JP6784592B2 - 無アルカリホスホホウケイ酸ガラス - Google Patents

無アルカリホスホホウケイ酸ガラス Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2013年5月9日に出願された米国仮特許出願第61/821,426号(その内容に依拠し、その全体において参照によって本明細書に組み込む)の米国法典第35編第119条下の優先権の利益を請求する。
本開示は、アルカリ金属またはそれらの酸化物を含有しないガラスに関する。より詳しくは、本開示は、スロット延伸および溶融延伸技術などのダウンドロー法によって形成可能である無アルカリガラスに関する。さらにより詳しくは、本開示は、ガラス積層体のためのクラッド層に形成され得る無アルカリガラスに関する。
無アルカリホスホホウアルミノケイ酸ガラスが提供される。このガラスが、網目形成成分SiO、Bと、AlおよびPの少なくとも1つとを含有する。いくつかの実施形態において、ガラスが、約78GPa未満のヤング率および/または約20℃〜約300℃の温度範囲について平均された約38×10−7/℃未満の熱膨脹率を有してもよい。ガラスが、電子デバイスのためのカバーガラスとしてまたはガラス積層体のための外側クラッド層として使用されてもよい。
したがって、本開示の一態様は、約50モル%〜約75モル%のSiO、0モル%超〜約20モル%のAl、0モル%超〜約35モル%のB、0モル%超〜約20モル%のP、約5モル%までのMgO、約10モル%までのCaO、約5モル%までのSrO、約0.5モル%までのFe、および約0.1モル%までのZrOを含むガラスを提供することであり、このガラスはアルカリ金属改質剤を実質的に含有しない。
本開示の第2の態様は、SiO、B、Al、およびPを含むガラスを提供することである。このガラスは、アルカリ金属改質剤を実質的に含有せず、約78GPa未満のヤング率および約20℃〜約300℃の温度範囲について平均された約38×10−7/℃未満の熱膨脹率のうちの少なくとも一方を有する。
本開示の第3の態様は、コアガラスとコアガラスの外面上に積層されたクラッドガラスとを含むガラス積層体を提供することである。クラッドガラス層は、SiO、B、Al、およびPを含み、アルカリ金属改質剤を実質的に含有しない。クラッドガラスは、約20℃〜約300℃の温度範囲について平均された約38×10−7/℃未満の第1の熱膨脹率を有し、コアガラスは、約20℃〜約300℃の温度範囲について平均された、第1の熱膨脹率より大きい第2の熱膨脹率を有する。
本開示の第4の態様は、ガラスを製造する方法を提供することである。この方法は、SiOと、Bと、AlおよびPの少なくとも1つとを含み、アルカリ金属改質剤を実質的に含有しないガラス溶融体を提供する工程と、ガラス溶融体をダウンドローしてガラスを形成する工程とを有してなる。
これらおよびその他の態様、利点、および顕著な特徴が以下の詳細な説明、添付した図面、および添付した請求の範囲から明らかであろう。
ガラス積層体の断面略図である。
以下の説明において、同じ参照符号は、図面に示されるいくつかの図の全体にわたって同じまたは相当する部分を示す。また、特に断りがない限り、「上部」、「下部」、「外部の」、「内部の」等の用語は便宜的な語であり、制限的な用語として解釈されるべきでないことは理解されたい。さらに、群が、要素の群およびそれらの組合せの少なくとも1つを含むと説明されるときはいつでも、群は、個々にまたは互いに組み合わせてどちらかで、任意の数の列挙されたそれらの要素を含む、本質的にからなる、またはからなってもよいということは理解されたい。同様に、群が、要素の群またはそれらの組合せの少なくとも1つからなると説明されるときはいつでも、群が、個々にまたは互いに組み合わせてどちらかで、任意の数の列挙されたそれらの要素からなってもよいということは理解されたい。特に断りがない限り、値の範囲は、列挙されるとき、範囲の上限と下限の両方ならびにその間の任意の範囲を包含する。本明細書中で用いられるとき、名詞は、特に記載しない限り、「少なくとも1つ」、または「1つ以上」の対象を指す。また、本明細書および図面に開示された様々な特徴は、任意のおよび全ての組合せにおいて使用され得るということは理解されたい。
本明細書中で用いられるとき、用語「ガラス物品」および「ガラス物品」は、完全にまたは部分的にガラスから製造された任意の物体を包含するようにそれらの最も広い意味において使用される。特に断りがない限り、全ての組成物は、モルパーセント(モル%)を用いて表わされ、熱膨脹率(CTE)は、10−7/℃を用いて表わされる。
用語「実質的に」および「約」は、任意の定量的比較、値、測定、または他の表現に帰せられてもよい固有の不確実度を表わすために本明細書において利用されてもよいことに留意されたい。また、これらの用語は、定量的表現が、問題となっている係争物の基本的機能を変えずに記載された基準から変化してもよい度合いを表わすために本明細書において利用される。
図面全般および特に図1を参照して、図解は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本開示または添付した請求の範囲をそれに制限することを意図しないことは理解されるであろう。図面は必ずしも縮尺通りではなく、図面の特定の特徴および特定の図は、縮尺において極端に強調されて示されるかまたは明確かつ簡潔にする目的で、略図で示される場合がある。
