專利名稱：有高退火點及環保節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃及制備方法與顯示屏的制作方法
技術領域：
本發明涉及有預定的必不可少的特別范圍內的氧化鈉、氧化鐵、氧化鋁、氧化硅、 氧化鈣、氧化鎂、或還有氧化鈦、氧化鋇的成份以及預定的氧化硅、氧化鈣、氧化鎂之間的特殊比例關系的成份的技術方案，克服了各種傳統的必須用鈉或硼成份來組成助熔成份的技術偏見，關鍵在于采用了對硅、鈣、鎂成份要素的一種比例關系變化發明的技術方案，和對鈉或硼成份的要素省略發明的技術方案，產生了預料不到的新的有高退火點性質和助熔功能或高含量氧化鋁的共熔體以及產生的制品強度上升1-3倍，又可以在節能、無硼毒氣排放的環保性及高品質質量控制的前提下，加大投資生產效率10-30倍，并產生新的產品性質和新的用途與功能，形成一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃及其制備方法、及使用該玻璃的顯示屏、光伏太陽能裝置的基板玻璃和外罩玻璃。本技術發明就是揭示和提出了一種對硅、鈣、鎂技術要素的比例關系的變化發明， 比較一切現有平板玻璃技術的這幾種要素，硅、鈣、鎂端值之間比例關系的窄的范圍的選擇發明，以及對鈉、硼等傳統助熔成份的省略發明，和其它成份范圍的新的選擇發明，在平板玻璃各種新用途中，揭示了新產品性質和產生了預料不到的多種技術效果。
背景技術：
采用浮法工藝、平拉工藝、格法工藝、溢流法工藝、壓延工藝生產的現代平板建筑與工業用的平板玻璃，如(1)建筑用門、窗、幕墻玻璃，(2)汽車及船舶用玻璃，(3)高鐵用玻璃，顯示屏玻璃，(5)PDP顯示屏玻璃，(6) TFT顯示屏玻璃及智能手機和iPad的高強度面板玻璃，(7)工藝玻璃等，其在生產工藝的配方上具有重大缺陷，存在一種技術偏見，全都采用氧化鈉或氧化硼成份來熔化氧化硅成份，傳統的技術在熔制過程中，對共熔體的成份組成，有技術偏見及局限，其局限于對硅、鈣、鎂、鋁的固有組份，而且在加入13%左右的氧化鈉或8-15%左右的氧化硼時，但是粘度還是很高，更不敢加入大量氧化鋁成份來提升產品強度和退火點，因為如此的話就會使現有技術方案的制品無法控制更高粘度溫度下的產品品質和產量，而且節能效果很差，強度也差，尤其硼成份大量揮發，使現有的一切無堿硼玻璃生產有嚴重環境問題。(1)、現有的無堿硼玻璃技術，尤其代表性的US2002/0011080A1的液晶顯示屏的無堿玻璃，在成份技術方案中，其專利材料指出氧化硅達40-70%，在實際這類一切產品中的硼玻璃和實施例中，硅的比例都在60-70%之多，而氧化硼含量為5-20%，在實際運用中，氧化硼在產品中含量達8-15%。其主要是把氧化硼來替代氧化鈉成份達到助熔的目的，而如8%以上的硼成份，在原料上就必須加入2-3倍，如10 %的硼含量的玻璃就必須要加入25-30%的氧化硼的含量的原料(因為大部分會在高溫中變為有毒氣體揮發)。其技術缺陷之一是，其硅含量太高，十分不易熔化；其技術上缺陷之二，是會造成環保的嚴重破壞；其技術缺陷之三在于，硼成份達5-20%時，現實的生產中會把熔池嚴重腐蝕(所以現在的一切TFT液晶顯示器用高硼玻璃熔池只一年時間就要冷修，這就造成了工效、成本的嚴重問題。尤其在生產平板液晶顯示屏用硼玻璃時，而且硼的成份太高，在同樣的氧化鋁含量的情況下，會使強度下降一倍；而且現有的一切液晶顯示屏玻璃，由于硼的高含量，只能用溢流法來生產，其產量僅6-10噸/天，是浮法工藝(如最小的150噸/天)的5%以下的產能。而且僅其一條6-10噸/天的溢流法生產線，設備成本比150噸/天的浮法線還高出 2-3倍。所以如何在液晶玻璃生產中，降成本并大幅提高效率，能如同普通浮法玻璃工藝一樣10年才冷修，并降低粘度，節能，成了人們十分渴望解決的產業性難題。O)、現有的鈣鈉平板玻璃，如[1]建筑用門、窗、幕墻玻璃，[幻汽車及船舶用玻璃，[3]高鐵用玻璃，W]PDP顯示屏玻璃，[5]工藝玻璃等，由于對其熔體成份的認識局限，熔制和排泡均化過程中粘度溫度高于本發明150°C -200°C，生產能耗大，每公斤能耗達 1500大卡或達高于1500大卡以上。(3)、在汽車玻璃、高速列車用玻璃的應用上，現有工業玻璃產品的抗折強度、抗沖擊性能也是不能達到很高要求的，如汽車玻璃強度差則安全保障性不高，船舶玻璃常有被海浪擊破的事故，尤其是在汽車玻璃上對抗沖擊性能的要求水平上還有很大的差距。(4)、由于現有工業玻璃產品的抗折強度低(一般在50MPa左右，有的50MPa都不到)，抗沖擊性能更差，所以在飛機前方及左右的窗戶的玻璃應用上，要加很厚才行，這樣就加大了重量，影響飛機的自重還影響視線的清晰度。(5)、而在建筑的應用中，因現有玻璃產品的退火點低以及其強度性能的局限，其使用范圍也受到很大的局限，也有向輕薄化、高強度、節能上發展的必要。(6)、現有技術防火玻璃或有急升溫的灶板玻璃、爐用玻璃或微玻爐用玻璃及廚房或餐臺面板玻璃，現有的鈣鈉玻璃的膨脹率沒有優異的均勻上升及下降的線性特征，粘彈性變化大，有易爆裂的缺陷，所以這方面的應用存在缺陷。(7)、另外，現有一種公開號為CN 1053047A的“具有天然大理石狀表面花紋的結晶玻璃及其生產方法”專利申請，其工藝就決定了其必然的產品缺陷，而不是產品成份上決定的其產品的缺陷。1、其工藝表述為將小塊玻璃料儲集在模箱中，使......結晶從玻璃表面進入內
部，并且玻璃料彼此熔合一結合，控制玻璃料大小......，獲得具有大理石、花崗石花紋的
外觀。而且此文件有大量結晶工藝過程的表述的模具框的，可見其采用的是顆粒粘熔析晶的一種色彩花紋微晶玻璃的工藝。其彩色花紋和不透明的產品特征顯然不是由材料成份決定的，是由申請文件表述的工藝方法中加入的從每一玻璃顆粒表面到內部來決定其產品的晶體、彩色和花紋的，所以其每一顆粒料都從外到內長滿了晶體，是絕不透明的，根本不可能達到有良好的 65 % -95 %的可見光透射比的制品，而需要克服這些缺陷。由于其工藝上是由不同大小的顆粒材料進行，使其玻璃料軟化和變形，并彼此熔
