玻璃基板及其作为玻璃衬底的应用.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910936040.X (22)申请日 2019.09.29 (71)申请人 彩虹显示器件股份有限公司 地址 712000 陕西省咸阳市秦都区玉泉西 路西延段彩虹显示器件股份有限公司 南门 (72)发明人 曾召杨国洪王答成兰静 孔令歆郭静 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 李红霖 (51)Int.Cl. C03C 3/091(2006.01) (54)发明名称 一种玻璃基板及其作为玻璃衬底的应用 (57)摘要 本发明公开了一种玻璃基板。

2、及其作为玻璃 衬底的应用， 属于光电显示领域。 一种玻璃基板， 以摩尔百分比计， 包括以下组分： 67-69.5的 SiO2、 12-14的Al2O3、 1-2.5的B2O3、 4- 6的MgO、 7-9的CaO、 1-2的SrO、 2.1- 4的BaO和0.1-0.2的SnO2； 其中， MgO、 CaO、 SrO和BaO摩尔百分比之和小于等于18。 一种玻 璃基板， 具有高杨氏模量、 低尺寸变形量和低厚 度变化量。 权利要求书1页 说明书9页 CN 110746111 A 2020.02.04 CN 110746111 A 1.一种玻璃基板， 其特征在于， 以摩尔百分比计， 包括以下组分：。

3、 67-69.5的SiO2、 12-14的Al2O3、 1-2.5的B2O3、 4-6的MgO、 7-9的 CaO、 1-2的SrO、 2.1-4的BaO和0.1-0.2的SnO2。 2.根据权利要求1所述的玻璃基板， 其特征在于， MgO、 CaO、 SrO和BaO摩尔百分比之和小 于等于18。 3.根据权利要求1所述的玻璃基板， 其特征在于， 所述玻璃的应变点温度为731745 。 4.根据权利要求3所述的玻璃基板， 其特征在于， 所述玻璃基板在500处理120min后， 其热收缩率小于等于30ppm。 5.根据权利要求1所述的玻璃基板， 其特征在于， 所述玻璃的杨氏模量为7983MPa。。

4、 6.根据权利要求1所述的玻璃基板， 其特征在于， 液相线粘度大于10万泊。 7.一种权利要求1-6任一项所述的玻璃基板作为玻璃衬底制造LTPS的应用。 8.一种权利要求1-6任一项所述的玻璃基板作为玻璃衬底制造OLED的应用。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110746111 A 2 一种玻璃基板及其作为玻璃衬底的应用 技术领域 0001 本发明属于光电显示领域， 具体涉及一种玻璃基板及其作为玻璃衬底的应用。 背景技术 0002 随着智能显示、 平板电脑等移动互联的普及， 对智能终端产品的厚度、 重量 提出 了新的要求， 智能产品向轻薄化、 柔性化、 智能化发展， 尤其是电子穿戴设 备、。

5、 可弯曲智能 手机及真实感较强的曲面显示技术的发展， 对电子显示的基础材 料性能提出了可弯曲、 柔 韧性好的新要求。 0003 与此同时， 显示屏也向着更高分辨率、 高亮度、 低功耗的方向发展， OLED 显示具有 自发光、 低功耗， 且相较于传统LCD显示屏， 其可在任意形状基材上 使用， 故成为柔性显示 的主流技术。 低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)由于其 高的电子迁移率特性， 可制造出更 小、 更快地晶体管， 且有高亮度、 高分辨率与 低功耗等优点， LTPS-OLED技术既可满足传统 硬屏高分辨显示的要求， 也可满 足柔性高分辨显示的要求。 不论是传统的硬屏LTPS-OLED 。

6、显示屏还是柔性 OLED屏， 均需要在玻璃衬底上制作LTPS、 OLED， 与此对应的制备工艺要求 玻 璃衬底必须具有高杨氏模量、 低尺寸变形量、 低厚度变化量等性能要求。 0004 申请号为201710585934.X的中国发明， 记载的玻璃基板化合物生产工艺温 度高， 在熔化过程中容易使熔炉内的耐火材料侵蚀造成玻璃内部结石缺陷较多； 在35,000泊粘 度下将玻璃液输送至溢流槽的温度为12801345， 同样会造成玻 璃内部缺陷增多， 并且 在如此高的成型温度下会导致溢流砖蠕变加剧， 严重影响 使用寿命。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服玻璃液温度高造成的玻璃基板内部缺陷的缺点， 。

