WO2008028599A1 - Aluminoborosilicate glass for use as substrate glass - Google Patents

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WO2008028599A1
WO2008028599A1 PCT/EP2007/007620 EP2007007620W WO2008028599A1 WO 2008028599 A1 WO2008028599 A1 WO 2008028599A1 EP 2007007620 W EP2007007620 W EP 2007007620W WO 2008028599 A1 WO2008028599 A1 WO 2008028599A1
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Joerg Fechner
Peter Brix
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Schott Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium

Definitions

  • the invention relates to an aluminoborosilicate glass which has optimized properties for use as a substrate glass.
  • LCD displays have become increasingly popular in recent years.
  • Active Matrix Thin Film Transistor (LCD) TFT (LCD) displays are thin, low in power, and are therefore used in a variety of applications, such as notebooks, flat panel displays, digital cameras, and more.
  • the display substrate generally consists of a glass plate. On such substrates high demands are made.
  • the glasses should have high transparency over a wide spectral range (VIS, UV) and a low density to save weight.
  • VIS, UV spectral range
  • the use as a carrier material for integrated semiconductor circuits, for example in TFT displays moreover requires the thermal adaptation to the thin-film material silicon. If crystalline silicon layers are produced largely by high-temperature treatments above 700 ° C. or by direct deposition via CVD processes, a substrate with a low coefficient of thermal expansion of as low as 4 ⁇ 10 6 / K is required.
  • Manufacturing tolerances should preferably be below 1000 ppm, preferably ⁇ 100 ppm.
  • Suitable glasses should be industrially produced in sufficient quality (no bubbles, knots, inclusions). In the production of thin ( ⁇ 1 mm) streak-free substrates of low surface waviness via drawing processes, a high devitrification stability of the glasses is required. In order to counteract the substrate's "compaction" during manufacture, particularly in the case of TFT displays, which is detrimental to the semiconductor microstructure, the glass also requires a suitable temperature-dependent viscosity characteristic, i. in terms of thermal process and dimensional stability, it should have a not too high viscosity in the melting and processing and yet a sufficiently high transformation temperature.
  • a substrate glass for LCDs known from US Pat. No. 6,992,030 B2 has a composition (in mol% based on oxide) with 70-80% SiO 2 , 3-9% Al 2 O 3 , 8-18% B 2 O 3 , 3 - 10% CaO, 0 - 4% RO, 0 - 0.2% SnO, 0-1% XO, where RO is all MgO, SrO and ZnO and where XO is TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 and La 2 O 3 in total.
  • the disclosed embodiments correspond to a content of SiO 2 between 66.68 and 73.97 wt .-%, a content of B 2 O 3 from 8.61 to 17.37 wt .-%, a content of Al 2 O 3 of From 7.31 to 13.57% by weight, of a content of CaO between 1.63 and 7.02% by weight, a content of MgO between 0 and 1.26% by weight, a content of SrO between 0 and 4.75 wt%, a content of ZnO between 0 and 2.52 wt%.
  • the thermal expansion coefficient CTE in the range of 20 to 300 0 C between 2.44 and 3.18 -IOr 6 IK.
  • aluminoborosilicate glasses having a similar composition for other applications are also known, such as a transition glass marketed by the Applicant under the designation 8228 and having the composition of 83.2 wt.% SiO 2 , 12.5 wt.% B 2 O 3 , 4.12 wt.% Al 2 O 3 and 0.12 wt.% Sb 2 O 3 .
  • Such transition glasses are used exclusively to connect glass components with highly divergent coefficients of expansion.
  • An essential feature of this is the thermal expansion coefficient CTE, which is between 20 and 300 0 C at 1.3-1Or 6 IK.
  • the invention is based on the object to provide an improved substrate glass, which has particularly advantageous properties for use as a substrate glass.
  • This object is achieved according to the invention by an aluminoborosilicate glass which is used as a substrate glass and has the following composition (in% by weight based on oxide):
  • common oxides eg SnO 2 , As 2 O 3 , Sb 2 O 3 ), whose residues can be found partially in the glass.
  • the freedom from accidental contamination by alkali is here preferably understood to mean that an alkali content caused by accidental impurities is at most 1000 ppm, preferably ⁇ 100 ppm.
  • the chemical resistance of the glasses according to the invention measured as mass loss per unit area when etching with buffered hydrofluoric acid solution (BHF method), is preferably less than 0.3 or less than 0.1 mg / cm 2 .