融結合成一體，......同時析出的玻璃結晶符合小塊玻璃料的大小和形狀(見其第7頁)。
業內人士都知道，最主要的缺陷是產品布顆粒時是松散的，所以燒成后產品平面有大量的凹凸不平處，這種顆粒的晶體，正如一切微晶玻璃一樣是要長大的，各種粒狀使表面之不平度都在0. 5mm-l. 5mm,而且這種模框成型工藝，產品平面很不平，又加之模框都用耐火材料燒制，表面及四角的不平整度隨每一次燒成變形越來越大，所以其成品的厚薄差都在
1.5mm-2mm，所有的產品要正反面刮平拋光，最少各刮拋去lmm-2mm厚度，而即使刮拋正反兩后，其產品的厚薄差也會達Imm以上，所以其缺陷和浪費都大。與本發明玻璃及正常平板玻璃的厚薄差在0.3mm以內相比較相差甚遠。這個缺陷也完全是由其工藝方法導致的，而不是材料成份產生的，而且其技術方案中不含氧化鐵和氧化鈦、氧化鋇等成份，與本發明也大不一樣。所以需要克服這些缺陷。(8)、對于先有技術申請號為2008801044692(公布號為CN101784494A)的“玻璃板及其制造方法以及TFT面板的制造方法”的專利申請，其公布的技術方案也是鈉含量為0-9%，其達2%以上會在加溫工藝中產生對電路的嚴重侵蝕，而且其技術方案中粘度為 102(帕 秒)時的溫度高達1690°C，還揭示1670°C更好；粘度為104(帕 秒)時的溫度達 1300°C，并揭示1280°C更好，并認定作為排泡工藝溫度，顯然會排泡十分困難，而且均化也十分困難。在1670°C _1690°C的熔化原料，對耐火材料的侵蝕太大，成本十分高，能耗也大， 熔化困難，極易出現結石、碴點，成品率不會高。
發明內容
有鑒于上述現有技術的缺陷和不足，本發明人基于從事此類產品設計制造多年的務實經驗及專業知識，積極加以研究創新，以期能克服現有技術的不足和缺陷，在解決了復雜的生產工藝問題后，提出具有新穎性的技術方案，經過浮法工藝、或平拉工藝、或溢流法工藝、或格法工藝、或壓延工藝生產的有實用價值的有預定的必不可少的特別范圍內的氧化鋁及含有氧化鈉、氧化鐵、氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、或還有氧化鈦、氧化鋇的成份以及預定的氧化硅、氧化鈣、氧化鎂之間的特殊比例關系的成份的創新技術方案，并且克服了各種傳統的組成助溶成份和必須用鈉或硼來作助熔成份等的技術偏見，并能產生預料不到的平板玻璃產品的高退火點性質及助溶或共熔體功能以及產生的制品強度上升1-3倍、環保、 節能減排等的技術效果。本發明的第一實施例提供了一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于該玻璃包含氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈉的成份，按重量百分率計，在該玻璃中氧化硼的含量為0-3. 9%，氧化鈉的含量為 0. 01-14%，氧化鐵含量為0. 01-5%，氧化氟的含量為0-2. 8%，氧化鎂含量為8. 1-22. 2%, 氧化鋁含量為0.01-39%，其氧化硅的含量是氧化鈣含量的1.9倍-4. 1倍，氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1.2倍-1.6倍；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為 550°C -710°C ；該玻璃的厚薄差小于0. 3mm;其吸水率在0-0. 3%的范圍內；其抗折強度達 50-180Mp。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率計，氧化鋁的含量是0.01-30%，氧化硅氧化鈣為
2.0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1. 3-1. 49倍，氧化鈉為0. 01_2%，氧化硼為0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-71(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1500°C -1640°C ；粘度為ΙΟ、帕·秒)時的溫度為 14500C -15800C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1350°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1070°C -1230°C ；該玻璃的抗折強度為50-180MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率計，氧化鋁的含量是0.01-19%，氧化硅氧化鈣為 2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1. 3-1. 49倍，氧化鈉為0. 01_2%，氧化硼為0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-68(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1500°C -1580°C ；粘度為ΙΟ、帕·秒)時的溫度為 14500C -15200C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1310°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1070°C -1160°C ；該玻璃的抗折強度為50-145MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率計，氧化鋁的含量是19-30%，氧化硅氧化鈣為 2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1.3-1. 