CN105645762B - 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用 - Google Patents

一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105645762B
CN105645762B CN201610123581.7A CN201610123581A CN105645762B CN 105645762 B CN105645762 B CN 105645762B CN 201610123581 A CN201610123581 A CN 201610123581A CN 105645762 B CN105645762 B CN 105645762B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
parts
alkali
free glass
cao
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610123581.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105645762A (zh
Inventor
闫雪锋
苏记华
时伟娜
何豪
刘文渊
杨忠杰
王俊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongxu Optoelectronic Technology Co Ltd
Zhengzhou Xufei Optoelectronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Dongxu Optoelectronic Technology Co Ltd
Zhengzhou Xufei Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongxu Optoelectronic Technology Co Ltd, Zhengzhou Xufei Optoelectronic Technology Co Ltd filed Critical Dongxu Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority to CN201610123581.7A priority Critical patent/CN105645762B/zh
Publication of CN105645762A publication Critical patent/CN105645762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105645762B publication Critical patent/CN105645762B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无碱玻璃，该无碱玻璃含有SiO2、Al2O3、MgO、CaO、TiO2和V2O5，相对于100重量份的SiO2，Al2O3的含量为25‑45重量份，MgO的含量为1‑10重量份，CaO的含量为2‑15重量份，TiO2的含量为1‑5重量份，V2O5的含量为0.5‑5重量份；并且通过下式计算得到的R为7.5‑12：R＝0.206w(Al2O3)+0.4w(MgO)‑0.007w(CaO)+0.2w(TiO2)+0.143w(V2O5)。本发明的无碱玻璃具备较高的化学稳定性，可以解决现有技术中玻璃基板经过减薄工序玻璃表面质量变差的问题，能够在保证玻璃基板质量的前提下经过减薄处理达到目标厚度，实现平板显示玻璃的轻薄化。另外，本发明的无碱玻璃具备较高的应变点和杨氏模量，其性能更好，应用范围也更广泛。

