CN109399922A - 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109399922A CN109399922A CN201811203504.8A CN201811203504A CN109399922A CN 109399922 A CN109399922 A CN 109399922A CN 201811203504 A CN201811203504 A CN 201811203504A CN 109399922 A CN109399922 A CN 109399922A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- sro
- cao
- bao
- mgo
- 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.)
- Granted
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 208
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 75
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(III) oxide Inorganic materials O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000008395 clarifying agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 claims 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 10
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002419 bulk glass Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 239000004293 potassium hydrogen sulphite Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133302—Rigid substrates, e.g. inorganic substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及玻璃制造领域，公开了玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有58‑80mol％的SiO2、5‑22mol％的Al2O3、0‑5mol％的B2O3、0.01‑5mol％的P2O5、0.5‑10mol％的MgO、2‑10mol％的CaO、0.1‑10mol％的SrO、0‑10mol％的BaO、0‑4mol％的ZnO、0‑4mol％的ZrO2、0.001‑4mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O，其中，R为碱金属。本发明制备得到的玻璃具有高温电阻率适宜、介电常数较低、耐热稳定性高、机械性能高、光透过率高，澄清效果好的特性，适用于制备显示器件和/或光电器件。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，具体涉及玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
液晶显示技术及其产品以驱动电压和功耗低、体积小、轻薄化、高清晰度、高分辨率、智能化等优点，取代了传统的CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)、PDP(PlasmaDisplay Panel，等离子体显示板)显示技术，成为现代最重要的图象传输和再现技术。薄膜晶体管液晶显示器(Thin film transistor-liquid crystal display，TFT-LCD)是目前国际上液晶显示器的主流产品，广泛用于数显手表、手机、数字播放器、数码照相机、车载导航仪、电视、笔记本电脑、显示器等终端显示设备上，根据硅基材料的不同，主流的TFT可分为非晶硅(a-Si)TFT、多晶硅(p-Si)TFT和单晶硅(SCS)TFT，而其中的非晶硅(a-Si)TFT又是现在主流TFT-LCD应用的显示技术。
基板玻璃是TFT-LCD显示器面板的前后两片关键性玻璃材料，分别用作薄膜晶体管阵列的底板以使液晶保持一定厚度和彩色滤光片的基板以承载驱动所必需的电极和开关元件，对显示器的分辨率、透光率、重量及视角等关键技术指标影响巨大，目前，基板玻璃成为TFT-LCD发展的主要制约因素，用于TFT-LCD的玻璃基板需要通过溅射、化学气相沉积(CVD)等技术在底层基板玻璃表面形成透明导电膜、绝缘膜、半导体(多晶硅、无定形硅等)膜及金属膜，然后通过光蚀刻(Photo-etching)技术形成各种电路和图形。在TFT-LCD薄膜沉积过程中，如果基板玻璃受热出现变形和翘曲，将会使显示器显示的图案出现误差，必须保证玻璃有足够高的耐高温的耐高温性能，较低的热收缩性能，还应具有良好的高温过程稳定性。
除目前主流的a-Si TFT-LCD显示器件外，其他显示器件比如：源矩阵液晶显示(AMLCD)、有机发光二极管(OLED)以及应用低温多晶硅技术的有源矩阵液晶显示(LTPSTFT-LCD)器件对玻璃基板的热稳定性、光透过率、机械性能等提出了更高的性能要求，同时，还需要具有很好的绝缘性并要求介电常数不能过高。
显示用的无碱玻璃因粘度大，在熔化时通常需要加热到1600℃以上。常用的火焰熔制技术在无碱玻璃品质及工艺控制方面已显现不足，必须采取辅助电熔化技术才能实现玻璃的高效熔化。玻璃在室温下是电的绝缘体，电导率为10-15～10-13W·cm，当玻璃被加热时其导电性能随温度升高而明显增强，通常熔融状态下玻璃液电导率为0.1～1.0W·cm，完全变为电的良导体，可用作焦耳效应发热体。电助熔技术利用高温状态下熔融玻璃液的自身导电发热特性将电能转化为热能的形式，使玻璃从内部自身发热来提高其内部的温度，降低玻璃液上、下层温差，提高澄清效果，其热效率要比火焰辐射加热吸收的热量高得多，从而节省能量，大幅提高玻璃熔化率，改善玻璃液品质。高温状态下无碱玻璃液的电阻率大小是影响玻璃焦耳热效应的关键。高温电阻率过小，可能会削弱焦耳热效应，自身发热量无法满足熔化的需要，还会带来高温粘度性能的劣化；高温电阻率过高，则会影响玻璃液的导电性，同时使通电加热时的电流流向耐火材料而造成耐火材料的高温侵蚀。因此，高温下熔融玻璃液的电阻率必须控制在合理的范围内才能达到提高熔化效率、改善玻璃液品质的目的。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述问题，通过组分改良，平衡各项性能，提供一种高温电阻率适宜、介电常数较低、耐热稳定性高、机械性能高、光透过率高，澄清效果好，适合光电显示用的玻璃组合物，特别适合于非晶硅TFT液晶显示和/或低温多晶硅TFT液晶和/或OLED显示技术的玻璃用组合物及铝硅酸盐玻璃。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种玻璃用组合物，其中，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有58-80mol％的SiO2、5-22mol％的Al2O3、0-5mol％的B2O3、0.01-5mol％的P2O5、0.5-10mol％的MgO、2-10mol％的CaO、0.1-10mol％的SrO、0-10mol％的BaO、0-4mol％的ZnO、0-4mol％的ZrO2、0.001-4mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O，其中，R为碱金属。
