TW201831415A - 鋁硼矽酸鹽玻璃及其製備方法和應用 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及玻璃製造領域，公開了一種鋁硼矽酸鹽玻璃及其製備方法和應用，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成包括：33-60wt%的SiO2、3-10wt%的Al2O3、10-30wt%的B2O3、1-15wt%的ZnO+TiO2+Sc2O3和7-27wt%的鹼土金屬氧化物RO，其中，RO為MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一種，0.001wt%≤Sc2O3≤1wt%。本發明的鋁硼矽酸鹽玻璃具有低密度、高折射率、低熱膨脹係數、高熱穩定性、高柔韌性且易於彎曲等特點。

Description

鋁硼矽酸鹽玻璃及其製備方法和應用
本發明涉及玻璃製造領域，具體涉及一種鋁硼矽酸鹽玻璃及其製備方法和應用。
隨著智慧手機與平板電腦的普及，開啟了智慧移動的時代。以往的手機局限在通訊功能，但目前包括智慧手機與平板電腦的智慧設備的性能已與筆記型電腦接近，讓人們憑藉無線通訊的方便性無時無刻不在執行及享受較高層次的商務及娛樂活動。在這樣的趨勢下，對顯示器性能要求也不斷提高，尤其是對移動智慧設備的畫面品質、在戶外的可視性能要求也正在提升，同時為了減輕掌上型設備的使用負擔，重量變輕、厚度變薄成為不可避免的大趨勢。在這種發展潮流引導下，顯示面板正在向低密度、輕薄化、超高清顯示的方向發展，面板製程工藝向更高處理溫度發展；同時單片玻璃經過工藝處理，厚度達到0.25mm、0.2mm、0.1mm甚至更薄。但是隨著玻璃基板厚度大幅減小，顯示面板成盒後的機械強度大幅降低，抗跌落衝擊性能受到嚴重挑戰，面板製程中Bending測試失效問題時有發生。因此，提高基板玻璃材料柔韌性、降低玻璃材料脆性是料方研究過程中的重要課題之一。
在柔性顯示領域，柔性顯示器件主要由基板、中間顯示介質、封裝三層組成。基板襯底材料可由玻璃、有機聚合物、金屬等材料制得，目前來說各有優劣，尚無完美解決強度與韌性統一的方案。有機聚合物柔性襯底具有成本低、易製造等優點，但在熱穩定性、水氧阻隔性等方面存在較大限制，例如優化的聚醯亞胺（Polyimide，簡稱PI）具有超過400℃的高溫耐受性，但是仍無法滿足LTPS工藝中600℃高溫製程的要求；另一方面，為了達到OLED材料需要的水氧阻隔要求，需要使用成本高昂的薄膜封裝工藝。與柔性材料如聚合物或金屬箔相比，厚度＜0.1mm的超薄玻璃是一種配方高度優化的玻璃材料，其阻隔水汽和氧氣的性能優異，具有優良的耐化性和機械性能，還具有較低的熱膨脹和較高的熱穩定性。它最大的優勢是在於鍍膜技術的成熟性和相容性。目前主流AMLCD、AMOLED均在玻璃基板上製作TFT，相關技術、設備和產業鏈已非常成熟，相容性非常理想，必將大大降低生產成本，雖然柔性玻璃基板存在無法折疊的問題，但並非所有應用場景均需要折疊器件。非折疊柔性光電器件仍有大量應用需求，例如固定曲面的高像素密度光電顯示器件等。一方面，提供耐熱性高的柔性玻璃基板有利於LTPS等技術順利實施，可適應高清柔性顯示器件的製備需求。作為柔性玻璃襯底使用的玻璃材料，其熱穩定性應該足夠的高，例如，應變點可以超過640℃、660℃，甚至680℃。另一方面，作為脆性材料的超薄玻璃，降低其脆性、擴大其優勢仍是在料方層面需要突破的問題，例如，可以通過成分改良提高其柔韌性和彎曲性能。同時，在不顯著增加製造成本且不顯著降低透過率的前提下，適當提高玻璃基板的折射率，有利於OLED照明或顯示器件的光取出效率和綜合顯示效果。
本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種鋁硼矽酸鹽玻璃及其製備方法和應用，本發明的鋁硼矽酸鹽玻璃具有低密度、高折射率、低熱膨脹係數、高熱穩定性、高柔韌性且易於彎曲等特點。
為了實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種鋁硼矽酸鹽玻璃，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成包括：33-60wt%的SiO2 、3-10wt%的Al2 O3 、10-30wt%的B2 O3 、1-15wt%的ZnO+TiO2 + Sc2 O3 和7-27wt%的鹼土金屬氧化物RO，其中，RO為MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一種，0.001wt%≤Sc2 O3 ≤1wt%。
