专利名称：玻璃板及包含其的有机led器件和低温多晶硅tft的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃材料和制造这种玻璃材料的方法。具体地，本发明涉及具有高应变点和低压缩(compaction)的玻璃材料。本发明可用于例如制造具有高应变点、低压缩的玻璃板，所述玻璃板适用于制造可用于基于低温多晶硅技术的显示器件的玻璃基板。
背景技术：
当玻璃熔体从高温快速冷却时，冷却液体内原子的运动随温度降低而减慢，最终减弱为因振动态的常态热布居(normal thermal population)而在固定位置附近的振荡运动。若玻璃要在中间温度(例如玻璃转变温度或应变点或退火点)保持更长时间(从数秒至数天)，则这些位置通常不是原子所 采用的位置。结果，当将快速淬火的玻璃再加热到中间温度时，热布居的振动态使原子得以弛豫，进入可更好地满足其个体和集体结合要求的位置。由于此过程常伴随着玻璃的宏观物理尺寸不可逆地减小，所以再加热引起的热松弛据说导致玻璃紧缩。典型的低温多晶硅(LTPS)工艺包括将玻璃基板的温度升高到600°C或更高的步骤。该温度接近于典型的有源矩阵IXD (AMIXD)显示基板的应变点，因此，若无中间退火步骤，这些玻璃将在低温多晶硅工艺中显著紧缩。这是非常不利的，因为它严重影响TFT与滤色板之间的像素对准，还可能影响TFT本身的性能。已经发现，通过下拉熔制法制造的某些玻璃板虽然适合基于非晶形硅技术的TFT显示器，但是它们发生的紧缩太大，不能用于基于LTPS技术的TFT显示器。因此，确实需要一种具有原初表面、适合用作制造LTPS TFT显示器所用玻璃基板的玻璃板，以及制造这种玻璃板的经济的方法。本发明满足了这种需求。
发明内容
本发明的第一个方面提供一种制造玻璃板的方法，该方法包括以下步骤(I)提供退火点至少为765°C、CTE至多为42X10_7/°C的玻璃材料；(2)将玻璃材料加热至不低于T1的温度，T1温度对应于粘度为1. OxlO10泊时的温度；以及(3)以冷却速率CR将玻璃材料从T1冷却到T2温度，T2温度对应于粘度为1. OxlO15泊时的温度，其中CR彡50C /秒。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，在步骤(3)中，CR彡8°C /秒；在一些实施方式中，CR彡10°C /秒；在一些实施方式中，CR彡15°C /秒；在一些实施方式中，CR彡20°C /秒；在一些实施方式中，CR彡25°C /秒；在一些实施方式中，CR彡30°C /秒；在一些实施方式中，CR彡35°C /秒；在一些实施方式中，CR彡40°C /秒。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，在完成步骤(3)后，玻璃材料具有测得的压缩(compaction) CM675，其中| CM675 | ( 175ppm ;在一些实施方式中，|CM675| ( 150ppm ;在一些实施方式中，| CM675 | ( 125ppm ;在一些实施方式中，
CM675彡IOOppm ;在一些实施方式中，CM675彡75ppm。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，玻璃板的厚度至多为2. 5mm ；在一些实施方式中至多为2. Omm ;在一些实施方式中至多为1. 5mm ;在一些实施方式中至多为1. Omm ;在一些实施方式中至多为0. 7mm ;在一些实施方式中至多为0. 5mm ;在一些实施方式中至多为0. 3mm。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，玻璃材料在其组成中基本上不含碱金属。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，该方法选自(i)熔合拉制法；
(ii)浮法；(iii)狭槽拉制法；以及(iv)轧制法。在一些具体实施方式
中，该方法是熔合拉制法。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，在步骤(3)中，CR彡200°C/秒；在一些实施方式中，CR彡180°C/秒；在一些实施方式中，CR彡150°C/秒；在一些实施方式中，CR彡120°C /秒；在一些 实施方式中，CR彡100°C /秒；在一些实施方式中，CR彡80°C /秒；在一些实施方式中，CR ^ 50 °C /秒；在一些实施方式中,CR ^ 40 °C /秒；在一些实施方式中，CR彡30°C /秒；在一些实施方式中，CR彡20°C /秒；在一些实施方式中，CR彡10°C /秒。在本发明第一个方面所涉方法的一些实施方式中，玻璃材料在其组成中包含SiO2和Al2O315在一些具体实施方式
