技术领域本发明涉及玻璃制造领域，具体地，涉及一种玻璃用组合物和高透过率玻璃及其制备方法和应用。
背景技术：
近年来，液晶显示技术(LiquidCrystalDisplay，LCD)，已成为平板显示行业的主流技术。LCD的组成部分主要为液晶面板(LiquidCrystalPanel)和背光模组(BacklightUnit，BLU)。液晶本身不发光，需要背光模组向液晶面板提供足够的均匀性好的光源，使液晶显示器能正常显示，液晶显示器光源一般置于显示器面板背面。背光模组根据光源位置的不同，分为侧光式(Edge-Lit)背光模组和直下式(DirectLit)背光模组两种类型，侧光式背光模组因其较好的画面质量和发光均匀性、轻、薄、低耗电等优点而得到了广泛的应用。在侧光式背光模组中最关键的构成是导光板(light-guideplate，LGP)。导光板要求具有较高光透过率、高耐热性、高表面硬度、低吸水、低膨胀率等特性。通常，用作导光板的材质主要有PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)、PC(聚碳酸脂)、MS(苯乙烯共聚物)、ZEONOR(环烯烃聚合物)。其中，PMMA是一种高透明的无定形塑性聚合物，具有较高的透光率，是目前应用最为广泛一种导光板材料。但是PMMA制成的导光板仍存在很多不足之处，严重影响了背光模组的发光均匀性和出光效率：(1)导光板的热膨胀系数高达800×10-7/℃，易受热膨胀，尺寸发生变形。在侧光式背光模组中，光线的发生和传播、以及器件在工作时会伴随着热量的产生，使导光板温度升高，而使导光板产生变形。在使用PMMA作为导光板时，导光板随着温度升高产生的尺寸变形大于液晶面板的产生的变形，会使液晶显示边框部分产生间隙。通常需要对导光板尺寸的变形进行矫正来消除变形不一致带来的应力和发光不均匀性的问题。近年来，随着液晶面板尺寸的大型化，矫正方法也很难起到有效的效果；(2)PMMA的吸水率高达0.3％，其形状尺寸会受环境湿度变化的影响而发生变形，与显示面板的尺寸匹配度下降而影响画面质量；(2)耐热性差，玻璃转化温度在95℃左右，受热容易变形、变软，当温度超高40℃硬度变低，因此需要将导光板固定到背板上，需要采用多种附属配件支撑，增大了背面模组的厚度，增加了成本；(3)刚性差，面积较大时易发生变形而引起的发光不均匀性；(5)存在静电吸时易吸收灰尘，影响背光模组出光均匀性。近年来，智能化、大尺寸化、薄型化是目前显示行业的发展趋势。与LCD相比，OLED不需要背光模组。因此，受制于背光模组，LCD在薄型化方面处于劣势。最近推出的一款OLED电视，其厚度仅为4.33mm，而在侧光式背光LCD电视中仅背光模组中PMMA导光板厚度就有3～5mm。要解决LCD显示厚度的问题，背光模组中导光板的薄化是关键。此外，PMMA导光板还存在刚性差的问题，面积较大时易发生变形，特别是对于大尺寸背光源而言，由于导光板变形而引起的发光不均匀尤为明显。传统的PMMA导光板已经限制了背面模组的发展。与PMMA、PC、MS、ZEONOR等材质相比，玻璃具有极高的玻璃化转变温度、极高的应变点、极低的热膨胀系数、极低的吸水率，受热不容易变形，同时具有较好的全光透过率、折射率，以及较高的刚性。目前，玻璃基板的生产技术日臻成熟，大尺寸的玻璃基板已量产，最薄可达到0.1mm厚度，能够实现一次成型，同时具备较好的机械性能。采用现代玻璃生产工艺，如浮法玻璃生产工艺、溢流下拉法等，可控制玻璃的厚度在0.1mm～3mm之间，减少了背光模组的厚度，对实现LCD显示超薄化、大型化具有重要的意义。针对上述现有的导光板存在的问题，有人提出将玻璃基板用作导光板，但是，现有玻璃基板的光透光率较PMMA的光透光率低1～2％左右，同时还存在刚性差等诸多问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种玻璃用组合物和高透过率玻璃及其制备方法和应用。其目的是为了解决现有导光板出现的耐热性差、玻璃转变温度低、热膨胀系高、吸水率高、成本高、难大型化、难超薄化等问题，从而抑制导光板因尺寸变形而影响背光模组出光均匀性的问题，进而可以在低成本下实现较高性能的背光效果，实现背光模组低成本、大尺寸、超薄化。因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种玻璃用组合物，其特征在于，该玻璃用组合物含有SiO2、Al2O3、Na2O、MgO、CaO、SrO、ZnO、La2O3和Y2O3，以玻璃用组合物的总重量为基准，SiO2的含量为65.5-81重量％，Al2O3的含量为0.5-12重量％，Na2O的含量为4-13重量％，MgO的含量为0.05-6重量％，CaO的含量为4-13重量％，SrO的含量为0.5-10重量％，ZnO的含量为0.01-4重量％，La2O3的含量为0.01-2重量％，Y2O3的含量为0.01-2重量％。