本申請要求2015年04月23日提交的美國臨時申請第61/151741號以及2014年10月31日提交的美國臨時申請第62/073938號的優(yōu)先權(quán)，其全文通過引用結(jié)合于此。

本文的實施方式涉及顯示器玻璃。更具體來說，本文的實施方式涉及用于有源矩陣液晶顯示器的顯示器玻璃。

技術(shù)背景

液晶顯示器，例如有源矩陣液晶顯示器(amlcd)的生產(chǎn)是復(fù)雜的，并且基材玻璃的性質(zhì)是重要的。首先且最重要的是，用于amlcd裝置生產(chǎn)的玻璃基材需要使其物理尺寸具有嚴(yán)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)和拋光條件下制造可用作基材的玻璃片。不幸的是，熔合工藝對于玻璃性質(zhì)具有相當(dāng)嚴(yán)格的限制，其需要較高的液相線粘度。

在液晶顯示器領(lǐng)域，優(yōu)選基于多晶硅的薄膜晶體管(tft)，原因是它們能夠更有效地傳輸電子?；诙嗑Ч?p-si)的硅晶體管的特征在于其遷移率高于基于無定形硅(a-si)的晶體管。這樣能夠制造更小和更快的晶體管，最終生產(chǎn)更亮和更快速的顯示器。

基于p-si的晶體管的問題之一在于，它們的制造需要比制造a-si晶體管更高的工藝溫度。這些溫度范圍是450℃至600℃，相比較而言，在制造a-si晶體管時所使用的峰值溫度是350℃。在這些溫度下，大多數(shù)amlcd玻璃基材經(jīng)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(dǎo)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(jié)構(gòu)狀態(tài)的概念。據(jù)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(jié)構(gòu)。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(jù)說具有較低的假想溫度。

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(zhì)這兩者。在由玻璃生產(chǎn)玻璃片產(chǎn)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(jié)構(gòu)“凝固”到玻璃中。相反地，熔合工藝導(dǎo)致玻璃片從熔體非?？焖俚伢E冷，以相對高溫結(jié)構(gòu)凝固。作為結(jié)果，相比于通過熔合工藝制造的玻璃，通過浮法工藝生產(chǎn)的玻璃可能經(jīng)受較小的壓縮，因為用于壓縮的驅(qū)動力是假想溫度和玻璃在壓縮過程中經(jīng)歷的工藝溫度的差值。因此，會希望使得通過熔合工藝以及其他成形工藝(例如，浮法)產(chǎn)生的玻璃基材中的壓縮水平最小化。

有兩種方法可以使玻璃中的壓縮最小化。第一種方法是對玻璃進(jìn)行熱預(yù)處理，以產(chǎn)生類似于p-sitft制造工藝期間玻璃會經(jīng)受的假想溫度。這種方法存在一些困難。首先，在p-sitft制造過程中，采用的多個加熱步驟在玻璃中產(chǎn)生略不同的假想溫度，該預(yù)處理不能完全補(bǔ)償所述略不同的假想溫度。其次，玻璃的熱穩(wěn)定性變得與p-sitft制造的細(xì)節(jié)密切相關(guān)，這可能意味著對不同的終端用戶有不同的預(yù)處理。最后，預(yù)處理增加了加工的成本和復(fù)雜性。

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(yīng)變率。這可以通過升高玻璃的粘度來實現(xiàn)。對于玻璃而言，退火點代表對應(yīng)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(chǎn)高退火點的玻璃。影響成本的主要因素是缺陷和資本壽命。在與熔合拉制機(jī)器相連的現(xiàn)代化熔化器中，通常遭遇4種類型的缺陷：(1)氣態(tài)內(nèi)含物(氣泡或水泡)；(2)來自難熔材料的固體內(nèi)含物或者無法適當(dāng)?shù)厝刍希?3)主要由鉑構(gòu)成的金屬缺陷；(4)由于低液相線粘度或溢流槽任一端的過度失透所產(chǎn)生的失透產(chǎn)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(jié)合鉑缺陷的趨勢具有影響?？梢酝ㄟ^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。

資本壽命主要由熔化和成形系統(tǒng)的各種難熔和貴金屬組件的磨損速率或變形來決定。近年來，難熔材料、鉑系統(tǒng)設(shè)計和溢流槽難熔性的發(fā)展已經(jīng)為極大地延長與熔合拉制機(jī)器相鄰的熔化器的可用運(yùn)行壽命提供了潛力。作為結(jié)果，現(xiàn)代熔合拉制熔化和成形平臺的壽命限制組件是用來加熱玻璃的電極。錫氧化物電極隨時間緩慢腐蝕，并且腐蝕速率與溫度和玻璃組成這兩種強(qiáng)烈有關(guān)。為了最大化資本壽命，希望確定降低電極腐蝕速率的同時維持上文所述的限制缺陷屬性的組合物。

只要玻璃的壓縮低于閾值水平，則確定玻璃作為基材的適用性的主要屬性就是在tft制造過程中基材的總節(jié)距的可變性或者是否不具有可變性，這會導(dǎo)致tft組件的未對準(zhǔn)并且導(dǎo)致最終顯示器中的壞像素。該可變性最主要是由于玻璃壓縮的變化，tft制造期間通過沉積的膜所施加的應(yīng)力下的玻璃的彈性形變的變化，以及tft制造期間這些相同應(yīng)力松弛的變化所導(dǎo)致的。具有高的尺寸穩(wěn)定性的玻璃會具有降低的壓縮可變性以及降低的應(yīng)力松弛，并且具有高楊氏模量的玻璃會有助于降低由于膜應(yīng)力導(dǎo)致的變形。因此，同時具有高模量和高尺寸穩(wěn)定性的玻璃會使得tft加工期間的總節(jié)距可變性最小化，制得對于這些應(yīng)用而言具有優(yōu)勢的基材。

雖然總節(jié)距可變性是玻璃組合物用作tft背板的適用性的關(guān)鍵屬性，但是其他屬性也是相當(dāng)重要的。在完成tft制造之后，面板制造商通過酸蝕刻來降低最終顯示器的厚度和重量從而使得顯示器變薄。因此，在市售可得酸組合物中發(fā)生快速蝕刻的玻璃會實現(xiàn)以更為經(jīng)濟(jì)地方式使玻璃變薄。類似地，具有低密度的玻璃也會有助于所需的降低最終顯示器的重量。

因此，本領(lǐng)域需要具有高模量和高尺寸穩(wěn)定性同時能夠可靠地降低厚度且具有其他有利性質(zhì)和特性的玻璃組合物。

發(fā)明概述

本文的一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio268.5-72.0，al2o3大于或等于約13.0，b2o3小于或等于約2.5，mgo1.0-6.0，cao4.0-8.0，sro小于或等于約4.5，bao小于或等于約4.5，使得(mgo+cao+sro+bao)/al2o3小于或等于約1.6。玻璃的蝕刻指數(shù)大于或等于23，退火點大于或等于約800℃，以及模量大于82gpa。

一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-71.0，al2o313.0-14.0，b2o3>0-3.0，mgo0.9-9.0，cao5.25-6.5，sro>0-6.0，bao1.0-9.0，以及玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-71.0，b2o3>0-2.0，mgo3.5-5.0，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio268.0-70.5，al2o313.0-14.0，b2o3>0-3.0，mgo0.9-9.0，cao5.25-11，sro>0-6.0，bao1.0-9.0，其中，玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：b2o3>0-2.0，mgo3.5-5.0，cao5.25-10.0，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-75.0，al2o313.0-14.0，b2o3>0-2.8，mgo0.9-9.0，cao5.25-11，sro>0-6.0，bao1.0-9.0，其中，玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-72.0，b2o3>0-2.0，mgo3.5-5.0，cao5.25-10.0，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

本文的一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-75.0，al2o313.0-14.0，b2o3>0-3.0，mgo0.9-9.0，cao5.25-11，sro>0-6.0，bao3.0-5.4，其中，玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-72.0，b2o3>0-2.0，mgo3.5-5.0，cao5.25-10.0，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

本文的一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-75.0，al2o313.0-14.5，b2o3>0-2.0，mgo0.9-9.0，cao5.0-6.5，sro>0-6.0，bao1.0-9.0，其中，玻璃基本不含堿金屬，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3為1.1-1.6，且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-72.0，mgo3.5-5.0，cao5.25-6.5，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-71.0，al2o313.0-14.0，b2o3>0-2.0，mgo0.9-9.0，cao5.25-6.5，sro>0-6.0，bao1.0-9.0，其中，玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-71.0，mgo3.5-5.0，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-71.0，al2o313.0-14.0，b2o3>0-2.0，mgo0.9-9.0，cao5.0-6.5，sro>0-6.0，bao3.5-4.0，其中，玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-71.0，mgo3.5-5.0，sro>0-2.0。

一個或多個實施方式涉及如下玻璃，基于氧化物的摩爾百分比計，所述玻璃包含：sio263.0-71.0，al2o313.0-14.0，b2o3>0-2.0，mgo0.9-9.0，cao5.0-6.5，sro>0-6.0，bao1.0-9.0，cao和bao的總和>8.6，其中，玻璃基本不含堿金屬且蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-71.0，mgo3.5-5.0，sro>0-2.0，bao2.5-4.5。