优选地，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有62-76mol％的SiO2、8-18mol％的Al2O3、0.1-4mol％的B2O3、0.01-4mol％的P2O5、0.5-5mol％的MgO、3.5-9.5mol％的CaO、2-8mol％的SrO、0-2mol％的BaO、0.5-2.8mol％的ZnO、0mol％的ZrO2、0.001-1mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O。
优选地，以摩尔百分比计，SiO2+Al2O3≥76mol％。
优选地，以摩尔百分比计，CaO/(MgO+CaO)≥0.1。
优选地，SrO/(SrO+BaO)≥0.1。
优选地，B2O3+P2O5+Bi2O3≤10mol％。
优选地，(B2O3+P2O5)/(B2O3+Bi2O3)≥0.4。
优选地，(SiO2+Al2O3)/(R'O+B2O3+Bi2O3)≤10，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
优选地，R’O+Bi2O3≥9mol％，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
优选地，(SrO+BaO+ZnO+ZrO2+Bi2O3)/(R’O+Bi2O3)≤0.85，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
优选地，(MgO+CaO+SrO+BaO)/R’O≥0.6，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
优选地，(CaO+SrO)/R’O≥0.2，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
优选地，Al2O3/(R’O+P2O5)≤2.5，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
优选地，以各组分的总摩尔数为基准，以氧化物计，Bi2O3＜3mol％。
优选地，以各组分的总摩尔数为基准，以氧化物计，BaO＜5mol％。
优选地，以各组分的总摩尔数为基准，以氧化物计，ZnO＜3mol％。
优选地，以该玻璃用组合物中各组分的总摩尔量为基准，所述玻璃用组合物各组分含量以摩尔百分比计算满足S＝0.3-1.5，其中，S＝[4.52×(MgO+CaO)+2.98×(SrO+ZrO2)+1.05×(BaO+ZnO)+0.5×Bi2O3+0.015×B2O3+0.21×P2O5+0.0025×SiO2+0.012×Al2O3]/[SiO2+0.5×Al2O3]。
优选地，所述玻璃用组合物还含有澄清剂，以各组分的总摩尔数为基准，所述澄清剂的含量≤0.5mol％。
优选地，所述澄清剂为硝酸盐、硫酸盐、氟化物、氧化铈、氧化锡和铵盐中的一种或多种。
第二方面，本发明提供了一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，该方法包括将本发明所述的玻璃用组合物依次进行熔融处理、成型处理、退火处理和机械加工处理。
第三方面，本发明提供了上述方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。
优选地，所述铝硅酸盐玻璃的密度＜2.68g/cm3，50-350℃范围内的热膨胀系数低于39×10-7/℃，杨氏模量≥76GPa且比模数≥31GPa/(g×cm-3)。
优选地，粘度为35000泊时所对应的温度T3500≥1220℃，粘度为200泊时所对应的温度T200≤1740℃，液相线温度TL≤1200℃，应变点Tst为690-790℃。
优选地，波长为308nm处的透过率≥60％。
优选地，粘度为200泊时所对应的电阻率65≤R200(Ω·cm)≤600。
优选地，在25℃，1KHz条件下的介电常数2≤εr≤12。
第四方面，本发明提供了本发明所述的玻璃用组合物或铝硅酸盐玻璃在制备显示器件和/或光电器件中的应用，优选为在制备TFT-LCD玻璃基板和/或OLED玻璃基板中的应用。
本发明的玻璃用组合物或铝硅酸盐玻璃，介电常数较低、耐热稳定性高、机械性能高、光透过率高，澄清效果好，适合用于光电显示，特别适合用于非晶硅TFT液晶显示和/或低温多晶硅TFT液晶和/或OLED显示中。
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
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。
第一方面，本发明提供了一种玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有58-80mol％的SiO2、5-22mol％的Al2O3、0-5mol％的B2O3、0.01-5mol％的P2O5、0.5-10mol％的MgO、2-10mol％的CaO、0.1-10mol％的SrO、0-10mol％的BaO、0-4mol％的ZnO、0-4mol％的ZrO2、0.001-4mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O，其中，R为碱金属。
在本发明的一个优选的实施方式中，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有62-76mol％的SiO2、8-18mol％的Al2O3、0.1-4mol％的B2O3、0.01-4mol％的P2O5、0.5-5mol％的MgO、3.5-9.5mol％的CaO、2-8mol％的SrO、0-2mol％的BaO、0.5-2.8mol％的ZnO、0mol％的ZrO2、0.001-1mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O。
