[发明专利]一种不含硼的无碱铝硅酸盐玻璃

说明书

一种不含硼的无碱铝硅酸盐玻璃，解决了现有无碱铝硅酸盐玻璃中氧化硼造成玻璃应变点降低、玻璃密度大、弹性模量不够高以及澄清剂使用不当的技术问题，采用的技术方案是，所述无碱玻璃的组成成分及按摩尔百分比计算配比包括：SiO268.5~72.5%，Al2O312.5~16%，MgO2~6%，CaO3.5~5.5%，SrO0.5~3.5%，BaO1~5%，ZnO0.5‑4%。本发明具有较高的化学稳定性，具有较高的应变点，具有较高的杨氏模量，具有较高的比模数，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。

技术领域

本发明属于玻璃制造领域，涉及一种碱土铝硅酸盐玻璃及其组分，不含碱金属。本发明是一种绿色环保型玻璃，具有较高的化学稳定性和机械性能；具有较低的膨胀系数和液相线温度；它可广泛适用于制作平面显示及照明的玻璃基板、光伏器件或者其他光电器件的玻璃基板，玻纤等行业用玻璃组合物。特别是一种不含硼的无碱铝硅酸盐玻璃。

背景技术

随着光电行业的快速发展，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、有机发光二极管以及应用低温多晶硅技术的有源矩阵液晶显示器件，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技术。主流的硅基TFT可分为非晶硅TFT、多晶硅TFT和单晶硅TFT，其中非晶硅TFT为现在主流TFT-LCD应用的技术，非晶硅TFT技术在生产制程中的处理温度可以在300~450℃温度下完成。而LTPS多晶硅TFT在制造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了更高的要求，优选的应变点高于650℃，更优选的是高于670℃、700℃、720℃，以使基板在面板制程中具有尽量小的热收缩，因此基板的应变点温度越高越好。同时玻璃基板的热膨胀系数需要与硅的热膨胀系数相近，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28~39×10-7/℃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。

用于平面显示的玻璃基板，需要通过溅射、化学气相沉积等技术在底层基板玻璃表面形成透明导电膜、绝缘膜、半导体膜及金属膜，然后通过光蚀刻技术形成各种电路和图形，如果玻璃含有碱金属氧化物，在热处理过程中碱金属离子扩散进入沉积半导体材料，会损害半导体膜特性，因此，TFT玻璃应不含碱金属氧化物。现有技术，首选的是以SiO2、Al2O3、B2O3、碱土金属氧化物MgO、CaO、SrO等为主成分的碱土铝硅酸盐玻璃。

大多数硅酸盐玻璃的应变点随着玻璃形成体含量的增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，增加能耗和生产成本。因此，通过组分改良，使得低温粘度增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口。

在高铝无碱硅酸盐玻璃体系中，添加氧化硼B2O3可以带来良好的助熔效果，同时有利于提升玻璃耐化性。但是在低温粘度区，B2O3却使得玻璃应变点显著降低，那么如何同时提高玻璃基板的耐化性和应变点温度就成为长期困扰本领域技术人员的一道难题。

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、与玻璃的弹性模量成反比。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。