一种不含硼低热收缩率基板玻璃的制作方法

    专利2025-12-27  20


    本发明涉及玻璃制造,具体为一种不含硼低热收缩率基板玻璃。


    背景技术:

    1、随着电子行业的发展,对有源矩阵液晶显示器(amlcd)、有机发光二极管(oled)以及低温多晶硅液晶显示器(ltps tft-lcd)等多种显示器件的需求逐渐增加,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。主流的硅基tft可分为单晶硅tft、多晶硅tft和非晶硅tft,非晶硅tft技术在整个生产制程中的温度处理范围为300~450℃。而在ltps多晶硅tft制造过程中需要经过450~600℃高温多次处理,要求基板玻璃在处理过程中不能发生显著变形,即基板玻璃必须具有足够小的“热收缩”,而基板玻璃的热收缩率与应变点成反比,这就要求基板玻璃应变点尽可能高。

    2、基板玻璃在加工过程中是水平放置的,由于自重会产生一定程度的下垂,最大下垂量(s)表示为s=k*(l4/t4)*(ρ/e),式中,k为常数,ρ为密度,e为弹性模量,l为支撑间距,t为基板玻璃厚度,其中,(ρ/e)为比模数的倒数。基板玻璃下垂量(s)与密度成正比、与弹性模量成反比。由于基板玻璃制造朝向大尺寸、轻薄化方向发展,大尺寸基板玻璃的下垂将妨碍加工点之间运送玻璃的箱体装入、取出等,因此可以通过减小ρ并增大e而降低下垂量,使其具有较高的比模数。

    3、在无碱玻璃体系中,b2o3的添加能够产生良好助熔效果,增大低温粘度和降低高温粘度,降低玻璃的失透温度及热膨胀系数,并能够提升玻璃耐化性。但在低温粘度区,b2o3会显著降低玻璃应变点,增加玻璃的热收缩率,同时b2o3在高温时具有挥发性,且含量过多会降低玻璃的杨氏模量,使基板玻璃的挠曲量变大。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中存在的不含硼玻璃体系热收缩率高、强度低的问题,本发明提供一种不含硼低热收缩率基板玻璃。

    2、为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

    3、本发明提供一种不含硼低热收缩率基板玻璃,按摩尔百分比计包括以下原料组分:68.7%~74.5%sio2、13.0%~15.6%al2o3、3.0%~5.0%mgo、3.0%~5.0%cao、0.5%~3.0%sro、0~2.0%zno和0~1.0%tio2。

    4、优选地,按摩尔百分比计包括一下原料组分:70.7%~74.5%sio2、13.5%~15.3%al2o3、3.5%~4.6%mgo、3.5%~4.6%cao、1.0%~2.6%sro、0.5%~1.7%zno和0~0.6%tio2。

    5、优选地,还包括sno。

    6、优选地,按摩尔百分比计,所述sno≤0.5%。

    7、优选地,按氧化物摩尔百分比计,(sio2+al2o3)>81%。

    8、优选地,按氧化物摩尔百分比计,mgo/(mgo+cao+sro)≥0.3。

    9、优选地,按氧化物摩尔百分比计,定义c值如下:

    10、c=0.64*sio2+1.21*al2o3+12.25*(mgo+cao+sro)+2.56*zno+67.24*tio2

    11、c的值为0~2.05。

    12、进一步地,热收缩率<15ppm,比模数>30gpa/g/cm3。

    13、进一步地,玻璃应变点>730℃,杨氏模量>80gpa。

    14、进一步地,密度<2.6g/cm3,热膨胀系数为38×10-7~41×10-7/℃。

    15、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    16、本发明一种不含硼低热收缩率基板玻璃。