優選地，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： (MgO+BaO)/(MgO+CaO+SrO+BaO)＞0.6。
優選地，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： ZnO/(ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )＞0.6。
優選地，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：0.1wt%≤Sc2 O3 ≤0.7wt%。
優選地，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： 40wt%≤SiO2 +Al2 O3 ≤65wt%。
優選地，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：脆性係數D為0-1，進一步優選為0.2-0.8，更進一步優選為0.3-0.6，其中，D值由下式計算得出： D=P1 *SiO2 +2.0*B2 O3 -2.0*(Al2 O3 +CaO)+0.5*SrO+1.0*(MgO+BaO+ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )-4*ΣQ 其中，SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 各自表示該成分占總組成的重量百分比，ΣQ表示組成中除SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 之外其他成分的重量百分比之和，且33wt%≤SiO2 ≤54wt%時，P1 取值為0.2，54wt%＜SiO2 ≤60wt%時，P1 取值為-0.5。
優選地，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的密度小於3g/cm3 ，進一步優選為2.43-2.68g/cm3 ；折射率nD 大於1.52，進一步優選地，1.52＜nD ＜1.55；50-350℃範圍內的熱膨脹係數低於45×10-7 /℃，進一步優選為29×10-7 /℃-41×10-7 /℃。
優選地，厚度≤0.5mm的鋁硼矽酸鹽玻璃的彎曲係數CR 滿足：0＜CR ＜0.5，進一步優選地，0＜CR ＜0.45，更進一步優選地，0＜CR ＜0.4，其中，CR 值由下式計算得出： CR =( R*σ)/(E*d) 其中，E為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的楊氏模量，單位為MPa；d為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的厚度，單位為mm；R為所述鋁硼矽酸鹽玻璃發生彎曲時的最小曲率半徑，單位為mm；σ為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的曲率半徑為R時的曲應力，單位為MPa。
優選地，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的應變點溫度高於680℃。
優選地，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的成型溫度T4 與液相線溫度Tl 之間的差值大於100℃。
優選地，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的楊氏模量小於80GPa。
第二方面，本發明提供了一種製備鋁硼矽酸鹽玻璃的方法，該方法包括：根據本發明所述的鋁硼矽酸鹽玻璃的組成提供原料組合物，將所述原料組合物依次進行熔融處理、成型處理、退火處理和機械加工處理。
優選地，該方法還包括對機械加工處理得到的產物進行二次熔融拉薄處理。
進一步優選地，控制所述機械加工處理或者所述二次熔融拉薄處理的條件以製備厚度小於0.1mm的玻璃。
第三方面，本發明提供了上述方法製備得到的鋁硼矽酸鹽玻璃。
第四方面，本發明提供了本發明所述的鋁硼矽酸鹽玻璃在製備顯示器件和/或太陽能電池中的應用，優選為在製備平板顯示產品的襯底玻璃基板材料和/或螢幕表面保護用玻璃膜層材料、柔性顯示產品的襯底玻璃基板材料和/或表面封裝玻璃材料和/或螢幕表面保護用玻璃膜層材料、柔性太陽能電池的襯底玻璃基板材料中的應用及在其他需要熱穩定性高、柔韌性高、易於彎曲玻璃材料的應用領域中的應用。
