玻璃和玻璃基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃和玻璃基板，具體而言，涉及適于有機(jī)EL(OLED)顯示器、液晶顯 示器的玻璃和玻璃基板。還涉及適于氧化物TFT、低溫p - Si *TFT (LTPS)驅(qū)動(dòng)的顯示器的 玻璃和玻璃基板。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直以來，作為液晶顯示器等平板顯示器、硬盤、過濾器、傳感器等的基板，玻璃基 板被廣泛使用。近年來，除了現(xiàn)有的液晶顯示器，OLED顯示器由于自發(fā)光、高色彩重現(xiàn)性、 高視角、高速應(yīng)答、高精細(xì)等理由而被積極開發(fā)，并且一部分已經(jīng)被實(shí)用化。另外，智能手機(jī) 等移動(dòng)設(shè)備的顯示器要求盡管面積小卻顯示大量信息，因此需要超高精細(xì)的畫面，且為了 進(jìn)行動(dòng)畫顯示，還必須高速應(yīng)答。
[0003] 在這樣的用途中，OLED顯示器或由LTPS驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器是適合的。OLED顯示 器由于電流流過構(gòu)成像素的OLED元件而發(fā)光。因此，作為驅(qū)動(dòng)TFT元件，使用低電阻、高電 子迀移率的材料。作為該材料，除上述的LTPS以外，以IGZO(銦、鎵、鋅氧化物）為代表的 氧化物TFT受到關(guān)注。氧化物TFT是低電阻、高迀移率的氧化物，且能夠在較低溫下形成。 由于使非結(jié)晶Si (a - Si)的膜多結(jié)晶化時(shí)所使用的準(zhǔn)分子激光器的不穩(wěn)定性，現(xiàn)有的p - Si · TFT、特別是LTPS在大面積的玻璃基板上形成元件時(shí)，TFT特性容易發(fā)生偏差，在TV用 途等中，容易發(fā)生畫面的顯示不均。另一方面，在大面積的玻璃基板上形成元件時(shí)，氧化物 TFT由于TFT特性的均質(zhì)性優(yōu)異，而作為有力的TFT形成材料受到關(guān)注，一部分已經(jīng)被實(shí)用 化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明所要解決的課題
[0005] 用于高精細(xì)的顯示器的玻璃基板具有許多要求特性。特別是，要求以下的（1)?
[5] 的特性。
[0006] (1)若玻璃中的堿成分多，則在熱處理中，堿離子擴(kuò)散至成膜后的半導(dǎo)體物質(zhì)中， 招致膜特性的劣化。因此，要求堿成分（特別是Li成分、Na成分）的含量少或?qū)嵸|(zhì)上不含。
[0007] (2)在光刻蝕工序中，使用各種酸、堿等藥液。因此，要求耐藥性優(yōu)異。
[0008] (3)在成膜、退火等工序中，玻璃基板被熱處理至數(shù)百°C。在熱處理時(shí)，若玻璃基板 發(fā)生熱收縮，則容易發(fā)生圖案偏移等。因此，要求難以熱收縮，特別是應(yīng)變點(diǎn)高。
[0009] (4)要求熱膨脹系數(shù)接近在玻璃基板上成膜的構(gòu)件（例如a - Si、p - Si)。例 如，要求熱膨脹系數(shù)為30?40X KT 7/°C。需要說明的是，若熱膨脹系數(shù)為40X KT 7/°C 以下，則耐熱沖擊性也提高。
[0010] (5)為了抑制玻璃基板的撓曲引起的不良情況，要求楊氏模量（或比楊氏模量） 尚。
[0011] 此外，從制造玻璃基板的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)玻璃要求以下的（6)、（7)的特性。
[0012] (6)為了防止泡、麻點(diǎn)、條痕等熔融缺陷，要求熔融性優(yōu)異。
[0013] (7)為了避免在玻璃基板中產(chǎn)生異物，要求耐失透性優(yōu)異。
[0014] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其技術(shù)課題在于創(chuàng)造一種玻璃和玻璃基板，其 滿足上述要求特性（1)?（7)，并適于利用LTPS、氧化物TFT元件驅(qū)動(dòng)的OLED顯示器、液晶 顯示器。具體而言，本發(fā)明的技術(shù)課題在于創(chuàng)造堿成分少；密度、熱膨脹系數(shù)低；應(yīng)變點(diǎn)、楊 氏模量高；且耐失透性、熔融性、成形性等優(yōu)異的玻璃和玻璃基板。