本文的其他實施方式涉及如下玻璃，所述玻璃的退火溫度大于或等于約785℃；密度小于或等于2.65g/cc；t200p小于或等于約1750℃；t35kp小于或等于約1340℃；楊氏模量大于或等于約82gpa；以及蝕刻指數(shù)大于或等于約21μm/mm³，所述蝕刻指數(shù)由如下方程式所定義：-54.6147+(2.50004)*(al2o3)+(1.3134)*(b2o3)+(1.84106)*(mgo)+(3.01223)*(cao)+(3.7248)*(sro)+(4.13149)*(bao)，其中，玻璃基本不含堿金屬。在一些實施方式中，玻璃具有如下一種或多種性質(zhì)：退火溫度大于或等于約800℃；密度小于或等于約2.61g/cc；t200p小于或等于約1700℃；t35kp小于或等于約1310℃；和/或蝕刻指數(shù)大于或等于約21μm/mm³。在各種實施方式中，玻璃包含以下一種或多種：以氧化物的摩爾百分比計，sio2的范圍為68.1-72.3；以氧化物的摩爾百分比計，al2o3的范圍為11.0-14.0；以氧化物的摩爾百分比計，b2o3的范圍為>0-3.0；以氧化物的摩爾百分比計，mgo的范圍為1.0-7.2；以氧化物的摩爾百分比計，mgo的范圍為3.1-5.8；以氧化物的摩爾百分比計，cao的范圍為4.1-10.0；以氧化物的摩爾百分比計，cao的范圍為4.5-7.4；以氧化物的摩爾百分比計，sro的范圍為>0-4.2；以氧化物的摩爾百分比計，sro的范圍為>0-2.0；以氧化物的摩爾百分比計，bao的范圍為1.2-4.4；和/或以氧化物的摩爾百分比計，bao的范圍為2.6-4.4。在一些實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：sio268.0-72.0，b2o30.1-3.0，和cao5.0-6.5。在一個或多個實施方式中，基于氧化物的摩爾百分比計，玻璃包含：al2o313.0-14.0，b2o30.1-3.0和cao5.25-6.0。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿金屬的玻璃。以氧化物的摩爾％計，玻璃包含：sio269.76-71.62，al2o311.03-13.57，b2o30-2.99，mgo3.15-5.84，cao4.55-7.35，sro0.2-1.99，bao2.61-4.41和zno0-1.0，其中，比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，以及比例mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37。

本文的一個或多個實施方式涉及基本不含堿金屬的玻璃，以氧化物的摩爾％計，玻璃包含：sio268.14-72.29，al2o311.03-14.18，b2o30-2.99，mgo1.09-7.2，cao4.12-9.97，sro0.2-4.15，bao1.26-4.41和zno0-1.0，其中，比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，以及比例mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿金屬的玻璃。玻璃具有如下比例：(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37，t(退火)>785℃，密度<2.65g/cc，t(200p)<1750℃，t(35kp)<1340℃，楊氏模量>82gpa，以及蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。

本文的其他實施方式涉及基本不含堿金屬的玻璃，其中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，比例mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37，以及蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。

在一個或多個實施方式中，基本不含堿金屬的玻璃的(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，比例mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37，以及液相線粘度>150kp。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿金屬的玻璃，其中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，蝕刻指數(shù)大于或等于21μm/mm³，t(退火)>800℃以及楊氏模量>82gpa。

本文的其他實施方式涉及基本不含堿金屬的鋁硅酸鹽玻璃制品。玻璃制品的退火溫度大于或等于約795℃；密度小于或等于約2.63g/cc；t200p小于或等于約1730℃；t35kp小于或等于約1320℃；楊氏模量大于或等于81.5gpa；以及蝕刻指數(shù)大于或等于約23μm/mm³。

本文的其他實施方式涉及基本不含堿金屬的鋁硅酸鹽玻璃制品。制品的退火溫度大于或等于約800℃；密度小于或等于約2.61g/cc；t200p小于或等于約1710℃；t35kp小于或等于約1310℃；楊氏模量大于或等于81.2gpa；以及蝕刻指數(shù)大于或等于約23μm/mm³。

本文的其他實施方式涉及包含通過下拉片材制造工藝生產(chǎn)的玻璃的物體。其他實施方式涉及通過熔合工藝或其變化形式生產(chǎn)的玻璃。

附圖說明

被納入此說明書并構(gòu)成說明書的一部分的附圖說明說明了下述的數(shù)個實施方式。

圖1顯示用于在熔合拉制工藝中制造精密片材的成形心軸的示意圖；

圖2顯示圖1的成形心軸沿位置6的橫截面圖；以及

圖3顯示0.7mm厚的eagle無定形薄膜晶體管基材的透射譜圖以及1200℃和1140℃黑體譜圖。

具體實施方式

本文描述了不含堿金屬玻璃及其制造方法，其具有高的退火點和高的楊氏模量，使得玻璃具有在tft制造期間的優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性(即，低壓縮)，降低了tft工藝期間的可變性。具有高退火點的玻璃能夠防止由于玻璃制造后的熱加工期間的壓縮/收縮導(dǎo)致的面板變形。此外，本文的一些實施方式具有高蝕刻速率，實現(xiàn)了以經(jīng)濟(jì)的方式使背板變薄，以及具有不同尋常的高液相線粘度，從而降低或消除了較冷成形心軸上發(fā)生失透的可能性。作為其組成的具體細(xì)節(jié)的結(jié)果，示例性玻璃熔化成高質(zhì)量，具有非常低水平的氣體內(nèi)含物，對于貴金屬、難熔材料和氧化錫電極材料的腐蝕最小化。

在一個實施方式中，基本不含堿金屬的玻璃可以具有高退火點。在一些實施方式中，退火點大于約785℃、790℃、795℃或800℃。不希望受限于任何特定操作理論，相信此類高退火點導(dǎo)致對于待用作低溫多晶硅工藝中的背板基材的示例性玻璃的低松弛速率，進(jìn)而導(dǎo)致相對少量壓縮。

在另一個實施方式中，示例性玻璃在粘度約為35000泊時的溫度(t35k)小于或等于約1340℃、1335℃、1330℃、1325℃、1320℃、1315℃、1310℃、1300℃或1290℃。在具體實施方式中，玻璃在粘度約為35000泊時(t35k)小于約1310℃。在其他實施方式中，示例性玻璃在粘度約為35000泊時的溫度(t35k)小于約1340℃、1335℃、1330℃、1325℃、1320℃、1315℃、1310℃、1300℃或1290℃。在各種實施方式中，玻璃制品的t35k約為1275℃至約1340℃，或者約為1280℃至約1315℃。

玻璃的液相線溫度(t液相線)是晶體相可與玻璃平衡共存的溫度，在該溫度以上則不能共存。在各個實施方式中，玻璃制品的t液相線約為1180℃至約1290℃，或者約為1190℃至約1280℃。在另一個實施方式中，對應(yīng)于玻璃的液相線溫度的粘度大于或等于約150000泊。在一些實施方式中，對應(yīng)于玻璃的液相線溫度的粘度大于或等于約175000泊、200000泊、225000泊或250000泊。

在另一個實施方式中，示例性玻璃可以提供t35k–t液相線>0.25t35k–225℃。這確保了在熔合法的成形心軸上失透的趨勢最小化。

在一個或多個實施方式中，基本不含堿金屬的玻璃包含如下物質(zhì)，以氧化物的摩爾百分比計：

sio260-80

al2o35-20

b2o30-10

mgo0-20

cao0-20

sro0-20

bao0-20

zno0-20

其中，al2o3、mgo、cao、sro、bao分別表示氧化物組分的摩爾百分比。

在一些實施方式中，基本不含堿金屬的玻璃包含如下物質(zhì)，以氧化物的摩爾百分比計：

sio265-75

al2o310-15

b2o30-3.5

mgo0-7.5

cao4-10

sro0-5

bao1-5

zno0-5

其中

1.0≤(mgo+cao+sro+bao)/al2o3<2且0<mgo/(mgo+ca+sro+bao)<0.5。

在某些實施方式中，基本不含堿金屬的玻璃包含如下物質(zhì)，以氧化物的摩爾百分比計：

sio267-72

al2o311-14

b2o30-3

mgo3-6

cao4-8

sro0-2

bao2-5

zno0-1

其中

1.0≤(mgo+cao+sro+bao)/al2o3<1.6且0.20<mgo/(mgo+ca+sro+bao)<0.40。

在一個實施方式中，玻璃包含化學(xué)澄清劑。此類澄清劑包括但不限于，sno2、as2o3、sb2o3、f、cl和br，以及其中化學(xué)澄清劑的濃度保持在小于或等于0.5摩爾％的水平。在一些實施方式中，化學(xué)澄清劑包括以下一種或多種：sno2、as2o3、sb2o3、f、cl或br，其濃度小于或等于約0.5摩爾％、0.45摩爾％、0.35摩爾％、0.3摩爾％、或0.2摩爾％?；瘜W(xué)澄清劑還可包括ceo2、fe2o3以及其它過渡金屬氧化物，例如mno2。這些氧化物可能經(jīng)由它們在玻璃中最終價帶狀態(tài)的可見光吸收，向玻璃引入顏色，因此它們的濃度可以處于小于或等于0.2摩爾％的水平。在一個或多個實施方式中，玻璃組合物包含一種或多種過渡金屬的氧化物，其濃度小于或等于約0.2摩爾％、0.15摩爾％、0.1摩爾％、或0.05摩爾％。在一些實施方式中，玻璃組合物包含約為0.01摩爾％至約0.4摩爾％的如下任意一種或其組合：sno2、as2o3、sb2o3、f、cl和/或br。在具體實施方式中，玻璃組合物包含約為0.005摩爾％至約0.2摩爾％的如下任意一種或其組合：fe2o3、ceo2和/或mno2。在一些實施方式中，as2o3和sb2o3占玻璃組合物的小于或等于約0.005摩爾％。

在一個實施方式中，通過熔合工藝將示例性玻璃制成片材。熔合拉制工藝可得到原始、火焰拋光的玻璃表面，其減少表面介導(dǎo)的變形，用于高分辨tft背板和濾色器。圖1是非限制性熔合拉制工藝中的成形心軸或溢流槽的示意圖。圖2是圖1中靠近位置6處的溢流槽的橫截面示意圖。從入口1引入玻璃，沿著由堰壁9形成的槽4的底部流動至壓縮端2。玻璃在溢流槽的任一側(cè)上溢流過堰壁9(參見圖2)，并且兩股玻璃流在根部10交匯或熔合。溢流槽任一端處的邊緣引導(dǎo)件3起到冷卻玻璃并在邊緣處產(chǎn)生(被稱作珠的)較厚條帶的作用。通過牽拉輥向下牽拉珠，由此能在高粘度下形成片材。通過調(diào)節(jié)從溢流槽拉出片材的速率，可以使用熔合拉制工藝，以固定熔化速率來產(chǎn)生非常寬的厚度范圍。