本發明的玻璃料方，為一種具有良好柔韌性的玻璃料方，屬於鋁硼矽酸鹽玻璃體系，適用於浮法、溢流法、壓延法、下拉法等各種常規玻璃製造方法，用於生產厚度＞0.1mm的平板玻璃或厚度＜0.1mm的柔性玻璃（即一次成型法得到厚度＜0.1mm的柔性玻璃），或者適用於二次熔融拉薄的方法用於生產厚度＜0.1mm的柔性玻璃。本發明的玻璃具有較高的應變點，密度低、折射率高、熱膨脹係數低、熱穩定性高、柔韌性高且易於彎曲，適合進行大規模工業生產。
本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
在本文中所披露的範圍的端點和任何值都不限於該精確的範圍或值，這些範圍或值應當理解為包含接近這些範圍或值的值。對於數值範圍來說，各個範圍的端點值之間、各個範圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值範圍，這些數值範圍應被視為在本文中具體公開。
第一方面，本發明提供了一種鋁硼矽酸鹽玻璃，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成包括：33-60wt%的SiO2 、3-10wt%的Al2 O3 、10-30wt%的B2 O3 、1-15wt%的ZnO+TiO2 +Sc2 O3 和7-27wt%的鹼土金屬氧化物RO，其中，RO為MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一種，0.001wt%≤Sc2 O3 ≤1wt%。
優選情況下，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： (MgO+BaO)/(MgO+CaO+SrO+BaO)＞0.6。
優選情況下，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： ZnO/(ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )＞0.6。
優選情況下，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： 0.1wt%≤Sc2 O3 ≤0.7wt%。
優選情況下，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足： 40wt%≤SiO2 +Al2 O3 ≤65wt%。
優選情況下，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：脆性係數D為0-1，進一步優選為0.2-0.8，更進一步優選為0.3-0.6，其中，D值由下式計算得出： D=P1 *SiO2 +2.0*B2 O3 -2.0*(Al2 O3 +CaO)+0.5*SrO+1.0*(MgO+BaO+ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )-4*ΣQ 其中，SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 各自表示該成分占總組成的重量百分比，ΣQ表示組成中除SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 之外其他成分的重量百分比之和，且33wt%≤SiO2 ≤54wt%時，P1 取值為0.2，54wt%＜ SiO2 ≤60wt%時，P1 取值為-0.5。
優選情況下，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的密度小於3g/cm3 ，進一步優選為2.43-2.68g/cm3 。
優選情況下，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的折射率nD 大於1.52，進一步優選地，1.52＜nD ＜1.55。
優選情況下，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的50-350℃範圍內的熱膨脹係數低於45×10-7 /℃，進一步優選為29×10-7 /℃-41×10-7 /℃。
優選情況下，厚度≤0.5mm的鋁硼矽酸鹽玻璃的彎曲係數CR 滿足：0＜CR ＜0.5，進一步優選地，0＜CR ＜0.45，更進一步優選地，0＜CR ＜0.4，其中，CR 值由下式計算得出： CR =( R*σ)/(E*d) 其中，E為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的楊氏模量，單位為MPa；d為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的厚度，單位為mm；R為所述鋁硼矽酸鹽玻璃發生彎曲時的最小曲率半徑，單位為mm；σ為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的曲率半徑為R時的曲應力，單位為MPa。其中，CR 值越小，玻璃柔韌性越強、可彎曲性越強。
