一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物及其用圖
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃制造領域，具體地，涉及一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物及其用途。
【背景技術】
[0002] 21世紀以來，隨著光電行業(yè)的迅速發(fā)展，液晶顯示技術及其產(chǎn)品以驅(qū)動電壓和功 耗低、體積小、輕薄化、高清晰度、高分辨率、智能化等優(yōu)點，逐漸取代了傳統(tǒng)的CRT(Cathode Ray Tube，陰極射線管hroPWlasma Display Panel，等離子體顯示板)等顯示技術。在液 晶顯示技術中，非晶硅(a-Si)TFT是目前主流的薄膜晶體管液晶顯示技術(TFT-LCD)。但是， 受非晶硅薄膜上制作的有源矩陣TFT電子迀移率低、像素的開口率低的限制，促使了新一代 薄膜晶體管液晶顯示技術的研發(fā)。低溫多晶娃(LTPS，Low Temperature Poly-Silicon)薄 膜晶體管是目前液晶顯示器主流的發(fā)展技術，LTPS技術讓移動電子設備的外形更輕薄、功 能更強大、清晰度更高、反應速度更快。
[0003] 在TFT-LCD薄膜沉積過程中，如果基板玻璃受熱出現(xiàn)變形和翹曲，將會使顯示器顯 示的圖案出現(xiàn)誤差，必須保證玻璃有足夠高的耐高溫性能和低的熱收縮性，特別是要保證 冷卻狀態(tài)下玻璃的收縮性小，所以基板玻璃還應具有良好的高溫過程穩(wěn)定性。非晶硅TFT技 術在生產(chǎn)過程中的處理溫度在300-450°C。而LTPS多晶硅TFT在制造過程中需要在更高溫度 下多次處理，因此必須保證基板在多次高溫處理過程中不發(fā)生變形，這就對基板玻璃的性 能提出了更高的要求。為了降低面板制造過程中基板玻璃的熱收縮，基板玻璃的應變點要 高（高于650°C、670°C、700°C或720°C)。同時，玻璃基板的熱膨脹系數(shù)需要與多晶硅的熱膨 脹系數(shù)相近，盡可能減小應力和破壞，因此基板玻璃優(yōu)選的線性膨脹系數(shù)在(28-39) ΧΚΓ7/ °C之間。
[0004] 此外，在顯示器中廣泛使用的玻璃基板還要求具有以下物化特性：
[0005] (1)堿金屬氧化物含量低或不含，以避免在熱處理過程中堿金屬離子擴散至沉積 的半導體材料中，使薄膜特性劣化，造成電路短路；
[0006] (2)良好的化學穩(wěn)定性:耐水解性、耐酸性和耐堿性以抵抗在微結(jié)構過程中使用的 試劑和介質(zhì)，特別是要具有足夠好的耐氫氟酸等強酸性試劑的性能；
[0007] (3)極低的密度(P)，P<2.65g/cm3,以盡可能地降低顯示裝置的總重量；
[0008] (4)楊氏模量(E) > 7 2GPa，以盡量避免基板搬運過程中因自重產(chǎn)生的彎曲；
[0009] (5)盡量低的熔制溫度，以防止玻璃窯爐耐火材料侵蝕加速、窯爐的壽命縮短和良 品率下降，導致成本和能耗增加；
[0010] (6)耐失透性能好，在玻璃熔融和成型工序中不產(chǎn)生異物；
[0011] (7)液相線溫度低，在1200°C以下。
[0012] 在高鋁無堿硅酸鹽玻璃體系中，為了獲得較高的熱穩(wěn)定性，硅鋁的含量往往比較 高，這會使玻璃較難熔化，通常通過添加氧化硼帶來良好的助熔效果，提升玻璃的耐BHF性。 在TFT-LCD面板生產(chǎn)工藝中，尤其是LTPS TFT-IXD工藝中，含硼高鋁無堿硅酸鹽玻璃應變點 低，容易發(fā)生熱收縮，造成圖案變形，并且在玻璃板大型化、薄型化過程中，玻璃板容易發(fā)生 撓曲變形破裂。因此，研發(fā)綜合性能高(具有高應變點和楊氏模量，低密度、熔化溫度、液相 線粘度等)特別是熱穩(wěn)定性高(應變點和楊氏模量高）的玻璃具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠制備綜合性能高且適用于顯 示器基板的玻璃的鋁硅酸鹽玻璃用組合物及其用途。
[0014] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物，其中，以鋁硅酸鹽 玻璃用組合物的總摩爾量為基準，該鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有68-76摩爾％的310 2、11-18 摩爾 ％的厶12〇3、2-10 摩爾 ％的0&0、1-6 摩爾 ％的8&0、0.01-0.5摩爾％的51102、0.01-2摩 爾％的211〇、0.01-5摩爾％的66〇2和選擇性含有的0-5摩爾％的]\%0。