SiO2是玻璃形成体，若SiO2的含量过低，不利于耐化性的增强，会造成膨胀系数过高、应变点过低，导致玻璃容易失透，同时会带来玻璃高温电阻率过小，焦耳热效应削弱，使自身发热量无法达到熔化的需要。当SiO2的含量升高时，有助于减小热膨胀系数、提高应变点、增强耐化性、增大高温电阻率；但含量过高也会造成玻璃的熔化温度升高、熔融性降低、使玻璃具有过大的电阻率，导电性降低，同时使通电加热时的电流流向耐火材料而造成耐火材料的高温侵蚀，导致液相线温度升高，耐失透性降低。为了进一步优化其耐热性、杨氏模量、高温导电性和介电性能，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，SiO2的含量为58-80mol％，优选为62-76mol％，具体地，例如可以为58mol％、58.5mol％、59.25mol％、60.18mol％、61mol％、62.04mol％、63.85mol％、64.06mol％、64.07mol％、65.03mol％、65.95mol％、66.08mol％、66.46mol％、66.98mol％、67.06mol％、67.2mol％、67.85mol％、68.05mol％、69mol％、69.04mol％、70.06mol％、71.1mol％、72mol％、73.2mol％、74.05mol％、74.82mol％、75.85mol％、76mol％、77mol％、78.1mol％、79.8mol％、80mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
当Al2O3的含量过低时，玻璃耐热性、耐化学侵蚀性较差，杨氏模量较低，膨胀系数较大，同时会导致玻璃高温电阻率过小，焦耳热效应削弱，使自身发热量无法达到熔化的需要；当Al2O3的含量升高时有助于提高玻璃应变点、杨氏模量、光透过率、高温电阻率等，但含量过高会使玻璃的熔化温度升高，熔融性降低，同时液相线温度升高，耐失透性降低，此外会使玻璃的高温电阻率过大，导电性降低，同时使通电加热时的电流流向耐火材料而造成耐火材料的高温侵蚀。为了进一步优化其耐热性、杨氏模量、光透过率、高温导电性和介电性能，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，Al2O3的含量为5-22mol％，优选为8-18mol％，具体地，例如可以为5mol％、5.3mol％、8mol％、9.03mol％、10.2mol％、10.34mol％、11.07mol％、11.88mol％、12mol％、12.12mol％、12.2mol％、12.8mol％、12.88mol％、13mol％、13.1mol％、13.8mol％、14.2mol％、14.8mol％、15mol％、16.01mol％、17.15mol％、18mol％、19mol％、20.18mol％、22mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，B2O3能单独生成玻璃，其加入可改善玻璃的熔化性、降低失透温度、降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的光透过率，改善玻璃的高温导电性能和介电性能。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，B2O3的含量为0-5mol％，优选为0.1-4mol％，具体地，例如可以为0、0.1mol％、0.2mol％、0.3mol％、0.4mol％、0.5mol％、0.7mol％、1.1mol％、1.5mol％、1.6mol％、1.9mol％、2mol％、2.5mol％、2.8mol％、3mol％、3.3mol％、3.5mol％、3.8mol％、4mol％、4.2mol％、4.7mol％、4.9mol％、5mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，P2O5能单独生成玻璃，其加入可改善玻璃的熔化性，降低高温黏度，提高应变点，提高玻璃的光透过率，改善玻璃的高温导电性和介电性能，含量过高则容易造成玻璃的分相。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，P2O5的含量为0.01-5mol％，优选为0.01-4mol％，具体地，例如可以为0.01mol％、0.1mol％、0.2mol％、0.21mol％、0.3mol％、0.4mol％、0.5mol％、0.7mol％、0.9mol％、1mol％、1.1mol％、1.3mol％、1.5mol％、1.6mol％、1.9mol％、2mol％、2.1mol％、2.5mol％、2.8mol％、3mol％、3.3mol％、3.4mol％、3.5mol％、3.8mol％、4mol％、4.2mol％、4.7mol％、4.9mol％、5mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，Bi2O3的加入可以显著地改善玻璃的熔化性，提高玻璃的光透过率，提高玻璃的杨氏模量，但含量过高容易提升玻璃密度，增大膨胀系数，降低玻璃的耐热性。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，Bi2O3的含量为0.001-4mol％，优选＜3mol％，更优选为0.001-1mol％，具体地，例如可以为0.001mol％、0.01mol％、0.1mol％、0.2mol％、0.3mol％、0.38mol％、0.4mol％、0.5mol％、0.6mol％、0.7mol％、0.82mol％、0.9mol％、0.95mol％、1mol％、1.1mol％、1.5mol％、1.6mol％、1.9mol％、2mol％、2.1mol％、2.5mol％、2.8mol％、3mol％、3.3mol％、3.4mol％、3.5mol％、3.8mol％、4mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
B2O3、P2O5与Bi2O3的加入总量不能过多，否则容易造成玻璃热膨胀系数和应变点下降，尤其玻璃的应变点降低比较明显，玻璃容易分相。为了优化其熔化效果和耐失透性，B2O3、P2O5和Bi2O3的含量满足：以摩尔百分比计，B2O3+P2O5+Bi2O3≤10mol％，优选B2O3+P2O5+Bi2O3≤8mol％，更优选0.1mol％≤B2O3+P2O5+Bi2O3≤5.5mol％。为了进一步优化其熔化效果和耐失透性，B2O3、P2O5和Bi2O3的含量满足：(B2O3+P2O5)/(B2O3+Bi2O3)≥0.4，优选(B2O3+P2O5)/(B2O3+Bi2O3)≥0.8，更优选(B2O3+P2O5)/(B2O3+Bi2O3)≥1。
本发明的玻璃用组合物中，ZnO是降低高温粘度，降低液相线温度，降低玻璃高温电阻率，提高玻璃熔融性的成分，同时也是提高杨氏模量、降低玻璃热膨胀系数的成分。但含量过高又容易造成玻璃的应变点大幅下降，降低玻璃的热稳定性。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，ZnO的含量为0-4mol％，优选＜3mol％，更优选为0.5-2.8mol％，具体地，例如可以为0、0.1mol％、0.12mol％、0.14mol％、0.2mol％、0.3mol％、0.32mol％、0.4mol％、0.41mol％、0.5mol％、0.58mol％、0.6mol％、0.7mol％、0.81mol％、0.93mol％、1.03mol％、1.3mol％、1.53mol％、1.6mol％、1.7mol％、1.9mol％、2mol％、2.05mol％、2.52mol％、2.8mol％、3mol％、3.3mol％、3.5mol％、3.8mol％、4mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
