一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃及其制备方法。本发明专利技术的黑色基体玻璃取0.10±0.01mm厚度薄片，在250～900nm的波长范围内的光谱透过率≤1％，可以将其制备成一定尺寸的型材，该型材与透明的芯层玻璃按照一定的比例组合，用于光微通道阵列面板产品的生产制造后，经过多次拉丝组合，达到所需的光通道尺寸，使得处于微米数量级的基体玻璃能够完全满足光隔绝作用，与透明的芯层匹配实现光通道。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃及其制备方法
本专利技术属于光学元件
，具体涉及一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃及其制备方法。
技术介绍
随着二元光学、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统，简称MEMS)和指纹采集技术的发展，具有微孔阵列结构的光学元件得到了广泛的应用，如微孔光栅、光子筛、激光微孔谐振腔、硅微通道板、微通道板(MicrochannelPlate，微通道板，简称MCP)和蜂窝结构的屏下指纹图像采集器等。微孔阵列结构在这些光学元件中的本质作用是提供相互隔离的光通道。现有技术中，一般通过激光打孔法、光刻蚀法、微通道板法和光辅助电化学刻蚀法等，在材料上形成通孔作为光线通道来实现该功能，存在制作工艺繁琐，加工效率低，成本高，一致性差，通道长径比小，通道易堵塞以及对使用环境洁净度要求高等缺点。CN107285618A公开了一种实心光微通道阵列面板及其制备方法，该面板的主体为不透光的玻璃基体和分布在玻璃基体中的透光玻璃通道。为了保证光微通道阵列面板每个光通道间的光绝缘性，要求基体玻璃具有良好的光隔离。然而，目前的黑色光吸收玻璃在1mm厚度下的可见光范围内均有较高的透过率，当厚度小于1mm时，随着厚度的减薄，光透过率还会进一步提高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃。本专利技术还提供了上述黑色基体玻璃的制备方法。本专利技术的第一方面提供了一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，当所述黑色基体玻璃的厚度取0.10±0.01mm厚度薄片，在250～900nm的波长范围内的光谱透过率≤1％。根据本专利技术的黑色基体玻璃，至少具有如下技术效果：本专利技术的黑色基体玻璃取0.10±0.01mm厚度薄片，在250～900nm的波长范围内的光谱透过率≤1％，可以将其制备成一定尺寸的型材，该型材与透明的芯层玻璃按照一定的比例组合，用于光微通道阵列面板产品的生产制造后，经过多次拉丝组合，达到所需的光通道尺寸，使得处于微米数量级的基体玻璃能够完全满足光隔绝作用，与透明的芯层匹配实现光通道。根据本专利技术的一种实施方式，所述黑色基体玻璃在30～300℃范围内的膨胀系数为(70～80)×10-7/℃。黑色基体玻璃在30～300℃范围内的膨胀系数为(70～80)×10-7/℃，满足了在制备光微通道阵列面板产品中，黑色基体玻璃的膨胀系数与透明芯体玻璃的膨胀系数一直的要求。根据本专利技术的一种实施方式，所述黑色基体玻璃的软化温度为620～700℃。根据本专利技术的一种实施方式，所述黑色基体玻璃的析晶下限温度≥850℃。黑色基体玻璃的软化温度为620～700℃，析晶下限温度≥850℃，保证了在制备光微通道阵列面板产品时，在多次高温拉制细棒、复合棒和熔融粘合的过程中，黑色基体玻璃能够与透明芯体玻璃相匹配，并且玻璃的抗析晶能力强，化学稳定性好。根据本专利技术的一种实施方式，所述黑色基体玻璃包括以下质量百分比计的组分：B2O3：0.01～15％，SiO2：55～70％，Al2O3：0.01～7％，Na2O：4～10％，K2O：2～10％，CaO：1～6％，ZnO：1～6％。根据本专利技术的一种实施方式，所述黑色基体玻璃还包括以下质量百分比计的组分：FeO：0.01～8％，CoO：0.01～5％，NiO：0.01～6％，MnO2：0.01～7％。根据本专利技术的一种实施方式，所述黑色基体玻璃还包括质量百分比计的CeO20.01～2％。本专利技术的第二方面提供了一种制备上述黑色基体玻璃的方法，包括以下步骤：S1：将制备原料按配比加入达到预热温度的坩埚中，升温至澄清温度进行澄清处理，得到均匀一致的玻璃熔体；S2：将步骤S1得到的玻璃熔体降温至成型温度，保温后成型，得到黑色基体玻璃型材；S3：将步骤S2的黑色基体玻璃型材进行退火处理后，即得所述的黑色基体玻璃。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S1中，所述预热温度为1350～1380℃。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S1中，将制备原料按配比加入预热的坩埚后，升温至澄清温度的时间为30～40min。