    17、一种不含硼低热收缩率基板玻璃,按摩尔百分比计包括以下原料组分:68.7%~74.5%sio2、13.0%~15.6%al2o3、3.0%~5.0%mgo、3.0%~5.0%cao、0.5%~3.0%sro、0~2.0%zno和0~1.0%tio2。其中,sio2是网络生成体氧化物,sio2的加入高时,有助于降低热膨胀系数、提高应变点和增强耐化性;al2o3是中间体氧化物,al2o3的加入有助于提高玻璃的应变点、杨氏模量、粘度、耐热性、耐化性和机械强度,同时能降低玻璃的结晶倾向和热膨胀系数;mgo、cao和sro是网络外体氧化物,是不降低应变点而降低高温粘度、显著提高熔融性的有效成分,其复配使用,能够更好的提高玻璃杨氏模量而不增大密度和热膨胀系数的同时,增加玻璃的耐化性和机械强度;zno是改善熔融性的有效成分,也能够降低玻璃高温粘度,并有利于消除气泡;同时在软化点以下有增加玻璃强度、硬度、耐化学性和减小热膨胀系数的作用。添加适量zno有助于抑制析晶并降低析晶温度;tio2是改善熔融性的有效成分,还可降低高温粘性和改善耐化性。经检测,通过以上组分的复配制备得到的基板玻璃在不含硼的条件下,热收缩率<15ppm,比模数>30gpa/g/cm3,玻璃应变点>730℃,杨氏模量>80gpa,密度<2.6g/cm3,热膨胀系数为38×10-7~41×10-7/℃,具有更低的融化和成型温度的同时,具有更小的密度,更大的杨氏模量、更好的耐化性和更低的热收缩率,生产成本低,基板玻璃内部和表面缺陷少,合格率高。

    18、所述基板玻璃原料组分中还包括sno,sno作为澄清剂加入,可提高基板玻璃的透光率。



    技术特征:

    1.一种不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,按摩尔百分比计包括以下原料组分:68.7%~74.5%sio2、13.0%~15.6%al2o3、3.0%~5.0%mgo、3.0%~5.0%cao、0.5%~3.0%sro、0~2.0%zno和0~1.0%tio2。

    2.根据权利要求1所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,按摩尔百分比计包括一下原料组分:70.7%~74.5%sio2、13.5%~15.3%al2o3、3.5%~4.6%mgo、3.5%~4.6%cao、1.0%~2.6%sro、0.5%~1.7%zno和0~0.6%tio2。

    3.根据权利要求1或2所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,还包括sno。

    4.根据权利要求3所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,按摩尔百分比计,所述sno≤0.5%。

    5.根据权利要求1所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,按氧化物摩尔百分比计,(sio2+al2o3)>81%。

    6.根据权利要求1所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,按氧化物摩尔百分比计,mgo/(mgo+cao+sro)≥0.3。

    7.根据权利要求1所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,按氧化物摩尔百分比计,定义c值如下:

    8.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,热收缩率<15ppm,比模数>30gpa/g/cm3。

    9.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,玻璃应变点>730℃,杨氏模量>80gpa。

    10.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的不含硼低热收缩率基板玻璃,其特征在于,密度<2.6g/cm3,热膨胀系数为38×10-7~41×10-7/℃。


    技术总结
    本发明涉及玻璃制造技术领域,尤其涉及一种不含硼低热收缩率基板玻璃,按摩尔百分比计包括以下原料组分:68.7%~74.5%SiO2、13.0%~15.6%Al2O3、3.0%~5.0%MgO、3.0%~5.0%CaO、0.5%~3.0%SrO、0~2.0%ZnO和0~1.0%TiO2。通过以SiO2作为网络生成体氧化物,结合中间体氧化物Al2O3以及网络外体氧化物CaO、MgO、SrO和ZnO,配合TiO2的加入,使基板玻璃的在不含硼条件下,热收缩率<15ppm,比模数>30Gpa/g/cm3,玻璃应变点>730℃,杨氏模量>80GPa,密度<2.6g/cm3,热膨胀系数为38×10‑7~41×10‑7/℃。解决现有技术中,不含硼玻璃体系热收缩率高、强度低的问题。

    技术研发人员:金思颐,张伟利,王志安,韩巧巧,季永忠
    受保护的技术使用者:彩虹集团(邵阳)特种玻璃有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-93593.html

    最新回复(0)