優選情況下，本發明的鋁硼矽酸鹽玻璃的應變點溫度高於680℃。
優選情況下，本發明的鋁硼矽酸鹽玻璃的成型溫度T4 與液相線溫度Tl 之間的差值大於100℃。其中，T4 為40000P黏度對應的成型溫度。
優選情況下，本發明的鋁硼矽酸鹽玻璃的楊氏模量小於80GPa。
優選情況下，本發明的鋁硼矽酸鹽玻璃的透過率在91%以上。
第二方面，本發明提供一種製備鋁硼矽酸鹽玻璃的方法，該方法包括：根據本發明所述的鋁硼矽酸鹽玻璃的組成提供原料組合物，將所述原料組合物依次進行熔融處理、成型處理、退火處理和機械加工處理。
其中，具體地，本發明還提供了一種原料組合物，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，該組合物含有33-60wt%的SiO2 、3-10wt%的Al2 O3 、10-30wt%的B2 O3 、1-15wt%的ZnO+TiO2 +Sc2 O3 、7-27wt%的鹼土金屬氧化物RO，其中，RO為MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一種，0.001wt%≤ Sc2 O3 ≤1wt%。
本發明的原料組合物中，SiO2 作為構成網路結構的基質，其加入可提高玻璃的耐熱性與化學耐久性，並使玻璃不易失透明，對於玻璃化過程也有助益。然而過多的SiO2 會使得熔融溫度升高，脆性增加，不利於提高折射率nD ，對生產工藝提出過高要求。本發明的發明人在研究中進一步發現，以品質百分比計，SiO2 的含量≥33wt%時，能夠進一步提高製備得到的玻璃的機械性能、耐化學腐蝕性能；而含量過高則會降低玻璃柔韌性。因此，為了進一步提高製備得到的玻璃的綜合性能並提高柔韌性，優選情況下，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，以品質百分比計，33wt%≤SiO2 ≤60wt%。進一步優選地，以品質百分比計，33wt%≤SiO2 ≤54wt%。
本發明的原料組合物中，B2 O3 作為構成鋁硼矽酸鹽玻璃的基質，能單獨生成玻璃，其加入可提高玻璃的韌性，同時B2 O3 也是良好的助溶劑，能大幅降低玻璃熔化溫度，對於玻璃化過程也有助益；B2 O3 含量過高不利於熱穩定性和折射率nD 的提升。因此，綜合考慮，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，以品質百分比計，10wt%≤B2 O3 ≤30wt%。
本發明的原料組合物中，Al2 O3 的加入可促進網路連接的完整度，使玻璃耐熱性大幅提升，但是同時會使玻璃結構趨於剛性，增加玻璃的脆性，且同時會導致玻璃易失透明、高溫表面張力及高溫黏度過大，難以提高折射率nD ，加大玻璃生產工藝難度等。因此，綜合考慮，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，Al2 O3 的含量在3-10wt%範圍內。
本發明的原料組合物中，優選情況下，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，40wt%≤SiO2 +Al2 O3 ≤65wt%。
本發明的原料組合物中，MgO、CaO、SrO、BaO均屬於鹼土金屬氧化物，它們的加入可有效降低玻璃的高溫黏度從而提高玻璃的熔融性及成形性，並可提高玻璃的應變點和折射率nD ，且MgO、BaO具有降低玻璃脆性的特點。其含量過多會使密度增加，裂紋、失透明、分相的發生率均提高，而過多的CaO不利於玻璃柔韌性的提升。因此，綜合考慮，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，以各成分的重量為基準，含有7-27wt%的鹼土金屬氧化物RO，其中RO=MgO、CaO、SrO、BaO中的任意一種或多種。優選地，以該組合物的重量為基準，以氧化物計，(MgO+BaO)/(MgO+ CaO+SrO+BaO)＞0.6。
本發明的原料組合物中，ZnO、TiO2 、Sc2 O3 能夠有效降低玻璃的高溫黏度和析晶上限溫度，在軟化點以下有提升強度、硬度、增加玻璃的耐化學性、增加柔韌性、顯著提升折射率nD 的作用。但是過多的ZnO、TiO2 、Sc2 O3 不利於玻璃形成穩定性的提升。因此，綜合考慮，以組合物的重量為基準，以氧化物計，ZnO+TiO2 +Sc2 O3 的含量在1-15wt%範圍內，優選地，ZnO/(ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )＞0.6。其中，Sc2 O3 可顯著提升耐熱性和折射率nD ，同時在製成超薄玻璃時可提升玻璃彎曲性能，但是過多的Sc2 O3 不利於提升玻璃形成穩定性，因此，綜合考慮，0.001wt%≤Sc2 O3 ≤1wt%，優選地，0.1wt%≤Sc2 O3 ≤0.7wt%。
