硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器技术

本发明专利技术涉及一种硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器。按照质量百分含量计，硅酸盐玻璃包括如下组分：59％～67％的SiO2、14％～19％的Al2O3、6％～9％的B2O3、3％～6％的P2O5、4％～7.5％的MgO、1％～3％的CaO、1％～4.5％的ZnO及0.1％～0.5％的SnO2，B2O3和P2O5的总质量百分含量为9％～14％，且P2O5与B2O3的质量比为0.3～0.8，B2O3和P2O5的质量之和与SiO2、Al2O3、B2O3和P2O5的质量之和的比为0.11～0.15。上述硅酸盐玻璃的热收缩较小且断裂韧性较好。

【技术实现步骤摘要】
硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器
本专利技术涉及显示器领域，特别是涉及一种硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器。
技术介绍
对于LCD显示器用玻璃基板，尤其是采用多晶硅技术在高温下制备的这些显示器，在对玻璃基板进行高温处理步骤之后，玻璃基板会发生一定程度的收缩。玻璃板的收缩会导致在基板表面的半导体器件缺少配准，而致使得到低质量或有缺陷的显示器。LTPS(低温多晶硅，P-Si)TFT在制备过程中需要在较高温度下多次处理，对玻璃基板的热稳定性要求越来越高，而热收缩是衡量玻璃基板热稳定性的重要参数，在显示面板(LCD)的制程中，热收缩会引起玻璃基板尺寸的改变，为了保证玻璃基板上微电子器件能精准配对，这就要求玻璃基板的热收缩越小越好。同时，通常玻璃基板的厚度一般小于0.7mm，从生产基地运输到显示器面板加工厂，且在面板加工中又需多道加工工序，这对玻璃基板的断裂韧性提出了苛刻的要求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种热收缩较小且断裂韧性较好的硅酸盐玻璃。此外，还提供一种硅酸盐玻璃的制备方法、玻璃基板和显示器。一种硅酸盐玻璃，按照质量百分含量计，包括如下组分：其中，所述B2O3和所述P2O5的总质量百分含量为9％～14％，且所述P2O5与所述B2O3的质量比为0.3～0.8，所述B2O3和所述P2O5的质量之和与所述SiO2、所述Al2O3、所述B2O3和所述P2O5的质量之和的比为0.11～0.15。在其中一个实施例中，所述B2O3和所述P2O5的总质量百分含量为10％～14％。在其中一个实施例中，所述P2O5与所述B2O3的质量比为0.4～0.8。在其中一个实施例中，所述B2O3的质量百分含量为7％～9％；及/或，所述P2O5的质量百分含量为4.5％～5.8％。一种硅酸盐玻璃的制备方法，包括如下步骤：将硅源、铝源、硼源、磷源、镁源、钙源、锌源和锡源混合，然后在1600℃～1650℃下熔制，得到玻璃液；及将所述玻璃液成型，再经770℃～820℃下退火，得到硅酸盐玻璃，其中，按照质量百分含量计，所述硅酸盐玻璃包括如下组分：59％～67％的SiO2、14％～19％的Al2O3、6％～9％的B2O3、3％～6％的P2O5、4％～7.5％的MgO、1％～3％的CaO、1％～4.5％的ZnO及0.1％～0.7％的SnO2，所述B2O3和所述P2O5的总质量百分含量为9％～14％，且所述P2O5与所述B2O3的质量比为0.3～0.8，所述B2O3和所述P2O5的质量之和与所述SiO2、所述Al2O3、所述B2O3和所述P2O5的质量之和的比为0.11～0.15。在其中一个实施例中，所述在1600℃～1650℃下熔制的步骤中，熔制的保温时间为4小时～8小时。在其中一个实施例中，所述将所述玻璃液成型的方法为浇注成型。一种玻璃基板，由上述硅酸盐玻璃或上述硅酸盐玻璃的制备方法制备得到的硅酸盐玻璃加工处理得到。一种显示器，包括上述玻璃基板。在其中一个实施例中，显示器为LCD显示器或AMOLED显示器。由于玻璃的热稳定性取决于玻璃组成和其受热过程，虽然严格退火处理的玻璃在下游处理过程中有较小的收缩，但仅通过退火处理仍难以获得热动力稳定的玻璃，为了尽可能地降低玻璃的热收缩，通常会要求在进行TFT制造过程前将玻璃进行第二次热处理，以释放产生紧缩的热动力，这样会造成非常高的工艺复杂性和制造成本，而经研究发现，制备玻璃的应变点与玻璃的热收缩呈负相关，即对于通过给定热处理过程制备的玻璃，制备玻璃的应变点越高，得到的玻璃的收缩越小。