  • the glasses used according to the invention have a transformation temperature T 8 in the range of about 700 ° C. or below.
  • the thermal expansion coefficient CTE20-300 achievable according to the invention is particularly low and is ⁇ 4-10 6 / K, preferably ⁇ 2.5-10 6 / K, particularly preferably between 1 and 2.2-10 6 / K.
  • Such a low thermal expansion is particularly advantageous since the stresses caused by temperature differences are very low.
  • the transformation temperature is at least 600 ° C, preferably at least 630 0 C, but at most about 700 0 C, preferably at most 690 0 C.
  • the substrate glass has sufficient resistance to crystallization, while at the same time, the processing at high temperature is not adversely affected.
  • the modulus of elasticity is relatively low. However, this is considered advantageous for better polishability in the production by casting and subsequent sawing and polishing.
  • the glass used in the invention may be melted in crucibles (preferably iridium) and then cast into blocks. After cooling, cutting into plates and finally polishing takes place. It is expected that such a glass can also be processed in the float process if, instead of a tin bath, a metal bath of a material which melts at a higher temperature, preferably a gold bath or optionally a silver bath, is used.
  • the glass from the melting tank is first fed to a stirring crucible, in which the glass is mechanically homogenized. Via a feed tube, the molten glass is then fed to a drawing tank to which a die is attached with a slot through which a glass ribbon is pulled down.
  • the drawing die is the shaping component.
  • the die preferably does not consist of platinum as usual, but of iridium.
  • a substrate glass with the following composition is used:
  • a substrate glass with the following composition is used:
  • the Strain Point (lower cooling point) is> 600 0 C, the thermal expansion coefficient is between 1 and 2.2-10 ' 6 / K. The density is between 1 and 2.2 g / cm 3 .
  • the sum amount of MgO + CaO + SrO + BaO is at least 1% by weight, preferably at least 2% by weight, more preferably at least 2.5% by weight.
  • the sum amount of CaO + BaO at least 2 wt .-%, preferably at least 2.5 wt .-% amount.
  • the substrate glass according to the invention can furthermore advantageously be used as substrate glass for filters, OLED, AMOLED (Active Matrix OLED), FED (Field Emission Display), SED (Surface Emission Display).
  • a further advantageous application consists of substrate glass in LCD TFT displays, in displays with backlighting of flat screens in non-self-emitter systems, in particular as flat glass in coating systems for FFL (Fiat Flourescent Lamp), in particular for systems with external electrodes EEFL (External Electrode Flourescent Lamp). Examples
  • Table 1 lists three examples I 1 2, 3 with their glass composition and with the most important properties.
  • These glasses can be conventionally melted in melting tanks (preferably in iridium crucibles), then poured into a mold and, after cooling, sawn, cut and polished.
  • the usual refining agents such as AS2O3, Sb 2 Os, SnO 2 , may be added in conventional amounts.
  • a gold bath or a silver bath is used for this purpose.
  • a drawing die made of iridium is preferably used.
  • the glasses listed in Table 1 are largely alkali-free, i. the residual content of alkali oxides is below 100 ppm.

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Abstract

Disclosed is an aluminoborosilicate glass which can be used as substrate glass, particularly for LCD applications. Said glass has the following composition (in weight percent on an oxide basis): 75-90 SiO2, 2-7 Al2O3, 8-18 B2O3, 0-3 MgO, 0-5 CaO, 0-3 SrO, 0-5 BaO, 0-1 SnO2, 0-2 As2O3, 0-2 Sb2O3. The glass is alkali-free except for random impurities.

Description

Aluminoborosilikatglas zur Verwendung als Substratglas Aluminoborosilicate glass for use as a substrate glass
Die Erfindung betrifft ein Aluminoborosilikatglas, das optimierte Eigenschaften für eine Verwendung als Substratglas aufweist.The invention relates to an aluminoborosilicate glass which has optimized properties for use as a substrate glass.