MgO是玻璃结构网络外体氧化物，能够在不降低应变点的情况下降低玻璃高温粘度、使玻璃易于熔化、提高熔解性，降低高温电阻率。相对于其它碱土金属，MgO是提高玻璃杨氏模量而不增加玻璃密度和热膨胀系数的有效成分。但MgO含量过高，容易使玻璃的耐化性降低、液相线温度升高，使玻璃的耐失透性降低，造成分相。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，MgO的含量为0.5-10mol％，优选为0.5-5mol％，具体地，例如可以为0.5mol％、0.58mol％、0.6mol％、0.7mol％、0.8mol％、1mol％、1.02mol％、1.06mol％、1.08mol％、1.1mol％、1.27mol％、1.43mol％、1.5mol％、1.52mol％、1.6mol％、1.67mol％、1.9mol％、2mol％、2.03mol％、2.5mol％、2.8mol％、3mol％、3.08mol％、3.2mol％、3.5mol％、3.8mol％、4mol％、4.2mol％、4.7mol％、4.8mol％、4.92mol％、5mol％、5.37mol％、6mol％、6.75mol％、7mol％、8mol％、8.1mol％、9mol％、9.8mol％、10mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，CaO是玻璃结构网络外体氧化物，是不降低应变点而降低高温粘度、显著提高熔融性，降低电阻率的成分。在碱土金属中，CaO是仅次于MgO的具有能够提高玻璃杨氏模量而不增加玻璃密度和热膨胀系数的有效成分。但CaO含量过高，玻璃容易失透，热膨胀系数会大幅度增大。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，CaO的含量为2-10mol％，优选为3.5-9.5mol％，具体地，例如可以为2mol％、2.07mol％、2.5mol％、2.98mol％、3mol％、3.08mol％、3.2mol％、3.5mol％、3.8mol％、4mol％、4.2mol％、4.47mol％、4.62mol％、4.95mol％、5.05mol％、5.37mol％、5.5mol％、5.76mol％、5.82mol％、5.89mol％、6.04mol％、6.1mol％、6.45mol％、6.75mol％、7.02mol％、7.11mol％、7.15mol％、7.46mol％、7.87mol％、8mol％、8.52mol％、9.04mol％、9.17mol％、9.46mol％、9.5mol％、9.66mol％、9.8mol％、10mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，SrO是玻璃结构网络外体氧化物，是不降低应变点而提高熔融性，提高杨氏模量，降低高温电阻率的成分。但SrO含量过高，容易增大玻璃的密度和热膨胀系数。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，SrO的含量为0.1-10mol％，优选为2-8mol％，具体地，例如可以为0.1mol％、0.15mol％、0.2mol％、0.5mol％、0.6mol％、0.8mol％、1.04mol％、1.05mol％、1.29mol％、1.3mol％、1.84mol％、2mol％、2.07mol％、2.1mol％、2.52mol％、2.98mol％、3mol％、3.04mol％、3.08mol％、3.2mol％、3.3mol％、3.49mol％、3.95mol％、4mol％、4.2mol％、4.47mol％、4.62mol％、4.84mol％、5.02mol％、5.05mol％、5.18mol％、5.5mol％、5.76mol％、5.82mol％、5.96mol％、6.03mol％、6.1mol％、6.45mol％、6.83mol％、7.02mol％、7.11mol％、7.15mol％、7.46mol％、7.87mol％、8mol％、8.52mol％、9.04mol％、9.17mol％、9.5mol％、9.66mol％、9.8mol％、9.94mol％、10mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，BaO与SrO的作用类似，是提高玻璃熔融性、提高玻璃杨氏模量、降低玻璃高温电阻率的成分，过多则会增大玻璃的密度、增大玻璃的热膨胀系数。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，BaO的含量为0-10mol％，优选BaO＜5mol％，进一步优选为0-2mol％，具体地，例如可以为0、0.1mol％、0.15mol％、0.2mol％、0.26mol％、0.3mol％、0.42mol％、0.5mol％、0.6mol％、1.1mol％、1.3mol％、1.5mol％、2.01mol％、2.5mol％、3mol％、3.02mol％、3.5mol％、3.85mol％、4mol％、4.5mol％、5.1mol％、5.5mol％、6.1mol％、6.5mol％、7mol％、7.5mol％、8mol％、8.5mol％、9mol％、9.5mol％、9.8mol％、10mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
本发明的玻璃用组合物中，ZrO2是促进玻璃熔解、提高玻璃杨氏模量、降低玻璃高温电阻率、促进玻璃稳定的成分。过多则会增大玻璃的密度，增大玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的稳定性。因此，综合考虑，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，ZrO2的含量为0-4mol％，优选为0，具体地，例如可以为0、0.1mol％、0.12mol％、0.18mol％、0.25mol％、0.26mol％、0.3mol％、0.35mol％、0.5mol％、0.93mol％、1.02mol％、1.5mol％、1.6mol％、1.7mol％、1.9mol％、2mol％、2.05mol％、2.52mol％、2.88mol％、3.14mol％、3.5mol％、3.96mol％、4mol％以及这些数值中的任意两个数值所构成的范围中的任意数值。
在本发明的玻璃用组合物中，为了提高玻璃的应变点、降低热膨胀系数、抑制玻璃的失透，以摩尔百分比计，SiO2+Al2O3≥76mol％，优选SiO2+Al2O3≥78mol％，更优选SiO2+Al2O3≥80mol％。
在本发明的玻璃用组合物中，为了使玻璃在具有耐热稳定性的同时，具有较好的熔化性能，(SiO2+Al2O3)/(R'O+B2O3+Bi2O3)≤10，优选(SiO2+Al2O3)/(R'O+B2O3+Bi2O3)≤7.5，更优选(SiO2+Al2O3)/(R'O+B2O3+Bi2O3)≤6.5，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