Description

一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，具体地，涉及一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用。
背景技术
平板显示玻璃的发展趋势是轻量化、轻薄化，市场需求对其厚度的要求已经达到0.5mm以下，甚至0.1mm，甚至更低，但是目前成熟的薄板玻璃生产工艺直接生产出来的玻璃厚度满足不了玻璃基板日益减小的厚度需求，通常需要经过减薄处理后使用。
目前常用的减薄措施是化学减薄法，即先用一定浓度的氢氟酸溶液浸泡玻璃表面进行侵蚀，然后再进行物理研磨抛光。这要求玻璃基板必须具有较高的化学稳定性，以保障减薄后玻璃基板的性能。而现有的玻璃基板的耐化性能并不够理想，在减薄过程中受酸侵蚀过快，容易造成侵蚀不均，玻璃内部微小欠点或表面划伤易被放大，造成减薄后玻璃表面质量变差，甚至废弃。
发明内容
本发明的目的是提供一种无碱玻璃，该无碱玻璃能够解决现有技术中玻璃基板耐化性能不好，在酸处理减薄过程中玻璃表面质量下降的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种无碱玻璃，该无碱玻璃含有SiO2、Al2O3、MgO、CaO、TiO2和V2O5，其中，相对于100重量份的SiO2，Al2O3的含量为25-45重量份，MgO的含量为1-10重量份，CaO的含量为2-15重量份，TiO2的含量为1-5重量份，V2O5的含量为0.5-5重量份；并且通过下式计算得到的R为7.5-12：
R＝0.206w(Al2O3)+0.4w(MgO)-0.007w(CaO)+0.2w(TiO2)+0.143w(V2O5)，
其中，w(Al2O3)表示相对于100重量份SiO2的Al2O3的重量份，
w(MgO)表示相对于100重量份SiO2的MgO的重量份，
w(CaO)表示相对于100重量份SiO2的CaO的重量份，
w(TiO2)表示相对于100重量份SiO2的TiO2的重量份，
w(V2O5)表示相对于100重量份SiO2的V2O5的重量份。
本发明还提供上述无碱玻璃在平板显示器基板中的应用。
通过上述技术方案，本发明的无碱玻璃具备较高的化学稳定性，可以解决现有技术中玻璃基板经过减薄工序玻璃表面质量变差的问题，能够在保证玻璃基板质量的前提下经过减薄处理达到目标厚度，实现平板显示玻璃的轻薄化。另外，本发明的无碱玻璃具备较高的应变点和杨氏模量，其性能更好，应用范围也更广泛。
本发明的其他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
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。
本发明提供一种无碱玻璃，该无碱玻璃含有SiO2、Al2O3、MgO、CaO、TiO2和V2O5，相对于100重量份的SiO2，Al2O3的含量为25-45重量份，MgO的含量为1-10重量份，CaO的含量为2-15重量份，TiO2的含量为1-5重量份，V2O5的含量为0.5-5重量份；并且通过下式计算得到的R为7.5-12：
R＝0.206w(Al2O3)+0.4w(MgO)-0.007w(CaO)+0.2w(TiO2)+0.143w(V2O5)，
其中，w(Al2O3)表示相对于100重量份SiO2的Al2O3的重量份，
w(MgO)表示相对于100重量份SiO2的MgO的重量份，
w(CaO)表示相对于100重量份SiO2的CaO的重量份，
w(TiO2)表示相对于100重量份SiO2的TiO2的重量份，
w(V2O5)表示相对于100重量份SiO2的V2O5的重量份。
本发明的无碱玻璃具备较高的化学稳定性，可以解决现有技术中玻璃基板经过减薄工序玻璃表面质量变差的问题，能够在保证玻璃基板质量的前提下经过减薄处理达到目标厚度，实现平板显示玻璃的轻薄化。另外，本发明的无碱玻璃具备较高的应变点和杨氏模量，其性能更好，应用范围也更广泛。
根据本发明，为了进一步提高无碱玻璃的化学稳定性，优选情况下，相对于100重量份的SiO2，Al2O3的含量可以为30-40重量份，MgO的含量可以为2.5-6重量份，CaO的含量可以为4.5-12重量份，TiO2的含量可以为1.5-4重量份，V2O5的含量可以为1.5-4重量份。上述组成和含量范围的无碱玻璃化学稳定性更高，在酸处理减薄过程中，可以保证玻璃基板的质量。
根据本发明，优选情况下，通过下式计算得到的S为0.70-1.45：
S＝[c(MgO)+c(CaO)+c(TiO2)+c(V2O5)]/c(Al2O3)，
其中，c(Al2O3)为w(Al2O3)与其相对分子质量之比，c(MgO)为w(MgO)与MgO的相对分子质量之比，c(CaO)为w(CaO)与CaO的相对分子质量之比，c(TiO2)为w(TiO2)与TiO2的相对分子质量之比，c(V2O5)为w(V2O5)与V2O5的相对分子质量之比，即c(Al2O3)＝w(Al2O3)/MrAl2O3，c(MgO)＝w(MgO)/MrMgO，c(CaO)＝w(CaO)/MrCaO，c(TiO2)＝w(TiO2)/MrTiO2，c(V2O5)＝w(V2O5)/MrV2O5；其中MrAl2O3、MrMgO、MrCaO、MrTiO2、MrV2O5分别表示Al2O3、MgO、CaO、TiO2、V2O5的相对分子量。
根据本发明，无碱玻璃具备较好的化学稳定性和较高的应变点及杨氏模量。优选的，无碱玻璃的10％HF酸/20℃/20min侵蚀量可以为小于3.5mg/cm2，杨氏模量可以高于85GPa，应变点可以高于740℃。符合上述要求的无碱玻璃在进行酸处理减薄工序时，可以克服酸侵蚀过快造成的玻璃质量变差的问题，提高了减薄后的无碱玻璃的质量。
根据本发明，优选情况下，该无碱玻璃还可以含有澄清剂，澄清剂可以在玻璃熔制过程中高温分解产生气体或降低玻璃液粘度，促使玻璃液中气泡消除，有助于提高玻璃的质量。
根据本发明，澄清剂的含量没有特别的要求，可以为本无碱玻璃制备领域常用的澄清剂含量。澄清剂的种类可以在很大范围内变化，例如澄清剂可以为选自金属氧化物、硝酸盐、硫酸盐和卤化物中的一种或几种。其中，具体地，金属氧化物可以为选自CeO2、SnO2和SnO中的一种或几种，硫酸盐可以为硫酸钡和/或硫酸钙，硝酸盐可以为选自、硝酸铵、硝酸钙和硝酸钡中的一种或几种，卤化物可以为氟化钙和/或氯化钡。
