KR20140115270A - 고굴절 박판 유리 - Google Patents

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우테 보엘펠
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Abstract

본 발명은 고굴절률(nd)을 가지는 박판 유리, 이러한 박판 유리를 포함하는 층 복합 조립체, 박판 유리의 제조 방법 및 박판 유리들의 용도들에 관한 것이다. 본 발명에 따른 박판 유리는 인 라인 제조 프로세스에서 처리될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 전통적인 광학용 유리의 광학적 성질들을 가질 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 박판 유리들은 매우 투명하고, 큰 결정화 내성, 큰 화학적 내성, 및 높은 굴절을 나타낸다. 박판 유리들의 점도/온도 거동이 인 라인 평판 유리 방법들을 통해서 제조 프로세스에 맞춰서 구성된다.

Description

고굴절 박판 유리{HIGHLY REFRACTIVE THIN GLASSES}
본 발명은 고굴절률(nd)을 가지는 박판 유리들, 이러한 박판 유리들을 포함하는 층 복합 조립체, 박판 유리들의 생산 방법 및 박판 유리들의 용도들에 관한 것이다.
굴절률이 nd = 1.5 이상 nd = 1.7 이하인 유리들이 잘 알려져 있다. 그러나, 공업용 유리(technical glass) 분야에서, 이러한 값들은 많은 양의 납 산화물의 첨가에 의해서 달성되며, 그러한 첨가는 생태학적인 관점에서 큰 문제가 될 수 있고 그리고 또한 경제적인 대규모 프로세스들의 경우에 치명적일 수 있다. 광 및 이미지 가이드들을 위해서 이용되고 그에 따라 전통적인 적용예 분야들(즉, 이미징, 현미경, 의료 기술, 디지털 프로젝션, 포토리소그래피, 광학 통신 엔지니어링, 자동차 분야에서의 광학/조명)의 요건들을 충족시키는 고굴절률 영역의 광학적 포지션들(positions)을 가지는 공지된 전통적인 광학용 유리(optical glass)들은, 벌크 재료로부터 생산되는 그들의 제품들(렌즈들, 프리즘들, 섬유들, 등)의 기하형태로 인해서, 일반적으로 벌크 재료로서 제조된다. 그에 따라, 광학용 유리들의 제조 프로세스의 표준형 포맷들로는 연속적인 바아 생산으로부터의 바아들의 섹션, 광학적 블록들뿐만 아니라 섬유 코어 유리 막대들이 된다. 가장 작은 기하 치수와 관련하여, 일반적으로, 20 mm의 두께(바아들의 섹션들) 또는 직경(섬유 코어 유리 로드)이 최소 치수들이 되며, 그러한 최소 치수들은 경제적 및 적용가능성 관점에서 합리적인 것으로 간주되며, 그리고 40 mm 이상의 두께들이 요구될 수 있을 것이고, 그리고 광학적 블록들의 경우에, 이러한 값들은 약 150 mm에서 시작한다.
공업용 유리들(열간 성형(hot forming)의 공업용 프로세스들에 따라서 생산됨)은 전형적으로 약 1.50의 굴절률들을 가진다. 1.6보다 큰 굴절률들을 가지는 유리들은 일반적으로 열간 성형의 공업용 프로세스들에 적합하지 않은데, 이는 대부분 그 유리들이 "가파른(steep)" 점도 곡선(온도에 따른 강한 점도 변화)을 가지고 그리고 대부분 높은 결정화 경향을 가지기 때문이다. 바아들의 생산의 경우에, 결정화 경향은 문제가 되지 않는데, 이는, 결정화가 발생되지 않는 짧은 시간 내에 유리가 용융되고 냉각되기 때문이다. 이러한 맥락에서, 온도 감소에 따른 점도의 급격한 증가가 사실상 장점이 된다.
정확하게, 전통적인 광학용 유리들의 이러한 성질들은 테크니칼 표준형 유리들의 성질들과 상이하고, 그러한 테크니칼 표준형 유리들의 물리화학적 성질 프로파일들은, 광학용 유리들의 집합체들(aggregates)의 제조와 비교하여 상당히 더 큰, 평판 유리들, 박판 유리들, 및 튜브형 유리들과 같은, 공업용 유리들의 집합체들의 제조의 공업용 매개변수들에 대해서 특별하게 맞춰진 것이다.
