[發(fā)明專(zhuān)利]一種液晶基板玻璃及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610079878.8
• 申請(qǐng)日: 2016-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105621883A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏民生;侯宏榮;孫鋼智
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C03C3/093
• 分類(lèi)號(hào): C03C3/093
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液晶基板玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液晶基板玻璃及其制 備方法。

背景技術(shù)

LCD玻璃基板(GlassSubstrate)指的是液晶顯示器用玻璃基板，一塊液 晶面板需要兩片玻璃基板，其中一片使用在彩色濾光片中，一片使用在透明 電極上面。

在制備TFT-LCD面板時(shí)，需要在玻璃基板的一個(gè)表面制作各種膜、電 路和圖形，首先要通過(guò)濺射、化學(xué)氣相沉淀(CVD)等技術(shù)在基板玻璃表面 形成透明導(dǎo)電膜、絕緣膜、半導(dǎo)體(多晶硅、無(wú)定型硅等)膜及金屬膜，然 后通過(guò)光蝕刻技術(shù)形成各種電路和圖形。在膜沉積和光蝕刻階段，玻璃基板 要經(jīng)受各種熱處理和化學(xué)作用，其中半導(dǎo)體膜的形成過(guò)程要經(jīng)受500～600℃ 高溫處理。一般地，用作TFT型液晶顯示基板的玻璃應(yīng)滿足如下性質(zhì)要求：

玻璃中基本不含堿金屬氧化物，在高溫處理過(guò)程中，堿金屬離子會(huì)擴(kuò)散 到半導(dǎo)體膜層，損害半導(dǎo)體膜的性能。

由于基板玻璃需經(jīng)大量試劑清洗和蝕刻，為避免玻璃中成分的析出，玻 璃必須具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，特別是具有強(qiáng)的耐酸、堿性能。

玻璃具有與多晶硅和無(wú)定形硅材料相匹配的膨脹系數(shù)，其最佳值為 (25～40)×10^-7/℃，二者之間的差異一般不應(yīng)超過(guò)20％。

玻璃具有較低的密度，特別是對(duì)于大尺寸平板顯示器，希望盡量減輕玻 璃基板的重量。

對(duì)于大尺寸LCD玻璃基板，厚度在0.7mm或0.5mm時(shí)基板面積達(dá)到1 ㎡～2㎡，或更大的尺寸。為防止玻璃薄板在運(yùn)輸、加工過(guò)程中由于重力原 因造成玻璃下垂變形以及破碎等，必須提高玻璃基板的抗彎強(qiáng)度，使基板玻 璃受外力或自身重力時(shí)不發(fā)生形變或發(fā)生較小的形變。

此外，為了適應(yīng)液晶顯示器不斷向大尺寸、高清晰度、高亮度等方向發(fā) 展，對(duì)TFT-LCD液晶基板玻璃提出更多的優(yōu)秀性能。

由于LCD的顯示采用“背透式”照射方式，背光源發(fā)光的利用率受到 液晶材料角度、濾色板等有機(jī)染料影響，背光源的發(fā)光利用率不高，亮度顯 著不如CRT、PDP和OLED等顯示技術(shù)，因此，提高光源利用率以達(dá)到提升 亮度一直是液晶顯示器致力發(fā)展的方向。所以，提高液晶基板玻璃的透光率 能夠更好的發(fā)揮其作用。目前主流基板玻璃透光率達(dá)到90％，并且透光率越 高越好。

除了上述性質(zhì)要求外，在外觀質(zhì)量方面，基板玻璃應(yīng)具有足夠高的均勻 度、平整度和無(wú)宏觀缺陷。從玻璃熔制和成型的角度來(lái)講，玻璃還應(yīng)具有易 熔性，不僅能保證生產(chǎn)出高質(zhì)量，盡量少缺陷的玻璃原片，還應(yīng)使玻璃熔制 溫度不宜過(guò)高，過(guò)高的熔制溫度將給玻璃基板生產(chǎn)者帶來(lái)困難。

目前生產(chǎn)液晶玻璃基板的幾種成熟方法中，以溢流成型法最為優(yōu)秀。因 為采用溢流成型法生產(chǎn)的基板玻璃無(wú)需后工序的表面研磨和拋光。

從上述LCD玻璃基板的要求可以看出，LCD基板對(duì)玻璃物理、化學(xué)和 工藝的要求非常高。因此，為了滿足上述必須滿足的玻璃物理性質(zhì)要求，普 遍的TFT-LCD液晶基板玻璃采用RO-SiO₂Al₂O₃B₂O₃系統(tǒng)的無(wú)堿硼鋁硅酸鹽 玻璃。

TFT-LCD液晶基板玻璃生產(chǎn)的另一個(gè)難題來(lái)自于無(wú)欠點(diǎn)要求。所謂的玻 璃欠點(diǎn)指氣泡、玻璃結(jié)、鉑金粒和結(jié)石等。液晶顯示器的分辨率越高，對(duì)于 玻璃板內(nèi)在缺陷要求越嚴(yán)格。背光源發(fā)出的光線必須過(guò)一個(gè)個(gè)格柵形成的像 素進(jìn)而形成影像。玻璃中存在的任何不透光或阻礙光線通過(guò)的欠點(diǎn)都會(huì)影響 圖像的完美，對(duì)欠點(diǎn)尺寸大小的容忍度根據(jù)像素面積來(lái)定，一般欠點(diǎn)面積的 最高允許極限為單個(gè)像素面積的25％，例如：一個(gè)具有100um像素尺寸的顯 示器可以允許有50um尺寸欠點(diǎn)。

在溢流成型法的生產(chǎn)工藝?yán)铮浅ｊP(guān)鍵的是對(duì)氣泡的消除。從歷史上看， 消除玻璃內(nèi)的氣泡普遍是使用砷這樣的變價(jià)金屬氧化物。由于氧化砷獨(dú)特的 低溫吸氧和高溫放氧特性，在玻璃澄清過(guò)程中較好的幫助玻璃液排出氣泡。 然而，氧化砷本身屬于劇毒化學(xué)品，其作業(yè)過(guò)程對(duì)操作人員來(lái)講是高危險(xiǎn)作 業(yè)。近些年，氧化砷作為澄清劑帶來(lái)的環(huán)境和健康方面的問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó) 際上的重視，因此，本領(lǐng)域一直在為制造低砷或無(wú)砷玻璃而努力，另外，在 制造過(guò)程中，玻璃析晶缺陷一直是困擾生產(chǎn)及質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

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