本文可采用下拉片材拉制過程，具體地，美國專利第3,338,696號和3,682,609號(都屬于dockerty)所述的熔合法，其通過引用結(jié)合入本文。不希望受限于任何特定操作理論，相信熔合工藝可產(chǎn)生不需要拋光的玻璃基材?，F(xiàn)有的玻璃基材拋光能夠產(chǎn)生具有大于約0.5nm(ra)的平均表面粗糙度的玻璃基材，其通過原子力顯微鏡測得。通過熔合法生產(chǎn)的玻璃基材具有通過原子力顯微鏡測得的小于0.5nm的平均表面粗糙度?；倪€具有通過光學(xué)延遲測得的小于或等于150psi的平均內(nèi)部應(yīng)力。當(dāng)然，本文所附的權(quán)利要求不應(yīng)受限于熔合工藝，因為本文所述的實施方式同樣適用于其他成形工藝，例如但不限于浮法成形工藝。

在一個實施方式中，采用熔合工藝將示例性玻璃制成片材形式。雖然示例性玻璃與熔合法相容，但是也可通過不同制造方法將它們制造成片材或其它制品。此類工藝包括本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員已知的狹縫拉制工藝、浮法工藝、軋制工藝和其它片材成形工藝。

相對于這些用于產(chǎn)生玻璃片材的替代方法，上文所述的熔合法能夠產(chǎn)生具有原始表面的非常薄、非常平坦、非常均勻的片材。狹縫拉制也可得到原始的表面，但因為孔形狀隨時間的變化、在孔-玻璃界面聚集揮發(fā)性雜質(zhì)，以及形成孔以遞送真正平坦玻璃的挑戰(zhàn)，狹縫拉制的玻璃的尺寸均勻性和表面質(zhì)量通常劣于熔合拉制的玻璃。浮法工藝能遞送非常大、均勻的片材，但表面被顯著損壞，因為一側(cè)與浮浴接觸，而另一側(cè)暴露于來自浮浴的冷凝產(chǎn)物。這意味著，為了用于高性能顯示器應(yīng)用，浮法玻璃必須進(jìn)行拋光。

浮法工藝可涉及從高溫對玻璃進(jìn)行快速冷卻，這導(dǎo)致高的假想溫度tf：可將假想溫度認(rèn)為表示玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與會假定如果在感興趣的溫度完全松弛的狀態(tài)之間的差異。將玻璃從玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg再加熱至加工溫度tp使得tp<tg≤tf，這可能受到玻璃粘度的影響。因為tp<tf，玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)在tp下是不平衡的，因此玻璃將自發(fā)地松弛至在tp下處于平衡的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。這種松弛的速率與玻璃在tp下的有效粘度相反的放大，從而高粘度導(dǎo)致低松弛速率，而低粘度導(dǎo)致快速的松弛速率。有效粘度隨玻璃的假想溫度反向地變化，從而低的假想溫度導(dǎo)致高粘度，而高的假想溫度得到相對低的粘度。因此，tp下的松弛速率與玻璃的假想溫度成直接放大。當(dāng)在tp下再次加熱玻璃時，引入高的假想溫度的方法得到相對高的松弛速率。

降低tp下的松弛速率的一種方式是增加玻璃在該溫度的粘度。玻璃的退火點表示玻璃具有10^13.2泊的粘度的溫度。隨著溫度降低到退火點以下，過冷熔體的粘度增加。在低于tg的固定溫度下，具有較高退火點的玻璃的粘度高于具有較低退火點的玻璃。因此，增加退火點可以增加基材玻璃在tp時的粘度。通常來說，增加退火點所必須的組成變化還增加了所有其他溫度下的粘度。在非限制性實施方式中，由熔合工藝制造的玻璃的假想溫度對應(yīng)于約10¹¹-10¹²泊的粘度，從而對于熔合相容的玻璃的退火點增加，通常還增加其假想溫度。對于給定的玻璃，不考慮成形工藝，較高的假想溫度導(dǎo)致低于tg的溫度下較低的粘度，因此增加假想溫度與粘度增加的作用相反，否則會通過增加退火點實現(xiàn)粘度增加。為了具有在tp下的松弛速率的顯著變化，通常必須使退火點發(fā)生較大的改變。示例性玻璃的一個方面在于，其退火點大于或等于約785℃、或790℃、或795℃或800℃、或805℃、或810℃、或815℃，或者處于約為796.1℃至約為818.3℃的范圍。不希望受限于任何特定操作理論，相信此類高退火點導(dǎo)致在低溫tft加工(例如，典型的低溫多晶硅快速熱退火循環(huán))過程中的可接受的低速率熱松弛。

除了其對于假想溫度的影響，退火點增加還增加了整個熔化和成形系統(tǒng)的溫度，特別是溢流槽的溫度。例如，eagle玻璃和lotustm玻璃(紐約州康寧市康寧有限公司(corningincorporated,corning,ny))的退火點相差約50℃，他們傳遞到等壓槽的溫度也相差約50℃。當(dāng)在高于約1310℃保持延長的時間段時，形成溢流槽的鋯難熔材料顯示出熱蠕動，這會由于溢流槽的重量加上溢流槽上的玻璃的重量發(fā)生加速。示例性玻璃的第二個方面在于它們的傳遞溫度小于或等于約1350℃、或1345℃、或1340℃、或1335℃、或1330℃、或1325℃、或1320℃、或1315℃或1310℃。此類傳遞溫度可實現(xiàn)延長的制造活動而不需要更換溢流槽，或者可實現(xiàn)延長對溢流槽進(jìn)行更換之間的時間。

在具有高退火點且傳遞溫度低于1350℃和低于1310℃的玻璃的制造試驗中，發(fā)現(xiàn)它們在溢流槽的根部上，特別是相對于具有較低退火點的玻璃的邊緣引導(dǎo)件上，顯示出更大的失透趨勢。小心地測量溢流槽上的溫度曲線，顯示相對于中心根部溫度的邊緣引導(dǎo)件溫度要比預(yù)期低得多并且相信這是由于輻射熱損失所導(dǎo)致的。通常將邊緣引導(dǎo)件的溫度保持在低于中心根部溫度，從而確保當(dāng)玻璃離開根部時足夠粘，從而使在邊緣引導(dǎo)件之間的片材處于張力作用下，由此保持平坦的形狀。由于邊緣引導(dǎo)件位于等壓槽的任一端部，難以對邊緣引導(dǎo)件進(jìn)行加熱，從而根部的中心與邊緣引導(dǎo)件之間的溫差可能相差大于或等于50^o。

雖然不希望受限于理論，但是相信在熔合工藝中，發(fā)生失透的趨勢增加可以被理解為玻璃的輻射熱損耗與溫度的關(guān)系。熔合基本上是等溫過程，從而玻璃以特定粘度排出入口，并以高得多的粘度排出根部，但用于粘度的實際值并不強(qiáng)烈取決于玻璃的特性或方法的溫度。因此，具有較高退火點的玻璃通常要求比具有較低退火點的玻璃高得多的溢流槽溫度，以匹配傳遞和離開粘度。例如，圖3分別顯示對應(yīng)于1140℃和1200℃(近似為eagle玻璃和lotustm玻璃在溢流槽根部(圖2中的10)處的溫度)的黑體譜圖。在約2.5微米處的垂直直線近似對應(yīng)于約為紅外截止的起始，在近紅外的區(qū)域，通過該區(qū)域硼硅酸鹽玻璃中的光學(xué)吸收非常陡峭的升高至較高的、幾乎恒定的值。在短于截止波長的波長下，玻璃對在uv截止的300-400納米之間的波長是透明敏感的。在約300nm和約2.5um之間，1200℃黑體具有比1140℃黑體更大的絕對能量，和占其總能量的更大分?jǐn)?shù)。因為玻璃在整個該波長范圍都是透明敏感的，在1200℃下來自玻璃的輻射熱損失比在1140℃下來自玻璃的輻射熱損失大得多。

同樣地，不希望受限于任何特定理論操作，相信由于輻射熱損失隨著溫度而增加，并且由于在較高溫度通常形成高退火點玻璃而非較低退火點玻璃，中心根部與邊緣引導(dǎo)件之間的溫差通常隨著玻璃的退火點而增加。這可能對于玻璃在溢流槽或邊緣引導(dǎo)件上形成失透產(chǎn)物的趨勢具有直接關(guān)系。

玻璃的液相線溫度定義為如果將玻璃無限期地保持在該溫度下，將出現(xiàn)晶相的最高溫度。液相線粘度是玻璃在液相線溫度下的粘度。為了完全避免溢流槽上的失透，液相線粘度足夠高可能是有用的，從而確保玻璃不再在溢流槽難熔材料或邊緣引導(dǎo)件材料上處于或者接近液相線溫度。

在實踐中，幾乎沒有不含堿金屬的玻璃具有所需大小的液相線粘度。適用于無定形硅應(yīng)用的基材玻璃(例如，eagle玻璃)的經(jīng)驗表明，可以將邊緣引導(dǎo)件持續(xù)地保持在高至比某些不含堿金屬的玻璃的液相線溫度低60^o的溫度。雖然理解具有更高退火點的玻璃會需要更高的成形溫度，但沒有預(yù)期邊緣引導(dǎo)件相對于中央根部溫度會更冷這么多。保持追蹤該作用的一個有用量度是傳遞到等壓槽上的傳遞溫度與玻璃的液相線溫度t液相之差。在熔合工藝中，通常希望在約為35000泊(t35k)傳遞玻璃。對于具體傳遞溫度，使得t35k-t液相線盡可能的大可能是有用的，但是對于無定形硅基材(例如，eagle玻璃)，發(fā)現(xiàn)如果t35k-t液相線大于或等于約80^o就可以進(jìn)行延長的制造活動。隨著溫度增加，t35k-t液相線必然也增加，從而對于接近1300℃的t35k，使得t35k-t液相線等于或大于約100℃可能是有用的。t35k-t液相線的最小可用值隨著溫度從約1200℃到約1320℃近似線性地變化，可表述為如下方程式(1)：

