[發明專利]無堿玻璃組合物和無堿玻璃及應用

有效

• 申請號: 201811512297.4
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109678341B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張廣濤;李青;鄭權;王麗紅;閆冬成;安利營;王俊峰;田鵬
• 申請（專利權）人: 東旭光電科技股份有限公司
• 主分類號: C03C3/097
• 分類號: C03C3/097;C03C3/091;C03C3/093;C03C4/20;C03C4/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;陳靜

本發明涉及玻璃領域，公開了一種無堿玻璃組合物和無堿玻璃及其制備方法。所述無堿玻璃組合物包括：以無堿玻璃組合物的總重量為基準，該玻璃組合物含有58?64wt％的SiO₂、16?19wt％的Al₂O₃、7?13wt％的B₂O₃+P₂O₅、0.5?3.5wt％的MgO、4?8wt％的CaO、0.1?4wt％的SrO、0?2.5wt％的BaO、0?4wt％的ZnO、小于0.05wt％的R₂O，其中，R₂O為Li₂O、Na₂O、K₂O的含量之和。本發明所述組合物制備的玻璃具有較高的機械強度、較小的密度，較高的耐化學腐蝕性(即高的化學穩定性)，低的熱膨脹系數(低于38×10^?7/℃)、較高的應變點溫度等優異性能，可用于制備顯示器件和/或太陽能電池領域，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及玻璃領域，具體涉及無堿玻璃組合物和無堿玻璃及應用。

背景技術

液晶顯示技術已經成為現代最重要的圖象傳輸和再現的關鍵技術。液晶顯示器的顯像原理，是將液晶置于兩片導電玻璃之間，靠兩個電極間電場的驅動，引起液晶分子扭曲向列的電場效應，以控制光源透射或遮蔽功能，在電源關開之間產生明暗而將影像顯示出來，若加上彩色濾光片，則可顯示彩色影像。TFT液晶顯示方式，具有比舊式LCD屏快600倍的像素反應速度。先進的矽電極加入，大大加快了液晶屏幕的像素反應速度，減少畫面出現的延緩現象。對玻璃基板提出了更高的技術要求，加工后的基板的幾何尺寸必須不受熱條件的影響，即這類玻璃基板的熱膨脹系數要小，根據玻璃基板制作中的生產的應力綜合考慮，最佳熱膨脹系數在28×10^-7/℃左右。

用于TFT-LCD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，必須采用無堿玻璃，首選的是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃及堿土金屬氧化物RO(RO＝Mg、Ca、Sr、Ba)等為主成分的無堿硼鋁硅酸鹽玻璃。

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1000ppm；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。

除了輕量化，用于便攜式電子設備的玻璃基板還需要滿足人們無時無刻執行及享受較高層次的商務及娛樂活動的要求。這樣的需求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。在這種發展潮流引導下，顯示面板正在向輕薄化、超高清顯示的方向發展，一方面，要求玻璃基板應具有較小的密度；另一方面，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、0.05mm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)。