有高退火点及环保节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃及制备方法与显示屏的制作方法

专利名称：有高退火点及环保节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃及制备方法与显示屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及有预定的必不可少的特别范围内的氧化钠、氧化铁、氧化铝、氧化硅、 氧化钙、氧化镁、或还有氧化钛、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的技术方案，克服了各种传统的必须用钠或硼成份来组成助熔成份的技术偏见，关键在于采用了对硅、钙、镁成份要素的一种比例关系变化发明的技术方案，和对钠或硼成份的要素省略发明的技术方案，产生了预料不到的新的有高退火点性质和助熔功能或高含量氧化铝的共熔体以及产生的制品强度上升1-3倍，又可以在节能、无硼毒气排放的环保性及高品质质量控制的前提下，加大投资生产效率10-30倍，并产生新的产品性质和新的用途与功能，形成一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃及其制备方法、及使用该玻璃的显示屏、光伏太阳能装置的基板玻璃和外罩玻璃。本技术发明就是揭示和提出了一种对硅、钙、镁技术要素的比例关系的变化发明， 比较一切现有平板玻璃技术的这几种要素，硅、钙、镁端值之间比例关系的窄的范围的选择发明，以及对钠、硼等传统助熔成份的省略发明，和其它成份范围的新的选择发明，在平板玻璃各种新用途中，揭示了新产品性质和产生了预料不到的多种技术效果。
背景技术：
采用浮法工艺、平拉工艺、格法工艺、溢流法工艺、压延工艺生产的现代平板建筑与工业用的平板玻璃，如(1)建筑用门、窗、幕墙玻璃，(2)汽车及船舶用玻璃，(3)高铁用玻璃，显示屏玻璃，(5)PDP显示屏玻璃，(6) TFT显示屏玻璃及智能手机和iPad的高强度面板玻璃，(7)工艺玻璃等，其在生产工艺的配方上具有重大缺陷，存在一种技术偏见，全都采用氧化钠或氧化硼成份来熔化氧化硅成份，传统的技术在熔制过程中，对共熔体的成份组成，有技术偏见及局限，其局限于对硅、钙、镁、铝的固有组份，而且在加入13%左右的氧化钠或8-15%左右的氧化硼时，但是粘度还是很高，更不敢加入大量氧化铝成份来提升产品强度和退火点，因为如此的话就会使现有技术方案的制品无法控制更高粘度温度下的产品品质和产量，而且节能效果很差，强度也差，尤其硼成份大量挥发，使现有的一切无碱硼玻璃生产有严重环境问题。(1)、现有的无碱硼玻璃技术，尤其代表性的US2002/0011080A1的液晶显示屏的无碱玻璃，在成份技术方案中，其专利材料指出氧化硅达40-70%，在实际这类一切产品中的硼玻璃和实施例中，硅的比例都在60-70%之多，而氧化硼含量为5-20%，在实际运用中，氧化硼在产品中含量达8-15%。其主要是把氧化硼来替代氧化钠成份达到助熔的目的，而如8%以上的硼成份，在原料上就必须加入2-3倍，如10 %的硼含量的玻璃就必须要加入25-30%的氧化硼的含量的原料(因为大部分会在高温中变为有毒气体挥发)。其技术缺陷之一是，其硅含量太高，十分不易熔化；其技术上缺陷之二，是会造成环保的严重破坏；其技术缺陷之三在于，硼成份达5-20%时，现实的生产中会把熔池严重腐蚀(所以现在的一切TFT液晶显示器用高硼玻璃熔池只一年时间就要冷修，这就造成了工效、成本的严重问题。尤其在生产平板液晶显示屏用硼玻璃时，而且硼的成份太高，在同样的氧化铝含量的情况下，会使强度下降一倍；而且现有的一切液晶显示屏玻璃，由于硼的高含量，只能用溢流法来生产，其产量仅6-10吨/天，是浮法工艺(如最小的150吨/天)的5%以下的产能。而且仅其一条6-10吨/天的溢流法生产线，设备成本比150吨/天的浮法线还高出 2-3倍。所以如何在液晶玻璃生产中，降成本并大幅提高效率，能如同普通浮法玻璃工艺一样10年才冷修，并降低粘度，节能，成了人们十分渴望解决的产业性难题。O)、现有的钙钠平板玻璃，如[1]建筑用门、窗、幕墙玻璃，[幻汽车及船舶用玻璃，[3]高铁用玻璃，W]PDP显示屏玻璃，[5]工艺玻璃等，由于对其熔体成份的认识局限，熔制和排泡均化过程中粘度温度高于本发明150°C -200°C，生产能耗大，每公斤能耗达 1500大卡或达高于1500大卡以上。(3)、在汽车玻璃、高速列车用玻璃的应用上，现有工业玻璃产品的抗折强度、抗冲击性能也是不能达到很高要求的，如汽车玻璃强度差则安全保障性不高，船舶玻璃常有被海浪击破的事故，尤其是在汽车玻璃上对抗冲击性能的要求水平上还有很大的差距。(4)、由于现有工业玻璃产品的抗折强度低(一般在50MPa左右，有的50MPa都不到)，抗冲击性能更差，所以在飞机前方及左右的窗户的玻璃应用上，要加很厚才行，这样就加大了重量，影响飞机的自重还影响视线的清晰度。(5)、而在建筑的应用中，因现有玻璃产品的退火点低以及其强度性能的局限，其使用范围也受到很大的局限，也有向轻薄化、高强度、节能上发展的必要。(6)、现有技术防火玻璃或有急升温的灶板玻璃、炉用玻璃或微玻炉用玻璃及厨房或餐台面板玻璃，现有的钙钠玻璃的膨胀率没有优异的均勻上升及下降的线性特征，粘弹性变化大，有易爆裂的缺陷，所以这方面的应用存在缺陷。(7)、另外，现有一种公开号为CN 1053047A的“具有天然大理石状表面花纹的结晶玻璃及其生产方法”专利申请，其工艺就决定了其必然的产品缺陷，而不是产品成份上决定的其产品的缺陷。1、其工艺表述为将小块玻璃料储集在模箱中，使......结晶从玻璃表面进入内
部，并且玻璃料彼此熔合一结合，控制玻璃料大小......，获得具有大理石、花岗石花纹的
外观。而且此文件有大量结晶工艺过程的表述的模具框的，可见其采用的是颗粒粘熔析晶的一种色彩花纹微晶玻璃的工艺。其彩色花纹和不透明的产品特征显然不是由材料成份决定的，是由申请文件表述的工艺方法中加入的从每一玻璃颗粒表面到内部来决定其产品的晶体、彩色和花纹的，所以其每一颗粒料都从外到内长满了晶体，是绝不透明的，根本不可能达到有良好的 65 % -95 %的可见光透射比的制品，而需要克服这些缺陷。由于其工艺上是由不同大小的颗粒材料进行，使其玻璃料软化和变形，并彼此熔