在本发明的玻璃用组合物中，为了保证玻璃在不提升液相线温度的同时，具有较高的杨氏模量和较高的应变点，Al2O3/(R’O+P2O5)≤2.5，优选Al2O3/(R’O+P2O5)≤1.8，进一步优选Al2O3/(R’O+P2O5)≤1.5，更优选Al2O3/(R’O+P2O5)≤1.0其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、ZrO2和Bi2O3，它们的加入可有效降低玻璃的高温粘度，提高澄清效果，提高玻璃的应变点和增加玻璃的电阻率，同时改善玻璃的介电常数。但是含量过多会使玻璃的密度增加，耐失透性下降，容易发生分相，使介电常数过分增加，降低玻璃在光电显示器件中使用的稳定性。为了保证玻璃具有较低的密度、较高的杨氏模量和适宜的介电常数，MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO、ZrO2、Bi2O3的含量满足：CaO/(MgO+CaO)≥0.1，优选CaO/(MgO+CaO)≥0.5，更优选0.7≤CaO/(MgO+CaO)＜1。为了进一步保证玻璃具有较低的密度、较高的杨氏模量和适宜的介电常数，SrO/(SrO+BaO)≥0.1，优选SrO/(SrO+BaO)≥0.6。为了进一步保证玻璃具有较低的密度、较高的杨氏模量和适宜的介电常数，R’O+Bi2O3≥9mol％，优选R’O+Bi2O3≥11mol％，进一步优选R’O+Bi2O3≥12.5mol％，更优选13.5mol％≤R’O+Bi2O3≤19.5mol％，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。为了进一步保证玻璃具有较低的密度、较高的杨氏模量和适宜的介电常数，(CaO+SrO)/R’O≥0.2，优选(CaO+SrO)/R’O≥0.35，进一步优选(CaO+SrO)/R’O≥0.45，更优选0.6≤(CaO+SrO)/R’O≤0.98，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。为了进一步保证玻璃具有较低的密度、较高的杨氏模量和适宜的介电常数，(MgO+CaO+SrO+BaO)/R’O≥0.6，优选(MgO+CaO+SrO+BaO)/R’O≥0.7，更优选0.8≤(MgO+CaO+SrO+BaO)/R’O＜1，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。为了进一步保证玻璃具有较低的密度、较高的杨氏模量和适宜的介电常数，(SrO+BaO+ZnO+ZrO2+Bi2O3)/(R’O+Bi2O3)≤0.85，优选(SrO+BaO+ZnO+ZrO2+Bi2O3)/(R’O+Bi2O3)≤0.65，更进一步优选地，(SrO+BaO+ZnO+ZrO2+Bi2O3)/(R’O+Bi2O3)≤0.55，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
在本发明的玻璃用组合物中，为了保证玻璃的高温电阻率适宜、易熔化、澄清效果好，以该玻璃用组合物中各组分的总摩尔量为基准，所述玻璃用组合物各组分含量以摩尔百分比计算满足S＝0.3-1.5，优选S＝0.4-1.1，更优选S＝0.5-1.0，其中，S＝[4.52×(MgO+CaO)+2.98×(SrO+ZrO2)+1.05×(BaO+ZnO)+0.5×Bi2O3+0.015×B2O3+0.21×P2O5+0.0025×SiO2+0.012×Al2O3]/[SiO2+0.5×Al2O3]。
在本发明的玻璃用组合物中，所述玻璃用组合物还含有澄清剂，以各组分的总摩尔数为基准，所述澄清剂的含量≤0.5mol％。
在本发明的玻璃用组合物中，优选地，所述澄清剂为硝酸盐、硫酸盐、氟化物、氧化铈、氧化锡和铵盐中的一种或多种。以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，所述澄清剂的含量为0.1-0.3mol％。在本发明的具体实施方式中澄清剂为氧化锡，含量为0.1-0.25mol％。
第二方面，本发明提供了一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，该方法包括将所述的玻璃用组合物依次进行熔融处理、成型处理、退火处理和机械加工处理。
在本发明的方法中，优选地，熔融温度＜1750℃，熔融时间＞2h；退火温度＞730℃，退火时间＞1h。本领域技术人员可以根据实际情况确定具体的熔融温度和熔融时间，此为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
在本发明的方法中，优选地，该方法还包括：对机械加工处理得到的产物进行二次熔融拉薄处理。二次熔融拉薄处理以制备厚度小于0.15mm的玻璃。
第三方面，本发明提供了上述方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。
优选情况下，本发明的铝硅酸盐玻璃，密度＜2.68g/cm3，优选＜2.65g/cm3；50-350℃范围内的热膨胀系数低于39×10-7/℃，优选低于35×10-7/℃；杨氏模量≥76GPa且比模数≥31GPa/(g×cm-3)，优选杨氏模量≥78GPa且比模数≥32GPa/(g×cm-3)。
优选情况下，本发明的铝硅酸盐玻璃，粘度为35000泊时所对应的温度T3500≥1220℃，优选T3500≥1235℃；粘度为200泊时所对应的温度T200≤1740℃，优选T200≤1700℃；液相线温度TL≤1200℃，优选TL≤1190℃；应变点Tst为690-790℃，优选Tst为695-785℃。
优选情况下，本发明的铝硅酸盐玻璃，在波长为308nm处的透过率≥60％，优选透过率≥68％。
优选情况下，本发明的铝硅酸盐玻璃，粘度为200泊时所对应的电阻率65≤R200(Ω·cm)≤600。
优选情况下，本发明的铝硅酸盐玻璃，在25℃，1KHz条件下的介电常数2≤εr≤12。
第四方面，本发明提供了本发明所述的玻璃用组合物或铝硅酸盐玻璃在制备显示器件和/或光电器件中的应用，优选为在制备TFT-LCD玻璃基板和/或OLED玻璃基板中的应用。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可通过商购获得，如无特别说明，所用的方法为本领域的常规方法。
以下实施例和对比例中，参照ASTM C-693测定玻璃密度，单位为g/cm3。
参照ASTM E-228使用卧式膨胀仪测定50-350℃的玻璃热膨胀系数，单位为10-7/℃。
参照ASTM C-623测定玻璃杨氏模量，单位为GPa；由杨氏模量和密度的比值计算得到比模数，单位为GPa/(g×cm-3)。
参照ASTM C-965使用旋转高温粘度计测定玻璃高温粘温曲线，其中，200P粘度对应的温度T200，35000P粘度对应的温度T35000，单位为℃。
参照ASTM C-829使用梯温炉法测定玻璃液相线温度TL，单位为℃。
参照ASTM C-336使用退火点应变点测试仪测定玻璃应变点Tst，单位为℃。
使用紫外-可见分光光度计测定玻璃透过率，玻璃样品厚度为0.5mm，分别取在308nm处透过率，单位为％。
200P时玻璃组合物高温电阻率的测定方法：将待测玻璃样品经过粉碎、除杂、清洗、烘干制成1-20mm颗粒后置于瓷舟内，该瓷舟内两侧各固定有表面焊接铂金丝的铂金片，所加玻璃料约占瓷舟内体积的90％左右。将盛有玻璃料的瓷舟放置于立式高温炉的升降平台上，并与炉内的热电偶紧密接触，然后将两个铂金片通过铂金丝与数字电桥表测试端相连接，形成一个闭合的电流回路。将数字电桥表与高温炉的温度控制仪分别连接至计算机系统。首先通过温度控制仪控制立式高温炉以10℃/min升温至1700℃左右，使瓷舟内的玻璃料熔化，并保温1h。然后控制立式高温炉以5℃/min降温速率从1700℃左右降至1200℃，降温过程中通过数字电桥表对熔融玻璃料进行电阻率测试，每间隔5s测试一次，得到降温过程中不同温度下对应的电阻值。冷却至室温后取出，玻璃液凝固成玻璃体，测量玻璃体的长度L和玻璃体截面积S，根据欧姆定路和电阻率公式计算不同粘度和温度时对应的体积电阻率：
