的玻璃基本上不含堿金屬。

3、在一些實施方式中，以氧化物的摩爾％計，提供的玻璃包含：sio2?65-72，al2o310-14，b2o3?3-8，mgo?2-6，cao?3-9，sro?0-6，和bao?0-<1，其中，玻璃展現(xiàn)出應變點>650℃，退火點大于或等于約730℃，楊氏模量>78gpa，t35kp-t液相線>30℃，密度<約2.55g/cm3，cte小于約39x10-7/℃。

4、在其他實施方式中，以氧化物的摩爾％計，提供的玻璃包含：sio2?67-70，al2o311-13，b2o3?4-6，mgo?3-5.5，cao?5.5-7，sro?3-5，和bao?0-<1，其中，玻璃展現(xiàn)出應變點>700℃，退火點大于或等于約750℃，楊氏模量>79gpa，t35kp-t液相線>65℃，密度<約2.55g/cm3，cte小于約36x10-7/℃。

5、在其他實施方式中，以氧化物的摩爾％計，提供的玻璃包含：sio2>60，al2o3>10，b2o3>0.1，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3>1.0，其中，玻璃展現(xiàn)出退火點大于或等于約730℃，應變點大于或等于約650℃，軟化點大于或等于約950℃，t200p小于約1650℃，t35kp小于約1300℃，t35kp-t液相線>30℃，比模量大于31，以及楊氏模量大于或等于78gpa。

6、在以下的詳細描述中給出了本公開的其他特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(yōu)點對本領域的技術人員而言，根據所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖在內的本文所述的方法而被認識。

7、應理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述都表示本文的各種實施方式，用來提供對于權利要求的性質和特性的總體理解或框架性理解。包括的附圖提供了對本文的進一步的理解，附圖被結合在本說明書中并構成說明書的一部分。附圖以圖示形式說明了本文的各種實施方式，并與說明書一起用來解釋本文的原理和操作。