融结合成一体，......同时析出的玻璃结晶符合小块玻璃料的大小和形状(见其第7页)。
业内人士都知道，最主要的缺陷是产品布颗粒时是松散的，所以烧成后产品平面有大量的凹凸不平处，这种颗粒的晶体，正如一切微晶玻璃一样是要长大的，各种粒状使表面之不平度都在0. 5mm-l. 5mm,而且这种模框成型工艺，产品平面很不平，又加之模框都用耐火材料烧制，表面及四角的不平整度随每一次烧成变形越来越大，所以其成品的厚薄差都在
1.5mm-2mm，所有的产品要正反面刮平抛光，最少各刮抛去lmm-2mm厚度，而即使刮抛正反两后，其产品的厚薄差也会达Imm以上，所以其缺陷和浪费都大。与本发明玻璃及正常平板玻璃的厚薄差在0.3mm以内相比较相差甚远。这个缺陷也完全是由其工艺方法导致的，而不是材料成份产生的，而且其技术方案中不含氧化铁和氧化钛、氧化钡等成份，与本发明也大不一样。所以需要克服这些缺陷。(8)、对于先有技术申请号为2008801044692(公布号为CN101784494A)的“玻璃板及其制造方法以及TFT面板的制造方法”的专利申请，其公布的技术方案也是钠含量为0-9%，其达2%以上会在加温工艺中产生对电路的严重侵蚀，而且其技术方案中粘度为 102(帕 秒)时的温度高达1690°C，还揭示1670°C更好；粘度为104(帕 秒)时的温度达 1300°C，并揭示1280°C更好，并认定作为排泡工艺温度，显然会排泡十分困难，而且均化也十分困难。在1670°C _1690°C的熔化原料，对耐火材料的侵蚀太大，成本十分高，能耗也大， 熔化困难，极易出现结石、碴点，成品率不会高。

发明内容
有鉴于上述现有技术的缺陷和不足，本发明人基于从事此类产品设计制造多年的务实经验及专业知识，积极加以研究创新，以期能克服现有技术的不足和缺陷，在解决了复杂的生产工艺问题后，提出具有新颖性的技术方案，经过浮法工艺、或平拉工艺、或溢流法工艺、或格法工艺、或压延工艺生产的有实用价值的有预定的必不可少的特别范围内的氧化铝及含有氧化钠、氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁、或还有氧化钛、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的创新技术方案，并且克服了各种传统的组成助溶成份和必须用钠或硼来作助熔成份等的技术偏见，并能产生预料不到的平板玻璃产品的高退火点性质及助溶或共熔体功能以及产生的制品强度上升1-3倍、环保、 节能减排等的技术效果。本发明的第一实施例提供了一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于该玻璃包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化钠的成份，按重量百分率计，在该玻璃中氧化硼的含量为0-3. 9%，氧化钠的含量为 0. 01-14%，氧化铁含量为0. 01-5%，氧化氟的含量为0-2. 8%，氧化镁含量为8. 1-22. 2%, 氧化铝含量为0.01-39%，其氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4. 1倍，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1.2倍-1.6倍；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为 550°C -710°C ；该玻璃的厚薄差小于0. 3mm;其吸水率在0-0. 3%的范围内；其抗折强度达 50-180Mp。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率计，氧化铝的含量是0.01-30%，氧化硅氧化钙为
2.0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1. 3-1. 49倍，氧化钠为0. 01_2%，氧化硼为0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-71(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1500°C -1640°C ；粘度为ΙΟ、帕·秒)时的温度为 14500C -15800C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1350°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1070°C -1230°C ；该玻璃的抗折强度为50-180MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率计，氧化铝的含量是0.01-19%，氧化硅氧化钙为 2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1. 3-1. 49倍，氧化钠为0. 01_2%，氧化硼为0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-68(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1500°C -1580°C ；粘度为ΙΟ、帕·秒)时的温度为 14500C -15200C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1310°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1070°C -1160°C ；该玻璃的抗折强度为50-145MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率计，氧化铝的含量是19-30%，氧化硅氧化钙为 2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1.3-1. 