[发明专利]低碱金属含量的硼硅酸盐玻璃

说明书

根据一个实施方式，玻璃可包含约50摩尔％至约70摩尔％的SiO₂；约12摩尔％至约35摩尔％的B₂O₃；约4摩尔％至约12摩尔％的Al₂O₃；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li₂O大于或等于约20％的碱金属氧化物；约0.3摩尔％至约0.7摩尔％的Na₂O或Li₂O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中Li₂O(摩尔％)与(Li₂O(摩尔％)+(Na₂O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。玻璃可以具有相对低的高温电阻率和相对高的低温电阻率。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年12月21日提交的系列号为62/270256的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并且通过引用的方式全文纳入本文。

背景技术

技术领域

本说明书一般地涉及硼硅酸盐玻璃，并且更具体地涉及具有较低碱金属含量的硼硅酸盐玻璃。

背景技术

玻璃基材通常用于各种电子应用，包括LED和LCD显示器中使用的基材，触摸屏应用等。用于这种应用的玻璃基材的化学强化可以通过离子交换过程来实现，在该过程中，玻璃中较小的碱金属离子被交换为放置玻璃的熔融盐浴中存在的较大的碱金属离子。要通过离子交换强化的玻璃的服从性(即，其“离子交换性”)至少部分归因于玻璃中碱金属离子的迁移率。也就是说，碱金属离子在玻璃中的迁移性越高，玻璃越容易通过离子交换来强化。

尽管玻璃中碱金属离子的迁移可以促进化学强化，但在某些应用中，高碱金属离子迁移率并不总是理想的特性。例如，一些玻璃基材可用于其中在玻璃基材的表面上沉积多个薄膜晶体管(TFT)的显示装置应用。当玻璃基材含有高度迁移性的碱金属离子时，碱金属离子可能迁移到TFT材料中并“毒化”TFT，导致它们不能工作。因此，对于一些应用，玻璃中碱金属离子的量被减少或消除。

但是，消除玻璃中的碱金属离子也具有负面影响。例如，玻璃通常通过使电流流过玻璃而熔化。当高迁移性的碱金属离子从玻璃中减少或除去时，玻璃的高温电阻率随着熔化玻璃所需的电压显著增加，这又导致含有玻璃的耐火材料更快地降解或甚至失效。

因此，需要具有相对低的高温电阻率以帮助熔融和相对高的低温电阻率以降低玻璃中碱金属离子的迁移率的替代玻璃。

发明内容

本发明的第一方面包括一种玻璃，其包含约50摩尔％至约70摩尔％的SiO₂；约12摩尔％至约35摩尔％的B₂O₃；约4摩尔％至约12摩尔％的Al₂O₃；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li₂O大于或等于约20％的碱金属氧化物；约0.3摩尔％至约0.7摩尔％的Na₂O或Li₂O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中Li₂O(摩尔％)与(Li₂O(摩尔％)+(Na₂O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。

在根据第一方面的第二方面中，其中玻璃具有大于或等于1x10⁹Ω-cm的低温电阻率。

在根据任何前述方面的第三方面中，其中玻璃具有小于或等于180Ω-cm的高温电阻率。

在根据任何前述方面的第四方面中，其中所述玻璃具有小于约40x10^-7/℃的热膨胀系数和小于约65GPa的杨氏模量。