[發明專利]無堿玻璃基板及其制備方法

有效

• 申請號: 201710255130.3
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107129142B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張廣濤;王俊峰;李剛;閆冬成;王麗紅;鄭權
• 申請（專利權）人: 東旭光電科技股份有限公司
• 主分類號: C03C3/095
• 分類號: C03C3/095;C03C3/087;C03C3/085;C03C3/083;C03C1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明公開了一種無堿玻璃基板及其制備方法。所述無堿玻璃基板在濃度為10重量％的HF溶液中的侵蝕量小于5.5mg/cm²，以其組成中各組分總摩爾量為基準，其組成包括：70?74mol％的SiO₂、11?14mol％的Al₂O₃、0?2.5mol％的ZnO、10?17mol％的RO和0.01?2mol％的RE₂O₃，其中，RO為MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一種；RE₂O₃為Y₂O₃、La₂O₃、Gd₂O₃、Ce₂O₃、Yb₂O₃和Lu₂O₃中的至少一種。所述制備方法包括：將各組分混合后依次進行熔融、脫泡、均質化、成型、冷卻、切割、拋光、洗滌和烘干。所述無堿玻璃基板具有優異的綜合性能。

技術領域

本發明涉及玻璃制造領域，具體涉及一種無堿玻璃基板及其制備方法。

背景技術

隨著光電行業的快速發展，對各種顯示器件的需求正在不斷增長，比如有源矩陣液晶顯示(AMLCD)、有機發光二極管(OLED)以及應用低溫多晶硅技術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體材料生產薄膜晶體管(TFT)技術。主流的硅基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為現在主流TFT-LCD應用的技術，非晶硅(a-Si)TFT技術，在生產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程中不能發生變形，這就對基板玻璃性能指標提出更高的要求，優選的應變點高于650℃，更優選的是高于670℃、700℃、720℃，以使基板在面板制程中具有盡量小的熱收縮。同時玻璃基板的膨脹系數需要與硅的膨脹系數相近，盡可能減小應力和破壞，因此基板玻璃優選的線性熱膨脹系數在2.8×10^-6～4×10^-6/℃之間。為了便于生產，降低生產成本，作為顯示器基板用的玻璃應該具有較低的熔化溫度和成型溫度。

用于平面顯示的玻璃基板，需要通過濺射、化學氣相沉積(CVD)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(多晶硅、無定形硅等)膜及金屬膜，然后通過光蝕刻(Photo-etching)技術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，首選的是以SiO₂、Al₂O₃、堿土金屬氧化物RO(RO＝Mg、Ca、Sr、Ba)等為主成分的堿土鋁硅酸鹽玻璃。

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

在高鋁無堿硅酸鹽玻璃體系中，添加氧化硼B₂O₃可以帶來良好的助熔效果，同時有利于提升玻璃耐化性。但是在低溫粘度區，B₂O₃卻使得玻璃應變點顯著降低，如何同時提高玻璃基板的耐化性和應變點溫度成為長期困擾本領域技術人員的一道難題。