一种无碱基板玻璃及其减薄方法技术

一种无碱基板玻璃，以质量百分数计，包括58.9％～62.5％的SiO2，14.2％～18.4％的Al2O3，4.3％～13.7％的B2O3，1.4％～1.9％的MgO、4.1％～7.6％的CaO、1.0％～2.1％的SrO、0～8.3％的BaO，和0.1％～0.2％的SnO2。其减薄方法包括以下步骤，将上述无碱基板玻璃浸入氢氟酸、冰醋酸表面活性剂以及余量的水组成的化学侵蚀液中，使无碱基板玻璃减薄至0.4mm～0.5mm，将该无碱基板玻璃取出，超声清洗烘干；然后置于磨抛机的研磨盘上，机械抛光，使所述无碱基板玻璃减薄至0.3mm～0.35mm，得到柔性基板玻璃。该无碱基板玻璃成分合理，制得无碱玻璃的比模量值适中，使玻璃具有较好的柔韧性，其减薄方法操作便捷，通过化学刻蚀减薄以及机械抛光减薄两种方式的结合，对本发明专利技术中得到的厚度为0.7mm的无碱基板玻璃进行减薄，得到表面光滑，具备可弯曲性能的柔性基板玻璃。具备可弯曲性能的柔性基板玻璃。具备可弯曲性能的柔性基板玻璃。

