玻璃陶瓷基板的制造方法以及利用该方法制造的玻璃陶瓷基板与流程

本发明涉及一种玻璃陶瓷基板的制造方法以及利用该方法制造的玻璃陶瓷基板，尤其涉及一种可以轻易地利用特定的块状玻璃组合物制造出弯曲强度与透光率的组合不同的多种玻璃陶瓷基板的方法以及利用所述方法制造的玻璃陶瓷基板。

背景技术：

1、玻璃基板或玻璃陶瓷基板的用途正在变得更加多种多样，作为一实例，包括如显示屏用途、交互式输入元件、盖板、硬盘、家庭用、医疗领域以及医药品领域。

2、作为一实例，在日本专利授权第6843743号中记载了一种玻璃基板或玻璃陶瓷基板，作为具有包括耐性在内的多功能表面特性的形成有涂层的玻璃基板或玻璃陶瓷基板，包括抗菌特性、防反射特性以及耐指纹特性的组合，其中，在玻璃基板或玻璃陶瓷基板上有防反射涂层存在，所述玻璃基板或玻璃陶瓷基板以及存在于其上方的防反射涂层经过离子交换，在所述经过离子交换且具有防反射涂层的玻璃基板或玻璃陶瓷基板上有耐指纹涂层存在，其中，交换的离子为具有抗菌作用的一种以上的金属离子，或具有抗菌作用的一种以上的金属离子以及具有化学强化效果的离子，此外，所述形成有涂层的玻璃基板或玻璃陶瓷基板在按照jis z 2801或iso 22196标准进行测定时，对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌具有超过99％的优秀的抗菌效果。所述玻璃为可以实现离子交换的玻璃，可以是碱铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、低碱铝硅酸盐玻璃、铅玻璃以及硅酸铝锂玻璃，玻璃陶瓷被记载为从陶瓷化铝硅酸盐玻璃或硅酸铝锂玻璃中选择的可实现离子交换的玻璃陶瓷。如上所述的玻璃基板或玻璃陶瓷基板被记载为可以在电子设备以及家庭领域或工业领域的多种装置，如手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电视机、自动取款机(atm)设备、自动售票机的触摸屏的任意形态的覆盖玻璃使用，例如可以是在汽车、医院、美术馆、商店、住宅建设以及运输等中使用的任意形状以及尺寸的控制器-、信息-和/或操作面板或窗口用途。此外，记载为如上所述的基板可以作为同时包含多种功能的用途，例如在智能手机或平板电脑的触摸屏中使用。

3、玻璃或玻璃陶瓷基板可以通过如离子注入等后续工程进行强化，从而适用于如外壳、显示屏以及覆盖基板等电子元件中。作为一实例，可以在显示屏外壳的正面或其附近使用，而覆盖基板可以在外壳的正面或其上方以及显示屏上方使用。

4、美国专利公开第2017-0369989号记载了一种包括玻璃或玻璃陶瓷基板的产品，所述玻璃包括至少一个离子注入的表面，所述离子注入的玻璃或玻璃陶瓷产品的特征在于，具有至少650g的最终压痕破裂阈值(ift)负荷。

5、日本专利公开第2014-136668号记载了一种结晶性玻璃基板以及结晶化玻璃基板，其中尤其是记载了用于有机电致发光(el)照明的结晶性玻璃基板，尤其是记载了一种结晶性玻璃基板，其特征在于，作为玻璃组合物含有40～80％的sio2、10～35％的al2o3以及1～10％的li2o，具体来讲，作为玻璃组合物，以质量％计含有55～73％的sio2、17～27％的al2o3、2～5％的li2o、0～1.5％的mgo、0～1.5％的zno、0～1％的na2o、0～1％的k2o、0～3.8％的tio2、0～2.5％的zro2以及0～0.6％的sno2。如上所述的玻璃基板可以通过滚动法或浮动法形成，还记载了通过对如上所述的结晶性玻璃基板进行而处理而构成的结晶化玻璃基板。所获得的结晶化玻璃基板的朱姐经纬β-石英固溶体或β-锂辉石固溶体，记载了可以在照明装置中有效地作为扩散板使用。