49倍，氧化鈉為0.01-2%，氧化硼為0-1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-68(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1550°C -1640°C ；粘度為10乂帕·秒)時的溫度為 14500C -15800C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1350°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1080°C -1230°C ；該玻璃的抗折強度為130-180MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率計，氧化鋁的含量是8-30%，氧化硅氧化鈣為 2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1. 3-1. 49倍，氧化鈉為0. 01_2%，氧化硼為0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-68(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1520°C -1640°C ；粘度為10乂帕·秒)時的溫度為 14500C -15800C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1350°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1070°C -1230°C ；該玻璃的抗折強度為75-180MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鋁的含量是19-30%，氧化硼的含量是 0-1 %，氧化鈉的含量是0. 01-2%，氧化氟的含量是0-1 % ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C -710°C;該玻璃在粘度為10°_5(帕 秒)時的溫度為1510°C -1680°C； 粘度為ΙΟΥ帕·秒)時的溫度為1420°C -1600 °C ；粘度為102(帕·秒)時的溫度為 12700C -13600C ；粘度為103(帕·秒)時的溫度為1160°C -1280°C ；該玻璃的抗折強度為 120-180Mpa。另外，在上述第一實施例的基礎上，根據本發明實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其平板玻璃的表面附著有一層由非晶硅燒結而轉化之多晶硅層。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，所述平板玻璃之上，有一層含石英或氧化鋁或莫來石晶體的樹脂層。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈦含量為1.3-1.49%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鋁含量為3. 1-39%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈦的含量是0.0003-4.9%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈉的含量是0. 01-8. 8%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，其可見光透射比在40% -95%的范圍內，按重量百分率計，其氧化硅、氧化鈣、氧化鎂三者的含量總和為51-99. 8%，氧化鋇的含量是0. 01-14%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1.3倍-1.6 倍，氧化硅的含量是氧化鈣的含量的2. 0倍-3. 6倍，氧化鎂的含量為10. 1-19. 9%，氧化鋁的含量為19-39%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率計，其制品含量中①氧化鎂占7-20%，②氧化鈣是氧化鎂的1. 0倍-1. 8倍的范圍內，③氧化硅是氧化鎂的2. 6倍-5. 6倍的范圍內，④ 氧化硅是氧化鈣的2. 2倍-3. 8倍的范圍內，⑤氧化鋁為0. 1-30 %，⑥氧化鈉為0-18%，⑦ 氧化鋇為0-5%; (2)、其制品的應變點溫度在560°C -720°C的范圍內；(3)、其制品的吸水率在0-0. 001%的范圍內J4)、按重量百分率計，其制品中氧化鎂、氧化鈣、氧化硅三種成份的含量總和達51% -100%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率計，其制品含量中①氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的0. 6倍-2. 4倍，②氧化硅的含量是氧化鎂的含量的1. 3倍-5. 8倍，③氧化硅的含量是氧化鈣的含量的1. 3倍-5. 8倍，④氧化鋁為0. 1_30%，⑤氧化鈉為0-18%，⑥氧化鋇為0-20% ； O)、其中氧化鎂、氧化鈣、氧化硅三種成份的含量總和達51% -99.9% ； (3)、其制品的吸水率在0-0. 001 %的范圍內。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率計，其制品含量中①氧化鎂占7-20%，②氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1. 0倍-1. 8倍，③氧化硅的含量是氧化鎂的含量的2. 6 倍-5. 6倍，④氧化硅的含量是氧化鈣的含量的2. 