平面显示器用的硅酸盐玻璃基板制造技术

平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，所述的玻璃基板原片中各化学成分按质量百分比组成如下：SiO256~65%，Al2O315~24%，B2O34~10%，MgO4~8%，CaO3~10%，SrO0.1~6%，SnO0.01~0.2%，Y2O3?0.1-5%，La2O3??0-4%。本配方中采用氧化亚锡SnO作为澄清剂，SnO是容易得到的物质且已知无有害性质；添加Y2O3和/或La2O3的玻璃，能够使应变点大幅提升，更可贵的是同时使玻璃熔化温度降低，较低的熔化温度对生产良率的提升、能源降耗及成本的控制都有巨大好处。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃制造领域，涉及ー种碱土铝硼硅酸盐玻璃组分，它可广泛适用于制作平面显示器的玻璃基板，特别适合于低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPSTFT-IXD)基板玻璃及有机电激发光显示器(OEL)基板玻璃。
技术介绍
随着平面显示行业的快速发展，对各种显示器件的需求正在不断增长，比如有源矩阵液晶显示(AMIXD)、有机发光二极管(OLED)以及应用低温多晶硅技术的有源矩阵液晶显示(LTPS TFT-IXD)器件，这些显示器件都基于使用薄膜半导体材料生产薄膜晶体管(TFT)技术。目前，硅基TFT可分为非晶硅(a-Si)TFT、多晶硅(p_Si)TFT和单晶硅(SCS)TFT，其中非晶硅(a-Si) TFT为现在主流TFT-IXD应用的技术，但是，在非晶硅薄膜上制作的 有源矩阵TFT由于其电子迁移率低，而不得不将器件面积作得稍大，因此在很小的像素面积上占据了不少比例，使像素的开ロ率(有效像素面积/全部像素面积)仅70%左右。严重影响了背光源的有效利用，而无源液晶显示虽然不能显示视频图象，但是其开ロ率高(不计像素间隔，可达100%)，在开ロ率方面的相互竞争，导致人们开发了开ロ率达80%以上的多晶硅TFT有源矩阵，即P-TFT-IXD。多晶硅的电子迁移率比非晶硅的电子迁移率高ー个数量级，因此器件可以作小一些，开ロ率自然高。而且，由于电子迁移率提高了ー个数量级，可以满足AMOLED对驱动电流的要求。同时LTPS多晶硅(p_Si) TFT可以提高显示器的响应时间，提高显示器的亮度，并且完全可以将速度不是很高的行列驱动器也作在液晶显示器基板的多晶娃层上，使面板同时具有窄框化(Narrow Frame Size)与高画质的特性,可以制造更加轻薄的显示器件。非晶硅(a-Si)TFT技术，在生产制程中的处理温度可以在30(T450°C温度下完成。LTPS多晶硅(P-Si)TFT在制程过程中需要在较高温度下多次处理，基板必须在多次高温处理过程中不能发生变形，这就对基板玻璃性能提出更高的要求，优选的应变点高于650°C，更优选的是高于670°C、720°C。同时玻璃基板的膨胀系数需要与硅的膨胀系数相近，尽可能减小应力和破坏，因此基板玻璃优选的线性热膨胀系数在28 39X10_7/°C之间。为了便于生产，降低生产成本，作为显示器基板用的玻璃应该具有较低的熔化温度和液相线温度。大多数硅酸盐玻璃的应变点随着玻璃形成体含量的増加和改性剂含量的减少而增高。但同时会造成高温熔化和澄清困难，造成耐火材料侵蚀加剧，増加能耗和生产成本。因此，通过组分改良，使得低温粘度増大的同时还要保证高温粘度不会出现大的提升，甚至降低才是提高应变点的最佳突破ロ。用于平面显示的玻璃基板，需要通过溅射、化学气相沉积(CVD)等技术在底层基板玻璃表面形成透明导电膜、绝缘膜、半导体(多晶硅、无定形硅等)膜及金属膜，然后通过光蚀刻(Photo-etching)技术形成各种电路和图形,如果玻璃含有碱金属氧化物(Na2O, K2O,Li2O),在热处理过程中碱金属离子扩散进入沉积半导体材料，损害半导体膜特性，因此，玻璃应不含碱金属氧化物，首选的是以Si02、A1203、B2O3、碱土金属氧化物RO (RO=Mg, Ca、Sr)等为主成分的碱土铝硼硅酸盐玻璃。在玻璃基板的加工过程中，基板玻璃是水平放置的，玻璃在自重作用下，有一定程度的下垂，下垂的程度与玻璃的密度成正比、与玻璃的杨氏模量成反比。随着基板制造向着大尺寸、薄型化方向的发展，制造中玻璃板的下垂必须引起重视。因此应设计组成，使基板玻璃具有尽可能低的密度和尽可能高的弹性模量。为了得到无泡的无碱玻璃，利用澄清气体，从玻璃熔液中驱逐玻璃反应时产生的气体，另外在均质化熔化吋，需要再次利用产生的澄清气体，増大泡层径，使其上浮，由此取出參与的微小泡。