49倍，氧化钠为0.01-2%，氧化硼为0-1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-68(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1550°C -1640°C ；粘度为10乂帕·秒)时的温度为 14500C -15800C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1350°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1080°C -1230°C ；该玻璃的抗折强度为130-180MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重百分率计，氧化铝的含量是8-30%，氧化硅氧化钙为 2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1. 3-1. 49倍，氧化钠为0. 01_2%，氧化硼为0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-68(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1520°C -1640°C ；粘度为10乂帕·秒)时的温度为 14500C -15800C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1350°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1070°C -1230°C ；该玻璃的抗折强度为75-180MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化铝的含量是19-30%，氧化硼的含量是 0-1 %，氧化钠的含量是0. 01-2%，氧化氟的含量是0-1 % ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C -710°C;该玻璃在粘度为10°_5(帕 秒)时的温度为1510°C -1680°C； 粘度为ΙΟΥ帕·秒)时的温度为1420°C -1600 °C ；粘度为102(帕·秒)时的温度为 12700C -13600C ；粘度为103(帕·秒)时的温度为1160°C -1280°C ；该玻璃的抗折强度为 120-180Mpa。另外，在上述第一实施例的基础上，根据本发明实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其平板玻璃的表面附着有一层由非晶硅烧结而转化之多晶硅层。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，所述平板玻璃之上，有一层含石英或氧化铝或莫来石晶体的树脂层。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钛含量为1.3-1.49%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化铝含量为3. 1-39%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钛的含量是0.0003-4.9%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钠的含量是0. 01-8. 8%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，其可见光透射比在40% -95%的范围内，按重量百分率计，其氧化硅、氧化钙、氧化镁三者的含量总和为51-99. 8%，氧化钡的含量是0. 01-14%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1.3倍-1.6 倍，氧化硅的含量是氧化钙的含量的2. 0倍-3. 6倍，氧化镁的含量为10. 1-19. 9%，氧化铝的含量为19-39%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率计，其制品含量中①氧化镁占7-20%，②氧化钙是氧化镁的1. 0倍-1. 8倍的范围内，③氧化硅是氧化镁的2. 6倍-5. 6倍的范围内，④ 氧化硅是氧化钙的2. 2倍-3. 8倍的范围内，⑤氧化铝为0. 1-30 %，⑥氧化钠为0-18%，⑦ 氧化钡为0-5%; (2)、其制品的应变点温度在560°C -720°C的范围内；(3)、其制品的吸水率在0-0. 001%的范围内J4)、按重量百分率计，其制品中氧化镁、氧化钙、氧化硅三种成份的含量总和达51% -100%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率计，其制品含量中①氧化钙的含量是氧化镁的含量的0. 6倍-2. 4倍，②氧化硅的含量是氧化镁的含量的1. 3倍-5. 8倍，③氧化硅的含量是氧化钙的含量的1. 3倍-5. 8倍，④氧化铝为0. 1_30%，⑤氧化钠为0-18%，⑥氧化钡为0-20% ； O)、其中氧化镁、氧化钙、氧化硅三种成份的含量总和达51% -99.9% ； (3)、其制品的吸水率在0-0. 001 %的范围内。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率计，其制品含量中①氧化镁占7-20%，②氧化钙的含量是氧化镁的含量的1. 0倍-1. 