공업용 유리들은 일반적으로 "긴" 점도 프로파일을 가지고, 이는, 그들의 점도가 온도 변화에 따라서 매우 크게 변화하지 않는다는 것을 의미한다. 이는, 각각의 단일 프로세스들의 보다 긴 시간 그리고 일반적으로 증가된 프로세스 온도들에 대한 이유가 되며, 그러한 이유는, 큰 공업용 집합체들의 경우에, 수익성(profitability)에 현저한 부정적인 영향을 거의 미치지 않는다. 또한, 유동 조건들 및 집합체의 크기로 인해서, 집합체들 내의 재료의 수명이 상당히 증가된다. 이는, 결정화 경향이 큰 유리들의 경우에 매우 중요한 포인트가 된다. 긴 유리들은 연속적인 큰 집합체들에서 유리한데, 이는 그러한 유리들이 보다 큰 온도 범위에서 프로세스될 수 있기 때문이다. 그에 따라, 여전히 고온인 유리의 가장 신속한 가능한 프로세스에 방법을 맞출 필요가 없게 된다.
평판 유리의 생산을 위한 공업용 표준형 프로세스[예를 들어, 인발(drawing), 오버플로우 융합(overflow fusion), 다운 드로우(down draw), 롤링]를 이용하여 전통적인 광학용 재료들을 생산하고자 하는 경우에, 광학용 유리들의 화학적 조성은 변경되어야 하며, 일반적으로 광학용 유리들로 희망하는 광학적 성질들을 부여하는 해당 성분들의 함량을 감소시키야 한다. 이러한 조치는, 예를 들어, TiO2, ZrO2, Nb2O5, BaO, CaO, ZnO, SrO 또는 La2O3의 비율들의 감소가 될 수 있을 것이다. 이는 사실상 결정화에 대해서 덜 민감한 보다 긴 유리들을 얻을 수 있지만, 분산 성질들 및 굴절률의 상당한 손실도 초래한다.
추가적인 문제는, 경제적인 이유들로 인해서 현재 선호되는 평판/박판 유리 프로세스들은, 전통적인 광학용 유리들에 의해서 충족될 수 없는, 처리될 유리들을 위한 특정 화학적 요건들을 포함한다. 예를 들어, 플로팅(floating) 프로세스에서는 산화환원(redox) 반응들에 민감한 어떠한 성분들도 유리 내에 존재하는 것이 허용되지 않는다. 그에 따라, 예를 들어, 납, 비스무트, 텅스텐의 산화물들뿐만 아니라 전통적인 다원자가(polyvalent) 정련 작용제들(refining agents)(비소)과 같은 광학적 표준 성분들을 이용하는 것이 허용되지 않는 데, 그러한 것들의 실제 영향은 정확하게 산화환원 평형의 천이(shift)이다.
그에 따라, 전체적으로, 상반되는 방식으로, 그러한 재료의 전통적인 두 그룹들, 즉 광학용 및 공업용 유리들은 그들의 가공성(processability)과 관련하여 서로 상이하다.
전통적인 적용 분야들 이외에, 고굴절률을 가지는 박판 유리들에 대한 수많은 용도들이 존재한다. 물론, 광학용 유리의 바아를 재가공함으로써 그러한 얇은 유리들을 생산할 수 있는 가능성이 있다. 그러나, 그러한 바아 섹션들을 컷팅하고 폴리싱하는 단계들은 매우 고가이고 그리고 또한 유리에 대해서 매우 강한 응력을 가한다는 것이 분명하다. 따라서, 큰 치수들을 가지는 유리의 매우 얇은 두께들이 성취될 수 없다. 얇은 유리들이 기계적으로 폴리싱될 때, 표면 성질들이 최적이 되지 않는다.
WO 2012/055860 A2는 굴절률이 1.6보다 큰 옵토-테크니칼(opto-technical) 하이브리드 유리들을 포함하는 투명 층 복합 조립체들에 관한 것이다. 그러나, 거기에 기술된 하이브리드 유리들은 아연 산화물을 포함하지 않는다. 그 이유는, 아연 산화물이 열간 성형 단계 중에 결정화를 초래할 수 있다고 추정되어 왔기 때문이다. 그러나, 사실상, 바륨 산화물의 적절한 양과 조합된 아연 산화물은 결정화를 효과적으로 방지할 수 있고 그에 따라 경제적인 생산을 허용할 수 있다.