網目形成成分SiO、Al、B、およびPを含み、アルカリ金属およびアルカリ金属酸化物を含有せず、低い(すなわち、約20℃〜約300℃の温度範囲について測定された時に約40×10−7/℃未満の)熱膨脹率(CTE)を有するガラスおよびそれから製造されたガラス物品が本明細書に記載される。さらに、アルカリ土類酸化物の量はまた、ガラスの熱膨張率をさらに低減させるために最小にされる。いくつかの実施形態において、また、これらのガラスは、ガラスの固有のまたは本来の損傷抵抗を改良するヤング率および剪断弾性率の低い値を有する。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラスは、スロット延伸および溶融延伸法など、本技術分野に公知のダウンドロー法によって形成可能である。溶融延伸法は、薄いガラス板の大規模製造のために使用されている工業技術である。フロートまたはスロット延伸法などの他の平板ガラス製造技術と比べて、溶融延伸法は、すぐれた平面度および表面の品質を有する薄いガラス板をもたらす。結果として、溶融延伸法は、液晶ディスプレイ用の薄いガラス基板、ならびにノートブック、娯楽機器、テーブル、ラップトップ等のパーソナル電子デバイス用のカバーガラスの製造において有力な製造技術になっている。
溶融延伸法は、ジルコンまたは別の耐火材料から典型的に製造される、「アイソパイプ」として公知のトラフ上での溶融ガラスの流動を必要とする。溶融ガラスは、アイソパイプの頂部から両側からあふれ出て、アイソパイプの底部で出合って単板を形成し、そこで最終板の内側だけがアイソパイプと直接接触している。最終ガラス板の露出面のどちらも、延伸プロセスの間にアイソパイプ材料と接触していないので、ガラスの両方の外面は新品同様であり、後続の仕上げを必要としない。
溶融延伸可能であるために、ガラスは、十分に高い液相線粘度(すなわち、液相線温度での溶融ガラスの粘度)を有しなければならない。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラスは、少なくとも約150キロポアズ(kpoise)の液相線粘度を有する。いくつかの実施形態において、これらのガラスは、少なくとも約300kpoiseの液相線粘度を有する。
従来の溶融延伸は、単一アイソパイプを使用して行なわれ、均質なガラス製品をもたらす。より複雑な積層溶融法は、2つのアイソパイプを使用して、外側クラッド層によってどちらかの面(または両面)が囲まれたコアガラス組成物を含む積層板を形成する。積層溶融の主な利点の1つは、クラッドガラスの熱膨脹率がコアガラスの熱膨脹率より小さい時に、熱膨張率の差が外側クラッド層に圧縮応力をもたらすことである。この圧縮応力は、イオン交換処理を必要とせずに最終ガラス製品の強度を増加させる。イオン交換と異なり、この強化は、ガラス中でアルカリイオンを使用せずに達成され得る。
したがって、いくつかの実施形態において、本明細書に記載される無アルカリガラスを使用して、図1に図示されるガラス積層体を形成してもよい。ガラス積層体100は、本明細書に記載された無アルカリガラスから形成されたクラッドガラス120または「クラッド層」によって囲まれたコアガラス110を含む。コアガラス110は、クラッド層120内の無アルカリガラスの熱膨張率より大きい熱膨張率を有する。コアガラスは、いくつかの実施形態において、アルカリアルミノシリケートガラスであってもよい。非限定的な一実施例において、コアガラスは、組成66.9モル%のSiO、10.1モル%のAl、0.58モル%のB、7.45モル%のNaO、8.39モル%のKO、5.78モル%のMgO、0.58モル%のCaO、0.2モル%のSnO、0.01モル%のZrO、および0.01モル%のFeを有するアルカリアルミノシリケートガラスであり、572℃の歪点、629℃のアニール点、888℃の軟化点、および熱膨張率=95.5×10−7/℃を有する。
積層品内のクラッドガラスとして使用されるとき、本明細書に記載された無アルカリガラス組成物は、クラッド層に高い圧縮応力を提供することができる。溶融成形可能な無アルカリガラスの熱膨張率は一般的に、30×10−7/℃以下の範囲である。このようなガラスは、例えば、90×10−7/℃の熱膨張率を有するアルカリアルミノシリケートガラス(例えば、Corning Incorporatedによって製造されたGorilla(登録商標)ガラス)と組み合わせられるとき、クラッドガラス内の予想圧縮応力は、以下に示される弾性応力の式(下付き文字1および2はそれぞれコアガラスおよびクラッドガラスを指す)を使用して計算することができ、
Figure 0006784592
および
Figure 0006784592
上式中、Eがヤング率であり、νがポアソン比であり、tがガラス厚さであり、σが応力であり、e−eがクラッドガラスとコアガラスとの間の熱膨脹の差である。クラッドガラスとコアガラスに同じ弾性率およびポアソン比を使用することにより、上記の式をさらに単純化する。
