无碱玻璃以及液晶显示屏面板制作方法_中尾泰昌,西泽学专利（无碱,显示屏,面板）-早鸽网

无碱玻璃以及液晶显示屏面板制作方法

专利名称

无碱玻璃以及液晶显示屏面板制作方法
发明者

中尾泰昌, 西泽学
公开日

2012年4月4日
申请日期

2010年9月14日
优先权日

2010年9月14日
申请人

旭硝子株式会社
文档编号

C03C3/091GK102399060SQ201010284320
关键字

无碱显示屏面板液晶玻璃制作以及
权利要求

1.一种无碱玻璃，其应变点在640°c以上，用摩尔％表示，实质上由SiO2 60 73%、 Al2O3 5 16%、B2O3 5 12%、Mg0 0 6%、Ca0 0 9%、Sr0 1 9%、Ba0 0 不足 1 %, MgO+CaO+SrO+BaO 7 18%所组成2.如权利要求1所述的无碱玻璃，其实质上不含有PbCKAs2O3以及Sb2033.如权利要求1或2所述的无碱玻璃，其密度不足2.60g/cc4.如权利要求1 3中任意一项所述的无碱玻璃，其热膨胀系数不足40X 10_7°C5.如权利要求1 4中任意一项所述的无碱玻璃，用原子重量表示，其的磷含量为 20ppm以下6.如权利要求1 5中任意一项所述的无碱玻璃，用摩尔％表示，实质上由=SiO2 66 70%、Al2O3 9 14%、B2O3 6 9. 5%, MgO 1 5%、CaO 1 6%、SrO 2 8%、 MgO+CaO+SrO 9 16%所组成，并且实质上不含有BaO7.如权利要求1 6中任意一项所述的无碱玻璃，其应变点为650°C以上8.如权利要求1 7中任意一项所述的无碱玻璃，其密度不足2.55g/cc9.一种液晶显示屏面板，其使用如权利要求1 8中任意一项所述的无碱玻璃，作为形成液晶灌注面板的一对基板中的至少一侧的基板
技术领域

本发明涉及适合作为用于各种显示屏和光掩模的基板玻璃的、实质上不含有碱金属氧化物且能够进行浮法成型的无碱玻璃，以及使用了其的液晶显示屏面板
背景技术
具体实施例方式