优选地，该玻璃用组合物还含有B2O3；更优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，B2O3的含量为0.1-3重量％。优选地，该玻璃用组合物还含有ZrO2；更优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，ZrO2的含量为0.1-8重量％。更优选地，该玻璃用组合物还含有B2O3和ZrO2，以玻璃用组合物的总重量为基准，SiO2的含量为67-78.5重量％，Al2O3的含量为2-10重量％，Na2O的含量为5-10重量％，B2O3的含量为0.5-2重量％，MgO的含量为0.5-4重量％，CaO的含量为4.5-11.5重量％，SrO的含量为1-8重量％，ZnO的含量为0.1-3.5重量％，ZrO2的含量为0.1-3.5重量％，La2O3的含量为0.01-1重量％，Y2O3的含量为0.01-1重量％。优选地，MgO、CaO和SrO的重量比为1：0.6-26：0.09-10。优选地，La2O3和Y2O3的重量比为1：0.005-2。优选地，该玻璃用组合物还含有CeO2；更优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，CeO2的含量为0.01-0.2重量％。优选地，该玻璃用组合物中杂质Fe2O3的含量≤0.01重量％。第二方面，本发明提供了一种制备高透过率玻璃的方法，该方法包括将上述玻璃用组合物依次进行熔融处理、均化处理、成型处理、退火处理和机械加工处理。第三方面，本发明提供了上述方法制备的高透过率玻璃。优选地，所述高透过率玻璃的密度小于2.55g/cm3、50-350℃的热膨胀系数小于76×10-7/℃、应变点在585℃以上、弹性模量在73GPa以上，熔化温度(粘度为200泊时对应的温度)在1460℃以下、液相线温度在1150℃以下，5mm玻璃厚度在550nm下的可见光透过率＞90％。第四方面，本发明提供了上述玻璃用组合物或上述高透过率玻璃在制备导光板中的应用。本发明的有益效果是：1、采用本发明的玻璃制成的导光板，耐热性好，不易变形，吸水率低，提高了背光模组发光均匀性；2、可采用现代玻璃生产工艺，如浮法玻璃生产工艺、溢流下拉法、狭缝下拉法等，制得的导光板用玻璃，控制玻璃的厚度在0.1mm-3mm之间，生产超薄导光板；3、本发明通过优化玻璃的组成，使导光板具有较高的热稳定性、应变点、光透过率、弹性模量、以及较低的热膨胀系数、密度、熔化温度、液相线温度；4、通过添加SrO、ZnO、La2O3、Y2O3，能够显著提高应变点、弹性模量和耐失透性能，降低光弹性系数的同时使玻璃熔化温度降低，液相线温度降低，从而能够提升生产效率、节能降耗并控制成本；5、借助于本发明提供的玻璃组分配方生产的导光板，经检测可以达到以下技术指标：密度小于2.55g/cm3、50-350℃的热膨胀系数小于76×10-7/℃、应变点在585℃以上、弹性模量在73GPa以上，熔化温度(粘度为200泊时对应的温度)在1460℃以下、液相线温度在1150℃以下，5mm玻璃厚度在550nm下的可见光透过率＞90％。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。一方面，本发明提供了一种玻璃用组合物，该玻璃用组合物含有SiO2、Al2O3、Na2O、MgO、CaO、SrO、ZnO、La2O3和Y2O3，以玻璃用组合物的总重量为基准，SiO2的含量为65.5-81重量％，Al2O3的含量为0.5-12重量％，Na2O的含量为4-13重量％，MgO的含量为0.05-6重量％，CaO的含量为4-13重量％，SrO的含量为0.5-10重量％，ZnO的含量为0.01-4重量％，La2O3的含量为0.01-2重量％，Y2O3的含量为0.01-2重量％。根据本发明所述的玻璃用组合物，优选地，该玻璃用组合物还含有B2O3；更优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，B2O3的含量为0.1-3重量％，更优选为0.5-2重量％，最优选为1-2重量％，从而能够显著降低制得玻璃的熔化温度、热膨胀系数以及提高玻璃的透光率等。