中，玻璃材料在其组成中包含Si02、Al2OjPB2O3t5在其他一些具体实施方式
中，玻璃材料在其组成中包含SiO2和Al2O3，但基本上不含B203。本发明的第二个方面提供了适合在其上形成低温多晶硅TFT的玻璃板的制造方法，该方法包括以下步骤(i)提供退火点至少为765°C的玻璃材料的玻璃熔体，该熔体的粘度至多为1.OxlO10 泊；(ii )以冷却速率CR将该玻璃熔体从对应于粘度为1. OxlO10泊时的温度T1冷却到对应于粘度为1. OxlO15泊时的温度T2，其中CR彡50C /秒；以及( i i i )由该玻璃熔体形成玻璃板。在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，步骤(ii )和(iii )至少部分地同时进行。在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，在步骤(i )中，所提供的玻璃材料在其组成中包含SiO2和ai2o3。在一些具体实施方式
中，玻璃材料在其组成中包含Si02、Al2O3和B203。在其他一些具体实施方式
中，玻璃材料在其组成中包含SiO2和Al2O3，但基本上不含B2O3O在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，在步骤(ii)中，CR≤10°C/秒；在一些实施方式中，CR≤15°C /秒；在一些实施方式中，CR≤20°C /秒；在一些实施方式中，CR≤25°C /秒；在一些实施方式中，CR≤30°C /秒；在一些实施方式中，CR≤40°C /秒；在一些实施方式中，CR≤ 50°C /秒。在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，步骤(iii)包括将玻璃熔体熔合拉制成玻璃板。在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，在完成步骤(ii)和(iii)后，玻璃板具有实测压缩CM675，其中|CM675| ≤175ppm。在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，在步骤(ii)中，CR≤2000C /秒；在一些实施方式中，CR≤180°C /秒；在一些实施方式中，CR≤150°C /秒；在一些实施方式中，CR≤1200C /秒；在一些实施方式中，CR≤100°C /秒；在一些实施方式中，CR ≤ 800C /秒；在一些实施方式中，CR ≤500C /秒；在一些实施方式中，CR ≤40°C /秒；在一些实施方式中，CR ≤300C /秒；在一些实施方式中，CR ≤ 200C /秒；在一些实施方式中，CR≤10°C /秒。在本发明第二个方面所涉方法的一些实施方式中，在玻璃板表面上制造TFT之前，不对玻璃板进行二次退火步骤。 本发明的一个或多个实施方式具有以下一个或多个优点。第一，本发明的玻璃板所具有的压缩适合低温多晶硅基TFT显示器的需要。第二，较高的冷却速率使得玻璃板能够经济地大量生产，同时不会牺牲玻璃板的紧缩性质。第三，本发明的方法可应用于广泛的成形技术，包括但不限于熔合拉制法、狭槽拉制法、轧制法等。第四，当采用熔合拉制法时，可在不需要进一步退火或修整表面的情况下生产具有原始玻璃表面的薄玻璃板。对于本发明的其他特征和优点将在以下详细说明提出，部分可由本领域的技术人员根据本文描述很容易地看出，或者通过按照在说明书和权利要求书以及附图中所描述的难熔实施本发明而认识到。应当理解，前面的概述和下面的详述都仅仅是对本发明的示例性说明，意在为理解要求专利权的本发明的性质和特点提供全面评述或框架。附图用于进一步理解本发明，它包括在本说明书中，构成说明书的一部分。附图简要描述在附图中
图1是采用溢流槽的熔合下拉成形法的示意图。图2是再加热到675°C并保持此温度时，玻璃板的压缩与保温时间的关系图。图3是由不同玻璃材料制成的一系列玻璃板的压缩与其退火点的关系图。