8倍，③氧化硅的含量是氧化镁的含量的2. 6 倍-5. 6倍，④氧化硅的含量是氧化钙的含量的2. 2倍-3. 8倍，⑤氧化铝为0. 1-30 %，⑥ 氧化钠为0-18%，⑦氧化钡为0-5% ； O)、其制品的应变点温度在560°C-720°C的范围内； (3)、其制品的吸水率在0-0. 001%的范围内J4)、按重量百分率计，其制品中氧化镁、氧化钙、氧化硅三种成份的含量总和达51% -99. 9%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，其制品含量中氧化钙是氧化镁的1. 15倍-1.8倍。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，(1)、按重量百分率计，其制品含量中①氧化镁占9. 1-22%, ②氧化钙的含量是氧化镁的含量的0. 6倍-2. 0倍，③氧化硅的含量是氧化镁的含量的2. 8倍-5. 6倍，④氧化硅的含量是氧化钙的含量的2. 3倍-3. 8倍的范围内，⑤氧化铝为0. 1_30%，⑥氧化钠为0-18%，⑦氧化钡为0-5% J2)、其制品的应变点温度在 560°C _720°C的范围内；(3)、其制品的吸水率在0-0. 001%的范围内J4)、按重量百分率计，其制品中氧化镁、氧化钙、氧化硅三种成份的含量总和达51% -99. 9%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，制品中氧化铝含量达0-3. 8%时粘度为 IO1 (帕·秒)的熔化工艺温度为1300°C -1400°C ；粘度为IO2 (帕·秒)的澄清、排气泡工艺温度为1120°C -1260°C ；粘度为103(帕·秒)的成型工艺温度为1010°C -1060°C ；其制品的抗折强度达60-100MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，制品中氧化铝含量达3. 8-15%时粘度为 IO1 (帕·秒)的熔化工艺温度为1320°C -1430°C ；粘度为IO2 (帕·秒)的澄清、排气泡工艺温度为1140°C -1290°C ；粘度为103(帕·秒)的成型工艺温度为1040°C -1130°C ；其制品的抗折强度达80-130MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，制品中氧化铝含量达15-23%时粘度为 IO1 (帕·秒)的熔化工艺温度为1360°C -1550°C ；粘度为IO2 (帕·秒)的澄清、排气泡工艺温度为1250°C -1430°C ；粘度为IO3(帕·秒)的成型工艺温度为1060°C -1200°C ；其制品的抗折强度达100-180MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，该玻璃包含氧化硅、氧化镁和氧化钙，其中，按重量百分率计，在该玻璃中氧化硅的含量是氧化镁的含量的2. 1倍-6. 5倍，氧化硅的含量是氧化钙的含量的
1.8倍-4. 6倍；该玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；其可见光透射比在65% -95%的范围内；其吸水率在0-0. 3%的范围内；其抗折强度达50-180MPa。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，在该玻璃中，氧化硅的含量是氧化镁的含量的
2.6倍-5倍，氧化硅的含量是氧化钙的含量的2. 4倍-3. 4倍。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1.0倍-1.6 倍，更优选1.2倍-1.5倍。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，该玻璃的玻纹度在20mm距离内为0-0. 03mm的起伏度。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化锂的含量为0.01-5%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化锶的含量为0. 005-8%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钸的含量为0.01-5%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化砷的含量为0.01-3%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钠的含量为0.01-0. 99%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钠的含量为0.01-2%。
根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钠的含量为2-8%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钠的含量为2-14%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化钠的含量为8-14%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化铝的含量为0. 1-3%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化铝的含量为3. 1-19%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，按重量百分率计，氧化铝的含量为10-19%。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，该玻璃的厚度为0. 3-1. 8mm。