摘要：以 OLED 基板玻璃為研究對(duì)象，基于座滴法進(jìn)行玻璃熔體表面張力實(shí)驗(yàn)，研究化學(xué)組成對(duì)無(wú)堿鋁硼硅玻璃表面張力的影響。研究結(jié)果表明：Al?O?/SiO? 和 MgO/RO（RO 為堿土金屬氧化物總和）的增加會(huì)導(dǎo)致玻璃熔體表面張力增大，增加 ZnO/(ZnO+SrO) 有降低玻璃熔體表面張力的作用；增加 RO/(Al?O?+B?O?)，玻璃表面張力會(huì)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且在 RO/(Al?O?+B?O?)=1 處出現(xiàn)極大值。

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子信息顯示產(chǎn)品，如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、電視、智能手表等呈現(xiàn)出日新月異的變化，顯示產(chǎn)品從笨重的 CRT（陰極射線管）快速轉(zhuǎn)換到輕薄的 LCD（液晶顯示）平板，近些年又出現(xiàn)了可柔可剛且性能更優(yōu)的 OLED（有機(jī)發(fā)光二極管顯示）。

基板玻璃作為平板顯示面板不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一，隨著顯示產(chǎn)品的技術(shù)革新也在不斷改進(jìn)與提升。OLED 的工藝技術(shù)相較 LCD 更為嚴(yán)苛，因此對(duì) OLED 基板玻璃的生產(chǎn)提出了更高的技術(shù)要求。

無(wú)堿鋁硼硅玻璃是基板玻璃的優(yōu)選成分體系，具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，特別是在機(jī)械強(qiáng)度、介電性能、耐酸堿性以及耐熱性等方面均優(yōu)于其它玻璃系統(tǒng)。但無(wú)堿鋁硼硅玻璃對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)要求很高，生產(chǎn)難度極大，全球 OLED 基板玻璃生產(chǎn)廠商及研發(fā)機(jī)構(gòu)均對(duì)生產(chǎn)工藝和性能問題十分關(guān)注。

表面張力是與生產(chǎn)基板玻璃密切相關(guān)的性能，不僅在玻璃熔化澄清過程中影響熔體中氣泡的生長(zhǎng)、溶解和排出速度，還關(guān)系到基板玻璃熔體的澄清質(zhì)量，同時(shí)在成型過程中也起著重要的作用，尤其對(duì)于超薄化基板玻璃，表面張力會(huì)限制玻璃熔體的攤開展薄。在表面張力作用下，熔融玻璃帶會(huì)產(chǎn)生顯著的橫向回縮效應(yīng)，從兩側(cè)向中心聚攏，并且會(huì)導(dǎo)致沿板面寬度方向的厚度不均勻，出現(xiàn)板面兩側(cè)厚度大、中間厚度小的狀況（板邊為不合格厚度）。因此，不論溢流法還是浮法生產(chǎn)工藝，在開發(fā) OLED 基板玻璃的化學(xué)組成和實(shí)際生產(chǎn)中，玻璃熔體表面張力都是一個(gè)極為重要的生產(chǎn)控制指標(biāo)。

玻璃熔體表面張力很大程度上取決于玻璃化學(xué)組成，玻璃熔體原子或質(zhì)點(diǎn)間相互作用力越大，表面張力就越大。按照氧化物對(duì)玻璃熔體表面張力的影響，可將其分為表面惰性組分、表面活性組分和低溶解度高活性組分。表面惰性組分能增大系統(tǒng)表面張力，一般為網(wǎng)絡(luò)形成體，如 SiO?、Al?O? 等；表面活性組分能降低系統(tǒng)表面張力，一般為網(wǎng)絡(luò)外體，如 K?O、P?O? 等；低溶解度高活性組分趨向于聚集在表面，降低表面張力，添加微量即可對(duì)表面張力產(chǎn)生較大影響，如 V?O?、MoO? 等。對(duì)于滿足 OLED 基板使用的無(wú)堿鋁硼硅玻璃，其不含堿金屬氧化物，Al?O? 含量較高，表面張力高于普通鈉鈣玻璃。與 LCD 基板玻璃相比，為了進(jìn)一步提高玻璃應(yīng)變點(diǎn)溫度（T??.?），使玻璃在制備 OLED 過程中尺寸穩(wěn)定性增強(qiáng)，而減少了降低應(yīng)變點(diǎn)溫度和表面張力的 B?O? 含量，引起表面張力進(jìn)一步增大。因此，研究基板玻璃的表面張力與組成的關(guān)系，對(duì)于基板玻璃的超薄化成型具有重要意義。

本研究從 OLED 基板玻璃化學(xué)組成的 Al?O?/SiO?、RO/(Al?O?+B?O?)、MgO/RO 和 ZnO/(SrO+ZnO) 四個(gè)方面出發(fā)，探究化學(xué)組成對(duì) OLED 基板玻璃熔體表面張力的影響，為優(yōu)化實(shí)際生產(chǎn)工藝提供理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 組成設(shè)計(jì)

根據(jù)開發(fā)需求，本文設(shè)計(jì)了四組不同化學(xué)組成的 OLED 基板玻璃。如表 1~表 4 所示，分別通過改變組成中的 Al?O?/SiO?、RO/(Al?O?+B?O?)、MgO/RO 和 ZnO/(SrO+ZnO)，研究表面惰性組分和表面活性組分的相對(duì)含量，以及同堿土金屬氧化物網(wǎng)絡(luò)作用相似但活性更強(qiáng)的過渡金屬氧化物對(duì)無(wú)堿鋁硅酸鹽玻璃表面張力的影響。