7、提供 一 种玻璃基板及其作为玻璃衬底的应用。 0006 为达到上述目的， 本发明采用以下技术方案予以实现： 0007 一种玻璃基板， 以摩尔百分比计， 包括以下组分： 0008 67-69.5的SiO2、 12-14的Al2O3、 1-2.5的B2O3、 4-6的MgO、 7- 9的CaO、 1-2的SrO、 2.1-4的BaO和0.1-0.2的SnO2； 0009 进一步的， MgO、 CaO、 SrO和BaO摩尔百分比之和小于等于18。 0010 进一步的， 所述玻璃的应变点温度为731745。 0011 进一步的， 所述玻璃基板在500处理120min后， 其热收缩率小于等于 30ppm。

8、。 0012 进一步的， 所述玻璃的杨氏模量为7983MPa。 0013 进一步的， 液相线粘度大于10万泊。 0014 上述玻璃基板作为玻璃衬底制造LTPS的应用。 0015 上述玻璃基板作为玻璃衬底制造OLED的应用。 0016 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果： 0017 本发明的玻璃基板， 因组分的优化， 应变点温度为731745， 杨氏模量为 79 说明书 1/9 页 3 CN 110746111 A 3 83MPa， 热收缩率小于等于30ppm， 具有高杨氏模量、 高应变点温度、 低尺寸 变形量及缺陷率 低； 具体的， SiO2的摩尔百分比为6769.5， 在成型过程中的 。

9、成型温度不高于1280， 解决了因温度过高引起熔炉内耐火材料侵蚀从而造成玻 璃内部结石缺陷增多的问题， 降 低了生产难度； 同时， 能够保证液相线粘度高于 10万泊， 有益于溢流下拉成型， 且可获得较 小的密度； Al2O3的摩尔百分比为12-14， 既避免了玻璃的析晶温度升高、 析晶粘度下降、 不利于溢流下拉的情 况， 有兼顾了热稳定性、 玻璃析晶粘度、 玻璃机械强度和硬度； B2O3为 12.5， 能够降低粘度促进玻璃的熔化， 使玻璃生产工艺温度降低， 也避免了因其含 量过 高引起的玻璃的应变点温度快速降低， 引起热稳定性变差的问题。 0018 进一步的， MgO、 CaO、 SrO和Ba。

10、O摩尔百分比之和小于等于18， 能够在 优化玻璃澄 清、 成型工艺温度的同时避免密度增加、 应变点温度下降及化学耐用 性变差。 0019 进一步的， 玻璃的应变点温度为731745， 避免现有技术中为降低玻璃的 热收 缩而通过一味提高料方应变点温度的方法造成的生产工艺温度过高， 良品率 低， 设备寿命 短的问题。 0020 本发明的玻璃基板作为玻璃衬底制造LTPS或OLED， 满足其制备工艺对玻 璃衬底 的要求， 具有高杨氏模量、 低尺寸变形量和低厚度变化量。 具体实施方式 0021 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面将结合本发明实施例， 对 本发明实施例中的技术方案进行清楚、。

11、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅 仅是本发明 一部分的实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本 领域普通技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都应 当属于本发明保护的范围。 0022 需要说明的是， 本发明的说明书和权利要求书中的术语 “第一” 、“第二” 等 是用于 区别类似的对象， 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。 此外， 术语 “包 括” 和 “具有” 以 及他们的任何变形， 意图在于覆盖不排他的包含， 例如， 包含 了一系列步骤或单元的过程、 方法、 系统、 产品或设备不必限于清楚地列出的那 些步骤或单元， 而是可包括没有清楚地 列。

12、出的或对于这些过程、 方法、 产品或设 备固有的其它步骤或单元。 0023 本发明通过优化的组分， 可获得高杨氏模量、 低尺寸变形量的玻璃基板， 满 足高 分辨的显示要求。 本发明中， SiO2是形成玻璃的主要氧化物， 它以硅氧四面 体SiO4的结构 形成不规则的连续网络， 成为玻璃的骨架。 SiO2可以降低玻璃 的热膨胀系数和密度， 提高 玻璃的应变点温度， SiO2含量过低时不易获得低膨胀、 低密度和高应变点的玻璃， SiO2含量 过高时， 玻璃的高温粘度增加， 使玻璃难以 熔制， 并容易导致结石(方石英)缺陷。 因此本发 明的将SiO2的总体摩尔百分比 控制在67-69.5， 使该玻璃基。

13、板的成型温度不高于1280 ， 不会对溢流砖寿命 和玻璃缺陷有不好的影响， 降低了生产难度， 同时不能低于67， 这 样可以保证 液相线粘度高于10万泊， 有益于溢流下拉成型， 且可获得较小的密度值。 0024 Al2O3也是玻璃的一种形成剂， Al2O3为中间体氧化物， 当玻璃中O不足时， Al的配 位数为6， 处于网络间隙， 与O形成AlO6八面体； 当玻璃中有多余的O 时， Al的配位数为4， 进入玻璃网络， 与O形成AlO4四面体， 起到补网作用， 增加玻璃稳定性， 降低玻璃膨胀系 数， 同时由于AlO4四面体体积较大， 可以降 低玻璃密度。 Al2O3可以显著提高玻璃的应变 点和弹性。