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，该玻璃的厚度为1.8-5mm。根据本发明第一实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其中，该玻璃的厚度为5-20mm。本发明的第二实施例提供一种制备上述各实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制备方法，其特征在于步骤1，根据第一实施例的任一项所述的玻璃配方配置所需的各种有预定的必不可少的特别范围内的氧化钠、 氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、或还有氧化钛、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的原料，经混合搅拌之后在对应于各玻璃配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；步骤2，采用浮法工艺、平拉工艺、格法工艺、压延工艺、溢流法工艺、中任一种工艺对玻璃进行成型。根据本发明第二实施例的方法，其中，所述步骤1包括将所备之各类原料，放置于各自的原料容器之中，使各种原料通过原料输送线，经过计量后，按所需比例送入原料混合搅拌装置中，搅拌混合后进入装载配料的大料管或料仓中；使配合好的原料进入熔池中， 在对应于各玻璃配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出气泡， 形成可流动的熔融体；步骤2中使用浮法工艺在本工艺中还须预先备好锡窑，在步骤1的工序后，使熔池的尾部的可流动的熔融体流入锡窑中进行淌平、抛光、拉薄的工艺过程，并经拉边机在工艺规定的方向的导拉和牵引机的牵引，拉出锡槽，并经逐步降温、退火，待冷却后，经切割，即可制得所述玻璃。根据本发明第二实施例的方法，其中，按重量百分率计，该玻璃中氧化铝的含量小于等于30%，该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1480°C -1640°C ；粘度为 10、帕 秒)时的温度为1410°C -1600°C;粘度为IO2 (帕 秒)时的温度为1180°C -1340°C； 粘度为IO3(帕·秒)时的温度为1040°C -1220°C ；该玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；该玻璃的可见光透射比在40%-95%的范围内；该玻璃的吸水率在0-0. 3%的范围内；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为550°C -710°C ；该玻璃的抗折强度为50-180MPa ；该玻璃的热膨胀系数在150°C -300°C的两端数值的差别为百万分之1. 0-百万分之3. 0 ；在 5500C _600°C的两端数值的差别为百万分之1. 0-百万分之2. 8。 本发明的第三实施例提供一种液晶显示屏，包括阵列基板，该阵列基板包括基底及在该基底上的像素结构，该基底为根据第一实施例的任一项的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；滤色器基板，该滤色器基板包括基底以及在该基底上的滤色器层，该基底为根据第一实施例的任一项的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；液晶层，夹设在该阵列基板和该滤色器基板之间；以及背光源系统。 本发明的第四实施例提供一种光伏太阳能装置，该光伏太阳能装置包含太阳能电池以及利用根据上述实施例任一项的玻璃制造的玻璃基板或外罩板。


图1是本发明一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃制品的平面示意图。图2是本发明一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制备工艺的浮法工艺成型的流程示意图。图3是本发明一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制备工艺的浮法工艺成型的状态的侧剖面示意图。附图标记说明1 有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃2:料仓进料口3 料仓4 预定配制的混合原料5 原料进入熔池的熔池窑口6 熔池窑7 导流槽8 锡槽9 过渡辊台10 退火窑11 切割分装台12 浮法生产线基体
具体实施例方式下面，对本发明的实施例进行详细的说明(另外，在本说明书中，除非特别指明， 玻璃中各种成份的含量均为重量百分比)。第一实施例根据本发明一个实施例提供了一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于该玻璃包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化钠的成份，按重量百分率计，在该玻璃中氧化硼的含量为0-3.9%，氧化钠的含量为0.01-14%，氧化铁含量为0.01-5%，氧化氟的含量为0-2.8%，氧化镁含量为 8. 1-22.2%，氧化铝含量为0.01-39%，其氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4. 1倍，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1. 2倍-1. 6倍；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为550°C-71(TC ；该玻璃的厚薄差小于0. 3mm;其吸水率在0-0. 3%的范围内；其抗折强度达50-180Mp。而一切先有技术的平板玻璃，如钙钠玻璃、PDP玻璃、液晶显示器之无碱硼玻璃与本发明技术方案的技术要素都有3-5或4-5处不同(祥见后表1、表2、表3)粘度性能本发明实施例中粘度的测定采用美国THETA旋转高温粘度计。