2倍-3. 8倍，⑤氧化鋁為0. 1-30 %，⑥ 氧化鈉為0-18%，⑦氧化鋇為0-5% ； O)、其制品的應變點溫度在560°C-720°C的范圍內； (3)、其制品的吸水率在0-0. 001%的范圍內J4)、按重量百分率計，其制品中氧化鎂、氧化鈣、氧化硅三種成份的含量總和達51% -99. 9%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，其制品含量中氧化鈣是氧化鎂的1. 15倍-1.8倍。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率計，其制品含量中①氧化鎂占9. 1-22%, ②氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的0. 6倍-2. 0倍，③氧化硅的含量是氧化鎂的含量的2. 8倍-5. 6倍，④氧化硅的含量是氧化鈣的含量的2. 3倍-3. 8倍的范圍內，⑤氧化鋁為0. 1_30%，⑥氧化鈉為0-18%，⑦氧化鋇為0-5% J2)、其制品的應變點溫度在 560°C _720°C的范圍內；(3)、其制品的吸水率在0-0. 001%的范圍內J4)、按重量百分率計，其制品中氧化鎂、氧化鈣、氧化硅三種成份的含量總和達51% -99. 9%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，制品中氧化鋁含量達0-3. 8%時粘度為 IO1 (帕·秒)的熔化工藝溫度為1300°C -1400°C ；粘度為IO2 (帕·秒)的澄清、排氣泡工藝溫度為1120°C -1260°C ；粘度為103(帕·秒)的成型工藝溫度為1010°C -1060°C ；其制品的抗折強度達60-100MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，制品中氧化鋁含量達3. 8-15%時粘度為 IO1 (帕·秒)的熔化工藝溫度為1320°C -1430°C ；粘度為IO2 (帕·秒)的澄清、排氣泡工藝溫度為1140°C -1290°C ；粘度為103(帕·秒)的成型工藝溫度為1040°C -1130°C ；其制品的抗折強度達80-130MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，制品中氧化鋁含量達15-23%時粘度為 IO1 (帕·秒)的熔化工藝溫度為1360°C -1550°C ；粘度為IO2 (帕·秒)的澄清、排氣泡工藝溫度為1250°C -1430°C ；粘度為IO3(帕·秒)的成型工藝溫度為1060°C -1200°C ；其制品的抗折強度達100-180MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，該玻璃包含氧化硅、氧化鎂和氧化鈣，其中，按重量百分率計，在該玻璃中氧化硅的含量是氧化鎂的含量的2. 1倍-6. 5倍，氧化硅的含量是氧化鈣的含量的
1.8倍-4. 6倍；該玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；其可見光透射比在65% -95%的范圍內；其吸水率在0-0. 3%的范圍內；其抗折強度達50-180MPa。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，在該玻璃中，氧化硅的含量是氧化鎂的含量的
2.6倍-5倍，氧化硅的含量是氧化鈣的含量的2. 4倍-3. 4倍。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1.0倍-1.6 倍，更優選1.2倍-1.5倍。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，該玻璃的玻紋度在20mm距離內為0-0. 03mm的起伏度。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鋰的含量為0.01-5%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鍶的含量為0. 005-8%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈽的含量為0.01-5%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化砷的含量為0.01-3%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈉的含量為0.01-0. 99%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈉的含量為0.01-2%。
根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈉的含量為2-8%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈉的含量為2-14%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鈉的含量為8-14%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鋁的含量為0. 1-3%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鋁的含量為3. 1-19%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率計，氧化鋁的含量為10-19%。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，該玻璃的厚度為0. 3-1. 8mm。