【技术实现步骤摘要】
一种无碱基板玻璃及其减薄方法


[0001]本专利技术属于可弯曲基板玻璃制造领域，涉及一种无碱基板玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们对电子显示器件的要求朝着轻薄化、智能化、柔性化的方向发展，尤其是近年来热度比较高的电子穿戴设备、可弯曲智能手机以及真实感较强的曲面显示技术，对电子显示基础的超薄玻璃赋予了新的柔韧的性能要求。根据柔性显示产品来看，其显示屏可以分为四种，即具备纸张画质的柔性显示器、具备微弯曲特性的柔性显示器、可折叠显示器以及卷曲式的柔性显示器。后两种柔性显示器对所用玻璃的柔韧性要求非常高，而前两种柔性显示器则要求所用玻璃具备微弯曲性能。
[0003]目前市场主流的基板玻璃厚度是0.5～0.7mm，厚度较厚且脆性较大，不适合应用在可弯曲柔性显示器上，但当玻璃的厚度薄到一定程度时，玻璃具有了柔软性，可以弯曲，可以折叠。因此通常需要对比较厚的基板玻璃进行减薄处理，常用的减薄方法分为化学刻蚀减薄以及机械抛光减薄，现有的基板玻璃因其表面硬度较大，采用机械磨抛非常耗时，因此多采用化学刻蚀减薄，即通过喷淋装置喷射化学刻蚀液以减薄玻璃，但这种方法会使玻璃表面蚀刻不均匀导致玻璃表面不光滑，影响产品性能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种无碱基板玻璃及其减薄方法，该无碱基板玻璃配方合理，硬度适中，易于化学刻蚀减薄以及机械抛光减薄，减薄后得到表面光滑，具有良好柔韧性的可弯曲玻璃。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：<br/>[0006]一种无碱基板玻璃，以质量百分数计，包括如下组分：58.9％～62.5％的SiO2，14.2％～18.4％的Al2O3，4.3％～13.7％的B2O3，1.4％～1.9％的MgO、4.1％～7.6％的CaO、1.0％～2.1％的SrO、0～8.3％的BaO，以及0.1％～0.2％的SnO2。
[0007]优选地，所述MgO、CaO、SrO及BaO的总质量百分数为9.4％～16.4％。
[0008]一种无碱基板玻璃的减薄方法，包括以下步骤，
[0009]S1：将上述任一项无碱基板玻璃浸入化学侵蚀液中10～30min，使所述无碱基板玻璃减薄至第一厚度，将该无碱基板玻璃取出，利用酒精和纯水进行超声清洗，并烘干；所述第一厚度为0.4mm～0.5mm；所述化学侵蚀液包含质量浓度为25％～35％的氢氟酸、10％～15％的冰醋酸、3％～5％的表面活性剂以及余量的水。
[0010]S2：将S1中化学刻蚀减薄后的玻璃片置于磨抛机的研磨盘上，进行机械抛光20min～60min，使所述无碱基板玻璃减薄至第二厚度，得到柔性基板玻璃；所述第二厚度为0.3mm～0.35mm。
[0011]优选地，所述表面活性剂包含十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
[0012]优选地，所述磨抛机的研磨盘上设置有若干凹槽，所述凹槽之间相互贯通设置；所述凹槽底部设置有用于连接真空设备的孔洞；磨抛时，待处理的玻璃完全覆盖所述凹槽；所述凹槽的深度为5mm～10mm。
[0013]优选地，步骤S1之后还包括重复所述步骤S1至少1次，使所述无碱基板玻璃减薄至第一厚度。
[0014]优选地，所述步骤S2之后还包括重复步骤S1和步骤S2至少1次，使所述无碱基板玻璃减薄至第二厚度。
[0015]优选地，所述减薄后无碱玻璃的比模量为30～31GPa/(g/cm3)，弹性模量为71～77GPa，30～380℃范围内的热膨胀系数为36
×
10
‑7℃～37
×
10
‑7/℃。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0017]本专利技术提供一种无碱基板玻璃，以质量百分数计，包括58.9％～62.5％的SiO2，14.2％～18.4％的Al2O3，4.3％～13.7％的B2O3，1.4％～1.9％的MgO、4.1％～7.6％的CaO、1.0％～2.1％的SrO、0～8.3％的BaO，以及0.1％～0.2％的SnO2。SiO2是玻璃中的网络形成体，它以硅氧四面体[SiO4]的结构形成不规则的连续网络，构成玻璃骨架。SiO2可以降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的应变点，防止在使用过程中由于热处理导致的玻璃尺寸变化。但SiO2含量过高时，玻璃的高温粘度将增加，容易使玻璃熔化困难而导致气泡等缺陷影响玻璃基体，因此本专利技术中SiO2的质量百分含量控制在58.9％～62.5％，使玻璃具有较低的热膨胀系数，及易于成型的温度，不会产生因玻璃液粘度太大导致的气泡等缺陷；Al2O3为中间体氧化物，当玻璃中氧原子不足时，铝的配位状态是铝氧八面体[AlO6]，处于网络间隙；当玻璃中有多余的氧原子时，铝的配位状态为铝氧四面体[AlO4]，进入玻璃结构，起到补网作用，增加玻璃的稳定性，降低热膨胀系数。但Al2O3含量过多时，玻璃容易失透。因此本专利技术中Al2O3的质量百分含量控制在14.2％～18.4％，即避免了玻璃的析晶温度升高，又兼顾了玻璃的高热稳定性。B2O3在玻璃中既是成型剂又起到助熔的作用，它以硼氧三角体[BO3]和硼氧四面体[BO4]为结构单元，与硅氧四面体[SiO4]共同组成网络结构；B2O3在高温时能降低玻璃的粘度，起到助熔作用。若B2O3含量太少则助熔作用不明显，含量太多则会使玻璃的热稳定性降低，因此本专利技术中B2O3的质量百分含量控制在4.3％～13.7％，既起到了助熔作用，又不影响玻璃的热稳定性。适当提高B2O3的含量，可使玻璃的硬度适中，易于机械磨抛；碱土金属氧化物MgO、CaO、SrO及BaO属于网络外体氧化物，高温时，金属阳离子能够在玻璃液中自由的移动，可以极化氧原子而使原本的玻璃网络断裂，因而使玻璃粘度减小。在低温时金属阳离子又能够使较小的原子团聚集，从而增大了玻璃液的低温黏度。因此，碱土金属氧化物起到高温降粘，低温助成型的作用。对于碱土金属氧化物而言，随着离子半径的增大，玻璃的密度和热膨胀系数会递增。玻璃中CaO含量过多时，会使玻璃料性变短，不利于成型，且会使玻璃的析晶倾向变大，使用MgO替代部分CaO可以降低玻璃的析晶倾向，并调整料性，使玻璃利于成型。SrO和BaO虽然会增加玻璃的应变点，但其离子半径较大，含量过多则会大幅度的增加玻璃的密度及热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性。因此，基于上述理论，本专利技术中MgO的质量百分含量控制在1.4％～1.9％，CaO的质量百分含量控制在4.1％～7.6％，SrO的质量百分含量控制在1％～2.1％，BaO的质量百分含量控制在0～8.3％；SnO2是替代有毒物氧化砷而作为澄清剂的一种原料，有利于玻璃熔制过程中气泡的排出，但含量过多则容易形成结石，因此本专利技术中的SnO2的质量百分含量控制在0.1％～0.2％。通过
以上成分含量的调整，使制得无碱玻璃的比模量值适中，即，使玻璃具有较好的柔韧性。
[0018]进一步，MgO、CaO、SrO及BaO的总质量百分含量为9.4％～16本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无碱基板玻璃，其特征在于，以质量百分数计，包括如下组分：58.9％～62.5％的SiO2，14.2％～18.4％的Al2O3，4.3％～13.7％的B2O3，1.4％～1.9％的MgO、4.1％～7.6％的CaO、1.0％～2.1％的SrO、0～8.3％的BaO，以及0.1％～0.2％的SnO2。2.根据权利要求1所述的一种无碱基板玻璃，其特征在于，所述MgO、CaO、SrO及BaO的总质量百分数为9.4％～16.4％。3.一种无碱基板玻璃的减薄方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：将权利要求1
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2中所述任一项无碱基板玻璃浸入化学侵蚀液中10～30min，使所述无碱基板玻璃减薄至第一厚度，将该无碱基板玻璃取出，利用酒精和纯水进行超声清洗，并烘干；所述第一厚度为0.4mm～0.5mm；所述化学侵蚀液包含质量浓度为25％～35％的氢氟酸、10％～15％的冰醋酸、3％～5％的表面活性剂以及余量的水；S2：将S1中化学刻蚀减薄后的玻璃片置于磨抛机的研磨盘上，进行机械抛光20min～60min，使所述无碱基板玻璃减薄至第二厚度，得到柔性基板玻璃；所述第二厚度为0.3mm～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王答成，兰静，曾召，孔令歆，郭静，
申请(专利权)人：彩虹显示器件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：