クラッドガラスとコアガラスとの間の熱膨脹の差を計算するために、クラッドおよびコアのより軟質なガラスの歪点を下回る応力がかかると仮定する。クラッドガラス内の応力は、これらの仮定および上記の式を使用して推定することができる。クラッドガラスとして30×10−7/℃の熱膨張率を有しアルカリアルミノシリケートコアガラスが90×10−7/℃の熱膨張率を有し、全厚が0.5〜1.0mmの範囲でありクラッドガラスの厚さが10〜100μmである典型的なディスプレイのようなガラスについては、クラッドガラスの圧縮応力は、約200MPa〜約315MPaの範囲であると推定される。以下の表2に見られるように、いくつかの無アルカリガラス試料は、約15〜約13×10−7/℃の範囲の熱膨脹率を有する。これらのガラスについて、クラッドガラス層の圧縮応力は、240MPa〜約400MPaの範囲である。
本明細書に記載される無アルカリガラスは、特に低い熱膨脹率を有する。いくつかの実施形態において、約20℃〜約300℃の温度範囲について平均される熱膨張率は、38×10−7/℃未満である。他の実施形態において約20℃〜約300℃の温度範囲について平均されたガラスの熱膨張率は約20×10−7/℃未満である。より高い熱膨張率を有するコアガラスと組み合わせられるとき、本明細書に記載されるガラスは、最終積層ガラス製品のクラッド層内に高いレベルの圧縮応力をもたらす。これは、ガラス積層製品の強度を増加させる。少なくとも約100MPaそして、いくつかの実施形態において、本明細書に開示されたガラスを積層体のクラッド層内で使用することによって少なくとも約400MPaの室温圧縮応力が達成可能である。
無アルカリガラスは、他の市販の溶融延伸ガラスのヤング率および剪断弾性率よりかなり小さいヤング率および剪断弾性率の値を有する。いくつかの実施形態において、ヤング率は、約78ギガパスカル(GPa)より小さく、他の実施形態において、約70GPaより小さく、そしてさらに他の実施形態において、約60GPaより小さい。低い弾性率は、高いレベルの本質的損傷抵抗を有するこれらのガラスを提供する。
いくつかの実施形態において、これらの無アルカリガラスは、800℃未満の歪点を有する。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラスは、約50モル%〜約75モル%のSiO(すなわち、50モル%≦SiO≦75モル%)、0モル%超〜約20モル%のAl(すなわち、0モル%<Al≦20モル%)、0モル%超〜約35モル%のB(すなわち、0モル%<B≦35モル%)、0モル%超〜約20モル%のP(すなわち、0モル%<P≦20モル%)、約5モル%までのMgO(すなわち、0モル%≦MgO≦5モル%)、約10モル%までのCaO(すなわち、0モル%≦CaO≦10モル%)、約5モル%までのSrO(すなわち、0モル%≦SrO≦5モル%)、約0.5モル%までのFe(すなわち、0モル%≦Fe≦0.5モル%)、約0.1モル%までのZrO(すなわち、0モル%≦ZrO≦0.1モル%)、および任意選択により、SnO、CeO、As、Sb、Cl、F等の少なくとも1種類の清澄剤から本質的になるかまたは含む。少なくとも1種類の清澄剤は、いくつかの実施形態において、約0.7モル%までのSnO(すなわち、0モル%≦SnO≦0.5モル%)、約0.5モル%までのAs(すなわち、0モル%≦As≦0.5モル%)、および約0.5モル%までのSb(すなわち、0モル%≦Sb≦0.5モル%)を含有してもよい。
特定の実施形態において、ガラスは、約55モル%〜約72モル%のSiO(すなわち、55モル%≦SiO≦75モル%)、0モル%超〜約16モル%のAl(すなわち、0モル%<Al≦16モル%)、約8モル%〜約35モル%のB(すなわち、8モル%≦B≦35モル%)、約3モル%〜約20モル%のP(すなわち、3モル%≦P≦20モル%)、約5モル%までのMgO(すなわち、0モル%≦MgO≦5モル%)、約0.2モル%までのCaO(すなわち、0モル%≦CaO≦0.2モル%)、約0.2モル%までのSrO(すなわち、0モル%≦SrO≦0.2モル%)、約0.1モル%までのZrO(すなわち、0モル%≦ZrO≦0.1モル%)から本質的になるかまたは含む。ガラスはさらに、SnO、CeO、As、Sb、Cl、F等の少なくとも1種類の清澄剤を含有してもよい。少なくとも1種類の清澄剤は、いくつかの実施形態において、約0.2モル%までのSnO(すなわち、0モル%≦SnO≦0.2モル%)を含有してもよい。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラス中のMgO、CaO、およびSrOの全量は、約5モル%以下であり、他の実施形態において、約0.2モル%以下であり、そして特定の実施形態において、ガラスはアルカリ土類改質剤を実質的に含有しない。
これらのガラスの非限定的な実施例の組成物が表1a〜dに記載される。表1a〜dの実施例1−20の性質は表2に記載される。これらのガラスの酸化物成分の各々が機能を果たす。シリカ(SiO)は、第一ガラス形成酸化物であり、溶融ガラスのための網目骨格を形成する。高純度SiOは、低い熱膨張率を有し、アルカリ金属を含有しない。しかしながら、その非常に高い融解温度のために、高純度SiOは溶融延伸法に適合しない。また、粘度曲線が高すぎるので、積層構造体内のいかなるコアガラスとも整合することができない。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラス中のSiOの量は、約50モル%〜約75モル%の範囲である。他の実施形態において、SiO濃度は、約55モル%〜約72モル%の範囲である。