6、韩国专利公开第2013-0009796号记载了一种具有块状散射特性的玻璃陶瓷以及如上所述的陶瓷玻璃适用于有机发光元件(oled)或光电池的用途。其中，通过利用玻璃陶瓷基板替代玻璃基板，借助于具有适当的大小以及折射率的离子的存在而实现了散射。作为一实例，其特征在于：所述玻璃陶瓷所包含的组合物以重量％计包含：超过0％至3％的li2o、15～27％的al2o3、60～85％的sio2以及1％以上的sno2，所述玻璃陶瓷在400～1200nm下具有20％以上的扩散透过率，玻璃陶瓷为块状结晶玻璃陶瓷。

7、此外，低膨胀透明玻璃陶瓷可以在光波导元件中有效地作为基板使用，韩国专利公开第2002-0003502号记载了一种低膨胀透明玻璃陶瓷，提供一种通过对在1530℃以下的熔融温度下获得的母材玻璃进行热处理而获得的低膨胀透明玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷在100℃～300℃的温度范围内具有+6×10-7/℃至+35×10-7/℃范围以内的平均先行热膨胀系数(α)，而且具有700nm以下的80％透射率波长(t80)。

8、此外，玻璃或玻璃陶瓷可以在曝光之后通过蚀刻实现光学结构化，从而可以将其适用于光学部件或系统，即，可以是所谓的感光性玻璃(photosensitive glass)或感光性玻璃陶瓷(photosensitive glass-ceramic)。与其相关，韩国专利公开第1934157号记载了一种感应型感光性玻璃及其制造方法，提供一种与现有技术的玻璃相比在结晶性以及感光性方面的性质并不处于劣势，而且适合于通过现代玻璃加工方法进行加工以及连续制造的玻璃。

9、本发明旨在提供一种可适用于多种用途的玻璃陶瓷基板，尤其是提供一种可以通过一个块状玻璃组合物在考虑到所需用途的情况下实现不同的所需物性的玻璃陶瓷基板的制造方法。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的目的在于，提供一种可以利用相同的块状玻璃组合物实现透光率以及弯曲强度的多种组合的玻璃陶瓷基板的制造方法。

3、本发明的另一目的在于，提供一种透光率以及弯曲强度的组合不同的玻璃陶瓷基板。

4、本发明的另一目的在于，提供一种将上述的玻璃陶瓷基板作为用于通过离子强化或化学强化而制造成强化玻璃陶瓷基板的母板使用的用途。

5、技术方案

6、本发明的一实现例提供一种玻璃陶瓷基板的制造方法，包括如下步骤：对玻璃组合物进行熔融并进行成型以及冷却之后，在20分钟～2小时之内按照设定的速度从480℃退火至250℃，从而制造出规定形状的基板，其中，所述玻璃组合物包含65.0～75重量％的sio2、10.0～13.5重量％的li2o、5～9重量％的al2o3、0.5～1.0重量％的zno、1.5～3.5重量％的k2o、0～2.0重量％的cao、2.5～4.0重量％的p2o5，且sio2/li2o摩尔比为2.30～3.50，sio2/al2o3摩尔比为14.50～20.50；以及

7、对规定形状的基板进行热处理，

8、其中，热处理步骤按照从以下步骤中选择的一种方式执行，即，a)第一热处理步骤，升温并将最高温度维持在500℃至不足650℃的范围内；b)第二热处理步骤，升温并将最高温度维持在650℃至不足700℃的范围内；c)第三热处理步骤，升温并将最高温度维持在700℃至不足800℃的范围内；以及，d)第四热处理步骤，升温并将最高温度维持在800℃至870℃的范围内。