本发明的无碱玻璃实质上不含有碱金属氧化物(例如Na20、K2O等)具体而言，规定碱金属氧化物的总量在0. 5重量％以下，更优选为0. 2重量％以下按照上述，就限定各个成份的组成范围的理由进行叙述SiO2,若其含量不足60摩尔％，则应变点不能充分上升，并且化学耐久性变差，热膨胀系数增大若超过73摩尔％，则熔化性降低，失透温度上升优选为66 70摩尔％Al2O3抑制玻璃的分相性，降低热膨胀系数，并提高应变点若其含量不足5摩尔％，则不表现该效果，且若超过16摩尔％，则玻璃的熔化性变差优选为9 14摩尔％B2O3能够防止产生由BHF引起的白浊，并能够不提高高温下的粘性，而达到降低热膨胀系数和密度的效果若其含量不足5摩尔％，则耐BHF性变差，而若超过12摩尔％，则耐酸性变差，并且应变点降低优选为6 9. 5摩尔％在碱土类金属氧化物中，由于MgO减小热膨胀系数，并且不使应变点下降，所以虽然不是必须成份，但能够含有若其含量超过6摩尔％，则容易产生由BHF所引起的白浊或玻璃的分相优选为1 5摩尔％CaO虽然不是必须成份，但是通过含有，能够提高玻璃的熔化性另一方面，若超过 9摩尔％，则使热膨胀系数增大，并使失透温度上升优选为1 6摩尔％SrO由于为一种抑制玻璃分相，并对BHF所引起的白浊比较有效的成份，所以至少要含有1摩尔％若其含量超过9摩尔％，则膨胀系数增大优选为2 8摩尔％BaO为一种具有抑制玻璃分相，提高熔化性，并抑制失透温度的效果的成份但是，若其含量在1摩尔％以上，则有密度变大，且热膨胀系数增大的倾向从使密度更小且热膨胀系数更小的观点出发，优选为0.5摩尔％以下进一步而言，除去作为杂质所含有的量，更优选为实质上不进行含有MgO+CaO+SrO+BaO,其总含量若不足7摩尔％，则会使熔化变难若超过18摩尔％，则密度变大优选为9 16摩尔％近年来，与使用已商品化的非晶体硅型TFT作为液晶显示装置相对，多晶体硅型的TFT也被提议并使用开来多晶体硅型的TFT具有以下优点(1)由于能够使晶体管迁移率提高，所以每个像素的控制时间缩短，且LCD的高精细化成为可能；(2)能够在画面边缘安装用于驱动的IC等与这些优点相反，其需要在制造工序中进行强的热处理(例如， 500 600 °C X数小时)在这样的高温之下，会产生下列倾向玻璃中的杂质向TFT中扩散，从而泄漏电流增大，使TFT特性变差，并使高精细TFT的制造变难在这样的杂质中，最被视为问题的是磷在玻璃基板上形成TFT时，由于通过热处理，磷有向TFT中扩散，使泄漏电流增大，并使 TFT特性变差之虞，所以在本发明中，以原子(阳离子)重量进行表示，优选规定磷在20ppm 以下为了改善玻璃的熔化性、澄清性、成型性，在所述成份之外，本发明的玻璃能够添加总量在5摩尔%以下的ZnO, SO3> F、Cl此外，若含有PbO、As2O3或Sb2O3，则在碎玻璃片的处理中需要较多工序，所以除去不可避免的作为杂质混入的部分，优选为不含有这样，用摩尔％表示，在本发明中优选方式的玻璃组成实质上为=SiO2 66 70 Al2O3 9 14 B2O3 6 9. 5 MgO 1 5 %、CaO 1 6 %、SrO 2 8 %、 Mg0+Ca0+Sr0 9 16%，且实质上不含有BaO本发明玻璃的应变点在640°C以上此外，应变点优选为650°C以上关于热膨胀系数，优选为不足40 X IO-V0C，尤其优选为30 X IO-V0C以上且不足40 X 10—7°c关于密度，优选为不足2. 60g/cc,更优选为不足2. 55g/cc，最优选为不足2. 50g/cc本发明的玻璃能够通过例如以下所述的方法进行制造即、为构成目标成份，而将通常所使用的各个成份的原料进行混合，将其连续投入熔化炉内，并加热至1500 1600°C，从而使熔化通过浮法工艺，将该熔融玻璃按照规定的板厚度进行成型，并在退火后，进行切裁在形成液晶显示屏的液晶灌注面板(cell)的一对基板中，这种方式所得的玻璃板至少能够作为一侧的基板来使用实施例为达到目标组成，将各个成份的原料进行混合，在1500 1600°C的温度下，用白金坩埚熔化熔化时，使用白金搅拌器进行搅拌，从而使玻璃均质化然后，使熔融玻璃流出，以板状成型后，退火在表1 表4中示出这种方式所得的玻璃组成与热膨胀系数、高温粘度、失透温度、应变点、密度、耐酸性、耐BHF性例1 25、例28 31为实施例，例26、例27、例32为比较例尤其，在例28 32中，将磷含量(原子重量ppm)和表示TFT特性的泄漏电流进行了一同表记热膨胀系数以10_7°C为单位进行表示；高温粘度以粘度为IO2UO4泊的温度(单位°C )进行表示；失透温度、应变点以C为单位进行表示；密度以g/cc单位进行表示按照JIS R3103来测定应变点(单位°C )以在90°C的0. 1规定的盐酸溶液中，浸渍20小时后，每单位面积的重量减少量 (单位mg/cm2)表示耐酸性耐酸性优选为0. 3mg/cm2以下，尤其优选为0. 2mg/cm2以下以25 °C下，在NH4F/HF混合液(以体积比为9 1的比例，将40重量％的NH4F溶液与50重量％的HF溶液进行混合的液体)中浸渍20分钟后，每单位面积的重量减少量 (单位mg/cm2)表示耐BHF性耐BHF性优选为0. 7mg/cm2以下，尤其优选为0. 6mg/cm2以下在玻璃基板上制作电极长度为10 μ m的多晶硅型TFT，并在门极电压为_5V，源极电压为0V，漏极电压为+IOV时，测定泄漏电流(单位pA)泄漏电流优选为50pA左右以下例1 25、例28 31的玻璃，示出热膨胀系数为30X 10_7°C 40X 10_7°C的较低的值，并示出应变点为640°C以上的较高的值，且能够充分耐受高温下的热处理密度也不到2. 60g/cc，远小于康宁编号为7059的玻璃的2. 76g/cc在化学特性上，也不易由BHF 引起白浊，且耐酸性优良相当于作为熔化参考值的IO2泊的温度也比较低，从而认为易于熔化；相当于作为成型性参考值的IO4泊的温度与失透温度之间的关系也良好，从而认为在成型时不会产生失透等的不利情况另一方面，作为本发明范围之外的组成的例16、例27，其热膨胀率大，且密度较大此外，例32的磷含量大，且泄漏电流大表

