[發明專利]一種用于LCD的輕質環保型無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的配方

有效

• 申請號: 201110429470.6
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102584008A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張廣濤;李俊鋒;李兆廷;閻冬成;劉文泰
• 申請（專利權）人: 東旭集團有限公司
• 主分類號: C03C3/093
• 分類號: C03C3/093
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

技術領域

本發明屬于玻璃制造領域，涉及平板顯示器LCD上用的基板玻璃的制作配方，特別是一種用于TFT-LCD的輕質環保型無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的配方。

背景技術

目前隨著便攜式電子設備（如筆記本電腦、智能手機、PDA）的快速普及，對配件的輕量化提出了更高要求。由此對玻璃基板的成份提出了更高的要求，以保證適應現代液晶顯示器的需要。玻璃基板必須具有下列特性：含有堿金屬氧化物少于l000ppm；具耐化學性；熱膨脹系數須與薄膜晶體管的硅相近；提高玻璃應變點，以減少熱收縮量；具有較小的密度，以便于攜帶及手持。

????TFT-LCD用的玻璃基板根據液晶顯示器的技術標準，必須具備以下的基本物理特性：

????1、玻璃基板的熱膨脹系數必須夠低，不高于40×10^-7/℃；

????2、玻璃基板的應變點溫度應高于640℃；

???3、密度低于2.6g/cm³，且越輕越好。

用于TFT-LCD的玻璃基板，需要通過濺射、化學氣相沉積等技術在底層基板玻璃表面形成透明導電膜、絕緣膜、半導體（例如多晶硅、無定形硅等）膜及金屬膜，然后通過光蝕刻技術形成各種電路和圖形，如果玻璃含有堿金屬氧化物，例如Na????????????????????????????????????????????????O，KO，LiO，在熱處理過程中堿金屬離子擴散進入沉積半導體材料，損害半導體膜特性，因此，玻璃應不含堿金屬氧化物，必須采用無堿玻璃，因此制備無堿硼鋁硅酸鹽玻璃已成為一個熱門話題。但是，在現有技術中，制備無堿硼鋁硅酸鹽玻璃是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃及堿土金屬氧化物MgO為主成分，但是MgO容易使玻璃析晶，導致玻璃液相線溫度升高。

另外，在制作玻璃過程中，各物質發生反應時會產生氣體，為了得到無泡的無堿玻璃，利用澄清氣體，從玻璃熔液中驅逐玻璃反應時產生的氣體，另外在均質化熔化時，需要再次利用澄清氣體，增大泡層徑，使其上浮，由此取出參與的微小泡。可是，用作液晶顯示器用玻璃基板的無堿玻璃，玻璃熔液的粘度高，與含有堿成分的玻璃相比，需用更高溫度熔化。在此種的無堿玻璃基板中，通常在1300~1500度引起玻璃化反應，在1500度以上的高溫下脫泡、均質化。因此，在澄清劑中，廣泛使用能夠在寬的溫度范圍（1300~1700度范圍）產生澄清氣體的As₂O₃。但是，As₂O₃的毒性非常強，在玻璃的制造工序或廢玻璃的處理時，有可能污染環境和帶來健康的問題，其使用正在受到限制。

曾嘗試用銻澄清來替代砷澄清。然而，銻本身存在引起環境和健康方面的問題。雖然Sb2O3的毒性不像As2O3那樣高，但是Sb2O3仍然是有毒的。而且與砷相比，銻產生澄清氣體的溫度較低，除去此種無堿玻璃的氣泡的有效性較低。

發明內容

本發明為了解決現有的TFT-LCD用的玻璃基板的配方中的MgO使玻璃析晶、導致玻璃液相線溫度升高；澄清劑As₂O₃的毒性非常強，污染環境和威脅人類健康的技術問題，設計了一種用于LCD的輕質環保型無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的配方，提供了一種即使不使用澄清劑As₂O₃?，也能使玻璃基板表面不存在氣泡缺陷，本配方中的ZnO可降低熔化溫度，降低液相線溫度，具有更加優良的抗析晶性能。

本發明采用的技術方案是：一種用于LCD的輕質環保型無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的配方，關鍵在于：上述無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的配方中各組成成分的摩爾百分比分別是：

SiO₂??????????63.0~73.0%，

Al₂O₃?????????6~13.0%，

B₂O₃??????????9.0~13.5%，

CaO??????????1.0~10.0%，

SrO??????????2.4~5.0%，

SnO??????????0.01~0.2%，

ZnO??????????0.0~2.6%。