CN104326667A - 一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方 - Google Patents

一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方 Download PDF

Info

Publication number
CN104326667A
CN104326667A CN201310750212.7A CN201310750212A CN104326667A CN 104326667 A CN104326667 A CN 104326667A CN 201310750212 A CN201310750212 A CN 201310750212A CN 104326667 A CN104326667 A CN 104326667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
composition
tft
oxide
boron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310750212.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徐兴军
沈玉国
张广涛
李俊锋
闫冬成
王丽红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHENGDU TAIYISI TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
CHENGDU TAIYISI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHENGDU TAIYISI TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical CHENGDU TAIYISI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201310750212.7A priority Critical patent/CN104326667A/zh
Publication of CN104326667A publication Critical patent/CN104326667A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，关键在于：所述的玻璃的原料配方中各化学组分的质量百分含量为：SiO257~65%，Al2O314~22%，B2O33~12%，MgO5~10%，SrO0~5%，稀土金属氧化物 0.3~5%，上述稀土金属氧化物为氧化镧、或氧化钇、或氧化铈、或氧化钐、或氧化铒、或上述五种物质中两种或两种以上的组合物。本发明通过引入0.3-5wt%的稀土金属氧化物，硼挥发的问题得到控制，硼挥发量从12-15%降低到6-9%，玻璃得率>96%。再者玻璃的性能得到很大改善，50-350℃的热膨胀系数为30-37×10-7/℃，应变点在705℃以上，熔化温度低于1630℃。