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说明书
法律状态

专利名称：无碱玻璃以及液晶显示屏面板的制作方法对于用于各种显示屏的基板玻璃，尤其是在表面上形成有金属或氧化物薄膜等的基板玻璃，一直被要求以下所示的特性。(1)若含有碱金属氧化物，则由于碱金属离子会向薄膜中扩散，而使薄膜特性变差，所以实质上应该不含有碱金属离子。(2)由于在薄膜形成工序中要经受高温，所以为了将玻璃变形以及伴随玻璃结构稳定化而产生的收缩抑制到最小限度，应该具有高的应变点。(3)对形成半导体所使用的各种药品应该具有充分的化学耐久性。尤其对用于刻蚀SiOj^n SiNx的、以氟酸与氟化铵为主要成份的缓冲氟酸(BHF)，应该具有耐久性。(4)在内部及表面上应该没有缺陷(气泡、波筋、夹杂物、麻点、伤痕等)。康宁的编号7059的玻璃一直被广泛使作用于各种显示屏和光掩模的基板玻璃。但是，作为显示屏用途，该玻璃具有以下所示的几个不足点。(1)由于应变点低，为593°C，所以在制造工序之前，必须进行用于减小显示屏制造工序中的玻璃收缩的前处理。(2)向用于刻蚀金属电极或透明导电膜(ΙΤ0等)的盐酸等的溶出量多，且在显示屏制造工序中，溶出物会进行再结晶等，从而在显示屏的制造中存在困难。在上述要求之外，近年来，随着显示屏的大型化，开始要求以下的新的两点。(1)所述编号7059的玻璃的密度为2. 76g/cc，而为了进一步实现轻量化，需要密度小的玻璃。(2)所述编号7059的玻璃的热膨胀系数为46 X 10_7°C，而为了提高制造显示屏时的升降温速度，并提高生产率，还需要热膨胀系数小的玻璃。关于B2O3，在日本特开平1-160844中虽然公开了一种含有B2O3 20 23阳离子％的玻璃，但是B2O3的量多，从而应变点不足够高。在日本特开昭61-281041中公开了一种含有B2O3 0. 1 4重量％的玻璃，在日本特开平4-175242中公开了一种含有B2O3 0. 1 5 摩尔％的玻璃，在日本特开平4-325435中公开了一种含有B2O3 0 3重量％的玻璃，但是 B2O3的量少，从而对BHF的耐久性不充分。关于BaO，在日本特开平4-325434中公开了一种含有BaO 10 20重量％的玻璃，在日本特开昭63-74935中公开了一种含有BaO 10 22重量％的玻璃，在日本特开昭 59-169953中公开了一种含有BaO 15 40重量％的玻璃，但是BaO的量多，从而热膨胀系数大，且密度也大。关于MgO，在日本特开昭61-132536中公开了一种含有MgO 6. 5 12重量％的玻璃，在日本特开昭59-116147中公开了一种含有MgO 5 15重量％的玻璃，在日本特开昭60-71540中公开了一种含有MgO 5 17重量％的玻璃，在日本特开昭60-42246中公开了一种含有MgO 10 25摩尔％的玻璃，但是含有MgO多的玻璃会容易发生分相。关于CaO，在日本特开昭63-176332中公开了一种含有CaO 11 25重量％的玻璃，在日本特开昭58-32038中公开了一种含有CaO 7 20摩尔％的玻璃，在日本特开平 2-133334中公开了一种含有CaO 8 15重量％的玻璃，在日本特开平3-174336中公开了一种含有CaO 7 12重量％的玻璃，在日本特开平6-40739中公开了一种含有CaO 10 12重量％的玻璃，在日本特开平5-201744中公开了一种含有CaO 18阳离子％以上的玻璃，但是若大量含有CaO，则有热膨胀系数变大的倾向。关于Al2O3，在日本特开昭61-236631中公开了一种含有Al20322. 5 35重量％的玻璃，但是Al2O3的量多，从而向盐酸等药品中的溶出多。关于P2O5，在日本特开昭61-261232、日本特开昭63_11543中公开了一种含有P2O5 的玻璃，但是其会使薄膜的半导体特性变差，从而并不优选。
发明所要解决的问题在日本特开平4-160030、日本特开平6-263473中，还记载有应变点为640°C以上，且热膨胀系数较小的玻璃。但是，由于该玻璃必须含有相当量的BaO，所以很难同时实现低密度和低膨胀率，从而不能完全满足以更加大型化为目标的时代的要求。本发明旨在提供一种解决上述缺陷，并且应变点为640°C以上，热膨胀系数、密度小，不由BHF引起白浊，对盐酸等药品的耐久性优良，易于熔化、成型，且能够进行浮法成型的无碱玻璃。解决问题的手段本发明为应变点在640°C以上，用摩尔％表示，实质上由SiO2 :60 73%、Al2O3 5 16%、B2O3 5 12%、MgO 0 6%、CaO 0 9%、SrO 1 9%、BaO 0 不足 1%、 MgO+CaO+SrO+BaO 7 18%所组成的无碱玻璃。本发明提供一种应变点≥640℃，热膨胀系数为30～45×10-7/℃，无由BHF引起的白浊，且耐酸性也优良的无碱玻璃。用摩尔％表示，本发明为由SiO260～73％、Al2O35～16％、B2O35～12％、MgO0～6％、CaO0～9％、SrO1～9％、BaO0～不足1％、MgO+CaO+SrO+BaO7～18％所组成的无碱玻璃。本发明还提供一种液晶显示屏面板，其使用上述无碱玻璃，作为形成液晶灌注面板的一对基板中的至少一侧的基板。

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