根据本发明所述的玻璃用组合物，优选地，该玻璃用组合物还含有ZrO2；更优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，ZrO2的含量为0.1-8重量％，更优选为0.1-3.5重量％，最优选为1-2重量％，从而能够显著改善制得的玻璃的刚性和透光率等性能。根据本发明所述的玻璃用组合物，在本发明一种优选实施方式中，该玻璃用组合物还含有B2O3和ZrO2，以玻璃用组合物的总重量为基准，SiO2的含量为67-78.5重量％，Al2O3的含量为2-10重量％，Na2O的含量为5-10重量％，B2O3的含量为0.5-2重量％，MgO的含量为0.5-4重量％，CaO的含量为4.5-11.5重量％，SrO的含量为1-8重量％，ZnO的含量为0.1-3.5重量％，ZrO2的含量为0.1-3.5重量％，La2O3的含量为0.01-1重量％，Y2O3的含量为0.01-1重量％，从而能够显著降低制得玻璃的熔化温度、热膨胀系数以及并提高玻璃的透光率等。根据本发明所述的玻璃用组合物，优选地，MgO、CaO和SrO的重量比为1：0.6-26：0.09-10，更优选为1：5-10：5-8，从而能够显著提高制得玻璃的透光率。根据本发明所述的玻璃用组合物，优选地，La2O3和Y2O3的重量比为1：0.005-2，更优选为1：1-1.5，从而能够显著提高制得玻璃的透光率。根据本发明所述的玻璃用组合物，优选地，该玻璃用组合物还含有CeO2；更优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，CeO2的含量为0.01-0.2重量％，更优选为0.1-0.2重量％，从而能够显著提高制得玻璃的透光率。根据本发明所述的玻璃用组合物，优选地，该玻璃用组合物中杂质Fe2O3的含量≤0.01重量％，从而能够避免Fe2O3对玻璃透光率的影响，显著提高制得玻璃的透光率。在本发明中，SiO2为形成玻璃骨架的主要成分，SiO2的含量为65.5-81重量％。若SiO2的含量少于65.5重量％，则不易获得高应变点、低膨胀系数、低热收缩率的玻璃，且玻璃的密度将会增大；若SiO2的含量高于81重量％，则将会使玻璃的熔化温度升高，熔融性降低，同时液相温度升高，玻璃的耐失透性降低，优选地，SiO2的含量为67-78.5重量％。在本发明中，Al2O3为提高玻璃应变点、降低玻璃热膨胀系数、增大玻璃弹性模量并抑制分相的成分。Al2O3的含量为0.5-12重量％。若Al2O3的含量少于0.5重量％，则该效果不明显，同时使玻璃热膨胀系数增大，应变点降低。若Al2O3的含量高于12重量％，则将会使玻璃的熔化温度升高，熔融性降低，同时液相温度升高，玻璃的耐失透性降低，优选地，Al2O3的含量为2-10重量％。在本发明中，B2O3是一种良好的助熔剂，是降低玻璃热膨胀系数以及通过降低玻璃的粘度来降低熔化温度的成分。B2O3的含量为0.1-3重量％。若B2O3的含量高于3重量％，则将会使玻璃的应变点大幅度降低，优选地，B2O3的含量为0.5-2重量％，更优选为1-2重量％。在本发明中，Na2O是玻璃结构网络外体氧化物，Na2O具有降低玻璃高温粘度，提高玻璃熔融性能的特点，是玻璃良好的助溶剂。Na2O的含量为4-13重量％。若Na2O的含量少于4重量％，则该效果不明显，使玻璃难以熔化。若Na2O的含量高于13重量％，则将会增大玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的应变点、光透过率，使玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度劣化，优选地，Na2O的含量为5-10重量％。在本发明中，MgO是玻璃结构网络外体氧化物。MgO具有不降低应变点的情况下降低玻璃高温粘度，使玻璃易于熔化的特点。同时，MgO也是减小光弹性系数的组分，提高玻璃弹性模量而不增加玻璃密度，热膨胀系数的有效成分。MgO的含量为0.05-6重量％。若MgO的含量低于0.05重量％，则该效果不明显。MgO的含量高于6重量％，玻璃的耐化性降低，液相线温度升高，玻璃容易失透，优选地，MgO的含量为0.5-4重量％。在本发明中，CaO是玻璃结构网络外体氧化物。CaO是不降低应变点而降低高温粘度，显著提高熔融性的成分。同时，CaO也是减小光弹性系数的组分。在碱土金属中，CaO是仅次于MgO的可提高玻璃弹性模量而不增加玻璃密度，热膨胀系数的有效成分。CaO的含量为4-13重量％。如低于4重量％，则该效果不明显。如高于13重量％，玻璃将变得容易玻璃容易失透，热膨胀系数大幅度增大，优选地，CaO的含量为4.5-11.5重量％。在本发明中，SrO是玻璃结构网络外体氧化物。