最小t35k-t液相線＝0.25t35k–225，(1)

其中，所有溫度的單位是℃。因此，示例性玻璃的一個或多個實施方式的t35k–t液相線>0.25t35k–225℃。

此外，成形工藝可能要求玻璃具有高的液相線粘度。這是必須的，從而避免在與玻璃的界面處的失透產(chǎn)品，以及使得最終玻璃中的可見失透產(chǎn)品最小化。因此，對于具有具體片材尺寸和厚度的與熔合相容的給定玻璃，對工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)從而制造更寬的片材或更厚的片材通常導(dǎo)致在溢流槽的任一端部的更低溫度。一些實施方式具有更高的液相線粘度，從而為通過熔合工藝進(jìn)行制造提供更大的靈活性。在一些實施方式中，液相線粘度大于或等于約150kp。

在液相線粘度與熔合工藝的后續(xù)失透趨勢之間的關(guān)系的測試中，發(fā)明人令人驚訝地觀察到高傳遞溫度(例如示例性玻璃那些)通常相比于具有較低退火點的典型amlcd基材組合物的情況，對于長期生產(chǎn)要求更高的液相線粘度。雖然不希望受限于理論，但是相信這源自隨著溫度增加，晶體生長的加速所導(dǎo)致的。熔合本質(zhì)上是等粘度過程，因此在一些固定溫度下更粘的玻璃可以在比較不粘的玻璃更高的溫度下通過熔合來成形。雖然在較低溫度下，在玻璃中可以使得一定程度的過冷(冷卻至低于液相線溫度)持續(xù)延長的時間段，但是晶體生長速率隨著溫度增加，因而更粘性的玻璃比較不粘性的玻璃在更短的時間段內(nèi)生長相當(dāng)量的不可接受量的失透產(chǎn)物。取決于在哪里形成，失透產(chǎn)品可損壞成形穩(wěn)定性，并將可視缺陷引入最終玻璃中。

為了通過熔合工藝進(jìn)行成形，玻璃組合物的一個或多個實施方式的液相線粘度大于或等于約150000泊、或175000泊、或200000泊。令人驚訝的結(jié)果是，在示例性玻璃的全部范圍中，可以獲得足夠低的液相線溫度和足夠高的粘度，從而與其他組合物相比，玻璃的液相線粘度是不同尋常的高。

在本文所述的玻璃組合物中，sio2起了基礎(chǔ)玻璃形成劑的作用。在某些實施方式中，為了提供具有適合于平板顯示器玻璃(例如，amlcd玻璃)的密度和化學(xué)耐久性的玻璃，以及允許通過下拉工藝(例如，熔合工藝)使玻璃成形的液相線溫度(液相線粘度)，sio2濃度可大于60摩爾％。通常來說，對于上限而言，sio2濃度可以小于或等于約80摩爾％，以實現(xiàn)采用常規(guī)的高容積熔融技術(shù)(例如在耐火熔爐中進(jìn)行焦耳熔融(joulemelting))使批料材料熔化。隨著sio2濃度增加，200泊溫度(熔化溫度)通常增加。在各種應(yīng)用中，調(diào)節(jié)sio2濃度從而使玻璃組合物的熔化溫度小于或等于1750℃。在一些實施方式中，sio2濃度是如下范圍：約為63.0-75.0摩爾％、或約為63.0-71.0摩爾％、或約為65.0-73摩爾％、或約為67-72摩爾％、或約為68.0-72.0摩爾％、或約為68.0-71.0摩爾％、或約為68.0-70.5摩爾％、或約為68.1-72.3摩爾％、或約為68.5-72.0摩爾％、或約為68.95-71.12摩爾％、或約為69.7-71.7摩爾％。

al2o3是用于制造本文所述的玻璃的另一種玻璃形成劑。al2o3濃度大于或等于10摩爾％，提供的玻璃具有低液相線溫度和高粘度，得到高液相線粘度。使用至少10摩爾％的al2o3還改進(jìn)了玻璃的退火點和模量。為此，比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3大于或等于1.0，al2o3濃度可以低于約15摩爾％。在一些實施方式中，al2o3濃度是如下范圍：約11.01-14.0摩爾％、或約11.0-13.6摩爾％、或約13.0-14.5摩爾％、或約13.0-14.0摩爾％、或約13.0-14.18摩爾％。在一些實施方式中，al2o3濃度大于或等于約9.5摩爾％、10.0摩爾％、10.5摩爾％、11.0摩爾％、11.5摩爾％、12.0摩爾％、12.5摩爾％或13.0摩爾％，同時維持比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3大于或等于約1.0。

本文的一些實施方式的模量大于約81gpa、或81.5gpa、或82gpa、或82.5gpa、或83gpa、或83.5gpa、或84gpa、或84.5gpa或85gpa。在各個實施方式中，鋁硅酸鹽玻璃制品的楊氏模量約為81-88gpa、約為81.5-85gpa、或者約為82-84.5gpa。

鋁硅酸鹽玻璃制品的一些實施方式的密度小于約2.7g/cc、或約2.65g/cc、或約2.61g/cc、或約2.6g/cc、或約2.55g/cc。在各種實施方式中，密度約為2.55-2.65g/cc、或者約為2.57-2.626g/cc。

b2o3同時是玻璃形成劑和熔劑，有助于熔化和降低熔融溫度。其對于液相線溫度和粘度都有影響。增加b2o3可用于增加玻璃的液相線粘度。為了實現(xiàn)這些效果，一個或多個實施方式的玻璃組合物的b2o3濃度可大于或等于0.1摩爾％。如上關(guān)于sio2所述，玻璃耐久性對于lcd應(yīng)用是非常重要的?？赏ㄟ^升高濃度的堿土氧化物來稍微控制耐久性，以及通過升高b2o3含量顯著降低耐久性。退火點隨著b2o3增加而下降，所以將b2o3含量保持在相對于其在無定形硅基材中的典型濃度是低的可能是有用的。因此，在一些實施方式中，玻璃組合物的b2o3濃度是如下范圍：約0.0-3.0摩爾％，或者大于0至約3.0摩爾％，或者約0.0-2.8摩爾％，或者大于0至約2.8摩爾％，或者0.0至約2.5摩爾％，或者大于0至2.5摩爾％，或者約為0.0-2.0摩爾％，或者大于0至約2.0摩爾％，或者約為0.1-3.0摩爾％，或者約為0.75-2.13摩爾％。

可以成對地選擇al2o3和b2o3的濃度，以增加退火點、增加模量、改進(jìn)耐用性、降低密度以及降低熱膨脹系數(shù)(cte)，同時維持玻璃的熔融和成形性質(zhì)。

例如，b2o3的增加以及al2o3的相應(yīng)減少可有助于獲得較低的密度和cte，而al2o3的增加以及b2o3的相應(yīng)減少可有助于增加退火點、模量和耐用性，前提是al2o3的增加不使得(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例降低至低于約1.0。對于低于約1.0的(mgo+cao+sro+bao)/al2o3的比例，由于二氧化硅原材料的后階段熔融，可能難以或無法從玻璃除去氣體內(nèi)含物。此外，當(dāng)(mgo+cao+sro+bao)/al2o3≤1.05時，鋁硅酸鹽晶體多鋁紅柱石可出現(xiàn)作為液相線相。一旦作為液相線相存在多鋁紅柱石，液相線的組成敏感性明顯增加，多鋁紅柱石失透產(chǎn)物生長非?？焖偾彝瑫r一旦建立之后非常難以去除。因此，在一些實施方式中，玻璃組合物的(mgo+cao+sro+bao)/al2o3≥1.0(或者大于或等于約1.0)。在各種實施方式中，玻璃的(mgo+cao+sro+bao)/al2o3≥1.05(或者大于或等于約1.05)，或者約為1-1.17。

在一個或多個實施方式中，用于amlcd應(yīng)用的玻璃的熱膨脹系數(shù)(cte)(22-300℃)約為28x10^-7/℃至約42x10^-7/℃，或者約為30x10^-7/℃至約40x10^-7/℃，或者約為32x10^-7/℃至約38x10^-7/℃。

除了玻璃形成劑(sio2、al2o3和b2o3)之外，本文所述的玻璃還包含堿土氧化物。在一個實施方式中，至少3種堿土氧化物是玻璃組成部分，例如mgo、cao和bao，以及任選的sro。堿土氧化物為玻璃提供對熔融、澄清、成形和最終應(yīng)用而言重要的各種性質(zhì)。因此，為了改善這些方面的玻璃性能，在一個實施方式中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例大于或等于約1.0。隨著該比例增加，粘度傾向于比液相線溫度更強(qiáng)烈地增加，從而對于獲得合適的高值t35k-t液相線越來越困難。因此，在另一個實施方式中，比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3小于或等于約2。在一些實施方式中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例約為1-1.2，或者約為1-1.16，或者約為1.1-1.6。在具體實施方式中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例小于約1.7、或1.6或1.5。

