一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物與鋁硅酸鹽玻璃及它們的用途制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及玻璃制造領(lǐng)域，公開了一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物及其用途。本發(fā)明專利技術(shù)的鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有65-78重量％的SiO2、10-18重量％的Al2O3、1-4.5重量％的B2O3、2-5重量％的MgO、2-5重量％的CaO、1-5重量％的SrO、0.001-0.05重量％的堿金屬氧化物、選擇性含有的0-5重量％的TiO2、選擇性含有的0-1.5重量％的Ga2O3、選擇性含有的0-1.5重量％的GeO2和選擇性含有的0-0.3重量％的稀土金屬氧化物。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種制備鋁硅酸鹽玻璃的方法和由該方法制得的玻璃，該方法包括將所述組合物進(jìn)行熔融和退火。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了所述組合物或玻璃在制備低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器中的應(yīng)用。通過使用上述鋁硅酸鹽玻璃用組合物，本發(fā)明專利技術(shù)能夠獲得應(yīng)變點(diǎn)高、熱膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定和機(jī)械性能強(qiáng)的玻璃。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及玻璃制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種特別適用于低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器基板的鋁硅酸鹽玻璃用組合物與鋁硅酸鹽玻璃及它們的用途。
技術(shù)介紹
隨著光電行業(yè)的快速發(fā)展，對各種顯示器件的需求正在不斷增長。低溫多晶硅(LowTemperaturePoly-silicon，LTPS)是繼非晶硅(Amorphous-Silicon，a-Si)之后的平板顯示器領(lǐng)域中又一新技術(shù)。由于低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器(LowTemperaturePoly-silicon-ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，LTPS-TFT-LCD)具有高分辨率、高色彩飽和度、成本低廉的優(yōu)勢，被寄予厚望成為新一代的顯示器。由于LTPS-TFT-LCD的硅結(jié)晶排列較a-Si有次序，使得電子移動率相對高100倍以上，可以將外圍驅(qū)動電路同時(shí)制作在玻璃基板上，達(dá)到系統(tǒng)整合的目標(biāo)、節(jié)省空間及驅(qū)動IC的成本，LTPS-TFT-LCD在中小尺寸顯示面板的應(yīng)用上有著絕對的優(yōu)勢。LTPS-TFT-LCD在制造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(fā)生變形，這就對基板玻璃性能提出了更高的要求，要求應(yīng)變點(diǎn)高于650℃(或740℃以上)，以使基板在面板制程中具有盡量小的熱收縮，因此基板的應(yīng)變點(diǎn)溫度越高越好。同時(shí)玻璃基板的熱膨脹系數(shù)需要與硅的熱膨脹系數(shù)相近，有助于玻璃基板與硅材料有效結(jié)合，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。目前，用于LTPS-TFT-LCD的鋁硅酸鹽玻璃的應(yīng)變點(diǎn)較低，難以適應(yīng)LTPS-TFT-LCD基板在制造過程中經(jīng)多次高溫處理而不變形的要求。因此，研發(fā)具有高應(yīng)變點(diǎn)的鋁硅酸鹽玻璃具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種特別適用于低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器基板的鋁硅酸鹽玻璃用組合物與鋁硅酸鹽玻璃及它們的相關(guān)用途。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本專利技術(shù)提供了一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物，以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總重量為基準(zhǔn)，該鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有65-78重量％的SiO2、10-18重量％的Al2O3、1-4.5重量％的B2O3、2-5重量％的MgO、2-5重量％的CaO、1-5重量％的SrO、0.001-0.05重量％的堿金屬氧化物、選擇性含有的0-5重量％的TiO2、選擇性含有的0-1.5重量％的Ga2O3、選擇性含有的0-1.5重量％的GeO2和選擇性含有的0-0.3重量％的稀土金屬氧化物。第二方面，本專利技術(shù)提供了一種制備鋁硅酸鹽玻璃的方法，該方法包括將第一方面所述的鋁硅酸鹽玻璃用組合物依次進(jìn)行熔融和退火。第三方面，本專利技術(shù)提供了由第二方面所述的方法制得的鋁硅酸鹽玻璃。第四方面，本專利技術(shù)提供了第一方面所述的鋁硅酸鹽玻璃用組合物或第三方面所述的鋁硅酸鹽玻璃在制備低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器中的應(yīng)用。通過使用上述鋁硅酸鹽玻璃用組合物，本專利技術(shù)能夠獲得應(yīng)變點(diǎn)較高、熱膨脹系數(shù)較低、化學(xué)穩(wěn)定和機(jī)械性能強(qiáng)的鋁硅酸鹽玻璃，用溢流下拉法即可制成玻璃基板，操作簡單易行，可廣泛應(yīng)用于LTPS-TFT-LCD。