一种液晶基板玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保型液晶基板玻璃及其制备方法。其按氧化物的质量百分比计，由如下组分组成：SiO2为60.0～65.0％，Al2O3为15.0～18.0％，B2O3为8.0～12.0％，CaO为6.0～8.0％，MgO为0.5～2.0％，SrO为0.5～3.0％，BaO为0.25～1.30％，SnO2为0.05～0.15％，及其不可避免引入的杂质。将上述原料混合均匀，熔制和澄清后，经过溢流下拉制成液晶基板玻璃。本发明专利技术使用环保型氧化物SnO2作为澄清剂，不添加碱金属氧化物，在不污染环境的前提下达到消除气泡的目的。

Liquid crystal substrate glass and its preparation method

The invention provides an environment friendly liquid crystal substrate glass and a preparation method thereof. The percentage by mass of oxide, which comprises the following components: SiO2 of 60 ~ 65%, Al2O3 is 15 ~ 18%, B2O3 is 8 ~ 12%, CaO is 6 ~ 8%, MgO is 0.5 ~ 2%, SrO is 0.5 ~ 3%, BaO is 0.25 ~ 1.30%, 0.05 ~ 0.15% SnO2, and its impurities the inevitable introduction. The above material is mixed evenly, melted and clarified, and then made into liquid crystal substrate glass by overflow drop. The environmental protection type oxide SnO2 is used as a clarifying agent without adding alkali metal oxide, and the purpose of eliminating the bubbles is achieved without polluting the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种液晶基板玻璃及其制备方法
本专利技术属于液晶基板玻璃
，具体为一种环保型液晶基板玻璃及其制备方法。
技术介绍
随着平板显示技术(FPD)的发展，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)技术也在向环保、节能的方向发展；TFT-LCD产品因其具有易实现彩色多媒体显示、工作电压低、节能省电、轻薄、高画质、全彩色、高清晰度、高分辨率及无辐射、无环境污染等诸多优势，已经成为平板显示技术乃至显示器市场的主流产品。TFT-LCD基板玻璃是TFT-LCD显示器面板的前后两片关键玻璃材料，分别用作底层薄膜晶体管阵列基板(TFTArrayBackplane)和彩色滤光片(CF，ColorFilter)的基板，在阵列基板上制作薄膜晶体管以及像素电极等，在彩色滤光片基板上制作彩色显示用的彩色滤波片等，在这两块基板玻璃之间注入液晶材料而实现液晶显示。TFT-LCD基板玻璃主要有两个作用：一是使液晶保持一定厚度；二是承载驱动所必需的透明电极和开关元件，所以基板玻璃是TFT-LCD显示器面板的基础和重要组成部分，不仅在TFT-LCD面板成本中所占比例大(约为15％～18％)，而且对LCD面板的质量和显示器产品的性能的影响也十分巨大，显示器的分辨率、透光率、重量及视角等关键技术指标都与基板玻璃密切相关，TFT-LCD面板的性能和质量在很大程度上取决于基板玻璃，目前TFT-LCD基板玻璃已成为TFT-LCD发展的关键原材料之一。在制备TFT-LCD面板时，需要在基板玻璃的一个表面制作各种膜、电路和图形，首先要通过溅射、化学气相沉积(CVD)等技术在基板玻璃表面形成透明导电膜、绝缘膜、半导体(多晶硅、无定型硅等)膜及金属膜，然后通过光蚀刻技术形成各种电路和图形。在膜沉积和光蚀刻阶段，基板玻璃要经受各种热处理和化学作用，其中半导体膜的形成过程要经受500～600℃高温处理。一般在商业上应用的TFT-LCD基板玻璃应满足如下性质要求：1)玻璃中基本不含碱金属氧化物。因为在高温热处理过程中，碱金属离子会扩散到半导体膜层，损害半导体膜的性能。2)玻璃具有与多晶硅和无定形硅材料相匹配的膨胀系数，其最佳值约为(30～38)×10-7/℃，二者之间的差异一般不超过20％。3)具有较高的尺寸精度。在制造TFT-LCD工艺过程中包括多次精密光刻，因此要求基板玻璃在外形尺寸甚至边缘的加工精度达到0.1mm的误差，但最重要的是对基板玻璃的表面平整度和厚度的质量要求是非常严格的，假如TFT-LCD基板玻璃精度不能保证，则构成LCD的两片基板玻璃的间距就会有局部的误差，这些尺寸精度都将直接影响到电场和像素，使显示器产生灰度和色彩不均匀；平面度低的基板玻璃在光刻过程中也会带来问题，如曝光时不能在整个平面上聚焦，电路会出现缺陷等。4)具有高的耐热性，防止热处理过程中基板玻璃的收缩和变形，其应变点不应低于650℃，甚至更高。5)耐化学腐蚀性好。在TFT-LCD生产工艺过程中，基板玻璃需要经过多种强酸强碱化学溶液的清洗和蚀刻，最后形成各种图形，包括浓度约10％的缓冲氢氟酸溶液(BHF)等，为避免玻璃中成分的析出，以及各种刻蚀溶液不能使显示器产生可见的残留物或干扰薄膜沉积，基板玻璃必须具有良好的耐化学腐蚀性。