シリカの他に、3つの網目形成成分-Al、B、およびP5-が本明細書に記載されるガラスに含有され、安定なガラス形成、低い熱膨張率、低いヤング率、低い剪断弾性率を達成すると共に、そして溶融および成形を容易にする。これらの網目形成成分の4つ全てを適切な濃度で混合することによって、熱膨張率および弾性率を増加させるように作用する、アルカリまたはアルカリ土類酸化物などの網目修飾剤の必要を最小に抑えながら、安定なバルクガラスの形成を達成することができる。SiOのように、Alは、ガラス網目に剛性を与える。アルミナは、4配位または5配位のどちらかでガラス内に存在し得る。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラスは、約2モル%〜約20モル%のAlを含み、そして特定の実施形態において、約2モル%〜約16モル%のAlを含む。
また、酸化ホウ素(B)は、粘度を低減し、したがってガラスを溶融および形成する能力を改良するために使用されるガラス形成酸化物である。Bは、ガラス網目中に3配位または4配位のどちらかで存在し得る。3配位Bは、ヤング率および剪断弾性率を低減するために最も有効な酸化物であり、したがってガラスの本質的損傷抵抗を改良する。したがって、本明細書に記載されるガラスはBを含む。いくつかの実施形態において、このガラスは、約35モル%までのBを含有し、他の実施形態において、約8モル%〜約35モル%のBを含有する。
五酸化リン(P)は、これらのガラスに混入される第4の網目形成成分である。Pはガラス網目中で準四面体構造をとり、すなわち、それは4個の酸素原子が配位されるが、それらの3個だけが網目の残部に結合している。第4の酸素は、リンカチオンに二重結合している末端酸素である。ガラス網目中のホウ素とリンの会合は、SiOと同じように、四面体配置内のこれらの網目形成成分の相互安定化をもたらすことができる。Bのように、Pをガラス網目に導入することは、ヤング率および剪断弾性率を低減するのに非常に有効である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラスは、0モル%超〜約20モル%のPを含み、そして他の実施形態において、約3モル%〜約20モル%のPを含む。
また、アルカリ土類酸化物(MgO、CaO、およびSrO)は、Bのように、ガラスの溶融挙動を改良する。しかしながら、それらはまた、熱膨張率およびヤング率および剪断弾性率を増加させるように作用する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるガラスは、約5モル%までのMgO、約10モル%までのCaO、および約5モル%までのSrOを含み、他の実施形態において、約5モル%までのMgO、約0.2モル%までのCaO、および約0.2モル%までのSrOを含む。いくつかの実施形態において、MgO、CaO、およびSrOの全量は約0.2モル%以下である。他の実施形態において、アルカリ土類酸化物は微量汚染物レベルでだけ存在している(すなわち、≦100ppm)。さらに他の実施形態において、ガラスはアルカリ土類酸化物を実質的に含有しない。
また、ガラスは、溶融する間に気体含有物の除去を助ける小さな濃度で、SnO、CeO、As、Sb、Cl、F等の少なくとも1種類の清澄剤を含有してもよい。いくつかの実施形態において、ガラスが、約0.7モル%までのSnO、約0.5モル%までのAs、および/または約0.5モル%までのSbを含んでもよい。他の実施形態において、少なくとも1種類の清澄剤が、約0.2モル%までのSnOを含んでもよい。
また、溶融装置内で高温ガラスをジルコニア系耐火材料と接触させることによって少量のZrOを導入してもよく、したがってガラス中のそのレベルをモニタすることは、経時的なタンクの摩耗率を判断するために重要である場合がある。いくつかの実施形態において、ガラスは、約0.1モル%までのZrOを含有してもよい。ガラスは低い濃度のFeをさらに含む場合があるが、この材料はバッチ材料中の一般的な不純物である。いくつかの実施形態において、ガラスは、約0.5モル%までのFeを含有してもよい。
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また、本明細書に記載されるガラスを製造する方法が提供される。この方法は、SiOと、Bと、AlおよびPの少なくとも1つとを含み、アルカリ金属改質剤を実質的に含有しないガラス溶融体を提供する工程と、ガラス溶融体をダウンドローしてガラスを形成する工程とを有してなる。いくつかの実施形態において、ガラスをダウンドローする工程は、ガラス溶融体をスロット延伸する工程を含み、他の実施形態において、ガラス溶融体を溶融延伸する工程を含む。