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S1中，所述澄清温度为1400～1450℃。根据本专利技术的一种优选的实施方式，步骤S1中，所述澄清温度为1420℃。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S1中，所述澄清处理的时间为6～8h。澄清处理的作用是保证玻璃高温反应均化并排除气泡。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S2中，所述成型温度为1350～1380℃。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S2中，玻璃熔体由澄清温度降温至成型温度的时间为2～3h。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S2中，所述黑色基体玻璃型材为玻璃棒料或玻璃管料。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S3中，所述退火处理的温度为580～620℃。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S3中，所述退火处理的时间为2～2.5h。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，并结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1本例提供了一种制备用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃的方法，包括以下步骤：S1：将制备原料按配比加入达到预热温度的坩埚中，升温至澄清温度进行澄清处理，得到均匀一致的玻璃熔体；S2：将步骤S1得到的玻璃熔体降温至成型温度，保温后成型，得到黑色基体玻璃型材；S3：将步骤S2的黑色基体玻璃型材进行退火处理后，即得所述的黑色基体玻璃。其中，步骤S1中：坩埚的预热温度为1350～1380℃，将制备原料按配比加入预热的坩埚后，升温至澄清温度的时间为30～40min，澄清温度为1400～1450℃，澄清处理的时间为6～8h。步骤S2中：成型温度为1350～1380℃。玻璃熔体由澄清温度降温至成型温度的时间为2～3h。黑色基体玻璃型材为玻璃棒料或玻璃管料。退火处理的温度为580～620℃。退火处理的时间为2～2.5h。实施例2本例采用实施例1的制备方法，制备了三种黑色基体玻璃A～C，厚度为0.10±0.01mm薄片，在在250～900nm的波长范围内的光谱透过率≤1％，以质量百分比计的组分如表1所示。表1黑色基体玻璃A～C的组分明细与表1的组分相对应的实际原料配比如表2所示。表2黑色基体玻璃A～C的原料明细(单位：g)表2的制备原料中，硼酸引入氧化硼，氧化硼是玻璃网络生成体，能够减少玻璃的析晶倾向，减小玻璃的高温粘度，降低玻璃的熔制温度。石英砂是玻璃形成体氧化物，能够增加玻璃的粘度，减少玻璃的析晶倾向。氢氧化铝是引入氧化铝的原料，氧化铝是玻璃中间体氧化物，能够增加玻璃的粘度，减小玻璃的析晶倾向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，其特征在于，当所述黑色基体玻璃取0.10±0.01mm厚度薄片，在250～900nm的波长范围内的光谱透过率≤1％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，其特征在于，当所述黑色基体玻璃取0.10±0.01mm厚度薄片，在250～900nm的波长范围内的光谱透过率≤1％。


2.根据权利要求1所述的一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，其特征在于，所述黑色基体玻璃在30～300℃范围内的膨胀系数为(70～80)×10-7/℃。


3.根据权利要求1所述的一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，其特征在于，所述黑色基体玻璃的软化温度为620～700℃。


4.根据权利要求1所述的一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，其特征在于，所述黑色基体玻璃的析晶下限温度≥850℃。


5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于光微通道阵列面板的黑色基体玻璃，其特征在于，所述黑色基体玻璃包括以下质量百分比计的组分：
B2O3：0.01～15％，SiO2：55～70％，Al2O3：0.01～7％，Na2O：4～10％，K2O：2～10％，CaO：1～6％，ZnO：1～6％。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，何相平，黄朋，马婕，
申请(专利权)人：广州宏晟光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44