具体实施例方式除非另有说明，说明书和权利要求书中所用的所有数值，如表达各成分的重量百分数、尺寸和某些物理性质的数值，都应理解为在所有情况下均受“约”字修饰。还应理解，说明书和权利要求书中所用精确数值构成本发明的另外的实施方式。发明人已尽力保证实施例中所披露的数值的准确性。不过，由于相应测量技术存在标准偏差，所以任何测量值都可能难免地包含某些误差。在描述本发明和提出权利要求时，文中所用不定冠词“一个”或“一种”表示“至少一个(种)”，并且不应局限为“仅一个(种)”，除非有相反说明。因此，例如，“一个玻璃方块”的说法包括具有两个或更多个这种方块的实施方式，除非文中另有明确说明。除非有具体的相反说明，文中所用某组分的“重量％ ”或“重量百分数”或“基于重量的百分数”是基于包含该组分的组合物或制品的总重量。文中所用“无碱”是指玻璃组合物总共最多包含0.1重量％的碱性氧化物。对于要在其上直接制造电子部件如薄膜晶体管(TFT)的玻璃基材来说，无碱玻璃组合物是所需要的。“热膨胀系数”和“CTE”在文中互换使用，它们是指相关材料从25°C至300°C的线性热膨胀系数。在本申请中，CTE用常规设备和方法测量，如ASTM E228-06“用推杆膨胀计测量固体材料的线性热膨胀性的标准测试方法”。在本申请中，玻璃材料的退火点用常规设备和方法测量，例如ASTMC336-71(2005)“通过纤维伸长测量玻璃的退火点和应变点的标准测试方法”。用于测试粘度的波束弯曲法(Beambending process for making viscosity)在本方法中，从对应于粘度为101°泊时的温度T1到对应于粘度为IO15泊时的温度T2的冷却速率(CR)定义为平均冷却速率。因此
权利要求
1.一种玻璃板，它包括一种玻璃材料，该玻璃材料具有(A)至少为765°C的退火点；(B)至多为42χ1(Γ7/。。的CTE;以及(C)测得的压缩CM675，其中 CM675 ( 175ppm。
2.如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃板是通过下拉熔制法制造的。
3.如权利要求1或2所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃板的厚度至多为2.5mm。
4.如权利要求1或2所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃板的厚度至多为1.5mm。
5.如权利要求1或2所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃材料的组成中基本上不含碱金属。
6.如权利要求1或2所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃材料的组成中包含Al2O3和 Si02。
7.如权利要求6所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃材料的组成中还包含B203。
8.如权利要求6所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃材料的组成中基本上不含B203。
9.如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，该玻璃板是通过包括以下步骤的方法形成的(A)提供退火点至少为765°C、CTE至多为42xlO_V°C的玻璃材料；(2)将玻璃材料加热至不低于T1的温度,T1温度是对应于粘度为1.OxlO10泊时的温度；以及(3)以冷却速率CR将玻璃材料从T1冷却至T2温度，T2温度是对应于粘度为1.OxlO15 泊时的温度，其中CR彡50C /秒。
10.一种有机LED器件,它包括权利要求1或2所述的玻璃板。
11.一种低温多晶硅TFT，它包括权利要求1或2所述的玻璃板。
全文摘要
本发明涉及玻璃板及包含其的有机LED器件和低温多晶硅TFT，提供了一种玻璃板，它包括一种玻璃材料，该玻璃材料具有(A)至少为765℃的退火点；(B)至多为42x10-7/℃的CTE；以及(C)测得的压缩CM675，其中|CM675|≤175ppm。
文档编号H01L51/50GK103043886SQ20121056872
公开日2013年4月17日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年11月21日
发明者P·S·丹尼尔森, A·J·埃列森, T·J·基克森斯基 申请人:康宁股份有限公司