GB 2,447,637 B는 조명 또는 디스플레이 목적들을 위해서 이용될 수 있는 OLED 층 복합 조립체에 관한 것이다. 그러나, 이러한 경우에, 단지 약 1.5의 굴절률을 가지는 기판 유리가 이용된다. 이러한 것과 관련된 단점들은 반사방지 층을 이용하여 약화되어야 한다.
US 2012/0114904 A1는 OLEDs에서 이용될 수 있는 철 산화물을 포함하는 평판 유리와 관련된다. 이러한 유리에서, BaO 대 ZnO의 특별한 비율이 충족되지 않는데, 이는 유리들이 BaO를 ZnO보다 상당히 많이 포함하기 때문이다. 상이한 조성으로 인해서, 본 발명에 따른 박판 유리들과 대비하여, 이러한 유리들은 용융 온도 및 열간 프로세싱 온도가 매우 높다. 결과적으로, 해당 용융물들이 사용되는 내화 재료를 상당히 강하게 공격하게 된다. 또한, 최종 제품들 내의 봉입물들(enclosures)의 부재 및 최종 제품들의 기하형태 균일성이 손상된다.
US 2012/194064 A1는 OLED를 위한 확산 층을 개시하고 있다. 여기에서 이용되는 유리는 다량의 Bi2O3와 소량의 SiO2 및 BaO를 포함한다. 동일한 내용이 US 2011/287264 A1에 적용된다.
특히 광발전 모듈 또는 LED 내에서 기판(substrate) 또는 슈퍼스트레이트(superstrate)로서 이용하기 위해서, 평판 유리와 인접한 층 사이에서 전반사가 발생하지 않거나 거의 적게만 발생하여야 한다는 것이 중요하다. 이용되는 유리의 굴절률이 가능한 한 높아야 하는데, 이는 많은 적용예들에서, 층 복합 조립체에서, 유리는 예를 들어 OLEDs 내의 ITO와 같이 높은 굴절률을 가지는 층에 인접하기 때문이다. OLED 내에서 생성되는 광이 출사되는 경우, ITO 층으로부터의 광이 유리로 제조된 슈퍼스트레이트 내로 진입하여야 한다. ITO 층과 유리 사이의 굴절률 차이가 클수록, 계면에서의 전반사가 보다 분명해진다. 따라서, 본 명세서에서는 경제적으로 생산된 고굴절률을 가지는 박판 유리들이 유리하게 이용될 수 있다.
본 발명의 목적은, 인 라인(inline) 제조 프로세스에서 처리될 수 있는 동시에 전통적인 광학용 유리의 광학적 성질들을 가지는 박판 유리를 제공하는 것이다. 다시 말해서, 그러한 유리는 광학용 유리의 광학적 성질들 및 공업용 유리의 가공성을 조합하여야 한다.
이러한 목적은 특허 청구항들의 청구 대상에 의해서 해결된다.
본 발명의 박판 유리들은, 높은 투명성, 큰 결정화 내성, 큰 화학적 내성, 및 높은 굴절을 나타낸다. 박판 유리들의 점도/온도 거동이 인 라인 평판 유리 방법들의 제조 프로세스에 맞춰서 구성된다.
본 발명의 유리는 평판 유리이고, 특히 바람직하게는 2 mm(이하에서 "박판 유리") 미만인 얇은 두께를 가지는 평판 유리이다. 본 발명에 따른 박판 유리들은, 그들의 두께뿐만 아니라 그들의 표면 성질들에 있어서도, 전통적인 광학용 유리들과 상이하다. 이는, 그 유리들이 얻어질 수 있는 제조 방법들의 결과이다. 두께가 2 mm 이하인 전통적인 광학용 유리들을 생산하는 실험에서, 선택된 생산 프로세스에 따라서 특정 문제들이 발생될 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 대규모 인 라인 제조 방법들에서의 유리들의 단점 및 그 결정화 경향으로 인해서, 만족스럽지 못한 결과가 얻어질 수 있을 것이다. 그러나, 다른 한편으로, 유리들이 컷팅 및 폴리싱에 의해서 바아 섹션들로부터 생산될 수 있을 때, 이는 높은 비용들뿐만 아니라 그러한 유리의 요건들을 충족시키기 어려운 표면 성질들을 또한 초래할 수 있을 것이다. 본 발명의 박판 유리는 1.60 초과, 바람직하게는 심지어 1.65 초과의 굴절률들을 가진다.
