GB∕T 31958-2023 非晶硅薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃（正式版）

代替GB/T31958—2015非晶硅薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T31958—2015《薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃》,与GB/T31958—2015相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)删除了点状缺陷、表面污染、划伤、掉片、缺角、有效区的术语和定义(见2015年版的3.1～3.5、3.11),更改了定位角、直角度的定义(见3.4、3.6,2015年版的3.12、3.14);b)更改了外观质量的要求(见4.1,2015年版的4.1);c)更改了长度偏差、宽度偏差的要求(见4.2.1,2015年版的4.2.1);d)更改了厚薄差的要求(见4.2.3,2015年版的4.2.2);e)更改了切角偏差、定位角偏差的要求(见4.2.4,2015年版的4.2.3);f)更改了波纹度、翘曲的要求(见4.3、4.5,2015年版的4.3、4.4);g)增加了表面粗糙度的要求(见4.4);损耗的性能要求(见4.6);i)更改了平均线热膨胀系数、密度、应变点的性能指标(见4.6,2015年版的4.5～4.7);j)更改了化学耐久性的性能指标(见4.6,2015年版的4.9);k)更改了外观质量的试验方法(见5.2,2015年版的5.2);1)更改了厚度测量示意图(见5.3.2,2015年版的5.3.2);m)更改了定位角、切角测量示意图(见5.3.3,2015年版的5.3.3);n)更改了直角度的试验方法及测量示意图(见5.3.4,2015年版的5.3.4);o)更改了波纹度的试验方法(见5.4,2015年版的5.4);q)更改了翘曲的试验方法(见5.6,2015年版的5.5);r)更改了平均线热膨胀系数的试验方法(见5.8,2015年版的5.6);s)更改了应变点的试验方法(见5.11,2015年版的5.8);t)更改了密度的试验方法(见5.13,2015年版的5.7);u)更改了透射比的试验方法(见5.16,2015年版的5.9);v)更改了化学耐久性的试验方法(见5.20,2015年版的5.10);w)更改了碱金属氧化物含量的试验方法(见5.21,2015年版的5.11);x)增加了单项判定内容，包括表面粗糙度、理化性能所列项目(见6.3.4.1);y)更改了运输和贮存的要求(见7.3和7.4,2015年版的7.3和7.4)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国建筑材料联合会提出。本文件由全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会(SAC/TC447)归口。本文件起草单位：彩虹集团有限公司、中建材玻璃新材料研究院集团有限公司、彩虹显示器件股份有限公司、蚌埠中光电科技有限公司、中国国检测试控股集团股份有限公司、北京工业大学、玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司、东旭集团有限公司、彩虹集团(邵阳)特种玻璃有限公司、深圳市宇创显示科Ⅱ技有限公司、湖南邵虹特种玻璃股份有限公司。本文件于2015年首次发布，本次为第一次修订。1非晶硅薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃1范围本文件规定了非晶硅薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃的要求，试验方法，检验规则，包装、标志、运输和贮存。本文件适用于非晶硅薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃(以下简称“基板玻璃”)的设计、生产、研发2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1409测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长在内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法GB/T1549纤维玻璃化学分析方法GBT2680—2021建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定GB/T2828.1—2