低溫多晶硅薄膜晶體管用玻璃基板的組合物、玻璃基板及制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管用玻璃基板的組合物，該組合物制得的玻 璃基板及該玻璃基板的制備方法，以及該玻璃基板用作液晶顯示器或平面顯示器的基板的 應用。
【背景技術】
[0002] 由于非晶硅(a-Si)TFT分辨率不夠高及響應速度較慢等物理障礙，無法完全滿足 汽車導航系統(tǒng)、液晶電視、數(shù)字相機等終端應用系統(tǒng)的性能要求，因此目前非晶硅(a-Si) TFT還主要應用在以顯示器為主的大尺寸顯示設備上。隨著液晶顯示器向大容量、高亮度和 高清晰度方向的不斷發(fā)展，象素尺寸越來越小，單元象素充電時間也越來越短，這就要求具 有更大的開態(tài)電流。另外，為了解決高密度引線的困難，顯示區(qū)域與周邊驅動電路必須實現(xiàn) 一體化，這些都是傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)的。低溫多晶娃(Low temperature poly-Si，LTPS)TFT 技術完全能解決上述問題，因此LTPS TFT是新一代IXD必備的發(fā)展技術。
[0003] LTPS多晶硅(p-Si)TFT在制備過程中需要在較高溫度下多次處理，基板必須同時 具備熱穩(wěn)定性和化學耐久性，這就對基板玻璃性能提出更高的要求，其玻璃基板應變點應 高于650°C。同時考慮到玻璃基板需要與沉積膜(例如硅膜)的膨脹系數(shù)相近，最佳熱膨脹系 數(shù)在28~35 X1(T7/°C之間。隨著基板制造向著大尺寸、薄型化方向的發(fā)展，為防止基板下 垂，應該使基板玻璃具有盡可能低的密度和盡可能高的彈性模量。此外作為顯示器基板用 的玻璃，應該具有較低的熔化溫度和液相線溫度。
[0004] TFT-IXD玻璃基板作為液晶顯示器件(IXD)的重要組成部分，隨著LCD技術的發(fā)展， 對玻璃基板材料的性能要求越來越高，其中，對玻璃基板的熱尺寸穩(wěn)定性提出了重要要求， 而熱收縮決定了玻璃的熱尺寸穩(wěn)定性，熱收縮是玻璃基板的一種重要參數(shù)，在顯示器件的 制造過程中，熱收縮將會引起基板尺寸的改變，顯然人們希望基板的熱收縮越小越好。玻璃 的尺寸取決于它的熱歷史，在熱處理條件下，都會發(fā)生玻璃的致密化，即在加熱過程后，玻 璃將發(fā)生尺寸減小的現(xiàn)象。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了能夠使用于低溫多晶硅薄膜晶體管的玻璃基板的熱收縮率 滿足要求，提供了低溫多晶硅薄膜晶體管用玻璃基板的組合物、玻璃基板及制備方法和應 用。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管用玻璃基板的組合 物，包括：以該組合物的總重量為基準，60~70重量％的31〇2,6~10.5重量％的六12〇3,8~13 重量％的出0 3,5~11重量％的]\%0,3~9重量％的0&0,2~5重量％的3抑，1~3重量％的2抑2 和0.5~1.5重量％的511〇2。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種由本發(fā)明的組合物制得的玻璃基板，所述玻璃基板的厚度為 0.3mm~0.7mm，所述玻璃基板在600°C下15min熱處理后的熱收縮率為13.8ppm~18.3ppm。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種玻璃基板的制備方法，包括將本發(fā)明的組合物依次進行高溫 熔融、高溫攪拌、澆注成型和退火;所述高溫熔融的方式為在1600~1640°C下保溫8~12h; 所述退火的方式為700~800°C下保溫1~24h。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明的玻璃基板用作液晶顯示器或平面顯示器的基板的 應用。
[0010] 通過上述技術方案，采用本發(fā)明提供的低溫多晶硅薄膜晶體管用玻璃基板的組合 物可以制備得到熱收縮率小的玻璃基板，適合應用于用作液晶顯示器或平面顯示器的基 板。
[0011] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0012] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管用玻璃基板的組合物，包括：以該組合物 的總重量為基準，60~70重量％的3丨〇2,6~10.5重量％的厶1 203,8~13重量％的出03,5~11 重量％的]\^0,3~9重量％的0&0,2~5重量％的5抑，1~3重量％的2抑 2和0.5~1.5重量％ 的Sn〇2。
[0014] 本發(fā)明的組合物中，Si02是構成玻璃骨架的成分。Si02的含量較高，耐化學性和機 械強度會增加，玻璃的高溫粘度增加，但Si0 2過多，就難以得到料性長的玻璃。Si02含量較低 不易形成玻璃，應變點下降，膨脹系數(shù)增加，耐酸性下降，耐堿性下降。考慮到該組合物制備 的玻璃的熔化溫度、析晶上限溫度、玻璃膨脹系數(shù)、機械強度和玻璃料性，Si0 2的含量選擇 在上述范圍內。
[0015] 本發(fā)明的組合物中，Al2〇3可以改善玻璃化學穩(wěn)定性降低玻璃析晶傾向，同時提高 拉伸彈性模量的成分。Al 2〇3含量過多，玻璃難以熔制、料性短;Al2〇3含量較低，玻璃容易析 晶，機械強度較低不利于成型。考慮提高該組合物制備的玻璃的應變點、強度和化學強化特 性，選擇Al 2〇3的含量在上述范圍內。
[0016] 本發(fā)明的組合物中，B2〇3-方面可以用于提高熔制性能，降低玻璃粘度；另一方面 可以降低比重、提高耐BHF性、提高玻璃的熔解性，使玻璃不易失透、且可減小膨脹系數(shù)的成 分，是必需成分。本發(fā)明中選擇上述B2〇3的范圍。
[0017] 本發(fā)明的組合物中，MgO有利于玻璃的熔制，提高玻璃的穩(wěn)定性，抑制玻璃析晶傾 向，提高彈性模量，但超過一定量會使玻璃發(fā)生失透，本發(fā)明選擇MgO的含量為上述范圍。
[0018] 本發(fā)明的組合物中，CaO屬堿土金屬氧化物，起助熔作用的同時還可以提高玻璃的 穩(wěn)定性。CaO含量高會導致玻璃結構疏松，密度增加。CaO還能降低結晶傾向，提高玻璃的化 學穩(wěn)定性和機械強度。本發(fā)明中選擇CaO的含量為上述范圍。
[0019] 本發(fā)明的組合物中，SrO屬堿土金屬氧化物，起助熔作用的同時還可以提高玻璃的 穩(wěn)定性，其作用可以等同于CaO。本發(fā)明中選擇SrO的含量為上述范圍。
[0020] 本發(fā)明的組合物中，Zr02可以提高玻璃的應變點及楊氏模量，并提高離子交換性。 但是若Zr02的含量過多，易使失透性惡化。本發(fā)明中Zr0 2的含量選擇上述范圍。
[0021] 本發(fā)明的組合物中，Sn02作為澄清劑，其含量選擇為上述范圍。
[0022] 本發(fā)明還提供了一種由本發(fā)明的組合物制得的玻璃基板，所述玻璃基板的厚度為 0.3mm~0.7mm，所述玻璃基板在600°C下15min熱處理后的熱收縮率為13.8ppm~1