6)具有轻质、高强度的特性。特别是对于大尺寸平面显示器，希望尽量减轻基板玻璃的重量。对于大尺寸LCD基板玻璃，厚度在0.7mm或0.5mm时基板面积达到1m2～2m2，或更大的尺寸。为防止基板玻璃在运输、加工过程中由于重力原因造成基板玻璃下垂变形以及破碎等，必须提高基板玻璃的抗弯强度，使基板玻璃受外力或自身重力时不发生形变或发生较小的形变。7)具有好的透光率。由于LCD的显示采用“背透式”照射方式，背光源发光的利用率受到液晶材料角度、滤色板等有机染料影响，背光源的发光利用率不高，亮度显著不如CRT、PDP及OLED等显示技术，因此提高光源利用率以达到提升亮度一直是液晶显示器致力发展的方向。所以，提高液晶基板玻璃的透光率能够更好的发挥其作用。目前主流基板玻璃透光率达到90％以上，并且透光率越来越好。8)表面和内部缺陷少。TFT-LCD基板玻璃要求具有良好的表面和内部质量，在制造电路的表面应该没有任何的划伤和缺陷，内部的气泡和其他玻璃缺陷应小于几微米，以免损伤电路，影响显示器显示图像的质量。TFT-LCD基板玻璃上的薄膜元件的膜厚约几十至几百纳米，元件电极及线宽等尺寸一般为几微米。如果基板玻璃表面的缺陷(擦伤、划痕、表面凹凸、尘屑污染等)大于25μm，则会引起电路断线，薄膜附着力差，造成产品报废或性能降低。因此，基板玻璃表面一定要平滑和纯净，无檫伤和划痕，而且，基板玻璃表面的粗糙度只要超过数纳米就会造成画面不光滑(指显示画面不光滑，表现为线条、图形、颜色等的不连续，过渡不自然等)等问题，所以成形后的基板玻璃的质量极为重要，微小的气泡、结石、条纹、表面凹坑以及表面划痕等缺陷都会使显示器出现误差，影响显示图像的质量，因此不能存在任何的结石、条纹、气泡、划痕等缺陷。为了减少基板玻璃中气泡、结石、条纹等缺陷，提高基板玻璃的质量，熔化基板玻璃的熔窑系统配有铂金通道系统，经过高温熔融的玻璃液流入铂金通道系统后经过澄清、均化等工艺最后在成形装置中形成超薄基板玻璃。TFT-LCD基板玻璃的上述性能主要是由基板玻璃的化学组成来决定的，基板玻璃的上述性能特点在化学组成上要求很高，其生产工艺和条件都要求很高。因此，研究基板玻璃的成型工艺和玻璃配方的组成，对提高基板玻璃的性能，达到经济、环保有着非常重要意义。目前生产液晶基板玻璃的几种成熟方法中，普遍采用的技术是溢流下拉法。因为采用溢流下拉法生产的基板玻璃无需后续工序的表面研磨和抛光。适用于溢流下拉法的无碱玻璃基本属于RO-SiO2-Al2O3和RO-SiO2-Al2O3-B2O3系列，而且以RO-SiO2-Al2O3-B2O3系列为主。为了使无碱铝硼硅酸盐玻璃在高温下易于澄清和均化，在玻璃配方中必须含有一部分能够受热分解放出气体的原料，所以在配合料中碱土金属氧化物CaO和SrO分别由碳酸钙和硝酸锶引入，但由于无碱铝硼硅酸盐玻璃的高温粘度大，玻璃熔体中的气泡不易排出，不利于玻璃的澄清，所以在玻璃配方中必须引入合适的澄清剂。对于一些在玻璃熔化中使用的传统型玻璃澄清剂如氧化砷、氧化锑以及氟化物等，虽然这些澄清剂的澄清能力和助熔能力较高，但这些澄清剂的价格昂贵而且氧化砷、氟化物等化合物排放到大气中会严重污染环境，而且随着TFT-LCD基板玻璃的发展，以及欧盟在电子和电气设备中禁止使用有害物质的限制指令(RoHS)和欧盟关于废弃电子和电气设备的法案(WEEE)的提出，研发适用于TFT-LCD用环保型无碱铝硼硅酸盐玻璃是未来的发展趋势，所以基于对环境保护的考虑，本配方中不使用对环境有害的含重金属元素的氧化物如As2O3和Sb2O3作为澄清剂，而对于一些稀土澄清剂如CeO2则会使玻璃中出现众多小气泡，而且加入CeO2的玻璃容易使玻璃发黄显色并且需要较高的熔融温度才能产生澄清效果，而使用卤素化合物作澄清剂不仅会对窑炉的耐火材料产生强烈的腐蚀作用，而且还会污染环境，所以本专利技术中采用对环境无害的环保型氧化物SnO2作为澄清剂。
技术实现思路
针对现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型液晶基板玻璃，其特征在于，按氧化物的质量百分比计，由如下组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种环保型液晶基板玻璃，其特征在于，按氧化物的质量百分比计，由如下组分组成：及其不可避免引入的杂质。2.根据权利要求1所述的一种环保型液晶基板玻璃，其特征在于，SiO2由石英粉引入，B2O3由硼酸引入，Al2O3由氧化铝粉引入，CaO由碳酸钙引入，SrO由硝酸锶引入，MgO由碳酸镁引入，BaO由硝酸钡引入，SnO2由二氧化锡引入；石英粉、硼酸、氧化铝粉、碳酸钙、硝酸锶、碳酸镁、硝酸钡和二氧化锡的纯度均大于99％。3.根据权利要求1所述的一种环保型液晶基板玻璃，其特征在于，按氧化物的质量百分比计，不可避免引入的杂质包括：不大于0.08％的ZrO2，不大于0.02％的Na2O，不大于0.02％的K2O，不大于0.015％的Fe2O3，不大于0.015％的TiO2。4.根据权利要求1所述的一种环保型液晶基板玻璃，其特征在于，液晶基板玻璃在500～650nm波长中，光透过率大于92％；抗弯强度大于110MPa；应变点高于650℃；在30～380℃范围内的热膨胀系数为(30～38)×10-7/℃；析晶温度为1135～1172℃。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯宏荣，魏民生，白睿，
申请(专利权)人：彩虹合肥液晶玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34