[发明专利]一种无碱玻璃组合物、无碱玻璃及制备方法和应用

说明书

本公开涉及一种无碱玻璃组合物、无碱玻璃及其制备方法和应用。以组合物总重量为基准，该无碱玻璃组合物包含：58‑63重量％的SiO₂、18‑22重量％的Al₂O₃、1‑4重量％的MgO、4‑6重量％的CaO、0.1‑2重量％的SrO、9‑14重量％的BaO、0.4‑1.5重量％的ZnO、0.2‑0.3重量％的SnO₂、0.01‑3重量％的NH₄Cl；其中，所述无碱玻璃组合物含或不含碱金属氧化物，所述碱金属氧化物包括Li₂O、Na₂O和K₂O中的一种或几种，所述碱金属氧化物的总含量小于0.05重量％，该无碱玻璃组合物实质上不含B₂O₃。本公开提供的无碱玻璃机械强度高、耐热稳定性高、易于均化澄清。

技术领域

本公开涉及玻璃领域，具体涉及一种无碱玻璃组合物、无碱玻璃及制备方法和应用。

背景技术

用于TFT显示面板制程的玻璃基板，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，必须采用无碱玻璃，首选的是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃及碱土金属氧化物RO(RO＝Mg、Ca、Sr、Ba)等为主成分的无碱硼铝硅酸盐玻璃。目前随着便携式电子设备(如笔记本电脑、智能手机、PDA)的快速普及，对配件的轻量化提出了更高要求。由此对玻璃基板的成份提出了更高的要求，以保证适应现代液晶显示器的需要。玻璃基板必须具有下列特性：含有碱金属氧化物少于l000ppm；具耐化学性；热膨胀系数须与薄膜晶体管的硅相近，一般要求20-300℃线性热膨胀系数在(30-40)×10^-7/℃之间，过高或过低的膨胀系数均不利于面板制程良率的提升；提高玻璃应变点，以减少热收缩量；具有较小的密度，以便于携带及手持。

随着智能手机与平板电脑的普及，开启了智能移动的时代。以往的手机局限在通讯功能，但目前包括智能手机与平板电脑的智能设备的性能已与笔记本接近，使得让人们凭借无线通信的方便性无时无刻不在执行及享受较高层次的商务及娱乐活动。在这样的趋势下，对显示器性能要求也不断提高，尤其是对移动智能设备的画面质量、在户外的可视性能要求也正在提升，同时为了减轻手持式设备的使用负担，重量变轻、厚度变薄成为不可避免的大趋势。在这种发展潮流引导下，显示面板正在向轻薄化、超高清显示的方向发展，一方面，要求玻璃基板应具有较小的密度；另一方面，面板制程工艺向更高处理温度发展；同时单片玻璃经过工艺处理，厚度达到0.25mm、0.2mm、0.1mm、0.05mm甚至更薄。使玻璃变薄的方式目前主要是化学减薄，具体的说，使用氢氟酸或氢氟酸缓冲液对玻璃基板进行腐蚀，其薄化原理如下：

主要化学反应：4HF+SiO₂＝SiF₄+2H₂O；

次要化学反应：RO+2H⁺＝R²⁺+H₂O(R代表碱土金属等)。