[发明专利]一种高应变点无碱铝硅酸盐玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高应变点、低膨胀系数、高弹性模量、不含碱金属氧化物，不含氧化硼的无碱铝硅酸盐玻璃，它适合于制备SOG基板玻璃；本发明涉及一种平板显示器用基板玻璃。

背景技术

液晶显示器具有驱动电压和功耗低、体积小、质量轻等优点，已经成为平板显示器的主流技术。在液晶显示技术中，低温多晶硅(LTPS，LowTemperature Poly-Silicon)是新一代薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的制造工艺，LTPS技术让移动电子设备的外形更轻薄、功能更强大、显示器更明亮、反应速度更快，但是通常的多晶硅制备工艺的制备温度会高于600℃，普通的玻璃基板在这种情况下将不能适用。液晶显示器等电子器件制造中的一些处理包括在极高温度下进行的工艺过程，例如在TFT-LCD每个像素使用薄膜晶体管之类的有源器件来获得较高的响应速度，而低温多晶硅具有很高的驱动电流和电子迁移率，因此可提高像素的响应时间；另外，可以采用低温多晶硅工艺，直接在玻璃基板上构建显示器驱动电路，即所谓的玻璃集成系统(SOG，System on Glass)，玻璃集成系统指的是将电子元件直接集成到玻璃上，而高效的多晶硅工艺至少要在800℃的温度下操作，但是其热膨胀系数与硅的热膨胀系数(38×10^-7/℃)不能匹配。对于其他电子器件，常规的处理步骤也需要能耐高温处理的玻璃基板。因此，需要具有以下特性的玻璃：

(1)具有高应变点；

(2)具有与硅相匹配的热膨胀系数；

(3)具有合适的玻璃熔制温度；

(4)所述玻璃具有良好的对可见光辐射透明，具有良好的化学稳定性。

但到目前为止，尚未有玻璃基板能够完全适用于低温多晶硅(LTPS，LowTemperature Poly-Silicon)技术，应用于玻璃集成系统(SOG，System on Glass)的基板玻璃。

本发明的主要目的是提供一种高应变点的基板玻璃，这种玻璃具有适合用来在其表面上生成多晶硅的性质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高应变点、低膨胀系数、高弹性模量、不含碱金属氧化物，不含氧化硼，玻璃熔制温度低的铝硅酸盐玻璃及其应用。

本发明以下列氧化物按质量百分比(wt.％)制备而成：SiO₂55-70、Al₂O₃15-25、CaO 2-11、SrO 1-6、ZnO 3-10、ZrO₂1-7，其中优选SiO₂+Al₂O₃为79-85，其中，优选的Al₂O₃含量为15-25，更优选的Al₂O₃含量为16-22，优选的CaO含量为4-11，优选的SrO含量为2-5，优选的ZnO含量为4-9，优选的ZrO₂含量为3-6。所述玻璃的密度小于2.75g/cm³，优选不大于2.70g/cm³；在30-380℃范围内的平均线热膨胀系数为(28-38)×10^-7/℃，优选小于38×10^-7/℃；应变点大于670℃，优选大于730℃；弹性模量大于75GPa，优选大于80GPa；在室温下用10％浓度的NH₄F-HF缓冲溶液处理20分钟，其重量损失小于1mg/cm²，该玻璃适合用于制造玻璃集成系统(SOG，System on Glass)用基板玻璃。

本发明中的玻璃组成，使用溢流下拉工艺生产，在正常情况下是不需要进行研磨处理的，但是，如果使用浮法、狭缝下拉法等生产工艺，或使用溢流下拉工艺生产平板薄玻璃时发生异常时，当玻璃表面产生划伤等情况下，为了确保玻璃质量，确保产品的良率，就需要对玻璃表面进行研磨加工处理。本发明中的玻璃组成，也可以使用浮法工艺生产。

依据平板显示器，特别是TFT-LCD显示面板对所用基板玻璃的性质要求，优选的玻璃种类是含有碱土金属氧化物的无碱铝硅酸盐玻璃，该类玻璃具有高应变点、高弹性模量、低膨胀系数的特点，并具有良好的耐热性、耐化学稳定性等。