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T5432玻璃密度测定浮力法GB/T5700—2008照明测量方法GB/T16920玻璃平均线热膨胀系数的测定GB/T28195玻璃软化点测试方法GB/T31838.7—2021固体绝缘材料介电和电阻特性第7部分：电阻特性(DC方法)高温下测量体积电阻和体积电阻率GB/T32639平板显示器基板玻璃术语GB/T32642平板显示器基板玻璃表面粗糙度的测量方法GB/T32643平板显示器基板玻璃表面波纹度的测量方法GB/T32644—2016平板显示器基板玻璃化学耐久性的试验方法GB/T37780玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法GB/T38711超薄玻璃再热线收缩率试验方法激光法GB/T38712超薄玻璃导热系数试验方法热流法SJ/T11039电子玻璃退火点和应变点的测试方法3术语和定义GB/T32639、GB/T38711界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2同一片玻璃所测的厚度最大值与最小值之差。翘曲warp以翘起或突起的最大值来表示的基板玻璃的不平直程度。用于制作薄膜晶体管或彩色滤光片膜层的玻璃表面。用于确定基板玻璃工作面和传送方向特定规格的斜角。用于避免尖角破裂，保障玻璃和人员安全的基板斜角。基板玻璃的角偏离直角的程度。基板玻璃的外观质量应符合表1的规定。缺陷种类要求内部缺陷“气泡、结石、失透D¹>100μm,不准许；D¹≤100μm,数量不大于3个/m²,且任意300mm×300mm区域内数量不大于3个开口泡不准许表面缺陷“划伤目视不可见表面污染裂纹不准许异物目视不可见，离线可清除干净突起工作面不准许3缺陷种类要求边缘缺陷掉片长度不大于0.5mm;宽度不大于0.5mm;深度不大于基板玻璃标称厚度的1/2缺角长度不大于2.0mm;宽度不大于1.0mm欠磨不准许过磨不准许烧边不准许仅对有效区提出要求。D为缺陷的最大核心尺寸。4.2尺寸偏差基板玻璃长度偏差、宽度偏差应符合表2的规定。表2基板玻璃长度偏差及宽度偏差单位为毫米长度或宽度(X)最大允许偏差士0.3土1.0注：基板玻璃常见的长度、宽度尺寸见附录A。基板坡璃的厚度偏差应不大于标称值的10%。G6及以下基板玻璃的厚薄差应不大于0.015mm,G6以上基板玻璃的厚薄差应不大于0.020mm。基板玻璃的切角偏差、定位角偏差应不大于1.0mm。基板玻璃的直角度应不大于0.1%4.3波纹度截止波长为0.8mm～8.0mm时，波纹度应不大于0.06μm。44.4表面粗糙度截止波长为0.08mm时，表面粗糙度应不大于0.1μm。4.5翘曲基板玻璃的翘曲应不大于0.15mm。4.6理化性能基板玻璃的理化性能应符合表3的规定。表3基板玻璃理化性能单位指标热学性能导热系数W/(m·K)平均线热膨胀系数(30℃~380℃)软化点℃退火点℃应变点℃再热线收缩率供需双方商定力学性能密度应力nm/cm弹性模量GPa光学性能透射比(550nm)%电学性能lg体积电阻率(250℃)lg体积电阻率(500℃)介电常数(1kHz)介电损耗(1kHz)—化学耐久性耐氢氟酸侵蚀(10%HF,22℃,20min)mg/cm²失重不大于6.2耐盐酸侵蚀(5%HCl,95℃,24h)mg/cm²失重不大于0.9耐碱侵蚀(5%NaOH,95℃,6h)mg/cm失重不大于1.8碱金属氧化物含量(质量分数)%5试验方法5.1试验环境除特殊规定外，试验均应在下述环境条件下进行：b)相对湿度：40%～80%。55.2外观质量5.2.1试验装置外观质量检验示意图如图1所示，具体要求如下：a)反射光光源：检验区光照强度不小于80001x;b)透射光光源：检验区光照强度不小于1500lx;c)边缘侧光光源：检验区光照强度不小于4000lx;d)样品支撑架：不小于试样尺寸的中空硬质合金框架，框架应不影响对试样有效面的观察，与水平面夹角呈75°~85°,见图1a);e)吊架及试样夹：两个试样夹装配在水平吊架上，用于试样垂直悬吊，见图1d)。a)样品支撑架示意图b)反射光检查示意图c)透射光检查示意图图1外观质量检验示意图6d)边缘侧光检查示意图标引序号说明：1——光源；2——观测点；3——被测点；4——试样；5——试样夹；6——吊架；7——样品支撑架；θ——试样与水平面夹角。图1外观质量检验示意图(续)照度计正对光源，在待测点测试光照强度，以确认其满足要求。照度计应符合GB/T5700—2008中5.1的规定。5.2.2.2.1反射光、透射光检查时，将试样紧贴支撑架背框放置，观察者在距试样约300mm处目视检查并记录缺陷数量、位置等信息，如图1b)、图1c)所示。