LCD-Displays erfreuen sich in den letzten Jahren zunehmender Verbreitung. Insbesondere TFT-LCD-Displays (Active Matrix Thin Film Transistor LCD) weisen eine geringe Dicke auf, eine niedrige Leistungsaufnahme, und werden deshalb in zahlreichen Anwendungen verwendet, wie z.B. in Notebooks, in Flachbildschirmen, in Digitalkameras und dgl. mehr. Dabei besteht das Display-Substrat im Allgemeinen aus einer Glasplatte. An derartige Substrate werden hohe Anforderungen gestellt. Neben einer hohen Temperaturwechselbeständigkeit sowie einer guten Resistenz bezüglich der im Herstellungsverfahren der Flachbildschirme eingesetzten aggressiven Chemikalien sollten die Gläser über einen weiten Spektralbereich (VIS, UV) hohe Transparenz sowie zur Gewichtseinsparung eine geringe Dichte aufweisen. Der Einsatz als Trägermaterial für integrierte Halbleiterschaltkreise z.B. in TFT-Displays erfordert darüber hinaus die thermische Anpassung an das Dünnfilmmaterial Silizium. Werden durch Hochtemperaturbehandlungen oberhalb von 700 0C bzw. durch direkte Abscheidung über CVD-Prozesse weitgehend kristalline Siliziumschichten erzeugt, so ist ein Substrat mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von möglichst weniger als 4 • 106/K erforderlich.LCD displays have become increasingly popular in recent years. In particular, Active Matrix Thin Film Transistor (LCD) TFT (LCD) displays are thin, low in power, and are therefore used in a variety of applications, such as notebooks, flat panel displays, digital cameras, and more. The display substrate generally consists of a glass plate. On such substrates high demands are made. In addition to a high thermal shock resistance and a good resistance to the aggressive chemicals used in the production process of flat screens, the glasses should have high transparency over a wide spectral range (VIS, UV) and a low density to save weight. The use as a carrier material for integrated semiconductor circuits, for example in TFT displays, moreover requires the thermal adaptation to the thin-film material silicon. If crystalline silicon layers are produced largely by high-temperature treatments above 700 ° C. or by direct deposition via CVD processes, a substrate with a low coefficient of thermal expansion of as low as 4 × 10 6 / K is required.
Für Anwendungen in der Display- und Photovoltaiktechnologie ist ferner die Abwesenheit von Alkaliionen Bedingung. Herstellungsbedingte Toleranzen sollten vorzugsweise unterhalb von 1000 ppm, bevorzugt <100 ppm liegen.For applications in display and photovoltaic technology, the absence of alkali ions is also a condition. Manufacturing tolerances should preferably be below 1000 ppm, preferably <100 ppm.
Geeignete Gläser sollten großtechnisch in ausreichender Qualität (keine Blasen, Knoten, Einschlüsse) produzierbar sein. Bei der Herstellung dünner (< 1 mm) streifenfreier Substrate von geringer Oberflächenwelligkeit über Ziehverfahren ist eine hohe Entglasungsstabilität der Gläser gefordert. Um einem auf die Halbleiter-Mikrostruktur nachteilig wirkenden Schrumpf ("compaction") des Substrates während der Herstellung, insbesondere im Falle von TFT-Displays, entgegenzuwirken, benötigt das Glas ferner eine geeignete temperaturabhängige Viskositätskennlinie, d.h. hinsichtlich der thermischen Prozess- und Formstabilität sollte es eine nicht zu hohe Viskosität im Schmelz- und Verarbeitungsbereich aufweisen und dennoch eine ausreichend hohe Transformationstemperatur.Suitable glasses should be industrially produced in sufficient quality (no bubbles, knots, inclusions). In the production of thin (<1 mm) streak-free substrates of low surface waviness via drawing processes, a high devitrification stability of the glasses is required. In order to counteract the substrate's "compaction" during manufacture, particularly in the case of TFT displays, which is detrimental to the semiconductor microstructure, the glass also requires a suitable temperature-dependent viscosity characteristic, i. in terms of thermal process and dimensional stability, it should have a not too high viscosity in the melting and processing and yet a sufficiently high transformation temperature.
Substratgläser, die zur Verwendung in LCDs und TFT-LCDs geeignet sind, sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Ein aus der US 6 992 030 B2 bekanntes Substratglas für LCDs weist eine Zusammmensetzung (in Mol-% auf Oxidbasis) mit 70 - 80 % SiO2, 3 - 9 % Al2O3, 8 - 18 % B2O3, 3 - 10 % CaO, 0 - 4 % RO, 0 - 0,2 % SnO, 0 - 1 % XO auf, wobei RO insgesamt für MgO, SrO und ZnO steht und wobei XO insgesamt für TiO2, ZrO2, Y2O3 und La2O3 steht.Substrate glasses suitable for use in LCDs and TFT-LCDs are well known in the art. A substrate glass for LCDs known from US Pat. No. 6,992,030 B2 has a composition (in mol% based on oxide) with 70-80% SiO 2 , 3-9% Al 2 O 3 , 8-18% B 2 O 3 , 3 - 10% CaO, 0 - 4% RO, 0 - 0.2% SnO, 0-1% XO, where RO is all MgO, SrO and ZnO and where XO is TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 and La 2 O 3 in total.