本發明的原料組合物中，根據玻璃製備工藝的不同，組合物還可以含有作為玻璃熔融時的澄清劑，所述澄清劑優選為硫酸鹽、硝酸鹽、鹵化物、氧化錫和氧化亞錫中的至少一種；以各成分的重量為基準，以氧化物計，澄清劑的含量不大於1wt%。對於澄清劑的具體選擇沒有特別的限定，可以為本領域常用的各種選擇，例如硫酸鹽可以為硫酸鋇，硝酸鹽可以為硝酸鋇，鹵化物可以為氯化鋇和/或氟化鈣。
本領域技術人員應該理解的是，本發明的原料組合物中，組合物含有SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 、MgO、CaO、SrO和BaO是指該組合物含有含Si化合物、含B化合物、含Al化合物、含Zn化合物、含Ti化合物、含Sc化合物、含Mg化合物、含Ca化合物、含Sr化合物和含Ba化合物，如含前述各元素的碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、鹼式碳酸鹽、氧化物等，且前述提及的各成分的含量均以各元素的氧化物計，具體的各元素的碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、鹼式碳酸鹽、氧化物的選擇為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。
本發明的原料組合物中，利用其製備鋁硼矽酸鹽玻璃時，之所以能夠使得玻璃具有前述優良的綜合性能，主要歸功於組合物中各成分之間的相互配合，尤其是SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO之間的配合作用，更尤其是前述特定含量的各成分之間的相互配合。
本發明的方法中，優選情況下，熔融處理的條件包括：溫度低於1550℃，時間大於1h。本領域技術人員可以根據實際情況確定具體的熔融溫度和熔融時間，此為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。
本發明的方法中，優選情況下，退火處理的條件包括：溫度高於720℃，時間大於0.1h。本領域技術人員可以根據實際情況確定具體的退火溫度和退火時間，此為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。
本發明的方法中，對於機械加工處理沒有特別的限定，可以為本領域常見的各種機械加工方式，例如可以為將退火處理得到的產物進行切割、研磨、拋光等。
優選地，該方法還包括對機械加工處理得到的產物進行二次熔融拉薄處理，進一步優選地，控制所述機械加工處理或者所述二次熔融拉薄處理的條件以製備厚度小於0.1mm的玻璃。
本發明的方法中，可以通過浮法、溢流法、下拉法等各種常規玻璃製造方法生產厚度大於0.1mm的平板玻璃或厚度小於0.1mm的柔性玻璃（即一次成型法得到厚度＜0.1mm的柔性玻璃），也可以通過二次熔融拉薄的方法生產厚度小於0.1mm的柔性玻璃。因此，該方法還可以包括對機械加工處理得到的產物進行二次熔融拉薄處理，製備得到厚度小於0.1mm的柔性玻璃。對於二次熔融拉薄處理的具體方法沒有特別的限定，可以為本領域常用的各種方法，例如，二次熔融拉薄處理的方法可以包括：通過浮法、溢流法、下拉法等玻璃製造方法生產厚度小於1mm的平板玻璃，將平板玻璃輸送到二次拉伸成型裝置供料口，以恰當的速率V0 mm/min向內送入拉伸成型爐內，控制拉伸成型區域黏度約為105.5 -107 泊範圍內、通過拉伸機及滾筒以恰當的速率V1 mm/min進行卷對卷纏繞，從而得到厚度小於0.1mm的超薄柔性玻璃板材，所述拉引速率V1 大於V0 。
第三方面，本發明提供了上述方法製得的鋁硼矽酸鹽玻璃。
如前所述，不同的工藝可以製造不同厚度的玻璃，通過浮法、溢流法、下拉法等各種常規玻璃製造方法可以生產厚度大於0.1mm的平板玻璃或厚度小於0.1mm的柔性玻璃，也可以進一步通過二次熔融拉薄的方法生產厚度小於0.1mm的柔性玻璃。其中，製成的厚度≤0.5mm的柔性玻璃，彎曲係數CR 值小於0.5，優選小於0.45，進一步優選小於0.4。
第四方面，本發明提供了本發明所述的鋁硼矽酸鹽玻璃在製備顯示器件和/或太陽能電池中的應用，優選為在製備平板顯示產品的襯底玻璃基板材料和/或螢幕表面保護用玻璃膜層材料、柔性顯示產品的襯底玻璃基板材料和/或表面封裝玻璃材料和/或螢幕表面保護用玻璃膜層材料、柔性太陽能電池的襯底玻璃基板材料中的應用及用於其他需要耐熱性高、柔韌性高易於彎曲玻璃材料的應用領域。 實施例