边缘侧光检查时，将试样垂直悬吊于试样夹上，移动侧光源至试样边缘20mm～30mm,光源垂直入射试样横断面，观察者在距试样约300mm处目视检查并记录，如图1d)所示。5.2.2.2.2至少采用放大倍数为40倍、精度为0.05mm的读数放大镜测定内部缺陷、表面缺陷尺寸。至少采用放大倍数为10倍、精度为0.1mm的读数放大镜测定边缘缺陷的尺寸。75.3尺寸偏差以产品为试样，将试样平放到平台上，采用精度不低于0.1mm的游标卡尺或相同精度的三坐标测量仪测量4个边长尺寸，长边测量值与长度标称值的最大差值为长度偏差，短边测量值与宽度标称值的最大差值为宽度偏差。以产品为试样，将试样平放到平台上，按照图2所示，以p点作为测试起点，p点距离定位角所在长边、短边边缘距离均不大于10mm。用测量精度为0.001mm的螺旋测微计或非接触式三坐标测量仪，垂直流向方向每隔10mm固定间距进行测量，测试终点距试样边缘距离不大于10mm。所有测试点的厚度测量值的平均值与厚度标称值之差为厚度偏差；所有测试点的厚度测量值的最大值与最小值的差值为厚薄差。3标引序号说明：2——垂直流向方向；p——测试起点。图2厚度测量示意图以产品为试样，将试样平放到平台上，工作面向上，按照图3所示，采用放大倍数为10倍、精度为0.1mm的读数放大镜，读数放大镜置于试样角部，且十字线同时与试样长边、短边对齐，分别测量4个角在长边、短边上被切掉的长度。该尺寸与标称值的偏差即为定位角和切角的偏差。8a)定位角、切角示意图b)定位角、切角测量放大示意图标引序号说明：1——切角；2——定位角；3——读数放大镜；x——切角尺寸。以产品为试样。直角度测量装置示意图如图4所示，该装置由支撑背板、定位销、百分表及架体组成，具体要求a)支撑背板：合金材质，用于支撑玻璃试样，应无明显扭曲变形，板面与水平面夹角θ为75°~85°,高度和长度均不小于试样长度。安装百分表一侧的背板上沿垂直方向应有尺寸标识，精度为1mm,用于读出垂直定位销(图4中Ig)与百分表之间的距离。b)定位销：水平定位销2个(图4中Ic、Ip),用于支撑玻璃试样，两个定位销上表面应保持水平，且保证试样稳定摆放。垂直定位销1个(图4中I),用于试样侧边卡位。定位销Ic、I₃中心距试样待测角顶点距离分别为10mm,Ip可水平移动。定位销直径推荐φ20mm。c)百分表：精度不低于0.1mm,安装位置应在垂直方向和水平方向可调，以保证检测点距离试样上边缘约10mm,且百分表的测杆可接触到试样的侧边缘。91——尺寸标识；2——试样；3——支撑背板；Ig——垂直定位销；θ—-背板与水平面夹角。图4直角度测量装置示意图直角度测量按照如下步骤进行：a)选择试样任一长边作为支撑边，两短边为被测量边；b)调整水平定位销Ip,使其距试样边缘约为10mm;c)调整百分表位置至检测点高度，推荐检测点比试样上边缘低约10mm;d)将试样支撑边向下放置到定位销Ic、Ip、试样紧贴支撑背板，水平方向移动试样，使短边紧贴定位销Iβ;e)水平移动百分表位置，使百分表测杆顶在试样边缘并固定百分表，旋转百分表盘，使百分表读数为0;f)保持支撑边不变，将试样沿水平方向翻转180°,重复步骤d),确认百分表测杆顶在试样边缘，读取百分表变化值，为两个被测量边偏离垂直线之和，记为δ;g)读取定位销Ig与百分表中心线的间距，记为L;h)以当前支撑边对面的平行边作为支撑边，重复步骤d)～g);i)选择试样任一短边作为试样支撑边，两长边为被测量边，重复步骤b)～h)。5.3.4.4数据处理按照公式(1)分别计算以上4次测量的直角度，选取4次计算结果的最大值作为测试结果。式中：Y——直角度；δ——两个被测量边偏离垂直线之和，单位为毫米(mm);L——垂直定位销与百分表中心线的间距，单位为毫米(mm)。5.4波纹度的规定进行，试样数量为1个。的规定进行，试样数量为1个。5.5表面粗糙度的规定进行，试样数量为1个。按照GB/T32642的规定进行，试样数量为1个。5.6翘曲以产品为试样，将试样工作面向上放置在测量平台(00级平面度大理石)上，采用精度为0.02mm的塞尺或不低于0.02mm精度的三坐标测量仪，测量试样下表面与平台表面之间的最大距离；再将试样翻转，使工作面向下，再次测量试样下表面与平台表面之间的最大距离，测量结果取最大值。5.7导热系数按照GB/T38712的规定进行。5.8平均线热膨胀系数5.8.1试样制备从产品上随机切取玻璃作为试样，长度为50mm±1mm,宽度取决于膨胀仪设备要求。5.8.2测试方法及数据处理按照GB/T16920的规定进行。5.9软化点5.9.1试样制备将基板玻璃机械拉丝方式制备成直径为0.65mm±0.10mm、长度为235mm±1mm的玻璃丝，要求丝径偏差小于0.02mm,直线度偏差小于1%。试样数量为2个。5.9.2测试方法及数据处理按照GB/T28195的规定进行。