从表1、表2、表3的实例可见，从几个关键的粘度数据比较而言(在氧化铝含量达以下时)(1)、熔化温度根据本发明实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1540°C -1620°c ；粘度为 IO1 (帕·秒)时的温度为14500C -1520°C。PDP和TFT液晶面板玻璃的生产企业，在申请号为2008801044692 (公布号为 CN101784494A)的“玻璃板及其制造方法以及TFT面板的制造方法”的专利申请内容和现有技术液晶显示器无碱硼玻璃实际制品中，由于粘度10°_5(帕 秒)及ΙΟΥ帕·秒)的熔化温度大大高于1650°C -1700°C，所以采用美国THETA旋转高温粘度计根本测不出；尤其常规的钙钠玻璃(含氧化铝仅)只能测出的粘度1015(帕·秒)时的温度为1580°C的熔化温度。其说明书第14页中表述，其IO2 (帕·秒)温度较好的是1690°C，更好的是1670°C。 这是一切全部现液晶显示玻璃的粘度的基数值，其熔制温度不仅高于本发明10°_5(帕 秒) 或ΙΟΥ帕·秒)粘度的温度，而且是在差别几百度的粘度更大的从澄清、排气泡的粘度 102(帕·秒)时的温度，本发明氧化铝在以内时的各例为1230°C -1300°C，而上述之现有技术低的钙钠玻璃在1380°C-1400°C，而无碱高硼玻璃采用测试仪都根本测不出(其都高于1600°C )，PDP玻璃按其上述比较专利的优选较好的是1690°C _1670°C。从成型粘度103(帕·秒)时的温度，本发明氧化铝含量在以内时的各例为1090°C -1160°C，而现有的钙钠玻璃为1210°C _1250°C，无碱高硼玻璃和PDP玻璃都达 1380°C-142(TC。由于本发明粘度性能好很多，所以业内人士都知道，可以比现有技术生产， 控制出更少气泡缺陷、更少碴点，更好玻纹度，更好品质，更好成品率的平板玻璃和能生产有品质保障的更薄的如0. 5mm、0. 3mm、0. 2mm的显示屏玻璃。强度性能本发明尤其由于可以加大氧化铝的含量达19- %时，强度可达约140_160Mpa或 180Mpa，大大高于各种先有技术平板玻璃强度的2-3倍，而且由于粘度温度还较先有技术仅1-25%氧化铝含量时低150°C -250°C，所以如果本发明技术方案形成无碱高硼玻璃的粘度时，那应当还有相当于加多氧化铝到四-39%的可以熔化的粘度空间和强度上升的较大空间。本说明书及本发明实施例玻璃的抗折强度，通过把样品切成50mmX50mmX5mm的小条，采用抗折强度仪，按标准GB/T3810、4-2006测定。先有技术的无碱高硼制品，因氧化硼成份的挥发过程，会造成成份的不均，使氧化铝参与的材料网状结构受损，大大影响应有的强度。这是无碱高硼玻璃就是含7-15%氧化铝的时也强度较差的重要原因。以上也是本发明技术方案可以无硼成份的有利于强度提升的优势所在。本发明膨胀系数线性特征突出，不同温度区间变化极小。根据本发明实施例的玻璃的膨胀系数按照标准GB/T7320. 1-2000测定。(1)、传统技术偏见主要是用加氧化铝成份来提升应变点温度(应变点温度为在玻璃成型时对玻璃进行退火的温度的下限)，而提升应变点达阳01 -600°c或达 6000C -650°C或650°C以上之目的在于解决在较高的温度下，制品急剧加温或冷却时不会有过多的变形或出现爆裂。但是本发明之技术方案能有更好的膨胀系数线性特征，产生很小的玻璃粘弹性突变，具体其制品的热膨胀系数在150°C -300°C的两端数值的差别为百万分之1-百万分之3. 0 ；在550°C _600°C的两端数值的差别为百万分之1_百万分之2. 8 ；用于无碱玻璃在600°C _650°C的两端数值的差别为百万分之1-百万分之3. 0。在显示屏方面，比等离子PDP玻璃或液晶显示的TFT玻璃550°C -600°C的热膨胀系两端数值的差别为百万分之16要好出5-16倍，比IXD钙钠玻璃550°C -600°C的热膨胀系两端数值的差别为百万分之20要好出7-20倍。这还为防火玻璃、灶具玻璃、微玻炉具玻璃、LCD玻璃、PDP玻璃、TFT玻璃等制品， 提供了一个很大的可以加大量氧化铝或不加氧化铝的选择工艺范围。在急升温或急降温的工艺或工业及日用及建筑的使用环境下应用，会有比现有各种玻璃有更好的变形小、稳定而不突变、极不易爆裂，在急升降温时玻璃粘弹性急变小的很大优势。相比较TFT-LCD液晶玻璃基板的优势而言本发明由于这种可以控制在关键急加温烧结温区如150°C -300°C或550°C _600°C及600°C _650°C之间的急加温烧结膨胀系数的两端数值差在百万分之1-百万分之3. 0的功能，其实已形成了一种新功能材料，就可以创造性地提升更加高水平的而且是电子行业内人士都懂得的，将使其为核心技术，对制造世界最新最先进水平的超过现在一切液晶显示屏十多个像素位精度的更高清晰度的无碱玻璃为基板的液晶显示屏和生产更大尺寸并且更薄(如0. 2-0. 5mm厚度)从而重量更轻的高清像素位的显示屏制品，形成更高清晰度像素位和分辨率的液晶手机、电视、掌上电视、手提电脑、平面电脑、及平面液晶电视的新的技术品质标杆的产生。节能减排的优势特点由于尤其熔化粘度温度低于现有技术200 V -300 °C，又由于能耗主要在高温区， 所以可以节能30-40 %，减少二氧化碳排放30-40 %。节约装备成本，冷修成本和不必要的先有技术工艺成本。由于熔化温度大大降低，对耐火材料的侵蚀将大大减低，会使熔炉寿命大大延长， 大大减少严重影响产能的冷修时间和费用。如无碱硼玻璃，尤其是TFT液晶玻璃，每8-10个月，就要冷修最少停产2-3个月，而且使用的耐火材料为高锆材料，不但材料成本高出3-4 倍，而且还要年年作大量更换。而制造根据本发明实施例的玻璃的熔池的寿命会比无碱硼玻璃的更长，而根据本发明实施例的玻璃的粘度比浮法钙钠玻璃更低，又可完全不含硼，最少可以使用达10年才冷修。