對于本文的某些實施方式，可以將堿土氧化物視為實際上是單組成組分。這是因為相比于玻璃形成氧化物sio2、al2o3和b2o3，它們對于粘彈性性質(zhì)、液相線溫度和液相線相的關(guān)系的影響相互之間更為類似。但是，堿土氧化物cao、sro和bao可形成長石礦物，特別是鈣長石(caal2si2o8)和鋇長石(baal2si2o8)以及它們的含鍶固溶體，但mgo沒有顯著程度地參與這些晶體。因此，當(dāng)長石晶體已經(jīng)是液相線相時，mgo的超添加可能起了相對于晶體穩(wěn)定液體從而降低液相線溫度的作用。同時，粘度曲線通常變得更陡，降低熔融溫度但對低溫粘度幾乎沒有或沒有影響。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，添加少量的mgo通過降低熔化溫度使熔化受益，通過降低液相線溫度和增加液相線粘度使成形受益，同時保持高退火點和因此保持低壓縮。在各種實施方式中，玻璃組合物包含mgo的量約為0.9-9摩爾％，或約為1.0-7.2摩爾％，或約為1.0-6.0摩爾％，或約為2.1-5.68摩爾％，或約為3.1-5.9摩爾％，或約為3.5-5.0摩爾％。

發(fā)明人令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，具有合適的高t35k-t液相線值的玻璃，mgo與其他堿土物質(zhì)的比例(mgo/(mgo+cao+sro+bao))落在較窄范圍內(nèi)。如上文所述，添加mgo會使得長石礦物質(zhì)失穩(wěn)，因此使得液體穩(wěn)定化和降低液相線溫度。但是，一旦mgo達(dá)到一定水平，多鋁紅柱石al6si2o13可穩(wěn)定，因此增加液相線溫度和降低液相線粘度。此外，更高的mgo濃度趨于降低液體的粘度，因此即使通過添加mgo使得液相線粘度仍然保持不變，最終的情況仍然是液相線粘度會降低。因此，在另一個實施方式中，0.20≤mgo/(mgo+cao+sro+bao)≤0.40，或者在一些實施方式中，0.22≤mgo/(mgo+cao+sro+bao)≤0.37。在這些范圍內(nèi)，mgo可相對于玻璃形成劑和其他堿土氧化物發(fā)生變化，從而最大化與獲得其他所需性質(zhì)相一致的t35k-t液相線值。

不希望受限于任何特定操作理論，相信玻璃組合物中存在的氧化鈣可以產(chǎn)生低液相線溫度(高液相線粘度)、高退火點和模量，以及對于平板應(yīng)用(特別是amlcd應(yīng)用)的最合乎希望的cte范圍。它還對化學(xué)耐久性產(chǎn)生積極作用，與其他堿土氧化物相比，它是較為廉價的批料材料。但是，在高濃度時，cao使密度和cte增大。此外，在足夠低的sio2濃度下，cao可使得鈣長石穩(wěn)定化，因此降低液相線粘度。因此，在一個或多個實施方式中，cao濃度可大于或等于4摩爾百分比或4.0摩爾％。在各個實施方式中，玻璃組合物的cao濃度是如下范圍：約4.0-8.0摩爾％，或約4.1-10.0(或10.0)摩爾％，或約4.12-7.45摩爾％，或約4.5-7.4摩爾％，或約5.0-6.5摩爾％，或約5.25-11(或11.0)摩爾％，或約5.25-10(或10.0)摩爾％，或約5.25-6.5摩爾％，或約5.25-6.0摩爾％。

sro和bao都可對低液相線溫度(高液相線粘度)做出貢獻(xiàn)，因此本文所述的玻璃通常會含有至少這兩種氧化物。但是，對這些氧化物的選擇和濃度進(jìn)行選擇，以避免cte和密度的增加以及模量和退火點的下降。可平衡sro和bao的相對比例，從而獲得合適物理性質(zhì)和液相線粘度的組合，從而可通過下拉工藝成形玻璃。在各種實施方式中，玻璃包含的sro的范圍如下：約0-6.0摩爾％，或者大于0至約6.0摩爾％，或者約0至4.5摩爾％、至4.2摩爾％或至2.0摩爾％，或者大于0至約4.5摩爾％、至約4.2摩爾％或至2.0摩爾％，或者約為0.45摩爾％至約4.15摩爾％。在一些實施方式中，sro的最小量約為0.02摩爾％。在一個或多個實施方式中，玻璃包含的bao的范圍如下：約0-4.5摩爾％，或者大于0至約4.5摩爾％，或者大于1.0至約9.0摩爾％，或者約1.2-4.4摩爾％，或者約2.42-4.3摩爾％，或者約2.5-4.5摩爾％，或者約2.6-4.4摩爾％，或者約3.0-5.4摩爾％，或者約3.5-4.0摩爾％。

總結(jié)本文的玻璃的中心組分的作用/角色，sio2是基礎(chǔ)玻璃形成劑。al2o3和b2o3也是玻璃形成劑，且可成對進(jìn)行選擇，例如增加b2o3和相應(yīng)的減少al2o3用來獲得較低密度和cte，而增加al2o3和相應(yīng)的減少b2o3用來增加退火點、模量和耐久性，前提是al2o3的增加不使ro/al2o3比例降低至低于約1.0，其中ro＝(mgo+cao+sro+bao)。如果該比例變得過低，可熔融性受損，即熔化溫度變得過高。b2o3可以用于降低熔化溫度，但是高水平的b2o3對退火點不利。

除了可熔融性和退火點考慮，對于amlcd應(yīng)用，玻璃的cte應(yīng)該與硅的cte相容。為了實現(xiàn)此類cte值，示例性玻璃可以控制玻璃的ro含量。對于給定的al2o3含量，控制ro含量對應(yīng)于控制ro/al2o3比例。實踐中，如果ro/al2o3比例低于約1.6，則生產(chǎn)了具有合適cte的玻璃。

對于這些考慮最重要的是，優(yōu)選可通過下拉工藝(例如，熔合工藝)形成玻璃，這意味著玻璃的液相線粘度需要是相當(dāng)高的。單獨的堿土金屬在此起了重要的作用，因為它們可以使得晶體相失穩(wěn)，否則的話，會形成該晶體相。bao和sro對控制液相線粘度是特別有效的，且至少因為該目的而包含于示例性玻璃中。如下文的實施例所述，堿土金屬的各種組合將產(chǎn)生具有高液相線粘度的玻璃，且堿土金屬的總量滿足用于實現(xiàn)低熔融溫度、高退火點和合適的cte所需的ro/al2o3比例限制。在一些實施方式中，液相線粘度大于或等于約150kp。

除了上述組分外，本文所述的玻璃組合物可包含各種其他氧化物以調(diào)節(jié)玻璃的各種物理、熔化、澄清和成形特性。此類其他氧化物的例子包括但是不限于tio2、mno、fe2o3、zno、nb2o5、moo3、ta2o5、wo3、y2o3、la2o3和ceo2以及其他堿土氧化物和磷酸鹽。在一個實施方式中，這些氧化物各自的量可小于或等于2.0摩爾％，且它們的組合濃度之和可小于或等于5.0摩爾％。在一個實施方式中，玻璃組合物包含的zno的量約為0-1.5摩爾％或者約為0-1.0摩爾％。本文所述的玻璃組合物還包含與批料材料相關(guān)的污染物和/或由制備玻璃所用的熔融、澄清和/或成形設(shè)備引入玻璃的各種污染物，特別是fe2o2和zro2。玻璃還可包含sno2，其來自使用錫氧化物電極的焦耳熔融和/或通過含錫材料如sno2、sno、snco3、snc2o2等的批料。

玻璃組合物通常不含堿金屬；但是，玻璃可以含有一些堿金屬污染物。在amlcd應(yīng)用的情況中，希望將堿水平保持在低于0.1摩爾％，以避免通過堿離子從玻璃擴(kuò)散進(jìn)入tft的硅中從而對薄膜晶體管(tft)的性能造成負(fù)面影響。如本文所使用，“不含堿金屬的玻璃”是堿金屬總濃度小于或等于0.1摩爾％的玻璃，其中堿金屬總濃度是na2o、k2o和li2o的濃度之和。在一個實施方式中，堿總濃度小于或等于0.1摩爾％。

如上文所述，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3的比例大于或等于1.0改善了澄清，即從熔化的批料材料去除氣態(tài)內(nèi)含物。該改善實現(xiàn)了使用更為環(huán)保的澄清包。例如，以氧化物計，本文所述的玻璃組合物可具有以下組成特性的一種或多種或者全部：(i)as2o3濃度至多為0.05摩爾％；(ii)sb2o3濃度至多為0.05摩爾％；(iii)sno2濃度至多為0.25摩爾％。

as2o3對于amlcd玻璃是有效的高溫澄清劑，在本文所述的一些實施方式中，as2o3由于其優(yōu)異的澄清性質(zhì)被用于澄清。但是，as2o3是有毒的，在玻璃制造過程期間需要特殊的處理。因此，在某些實施方式中，進(jìn)行澄清但不使用顯著量的as2o3，即最終的玻璃最多具有0.05摩爾％的as2o3。在一個實施方式中，在玻璃的澄清中不有意地使用as2o3。在這種情況下，由于批料材料中和/或用于熔化批料材料的設(shè)備中存在的污染物，導(dǎo)致完成后的玻璃通常會具有最多0.005摩爾％的as2o3。

雖然不如as2o3那么有毒性，但是sb2o3也是有毒的且需要特殊的處理。此外，與使用as2o3或sno2作為澄清劑的玻璃相比，sb2o3增大了密度，提升了cte，并降低了退火點。因此，在某些實施方式中，進(jìn)行澄清但不使用顯著量的sb2o3，即最終的玻璃最多具有0.05摩爾％的sb2o3。在另一個實施方式中，在玻璃的澄清中不有意地使用sb2o3。這種情況下，由于批料材料中和/或用于熔化批料材料的設(shè)備中存在的污染物，導(dǎo)致完成后的玻璃通常會具有最多0.005摩爾％的sb2o3。

相比于as2o3和sb2o3澄清，錫澄清(即，sno2澄清)較不有效，但是sno2是不具有已知危險性質(zhì)的普通材料。此外，通過在用于amlcd玻璃的批料材料的焦耳熔融中使用錫氧化物電極，sno2作為amlcd玻璃的組分已經(jīng)很多年了。在使用這些玻璃制造液晶顯示器時，amlcd玻璃中存在sno2沒有導(dǎo)致任何已知的不利影響。但是，高濃度的sno2不是優(yōu)選的，因為這會導(dǎo)致在amlcd玻璃中形成晶體缺陷。在一個實施方式中，在最終的玻璃中sno2的濃度小于或等于0.25摩爾％。

