低温多晶硅薄膜晶体管用玻璃基板的组合物、玻璃基板及制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管用玻璃基板的组合物，该组合物制得的玻 璃基板及该玻璃基板的制备方法，以及该玻璃基板用作液晶显示器或平面显示器的基板的 应用。
【背景技术】
[0002] 由于非晶硅(a-Si)TFT分辨率不够高及响应速度较慢等物理障碍，无法完全满足 汽车导航系统、液晶电视、数字相机等终端应用系统的性能要求，因此目前非晶硅(a-Si) TFT还主要应用在以显示器为主的大尺寸显示设备上。随着液晶显示器向大容量、高亮度和 高清晰度方向的不断发展，象素尺寸越来越小，单元象素充电时间也越来越短，这就要求具 有更大的开态电流。另外，为了解决高密度引线的困难，显示区域与周边驱动电路必须实现 一体化，这些都是传统工艺无法实现的。低温多晶娃(Low temperature poly-Si，LTPS)TFT 技术完全能解决上述问题，因此LTPS TFT是新一代IXD必备的发展技术。
[0003] LTPS多晶硅(p-Si)TFT在制备过程中需要在较高温度下多次处理，基板必须同时 具备热稳定性和化学耐久性，这就对基板玻璃性能提出更高的要求，其玻璃基板应变点应 高于650°C。同时考虑到玻璃基板需要与沉积膜(例如硅膜)的膨胀系数相近，最佳热膨胀系 数在28~35 X1(T7/°C之间。随着基板制造向着大尺寸、薄型化方向的发展，为防止基板下 垂，应该使基板玻璃具有尽可能低的密度和尽可能高的弹性模量。此外作为显示器基板用 的玻璃，应该具有较低的熔化温度和液相线温度。
[0004] TFT-IXD玻璃基板作为液晶显示器件(IXD)的重要组成部分，随着LCD技术的发展， 对玻璃基板材料的性能要求越来越高，其中，对玻璃基板的热尺寸稳定性提出了重要要求， 而热收缩决定了玻璃的热尺寸稳定性，热收缩是玻璃基板的一种重要参数，在显示器件的 制造过程中，热收缩将会引起基板尺寸的改变，显然人们希望基板的热收缩越小越好。玻璃 的尺寸取决于它的热历史，在热处理条件下，都会发生玻璃的致密化，即在加热过程后，玻 璃将发生尺寸减小的现象。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了能够使用于低温多晶硅薄膜晶体管的玻璃基板的热收缩率 满足要求，提供了低温多晶硅薄膜晶体管用玻璃基板的组合物、玻璃基板及制备方法和应 用。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管用玻璃基板的组合 物，包括：以该组合物的总重量为基准，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] 本发明还提供了一种由本发明的组合物制得的玻璃基板，所述玻璃基板的厚度为 0.3mm~0.7mm，所述玻璃基板在600°C下15min热处理后的热收缩率为13.8ppm~18.3ppm。
[0008] 本发明还提供了一种玻璃基板的制备方法，包括将本发明的组合物依次进行高温 熔融、高温搅拌、浇注成型和退火;所述高温熔融的方式为在1600~1640°C下保温8~12h; 所述退火的方式为700~800°C下保温1~24h。
[0009] 本发明还提供了一种本发明的玻璃基板用作液晶显示器或平面显示器的基板的 应用。
[0010] 通过上述技术方案，采用本发明提供的低温多晶硅薄膜晶体管用玻璃基板的组合 物可以制备得到热收缩率小的玻璃基板，适合应用于用作液晶显示器或平面显示器的基 板。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管用玻璃基板的组合物，包括：以该组合物 的总重量为基准，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] 本发明的组合物中，Si02是构成玻璃骨架的成分。Si02的含量较高，耐化学性和机 械强度会增加，玻璃的高温粘度增加，但Si0 2过多，就难以得到料性长的玻璃。Si02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。考虑到该组合物制备 的玻璃的熔化温度、析晶上限温度、玻璃膨胀系数、机械强度和玻璃料性，Si0 2的含量选择 在上述范围内。
[0015] 本发明的组合物中，Al2〇3可以改善玻璃化学稳定性降低玻璃析晶倾向，同时提高 拉伸弹性模量的成分。Al 2〇3含量过多，玻璃难以熔制、料性短;Al2〇3含量较低，玻璃容易析 晶，机械强度较低不利于成型。考虑提高该组合物制备的玻璃的应变点、强度和化学强化特 性，选择Al 2〇3的含量在上述范围内。
[0016] 本发明的组合物中，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、且可减小膨胀系数的成 分，是必需成分。本发明中选择上述B2〇3的范围。
[0017] 本发明的组合物中，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，提高弹性模量，但超过一定量会使玻璃发生失透，本发明选择MgO的含量为上述范围。
[0018] 本发明的组合物中，CaO属碱土金属氧化物，起助熔作用的同时还可以提高玻璃的 稳定性。CaO含量高会导致玻璃结构疏松，密度增加。CaO还能降低结晶倾向，提高玻璃的化 学稳定性和机械强度。本发明中选择CaO的含量为上述范围。
[0019] 本发明的组合物中，SrO属碱土金属氧化物，起助熔作用的同时还可以提高玻璃的 稳定性，其作用可以等同于CaO。本发明中选择SrO的含量为上述范围。
[0020] 本发明的组合物中，Zr02可以提高玻璃的应变点及杨氏模量，并提高离子交换性。 但是若Zr02的含量过多，易使失透性恶化。本发明中Zr0 2的含量选择上述范围。
[0021] 本发明的组合物中，Sn02作为澄清剂，其含量选择为上述范围。
[0022] 本发明还提供了一种由本发明的组合物制得的玻璃基板，所述玻璃基板的厚度为 0.3mm~0.7mm，所述玻璃基板在600°C下15min热处理后的热收缩率为13.8ppm~1