优选情况下，金属氧化物可以为SnO，硫酸盐可以为硫酸钙，硝酸盐可以为硝酸钙，卤化物可以为氟化钙，上述种类的澄清剂可以更有效地帮助消除玻璃液中的气泡，提高玻璃质量，并减少有毒物质残留。
根据本发明，上述无碱玻璃的制备方法没有特别的要求，可以为本领域常用的制备方法，例如可以为：将上述无碱玻璃各组分按重量份数称量后充分混合均匀，在铂铑坩埚中在1600-1650℃下保温16-20小时，期间用铂金棒搅拌以排除气泡，并使玻璃液澄清均化。然后，将熔制好的玻璃液浇筑在不锈钢模具上成型，并于800℃温度下退火处理，降至室温后得到无碱玻璃。
本发明还提供上述无碱玻璃在平板显示器基板中的应用。
下面通过实施例进一步描述本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。本发明的下述实施例中，所使用的试剂均为市售产品。
实施例
表1为实施例1-6和对比例1-2中无碱玻璃的组分和含量。
各实施例中的无碱玻璃按照如下步骤制备：将各组分按照重量百分比称量后充分混合均匀，在铂铑坩埚中在1650℃下保温20小时，期间用铂金棒搅拌以排除气泡，并使玻璃液澄清均化。然后，将熔制好的玻璃液浇筑在不锈钢模具上成型，并于800℃温度下退火处理，降至室温后进行各项理化性能指标测试。其中，线性热膨胀系数采用卧式膨胀仪测定，在50-350℃范围内的线性热膨胀系数(CTE)用×10-7/℃表示；应变点采用弯曲梁粘度计测试，单位用℃表示；密度采用阿基米德法测定，单位g/cm3；高温粘度采用圆筒式旋转高温粘度计测定，利用VFT公式计算熔化温度，单位为℃(熔化温度指玻璃熔体粘度达到200泊时的温度)；液相线温度采用标准梯度炉法测定，单位为℃；弹性模量采用共振法测试，单位为GPa；透过率采用紫外-可见分光光度计测试，单位为％。
表1
根据表1数据，实施例1-6与对比例1-2对比可知，相对于其他组成的无碱玻璃，本发明的无碱玻璃具备较高的化学稳定性，同时，本发明的无碱玻璃具备较高的应变点和杨氏模量，其性能更好，应用范围也更广泛。实施例5与实施例1的数据对比可知，在本发明优选的相对于100重量份的SiO2，Al2O3的含量为30-40重量份，MgO的含量为2.5-6重量份，CaO的含量为4.5-12重量份，TiO2的含量为1.5-4重量份，V2O5的含量为1.5-4重量份的情况下，无碱玻璃的化学稳定性更好，其应变点和杨氏模量更高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种无碱玻璃，其特征在于，该无碱玻璃含有SiO2、Al2O3、MgO、CaO、TiO2和V2O5，相对于100重量份的SiO2，Al2O3的含量为30-40重量份，MgO的含量为2.5-6重量份，CaO的含量为4.5-12重量份，TiO2的含量为1.5-4重量份，V2O5的含量为1.5-4重量份；
并且通过下式计算得到的R为7.5-12：
R＝0.206w(Al2O3)+0.4w(MgO)-0.007w(CaO)+0.2w(TiO2)+0.143w(V2O5)，
其中，w(Al2O3)表示相对于100重量份SiO2的Al2O3的重量份，
w(MgO)表示相对于100重量份SiO2的MgO的重量份，
w(CaO)表示相对于100重量份SiO2的CaO的重量份，
w(TiO2)表示相对于100重量份SiO2的TiO2的重量份，
w(V2O5)表示相对于100重量份SiO2的V2O5的重量份。
2.根据权利要求1所述的无碱玻璃，其特征在于，通过下式计算得到的S为0.70-1.45：
S＝[c(MgO)+c(CaO)+c(TiO2)+c(V2O5)]/c(Al2O3)，
其中，c(Al2O3)＝w(Al2O3)/MrAl2O3，c(MgO)＝w(MgO)/MrMgO，c(CaO)＝w(CaO)/MrCaO，c(TiO2)＝w(TiO2)/MrTiO2，c(V2O5)＝w(V2O5)/MrV2O5；
MrAl2O3、MrMgO、MrCaO、MrTiO2、MrV2O5分别表示Al2O3、MgO、CaO、TiO2、V2O5的相对分子量。
3.根据权利要求1所述的无碱玻璃，其特征在于，该无碱玻璃的10％HF酸/20℃/20min侵蚀量小于3.5mg/cm2。
4.根据权利要求1所述的无碱玻璃，其特征在于，该无碱玻璃的杨氏模量高于85GPa。
5.根据权利要求1所述的无碱玻璃，其特征在于，该无碱玻璃的应变点高于740℃。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的无碱玻璃，其特征在于，该无碱玻璃还含有澄清剂，所述澄清剂为选自金属氧化物、硝酸盐、硫酸盐和卤化物中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的无碱玻璃，其特征在于，所述金属氧化物为选自CeO2、SnO2和SnO中的一种或几种，所述硫酸盐为硫酸钡和/或硫酸钙，所述硝酸盐为选自硝酸铵、硝酸钙和硝酸钡中的一种或几种，所述卤化物为氟化钙和/或氯化钡。
8.根据权利要求7所述的无碱玻璃，其特征在于，所述金属氧化物为SnO，所述硫酸盐为硫酸钙，所述硝酸盐为硝酸钙，所述卤化物为氟化钙。
9.权利要求1-8中任意一项所述的无碱玻璃在平板显示器基板中的应用。
CN201610123581.7A 2016-03-03 2016-03-03 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用 Active CN105645762B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610123581.7A CN105645762B (zh) 2016-03-03 2016-03-03 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610123581.7A CN105645762B (zh) 2016-03-03 2016-03-03 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105645762A CN105645762A (zh) 2016-06-08
CN105645762B true CN105645762B (zh) 2018-06-29

