[發明專利]鋁硅酸鹽玻璃及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810898378.6
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109020195B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 李青;張廣濤;王俊峰;黃曉亮;李俊鋒;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: C03C3/093
• 分類號: C03C3/093;C03C1/00;H01L27/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵;劉依云

本發明涉及玻璃制造領域，公開了鋁硅酸鹽玻璃及其制備方法和應用。以該鋁硅酸鹽玻璃的總摩爾量為基準，以氧化物計，該鋁硅酸鹽玻璃含有62?68％的SiO₂、11?15％的Al₂O₃、0?4％的B₂O₃、5?15％的MgO、1?10％的CaO、3?9％的SrO、0.01?1％的ZnO和0.001?0.5％的MoO₃。采用本發明的方法制備的鋁硅酸鹽玻璃綠色環保，具有良好的熱穩定性，能夠兼具較高的退火點溫度和較低的熔化溫度及成型溫度，玻璃在減薄后仍然具有較高的機械強度，而且，該鋁硅酸鹽玻璃的耐化學腐蝕性能優良。

技術領域

本發明涉及玻璃制造領域，具體涉及鋁硅酸鹽玻璃及其制備方法和應用。

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，其生產制程可以在300-450℃溫度下完成。對于像素密度不超過300ppi的顯示產品，非晶硅(a-Si)TFT游刃有余；但是當像素密度超過400ppi后，就需要電子遷移率更高的多晶硅技術支撐。LTPS(p-Si)TFT在制程過程中需要在450-600℃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顯著的變形，對基板玻璃熱穩定性和尺寸穩定性提出更高的要求，也即基板必須具有足夠小的“熱收縮”。基板玻璃熱收縮的影響因素主要有三個：第一方面，基板玻璃在處理溫度下具有較高的粘度(即較高的退火點溫度)；第二方面，基板成型過程中經過了良好的退火；第三方面，面板制程工藝中的溫度及處理時間。對于玻璃制造商來說，可控的因素為第一方面和第二方面。從第一方面來講，針對低溫多晶硅技術(LTPS)工藝應用而言，目前現有的工藝中，主要是通過增加玻璃形成體(如SiO₂)的含量來提高硅酸鹽玻璃的退火點溫度，但是這樣的做法將使得高溫熔化溫度升高較多。對于第二方面，目前工藝中可以保證充分退火，但是退火段長度較長，也即需要較長的生產線。綜上，通過目前常規技術制造的玻璃基板的熱穩定性不佳，退火點溫度還是較低，目前大多工藝技術能夠保證的退火點溫度為720℃左右；對于一些較好的工藝，雖然改善了退火點溫度，但是還不能兼顧到既提高退火點溫度，又較少增加甚至不增加熔化溫度和成型溫度的效果，造成鋁硅酸鹽玻璃的實用性大打折扣、產品良率不高、增加能耗、制造困難、不利于工業化生產，而且由于成型區的長度較長，從而拉長了生產線的長度，增加了制造的成本。

此外，隨著智能手機與平板電腦的普及，開啟了智能移動的時代。以往的手機局限在通訊功能，但目前包括智能手機與平板電腦的智能設備的性能已與筆記本接近，使得人們憑借無線通信的方便性無時無刻不在執行及享受較高層次的商務及娛樂活動。在這樣的趨勢下，對顯示器性能要求也不斷提高，尤其是對移動智能設備的畫面質量、在戶外的可視性能要求也正在提升，同時為了減輕手持式設備的使用負擔，重量變輕、厚度變薄成為不可避免的大趨勢。在這種發展潮流的引領下，顯示面板正在向輕薄化、超高清顯示的方向發展，面板制程工藝向更高處理溫度發展；同時單片玻璃經過工藝處理，厚度達到0.25mm、0.2mm、0.1mm甚至更薄。使玻璃變薄的方式目前主要是化學減薄，具體的說，使用氫氟酸或氫氟酸緩沖液對玻璃基板進行腐蝕，其薄化原理如下：主要化學反應：4HF+SiO₂＝SiF₄+2H₂O；次要化學反應：RO+2H⁺＝R²⁺+H₂O(R代表堿土金屬等)。

研發高化學穩定性的TFT-LCD基板玻璃，可以更加有效的控制減薄過程及工藝，減少二次拋光等生產成本，提升產品品質和良品率，對于大型工業化生產有較大益處。