Description

一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方
技术领域
本发明属于玻璃生产技术领域，涉及一种适用于制作平面显示器件及平面照明器件，特别适合于低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器基板玻璃、有机电激发光显示器基板玻璃以及有机电激发光照明器件基板玻璃的原料配方。
背景技术
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( Cathode ray tube，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(Thin filmtransistor liquidcrystal display，薄膜晶体管液晶显示器，又称为AM-LCD(Activematrix liquidcrystal display，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基板玻璃是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(TFT array backplane)和彩色滤光片(CF，color filter)，而基板玻璃是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基板玻璃密切相关，TFT-LCD面板的性能和质量在很大程度上取决于基板玻璃，目前基板玻璃成为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***。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***(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***经澄清、均化后在成形装置形成玻璃板。
TFT-LCD 基板玻璃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。
发明内容
本发明为了降低TFT-LCD基板玻璃生产过程中的硼挥发，提供了一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，通过在原料配方中添加稀土元素，以降低含硼玻璃熔化过程中的硼挥发量，进而降低了玻璃熔化温度，提高了玻璃性能。
本发明采用的技术方案是：一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，关键在于：所述的玻璃的原料配方中各化学组分的质量百分含量为：
SiO2              57~65%，
Al2O3             14~22%，
B2O3              3~12%，
MgO              5~10%，
SrO               0~5%，
稀土金属氧化物    0.3~5%，
上述稀土金属氧化物为氧化镧、或氧化钇、或氧化铈、或氧化钐、或氧化铒、或上述五种物质中两种或两种以上的组合物。
优选的，SiO2的质量百分含量为59~62%。
优选的，Al2O3的质量百分含量为16~20%。
优选的，B2O3的质量百分含量为6~10%。
优选的，MgO的质量百分含量为6~9%。
优选的，SrO的质量百分含量为1~3%。
优选的，稀土金属氧化物的质量百分含量为0.5~3%。
更佳优选的，稀土金属氧化物的质量百分含量为0.8~2.8%。
本发明的有益效果是：通过引入0.3-5wt%的稀土金属氧化物，硼挥发的问题得到控制，硼挥发量从12-15%降低到6-9%，玻璃得率>96%。再者玻璃的性能得到很大改善，50-350℃的热膨胀系数为30-37×10-7/℃，应变点在705℃以上，熔化温度低于1630℃。
具体实施方式
以下对本发明的玻璃配方中可含有的成分进行说明，各成分的含有率以重量百分比表示。
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，应变点增高，玻璃的高温粘度增加，SiO2过多，就难以得到料性长的玻璃。SiO2含量较低不易形成玻璃，应变点下降，膨胀系数增加，耐酸性下降，耐碱性下降。SiO2含量选择57-65wt%，更优选范围在59-62wt%。
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。本发明引入14-22wt%的Al2O3，优选Al2O3含量为16-20wt%。
B2O3是用于提高熔制性能，降低玻璃粘度。另一方面降低比重、提高耐BHF性、提高玻璃的熔解性、使玻璃不易失透、且可减小膨胀系数的成分，是必需成分。本发明引入3-12wt%的B2O3，优选6-10wt%B2O3。
MgO有利于玻璃的熔制，提高玻璃的稳定性，抑制玻璃析晶倾向， MgO具有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。本发明选取了5-10wt%MgO，优选6-9wt%MgO。
SrO的摩尔含量为0-5%，作为助熔剂和防止玻璃出现析晶，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。所以SrO的含量确定为1-3%。
稀土金属氧化物氧化镧La2O3、或氧化钇、或氧化铈、或氧化钐、或氧化铒可以显著提高玻璃的弹性模量和应变点，同时可以降低玻璃的熔化温度。以氧化镧La2O3为例，本发明添加La2O3后，稀土元素La的离子势（2.542-2.828）较碱土金属离子的更大，硼酸在加热的过程中，生成镧的不同类型硼酸盐，LaBO3和La(BO2)3，从而降低硼的挥发。具体实施时，稀土金属氧化物可以选用氧化镧La2O3、或氧化钇、或氧化铈、或氧化钐、或氧化铒中的一种或一种以上的组合物，稀土金属氧化物选取范围为0.3-5wt%，优选0.5-3wt%。
具体实施时：按表1、表2中所列的各个实施例称量各氧化物，测试样品制备步骤为：称量-混合-熔融-搅拌-均匀化-成型-退火-加工-性能测试。
具体步骤：按照表1、表2中所列的各个实施例称量各氧化物，充分混合，使其均匀，将混合料倒入坩埚中，高温炉下1610℃-1640℃下保温8-12h。为了使玻璃成分均匀，高温下使用铂金棒搅拌。将熔制好的玻璃液降温至成型所需要的温度范围，制作出平面显示器需要的玻璃基板的厚度，再对成型的玻璃基板进行简单的冷加工处理，最后对玻璃基板的基本物理特性进行测试。可分别得到玻璃的含硼量、玻璃得率、热膨胀系数、应变点、液相温度、高温粘度、弹性模量、密度、光学透过率等特性数据。
表1、表2中的实施例所列玻璃性质按照玻璃领域常用的技术测定。线性热膨胀系数采用卧式膨胀仪测定，在50-350℃范围内的线性热膨胀系数（CTE）用×10-7/℃表示；应变点采用弯曲梁粘度计测试，单位用℃表示；密度采用阿基米德法测定，单位为g/cm3；高温粘度采用圆筒式旋转高温粘度计测定，利用VFT公式计算熔化温度，单位为℃（熔化温度指玻璃熔体粘度达到200泊时的温度）；液相温度采用标准梯度炉测定，单位为℃；弹性模量采用共振法测试；透过率采用紫外-可见分光光度计测试，单位为%。
表1
表2
由表1、表2可以看出，通过各个实施例可以再一次证明：借助于本发明提供的玻璃组分原则生产的玻璃基板经检测可以达到以下的技术指标：在50-350℃范围内的线性热膨胀系数（CTE）为30-37×10-7/℃；应变点采用弯曲梁粘度计测试为大于705℃；密度采用阿基米德法测定为大于2.4g/cm3；高温粘度采用圆筒式旋转高温粘度计测定，利用VFT公式计算熔化温度为大于1619℃（熔化温度指玻璃熔体粘度达到200泊时的温度）；弹性模量采用共振法测试为大于83 GPa；光透过率采用紫外-可见分光光度计测试为大于92%。

Claims (8)

1.一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：所述的玻璃的原料配方中各化学组分的质量百分含量为：
SiO2              57~65%，
Al2O3             14~22%，
B2O3              3~12%，
MgO              5~10%，
SrO               0~5%，
稀土金属氧化物    0.3~5%，
上述稀土金属氧化物为氧化镧、或氧化钇、或氧化铈、或氧化钐、或氧化铒、或上述五种物质中两种或两种以上的组合物。
2.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：SiO2的质量百分含量为59~62%。
3.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：Al2O3的质量百分含量为16~20%。
4.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：B2O3的质量百分含量为6~10%。
5.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：MgO的质量百分含量为6~9%。
6.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：SrO的质量百分含量为1~3%。
7.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：稀土金属氧化物的质量百分含量为0.5~3%。
8.根据权利要求1所述的一种含硼的TFT-LCD基板玻璃的原料配方，其特征在于：稀土金属氧化物的质量百分含量为0.8~2.8%。
CN201310750212.7A 2013-12-31 2013-12-31 一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方 Pending CN104326667A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310750212.7A CN104326667A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310750212.7A CN104326667A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104326667A true CN104326667A (zh) 2015-02-04