Die offenbarten Ausführungsbeispiele entsprechen einem Gehalt an SiO2 zwischen 66,68 und 73,97 Gew.-%, einem Gehalt an B2O3 von 8,61 bis 17,37 Gew.-%, einem Gehalt an AI2O3 von 7,31 bis 13,57 Gew.-%, einem Gehalt an CaO zwischen 1,63 und 7,02 Gew.-%, einem Gehalt an MgO zwischen O und 1,26 Gew.-%, einem Gehalt an SrO zwischen O und 4,75 Gew.-%, einem Gehalt an ZnO zwischen O und 2,52 Gew.- %. Dabei liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient CTE im Bereich von 20 bis 300 0C zwischen 2,44 und 3,18 -IOr6IK.The disclosed embodiments correspond to a content of SiO 2 between 66.68 and 73.97 wt .-%, a content of B 2 O 3 from 8.61 to 17.37 wt .-%, a content of Al 2 O 3 of From 7.31 to 13.57% by weight, of a content of CaO between 1.63 and 7.02% by weight, a content of MgO between 0 and 1.26% by weight, a content of SrO between 0 and 4.75 wt%, a content of ZnO between 0 and 2.52 wt%. The thermal expansion coefficient CTE in the range of 20 to 300 0 C between 2.44 and 3.18 -IOr 6 IK.
Ferner sind andere Aluminoborosilikatgläser mit einer ähnlichen Zusammensetzung für andere Einsatzbereiche bekannt, wie etwa ein von der Anmelderin unter der Bezeichnung 8228 vermarktetes Übergangsglas mit der Zusammensetzung von 83,2 Gew.-% SiO2, 12,5 Gew.-% B2O3, 4,12 Gew.-% Al2O3 und 0,12 Gew.-% Sb2O3. Solche Übergangsgläser werden ausschließlich dazu verwendet, Glasbauteile mit stark voneinander abweichenden Ausdehnungskoeffizienten miteinander zu verbinden. Wesentliche Eigenschaft hierzu ist der thermische Ausdehnungskoeffizient CTE, der zwischen 20 und 300 0C bei 1,3-1Or6IK liegt.Other aluminoborosilicate glasses having a similar composition for other applications are also known, such as a transition glass marketed by the Applicant under the designation 8228 and having the composition of 83.2 wt.% SiO 2 , 12.5 wt.% B 2 O 3 , 4.12 wt.% Al 2 O 3 and 0.12 wt.% Sb 2 O 3 . Such transition glasses are used exclusively to connect glass components with highly divergent coefficients of expansion. An essential feature of this is the thermal expansion coefficient CTE, which is between 20 and 300 0 C at 1.3-1Or 6 IK.
Solche Gläser sind jedoch ziemlich hochschmelzend und werden als nicht geeignet angesehen, um Substratgläser herzustellen.However, such glasses are quite high melting and are not considered to be suitable for making substrate glasses.
Ein weiteres sehr hochschmelzendes Glas mit den Komponenten SiO2, B2O3 und Al2O3 mit einem ähnlichen Zusammensetzungsbereich ist aus der US 3 853 384 bekannt. Dieses Glas wird als Faserglas für den Faserkern oder den Fasermantel in Lichtleitern verwendet und durch ein Faserziehverfahren verarbeitet.Another very high melting glass with the components SiO 2 , B 2 O 3 and Al 2 O 3 with a similar composition range is known from US 3,853,384. This glass is used as fiberglass for the fiber core or cladding in optical fibers and processed by a fiber drawing process.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Substratglas anzugeben, das besonders vorteilhafte Eigenschaften für die Verwendung als Substratglas aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Aluminoborosilikatglas gelöst, das als Substratglas verwendet wird und das folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) aufweist:Against this background, the invention is based on the object to provide an improved substrate glass, which has particularly advantageous properties for use as a substrate glass. This object is achieved according to the invention by an aluminoborosilicate glass which is used as a substrate glass and has the following composition (in% by weight based on oxide):
SiO2 75 - 90SiO 2 75-90
Al2O3 2 - 7Al 2 O 3 2 - 7
B2O3 8 - 18B 2 O 3 8 - 18
MgO 0 - 3MgO 0-3
CaO 0 - 5CaO 0 - 5
SrO 0 - 3SrO 0-3
BaO 0 - 5BaO 0 - 5
Läutermittelrückstände 0 - 5, wobei das Glas abgesehen von zufälligen Verunreinigungen alkalifrei ist. Zur Läuterung werden gängige Oxide verwendet (z.B. SnO2, As2O3, Sb2O3), deren Rückstände sich teilweise im Glas finden können.Refining residues 0-5, the glass being alkali-free except for incidental impurities. For refining common oxides are used (eg SnO 2 , As 2 O 3 , Sb 2 O 3 ), whose residues can be found partially in the glass.