在一些實施方式中，出乎意料地發(fā)現(xiàn)本文所述的較高粘度玻璃可以允許較高的sno2濃度，而不導(dǎo)致對于玻璃的任何有害影響。例如，公知常識認(rèn)為具有高退火點的玻璃導(dǎo)致高熔化溫度。此類高熔化溫度會導(dǎo)致相應(yīng)玻璃中較差的內(nèi)含物質(zhì)量。為了解決此類內(nèi)含物質(zhì)量，可以添加澄清劑；但是，具有低粘度的玻璃通常不允許添加sno2，因為其在玻璃中發(fā)生結(jié)晶。但是，如本文所述的示例性玻璃可以具有較高粘度，導(dǎo)致較高成形溫度，因而允許向玻璃添加更多量的澄清劑，從而得到較少內(nèi)含物。簡而言之，發(fā)現(xiàn)通過改變示例性玻璃的組成來產(chǎn)生較高較高溫度，可以添加更多量的澄清劑從而在結(jié)晶之前去除內(nèi)含物。因此，示例性玻璃包含的sno2濃度可以是0.001-0.5摩爾％，t35kp大于或等于約1270℃、大于或等于約1280℃或者大于或等于約1290℃。另一種示例性玻璃包含的sno2濃度可以是0.001-0.5摩爾％，t200p大于或等于約1650℃、大于或等于約1660℃或者大于或等于約1670℃。另一種示例性玻璃包含的sno2濃度可以是0.001-0.5摩爾％，以及t35kp大于或等于約1270℃、大于或等于約1280℃或者大于或等于約1290℃，并且t200p大于或等于約1650℃、大于或等于約1660℃或者大于或等于約1670℃。其他示例性玻璃包含的sno2濃度可以是0.001-0.5摩爾％，以及液相線溫度大于約1150℃、大于約1165℃或者大于約1170℃。該玻璃也可具有上文所述的t35kp和/或t200p。當(dāng)然，可以向玻璃提供sno2，其來自使用錫氧化物電極的焦耳熔融和/或通過含錫材料如sno2、sno、snco3、snc2o2等的批料。

可以單獨使用錫澄清或者如果需要的話可結(jié)合其他澄清技術(shù)使用。例如，錫澄清可以與鹵化物澄清例如溴澄清結(jié)合。其他可能的組合包括但不限于錫澄清加上硫酸鹽、硫化物、氧化鈰、機(jī)械鼓泡和/或真空澄清。預(yù)期這些其它澄清技術(shù)可單獨使用。在某些實施方式中，將(mgo+cao+sro+bao)/al2o3的比例以及單個堿土金屬濃度保持在上文所述的范圍中，使得澄清過程更易于進(jìn)行和更加有效。

可使用本技術(shù)領(lǐng)域已知的各種技術(shù)來制造本文所述的玻璃。在一個實施方式中，采用下拉工藝?yán)缛廴诶乒に噥碇圃觳Ａ?。在一個實施方式中，本文描述了通過下拉工藝來生產(chǎn)不含堿性玻璃片的方法，該方法包括：對批料材料進(jìn)行選擇、熔化和澄清，從而構(gòu)成片材的玻璃包含：sio2、al2o3、b2o3、mgo、cao和bao，并且以氧化物計，包括：(i)(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例大于或等于1.0；(ii)mgo含量大于或等于3.0摩爾％；(iii)cao含量大于或等于4.0摩爾％；和(iv)bao含量大于或等于1.0摩爾％，其中，(a)進(jìn)行澄清而不使用顯著量的砷(和任選地，不使用顯著量的銻)；和(b)通過下拉工藝從熔化和澄清的批料材料生產(chǎn)的50塊依次的玻璃片的集合的平均氣態(tài)內(nèi)含物水平小于0.10個氣態(tài)內(nèi)含物/立方厘米，其中，集合中的每塊片材的體積至少為500立方厘米。

美國專利第5,785,726號(dorfeld等人)、美國專利第6,128,924號(bange等人)、美國專利第5,824,127號(bange等人)以及美國專利第7,628,038號和第7,628,039號(deangelis等人)揭示了制造不含砷玻璃的工藝。美國專利第7,696,113號(ellison)揭示了采用鐵和錫來最小化氣態(tài)內(nèi)含物以制造不含砷且不含銻玻璃的工藝。

根據(jù)一個實施方式，當(dāng)從熔融且澄清的批料材料通過下拉工藝生產(chǎn)時，50塊依次的玻璃片的集合具有小于0.05個氣態(tài)內(nèi)含物/立方厘米的平均氣態(tài)內(nèi)含物水平，該集合中的每塊片材的體積至少為500立方厘米。

玻璃組合物的蝕刻速率是對于可以多快速地從玻璃去除材料的測量，并發(fā)現(xiàn)快速蝕刻速率對于面板制造商是有價值的。發(fā)明人確定了“蝕刻指數(shù)”，這允許對商業(yè)相關(guān)蝕刻工藝(例如但不限于，在30℃的10％hf/5％hcl溶液中浸泡10分鐘)中的玻璃組合物的蝕刻速率進(jìn)行評估。該蝕刻指數(shù)由如下等式(2)所定義：

蝕刻指數(shù)＝-54.6147+(2.50004)*(al2o3)+(1.3134)*(b2o3)+(1.84106)*(mgo)+(3.01223)*(cao)+(3.7248)*(sro)+(4.13149)*(bao)(2)

其中，氧化物的單位是摩爾％。在一些實施方式中，蝕刻指數(shù)大于或等于約21。在各種實施方式中，蝕刻指數(shù)大于或等于約21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、30.5或31。

本文的一些實施方式涉及如下玻璃組合物，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.5-72.0

al2o3≥13.0

b2o3≤2.5

mgo1.0-6.0

cao4.0-8.0

sro≤4.5

bao≤4.5

其中

1.0≤(mgo+cao+sro+bao)/al2o3≤1.6，

蝕刻指數(shù)≥21；

退火點≥800℃；以及

模量>82gpa。

本文的一個或多個實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-3.0

mgo0.9-9.0

cao5.25-6.5

sro>0-6.0

bao1.0-9.0

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.25-6.5

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-70.5

al2o313.0-14.0

b2o3>0-3.0

mgo0.9-9.0

cao5.25-11

sro>0-6.0

bao1.0-9.0

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-70.5

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.25-10.0

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-75.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.8

mgo0.9-9.0

cao5.25-11

sro>0-6.0

bao1.0-9.0

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-72.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.25-10.0

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-75.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-3.0

mgo0.9-9.0

cao5.25-11

sro>0-6.0

bao3.0-5.4

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-72.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.25-10.0

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-75.0

al2o313.0-14.5

b2o3>0-2.0

mgo0.9-9.0

cao5.0-6.5

sro>0-6.0

bao1.0-9.0，

(mgo+cao+sro+bao)/al2o3為1.1-1.6。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-72.0

al2o313.0-14.5

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.25-6.5

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo0.9-9.0

cao5.25-6.5

sro>0-6.0

bao1.0-9.0

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.25-6.5

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo0.9-9.0

cao5.0-6.5

sro>0-6.0

bao3.5-4.0

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.0-6.5

sro>0-2.0

bao3.5-4.0

本文的一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio263.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo0.9-9.0

cao5.0-6.5

sro>0-6.0

bao1.0-9.0，

其中，cao與bao之和>8.6。

本文的一些實施方式涉及玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.0-71.0

al2o313.0-14.0

b2o3>0-2.0

mgo3.5-5.0

cao5.0-6.5

sro>0-2.0

bao2.5-4.5

本文的一個或多個實施方式涉及基本不含堿的玻璃，該玻璃的退火溫度大于或等于約785℃；密度小于或等于約2.65g/cc；t200p小于或等于約1750℃；t35kp小于或等于約1340℃；楊氏模量大于或等于82gpa；以及10％hf/hcl中的蝕刻指數(shù)大于或等于約17.3μm/mm³。在具體實施方式中，玻璃的退火溫度大于或等于約800℃；密度小于或等于約2.61g/cc；t200p小于或等于約1700℃；t35kp小于或等于約1310℃；蝕刻指數(shù)大于或等于約18.5μm/mm³。在一些實施方式中，玻璃制品的t200p小于或等于約1740℃、或者1730℃、或者1720℃、或者1710℃、或者1700℃、或者1690℃、1680℃、1670℃、1660℃或者1650℃。在一個或多個實施方式中，玻璃制品的t200p約為1640-1705℃、或者約1646-1702℃、或者約1650-1700℃。

本文的一個或多個實施方式涉及基本不含堿的玻璃，該玻璃具有以下一種或多種性質(zhì)：退火溫度大于或等于約785℃；密度小于或等于約2.65g/cc；t200p小于或等于約1750℃；t35kp小于或等于約1340℃；楊氏模量大于或等于82gpa；以及10％hf/hcl中的蝕刻指數(shù)大于或等于約17.3μm/mm³。在一些實施方式中，玻璃具有如下一種或多種性質(zhì)：退火溫度大于或等于約800℃；密度小于或等于約2.61g/cc；t200p小于或等于約1700℃；t35kp小于或等于約1310℃；或者蝕刻指數(shù)大于或等于約18.5μm/mm³。

