[发明专利]一种无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202010303608.7 申请日: 2020-04-17
公开(公告)号: CN111302619B 公开(公告)日: 2022-01-14
发明(设计)人: 卢安贤;何茜;张家硕 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: C03C3/097 分类号: C03C3/097;C03C1/00;C03B19/02
代理公司: 北京惠科金知识产权代理有限公司 11981 代理人: 赵晓琳
地址: 410083 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 无碱铝硼 硅酸盐 玻璃 及其 制备 方法
【说明书】:

一种无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法,玻璃组成以质量%计含有50.0~60.0%SiO2,13.5~23.0%Al2O3,4.0~8.0%B2O3,2.0~5.0%P2O5,2.0~8.0%MgO,3.0~10.0%CaO,0.5~5.0%SrO,0.5~2.0%ZnO,外加配合料SnO2的量为0.2~1.0wt%。本发明制备的玻璃的应变点为685~742℃,转变点为721~780℃,热膨胀系数为29.91×10‑7~33.30×10‑7/℃,密度为2.3922~2.4584g/cm3,在可见光区的透过率为91.84~92.14%,抗弯强度为75.0~88.9MPa。

技术领域

本发明属于玻璃技术领域,涉及平板显示器上用的基板玻璃及其制备方法,具体涉及到TFT-LCD用综合性能优良的无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法。

背景技术

目前,在众多的新型平板显示技术中,薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)因其显示尺寸大、环保性能好、清晰度高、质量轻等特点,已逐步取代了传统的阴极射线管(CRT)显示技术,成为平板显示技术乃至显示器市场的主流产品。

TFT-LCD用的玻璃基板必须具备以下的性能指标和技术参数:

1)玻璃基板的热膨胀系数需与薄膜晶体管阵列中的硅材料相匹配,应在29×10-7~42×10-7/℃之间变化;

2)玻璃基板的应变点应高于650℃,以保证在基板玻璃的加工过程中,不会受到温度的剧烈变化而变形;

3)密度应在2.35~2.55g/cm3之间,且越低越好。这是由于TFT-LCD在加工过程中,基板玻璃是水平放置的,玻璃在自身重力作用下,有一定程度的下垂和翘角,下垂的程度与玻璃本身的密度成正比,同时,也是基板玻璃向轻型化发展的要求。

此外,当基板玻璃上结晶的Si层经过700℃以上的高温处理或用化学气相沉积方法直接沉积形成时,要求基板玻璃具有更低的热膨胀系数,如CTE=32×10-7/℃或者更低。

TFT分为非晶硅(α-Si)TFT、多晶硅(p-Si)TFT和单晶硅(SCS)TFT,其中多晶硅TFT具有较高的驱动电流和电子迁移率,可以满足有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)对驱动电流的要求。同时多晶硅TFT可以提高显示器的响应时间和显示器的亮度,并且可以直接在玻璃基板上构建显示器驱动电路,从而制造出更加轻薄的显示器件。

多晶硅TFT在制造过程中需要在较高温度下经过多次处理,这就对玻璃基板的热稳定性能提出了更高的要求,其应变点应尽可能的高,最好高于700℃。另外,显示屏的亮度以及色彩与玻璃基板直接相关,要求玻璃基板在可见光区的透过率应在90.0%以上。

用于平面显示的玻璃基板,需要通过溅射、化学气相沉积(CVD)等技术在底层玻璃基板表面形成透明导电膜、绝缘膜、半导体膜及金属膜,然后通过光蚀刻技术形成各种电路和图形。如果玻璃中含有碱金属氧化物(如Na2O、K2O等),在热处理过程中碱金属离子会从玻璃的网络结构中脱离出来,扩散到基板玻璃表面上的膜层和半导体材料中,严重损害薄膜和半导体性能,进而降低显示器的显示效果和寿命。因此,玻璃应不含碱金属氧化物,首选基板玻璃组成为以SiO2、Al2O3、B2O3及碱土金属氧化物RO(RO=MgO、CaO、SrO、BaO)等为主要成分的无碱硼铝硅酸盐玻璃。

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