特定の実施形態において、この方法はさらに、コアガラス溶融体を提供する工程と、コアガラス溶融体を溶融延伸して、クラッドガラスの熱膨脹率より小さい熱膨脹率を有するコアガラスを形成する工程と含む。次に、クラッドガラス溶融体を溶融延伸してクラッドガラス層を形成し、それによってコアガラスを囲む。クラッドガラス層は、少なくとも約400MPaの圧縮応力下である。
本明細書に記載されるガラスは、アルカリ金属を実質的に含有しないので、薄膜トランジスタ(TFT)ディスプレイ用途に使用するために適している。これらの用途は、アルカリイオンの存在が薄膜トランジスタを汚染するので、無アルカリ界面を必要とする。したがって、イオン交換アルカリ含有ガラスはこのような用途に適していない。本明細書に記載される無アルカリガラスをクラッド層として使用するガラス積層体は、無アルカリ界面と組み合わせられた強化ガラス製品を提供する。いくつかの実施形態において、無アルカリガラスはまた、熱圧密を低減させる高いアニール点および歪点を有し、それは、TFTディスプレイ基板のために望ましい。また、本明細書に記載されるガラスは、様々な電子デバイスのカラーフィルタートランジスタ基板、カバーガラス、またはタッチインターフェースにおいて使用されてもよい。
典型的な実施形態が説明目的で示されたが、前述の説明は、本開示の範囲または添付した請求の範囲に制限を課すと考えられるべきでない。したがって、本開示の趣旨および範囲または添付した請求の範囲から逸脱せずに様々な改良形態、改作形態、および代替形態が当業者には考えられるであろう。

Claims (8)

  1. 50モル%〜75モル%のSiO、0モル%超〜20モル%のAl、0モル%超〜35モル%のB10.03モル%〜20モル%のP、0.5モル%までのFe、および0.1モル%までのZrOを含むガラスにおいて、アルカリ金属改質剤を実質的に含有せず、前記ガラス中のMgO、CaO、およびSrOの全量が0.2モル%以下であり、前記ガラスが少なくとも1種類の清澄剤を含
    前記ガラスが、コアガラスを含むガラス積層体内にクラッド層を形成し、前記コアガラスが、前記クラッド層の熱膨脹率より大きい熱膨脹率を有し、前記クラッド層が少なくとも100MPaの圧縮応力下にある
    ことを特徴とするガラス。
  2. 78GPa未満のヤング率および20℃〜300℃の温度範囲について平均された38×10−7/℃未満の熱膨脹率のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする、請求項1に記載のガラス。
  3. 前記少なくとも1種類の清澄剤が、SnO、CeO、As、Sb、Cl、およびFの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のガラス。
  4. アルカリ土類改質剤を実質的に含有しないことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス。
  5. 55モル%〜72モル%のSiO、0モル%超〜16モル%のAl、8モル%〜35モル%のB、10モル%〜20モル%のP、0.2モル%までのSnO、0.1モル%までのZrOを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス。
  6. 800℃未満の歪点を有することを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載のガラス。
  7. a. 50モル%〜75モル%のSiO、0モル%超〜20モル%のAl、0モル%超〜35モル%のB10.03モル%〜20モル%のP、0.5モル%までのFe、および0.1モル%までのZrOを含むガラス溶融体を提供する工程であって、前記ガラス溶融体が、アルカリ金属改質剤を実質的に含有せず、前記ガラス溶融体中のMgO、CaO、およびSrOの全量が0.2モル%以下であり、前記ガラス溶融体が少なくとも1種類の清澄剤を含むものである、工程と、
    b. 前記ガラス溶融体をダウンドローしてガラスを形成する工程であって、前記ガラスが、78GPa未満のヤング率および20℃〜300℃の温度範囲について平均された38×10−7/℃未満の熱膨脹率のうちの少なくとも一方を有するものである、工程と、
    を有してなることを特徴とする、ガラスを製造する方法。
  8. 前記ガラス溶融体がクラッドガラス溶融体であり、前記方法が、
    a. コアガラス溶融体を提供する工程と、
    b. 前記コアガラス溶融体を溶融延伸してコアガラスを形成する工程と、
    c. 前記クラッドガラス溶融体を溶融延伸して、前記コアガラスを囲むクラッド層ガラスを形成する工程と、
    をさらに含み、前記コアガラスが、前記クラッドガラスの熱膨脹率より大きい熱膨脹率を有し、前記クラッド層が少なくとも100MPaの圧縮応力下にあることを特徴とする、請求項に記載の方法。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9346699B2 (en) 2008-10-06 2016-05-24 Corning Incorporated Method of making a glass laminate having controlled strength