[0015] 第二方面，本發(fā)明提供了一種制備鋁硅酸鹽玻璃的方法，該方法包括將第一方面 所述的鋁硅酸鹽玻璃用組合物依次進行熔融和退火。
[0016] 第三方面，本發(fā)明提供了由第二方面所述的方法制得的鋁硅酸鹽玻璃。
[0017] 第四方面，本發(fā)明提供了第一方面所述的鋁硅酸鹽玻璃用組合物或第三方面所述 的鋁硅酸鹽玻璃在制備顯示器件中的應用。
[0018] 通過上述鋁硅酸鹽玻璃用組合物，本發(fā)明的玻璃具有較高的應變點、楊氏模量(熱 穩(wěn)定性高)和較低的密度、熔化溫度、液相線粘度等，綜合性能優(yōu)異，適用于各種顯示器件的 玻璃基板，特別是低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器(LTPS TFT-LCD)和/或有機電激光發(fā) 光顯示器(0EL)的玻璃基板。本發(fā)明使用Sn02作為澄清劑，不僅獲得了較好的澄清效果，還 能夠進一步提高應變點和降低高溫粘度。
[0019] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0020] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0021] 以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總摩爾量為基準，本發(fā)明提供的鋁硅酸鹽玻璃用組合 物含有68-76摩爾％ (優(yōu)選69-74摩爾％ )的Si02、ll-18摩爾％ (優(yōu)選15-17摩爾％ )的Al2〇3、 2-10摩爾％ (優(yōu)選4-8摩爾％ )的CaO、1-6摩爾％ (優(yōu)選2-5摩爾％ )的Ba0、0.01-0.5摩爾％ (優(yōu)選 0.1-0.3摩爾％)的31102、0.01-2摩爾％(優(yōu)選0.5-1.5摩爾％)的2110、0.01-5摩爾％ (優(yōu)選1-3摩爾％ )的Ge02和選擇性含有的0-5摩爾％ (優(yōu)選0-3摩爾％ )的MgO。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總摩爾量為基準， 所述鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有69-74摩爾％的310 2、15-17摩爾％的412〇3、4-8摩爾％的 Ca0、2-5 摩爾 ％ 的8&0、0 · 1-0 · 3 摩爾 ％ 的511〇2、0 · 5-1 · 5 摩爾 ％ 的211〇、1-3 摩爾 ％ 的66〇2 和選 擇性含有的0-3摩爾％的180。在該優(yōu)選實施方式中，獲得的鋁硅酸鹽玻璃的綜合性能較佳。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總摩爾量為基 準，所述鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有72.5-73摩爾％的310 2、15.5-16摩爾％的六12〇3、3.4-3 · 7摩爾 ％ 的0&0、1 · 4-2摩爾 ％ 的8&0、0 · 1-0 · 3摩爾 ％ 的511〇2、0 · 2-0 · 3摩爾 ％ 的211〇、4 · 5-5 摩爾％的66〇2和1-1.3摩爾％的1%0。在該優(yōu)選實施方式中，獲得的鋁硅酸鹽玻璃的應變點 可大于 780°C(或 795°C)。
[0024] 本發(fā)明中，Si02和Al2〇3的含量之和優(yōu)選在86摩爾％以上（更優(yōu)選在92摩爾％或 91.1摩爾％以下）。
[0025] 用R0表示1%0、0&03&0、2110和660 2的含量之和。其中41203的含量與1?0的比值優(yōu)選 為0.7-2.3。1%0與R0的比值優(yōu)選在0.4以下(如0或0.01-0.4)。
[0026] 本發(fā)明中，ZnO和Ge02的含量之和優(yōu)選在6摩爾％以下。更優(yōu)選地，ZnO和Ge02的含量 之和為0.5-6摩爾％。
[0027]為了避免B2〇3對應變點和楊氏模量的影響，本發(fā)明的鋁硅酸鹽玻璃用