而高铝无碱硅酸盐玻璃的应变点通常会随着玻璃网络形成体含量的增加以及网络外体(助溶剂和澄清剂)含量的减少而增高，而玻璃网络形成体含量的增加、网络外体(助溶剂和澄清剂)含量的减少会造成玻璃熔化温度偏高，甚至难以熔化，玻璃液粘度大，气泡难以排出，而上述硅酸盐玻璃其组成组分和组分含量，以使具有上述含量的五氧化二磷(P2O5)能够在保证不会较大增加玻璃高温粘度的情况下，提高玻璃的应变点；同时，上述含量的B2O3有助于将P2O5以[BPO4]单元的形式固定在玻璃结构中，从而提高玻璃的断裂韧性。附图说明图1为一实施方式的硅酸盐玻璃的制备方法的流程图；图2为实施例1～20和对比例1～4的切片玻璃样品在热收缩率测试过程中处理示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一实施方式的硅酸盐玻璃，是一种无碱硅酸盐玻璃，该玻璃可通过浮法、溢流法、狭孔下拉法等生产工艺制备得到。该硅酸盐玻璃按照质量百分含量计，包括如下组分：SiO2(二氧化硅)是形成玻璃的必需成分，且它对于玻璃的强度、化学稳定性等具有提高的作用，但SiO2会增加玻璃的黏度。将SiO2的质量百分含量设定为59％～67％，不仅能够保证玻璃具有合适的强度和耐候性，而且还能够使玻璃合适的黏度。若SiO2的质量百分含量不足59％，则玻璃的强度和耐候性不够；若超过67％，玻璃变得难熔。进一步地，SiO2的质量百分含量为60.5％～64％。Al2O3(氧化铝)是一种玻璃形成剂，以[AlO4]单元的形式固定在玻璃结构中，是必需的组分。同时它能提高玻璃的耐候性，将Al2O3的质量百分含量设定为14％～19％，能够使玻璃具有高的稳定性。如果其质量百分数低于14％，则玻璃的稳定性变差，不能满足上述硅酸盐玻璃的性能要求；如果高于19％，则玻璃的熔融性显著恶化，且容易出现析晶。进一步地，Al2O3的质量百分含量为15.5％～17.8％。B2O3(氧化硼)是一种很好的助溶剂，可降低玻璃液相线温度和膨胀系数，同时提高玻璃的应变点和化学稳定性的能力，但是，如果在玻璃中过多添加则可能由于其易挥发而造成玻璃成分不均，从而可能会造成玻璃有分相和波筋缺陷、加剧高温对炉壁的侵蚀等众多问题，因此，B2O3的质量百分含量限定为6％～9％，进一步地，B2O3的质量百分含量为7％～9％。一方面，P2O5(五氧化二磷)能降低玻璃的黏度，且P2O5能够形成玻璃网络，增强网络结构。B2O3有助于将P2O5以[BPO4]单元的形式固定在玻璃结构中，从而提高玻璃的断裂韧性。另一方面，P2O5的引入会使玻璃的化学稳定性恶化，且含量过高时，玻璃容易析晶；从成本方面考虑，含磷原料价格较高，且高磷玻璃的生产难度也较大，因此，限定P2O5的质量百分含量为3％～6％，进一步地，P2O5的质量百分含量为4.5％～5.8％。由于Si-O键能大，形成的[SiO4]单元结构较难产生塑性变形，且使用B2O3易造成分相和析晶，通过组合使用B2O3和P2O5，并控制B2O3和P2O5的总质量百分含量为9％～14％，且P2O5与B2O3的质量比为0.3～0.8，用硼和磷替代部分S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅酸盐玻璃，其特征在于，按照质量百分含量计，包括如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种硅酸盐玻璃，其特征在于，按照质量百分含量计，包括如下组分：其中，所述B2O3和所述P2O5的总质量百分含量为9％～14％，且所述P2O5与所述B2O3的质量比为0.3～0.8，所述B2O3和所述P2O5的质量之和与所述SiO2、所述Al2O3、所述B2O3和所述P2O5的质量之和的比为0.11～0.15。2.根据权利要求1所述的硅酸盐玻璃，其特征在于，所述B2O3和所述P2O5的总质量百分含量为10％～14％。3.根据权利要求1或2所述的硅酸盐玻璃，其特征在于，所述P2O5与所述B2O3的质量比为0.4～0.8。4.根据权利要求1所述的硅酸盐玻璃，其特征在于，所述B2O3的质量百分含量为7％～9％；及/或，所述P2O5的质量百分含量为4.5％～5.8％。5.一种硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将硅源、铝源、硼源、磷源、镁源、钙源、锌源和锡源混合，然后在1600℃～1650℃下熔制，得到玻璃液；及将所述玻璃液成型，再经770℃～820℃下退火，得到硅酸盐玻璃，其中，按照质量百分含量计，所述硅酸盐玻璃包括如下组分：59％～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘攀，邓臻禄，肖子凡，戴斌，何浩波，孙恒裕，刘建党，陈志鸿，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，深圳南玻应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44