介电常数的测试方法：将玻璃制成直径为40mm，厚度为3.5mm的两面平行的圆形薄片，用Agilent 4294型阻抗分析仪测试其在25℃，频率为1KHz下的介电常数。
每公斤玻璃基板中气泡直径＞0.1mm的气泡数目是指每公斤碱土铝硅酸盐玻璃基板中气泡直径＞0.1mm的气泡数目，测定方法为：使用精度为0.01g的电子天平称量样品玻璃重量，使用光学显微镜统计气泡数量，计算求得每公斤玻璃中气泡直径＞0.1mm的气泡数目。
实施例1-8
按照表1所示称量各组分，混匀，倒入铂金坩埚中，在1700℃以上，保温10h，并使用铂金棒搅拌排出气泡和使玻璃液均化，然后将将熔制好的玻璃液浇注入不锈钢铸铁磨具内，成形为规定的块状玻璃制品，然后将玻璃制品在退火炉中退火2小时，关闭电源自然冷却至室温。将玻璃制品进行切割、研磨、抛光，然后用去离子水清洗干净并烘干，制得玻璃成品。分别对玻璃成品的性能进行测试，结果见表1。
表1
实施例9-16
按照实施例1的方法，不同的是，混合料成分(对应玻璃组成)和得到的产品的性能测定结果见表2。
表2
实施例17-26
按照实施例1的方法，不同的是，混合料成分(对应玻璃组成)和得到的产品的性能测定结果见表3和表4。
表3
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，混合料成分(对应玻璃组成)和得到的产品的性能测定结果见表4。
表4
将表1-3中的各实施例与表4中相比，S＝0.5-1.0时，能够进一步保证玻璃具有合适的高温电阻率，容易熔化，澄清效果较好。
由表1-3中各实施例可知，本发明的方法利用含有特定含量的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、ZrO2、Bi2O3的组合物制备得到的玻璃，密度小于2.68g/cm3，50-350℃范围内的膨胀系数低于39×10-7/℃，杨氏模量≥76GPa且比模数≥31GPa/(g×cm-3)，UV308nm透过率高，同时具有合适的高温电阻率和适宜的介电常数等优点。本发明的铝硅酸盐玻璃组合物或铝硅酸盐玻璃可用于制备显示器件中或其他需要耐热性高、透过率高等玻璃材料的领域，尤其适用于制备平板显示产品的玻璃基板材料和/或柔性显示产品中作为玻璃载板材料。
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。
Claims (11)
1.一种玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有58-80mol％的SiO2、5-22mol％的Al2O3、0-5mol％的B2O3、0.01-5mol％的P2O5、0.5-10mol％的MgO、2-10mol％的CaO、0.1-10mol％的SrO、0-10mol％的BaO、0-4mol％的ZnO、0-4mol％的ZrO2、0.001-4mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O，其中，R为碱金属。
2.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总摩尔量为基准，以氧化物计，该玻璃用组合物含有62-76mol％的SiO2、8-18mol％的Al2O3、0.1-4mol％的B2O3、0.01-4mol％的P2O5、0.5-5mol％的MgO、3.5-9.5mol％的CaO、2-8mol％的SrO、0-2mol％的BaO、0.5-2.8mol％的ZnO、0mol％的ZrO2、0.001-1mol％的Bi2O3和<0.1mol％的R2O。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃用组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，SiO2+Al2O3≥76mol％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的玻璃用组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，CaO/(MgO+CaO)≥0.1；
优选地，SrO/(SrO+BaO)≥0.1；
优选地，B2O3+P2O5+Bi2O3≤10mol％；
优选地，(B2O3+P2O5)/(B2O3+Bi2O3)≥0.4；
优选地，(SiO2+Al2O3)/(R'O+B2O3+Bi2O3)≤10，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2；
优选地，R’O+Bi2O3≥9mol％，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2；
优选地，(SrO+BaO+ZnO+ZrO2+Bi2O3)/(R’O+Bi2O3)≤0.85，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2；
优选地，(MgO+CaO+SrO+BaO)/R’O≥0.6，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2；
优选地，(CaO+SrO)/R’O≥0.2，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2；
优选地，Al2O3/(R’O+P2O5)≤2.5，其中，R’O＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+ZrO2。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的玻璃用组合物，其特征在于，以各组分的总摩尔数为基准，以氧化物计，Bi2O3＜3mol％；
优选地，以各组分的总摩尔数为基准，以氧化物计，BaO＜5mol％；
优选地，以各组分的总摩尔数为基准，以氧化物计，ZnO＜3mol％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物中各组分的总摩尔量为基准，所述玻璃用组合物各组分含量以摩尔百分比计算满足S＝0.3-1.5，其中，S＝[4.52×(MgO+CaO)+2.98×(SrO+ZrO2)+1.05×(BaO+ZnO)+0.5×Bi2O3+0.015×B2O3+0.21×P2O5+0.0025×SiO2+0.012×Al2O3]/[SiO2+0.5×Al2O3]。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的玻璃用组合物，其特征在于，所述玻璃用组合物还含有澄清剂，以各组分的总摩尔数为基准，所述澄清剂的含量≤0.5mol％；
优选地，所述澄清剂为硝酸盐、硫酸盐、氟化物、氧化铈、氧化锡和铵盐中的一种或多种。
8.一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1-7中任意一项所述的玻璃用组合物依次进行熔融处理、成型处理、退火处理和机械加工处理。