所以各种PDP等离子玻璃或TFT液晶显示玻璃的专利文献，和真正的实施工艺中，都提出了加吹氧、加排泡、加浅池装备等工艺手段，其成本高、效率低，而TFT玻璃全部采用昂贵的钼金作排气泡通道，大大上升温度，其日产6-7吨的小炉，钼金通道成本达3-5 亿元人民币左右，如果要达到150吨日产量，仅钼金通道就达近100亿人民币，成本高效率低是非常明显的。吸水率根据本发明实施例的玻璃的吸水率按照标准GB/T3810. 3-2006测定。根据本发明实施例的玻璃，其制品的吸水率在0-0. 3%的范围内。另外，根据本发明的实施例的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标准规定测定)根据本发明实施例的玻璃，该玻璃的厚薄差小于0. 3mm。另外，根据本发明实施例，均可以制作成为具有透明特性而符合相关领域所需透明特性的玻璃，其玻璃的可见光透射比是40% -95% (按GB/D680规定测定)。为了更详细地描述根据本发明实施例的技术方案，在下面的表1中列举出根据本发明的实施例的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃样品的技术方案及相应的性能。
权利要求
1.一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃，其特征在于该玻璃包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化钠的成份，按重量百分率计，在该玻璃中氧化硼的含量为0-3.9%，氧化钠的含量为0.01-14%，氧化铁含量为 0. 01_5%，氧化氟的含量为0-2. 8%，氧化镁含量为8. 1-22. 2%，氧化铝含量为0. 01-39%, 其氧化硅的含量是氧化钙含量的1. 9倍-4. 1倍，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1. 2 倍-1. 6倍；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为550°C -710V ；该玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；其吸水率在0-0. 3%的范围内；其抗折强度达50-180Mp。
2.根据权利要求1所述的有高退火点及环保和节能减排的高强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计，氧化铝的含量是0.01-30%，氧化硅氧化钙为2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1. 3-1. 49倍，氧化钠为0. 01_2%，氧化硼为0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-71(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕 秒)时的温度为1500°C-1640°C ；粘度为IO1 (帕 秒)时的温度为 14500C -15800C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1350°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1070°C -1230°C ；该玻璃的抗折强度为50-180MPa。
3.根据权利要求1所述的有高退火点及环保和节能减排的高强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计，氧化铝的含量是0.01-19%，氧化硅氧化钙为2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1. 3-1. 49倍，氧化钠为0. 01_2%，氧化硼为0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C -680°C ；该玻璃在粘度为10°_5(帕 秒)时的温度为1500°C-1580°C ；粘度为IO1 (帕 秒)时的温度为 14500C -15200C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1310°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1070°C -1160°C ；该玻璃的抗折强度为50-145MPa。
4.根据权利要求1所述的有高退火点及环保和节能减排的高强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计，氧化铝的含量是19-30%，氧化硅氧化钙为 2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1.3-1. 49倍，氧化钠为0.01-2%，氧化硼为0-1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-68(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1550°C -1640°C ；粘度为10乂帕·秒)时的温度为 14500C -15800C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1350°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1080°C -1230°C ；该玻璃的抗折强度为130-180MPa。