Unter der Freiheit von zufälligen Verunreinigung durch Alkali wird hierbei vorzugsweise verstanden, dass ein durch zufällige Verunreinigungen bedingter Alkaligehalt höchstens 1000 ppm, bevorzugt <100 ppm beträgt.The freedom from accidental contamination by alkali is here preferably understood to mean that an alkali content caused by accidental impurities is at most 1000 ppm, preferably <100 ppm.
Die chemische Beständigkeit der erfindungsgemäßen Gläser gemessen als Massenverlust pro Flächeneinheit bei Ätzen mit gepuffferter Flusssäurelösung (BHF- Verfahren) ist vorzugsweise kleiner 0,3 bzw. kleiner 0,1 mg/cm2.The chemical resistance of the glasses according to the invention, measured as mass loss per unit area when etching with buffered hydrofluoric acid solution (BHF method), is preferably less than 0.3 or less than 0.1 mg / cm 2 .
Dies ist vorteilhaft bei der Herstellung, da die Ätzlösung lange benutzt werden kann (geringere Kontamination mit aufgelösten Glasbestandteilen).This is advantageous in the production because the etching solution can be used for a long time (less contamination with dissolved glass components).
Die erfindungsgemäß verwendeten Gläser weisen eine Transformationstemperatur T8 im Bereich von etwa 700 0C oder darunter auf. Auch ist der erfindungsgemäß erzielbare thermische Ausdehnungskoeffizient CTE20-300 besonders gering und ist < 4-106/K, vorzugsweise < 2,5-106/K, besonders bevorzugt zwischen 1 und 2,2-106/K.The glasses used according to the invention have a transformation temperature T 8 in the range of about 700 ° C. or below. Also, the thermal expansion coefficient CTE20-300 achievable according to the invention is particularly low and is <4-10 6 / K, preferably <2.5-10 6 / K, particularly preferably between 1 and 2.2-10 6 / K.
Eine derartig geringe thermische Ausdehnung ist besonders vorteilhaft, da die durch Temperaturdifferenzen bedingten Spannungen sehr gering sind.Such a low thermal expansion is particularly advantageous since the stresses caused by temperature differences are very low.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Transformationstemperatur mindestens 600°C, vorzugsweise mindestens 6300C, höchstens jedoch etwa 7000C, vorzugsweise höchstens 6900C.According to a further embodiment of the invention, the transformation temperature is at least 600 ° C, preferably at least 630 0 C, but at most about 700 0 C, preferably at most 690 0 C.
Auf diese Weise weist das Substratglas eine ausreichende Beständigkeit gegen Kristallisation auf, während gleichzeitig die Verarbeitung bei hoher Temperatur nicht negativ beeinträchtigt wird.In this way, the substrate glass has sufficient resistance to crystallization, while at the same time, the processing at high temperature is not adversely affected.
Mit den erfindungsgemäßen Gläsern lassen sich ferner besonders geringe Dichten erzielen, was vorteilhaft wegen Gewichtseinsparungen insbesondere bei tragbaren Geräten, wie etwa Notebooks, ist.Furthermore, particularly low densities can be achieved with the glasses according to the invention, which is advantageous because of weight savings, in particular in the case of portable devices such as notebooks.
Der Elastizitätsmodul ist verhältnismäßig gering. Jedoch wird dies als vorteilhaft für eine bessere Polierbarkeit bei der Herstellung durch Gießen und anschließendes Sägen und Polieren angesehen.The modulus of elasticity is relatively low. However, this is considered advantageous for better polishability in the production by casting and subsequent sawing and polishing.