14、模量， 增加玻璃的化学稳 定性， 但Al2O3含量过多时， 玻璃容易失透。 Al2O3的摩尔 说明书 2/9 页 4 CN 110746111 A 4 百分比含量优选为 12-14， 既避免了玻璃的析晶温度升高、 析晶粘度下降、 不利于溢流 下拉成型， 又兼顾了高的热稳定性、 杨氏模量和硬度。 0025 B2O3是玻璃形成剂和助熔剂， 它以硼氧三角体BO3和硼氧四面体BO4为结 构组 元， 与硅氧四面体SiO4共同组成结构网络， B2O3能降低玻璃的密度， 提高 玻璃的耐BHF性 能， B2O3在高温时能降低玻璃的黏度， 在低温时则提高玻璃的 黏度， B2O3还起助熔剂作用， 加速玻璃的澄清和。

15、降低玻璃的结晶能力， 当B2O3引入量过高时， 玻璃的应变点温度降低， 杨 氏模量下降， 玻璃的耐酸性能下降， 因此在实施方式中， B2O3的含量维持在1-2.5之间。 如果B2O3的含量小于1， 则它作为助熔剂的效果不足， 简单地降低B2O3含量会进而引起其 他问题， 包括 熔融能力的劣化以及气泡的增加。 另一方面， 较高的B2O3含量倾向于降低耐酸 性， 同时玻璃的应变点下降， 从而热稳定性下降。 0026 碱土金属氧化物CaO、 MgO、 SrO及BaO属于玻璃网络外体氧化物， 碱土 金属阳离子 R2+在高温时较自由地移动， 同时具有使O2-极化而减弱硅氧键的作用， 使玻璃液粘度减小； 。

16、但当温度降低时， 阳离子R2+的迁移能力减弱， 有可能按一 定的配位关系处于某些硅氧四面 体中群中， 并将小型硅氧四面体结合成大型硅氧 四面体群的作用， 故在某些程度上增大了 玻璃液的粘度。 因此碱土金属氧化物可 在高温时利于玻璃液的澄清， 低温时利于玻璃液的 成型， 但其含量过高也会使密 度增加， 应变点温度下降， 化学耐用性变差， 热膨胀系数增 大。 碱土金属的混合 氧化物可以使液相线温度降低， 液相线粘度增大， 有利于溢流下拉生 产。 0027 Ca2+的配位数一般为6， 其在玻璃网络结构中的活动性很小， 一般不易从玻 璃中析 出， 但在高温时活动性大， Ca2+有极化氧和减弱硅氧键的作。

17、用， 当玻璃中 的CaO含量过多时， 一般使玻璃的料性变短， 不利于成型， 且玻璃的析晶倾向 增大， 在其他实施方式中， CaO的 含量维持在7-9之间。 如果CaO的含量大 于9， 则玻璃析晶倾向增大， 用MgO取代部分 CaO， 可以降低玻璃的析晶倾 向和调整玻璃的料性作用， 0028 SrO与BaO的影响相近类似， 是一种不仅改善玻璃的化学耐受性并且还改善 其失 透趋势的组分。 在其他实施方式中， SrO的含量维持在1-2之间。 如果 SrO的含量大于 2， 则玻璃的密度会不希望的增加； BaO的含量维持在2.1-4。 如果BaO的含量大于4， 则密度会大幅增加， 如果小于2.1则会使析。

18、晶粘度低 于10万泊， 不能适应溢流下拉法生 产。 0029 表1-表7为本发明的提供的实施例1-35， 分别是玻璃基板的具体组分及制得 的玻 璃基板的性能参数。 0030 表1本发明的实施例1-实施例5 说明书 3/9 页 5 CN 110746111 A 5 0031 0032 0033 表2本发明的实施例6-实施例10 说明书 4/9 页 6 CN 110746111 A 6 0034 0035 表3本发明的实施例11-实施例15 说明书 5/9 页 7 CN 110746111 A 7 0036 0037 表4本发明的实施例16-实施例20 0038 说明书 6/9 页 8 CN 110746111 A 8 0039 0040 表5本发明的实施例21-25 0041 说明书 7/9 页 9 CN 110746111 A 9 0042 0043 表6本发明的实施例26-27 0044 0045 表7本发明的实施例31-实施例35 说明书 8/9 页 10 CN 110746111 A 10 0046 0047 以上内容仅为说明本发明的技术思想， 不能以此限定本发明的保护范围， 凡 是按 照本发明提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本发 明权利要求书 的保护范围之内。 说明书 9/9 页 11 CN 110746111 A 11 。