[發(fā)明專利]平面顯示器用的硅酸鹽玻璃基板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210095214.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN102690058A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣濤;閆冬成;田穎;劉文泰;李兆廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東旭集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C03C3/095
• 分類號(hào): C03C3/095
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃制造領(lǐng)域，涉及一種堿土鋁硼硅酸鹽玻璃組分，它可廣泛適用于制作平面顯示器的玻璃基板，特別適合于低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器（LTPS?TFT-LCD）基板玻璃及有機(jī)電激發(fā)光顯示器（OEL）基板玻璃。

背景技術(shù)

隨著平面顯示行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)各種顯示器件的需求正在不斷增長(zhǎng)，比如有源矩陣液晶顯示（AMLCD）、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）以及應(yīng)用低溫多晶硅技術(shù)的有源矩陣液晶顯示（LTPS?TFT-LCD）器件，這些顯示器件都基于使用薄膜半導(dǎo)體材料生產(chǎn)薄膜晶體管(TFT)技術(shù)。目前，硅基TFT可分為非晶硅(a-Si)TFT、多晶硅(p-Si)TFT和單晶硅（SCS）TFT，其中非晶硅(a-Si)TFT為現(xiàn)在主流TFT-LCD應(yīng)用的技術(shù)，但是，在非晶硅薄膜上制作的有源矩陣TFT由于其電子遷移率低，而不得不將器件面積作得稍大，因此在很小的像素面積上占據(jù)了不少比例，使像素的開口率（有效像素面積/全部像素面積）僅70%左右。嚴(yán)重影響了背光源的有效利用，而無(wú)源液晶顯示雖然不能顯示視頻圖象，但是其開口率高（不計(jì)像素間隔，可達(dá)100%），在開口率方面的相互競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致人們開發(fā)了開口率達(dá)80%以上的多晶硅TFT有源矩陣，即P-TFT-LCD。多晶硅的電子遷移率比非晶硅的電子遷移率高一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此器件可以作小一些，開口率自然高。而且，由于電子遷移率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以滿足AMOLED對(duì)驅(qū)動(dòng)電流的要求。同時(shí)LTPS多晶硅(p-Si)TFT可以提高顯示器的響應(yīng)時(shí)間，提高顯示器的亮度，并且完全可以將速度不是很高的行列驅(qū)動(dòng)器也作在液晶顯示器基板的多晶硅層上，使面板同時(shí)具有窄框化（Narrow?Frame?Size）與高畫質(zhì)的特性，可以制造更加輕薄的顯示器件。

非晶硅(a-Si)TFT技術(shù)，在生產(chǎn)制程中的處理溫度可以在300~450℃溫度下完成。LTPS多晶硅(p-Si)TFT在制程過(guò)程中需要在較高溫度下多次處理，基板必須在多次高溫處理過(guò)程中不能發(fā)生變形，這就對(duì)基板玻璃性能提出更高的要求，優(yōu)選的應(yīng)變點(diǎn)高于650℃，更優(yōu)選的是高于670℃、720℃。同時(shí)玻璃基板的膨脹系數(shù)需要與硅的膨脹系數(shù)相近，盡可能減小應(yīng)力和破壞，因此基板玻璃優(yōu)選的線性熱膨脹系數(shù)在28~39×10^-7/℃之間。為了便于生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，作為顯示器基板用的玻璃應(yīng)該具有較低的熔化溫度和液相線溫度。

大多數(shù)硅酸鹽玻璃的應(yīng)變點(diǎn)隨著玻璃形成體含量的增加和改性劑含量的減少而增高。但同時(shí)會(huì)造成高溫熔化和澄清困難，造成耐火材料侵蝕加劇，增加能耗和生產(chǎn)成本。因此，通過(guò)組分改良，使得低溫粘度增大的同時(shí)還要保證高溫粘度不會(huì)出現(xiàn)大的提升，甚至降低才是提高應(yīng)變點(diǎn)的最佳突破口。

用于平面顯示的玻璃基板，需要通過(guò)濺射、化學(xué)氣相沉積（CVD）等技術(shù)在底層基板玻璃表面形成透明導(dǎo)電膜、絕緣膜、半導(dǎo)體（多晶硅、無(wú)定形硅等）膜及金屬膜，然后通過(guò)光蝕刻（Photo-etching）技術(shù)形成各種電路和圖形，如果玻璃含有堿金屬氧化物（Na₂O，K₂O，Li₂O），在熱處理過(guò)程中堿金屬離子擴(kuò)散進(jìn)入沉積半導(dǎo)體材料，損害半導(dǎo)體膜特性，因此，玻璃應(yīng)不含堿金屬氧化物，首選的是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、堿土金屬氧化物RO（RO=Mg、Ca、Sr）等為主成分的堿土鋁硼硅酸鹽玻璃。

在玻璃基板的加工過(guò)程中，基板玻璃是水平放置的，玻璃在自重作用下，有一定程度的下垂，下垂的程度與玻璃的密度成正比、與玻璃的楊氏模量成反比。隨著基板制造向著大尺寸、薄型化方向的發(fā)展，制造中玻璃板的下垂必須引起重視。因此應(yīng)設(shè)計(jì)組成，使基板玻璃具有盡可能低的密度和盡可能高的彈性模量。

為了得到無(wú)泡的無(wú)堿玻璃，利用澄清氣體，從玻璃熔液中驅(qū)逐玻璃反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣體，另外在均質(zhì)化熔化時(shí)，需要再次利用產(chǎn)生的澄清氣體，增大泡層徑，使其上浮，由此取出參與的微小泡。

可是，用作平板顯示器用玻璃基板的玻璃熔液的粘度高，需用較高的溫度熔化。在此種的玻璃基板中，通常在1300~1500度引起玻璃化反應(yīng)，在1500度以上的高溫下脫泡、均質(zhì)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(chǎn)生澄清氣體的As₂O₃。