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。以下實施例中，如無特別說明，所用的各材料均可通過商購獲得，如無特別說明，所用的方法為本領域的常規方法。
以下實施例和對比例中，參照ASTM C-693測定玻璃密度，單位為g/cm3 。
參照ASTM E-228使用臥式膨脹儀測定50-350℃的玻璃熱膨脹係數，單位為10-7 /℃。
參照ASTM C-623使用材料力學試驗機測定玻璃楊氏模量，單位為GPa。
參照ASTM C-336使用三點測試儀測定玻璃的應變點，單位為℃。
使用UV-2600紫外可見分光光度計測定玻璃的550nm波長對應的透過率。
參照ASTM C-829使用梯溫爐法測定玻璃液相線溫度Tl ，單位為℃。
參照ASTM C-965使用旋轉高溫黏度計測定玻璃高溫黏溫曲線，其中，200P黏度對應的熔化溫度Tm ，單位為℃；40000P黏度對應的成型溫度T4 ，單位為℃。
使用WAY-2S阿貝數顯折射儀，室溫下測定波長587.6nm（鈉黃光）下的折射率nD 。
使用曲半徑及曲應力測試儀測定厚度≤0.5mm的玻璃的最小曲率半徑及曲應力，通過計算得到彎曲係數CR 值。 實施例1-18、對比例1-8
分別按照表1-4所示的玻璃組成稱量各成分，混勻，將混合料倒入鉑金坩堝中，然後在1530℃電阻爐中加熱4小時，並使用鉑金棒攪拌以排出氣泡。將熔制好的玻璃液澆注入不銹鋼鑄鐵磨具內，成形為規定的塊狀玻璃製品，然後將玻璃製品在退火爐中退火2小時，關閉電源隨爐冷卻到25℃。將玻璃製品進行切割、研磨、拋光，然後用去離子水清洗乾淨並烘乾，製得厚度為0.5mm的玻璃成品。分別對各玻璃成品的各種性能進行測定，結果見表1-4。
表1
其中，值得說明的是，表1-4中各實施例和對比例中列舉出的澄清劑有五種，CaF2 、SrCl2 、BaSO4 、SnO2 、SnO。前三種原料進入熔爐後，陰離子大部分形成氣體離開玻璃液，剩餘小部分溶解到玻璃網路結構中。而F- 、Cl- 、SO4 2- 均無法與O2- 形成統一網格，故與Ca、Sr、Ba的陽離子一樣處於網路間隙。最終，Ca、Sr、Ba的陽離子與更多的氧離子發生共價平衡。因此，本發明實施例和對比例中CaF2 、SrCl2 、BaSO4 三種澄清劑參與D值計算時仍應該按照對應的CaO、SrO、BaO進行計算，而不應歸納到ΣQ中；而SnO2 、SnO則應歸納到ΣQ中。
表2
表3
表4
將表1-4中的資料比較可知，本發明製備得到的玻璃同時兼具明顯較高的低密度、高折射率、玻璃形成穩定性、低熱膨脹係數、高熱穩定性、高柔韌性且易於彎曲等特點。
按照部分實施例及對比例的方法製備玻璃，然後進行二次熔融拉薄處理，其中，二次熔融拉薄處理的方法包括：將切割、研磨、拋光得到的厚度為0.5mm、寬度為50mm的平板玻璃輸送到二次拉伸成型裝置供料口，以V0 mm/min的速率向內送入拉伸成型爐內，控制拉伸成型區域黏度P、通過拉伸機及滾筒以速率V1 mm/min進行卷對卷纏繞，得到厚度為d1、寬度為d2的柔性玻璃。使用曲率半徑及曲應力測試儀對各玻璃成品可達到的最小曲率半徑進行測定，部分實施例的條件及對應的彎曲係數見表5。
表5
由表5的結果可知，本發明的方法可以製備得到厚度≤0.5mm的鋁硼矽酸鹽玻璃，其彎曲係數CR 小於0.5。當發生彎曲時，CR 值越小，在相同彎曲半徑下，玻璃板具有越小的彎曲應力，表明玻璃板可進一步縮小彎曲半徑，即具有更優的柔韌彎曲性。
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於此。在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，包括各個技術特徵以任何其它的合適方式進行組合，這些簡單變型和組合同樣應當視為本發明所公開的內容，均屬於本發明的保護範圍。
無
無

Claims (12)

  1. 一種鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成包括：33-60wt%的SiO2 、3-10wt%的Al2 O3 、10-30wt%的B2 O3 、1-15wt%的ZnO+TiO2 + Sc2 O3 和7-27wt%的鹼土金屬氧化物RO，其中，RO為MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一種，0.001wt%≤Sc2 O3 ≤1wt%。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：(MgO+BaO)/(MgO+CaO+SrO+BaO)＞0.6。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：ZnO/(ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )＞0.6。