9.权利要求8所述的方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。
10.根据权利要求9所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃的密度＜2.68g/cm3，50-350℃范围内的热膨胀系数低于39×10-7/℃，杨氏模量≥76GPa且比模数≥31GPa/(g×cm-3)；
优选地，粘度为35000泊时所对应的温度T3500≥1220℃，粘度为200泊时所对应的温度T200≤1740℃，液相线温度TL≤1200℃，应变点Tst为690-790℃；
优选地，波长为308nm处的透过率≥60％；
优选地，粘度为200泊时所对应的电阻率65≤R200(Ω·cm)≤600；
优选地，在25℃，1KHz条件下的介电常数2≤εr≤12。
11.权利要求1-7中任意一项所述的玻璃用组合物或权利要求9或10所述的铝硅酸盐玻璃在制备显示器件和/或光电器件中的应用，优选为在制备TFT-LCD玻璃基板和/或OLED玻璃基板中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811203504.8A CN109399922B (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811203504.8A CN109399922B (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109399922A true CN109399922A (zh) | 2019-03-01 |
| CN109399922B CN109399922B (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=65468195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811203504.8A Active CN109399922B (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109399922B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110818251A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 蚌埠中光电科技有限公司 | 一种玻璃组合物及玻璃的制备方法 |
| CN112378947A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-19 | 武汉理工大学 | 一种快速检测玻璃配合料熔化性能的方法 |
| CN113105118A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-13 | 台嘉蚌埠玻璃纤维有限公司 | 低热膨胀系数的玻璃组合物及其制造的玻璃纤维 |
| CN115745398A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-07 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
| CN117902828A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-04-19 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种延长制造装备寿命的电子玻璃及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004007385A1 (ja) * | 2002-07-16 | 2004-01-22 | Asahi Glass Company, Limited | ガラス、光導波路製造方法および光導波路 |
| CN101092308A (zh) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | 肖特股份公司 | 不含碱金属、铅和镉的玻璃料及其用于制备陶瓷颜料的应用 |
| JP2008019103A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Ohara Inc | ガラス |
| CN102367198A (zh) * | 2010-06-23 | 2012-03-07 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型坯及光学元件 |
| US20130045375A1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-02-21 | Timothy Michael Gross | Ion exchanged glass with high resistance to sharp contact failure and articles made therefrom |
| CN106915901A (zh) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 株式会社小原 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
| CN108129020A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-08 | 东旭科技集团有限公司 | 一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-10-16 CN CN201811203504.8A patent/CN109399922B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004007385A1 (ja) * | 2002-07-16 | 2004-01-22 | Asahi Glass Company, Limited | ガラス、光導波路製造方法および光導波路 |
| CN101092308A (zh) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | 肖特股份公司 | 不含碱金属、铅和镉的玻璃料及其用于制备陶瓷颜料的应用 |
| JP2008019103A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Ohara Inc | ガラス |
| CN102367198A (zh) * | 2010-06-23 | 2012-03-07 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型坯及光学元件 |
| US20130045375A1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-02-21 | Timothy Michael Gross | Ion exchanged glass with high resistance to sharp contact failure and articles made therefrom |