WO2015023561A2 (en) 2013-08-15 2015-02-19 Corning Incorporated Intermediate to high cte glasses and glass articles comprising the same
WO2015023525A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Corning Incorporated Alkali-doped and alkali-free boroaluminosilicate glass
JP6630287B2 (ja) * 2014-03-27 2020-01-15 コーニング インコーポレイテッド ガラス物品
US10562272B2 (en) * 2014-12-08 2020-02-18 Corning Incorporated Laminated glass article with low compaction and method for forming the same
WO2016196615A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Corning Incorporated Laminated glass article with tinted layer
CN108349218B (zh) * 2015-11-05 2021-04-27 康宁股份有限公司 具有确定模量对比的层压玻璃制品及其形成方法
TWI714698B (zh) 2016-01-12 2021-01-01 日商日本電氣硝子股份有限公司 玻璃
CN106630618A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种防辐射的低熔点高弹性玻璃基板
NL2020896B1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Corning Inc Water-containing glass-based articles with high indentation cracking threshold
US11236012B2 (en) 2018-03-28 2022-02-01 Corning Incorporated Boron phosphate glass-ceramics with low dielectric loss
CN108467197A (zh) * 2018-06-05 2018-08-31 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种适用于浮法成型的无碱玻璃配合料
CN108483900A (zh) * 2018-06-05 2018-09-04 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种适用于浮法成型的低磷无碱玻璃配合料
CN109052936B (zh) * 2018-09-04 2021-11-05 中国南玻集团股份有限公司 硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器
TW202026257A (zh) 2018-11-16 2020-07-16 美商康寧公司 用於透過蒸氣處理而強化之玻璃成分及方法
TW202026261A (zh) * 2018-11-16 2020-07-16 美商康寧公司 可水蒸氣強化無鹼玻璃組成物
JPWO2020121966A1 (ja) * 2018-12-10 2021-10-28 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
CN113727954A (zh) * 2019-04-23 2021-11-30 康宁股份有限公司 具有确定的应力分布曲线的玻璃层叠物及其制作方法
CN114127024B (zh) 2019-05-16 2023-10-24 康宁股份有限公司 具有蒸汽处理雾度抗性的玻璃组合物及其方法
GB202012825D0 (en) 2020-05-12 2020-09-30 Corning Inc Fusion formable and steam strengthenable glass compositions with platinum compatibility
TW202248010A (zh) 2021-03-30 2022-12-16 美商康寧公司 具有多孔層之抗反射紅外線傳輸積層玻璃製品
CN116854454B (zh) * 2023-07-11 2024-01-26 上海大学 一种微波介质陶瓷组合物、微波介质陶瓷材料及其应用

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350532A (en) 1980-09-08 1982-09-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Glass composition and articles
JPS6036349A (ja) 1983-08-05 1985-02-25 Ngk Spark Plug Co Ltd ガラス組成物
