[发明专利]一种环保型TFT-LCD基板玻璃的配方

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱土硼铝玻璃组分设计，它可广泛适用于制作液晶显示器的玻璃基板，特别是一种环保的TFT-LCD玻璃基板，适用于溢流法、熔融法或下拉法工艺的玻璃制备。

背景技术

TFT液晶显示方式，具有比旧式LCD屏快600倍的像素反应速度。先进的矽电极加入，大大加快了液晶屏幕的像素反应速度，减少画面出现的延缓现象。对玻璃基板提出了更高的技术要求，加工后的基板的几何尺寸必须不受热条件的影响，即这类玻璃基板的热膨胀系数要小，根据玻璃基板制作中的生产的应力综合考虑，最佳热膨胀系数在28×10^-7/℃左右。

    这样对玻璃基板的成份的提出了更高的要求、以保证适应现代液晶显示器的要求。玻璃基板必须具有下列的特性：含有碱金属氧化物少于l000ppm；具耐化学性；热膨胀系数须与薄膜晶体管的硅相近；提高玻璃应变点，以减少热收缩量。

    TFT-LCD用的玻璃基板根据液晶显示器的技术标准，必须具备以下的基本物理特性：

    1、玻璃基板的热膨胀系数必须够低，不高于40×10^-7/℃；

    2、玻璃基板的应变点温度应高于640℃；

    3、密度低于2.6g/cm³，且越轻越好。

    对TFT-LCD用的玻璃基板的改进目前正按照以上的原则进行。

为了得到无泡的无碱玻璃，利用澄清气体，从玻璃熔液中驱逐玻璃反应时产生的气体，另外在均质化熔化时，需要再次利用产生的澄清气体，增大泡层径，使其上浮，由此取出参与的微小泡。

可是，用作液晶显示器用玻璃基板的无碱玻璃，玻璃熔液的粘度高，与含有碱成分的玻璃相比，需用更高温度熔化。在此种的无碱玻璃基板中，通常在1300~1500度引起玻璃化反应，在1500度以上的高温下脱泡、均质化。因此，在澄清剂中，广泛使用能够在1300~1700度的温度范围产生澄清气体的As₂O₃。

但是，As₂O₃的毒性非常强，在玻璃的制造工序或废玻璃的处理时，有可能污染环境和带来健康的问题，其使用正在受到限制。

曾尝试用锑澄清来替代砷澄清。然而，锑本身存在引起环境和健康方面的问题。虽然Sb₂O₃的毒性不像As₂O₃那样高，但是Sb₂O₃仍然是有毒的。而且与砷相比，锑产生澄清气体的温度较低，除去此种无碱玻璃的气泡的有效性较低。

发明内容

本发明的目的在于设计一种环境友好型、性能更完美的液晶显示器玻璃基板的组分设计，提供一种作为澄清剂即使不使用As₂O₃及Sb₂O₃，也不存在成为表面缺陷的泡的物件玻璃基板。

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种环保型TFT-LCD基板玻璃的配方，关键是：所述的玻璃基板中各组分按质量百分比组成包括：55～63%的SiO₂，7～13%的B₂O₃，12～21%的Al₂O₃，3～8%的CaO，0～8%的SrO，0～10%的BaO，0.7～4.0%的ZnO，0.1～1.0%的SnO。

本发明的配方中关键是不含有砷和锑，而SnO无害，因此环保。

SnO是容易得到的物质，且已知无有害性质。单独使用其作为玻璃澄清剂时，有较高的产生澄清气体的温度范围，适合此种无碱玻璃的气泡的消除。

进行了多次实验后发现，作为澄清剂，单独使用SnO，控制在一定组成范围内，能够达到玻璃澄清目的。

借助于本发明提供的TFT-LCD玻璃基板组分原则生产的液晶玻璃基板经检测可以达到以下的技术指标：