[发明专利]一种铝硅酸盐玻璃用组合物及其用途

说明书

本发明涉及玻璃制造领域，公开了一种铝硅酸盐玻璃用组合物，以铝硅酸盐玻璃用组合物的总摩尔量为基准，该铝硅酸盐玻璃用组合物含有68‑76摩尔％的SiO₂、11‑18摩尔％的Al₂O₃、2‑10摩尔％的CaO、1‑6摩尔％的BaO、0.01‑0.5摩尔％的SnO₂、0.01‑2摩尔％的ZnO、0.01‑5摩尔％的GeO₂和选择性含有的0‑5摩尔％的MgO。本发明还公开了一种制备铝硅酸盐玻璃的方法及由该方法制得的铝硅酸盐玻璃，该方法包括将上述铝硅酸盐玻璃用组合物依次进行熔融和退火。本发明还公开了所述组合物或玻璃在制备显示器件中的应用。通过上述铝硅酸盐玻璃用组合物，本发明的玻璃具有较高的应变点、杨氏模量(热稳定性高)和较低的密度、熔化温度、液相线粘度等，综合性能优异，适用于各种显示器件的玻璃基板。

技术领域

本发明涉及玻璃制造领域，具体地，涉及一种铝硅酸盐玻璃用组合物及其用途。

背景技术

21世纪以来，随着光电行业的迅速发展，液晶显示技术及其产品以驱动电压和功耗低、体积小、轻薄化、高清晰度、高分辨率、智能化等优点，逐渐取代了传统的CRT(CathodeRay Tube，阴极射线管)、PDP(Plasma Display Panel，等离子体显示板)等显示技术。在液晶显示技术中，非晶硅(α-Si)TFT是目前主流的薄膜晶体管液晶显示技术(TFT-LCD)。但是，受非晶硅薄膜上制作的有源矩阵TFT电子迁移率低、像素的开口率低的限制，促使了新一代薄膜晶体管液晶显示技术的研发。低温多晶硅(LTPS，Low Temperature Poly-Silicon)薄膜晶体管是目前液晶显示器主流的发展技术，LTPS技术让移动电子设备的外形更轻薄、功能更强大、清晰度更高、反应速度更快。

在TFT-LCD薄膜沉积过程中，如果基板玻璃受热出现变形和翘曲，将会使显示器显示的图案出现误差，必须保证玻璃有足够高的耐高温性能和低的热收缩性，特别是要保证冷却状态下玻璃的收缩性小，所以基板玻璃还应具有良好的高温过程稳定性。非晶硅TFT技术在生产过程中的处理温度在300-450℃。而LTPS多晶硅TFT在制造过程中需要在更高温度下多次处理，因此必须保证基板在多次高温处理过程中不发生变形，这就对基板玻璃的性能提出了更高的要求。为了降低面板制造过程中基板玻璃的热收缩，基板玻璃的应变点要高(高于650℃、670℃、700℃或720℃)。同时，玻璃基板的热膨胀系数需要与多晶硅的热膨胀系数相近，尽可能减小应力和破坏，因此基板玻璃优选的线性膨胀系数在(28-39)×10^-7/℃之间。

此外，在显示器中广泛使用的玻璃基板还要求具有以下物化特性：

(1)碱金属氧化物含量低或不含，以避免在热处理过程中碱金属离子扩散至沉积的半导体材料中，使薄膜特性劣化，造成电路短路；

(2)良好的化学稳定性：耐水解性、耐酸性和耐碱性以抵抗在微结构过程中使用的试剂和介质，特别是要具有足够好的耐氢氟酸等强酸性试剂的性能；

(3)极低的密度(ρ)，ρ＜2.65g/cm³，以尽可能地降低显示装置的总重量；

(4)杨氏模量(E)＞72GPa，以尽量避免基板搬运过程中因自重产生的弯曲；

(5)尽量低的熔制温度，以防止玻璃窑炉耐火材料侵蚀加速、窑炉的寿命缩短和良品率下降，导致成本和能耗增加；

(6)耐失透性能好，在玻璃熔融和成型工序中不产生异物；

(7)液相线温度低，在1200℃以下。