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，該玻璃的厚度為1.8-5mm。根據本發明第一實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，該玻璃的厚度為5-20mm。本發明的第二實施例提供一種制備上述各實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制備方法，其特征在于步驟1，根據第一實施例的任一項所述的玻璃配方配置所需的各種有預定的必不可少的特別范圍內的氧化鈉、 氧化鐵、氧化鋁、氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、或還有氧化鈦、氧化鋇的成份以及預定的氧化硅、氧化鈣、氧化鎂之間的特殊比例關系的成份的原料，經混合攪拌之后在對應于各玻璃配方的熔化溫度熔化，形成預定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出氣泡，形成可流動的熔融體；步驟2，采用浮法工藝、平拉工藝、格法工藝、壓延工藝、溢流法工藝、中任一種工藝對玻璃進行成型。根據本發明第二實施例的方法，其中，所述步驟1包括將所備之各類原料，放置于各自的原料容器之中，使各種原料通過原料輸送線，經過計量后，按所需比例送入原料混合攪拌裝置中，攪拌混合后進入裝載配料的大料管或料倉中；使配合好的原料進入熔池中， 在對應于各玻璃配方的熔化溫度熔化，形成預定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出氣泡， 形成可流動的熔融體；步驟2中使用浮法工藝在本工藝中還須預先備好錫窯，在步驟1的工序后，使熔池的尾部的可流動的熔融體流入錫窯中進行淌平、拋光、拉薄的工藝過程，并經拉邊機在工藝規定的方向的導拉和牽引機的牽引，拉出錫槽，并經逐步降溫、退火，待冷卻后，經切割，即可制得所述玻璃。根據本發明第二實施例的方法，其中，按重量百分率計，該玻璃中氧化鋁的含量小于等于30%，該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1480°C -1640°C ；粘度為 10、帕 秒)時的溫度為1410°C -1600°C;粘度為IO2 (帕 秒)時的溫度為1180°C -1340°C； 粘度為IO3(帕·秒)時的溫度為1040°C -1220°C ；該玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；該玻璃的可見光透射比在40%-95%的范圍內；該玻璃的吸水率在0-0. 3%的范圍內；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為550°C -710°C ；該玻璃的抗折強度為50-180MPa ；該玻璃的熱膨脹系數在150°C -300°C的兩端數值的差別為百萬分之1. 0-百萬分之3. 0 ；在 5500C _600°C的兩端數值的差別為百萬分之1. 0-百萬分之2. 8。 本發明的第三實施例提供一種液晶顯示屏，包括陣列基板，該陣列基板包括基底及在該基底上的像素結構，該基底為根據第一實施例的任一項的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；濾色器基板，該濾色器基板包括基底以及在該基底上的濾色器層，該基底為根據第一實施例的任一項的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；液晶層，夾設在該陣列基板和該濾色器基板之間；以及背光源系統。 本發明的第四實施例提供一種光伏太陽能裝置，該光伏太陽能裝置包含太陽能電池以及利用根據上述實施例任一項的玻璃制造的玻璃基板或外罩板。
圖1是本發明一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃制品的平面示意圖。圖2是本發明一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制備工藝的浮法工藝成型的流程示意圖。圖3是本發明一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制備工藝的浮法工藝成型的狀態的側剖面示意圖。附圖標記說明1 有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃2:料倉進料口3 料倉4 預定配制的混合原料5 原料進入熔池的熔池窯口6 熔池窯7 導流槽8 錫槽9 過渡輥臺10 退火窯11 切割分裝臺12 浮法生產線基體
具體實施例方式下面，對本發明的實施例進行詳細的說明(另外，在本說明書中，除非特別指明， 玻璃中各種成份的含量均為重量百分比)。第一實施例根據本發明一個實施例提供了一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于該玻璃包含氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈉的成份，按重量百分率計，在該玻璃中氧化硼的含量為0-3.9%，氧化鈉的含量為0.01-14%，氧化鐵含量為0.01-5%，氧化氟的含量為0-2.8%，氧化鎂含量為 8. 1-22.2%，氧化鋁含量為0.01-39%，其氧化硅的含量是氧化鈣含量的1.9倍-4. 1倍，氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1. 2倍-1. 6倍；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為550°C-71(TC ；該玻璃的厚薄差小于0. 3mm;其吸水率在0-0. 3%的范圍內；其抗折強度達50-180Mp。