본 발명의 박판 유리들은 그들의 조성으로 인해서 인 라인 제조 방법들로 생산될 수 있다. 본 발명의 인 라인 제조 방법들로는 특히, 다운 드로우, 오버플로우 융합, 플로팅 및 롤링이 있다다. 특히 바람직하게는 다운 드로우 및 오버플로우 융합이다. 이러한 제조 방법들에서, 특별한 표면 성질들을 가지는 박판 유리들이 생산될 수 있다. 박판 유리들을 획득하기 위해서 이용될 수 있는 제조 방법으로 인해서, 박판 유리들은 적어도 하나의, 특히 2개의 파이어-폴리싱된(fire-polished) 표면들을 포함한다. 파이어-폴리싱된 표면들은 매우 매끄럽고, 다시 말해서 그 표면들의 조도가 매우 낮다. 기계적인 폴리싱에 대비하면, 파이어-폴리싱의 경우에, 표면이 마멸되는 것이 아니라, 폴리싱될 재료는 유동하여 매끄럽게 될 정도의 높은 온도까지 가열된다. 그에 따라, 파이어-폴리싱에 의한 매끄러운 표면의 제조 비용들은 매우 매끄러운 기계적으로 폴리싱된 표면의 생산 비용보다 상당히 낮다.
본 발명에 따른 인 라인 제조 방법들에서, 적어도 하나의 파이어-폴리싱된 표면을 가지는 박판 유리들이 얻어진다. 제조를 위해 다운 드로우법 또는 오버플로우 융합법을 이용할 경우, 얻어지는 유리들은 2개의 파이어-폴리싱된 표면들을 가진다.
본 발명에 따른 박판 유리를 언급할 때, "표면들"이라는 용어는 상부면 및/또는 하부면들을 의미하며, 이에 따라 그 두 면들은 나머지 면들에 대비하여 가장 크다.
파이어-폴리싱된 표면들은 특히 낮은 조도를 특징으로 한다. 파이어-폴리싱된 표면의 조도는 기계적으로 폴리싱된 표면의 조도보다 낮다.
본 발명의 박판 유리들의 파이어-폴리싱된 표면(들)은 바람직하게는 최대 5 nm, 바람직하게는 최대 3 nm, 특히 바람직하게는 최대 1 nm의 평균 평방근(root mean square) 조도(Rq 또는 RMS)를 가진다. 박판 유리들의 조도 깊이(depth of roughness)(Rt)는 바람직하게는 최대 6 nm, 더 바람직하게는 최대 4 nm, 특히 바람직하게는 최대 2 nm이다. 조도의 깊이는 DIN EN ISO 4287에 따라서 결정될 것이다.
기계적으로 폴리싱된 표면들의 경우에, 조도 값들이 더 나쁜 값들이 된다. 또한, 기계적으로 폴리싱되는 표면들의 경우에, 원자력 현미경(atomic force microscope; AFM)을 이용하여 폴리싱 트레이스들(traces)이 관찰할 수 있다. 부가적으로, AFM의 도움으로, 다이아몬드 분말, 철 산화물 및/또는 CeO2와 같은 기계적 폴리싱제의 잔류물들(residues)이 또한 관찰될 수 있다.
기계적으로 폴리싱된 표면들이 폴리싱 단계 후에 세정되어야 하기 때문에, 유리 표면에서의 특정 이온들의 침출(leaching)이 이루어진다. 이러한 특정 이온들의 고갈은 이차 이온 질량 분석계(secondary ion mass spectrometry)(ToF-SIMS)의 도움으로 검출될 수 있다. 그러한 이온들은 예를 들어 Ca, Zn, Ba 및 알칼리 금속들이다.