9、根据优选的一实现例的制造方法，热处理步骤中，以0.1℃/分钟～30℃/分钟范围内的升温速度执行升温，并在最高温度下维持至少10分钟。

10、本发明的另一实现例提供一种玻璃陶瓷基板，通过执行如上所述的一实现例的制造方法中的a)第一热处理步骤而获得，在非晶玻璃基质内包含结晶相，且结晶相为偏硅酸锂。

11、在如上所述的玻璃陶瓷基板中，其结晶度可以是10～30％。

12、本发明的另一实现例提供一种玻璃陶瓷基板，通过执行如上所述的一实现例的制造方法中的b)第二热处理步骤而获得，在非晶玻璃基质内包含结晶相，且结晶相为偏硅酸锂以及硅铝锂石(virgilite)。

13、在如上所述的玻璃陶瓷基板中，其结晶度可以是20～40％。

14、本发明的另一实现例提供一种玻璃陶瓷基板，通过执行如上所述的一实现例的制造方法中的c)第三热处理步骤而获得，在非晶玻璃基质内包含结晶相，结晶相为偏硅酸锂、硅铝锂石(virgilite)以及二硅酸锂。

15、在如上所述的玻璃陶瓷基板中，其结晶度可以是40～60％。

16、根据本发明之具体一实现例的玻璃陶瓷基板，通过在如上所述的一实现例的制造方法的c)第三热处理步骤中，在700℃至不足800℃内的温度范围内，通过温度升高而实现二硅酸铝结晶相的晶体生长。

17、在如上所述的玻璃陶瓷基板中，其结晶度可以是60～90％。

18、本发明的另一实现例提供一种玻璃陶瓷基板，通过执行如上所述的一实现例的制造方法中的d)第四热处理步骤而获得，在非晶玻璃基质内包含结晶相，结晶相为二硅酸锂以及锂辉石(spodumene)。

19、在如上所述的玻璃陶瓷基板中，其结晶度可以是58～80％。

20、在根据所述一实现例的玻璃陶瓷基板中，在550nm波长下的透光率可至少为60％。

21、在根据所述一实现例的玻璃陶瓷基板中，双轴弯曲强度可至少为120mpa。

22、通过本发明的一实现例，可以提供一种在550nm波长下的透光率为80～82％且双轴弯曲强度为100～140mpa的玻璃陶瓷基板。

23、通过本发明的一实现例，可以提供一种在550nm波长下的透光率为75～82％且双轴弯曲强度为130～170mpa的玻璃陶瓷基板。

24、通过本发明的一实现例，可以提供一种在550nm波长下的透光率为70～75％且双轴弯曲强度为200～250mpa的玻璃陶瓷基板。

25、通过本发明的一实现例，可以提供一种在550nm波长下的透光率为65～73％且双轴弯曲强度为280～320mpa的玻璃陶瓷基板。

26、通过本发明的一实现例，可以提供一种在550nm波长下的透光率为60～65％且双轴弯曲强度为330～370mpa的玻璃陶瓷基板。

27、在根据本发明之一实现例的玻璃陶瓷基板中，偏硅酸锂或二硅酸锂结晶相的大小可以是10nm～200nm，而硅铝锂石(virgilite)或锂辉石(spodumene)结晶相的大小可以是30nm～2μm。

28、在本发明的示例性的一实现例中，提供一种强化玻璃陶瓷基板，其包括根据上述的一实现例的玻璃陶瓷基板。

29、根据所述一实现例的强化玻璃陶瓷基板，可通过对陶瓷基板进行化学强化或离子强化的方式获得。

30、有益效果

31、通过本发明，可以轻易地制造出利用相同的块状玻璃组合物实现透光率以及弯曲强度的多种组合的玻璃陶瓷基板，而且可以提供一种透光率以及弯曲强度的组合不同的玻璃陶瓷基板，还可以将如上所述的玻璃陶瓷基板作为用于通过离子强化或化学强化而制造成强化玻璃陶瓷基板的母板使用，从而提供多种特性得到强化的基板。