可是，用作平板显示器用玻璃基板的玻璃熔液的粘度高，需用较高的温度熔化。在此种的玻璃基板中，通常在130(Γ1500度引起玻璃化反应，在1500度以上的高温下脱泡、均质化。因此，在澄清剂中，广泛使用能够在宽的温度范围(130(Γ1700度范围)产生澄清气体的 As2O3。 但是，As2O3的毒性非常强，在玻璃的制造エ序或废玻璃的处理时，有可能污染环境和带来健康的问题，其使用正在受到限制。曾尝试用锑澄清来替代砷澄清。然而，锑本身存在引起环境和健康方面的问题。虽然Sb2O3的毒性不像As2O3那样高，但是Sb2O3仍然是有毒的。而且与砷相比，锑产生澄清气体的温度较低，除去此种玻璃气泡的有效性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环境友好型、性能更完美的平面显示器玻璃基板的组分设计，提供一种澄清剂即使不使用As2O3和/或Sb2O3,也不存在成为表面缺陷的玻璃基板的配方，设计了平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，利用该配方制得的玻璃基板符合环保要求，不含As203、Sb2O3及其化合物，同时该玻璃不含重金属钡及其化合物，具有较高的应变点，具有较高的透过率，具有较低的熔化温度，具有较低的液相线温度，具有较低的密度，符合平板显示行业发展趋势。本专利技术采用的技术方案是平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，关键在于所述的玻璃基板原片中各化学成分按质量百分比组成如下 SiO256 65%， Al2O315 24%， B2O34 10%， MgO4 8%， CaO3 10%， SrOO. Γ6%, SnOO. OI O. 2%, Y2O3O. 1-5%, La2O30_4%ο本专利技术的有益效果是1、澄清剂氧化亚锡SnO，SnO是容易得到的物质，且已知无有害性质，単独使用其作为玻璃澄清剂时，有较高的产生澄清气体的温度范围，适合此种玻璃气泡的消除；2、添加三氧化ニ钇Y2O3和/或三氧化ニ镧La2O3的玻璃，能够使应变点大幅提升，更可贵的是同时使玻璃熔化温度降低。后者正是玻璃生产者最希望看到的，较低的熔化温度对生产良率的提升、能源降耗及成本的控制都有巨大好处；3、借助于本专利技术提供的玻璃组分配方生产的玻璃基板经检测可以达到以下的技术指标在50 380度的热膨胀系数为28 37 X 10_V°C;应变点在720°C以上，密度小于2. 55g/cm3,液相线温度低于1150°C度，液相线粘度大于100000泊，每公斤玻璃基板中泡径在> O. Imm内的气泡数目不可见。具体实施例方式平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，重要的是所述的玻璃基板原片中各化学成分按质量百分比组成如下 SiO256 65%， Al2O315 24%， B2O34 10%， MgO4 8%， CaO3 10%， SrOO. Γ6%, SnOO. OI O. 2%, Y2O3O. 1-5%, La2O30_4%ο所述的MgO、CaO、以及SrO的质量和占总量的8 20%。所述的Y2O3和La2O3的质量和占总量的O. f 8%。B2O3的优选质量百分比为4 7%。Al2O3的优选质量百分比为16 21%。Y2O3的优选质量百分比为O. 5^4. 5%。La2O3的优选质量百分比为0 3· 5%。SnO的优选质量百分比为O. 08 O. 15%。SiO2的优选质量百分比为58 64%。本专利技术在实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，其特征在于所述的玻璃基板原片中各化学成分按质量百分比組成如下 SiO256 65%， Al2O315 24%， B2O34 10%， MgO4 8%， CaO3 10%， SrOO. Γ6%， SnOO. ΟΓΟ. 2%， Y2O3O. 1-5%， La2O30_4%ο2.根据权利要求I所述的平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，其特征在于所述的MgO、CaO、以及SrO的质量和占总量的8 20%。3.根据权利要求I所述的平面显示器用的硅酸盐玻璃基板，其特征在于所述的Y2O3和La2O3的质量和占总量的O.广8%。4.根据权利要求I所述的平面显示器用的硅酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广涛，闫冬成，田颖，刘文泰，李兆廷，
申请(专利权)人：东旭集团有限公司，
类型：发明
国别省市：