Der Strainpoint (unterer Kühlpunkt), d.h. die Temperatur, bei der die Viskosität η = 1Q14.5 pas ^ |St bej (Jgn erfindungsgemäß verwendeten Gläsern mit mehr als 600 0C recht hoch, was zu einer geringen "Compaction" (Schrumpfung nach Temperaturbehandlung) führt.The strain point (lower cooling point), ie the temperature at which the viscosity η = 1Q 14 . 5 p as ^ | St b e j (Jg n glasses used in the invention with more than 600 0 C quite high, resulting in a low "Compaction" (shrinkage after temperature treatment).
Das erfindungsgemäß verwendete Glas kann in Schmelztiegeln (vorzugsweise aus Iridium) erschmolzen und dann zu Blöcken zu gegossen werden. Nach Abkühlung erfolgt ein Zerschneiden zu Platten und schließlich ein Polieren. Es wird erwartet, dass sich ein solches Glas auch im Floatverfahren verarbeiten lässt, wenn an Stelle eines Zinnbades ein Metallbad aus einem höher schmelzendem Material, bevorzugt ein Goldbad oder gegebenenfalls ein Silberbad, verwendet wird.The glass used in the invention may be melted in crucibles (preferably iridium) and then cast into blocks. After cooling, cutting into plates and finally polishing takes place. It is expected that such a glass can also be processed in the float process if, instead of a tin bath, a metal bath of a material which melts at a higher temperature, preferably a gold bath or optionally a silver bath, is used.
Auch eine Verarbeitung im Down-Draw-Verfahren (Ausziehen nach unten) wird als möglich angesehen. Hierbei wird das Glas aus der Schmelzwanne zunächst einem Rührtiegel zugeführt, in dem das Glas mechanisch homogenisiert wird. Über ein Zuführrohr wird die Glasschmelze dann einem Ziehtank zugeführt, an dem eine Ziehdüse mit einem Schlitz befestigt ist, durch den ein Glasband nach unten ausgezogen wird. Dabei ist die Ziehdüse das formgebende Bauteil. Hierbei besteht die Ziehdüse vorzugsweise nicht wie üblich aus Platin, sondern aus Iridium.Down-draw processing is also considered possible. Here, the glass from the melting tank is first fed to a stirring crucible, in which the glass is mechanically homogenized. Via a feed tube, the molten glass is then fed to a drawing tank to which a die is attached with a slot through which a glass ribbon is pulled down. The drawing die is the shaping component. In this case, the die preferably does not consist of platinum as usual, but of iridium.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Substratglas mit folgende Zusammensetzung verwendet:According to a further embodiment of the invention, a substrate glass with the following composition is used:
SiO2 80 - 85SiO 2 80-85
Al2O3 3,5 - 5Al 2 O 3 3,5-5
B2O3 10 - 15B 2 O 3 10 - 15
MgO 0 - 3MgO 0-3
CaO 0 - 2CaO 0-2
SrO 0 - 3SrO 0-3
BaO 0 - 3BaO 0 - 3
SnO2 0 - 1SnO 2 0 - 1
As2O3 0 - 2As 2 O 3 0 - 2
Sb2O3 0 - 2.Sb 2 O 3 0-2.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Substratglas mit folgende Zusammensetzung verwendet:According to a further embodiment of the invention, a substrate glass with the following composition is used:
SiO2 81 - 85SiO 2 81-85
Al2O3 3,5 - 5 B2O3 10 - 15Al 2 O 3 3,5-5 B 2 O 3 10 - 15
MgO 0 - 3MgO 0-3
CaO 0 - 2CaO 0-2
SrO 0 - 3SrO 0-3
BaO 0 - 3BaO 0 - 3
SnO2 0 - 1SnO 2 0 - 1
As2O3 0 - 2As 2 O 3 0 - 2
Sb2O3 0 - 2.Sb 2 O 3 0-2.
Der Strain Point (unterer Kühlpunkt) ist hierbei >600 0C, der thermische Ausdehnungskoeffizient liegt zwischen 1 und 2,2-10'6/K. Die Dichte liegt zwischen 1 und 2,2 g/cm 3.The Strain Point (lower cooling point) is> 600 0 C, the thermal expansion coefficient is between 1 and 2.2-10 ' 6 / K. The density is between 1 and 2.2 g / cm 3 .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Summengehalt an MgO + CaO + SrO + BaO mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 2,5 Gew.-%.According to a further embodiment of the invention, the sum amount of MgO + CaO + SrO + BaO is at least 1% by weight, preferably at least 2% by weight, more preferably at least 2.5% by weight.