  4. 根據申請專利範圍第1-3項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：0.1wt%≤Sc2 O3 ≤0.7wt%。
  5. 根據申請專利範圍第1-4項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：40wt%≤SiO2 +Al2 O3 ≤65wt%。
  6. 根據申請專利範圍第1-5項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，以所述玻璃的組成中各成分的總重量為基準，該玻璃的組成中各成分的含量按重量百分比計算滿足：脆性係數D為0-1，優選為0.2-0.8，進一步優選為0.3-0.6，其中，D值由下式計算得出：D=P1 *SiO2 +2.0*B2 O3 -2.0*(Al2 O3 +CaO)+0.5*SrO+1.0*(MgO+BaO+ZnO+TiO2 +Sc2 O3 )-4*ΣQ其中，SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 各自表示該成分占總組成的重量百分比，ΣQ表示組成中除SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、TiO2 、Sc2 O3 之外其他成分的重量百分比之和，且33wt%≤SiO2 ≤54wt%時，P1 取值為0.2，54wt%＜SiO2 ≤60wt%時，P1 取值為-0.5。
  7. 根據申請專利範圍第1-6項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的密度小於3g/cm3 ，優選為2.43-2.68 g/cm3 ；折射率nD 大於1.52，優選地，1.52＜nD ＜1.55；50-350℃範圍內的熱膨脹係數低於45×10-7 /℃，優選為29×10-7 /℃-41×10-7 /℃。
  8. 根據申請專利範圍第1-7項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，厚度≤0.5mm的鋁硼矽酸鹽玻璃的彎曲係數CR 滿足：0＜CR ＜0.5，優選地，0＜CR ＜0.45，進一步優選地，0＜CR ＜0.4，其中，CR 值由下式計算得出：CR =( R*σ)/(E*d)其中，E為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的楊氏模量，單位為MPa；d為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的厚度，單位為mm；R為所述鋁硼矽酸鹽玻璃發生彎曲時的最小曲率半徑，單位為mm；σ為所述鋁硼矽酸鹽玻璃的曲率半徑為R時的曲應力，單位為MPa。
  9. 根據申請專利範圍第1-8項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃，其特徵在於，所述鋁硼矽酸鹽玻璃的應變點溫度高於680℃，和/或所述鋁硼矽酸鹽玻璃的成型溫度T4 與液相線溫度Tl 之間的差值大於100℃，和/或所述鋁硼矽酸鹽玻璃的楊氏模量小於80GPa。
  10. 一種製備鋁硼矽酸鹽玻璃的方法，其特徵在於，該方法包括：根據申請專利範圍第1-9項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃的組成提供原料組合物，將所述原料組合物依次進行熔融處理、成型處理、退火處理和機械加工處理，優選地，該方法還包括對機械加工處理得到的產物進行二次熔融拉薄處理，進一步優選地，控制所述機械加工處理或者所述二次熔融拉薄處理的條件以製備厚度小於0.1mm的玻璃。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述的方法製備得到的鋁硼矽酸鹽玻璃。
  12. 根據申請專利範圍第1-9、11項中任意一項所述的鋁硼矽酸鹽玻璃在製備顯示器件和/或太陽能電池中的應用，優選為在製備平板顯示產品的襯底玻璃基板材料和/或螢幕表面保護用玻璃膜層材料、柔性顯示產品的襯底玻璃基板材料和/或表面封裝玻璃材料和/或螢幕表面保護用玻璃膜層材料、柔性太陽能電池的襯底玻璃基板材料中的應用。
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