[0015] 用于解決課題的方法
[0016] 本發(fā)明人經(jīng)過重復(fù)各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)通過將玻璃組成規(guī)定為規(guī)定范圍，能 夠解決上述技術(shù)課題，而作為本發(fā)明提出。即，本發(fā)明的玻璃的特征在于，作為玻璃組成，以 質(zhì)量％計(jì)，含有 Si0258 ?70%、A120316 ?25%、B2033 ?8%、MgO 0 ?5%、CaO 3 ?13%、 SrO 0 ?6%、BaO 0 ?6%、ZnO 0 ?5%、ZrO2O ?5%、TiO2O ?5%、以及 P2O5O ?5%。
[0017] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，作為滿足上述的要求特性⑴?（7)的玻璃，著眼于SiO2-Al 2O3- B2O3- RO(R0 :堿土金屬氧化物，MgO+CaO+SrO+BaO)系玻璃，若將SiO2的含量規(guī)定 為58%以上、Al 2O3的含量規(guī)定為16?25%、B 203的含量規(guī)定為3?8%，則得到兼顧高應(yīng) 變點(diǎn)和良好的耐藥性。另外，發(fā)現(xiàn)若優(yōu)化Si0 2、A1203、B203、RO的含量，則楊氏模量、耐失透 性等提尚。還發(fā)現(xiàn)若優(yōu)化B 203、MgO、CaO的含量，則恪融性、成形性、耐失透性等提尚。
[0018] 第二，本發(fā)明的玻璃的特征在于，作為玻璃組成，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si0258?70%、 Al20316 ?25%、B2033 ?8%、Mg0 0 ?5%、Ca03 ?13%、Sr0 0 ?6%、Ba0 0 ?6%、Zn0 0?5%、ZrO2O?5%、TiO2O?5%、以及P2O 5O?5%，實(shí)質(zhì)上不含Li成分、Na成分，密度 為2. 43?2. 52g/cm3,且應(yīng)變點(diǎn)為680°C以上。在此，"實(shí)質(zhì)上不含"是指明示的成分的含量 為0. 1%以下（優(yōu)選為0.05%以下）的情況，例如，"實(shí)質(zhì)上不含Li成分"是指Li成分的含 量為0.1%以下（優(yōu)選為0.05%以下）的情況。"密度"可以通過公知的阿基米德法測定。 "應(yīng)變點(diǎn)"是指基于ASTM C336的方法測定的值。
[0019] 第三，本發(fā)明的玻璃的特征在于，實(shí)質(zhì)上不含Li成分、Na成分，密度為2. 43? 2. 52g/cm3,熱膨脹系數(shù)為30?40 X KT 7/°C，楊氏模量為75GPa以上，應(yīng)變點(diǎn)為680°C以上 且小于740°C，105_°dPa · s下的溫度為1250°C以下，102 5dPa · s下的溫度為1650°C以下，液 相粘度（液相線粘度）為105_°dPa *s以上。在此，"熱膨脹系數(shù)"是指在30?380°C的溫度 范圍內(nèi)測定的平均熱膨脹系數(shù)，可以利用例如膨脹計(jì)測定。"楊氏模量"是指通過基于JIS R1602的動(dòng)態(tài)彈性率測定法（共振法）測定的值。"10 5_°dPa*s下的溫度"可以利用例如鉑 球提拉法測定。" 102 5dPa· s下的溫度"可以利用例如可以利用鉑球提拉法測定。"液相粘 度"是指液相溫度（液相線溫度）下的玻璃的粘度，可以利用例如鉑球提拉法測定。"液相 溫度"是指將通過標(biāo)準(zhǔn)篩30目（500 μπι)而殘留于50目（300 μπι)的玻璃粉末放入鉑舟中， 在溫度梯度爐中保持24小時(shí)后取出鉑舟，在玻璃中確認(rèn)到失透（結(jié)晶異物）的溫度。
