本公开涉及一种玻璃组合物以及TFT‑LCD玻璃基板及其制备方法和应用，以组合物总重量为基准，该组合物包括：57‑62重量％的SiO2，13‑20重量％的Al2O3，5‑10重量％的B2O3，8‑12重量％的MgO，1‑5重量％的CaO，1‑5重量％的ZnO，1‑3重量％的SrO，以及2‑9重量％的ReF3，其中，Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种。本公开在玻璃组合物中添加稀土氟化物，能够在制备TFT‑LCD玻璃基板的过程中使硼挥发量降低6‑10％，玻璃得率达到95％以上，并且所制备的TFT‑LCD玻璃基板具有优异的性能。
Glass composition and TFT LCD glass substrate and preparation method and application thereof
【技术实现步骤摘要】
玻璃组合物以及TFT-LCD玻璃基板及其制备方法和应用
本公开涉及玻璃制造领域，具体地，涉及一种玻璃组合物以及TFT-LCD玻璃基板及其制备方法和应用。
技术介绍
进入21世纪以来，平板显示技术得到迅猛发展，并逐步取代了传统的CRT(Cathoderaytube，阴极射线管)型显示产品。在众多的新型平板显示技术中，TFT-LCD(Thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay，薄膜晶体管液晶显示器)，又称为AM-LCD(Activematrixliquidcrystaldisplay，有源矩阵型液晶显示器)成为主流的彩色平板显示技术，TFT-LCD因其有效显示尺寸大、清晰度高、重量轻、环保性能好等优势逐步受到消费者的认可，广泛应用于数显手表、手机、数字播放器(如MP4、MP5等)、数码照相机、车载导航仪等小型终端显示设备以及电视、笔记本电脑、台式机显示器等。TFT-LCD玻璃基板是TFT-LCD显示器面板的前后两片关键玻璃材料，分别用作薄膜晶体管阵列的底板(TFTarraybackplane)和彩色滤光片(CF，colorfilter)，而玻璃基板是TFT-LCD显示器面板的重要组成部分，不仅在TFT-LCD面板成本中所占比例大(约为18％～20％)，而且对显示器产品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玻璃基板密切相关，TFT-LCD面板的性能和质量在很大程度上取决于玻璃基板，目前玻璃基板成为TFT-LCD发展的主要制约因素。TFT-LCD生产方法主要有溢流下拉法、铂金下拉法、浮法。熔窑规模都很小，熔化量在5～30t/d。熔化方式除采用天然气外，还必须增加电助熔系统。为了减少玻璃中疙瘩、气泡等缺陷，提高玻璃的质量，熔窑配有铂金系统(澄清器、搅拌器、冷却器及供料管等)，经过高温熔制的玻璃液，流入铂金系统经澄清、均化后在成形装置形成玻璃板。TFT-LCD玻璃基板是在硼铝硅酸盐玻璃的基础上发展起来的，加入B2O3调节玻璃的性能，是玻璃组成中不可缺少的组分，但是在玻璃熔制过程中硼、氟，以氟硅酸(H2SiF6)、氢氟酸(HF)和氟硼酸盐的形式挥发，硼挥发量在12-15％，不但影响玻璃成分的均一性和玻璃的使用性能，而且会污染环境，可见，降低TFT-LCD液晶玻璃基板生产过程中硼挥发，成为人们关注的焦点。
技术实现思路
本公开的目的是为了解决TFT-LCD液晶玻璃基板生产过程中硼挥发的问题，提供一种玻璃组合物以及TFT-LCD玻璃基板及其制备方法和应用。为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种玻璃组合物，以组合物总重量为基准，该组合物包括：57-62重量％的SiO2，13-20重量％的Al2O3，5-10重量％的B2O3，8-12重量％的MgO，1-5重量％的CaO，1-5重量％的ZnO，1-3重量％的SrO，以及2-9重量％的ReF3，其中，Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种。可选地，以组合物总重量为基准，所述组合物包括：58-61重量％的SiO2，17-19重量％的Al2O3，7-9重量％的B2O3，9-11重量％的MgO，1-3重量％的CaO，1-3重量％的ZnO，1-2重量％的SrO，以及3-6重量％的ReF3。可选地，所述Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu和Gd中的至少一种。可选地，所述Re为选自Y、La和Ce中的至少一种。可选地，所述Re为Y和La，YF3与LaF3的重量比为1：(1-5)。本公开第二方面：提供一种采用本公开第一方面所述的组合物制备TFT-LCD玻璃基板的方法，该方法包括：将所述SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、ZnO、SrO和ReF3混合均匀，然后进行熔融均化、成型并退火，得到TFT-LCD玻璃基板。可选地，所述熔融的条件为：温度为1560-1650℃，时间为6-12h。