Hierbei kann insbesondere der Summengehalt von CaO + BaO mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2,5 Gew.-% betragen.In this case, in particular, the sum amount of CaO + BaO at least 2 wt .-%, preferably at least 2.5 wt .-% amount.
Die Zugabe der genannten Bestandteile wirkt sich vorteilhaft auf die chemische Beständigkeit des Glases aus.The addition of the constituents mentioned has an advantageous effect on the chemical resistance of the glass.
Das erfindungsgemäße Substratglas kann ferner vorteilhaft als Substratglas für Filter, OLED, AMOLED (Active Matrix OLED), FED (Field Emission Display), SED (Surface Emission Display) verwendet werden. Eine weiter vorteilhafte Anwendung besteht als Substratglas in LCD-TFT-Displays, in Displays mit Hintergrundbeleuchtung von Flachbildschirmen in Non-Self-Emitter-Systemen, insbesondere als Flachglas in Beschichtungssystemen für FFL (Fiat Flourescent Lamp), insbesondere für Systeme mit außen liegenden Elektroden EEFL (External Electrode Flourescent Lamp). BeispieleThe substrate glass according to the invention can furthermore advantageously be used as substrate glass for filters, OLED, AMOLED (Active Matrix OLED), FED (Field Emission Display), SED (Surface Emission Display). A further advantageous application consists of substrate glass in LCD TFT displays, in displays with backlighting of flat screens in non-self-emitter systems, in particular as flat glass in coating systems for FFL (Fiat Flourescent Lamp), in particular for systems with external electrodes EEFL (External Electrode Flourescent Lamp). Examples
In Tabelle 1 sind drei Beispiele I1 2, 3 mit ihrer Glaszusammensetzung und mit den wichtigsten Eigenschaften aufgeführt.Table 1 lists three examples I 1 2, 3 with their glass composition and with the most important properties.
Diese Gläser können auf herkömmliche Weise in Schmelzwannen (vorzugsweise in Iridium-Tiegeln) erschmolzen werden, dann in eine Form gegossen werden und nach der Abkühlung gesägt, geschnitten und poliert werden. Es können die üblichen Läutermittel, wie etwa AS2O3, Sb2Os, SnO2, in üblichen Mengen zugesetzt sein.These glasses can be conventionally melted in melting tanks (preferably in iridium crucibles), then poured into a mold and, after cooling, sawn, cut and polished. The usual refining agents, such as AS2O3, Sb 2 Os, SnO 2 , may be added in conventional amounts.
Es wird erwartet, dass auch eine Herstellung im Floatglasverfahren oder im Down- Draw- Verfahren möglich ist.It is expected that a production in the float glass process or in the down-draw process is possible.
Beim Floatglasverfahren wird hierzu anstelle des üblichen Zinnbades ein Goldbad oder ein Silberbad verwendet. Dagegen wird im Down-Draw- Verfahren vorzugsweise eine Ziehdüse verwendet, die aus Iridium besteht.In the float glass process, instead of the usual tin bath, a gold bath or a silver bath is used for this purpose. On the other hand, in the down-draw method, a drawing die made of iridium is preferably used.
Die in Tabelle 1 aufgeführten Gläser sind weitgehend alkalifrei, d.h. der Restgehalt an Alkalioxiden liegt unterhalb von 100 ppm.The glasses listed in Table 1 are largely alkali-free, i. the residual content of alkali oxides is below 100 ppm.
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Tab. 1 Tab. 1

Claims

Patentansprüche claims
1. Verwendung eines Aluminoborosilikatglases als Substratglas, insbesondere für LCD-Anwendungen, wobei das Glas folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) aufweist:1. Use of an aluminoborosilicate glass as a substrate glass, in particular for LCD applications, wherein the glass has the following composition (in% by weight based on oxide):
SiO2 75 - 90SiO 2 75-90
Al2O3 2-7Al 2 O 3 2-7
B2O3 8-18B 2 O 3 8-18
MgO 0-3MgO 0-3
CaO 0-5CaO 0-5
SrO 0-3SrO 0-3
BaO 0-5BaO 0-5
Läutermittelrückstände 0-5, wobei das Glas abgesehen von zufälligen Verunreinigungen alkalifrei ist.Refining residues 0-5, the glass being alkali-free except for incidental impurities.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Glas folgende Zusammensetzung aufweist:2. Use according to claim 1, wherein the glass has the following composition:
SiO2 80-85SiO 2 80-85
Al2O3 3,5-5Al 2 O 3 3,5-5
B2O3 10-15B 2 O 3 10-15
MgO 0-3MgO 0-3
CaO 0-2CaO 0-2
SrO 0-3SrO 0-3
BaO 0-3BaO 0-3
SnO2 0-1SnO 2 0-1
As2O3 0-2As 2 O 3 0-2
Sb2O3 0-2. Sb 2 O 3 0-2.