Family

ID=52401495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310750212.7A Pending CN104326667A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104326667A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105924172A (zh) * 2016-04-22 2016-09-07 天津大学 一种稀土掺杂陶瓷基金刚石基板材料及其制备方法
CN106220176A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 天津大学 一种金刚石/陶瓷复合基板材料及其制备方法
CN107244805A (zh) * 2017-06-12 2017-10-13 合肥市惠科精密模具有限公司 一种tft‑lcd基板玻璃原料组成
CN107311450A (zh) * 2017-05-19 2017-11-03 合肥市惠科精密模具有限公司 一种用于tft‑lcd屏的环保基板玻璃
CN107879622A (zh) * 2017-09-30 2018-04-06 芜湖东旭光电装备技术有限公司 玻璃组合物以及tft‑lcd玻璃基板及其制备方法和应用
CN109093531A (zh) * 2018-08-23 2018-12-28 沈阳中科超硬磨具磨削研究所 一种控制陶瓷结合剂熔制过程中硼挥发的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445187A (zh) * 2002-03-14 2003-10-01 碧悠国际光电股份有限公司 平面显示器用的基板玻璃组成物
CN102690058A (zh) * 2012-04-01 2012-09-26 东旭集团有限公司 平面显示器用的硅酸盐玻璃基板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445187A (zh) * 2002-03-14 2003-10-01 碧悠国际光电股份有限公司 平面显示器用的基板玻璃组成物
CN102690058A (zh) * 2012-04-01 2012-09-26 东旭集团有限公司 平面显示器用的硅酸盐玻璃基板

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105924172A (zh) * 2016-04-22 2016-09-07 天津大学 一种稀土掺杂陶瓷基金刚石基板材料及其制备方法
CN106220176A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 天津大学 一种金刚石/陶瓷复合基板材料及其制备方法
CN107311450A (zh) * 2017-05-19 2017-11-03 合肥市惠科精密模具有限公司 一种用于tft‑lcd屏的环保基板玻璃
CN107244805A (zh) * 2017-06-12 2017-10-13 合肥市惠科精密模具有限公司 一种tft‑lcd基板玻璃原料组成
CN107879622A (zh) * 2017-09-30 2018-04-06 芜湖东旭光电装备技术有限公司 玻璃组合物以及tft‑lcd玻璃基板及其制备方法和应用
CN109093531A (zh) * 2018-08-23 2018-12-28 沈阳中科超硬磨具磨削研究所 一种控制陶瓷结合剂熔制过程中硼挥发的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104326667A (zh) 一种含硼的tft-lcd基板玻璃的原料配方
JP5941067B2 (ja) 熱安定性および化学安定性の高いガラス組成物
JP5537144B2 (ja) ガラス組成物とそれを用いたフラットパネルディスプレイ用ガラス基板
CN105314848A (zh) 具有改进的总节距稳定性的玻璃
CN105384337A (zh) 玻璃、导光板、背光模组、液晶面板、液晶显示终端及玻璃的制备方法
JP7421171B2 (ja) ガラス
CN102745896A (zh) 用来制造化学强化玻璃的方法以及用于化学强化的玻璃
CN106116143B (zh) 光学玻璃
KR20200036810A (ko) 유리용 조성물, 알칼리 토류 알루미늄 규산염 유리 및 그 제조 방법과 적용
CN105731791A (zh) 一种玻璃用组合物和高透过率玻璃及其制备方法和应用
CN105645762A (zh) 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用
Wang et al. Structure and properties of non-alkali aluminoborosilicate glass containing RE (RE= La, Ce, Nd, Dy, Y, Yb) oxides
CN109437555A (zh) 铝硅酸盐玻璃及其制备方法、盖板和显示装置
CN104326664A (zh) 一种含有氧化锗和氧化镓的铝硅酸盐玻璃
CN108911501A (zh) 一种适用于浮法工艺生产的高硬度无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法与应用
CN104108872B (zh) 环保光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器
CN102030475B (zh) 用于tft-lcd的环保型无碱铝硼硅酸盐玻璃
CN102515524A (zh) 一种硼铝硅酸盐玻璃基板及其制备方法
CN101531458A (zh) 无碱铍铈锌硼硅酸盐玻璃料配方
CN109809687A (zh) 一种用于高分辨率显示器的基板玻璃
CN110330226B (zh) 无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
JP2009203154A (ja) ガラス
WO2020080164A1 (ja) 無アルカリガラス板
CN104276755A (zh) 一种高化学耐久性的无碱硼铝硅酸盐玻璃
CN107879622A (zh) 玻璃组合物以及tft‑lcd玻璃基板及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150204