可选地，所述退火的条件包括：温度为500-700℃，时间为3-7h。本公开第三方面：提供一种由本公开第二方面所述的方法制备的TFT-LCD玻璃基板。本公开第四方面：提供本公开第三方面所述的TFT-LCD玻璃基板在制备显示器件中的应用。通过上述技术方案，本公开在玻璃组合物中添加稀土氟化物，能够在制备TFT-LCD玻璃基板的过程中使硼挥发量降低6-10％，玻璃得率达到95％以上，并且所制备的TFT-LCD玻璃基板具有优异的性能。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开第一方面：提供一种玻璃组合物，以组合物总重量为基准，该组合物包括：57-62重量％的SiO2，13-20重量％的Al2O3，5-10重量％的B2O3，8-12重量％的MgO，1-5重量％的CaO，1-5重量％的ZnO，1-3重量％的SrO，以及2-9重量％的ReF3，其中，Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种。根据本公开，SiO2是构成玻璃骨架的成分，SiO2含量较高，耐化学性和机械强度会增加，玻璃的高温粘度增加，如果SiO2过多，就难以得到料性长的玻璃。SiO2含量较低则不易形成玻璃，应变点下降，膨胀系数增加，耐酸性和耐碱性均会下降。考虑到熔化温度、析晶上限温度、玻璃膨胀系数、机械强度、玻璃料性等性能，本公开的SiO2含量为57-62重量％，优选地，SiO2含量为58-61重量％。根据本公开，Al2O3可以改善玻璃化学稳定性降低玻璃析晶倾向，同时提高弹性模量的成分。Al2O3含量过多，玻璃难以熔制、料性短，Al2O3含量较低，玻璃容易析晶，机械强度较低不利于成型。因此本公开合适的Al2O3的含量为13-20重量％，优选地，Al2O3含量为17-19重量％。根据本公开，B2O3用于提高熔制性能，降低玻璃粘度。另一方面，B2O3还可以降低比重，减小膨胀系数，提高耐BHF性，并且提高玻璃的熔解性，使玻璃不易失透。本公开合适的B2O3的含量为5-10重量％，优选地，B2O3含量为7-9重量％。根据本公开，MgO具有在不降低应变点的情况下降低高温粘度，使玻璃易于熔化的特点，因此有利于玻璃的熔制，能够提高玻璃的稳定性，抑制玻璃析晶倾向。本公开合适的MgO的含量为8-12重量％，优选地，MgO含量为9-11重量％。根据本公开，CaO可以提高玻璃的化学稳定性和机械强度，具有降低高温粘度、增加低温粘度的作用，使玻璃的融化更容易。本公开合适的CaO的含量为1-5重量％，优选地，CaO含量为1-3重量％。根据本公开，ZnO能够改善玻璃的杨氏模量，提高玻璃稳定性，增加离子交换速度和深度。本公开合适的ZnO含量为1-5重量％，优选地，ZnO含量为1-3重量％。根据本公开，SrO作为助熔剂能够防止玻璃出现析晶，提高玻璃的折射率；如果含量过多，玻璃密度会太高，导致产品的质量过重。本公开合适的SrO的含量为1-3重量％，优选地，SrO含量为1-2重量％。根据本公开，ReF3为本公开本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种玻璃组合物，其特征在于，以组合物总重量为基准，该组合物包括：57‑62重量％的SiO2，13‑20重量％的Al2O3，5‑10重量％的B2O3，8‑12重量％的MgO，1‑5重量％的CaO，1‑5重量％的ZnO，1‑3重量％的SrO，以及2‑9重量％的ReF3，其中，Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种玻璃组合物，其特征在于，以组合物总重量为基准，该组合物包括：57-62重量％的SiO2，13-20重量％的Al2O3，5-10重量％的B2O3，8-12重量％的MgO，1-5重量％的CaO，1-5重量％的ZnO，1-3重量％的SrO，以及2-9重量％的ReF3，其中，Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以组合物总重量为基准，所述组合物包括：58-61重量％的SiO2，17-19重量％的Al2O3，7-9重量％的B2O3，9-11重量％的MgO，1-3重量％的CaO，1-3重量％的ZnO，1-2重量％的SrO，以及3-6重量％的ReF3。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述Re为选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu和Gd中的至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭向阳，郭锋，彭飞，刘文泰，王丽红，
申请(专利权)人：芜湖东旭光电装备技术有限公司，东旭光电科技股份有限公司，东旭集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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