5.根据权利要求1所述的有高退火点及环保和节能减排的高强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计，氧化铝的含量是8-30%，氧化硅氧化钙为 2. 0-3. 6倍，氧化钙氧化镁为1. 3-1. 49倍，氧化钠为0. 01_2%，氧化硼为0_1%，氧化氟的含量是0-1% ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C-68(TC ；该玻璃在粘度为10°_5(帕·秒)时的温度为1520°C -1640°C ；粘度为10乂帕·秒)时的温度为 14500C -15800C ；粘度为IO2 (帕·秒)时的温度为1210°C -1350°C ；粘度为IO3 (帕·秒) 时的温度为1070°C -1230°C ；该玻璃的抗折强度为75-180MPa。
6.根据权利要求1所述的有高退火点及环保和节能减排的高强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计，氧化铝的含量是19-30%，氧化硼的含量是 0-1 %，氧化钠的含量是0. 01-2 %，氧化氟的含量是0-1 % ；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为610°C -710°C;该玻璃在粘度为10°_5(帕 秒)时的温度为1510°C -1680°C； 粘度为ΙΟΥ帕·秒)时的温度为1420°C -1600 °C ；粘度为102(帕·秒)时的温度为 12700C -13600C ；粘度为103(帕·秒)时的温度为1160°C -1280°C ；该玻璃的抗折强度为 120-180Mpa。
7.一种液晶显示屏，包括阵列基板，该阵列基板包括基底及在该基底上的像素结构，该基底为根据权利要求1-5 任一项的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；滤色器基板，该滤色器基板包括基底以及在该基底上的滤色器层，该基底为根据权利要求1-5任一项的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃制造的玻璃板；液晶层，夹设在该阵列基板和该滤色器基板之间；以及背光源系统。
8.一种光伏太阳能装置，该光伏太阳能装置包含太阳能电池以及利用根据上述权利要求1-6任一项的玻璃制造的玻璃基板或外罩板。
9.根据权利要求1-6的任一项所述的有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃的制备方法，其特征在于步骤1，根据权利要求1-5任一项所述的玻璃配方配置所需的各种有预定的必不可少的特别范围内的氧化钠、氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、或还有氧化钛、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的原料，经混合搅拌之后在对应于各玻璃配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；步骤2，采用浮法工艺、平拉工艺、格法工艺、压延工艺、溢流法工艺、中任一种工艺对玻璃进行成型。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述步骤1包括将所备之各类原料，放置于各自的原料容器之中，使各种原料通过原料输送线，经过计量后，按所需比例送入原料混合搅拌装置中，搅拌混合后进入装载配料的大料管或料仓中；使配合好的原料进入熔池中，在对应于各玻璃配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；步骤2中使用浮法工艺在本工艺中还须预先备好锡窑，在步骤1的工序后，使熔池的尾部的可流动的熔融体流入锡窑中进行淌平、抛光、拉薄的工艺过程，并经拉边机在工艺规定的方向的导拉和牵引机的牵引，拉出锡槽，并经逐步降温、退火，待冷却后，经切割，即可制得所述玻璃。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于按重量百分率计，该玻璃中氧化铝的含量小于等于30%，该玻璃在粘度为 10°_5(帕 秒)时的温度为1480°C-1640°C;粘度为ΙΟΥ帕 秒)时的温度为1410°C-1600°C ； 粘度为102(帕·秒)时的温度为1180°C -1340 °C ；粘度为103(帕·秒)时的温度为 10400C -1220V ；该玻璃的厚薄差小于0. 3mm ；该玻璃的可见光透射比在40% -95%的范围内；该玻璃的吸水率在0-0. 3%的范围内；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为 5500C -7IOV ；该玻璃的抗折强度为50-180MPa ；该玻璃的热膨胀系数在150°C _300°C的两端数值的差别为百万分之ι. O-百万分之3. 0 ；在550°C -600°C的两端数值的差别为百万分之1.0-百万分之2.8。
全文摘要
一种有高退火点及环保和节能减排的高强度高平整度低粘度特征的平板玻璃及制备方法与显示屏及光伏太阳能装置，该玻璃包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化钠的成份，按重量百分率计，在该玻璃中氧化硼的含量为0-3.9％，氧化钠的含量为0.01-14％，氧化铁含量为0.01-5％，氧化氟的含量为0-2.8％，氧化镁含量为8.1-22.2％，氧化铝含量为0.01-39％，其氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4.1倍，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1.2倍-1.6倍；该玻璃的退火温度下限(即吸热峰起点温度)为550℃-710℃；该玻璃的厚薄差小于0.3mm；其吸水率在0-0.3％的范围内；其抗折强度达50-180MPa。
文档编号H01L31/042GK102285759SQ20111006094
公开日2011年12月21日 申请日期2011年3月15日 优先权日2010年3月18日
发明者杨德宁 申请人:杨德宁