5.10退火点将基板玻璃机械拉丝方式制备成直径为0.65mm±0.10mm、长度不小于200mm的玻璃丝，要求丝径偏差小于0.02mm,直线度偏差小于1%。试样数量为2个。5.10.2测试方法及数据处理按照SJ/T11039的规定进行。5.11应变点按照5.10.1规定的试样制备方法进行。5.11.2测试方法及数据处理按照SJ/T11039的规定进行。5.12再热线收缩率按照GB/T38711的规定进行，测试条件供需双方商定。5.13密度5.13.1.1从随机抽取的产品上切取60mm×30mm的玻璃作为试样，试样应无点状缺陷，表面光5.13.1.2试样至少超声波清洗5min,用无水乙醇和二级以上的纯水冲淋后，放置烘箱内，105℃烘干30min,操作中用镊子拿取。5.13.2测试方法及数据处理按照GB/T5432的规定进行。5.14应力以产品为试样或对产品进行裁切，试样尺寸应不小于100mm×100mm。试样数量为3个。采用双折射应力测试仪，仪器由双折射光学机构、运动机构、试样承载台、控制系统构成。双折射应力测试仪结构装置见图5。应力测量仪光程差分辨力不小于0.001nm,仪器可进行单点测试和多点步进扫描测试。1——双折射光学机构；2——运动机构；3——控制系统；4——试样承载台；5——试样。图5双折射应力测试仪结构装置图5.14.3测试方法及数据处理5.14.3.1采用精度不低于0.1mm的游标卡尺或相同精度的三坐标测量仪测量试样长度和宽度，采用精度不低于0.001mm的螺旋测微计或非接触式三坐标测量仪测量试样厚度。5.14.3.2校准初始值：扫描仪器基线并进行自动校准，并使双折射光学机构归于零起始位。5.14.3.3将测试试样水平放置在测试台上。5.14.3.4光程差测定分为单点和多点两种形式：a)单点：测定指定位置光程差；b)多点：按指定间距逐行逐列测定光程差，间距为40mm～60mm,测试起始点和终点距试样边缘距离不大于行列间距。5.14.3.5根据采集试样的光程差结果，选出最大的光程差，然后按照公式(2)计算试样单位厚度应力光程差。式中：σ——试样单位厚度应力光程差，单位为纳米每厘米(nm/cm);△l——光程差，单位为纳米(nm);d——试样厚度，单位为厘米(cm)。5.15弹性模量从产品上随机切取玻璃作为试样，试样数量为3个，长度：宽度=4:1,试样尺寸宜为120mm×5.15.2测试方法及数据处理按照GB/T37780的规定进行，取3个试样测量结果的平均值作为弹性模量值，保留至小数点后两位。5.16透射比(550nm)从产品上随机切取100mm×100mm的玻璃作为试样，试样应表面光滑、无缺陷。试样数量为5.16.2测试方法及数据处理按照GB/T2680—2021规定的可见光透射比方法进行，选取550nm波长所对应的透射比，取3个试样测量数据的平均值作为结果，保留至小数点后两位。5.17体积电阻率从产品上随机切取表面光滑、无缺陷试样，规格为50mm×50mm,在试样表面两侧相对居中位置制备直径为30mm～38mm的金属电极。试样数量为3个。5.17.2测试方法及数据处理按照GB/T31838.7—2021的规定进行，其中试验程序按方法B进行。取3个试样测量数据的平均值作为结果，保留至小数点后两位。5.18介电常数按照5.17.1规定的试样制备方法进行。5.18.2测试方法及数据处理按照GB/T1409的规定，选用1kHz频率进行测试，取3个试样测量结果的平均值作为介电常数5.19介电损耗按照5.17.1规定的试样制备方法进行。5.19.2测试方法及数据处理按照GB/T1409的规定，选用1kHz频率进行测试。取3个试样测量结果的平均值作为介电损耗值，保留至小数点后3位。5.20化学耐久性警告：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。按照GB/T32644—2016规定的失重法进行，其中试验条件按以下进行：a)10%HF,在22℃下侵蚀20min;b)5%HCl,在95℃下侵蚀24h;c)5%NaOH,在95℃下侵蚀6h。其中，化学试剂浓度以质量分数表示。试样总表面积按照公式(3)计算。式中：A——待测试样总的表面面积，单位为平方厘米(cm²);L——待测试样的长度，单位为厘米(cm);W——待测试样的宽度，单位为厘米(cm);T待测试样的厚度，单位为厘米(cm)。每种条件取3个试样测量数据的平均值作为结果，保留至小数点后1位。5.21碱金属氧化物含量按照GB/T1549的规定进行，试样数量为1个。碱金属氧化物含量为氧化锂、氧化钠、氧化钾的质量分数之和。6检验规则6.1检验分类检验分为出厂检验和型式检验。6.2出厂检验出厂检验项目包含外观质量、尺寸偏差、翘曲。相同原材料、相同配方、相同工艺条件下，在规定时间内生产的基板玻璃为一批。基板玻璃出厂检验的抽样方案应符合表4的规定