而一切先有技術的平板玻璃，如鈣鈉玻璃、PDP玻璃、液晶顯示器之無堿硼玻璃與本發明技術方案的技術要素都有3-5或4-5處不同(祥見后表1、表2、表3)粘度性能本發明實施例中粘度的測定采用美國THETA旋轉高溫粘度計。從表1、表2、表3的實例可見，從幾個關鍵的粘度數據比較而言(在氧化鋁含量達以下時)(1)、熔化溫度根據本發明實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1540°C -1620°c ；粘度為 IO1 (帕·秒)時的溫度為14500C -1520°C。PDP和TFT液晶面板玻璃的生產企業，在申請號為2008801044692 (公布號為 CN101784494A)的“玻璃板及其制造方法以及TFT面板的制造方法”的專利申請內容和現有技術液晶顯示器無堿硼玻璃實際制品中，由于粘度10°_5(帕 秒)及ΙΟΥ帕·秒)的熔化溫度大大高于1650°C -1700°C，所以采用美國THETA旋轉高溫粘度計根本測不出；尤其常規的鈣鈉玻璃(含氧化鋁僅)只能測出的粘度1015(帕·秒)時的溫度為1580°C的熔化溫度。其說明書第14頁中表述，其IO2 (帕·秒)溫度較好的是1690°C，更好的是1670°C。 這是一切全部現液晶顯示玻璃的粘度的基數值，其熔制溫度不僅高于本發明10°_5(帕 秒) 或ΙΟΥ帕·秒)粘度的溫度，而且是在差別幾百度的粘度更大的從澄清、排氣泡的粘度 102(帕·秒)時的溫度，本發明氧化鋁在以內時的各例為1230°C -1300°C，而上述之現有技術低的鈣鈉玻璃在1380°C-1400°C，而無堿高硼玻璃采用測試儀都根本測不出(其都高于1600°C )，PDP玻璃按其上述比較專利的優選較好的是1690°C _1670°C。從成型粘度103(帕·秒)時的溫度，本發明氧化鋁含量在以內時的各例為1090°C -1160°C，而現有的鈣鈉玻璃為1210°C _1250°C，無堿高硼玻璃和PDP玻璃都達 1380°C-142(TC。由于本發明粘度性能好很多，所以業內人士都知道，可以比現有技術生產， 控制出更少氣泡缺陷、更少碴點，更好玻紋度，更好品質，更好成品率的平板玻璃和能生產有品質保障的更薄的如0. 5mm、0. 3mm、0. 2mm的顯示屏玻璃。強度性能本發明尤其由于可以加大氧化鋁的含量達19- %時，強度可達約140_160Mpa或 180Mpa，大大高于各種先有技術平板玻璃強度的2-3倍，而且由于粘度溫度還較先有技術僅1-25%氧化鋁含量時低150°C -250°C，所以如果本發明技術方案形成無堿高硼玻璃的粘度時，那應當還有相當于加多氧化鋁到四-39%的可以熔化的粘度空間和強度上升的較大空間。本說明書及本發明實施例玻璃的抗折強度，通過把樣品切成50mmX50mmX5mm的小條，采用抗折強度儀，按標準GB/T3810、4-2006測定。先有技術的無堿高硼制品，因氧化硼成份的揮發過程，會造成成份的不均，使氧化鋁參與的材料網狀結構受損，大大影響應有的強度。這是無堿高硼玻璃就是含7-15%氧化鋁的時也強度較差的重要原因。以上也是本發明技術方案可以無硼成份的有利于強度提升的優勢所在。本發明膨脹系數線性特征突出，不同溫度區間變化極小。根據本發明實施例的玻璃的膨脹系數按照標準GB/T7320. 1-2000測定。(1)、傳統技術偏見主要是用加氧化鋁成份來提升應變點溫度(應變點溫度為在玻璃成型時對玻璃進行退火的溫度的下限)，而提升應變點達陽01 -600°c或達 6000C -650°C或650°C以上之目的在于解決在較高的溫度下，制品急劇加溫或冷卻時不會有過多的變形或出現爆裂。但是本發明之技術方案能有更好的膨脹系數線性特征，產生很小的玻璃粘彈性突變，具體其制品的熱膨脹系數在150°C -300°C的兩端數值的差別為百萬分之1-百萬分之3. 0 ；在550°C _600°C的兩端數值的差別為百萬分之1_百萬分之2. 8 ；用于無堿玻璃在600°C _650°C的兩端數值的差別為百萬分之1-百萬分之3. 0。在顯示屏方面，比等離子PDP玻璃或液晶顯示的TFT玻璃550°C -600°C的熱膨脹系兩端數值的差別為百萬分之16要好出5-16倍，比IXD鈣鈉玻璃550°C -600°C的熱膨脹系兩端數值的差別為百萬分之20要好出7-20倍。這還為防火玻璃、灶具玻璃、微玻爐具玻璃、LCD玻璃、PDP玻璃、TFT玻璃等制品， 提供了一個很大的可以加大量氧化鋁或不加氧化鋁的選擇工藝范圍。在急升溫或急降溫的工藝或工業及日用及建筑的使用環境下應用，會有比現有各種玻璃有更好的變形小、穩定而不突變、極不易爆裂，在急升降溫時玻璃粘彈性急變小的很大優勢。相比較TFT-LCD液晶玻璃基板的優勢而言本發明由于這種可以控制在關鍵急加溫燒結溫區如150°C -300°C或550°C _600°C及600°C _650°C之間的急加溫燒結膨脹系數的兩端數值差在百萬分之1-百萬分之3. 0的功能，其實已形成了一種新功能材料，就可以創造性地提升更加高水平的而且是電子行業內人士都懂得的，將使其為核心技術，對制造世界最新最先進水平的超過現在一切液晶顯示屏十多個像素位精度的更高清晰度的無堿玻璃為基板的液晶顯示屏和生產更大尺寸并且更薄(如0. 2-0. 5mm厚度)從而重量更輕的高清像素位的顯示屏制品，形成更高清晰度像素位和分辨率的液晶手機、電視、掌上電視、手提電腦、平面電腦、及平面液晶電視的新的技術品質標桿的產生。節能減排的優勢特點由于尤其熔化粘度溫度低于現有技術200 V -300 °C，又由于能耗主要在高溫區， 所以可以節能30-40 %，減少二氧化碳排放30-40 %。節約裝備成本，冷修成本和不必要的先有技術工藝成本。由于熔化溫度大大降低，對耐火材料的侵蝕將大大減低，會使熔爐壽命大大延長， 大大減少嚴重影響產能的冷修時間和費用。如無堿硼玻璃，尤其是TFT液晶玻璃，每8-10個月，就要冷修最少停產2-3個月，而且使用的耐火材料為高鋯材料，不但材料成本高出3-4 倍，而且還要年年作大量更換。而制造根據本發明實施例的玻璃的熔池的壽命會比無堿硼玻璃的更長，而根據本發明實施例的玻璃的粘度比浮法鈣鈉玻璃更低，又可完全不含硼，最少可以使用達10年才冷修。