SrO是提高玻璃熔融性、耐失透性和耐化性的成分。同时，也是减小光弹性系数，增大弹性模量的成分。SrO含量为0.5-10重量％。若低于0.5重量％，则该效果不明显。若高于10重量％，则玻璃的密度将会增大，热膨胀系数也将增大，优选地，SrO的含量为1-8重量％。在本发明中，ZnO是玻璃结构网络外体氧化物。ZnO是提高玻璃熔融性和耐失透性并降低液相线温度的成分。同时，也是减小光弹性系数，增大弹性模量的成分。ZnO含量为0.01-4重量％。若低于0.01重量％，则该效果不明显，若高于4重量％，则玻璃的密度将会增大，热膨胀系数也将增大，优选地，ZnO的含量为0.1-3.5重量％。在本发明中，ZrO2是增大应变点和弹性模量并减小光弹性模量、降低热膨胀系数的成分。ZrO2含量为0.1-8重量％，若高于8％，则玻璃容易失透优选地，ZrO2含量为0.1-3.5重量％，更优选为1-2重量％。在本发明中，La2O3是增大应变点和弹性模量并减小光弹性模量、降低热膨胀系数的成分。La2O3含量为0.01-2重量％。若低于0.01重量％，则该效果不明显，若高于2重量％，则玻璃容易失透，密度增大，优选地，La2O3的含量为0.01-1重量％。在本发明中，Y2O3是增大应变点和弹性模量并减小光弹性模量、降低热膨胀系数的成分。Y2O3含量为0.01-2重量％，若高于2％，则玻璃容易失透，密度增大，优选地，Y2O3的含量为0.01-1重量％。在本发明中，CeO2是一种良好的澄清作用剂，同时少量的CeO2还能提高玻璃的光透过率。CeO2的含量为0.01-0.2重量％，更优选为0.1-0.2重量％，。若低于0.01重量％，则玻璃的澄清效果难以实现。若高于0.2重量％，则玻璃容易着色而影响光透过率。第二方面，本发明还提供了一种制备高透过率玻璃的方法，该方法包括将上述玻璃用组合物依次进行熔融处理、均化处理、成型处理、退火处理和机械加工处理。本发明中，所述熔融处理、均化处理、成型处理、退火处理和机械加工处理可以根据本领域常规的方法进行。例如，所述熔融处理的方式可以为在1400-1460℃下保温3-10h。均化处理的方法可以包括：使用铂金棒搅拌排出气泡和使玻璃液均化；所述退火处理的方式可以为730-780℃保温0.8-1.5h。所述退火可以在具有预定形状的(不锈钢铸铁)磨具内进行，以获得具有预定形状的玻璃(例如预定厚度的玻璃板)。退火后可以冷却至室温(如10-35℃)，进行冷加工处理(包括研磨和抛光等)即可得到玻璃成品。第三方面，本发明还提供了上述方法制备的高透过率玻璃。优选地，本发明制得的高透过率玻璃的密度小于2.55g/cm3、50-350℃的热膨胀系数小于76×10-7/℃、应变点在585℃以上、弹性模量在73GPa以上，熔化温度(粘度为200泊时对应的温度)在1460℃以下、液相线温度在1150℃以下，5mm玻璃厚度在550nm下的可见光透过率＞90％。第四方面，本发明还提供了上述玻璃用组合物或上述高透过率玻璃在制备导光板中的应用。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例在以下实施例和对比例中，线性热膨胀系数采用卧式膨胀仪测定，在50～350℃范围内的线性热膨胀系数(CTE)用×10-7/℃用表示；应变点采用弯曲梁粘度计测试，单位用℃表示；密度采用阿基米德法测定，单位g/cm3；高温粘度采用圆筒式旋转高温粘度计测定，利用VFT公式计算熔化温度，本发明中熔化温度是指粘度达到200泊时的温度，单位为℃；液相线温度采用标准梯度炉测定，单位为℃；弹性模量采用共振法测试，单位为GPa；光透过率采用紫外-可见分光光度计进行测试，采用550nm波长对应的透过率作为光透过率，单位为％。实施例1-18和对比例1-4按照表1-3所示的配比称量各玻璃组合物原料，均匀混合后倒入铂金坩埚中，在硅钼棒高温熔样炉中熔制，在1400℃下保温10h，并使用铂金棒搅拌排出气泡和使玻璃液均化，然后将熔制好的玻璃降温至成型所需要的温度范围内，进行退火后，制作出导光板所需厚度的玻璃基板，再对成型的玻璃基板进行简单的冷加工处理，最后对玻璃基板的基板物理特性进行测试，测试结果见下表1-3。表1表2表3由表1-3的数据可以看出，本发明制得的高透过率玻璃的密度小于2.55g/cm3、50-350℃的热膨胀系数小于76×10-7/℃、应变点在585℃以上、弹性模量在73GPa以上，熔化温度(粘度为200泊时对应的温度)在1460℃以下、液相线温度在1150℃以下，5mm玻璃厚度在550nm下的可见光透过率＞90％。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。