本文的一個或多個實施方式涉及基本不含堿金屬玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio269.76-71.62

al2o311.03-13.57

b2o30-2.99

mgo3.15-5.84

cao4.55-7.35

sro0.2-1.99

bao2.61-4.41

zno0-1.0，

其中，玻璃的(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例約為1.0-1.6，mgo/(mgo+cao+sro+bao)比例約為0.22-0.37。在各種實施方式中，玻璃具有以下一種或多種性質(zhì)：t(退火)>785℃；密度<2.65g/cc；t(200p)<1750℃；t(35kp)<1340℃；楊氏模量>82gpa；或者蝕刻指數(shù)>21。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿金屬玻璃，以氧化物的摩爾％計，其包含：

sio268.14-72.29

al2o311.03-14.18

b2o30-2.99

mgo1.09-7.2

cao4.12-9.97

sro0.2-4.15

bao1.26-4.41

zno0-1.0，

其中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3比例約為1.0-1.6，mgo/(mgo+cao+sro+bao)比例約為0.22-0.37。在各種實施方式中，玻璃具有以下一種或多種性質(zhì)：t(退火)>785℃；密度<2.65g/cc；t(200p)<1750℃；t(35kp)<1340℃；楊氏模量>82gpa；或者蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。

本文的一個或多個實施方式涉及基本不含堿的玻璃，其中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，比例mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37。在一些實施方式中，玻璃具有以下一種或多種性質(zhì)：t(退火)>785℃；密度<2.65g/cc；t(200p)<1750℃；t(35kp)<1340℃；楊氏模量>82gpa；或者蝕刻指數(shù)>21μm/mm³。在各種實施方式中，以氧化物的摩爾％計，玻璃包含如下一種或多種：sio2的范圍是68.14-72.29；al2o3的范圍是11.03-14.18；b2o3的范圍是0-2.99；mgo的范圍是1.09-7.2；cao的范圍是4.12-9.97；sro的范圍是0.2-4.15；bao的范圍是1.26-4.41；和/或zno的范圍是0-1.0。

一些實施方式涉及基本不含堿的玻璃，其中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，比例mgo/(mgo+cao+sro+bao)約為0.22至0.37，以及玻璃的液相線粘度>150kp。在各種實施方式中，以氧化物的摩爾％計，玻璃包含如下一種或多種：sio2的范圍是68.14-72.29；al2o3的范圍是11.03-14.18；b2o3的范圍是0-2.99；mgo的范圍是1.09-7.2；cao的范圍是4.12-9.97；sro的范圍是0.2-4.15；bao的范圍是1.26-4.41；和/或zno的范圍是0-1.0。

一個或多個實施方式涉及基本不含堿的玻璃，其中，(mgo+cao+sro+bao)/al2o3約為1.0至1.6，以及玻璃的蝕刻指數(shù)大于或等于23μm/mm³，t(退火)>800℃且楊氏模量>82gpa。在各種實施方式中，以氧化物的摩爾％計，玻璃包含如下一種或多種：sio2的范圍是68.14-72.29；al2o3的范圍是11.03-14.18；b2o3的范圍是0-2.99；mgo的范圍是1.09-7.2；cao的范圍是4.12-9.97；sro的范圍是0.2-4.15；bao的范圍是1.26-4.41；和/或zno的范圍是0-1.0。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿金屬的鋁硅酸鹽玻璃制品，其中，玻璃制品的退火溫度大于或等于約795℃；密度小于或等于約2.63g/cc；t200p小于或等于約1730℃；t35kp小于或等于約1320℃；楊氏模量大于或等于81.5gpa；以及蝕刻指數(shù)大于或等于約23μm/mm³。在各種實施方式中，鋁硅酸鹽玻璃制品包含以下一種或多種：sio2是68.5-72摩爾％；大于或等于13摩爾％的al2o3；b2o3是0-2.5摩爾％；mgo是1-6摩爾％；cao是4-8摩爾％；sro是0-4.5摩爾％；bao是0-4.5摩爾％；和/或比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3是1-1.6。

本文的一些實施方式涉及基本不含堿金屬的鋁硅酸鹽玻璃制品，其中，玻璃制品的退火溫度大于或等于約800℃；密度小于或等于約2.61g/cc；t200p小于或等于約1710℃；t35kp小于或等于約1310℃；楊氏模量大于或等于81.2gpa；以及蝕刻指數(shù)大于或等于約23μm/mm³。在各種實施方式中，鋁硅酸鹽玻璃制品包含以下一種或多種：sio2是68.5-72摩爾％；大于或等于13摩爾％的al2o3；b2o3是0-2.5摩爾％；mgo是1-6摩爾％；cao是4-8摩爾％；sro是0-4.5摩爾％；bao是0-4.5摩爾％；和/或比例(mgo+cao+sro+bao)/al2o3是1-1.6。

應(yīng)理解，多個揭示的實施方式可涉及與特定實施方式一起描述的特定特征、元素或步驟。應(yīng)理解的是，雖然結(jié)合一個具體的實施方式描述了具體特征、元素或步驟，但是不同實施方式可以以各種未示出的組合或變換形式相互交換或結(jié)合。

還應(yīng)理解的是，本文所用的冠詞“該”、“一個”或“一種”表示“至少一個(一種)”，不應(yīng)局限為“僅一個(一種)”，除非明確有相反的說明。

本文中，范圍可以表示為從“約”一個具體值和/或到“約”另一個具體值的范圍。當(dāng)表述這種范圍時，例子包括自某一具體值始和/或至另一具體值止。類似地，當(dāng)使用先行詞“約”表示數(shù)值為近似值時，應(yīng)理解，具體數(shù)值構(gòu)成另一個方面。還應(yīng)理解的是，每個范圍的端點值在與另一個端點值有關(guān)和與另一個端點值無關(guān)時，都是有意義的。

本文所用的術(shù)語“基本”、“基本上”及其變化形式旨在表示所描述的特征與數(shù)值或描述相等同或近似相同。此外，“基本上類似”旨在表示兩個值是相等或者近似相等的。在一些實施方式中，“基本上類似”可表示數(shù)值相互在約為10％之內(nèi)，例如相互在約為5％之內(nèi)，或者相互在約為2％之內(nèi)。

除非另有表述，否則都不旨在將本文所述的任意方法理解為需要使其步驟以具體順序進(jìn)行。因此，當(dāng)方法權(quán)利要求實際上沒有陳述為其步驟遵循一定的順序或者其沒有在權(quán)利要求書或說明書中以任意其他方式具體表示步驟限于具體的順序，都不旨在暗示該任意特定順序。

雖然會用過渡語“包括”來公開特定實施方式的各種特征、元素或步驟，但是應(yīng)理解的是，這暗示了包括可采用過渡語由“......構(gòu)成”、“基本由......構(gòu)成”描述在內(nèi)的替代實施方式。因此，例如，對包含a+b+c的設(shè)備的隱含的替代性實施方式包括設(shè)備由a+b+c組成的實施方式和設(shè)備主要由a+b+c組成的實施方式。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是，可以在不偏離本文的范圍和精神的情況下對本文進(jìn)行各種修改和變動。因為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到所述實施方式的融合了本公開精神和實質(zhì)的各種改良組合、子項組合和變化，應(yīng)認(rèn)為本文包括所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的全部內(nèi)容及其等同內(nèi)容。

實施例

在下文中陳述以下示例以說明根據(jù)所公開主題的方法和結(jié)果。這些示例不是為了包括本文中所公開主題的所有實施方式，而是為了說明代表性的方法和結(jié)果。這些示例不是為了排除對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的本文的等價物和變化。

已經(jīng)進(jìn)行了諸多努力，以確保數(shù)值(例如數(shù)量、溫度等)的精確性，但是必須考慮到存在一些誤差和偏差。除非另有說明，否則，溫度用℃表示或是環(huán)境溫度，壓力為大氣壓或接近大氣壓。組合物自身基于氧化物以摩爾％給出，且已標(biāo)準(zhǔn)化至100％。存在例如組分濃度、溫度、壓力之類的反應(yīng)條件的多種變化和組合和可用來優(yōu)化從所描述的過程獲得的產(chǎn)物純凈度和產(chǎn)量的其它反應(yīng)范圍和條件。僅需要合理的和常規(guī)的實驗方法來優(yōu)化這樣的工藝條件。

根據(jù)玻璃領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)確定表1所列出的玻璃性質(zhì)。因此，在25-300℃溫度范圍的線性熱膨脹系數(shù)(cte)用x10^-7/℃來表示，且退火點用℃來表示。這些是由纖維伸長技術(shù)(分別為astm參考文獻(xiàn)e228-85和c336)確定的。密度通過阿基米德(archimedes)法(astmc693)測量，單位為克/厘米³。采用fulcher等式，代入通過旋轉(zhuǎn)筒粘度計測得的高溫粘度數(shù)據(jù)，計算熔化溫度(定義為玻璃熔體證實具有200泊的粘度時的溫度)(astmc965-81)，單位為℃。

采用astmc829-81的標(biāo)準(zhǔn)梯度舟液相線法，測量玻璃的液相線溫度，單位為℃。這涉及將粉碎的玻璃顆粒置于鉑舟中，將舟放入具有梯度溫度區(qū)的爐中，在適當(dāng)溫度區(qū)域?qū)χ奂訜?4小時，通過用顯微鏡檢測的方式確定玻璃內(nèi)部出現(xiàn)晶體的最高溫度。更具體地，將玻璃樣品以一片的方式從pt舟取出，使用極化光學(xué)顯微鏡進(jìn)行檢測來確定在靠著pt和空氣界面、以及樣品內(nèi)部形成的晶體的位置和性質(zhì)。因為爐的梯度是熟知的，可較好地估計溫度與位置的關(guān)系，在5-10℃之內(nèi)。將在樣品的內(nèi)部部分觀察到晶體的溫度看作代表玻璃的液相線(用于對應(yīng)的測試時間段)。測試有時進(jìn)行更長的時間(例如72小時)，從而觀察更緩慢生長的相。由液相線溫度和fulcher等式的系數(shù)確定液相線粘度，單位為泊。