所以各種PDP等離子玻璃或TFT液晶顯示玻璃的專利文獻，和真正的實施工藝中，都提出了加吹氧、加排泡、加淺池裝備等工藝手段，其成本高、效率低，而TFT玻璃全部采用昂貴的鉬金作排氣泡通道，大大上升溫度，其日產6-7噸的小爐，鉬金通道成本達3-5 億元人民幣左右，如果要達到150噸日產量，僅鉬金通道就達近100億人民幣，成本高效率低是非常明顯的。吸水率根據本發明實施例的玻璃的吸水率按照標準GB/T3810. 3-2006測定。根據本發明實施例的玻璃，其制品的吸水率在0-0. 3%的范圍內。另外，根據本發明的實施例的LCD、PDP、TFT玻璃，其具有很好的透明特征和防水性。厚薄差(按GB/T1216標準規定測定)根據本發明實施例的玻璃，該玻璃的厚薄差小于0. 3mm。另外，根據本發明實施例，均可以制作成為具有透明特性而符合相關領域所需透明特性的玻璃，其玻璃的可見光透射比是40% -95% (按GB/D680規定測定)。為了更詳細地描述根據本發明實施例的技術方案，在下面的表1中列舉出根據本發明的實施例的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃樣品的技術方案及相應的性能。
權利要求
1.一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于該玻璃包含氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈉的成份，按重量百分率計，在該玻璃中氧化硼的含量為0-3.9%，氧化鈉的含量為0.01-14%，氧化鐵含量為 0. 01_5%，氧化氟的含量為0-2. 8%，氧化鎂含量為8. 1-22. 2%，氧化鋁含量為0. 01-39%, 其氧化硅的含量是氧化鈣含量的1. 9倍-4. 1倍，氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1. 2 倍-1. 6倍；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為550°C -710V ；該玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；其吸水率在0-0. 3%的范圍內；其抗折強度達50-180Mp。
2.根據權利要求1所述的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于按重百分率計，氧化鋁的含量是0.01-30%，氧化硅氧化鈣為2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1. 3-1. 49倍，氧化鈉為0. 01_2%，氧化硼為0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-71(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕 秒)時的溫度為1500°C-1640°C ；粘度為IO1 (帕 秒)時的溫度為 14500C -15800C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1350°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1070°C -1230°C ；該玻璃的抗折強度為50-180MPa。
3.根據權利要求1所述的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于按重百分率計，氧化鋁的含量是0.01-19%，氧化硅氧化鈣為2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1. 3-1. 49倍，氧化鈉為0. 01_2%，氧化硼為0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C -680°C ；該玻璃在粘度為10°_5(帕 秒)時的溫度為1500°C-1580°C ；粘度為IO1 (帕 秒)時的溫度為 14500C -15200C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1310°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1070°C -1160°C ；該玻璃的抗折強度為50-145MPa。
4.根據權利要求1所述的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于按重百分率計，氧化鋁的含量是19-30%，氧化硅氧化鈣為 2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1.3-1. 49倍，氧化鈉為0.01-2%，氧化硼為0-1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-68(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1550°C -1640°C ；粘度為10乂帕·秒)時的溫度為 14500C -15800C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1350°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1080°C -1230°C ；該玻璃的抗折強度為130-180MPa。