| CN106915901A (zh) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 株式会社小原 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
| CN108129020A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-08 | 东旭科技集团有限公司 | 一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110818251A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 蚌埠中光电科技有限公司 | 一种玻璃组合物及玻璃的制备方法 |
| CN112378947A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-19 | 武汉理工大学 | 一种快速检测玻璃配合料熔化性能的方法 |
| CN113105118A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-13 | 台嘉蚌埠玻璃纤维有限公司 | 低热膨胀系数的玻璃组合物及其制造的玻璃纤维 |
| CN115745398A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-07 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
| CN117902828A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-04-19 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种延长制造装备寿命的电子玻璃及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109399922B (zh) | 2022-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109399922A (zh) | 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| KR101273847B1 (ko) | 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 및 그 제조 방법 | |
| CN105502929B (zh) | 显示器用玻璃基板及其制造方法 | |
| KR101351112B1 (ko) | 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 및 그 제조 방법 | |
| CN103153893B (zh) | 平面面板显示器用玻璃基板及其制造方法 | |
| CN105859127B (zh) | 一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN103080032A (zh) | 平面面板显示器用玻璃基板及其制造方法 | |
| TWI843033B (zh) | 無鹼玻璃板 | |
| JP6663010B2 (ja) | 低ホウ素とバリウムフリーのアルカリ土類アルミノシリケートガラス及びその応用 | |
| CN109678341A (zh) | 无碱玻璃组合物和无碱玻璃及应用 | |
| CN107382052A (zh) | 一种无碱硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN109160727A (zh) | 铝硅酸盐玻璃组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| JP2013212943A (ja) | フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法 | |
| JPH10139467A (ja) | 無アルカリガラス及びフラットディスプレイパネル | |
| WO2020078375A1 (zh) | 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN109020195A (zh) | 铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN105731790B (zh) | 一种无碱铝硅酸盐玻璃用组合物、无碱铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| WO2021002189A1 (ja) | ガラス基板 | |
| TW202430479A (zh) | 無鹼玻璃板 | |
| CN109485254A (zh) | 无碱铝硅酸盐玻璃用组合物、无碱铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN103282319A (zh) | 无碱玻璃和无碱玻璃的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200916 Address after: 050035 No. 9, the Yellow River Avenue, hi tech Zone, Hebei, Shijiazhuang Applicant after: DONGXU OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: The 100075 Beijing Seahawks Fengtai District Science City Road No. 9 Building No. 2 room 266 (Park) Applicant before: TUNGHSU TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. Applicant before: TUNGHSU GROUP Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20190301 Assignee: Xinjiang Huiguang Photoelectric Technology Co.,Ltd. Assignor: DONGXU OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2024990000429 Denomination of invention: Glass composition, aluminosilicate glass and its preparation method and application Granted publication date: 20220304 License type: Exclusive License Record date: 20240823 |