采用astme1875-00e1所述的通用類型的共振超聲光譜技術(shù)確定楊氏模量值，單位是gpa。

示例性玻璃如表1所示。從表1可以看出，示例性玻璃具有使得玻璃適用于顯示器應(yīng)用(例如，amlcd基材顯示器)，更具體地適用于低溫多晶硅和氧化物薄膜晶體管應(yīng)用的密度、退火點和楊氏模量值。雖然在表1中沒有顯示，但是玻璃在酸和堿介質(zhì)中的耐久性與市售可得的amlcd基材的那些類似，因此適合于amlcd應(yīng)用。通過上述標(biāo)準(zhǔn)，示例性玻璃可使用下拉技術(shù)成形，特別是與熔合工藝兼容。

采用市售可得的沙作為二氧化硅源(其研磨至使得90重量％通過標(biāo)準(zhǔn)u.s.100網(wǎng)篩)來制備表1的示例性玻璃。氧化鋁是氧化鋁源，方鎂石是mgo來源，石灰石是cao來源，碳酸鍶、硝酸鍶或其混合物是sro來源，碳酸鋇是bao來源，以及錫(iv)氧化物是sno2來源。原材料徹底混合，裝載到懸在通過碳化硅灼熱棒(glowbar)加熱的爐中的鉑容器內(nèi)，在1600-1650℃的溫度熔化并攪拌數(shù)小時以確保均質(zhì)化，遞送通過位于鉑容器底座的孔。所得到的玻璃餅在退火點或者接近退火點退火，然后經(jīng)受各種實驗方法以確定物理、粘度和液相線性質(zhì)。

這些方法不是唯一的，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)方法來制備表1的玻璃。此類方法包括連續(xù)的熔融法，例如會在連續(xù)熔融過程中進(jìn)行的那樣，其中通過氣體、通過電力或其組合來加熱在連續(xù)熔融過程中所使用的熔融器。

適用于生產(chǎn)示例性玻璃的原材料包括：市售可得的沙作為sio2的來源；氧化鋁、氫氧化鋁、水合物形式的氧化鋁、以及各種鋁硅酸鹽、硝酸鹽和鹵化物作為al2o3的來源；硼酸、無水硼酸和氧化硼作為b2o3的來源；方鎂石、白云石(也是cao的來源)、氧化鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂以及各種形式的硅酸鎂、鋁硅酸鎂、硝酸鎂和鹵化鎂作為mgo的來源；石灰石、文石、白云石(也是mgo的來源)、鈣硅石和各種形式的硅酸鈣、鋁硅酸鈣、硝酸鈣和鹵化鈣作為cao的來源；以及鍶和鋇的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽和鹵化物。如果需要化學(xué)澄清劑的話，可以如下方式添加錫：作為sno2，作為與其他玻璃主組分的混合氧化物(例如，casno3)，或者作為氧化狀態(tài)sno、草酸錫、鹵化錫或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他含錫化合物。

表1中的玻璃含有sno2作為澄清劑，但是也可以使用其他化學(xué)澄清劑以獲得對于tft基材應(yīng)用具有足夠質(zhì)量的玻璃。例如，示例性玻璃可使用as2o3、sb2o3、ceo2、fe2o3和鹵化物中的任意一種或其組合作為故意添加來促進(jìn)澄清，且任意這些可與實施例所示的sno2化學(xué)澄清劑聯(lián)用。在它們中，通常認(rèn)為as2o3和sb2o3是有害材料，進(jìn)行廢料流控制，例如在玻璃制造過程或tft面板加工中可能產(chǎn)生的廢料流。因此，希望將as2o3和sb2o3的濃度單獨或組合地限制在不大于0.005摩爾％。

除了故意結(jié)合到示例性玻璃中的元素，元素周期表中的幾乎所有穩(wěn)定元素都在玻璃中以某些水平存在，通過原材料中低水平的污染物，通過制造過程中的耐火材料和貴金屬的高溫腐蝕，或者通過低水平的故意引入來精細(xì)調(diào)節(jié)最終玻璃的屬性。例如，通過與富鋯耐火材料的相互作用，可能引入鋯作為污染物。又例如，可能通過與貴金屬的相互作用引入鉑和銠。又例如，可作為原料中的不確定物(tramp)引入鐵或故意添加鐵來增強(qiáng)對氣態(tài)內(nèi)含物的控制。又例如，可引入錳來控制顏色或來增強(qiáng)對氣態(tài)內(nèi)含物的控制。又例如，堿金屬可以作為不確定組分，結(jié)合li2o、na2o和k2o的濃度，以高至約0.1摩爾％的水平存在。

氫不可避免地以羥基陰離子(oh^-)的形式存在，其存在可通過標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜技術(shù)探知。溶解的氫氧離子顯著且非線性地影響示例性玻璃的退火點，因此為了獲得所需的退火點，可能需要調(diào)節(jié)主要氧化物組分的濃度來進(jìn)行補(bǔ)償?？稍谝欢ǔ潭壬贤ㄟ^選擇原料或選擇熔融系統(tǒng)來控制氫氧離子濃度。例如，硼酸是氫氧根的主要來源，用硼氧化物取代硼酸可以是控制最終玻璃中的氫氧根濃度的有用方法。相同的理由也適用于其它潛在原材料，包括氫氧離子、水合物或含物理吸附或化學(xué)吸附水分子的化合物。如果在熔融過程中使用了燃燒器，那么還可通過天然氣和相關(guān)烴燃燒的燃燒產(chǎn)物來引入氫氧離子，因此可能希望將熔融中使用的能量從燃燒器轉(zhuǎn)換成電極，以進(jìn)行補(bǔ)償?；蛘?，可替代地使用調(diào)節(jié)主要氧化物組分的反復(fù)過程，從而補(bǔ)償溶解的氫氧離子的不利影響。

天然氣中通常存在硫，并且可能是許多碳酸鹽、硝酸鹽、鹵化物和氧化物原材料中的不確定組分。處于so2形式時，硫會是麻煩的氣態(tài)內(nèi)含物來源。通過控制原材料中硫的水平，以及通過將低水平的相當(dāng)?shù)倪€原多價陽離子結(jié)合到玻璃基質(zhì)中，可以明顯的程度控制形成so2富集缺陷的趨勢。雖然不希望受到理論的限制，但看上去主要通過溶解在玻璃中的硫酸鹽(so4^＝)的還原來產(chǎn)生富so2氣態(tài)內(nèi)含物?？瓷先ナ纠圆ＡУ匿^濃度提升增加了熔融的早期階段中玻璃中硫的保留，但是如上所述，需要鋇來獲得低液相線溫度，進(jìn)而獲得高的t35k-t液相和高的液相線粘度。故意將原材料中的硫水平控制到低水平是減少溶解在玻璃中的硫(假設(shè)為硫酸鹽)的有用手段。具體來說，在批料材料中，以重量計，硫優(yōu)選小于200ppm，更優(yōu)選小于100ppm。

還原多價物也可用于控制示例性玻璃形成so2氣泡的趨勢。雖然不希望受到理論的限制，但是這些元素作為潛在的電子供體，其抑制硫酸鹽還原的電動勢。硫酸鹽還原可通過半反應(yīng)書寫，例如

so4^＝→so2+o2+2e^-

其中，e^-表示電子。半反應(yīng)的“平衡常數(shù)”是

keq＝[so2][o2][e^-]²/[so4^＝]

其中括號表示化學(xué)活性。理想地，希望促進(jìn)反應(yīng)從而由so2、o2和2e^-產(chǎn)生硫酸鹽。在熔融早期階段添加硝酸鹽、過氧化物或其它富氧原材料可有助于但也可不利于硫酸鹽還原，這可抵銷起初添加它們的益處。so2在大多數(shù)玻璃中具有非常低的溶解度，因此添加至玻璃熔融過程是不實際的?？赏ㄟ^還原多價物“加入”電子。例如，用于亞鐵離子(fe²⁺)的合適的供電子半反應(yīng)可表達(dá)為

2fe²⁺→2fe³⁺+2e^-

該電子“活性”可促進(jìn)硫酸鹽還原反應(yīng)向左側(cè)進(jìn)行，使得玻璃中的so4^＝穩(wěn)定化。合適的還原多價物包括但不限于，fe²⁺、mn²⁺、sn²⁺、sb³⁺、as³⁺、v³⁺、ti³⁺，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他那些。在每種情況下，最小化此類組分的濃度從而避免對玻璃顏色的不利影響可能是重要的，或者在as和sb的情況下，以避免此類組分處于高到足以使終端用戶工藝中的廢料管理復(fù)雜化的水平。

除了示例性玻璃的主要氧化物組分以及上文所述的次要或不確定組成，可能以各種水平存在鹵化物，作為通過原材料的選擇引入的污染物，或者作為故意使用的組分來消除玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物。作為澄清劑，可以小于或等于約0.4摩爾％的水平包含鹵化物，盡管如果可能的話通常希望使用更低的量，以避免尾氣處理設(shè)備的腐蝕。在一些實施方式中，對于各單個鹵化物，單個鹵化物元素的濃度以重量計低于約200ppm，或者所有鹵化物元素之和以重量計低于約800ppm。

除了這些主要氧化物組分、次要組分和不確定組分、多價物和鹵化物澄清劑，可用的的是包括低濃度的其他無色氧化物組分以實現(xiàn)所需的物理、光學(xué)或粘彈性性質(zhì)。此類氧化物包括，但不限于：tio2、zro2、hfo2、nb2o5、ta2o5、moo3、wo3、zno、in2o3、ga2o3、bi2o3、geo2、pbo、seo3、teo2、y2o3、la2o3、gd2o3以及本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它那些。通過調(diào)節(jié)示例性玻璃的主要氧化物組分的相對比例的反復(fù)過程，可以添加高至約2摩爾％的水平的此類無色氧化物，而不對退火點、t35k-t液相線或液相線粘度造成不可接受的影響。

表1顯示t(退火)>795℃、楊氏模量>81.5；以及蝕刻指數(shù)>23、密度<2.63、t(200p)<1730℃；且t(35kp)<1320℃的玻璃例子(樣品1-189)。表2顯示接近表1的參數(shù)的玻璃的額外例子(樣品190-426)。

表1

表1(續(xù))

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