一种截止微晶玻璃及其制备方法和光学元件与流程

本发明涉及一种截止微晶玻璃及其制备方法和光学元件，尤其涉及一种可见光到近红外波段范围具有较低透过率，且机械强度和化学稳定性较好的截止微晶玻璃及其制备方法和光学元件，属于光学玻璃领域。

背景技术：

1、micro-led的产品具有高对比度，高分辨率，色彩丰富等优点。目前背板显示是直接将micro-led焊接到pcb电路板上，但pcb板的平整度较低，缺陷较多，经常出现漏焊、虚焊的情况，造成产品良率较低，从而导致成本较高。将micro-led直接焊接到的黑玻璃上，能够解决基材表面不平整的问题，同时黑玻璃基材也能减少传统制备背板显示过程中的涂黑油墨步骤，以减少制备环节，从而减低制作成本。

2、专利申请cn113754277a提供了一种在可见光和近红外区透过率较低的黑色玻璃及其制备方法，玻璃的透过性能和化学稳定性良好，但玻璃的机械强度不能满足玻璃晶圆的加工要求。

3、专利申请cn101054263a提供了一种在200nm～2500nm处有高吸收效果的黑色玻璃的制备方法。但此专利引入氧化铬作为着色剂之一，cr元素在玻璃中可能会以cr6+形式存在，为rohs指令禁止物质，属于非环保元素，不满足国家环保要求。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、鉴于现有玻璃产品存在的机械强度不高、化学稳定性较低、可见光区间有较高透过率等问题，本发明首先提供一种截止微晶玻璃。所述截止微晶玻璃的可见光基本不透过，近红外透过率低、机械强度高、化学稳定性良好，且满足环境安全标准，对背板显示领域用玻璃基板材料具有重要意义。

3、进一步，本发明还提供一种截止微晶玻璃的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。

4、用于解决问题的方案

5、本发明首先提供一种截止微晶玻璃，其包含以重量百分比计的以下组分：

6、sio2：40％～70％，优选45％～68％，更优选50％～65％；

7、al2o3：5％～12％，优选5.5％～11％，更优选6％～10％；

8、mgo：4％～15％，优选4.5％～14％，更优选5％～13％；

9、cao：0％～2％，优选0％～1％，更优选0％～0.5％；

10、b2o3：0％～4％，优选0％～3％，更优选0％～2％；

11、na2o：5％～12％，优选5.5％～11％，更优选6％～10％；

12、k2o：0％～6％，优选0.5％～5％，更优选1％～4％；

13、li2o：0％～2％，优选0％～1％，更优选为0％；

14、tio2：1％～4％，优选1.2％～3.8％，更优选1.4％～3.6％；

15、fe2o3：8％～20％，优选9％～19％，更优选10％～18％；

16、co2o3：2％～8％，优选2.5％～7.5％，更优选3％～7％；

17、v2o5：0％～1％，优选0％～0.8％，更优选0～0.6％。

18、根据本发明所述的截止微晶玻璃，其中，以重量百分比计，li2o、na2o、k2o的含量之和li2o+na2o+k2o为5％～20％，优选为6％～17％，进一步优选为7％～14％。

19、根据本发明所述的截止微晶玻璃，其中，以重量百分比计，sio2和al2o3的含量之和与b2o3、li2o、na2o和k2o的含量之和的比值(sio2+al2o3)/(b2o3+li2o+na2o+k2o)为2.0～6.0，优选为2.2～5.5，更优选为2.8～5.0。

20、根据本发明所述的截止微晶玻璃，其中，以重量百分比计，li2o、na2o和k2o的含量之和与fe2o3和co2o3含量之和的比值(li2o+na2o+k2o)/(fe2o3+co2o3)为0.6～0.8，优选为0.6～0.78，更优选为0.6～0.76。

21、根据本发明所述的截止微晶玻璃，其中，当所述截止微晶玻璃的厚度为0.5mm时，所述截止微晶玻璃的截止波长为1500nm以上；和/或，

22、当所述截止微晶玻璃的厚度为0.5mm时，所述截止微晶玻璃在2000nm～2200nm波段处的透过率不超过2％，在2200nm～2400nm波段处的透过率不超过5％。