KR860008953A (ko) * 1985-05-23 1986-12-19 알프레드 엘. 마이클센 함수소 글라스 미세포말 및 가스- 세라믹과 그 제조 방법
SU1377250A1 (ru) 1985-12-23 1988-02-28 Предприятие П/Я В-2268 Стекло
JPS6311543A (ja) * 1986-06-30 1988-01-19 Hoya Corp 低膨張ガラス
EP0538397B1 (en) * 1990-07-11 1995-03-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Boron aluminum phosphates and boron aluminum phosphosilicates for electronic packaging
JPH06311543A (ja) 1993-04-20 1994-11-04 Oki Electric Ind Co Ltd 出力バッファ型自己ルーティングスイッチ
JP2002003240A (ja) 2000-06-19 2002-01-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 液晶ディスプレイ用ガラス基板
JP2002308643A (ja) * 2001-02-01 2002-10-23 Nippon Electric Glass Co Ltd 無アルカリガラス及びディスプレイ用ガラス基板
JP4453240B2 (ja) 2002-05-16 2010-04-21 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス及びこれを用いたディスプレイ用ガラス基板
DE10311802B4 (de) 2003-03-12 2006-03-02 Schott Ag Boroaluminosilikatglas und dessen Verwendung
KR101035826B1 (ko) 2003-12-30 2011-05-20 코닝 인코포레이티드 고 변형점 유리
EP1730084B1 (en) * 2003-12-31 2017-05-17 Corning Incorporated Aluminum silicophosphate glasses
US7201965B2 (en) * 2004-12-13 2007-04-10 Corning Incorporated Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance
DE102005034785B3 (de) * 2005-07-21 2007-01-25 Schott Ag Glaszusammensetzung ausschließlich bestehend aus Oxiden,welche bei Reaktion mit Fluor schon bei niedrigen Temperaturen flüchtige Fluoride ausbilden, sowie deren Verwendung
US7635521B2 (en) * 2006-02-10 2009-12-22 Corning Incorporated Glass compositions for protecting glass and methods of making and using thereof
DE102008056323B8 (de) * 2007-11-21 2019-01-03 Schott Ag Verwendung von alkalifreien Aluminoborosilikatgläsern für Leuchtmittel mit außen- oder innenliegender Kontaktierung
JP5757451B2 (ja) * 2009-03-18 2015-07-29 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
US8486850B2 (en) 2010-09-13 2013-07-16 Schott Corporation Aluminophosphate glass composition
US9346703B2 (en) 2010-11-30 2016-05-24 Corning Incorporated Ion exchangable glass with deep compressive layer and high damage threshold
US8785336B2 (en) * 2011-03-14 2014-07-22 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Alkali-free glass
JP5935471B2 (ja) * 2011-04-25 2016-06-15 日本電気硝子株式会社 液晶レンズ
TWI572480B (zh) * 2011-07-25 2017-03-01 康寧公司 經層壓及離子交換之強化玻璃疊層

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