[0020] 第四，本發(fā)明的玻璃優(yōu)選作為玻璃組成，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si0259?67%、 Al20317 ?22%、B2034 ?7%、Mg0 0 ?4%、CaO 3 ?12%、Sr0 0 ?5%、Ba0 0· 1 ?5%、 ZnO 0 ?5%、Zr020 ?5%、Ti020 ?5%、P2050 ?5%、以及 SnO2O ?5%，實(shí)質(zhì)上不含 Li 成 分、Na成分。
[0021] 第五，本發(fā)明的玻璃優(yōu)選作為玻璃組成，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si0260?65%、 Al20317 ?20%、B2034 ?7%、Mg0 0 ?3%、Ca0 4 ?10%、Sr0 0 ?5%、Ba0 0· 1 ?5%、 ZnO O ?l%、Zr020 ?l%、Ti020 ?1%、P2050 ?3%、以及 SnO2O. Ol ?1%，實(shí)質(zhì)上不含 Li 成分、Na成分。
[0022] 第六，本發(fā)明的玻璃基板的特征在于，具備上述任一種玻璃。
[0023] 第七，本發(fā)明的玻璃基板優(yōu)選用于OLED顯示器。
[0024] 第八，本發(fā)明的玻璃基板優(yōu)選用于液晶顯示器。
[0025] 第九，本發(fā)明的玻璃基板優(yōu)選用于氧化物TFT驅(qū)動(dòng)的顯示器。
【附圖說明】
[0026] 圖Ia是表不為了算出本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃基板的熱收縮值而對(duì)該玻璃基板標(biāo) 記了記號(hào)的狀態(tài)的主視圖。
[0027] 圖Ib是表示將所述標(biāo)記了記號(hào)的玻璃基板分割成兩片玻璃板片的狀態(tài)的主視 圖。
[0028] 圖Ic是表不對(duì)所述兩片玻璃板片分別標(biāo)記的記號(hào)的偏移量的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 按照上述那樣規(guī)定各成分的含量的理由在以下進(jìn)行說明。需要說明的是，在各成 分的說明中，下述的％表示是指質(zhì)量％。
[0030] 若SiO2的含量過少，則耐藥性、特別是耐酸性降低，并且應(yīng)變點(diǎn)降低，另外難以實(shí) 現(xiàn)低密度化。另一方面，若SiO 2的含量過多，則高溫粘度變高，熔融性容易降低，并且容易 產(chǎn)生方石英的失透，玻璃中容易產(chǎn)生失透異物的缺陷。SiO 2的優(yōu)選上限含量為70%、68%、 66 %、65 %或64%，優(yōu)選下限含量為58 %、59 %、60 %或61 %。最優(yōu)選的含有范圍為61? 64%〇
[0031] 若Al2O3的含量過少，則應(yīng)變點(diǎn)降低，熱收縮值變大，并且楊氏模量降低，玻璃基板 變得容易撓曲。另一方面，若Al 2O3的含量過多，則耐BHF (緩沖的氫氟酸）性降低，在玻璃表 面容易產(chǎn)生白濁，并且耐破裂抵抗性變得容易降低。此外在玻璃中容易產(chǎn)生莫來石或鈣長 石的失透。Al 2O3的優(yōu)選上限含量為25 %、23 %、22 %、21 %或20 %，優(yōu)選下限含量為17 %、 17. 5%或18%。最優(yōu)選的含有范圍為18?20%。
[0032] B2O3作為熔劑發(fā)揮作用，是降低粘性改善熔融性的成分。B 203的含量優(yōu)選為3? 8%、3?7%或4?7%。若B2O 3的含量過少，則不能夠作為熔劑充分地發(fā)揮作用，耐BHF 性、耐破裂性變得容易降低。另外液相溫度變得容易上升。另一方面，若B2O3的含量過多， 則應(yīng)變點(diǎn)、耐熱性、耐酸性容易降低。特別是若B 2O3的含量為7%以上，則該傾向變得顯著。 另外，若B2O3的含量過多，則楊氏模量降低，玻璃基板的撓曲量容易變大。
[0033] 若考慮應(yīng)變點(diǎn)和熔融性的平衡，則質(zhì)量比A1203/B 203優(yōu)選為1?5、1. 5?4. 5、2? 4 或 2. 5 ?3. 5〇
[0034] MgO在不降低應(yīng)變點(diǎn)的情況下降低高溫粘性，是改善熔融性的成分。另外，MgO在 R0中最具有降低密度的效果，但若過剩地導(dǎo)入，則液相溫度變得容易上升。此外，MgO是容 易與BHF或氫氟酸反應(yīng)而形成生成物的成分。該反應(yīng)生成物固著于玻璃基板表面