23、根据本发明所述的截止微晶玻璃，其中，所述截止微晶玻璃的抗弯强度为100mpa以上；和/或，

24、所述截止微晶玻璃的弹性模量为90gpa以上；和/或，

25、所述截止微晶玻璃的耐酸性为2类以上；和/或

26、所述截止微晶玻璃的耐水性为2类以上。

27、本发明还提供一种根据本发明所述的截止微晶玻璃的制备方法，其包括将截止微晶玻璃各组分的组成按比例混合均匀后进行熔制，均化、成型并退火后，得到截止微晶玻璃。

28、根据本发明所述的制备方法，其包括以下步骤：

29、将所述截止微晶玻璃各组分的组成按比例混合均匀得到混合料，然后将所述混合料进行熔制，得到熔融玻璃；

30、对所述熔融玻璃进行均化处理并在模具内成型，得到成型体；

31、将所述成型体进行退火处理，得到截止微晶玻璃。

32、根据本发明所述的制备方法，其中，所述制备方法至少具备以下条件之一：

33、

34、所述熔制的温度为1300～1500℃；

35、所述退火的温度为700～900℃；

36、所述退火的时间为2～10h。

37、进一步，本发明还提供一种光学元件，其包括根据本发明所述的截止微晶玻璃。

38、发明的效果

39、本发明的截止微晶玻璃的生产成本相对较低、可见光基本不透过、近红外透过率低，玻璃的机械强度高、化学稳定性良好，适合用于背板显示领域。

40、进一步地，本发明的截止微晶玻璃的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。

技术特征：

1.一种截止微晶玻璃，其特征在于，其包含以重量百分比计的以下组分：

2.根据权利要求1所述的截止微晶玻璃，其特征在于，以重量百分比计，li2o、na2o、k2o的含量之和li2o+na2o+k2o为5％～20％，优选为6％～17％，进一步优选为7％～14％。

3.根据权利要求1或2所述的截止微晶玻璃，其特征在于，以重量百分比计，sio2和al2o3的含量之和与b2o3、li2o、na2o和k2o的含量之和的比值(sio2+al2o3)/(b2o3+li2o+na2o+k2o)为2.0～6.0，优选为2.2～5.5，更优选为2.8～5.0。

4.根据权利要求1～3任一项所述的截止微晶玻璃，其特征在于，以重量百分比计，li2o、na2o和k2o的含量之和与fe2o3和co2o3含量之和的比值(li2o+na2o+k2o)/(fe2o3+co2o3)为0.6～0.8，优选为0.6～0.78，更优选为0.6～0.76。

5.根据权利要求1～4任一项所述的截止微晶玻璃，其特征在于，当所述截止微晶玻璃的厚度为0.5mm时，所述截止微晶玻璃的截止波长为1500nm以上；和/或，

6.根据权利要求1～5任一项所述的截止微晶玻璃，其特征在于，所述截止微晶玻璃的抗弯强度为100mpa以上；和/或，

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的截止微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括将截止微晶玻璃各组分的组成按比例混合均匀后进行熔制，均化、成型并退火后，得到截止微晶玻璃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少具备以下条件之一：

10.一种光学元件，其包括根据权利要求1～6任一项所述的截止微晶玻璃。

技术总结本发明提供一种截止微晶玻璃及其制备方法和光学元件。所述截止微晶玻璃包含以重量百分比计的以下组分：SiO2：40％～70％；Al2O3：5％～12％；MgO：4％～15％；CaO：0％～2％；B2O3：0％～4％；Na2O：5％～12％；K2O：0％～6％；Li2O：0％～2％；TiO2：1％～4％；Fe2O3：8％～20％；Co2O3：2％～8％；V2O5：0％～1％。本发明的截止微晶玻璃的生产成本相对较低、可见光基本不透过、近红外透过率低，玻璃的机械强度高、化学稳定性良好，适合用于背板显示领域。技术研发人员：胡锐,姚冠鹏,胡向平,霍金龙受保护的技术使用者：湖北新华光信息材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29