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過添加少量的氧化鍺、氧化鎵和堿土金屬氧化物等能夠進(jìn)一步提高鋁硅酸鹽玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，降低鋁硅酸鹽玻璃的熔化溫度，提高鋁硅酸鹽玻璃的耐化性。此外，在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過添加微量的堿金屬氧化物，不僅可以降低鋁硅酸鹽玻璃的熔化溫度，還能提高澄清效果。本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本專利技術(shù)。以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總重量為基準(zhǔn)，本專利技術(shù)提供的鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有65-78重量％(優(yōu)選68.5-76.5重量％)的SiO2、10-18重量％(優(yōu)選11.5-16.5重量％)的Al2O3、1-4.5重量％(優(yōu)選1-4重量％)的B2O3、2-5重量％(優(yōu)選2-4.5重量％)的MgO、2-5重量％(優(yōu)選2-4.5重量％)的CaO、1-5重量％(優(yōu)選1-4重量％)的SrO、0.001-0.05重量％(優(yōu)選0.02-0.03重量％)的堿金屬氧化物、選擇性含有的0-5重量％(優(yōu)選0.1-3.5重量％)的TiO2、選擇性含有的0-1.5重量％(優(yōu)選0.1-1重量％)的Ga2O3、選擇性含有的0-1.5重量％(優(yōu)選0.06-1.2重量％)的GeO2和選擇性含有的0-0.3重量％(優(yōu)選0.07-0.3重量％)的稀土金屬氧化物。根據(jù)本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式，以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有68.5-76.5重量％的SiO2、11.5-16.5重量％的Al2O3、1-4重量％的B2O3、2-4.5重量％的MgO、2-4.5重量％的CaO、1-4重量％的SrO、0.02-0.03重量％的堿金屬氧化物、0.1-3.5重量％的TiO2、0.1-1重量％的Ga2O3、0.06-1.2重量％的GeO2和0.07-0.3重量％的稀土金屬氧化物。優(yōu)選地，SiO2的含量與Al2O3的含量之間的差值為54-63重量％。優(yōu)選地，SiO2的含量與Al2O3的含量之和為83-92重量％。根據(jù)本專利技術(shù)，所述稀土金屬氧化物可以為常用于制備玻璃的稀土金屬的氧化物。優(yōu)選情況下，所述稀土金屬氧化物為PrO2和/或Nd2O3。其中，PrO2的含量優(yōu)選為0.08-0.18重量％。Nd2O3的含量優(yōu)選為0.07-0.2重量％。采用上述優(yōu)選用量和種類的稀土金屬氧化物能夠更有效提高鋁硅酸鹽玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和耐化性并降低熔化溫度。根據(jù)本專利技術(shù)，所述堿金屬氧化物可以為本領(lǐng)域常用的各種堿金屬的氧化物。優(yōu)選情況下，所述堿金屬氧化物為Li2O、Na2O和K2O中的至少一種。其中，Li2O的含量優(yōu)選為0.001-0.009重量％。Na2O的含量優(yōu)選為0.009-0.021重量％。K2O的含量優(yōu)選為0.003-0.008重量％。采用上述優(yōu)選用量和種類的堿金屬氧化物能夠更有效提高鋁硅酸鹽玻璃的澄清效果并降低熔化溫度。根據(jù)本專利技術(shù)的最優(yōu)選的實(shí)施方式，以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有74.5-76重量％的SiO2、16-16.5重量％的Al2O3、1.本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物，其特征在于，以鋁硅酸鹽玻璃用組合物的總重量為基準(zhǔn)，該鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有65?78重量％的SiO2、10?18重量％的Al2O3、1?4.5重量％的B2O3、2?5重量％的MgO、2?5重量％的CaO、1?5重量％的SrO、0.001?0.05重量％的堿金屬氧化物、選擇性含有的0?5重量％的TiO2、選擇性含有的0?1.5重量％的Ga2O3、選擇性含有的0?1.5重量％的GeO2和選擇性含有的0?0.3重量％的稀土金屬氧化物。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋁硅酸鹽玻璃用組合物，其特征在于，以鋁硅酸鹽玻璃用組合
物的總重量為基準(zhǔn)，該鋁硅酸鹽玻璃用組合物含有65-78重量％的SiO2、10-18
重量％的Al2O3、1-4.5重量％的B2O3、2-5重量％的MgO、2-5重量％的CaO、
1-5重量％的SrO、0.001-0.05重量％的堿金屬氧化物、選擇性含有的0-5重
量％的TiO2、選擇性含有的0-1.5重量％的Ga2O3、選擇性含有的0-1.5重量％
的GeO2和選擇性含有的0-0.3重量％的稀土金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽玻璃用組合物，其中，所述鋁硅酸
鹽玻璃用組合物含有68.5-76.5重量％的SiO2、11.5-16.5重量％的Al2O3、1-4
重量％的B2O3、2-4.5重量％的MgO、2-4.5重量％的CaO、1-4重量％的SrO、
0.02-0.03重量％的堿金屬氧化物、0.1-3.5重量％的TiO2、0.1-1重量％的Ga2O3、
0.06-1.2重量％的GeO2和0.07-0.3重量％的稀土金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁硅酸鹽玻璃用組合物，其中，SiO2的
含量與Al2O3的含量之間的差值為54-63重量％；優(yōu)選地，SiO2的含量與Al2O3的含量之和為83-92重...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田鵬，胡恒廣，王麗紅，閆冬成，李俊鋒，張廣濤，何豪，
申請(專利權(quán))人：東旭科技集團(tuán)有限公司，東旭集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11