Family

ID=56493046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610123581.7A Active CN105645762B (zh) 2016-03-03 2016-03-03 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105645762B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106746601B (zh) 2016-12-30 2019-06-04 东旭集团有限公司 用于制备玻璃的组合物、玻璃制品及用途
CN107032604A (zh) 2017-04-18 2017-08-11 东旭科技集团有限公司 玻璃用组合物、碱土铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
CN108793728A (zh) * 2018-09-05 2018-11-13 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 高铝无碱硼硅酸盐玻璃用澄清剂及澄清方法
CN110818256B (zh) * 2019-12-31 2021-05-04 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种无碱高铝硼硅酸盐玻璃及制备方法
CN112573821B (zh) * 2020-12-14 2022-12-16 河北光兴半导体技术有限公司 一种平板玻璃组合物及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1443143A (zh) * 2000-07-19 2003-09-17 肖特玻璃制造厂 铝硅酸盐玻璃的生产方法
CN102471134A (zh) * 2009-07-02 2012-05-23 旭硝子株式会社 无碱玻璃及其制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7833919B2 (en) * 2006-02-10 2010-11-16 Corning Incorporated Glass compositions having high thermal and chemical stability and methods of making thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1443143A (zh) * 2000-07-19 2003-09-17 肖特玻璃制造厂 铝硅酸盐玻璃的生产方法
CN102471134A (zh) * 2009-07-02 2012-05-23 旭硝子株式会社 无碱玻璃及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105645762A (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105645762B (zh) 一种无碱玻璃及其在平板显示器基板中的应用
JP5761025B2 (ja) 基板用ガラス板、その製造方法およびｔｆｔパネルの製造方法
JP5557172B2 (ja) 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
JP5537144B2 (ja) ガラス組成物とそれを用いたフラットパネルディスプレイ用ガラス基板
JP2017149644A (ja) ３Ｄ成形のためのイオン交換可能なＬｉ含有ガラス組成物
JP2021505503A (ja) 黒色ケイ酸リチウムガラスセラミック
TW201245079A (en) Method for producing chemically tempered glass, and glass for chemical tempering
JP5387411B2 (ja) 基板用ガラス板
JP2015024955A (ja) 板ガラス
JP2012214356A (ja) カバーガラス及びその製造方法
JP2009274902A (ja) ガラス
CN110040941B (zh) 一种可见光吸收玻璃及其制备方法和应用
JP2021183560A (ja) ガラス
CN113597414A (zh) 化学耐久性铝硅酸盐玻璃组合物及由其形成的玻璃制品
JP2017154973A (ja) 化学強化用ガラス
JPWO2010125981A1 (ja) 基板用ガラス板
CN104876440A (zh) 光学玻璃
JP3797679B2 (ja) 光学ガラス
JP5423000B2 (ja) 光学ガラス
CN107892472B (zh) 玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用
CN109809687A (zh) 一种用于高分辨率显示器的基板玻璃
TWI498304B (zh) 無鹼玻璃及其製造方法
CN107827352B (zh) 玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用
WO2018159386A1 (ja) アルミノケイ酸塩ガラス
JP5882840B2 (ja) ガラス組成物とそれを用いたディスプレイ用ガラス基板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Alkali-free glass and application of alkali-free glass to substrates of flat-panel displays

Effective date of registration: 20200710

Granted publication date: 20180629

Pledgee: Beijing State Owned Financial Leasing Co., Ltd

Pledgor: ZHENGZHOU XUFEI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2020990000736

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right