3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Glas folgende Zusammensetzung aufweist:3. Use according to claim 1, wherein the glass has the following composition:
SiO2 81-85SiO 2 81-85
Al2O3 3,5-5Al 2 O 3 3,5-5
B2O3 10-15B 2 O 3 10-15
MgO 0-3MgO 0-3
CaO 0-2CaO 0-2
SrO 0-3SrO 0-3
BaO 0-5BaO 0-5
SnO2 0-1SnO 2 0-1
As2O3 0-2As 2 O 3 0-2
Sb2O3 0-2.Sb 2 O 3 0-2.
4. Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Summengehalt an MgO+CaO+SrO+BaO mindestens 1 Gew.-% beträgt.4. Use according to claim 1, 2 or 3, wherein the sum amount of MgO + CaO + SrO + BaO is at least 1 wt .-%.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient CTE im Bereich zwischen 200C und 3000C ≤ 4-106/K, vorzugsweise ≤ 2,5-106/K, besonders bevorzugt ≤ 2,2-106/K ist.5. Use according to one of the preceding claims, wherein the thermal expansion coefficient CTE in the range between 20 0 C and 300 0 C ≤ 4-10 6 / K, preferably ≤ 2.5-10 6 / K, particularly preferably ≤ 2.2 10 6 / K is.
6. Verwendung nach Anspruch 5, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient CTE im Bereich zwischen 200C und 3000C l-106/Kbis 2,2- 106/K beträgt.6. Use according to claim 5, wherein the coefficient of thermal expansion CTE in the range between 20 0 C and 300 0 C l-10 6 / Kbis 2,2-10 6 / K.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abtrag nach BHF-Ätzung kleiner als 0,3 mg/cm2 ist.7. Use according to one of the preceding claims, wherein the removal after BHF etching is less than 0.3 mg / cm 2 .
8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transformationstemperatur Tg mindestens 6000C, vorzugsweise mindestens 6300C beträgt. 8. Use according to one of the preceding claims, wherein the transformation temperature Tg is at least 600 0 C, preferably at least 630 0 C.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transformationstemperatur Tg höchstens 700 0C, vorzugsweise höchstens 690 0C beträgt.9. Use according to one of the preceding claims, wherein the transformation temperature Tg is at most 700 0 C, preferably at most 690 0 C.
10. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Summengehalt MgO+CaO+SrO+BaO mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2,5 Gew.-% beträgt.10. Use according to one of the preceding claims, wherein the sum amount MgO + CaO + SrO + BaO at least 2 wt .-%, preferably at least 2.5 wt .-% is.
11. Verwendung nach Anspruch 10, wobei der Summengehalt CaO+BaO mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2,5 Gew.-% beträgt.11. Use according to claim 10, wherein the Summengehalt CaO + BaO at least 2 wt .-%, preferably at least 2.5 wt .-% is.
12. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Substratglas für Filter, OLED, AMOLED (Active Matrix OLED), FED (Field Emission Display), SED (Surface Emission Display).12. Use according to one of the preceding claims as a substrate glass for filters, OLED, AMOLED (Active Matrix OLED), FED (Field Emission Display), SED (Surface Emission Display).
13. Verwendung eines Aluminoborosilikatglases nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Substratglas in LCD-TFT-Displays, in Displays mit Hintergrundbeleuchtung von Flachbildschirmen in Non-Self-Emitter-Systemen, insbesondere als Flachglas in Beschichtungssystemen für FFL (Fiat Flourescent Lamp), insbesondere für Systeme mit außen liegenden Elektroden EEFL (External Electrode Flourescent Lamp). 13. Use of an aluminoborosilicate glass according to one of claims 1 to 11 as a substrate glass in LCD TFT displays, in displays with backlighting of flat screens in non-self-emitter systems, in particular as flat glass in coating systems for FFL (Fiat Flourescent Lamp), in particular for systems with external electrodes EEFL (External Electrode Flourescent Lamp).
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