5.根據權利要求1所述的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于按重百分率計，氧化鋁的含量是8-30%，氧化硅氧化鈣為 2. 0-3. 6倍，氧化鈣氧化鎂為1. 3-1. 49倍，氧化鈉為0. 01_2%，氧化硼為0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C-68(TC ；該玻璃在粘度為10°_5(帕·秒)時的溫度為1520°C -1640°C ；粘度為10乂帕·秒)時的溫度為 14500C -15800C ；粘度為IO2 (帕·秒)時的溫度為1210°C -1350°C ；粘度為IO3 (帕·秒) 時的溫度為1070°C -1230°C ；該玻璃的抗折強度為75-180MPa。
6.根據權利要求1所述的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于按重量百分率計，氧化鋁的含量是19-30%，氧化硼的含量是 0-1 %，氧化鈉的含量是0. 01-2 %，氧化氟的含量是0-1 % ；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為610°C -710°C;該玻璃在粘度為10°_5(帕 秒)時的溫度為1510°C -1680°C； 粘度為ΙΟΥ帕·秒)時的溫度為1420°C -1600 °C ；粘度為102(帕·秒)時的溫度為 12700C -13600C ；粘度為103(帕·秒)時的溫度為1160°C -1280°C ；該玻璃的抗折強度為 120-180Mpa。
7.一種液晶顯示屏，包括陣列基板，該陣列基板包括基底及在該基底上的像素結構，該基底為根據權利要求1-5 任一項的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；濾色器基板，該濾色器基板包括基底以及在該基底上的濾色器層，該基底為根據權利要求1-5任一項的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；液晶層，夾設在該陣列基板和該濾色器基板之間；以及背光源系統。
8.一種光伏太陽能裝置，該光伏太陽能裝置包含太陽能電池以及利用根據上述權利要求1-6任一項的玻璃制造的玻璃基板或外罩板。
9.根據權利要求1-6的任一項所述的有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制備方法，其特征在于步驟1，根據權利要求1-5任一項所述的玻璃配方配置所需的各種有預定的必不可少的特別范圍內的氧化鈉、氧化鐵、氧化鋁、氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、或還有氧化鈦、氧化鋇的成份以及預定的氧化硅、氧化鈣、氧化鎂之間的特殊比例關系的成份的原料，經混合攪拌之后在對應于各玻璃配方的熔化溫度熔化，形成預定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出氣泡，形成可流動的熔融體；步驟2，采用浮法工藝、平拉工藝、格法工藝、壓延工藝、溢流法工藝、中任一種工藝對玻璃進行成型。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所述步驟1包括將所備之各類原料，放置于各自的原料容器之中，使各種原料通過原料輸送線，經過計量后，按所需比例送入原料混合攪拌裝置中，攪拌混合后進入裝載配料的大料管或料倉中；使配合好的原料進入熔池中，在對應于各玻璃配方的熔化溫度熔化，形成預定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出氣泡，形成可流動的熔融體；步驟2中使用浮法工藝在本工藝中還須預先備好錫窯，在步驟1的工序后，使熔池的尾部的可流動的熔融體流入錫窯中進行淌平、拋光、拉薄的工藝過程，并經拉邊機在工藝規定的方向的導拉和牽引機的牽引，拉出錫槽，并經逐步降溫、退火，待冷卻后，經切割，即可制得所述玻璃。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于按重量百分率計，該玻璃中氧化鋁的含量小于等于30%，該玻璃在粘度為 10°_5(帕 秒)時的溫度為1480°C-1640°C;粘度為ΙΟΥ帕 秒)時的溫度為1410°C-1600°C ； 粘度為102(帕·秒)時的溫度為1180°C -1340 °C ；粘度為103(帕·秒)時的溫度為 10400C -1220V ；該玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；該玻璃的可見光透射比在40% -95%的范圍內；該玻璃的吸水率在0-0. 3%的范圍內；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為 5500C -7IOV ；該玻璃的抗折強度為50-180MPa ；該玻璃的熱膨脹系數在150°C _300°C的兩端數值的差別為百萬分之ι. O-百萬分之3. 0 ；在550°C -600°C的兩端數值的差別為百萬分之1.0-百萬分之2.8。
全文摘要
一種有高退火點及環保和節能減排的高強度高平整度低粘度特征的平板玻璃及制備方法與顯示屏及光伏太陽能裝置，該玻璃包含氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈉的成份，按重量百分率計，在該玻璃中氧化硼的含量為0-3.9％，氧化鈉的含量為0.01-14％，氧化鐵含量為0.01-5％，氧化氟的含量為0-2.8％，氧化鎂含量為8.1-22.2％，氧化鋁含量為0.01-39％，其氧化硅的含量是氧化鈣含量的1.9倍-4.1倍，氧化鈣的含量是氧化鎂的含量的1.2倍-1.6倍；該玻璃的退火溫度下限(即吸熱峰起點溫度)為550℃-710℃；該玻璃的厚薄差小于0.3mm；其吸水率在0-0.3％的范圍內；其抗折強度達50-180MPa。
文檔編號H01L31/042GK102285759SQ20111006094
公開日2011年12月21日 申請日期2011年3月15日 優先權日2010年3月18日
發明者楊德寧 申請人:楊德寧