본 발명의 박판 유리가 2 mm 미만, 바람직하게는 최대 0.8 mm, 보다 바람직하게는 최대 0.6 mm의 두께를 가진다. 특히 바람직하게는, 그 두께가 최대 0.35 mm, 특히 최대 0.2 mm이다. 그러한 얇은 유리는, 예를 들어 가요성 OLED 층 복합 조립체들을 허용할 수 있을 정도로 충분히 탄성적이다. 충분한 안정성을 보장하기 위해서, 두께는 바람직하게는 적어도 0.02 mm가 되어야 한다.
본 발명의 박판 유리들이 인 라인 제조 방법들로 제조될 수 있도록, 박판 유리들의 결정화 성질들과 관련하여, 특정 매개변수들을 충족시켜야 한다. 전통적인 광학용 유리들의 경우에, 그러한 매개변수들은 그렇게 중요하지 않은데, 이는 일반적으로 광학용 유리들이 매우 신속하게 냉각되기 때문이다. 따라서, 광학용 유리들은 실투 상한(uppper devitrification limit)(OEG) 이상의 온도로부터 실투 하한(UEG) 이하의 온도까지 신속하게 냉각된다.
그러나, 인 라인 제조 방법을 이용하는 처리 중에, 유리들은 긴 시간 동안 비교적 높은 온도로 있다. 그에 따라, 본 발명에 따른 박판 유리들은, 60분의 시간 동안 800 ℃ 내지 1050 ℃(OEG/60)의 온도에 노출될 때, 그 박판 유리들은 가시적인 결정들을 나타내지 않거나, 심지어는 어떠한 결정들도 각각 나타내지 않는 결정화에 대한 내성을 가져야 한다. 이러한 테스트는 Pt 지지 금속 시트법(Pt support metal sheet method)에 따라 교정된 구배 퍼니스(gradient furnace) 내에서 실시된다. 본 발명에 따라서, 가시적인 결정들은 10 ㎛보다 큰 직경을 가지는 결정들이다.
본 발명의 박판 유리들은 비교적 적은 양의 SiO2를 포함한다. 한편으로, SiO2는 유리에서 중요한 성분인데, 이는 SiO2가 점도 곡선의 경사도를 감소시키기 때문이다. 그러나 다른 한편으로, SiO2의 양이 많을 때, 굴절률을 효과적으로 증가시키는 성분들을 비교적 적은 양으로만 부가할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 박판 유리들은 단지 60 몰% 이하의, 바람직하게는 단지 56 몰% 이하의, 보다 바람직하게는 52 몰% 이하의, 특히 바람직하게는 50 몰% 이하의 SiO2를 포함한다. 그러나, 본 발명의 박판 유리들은 또한 화학적 안정성 및 점도 곡선의 경사도와 관련한 특정 요건들을 충족시켜야 하며, 그에 따라 적어도 30 몰%, 바람직하게는 적어도 32 몰%, 더 바람직하게는 적어도 38 몰%, 특히 바람직하게는 적어도 43 몰%의 SiO2가 그러한 박판 유리 내에 포함된다.
본 발명의 박판 유리들은, 바람직하게는 적어도 6 몰% 및 최대 20 몰%의 비율로 B2O3를 포함할 수 있을 것이다. 바람직한 실시예들에서, 이러한 성분의 양은 최대 17 몰%, 더 바람직하게는 최대 15 몰%, 특히 바람직하게는 최대 8 몰%가 된다. 바람직한 유리 내의 B2O3의 비율이 너무 낮을 때, 유리의 점도가 너무 높아진다. 그러나, B2O3의 양이 너무 많을 때, 요구되는 화학적 내성이 얻어질 수 없다. 이는, 예를 들어 반도체 프로세스(예를 들어, 정제)에서, 유리의 프로세스성에 있어서 중요하다. 또한, 유리 내의 B2O3의 높은 비율들은 그 제조 중에 내화 재료로 인한 유리의 오염을 증가시킨다. 이는, 불균질화, 산개(scattering), 불균일한 핵을 초래하고, 다시 결정화를 초래한다.
B2O3(SiO2와 마찬가지)는 유리 형성제(former)이고, SiO2 및 B2O3의 합계가 40 내지 65 몰%의 함량이 되도록 SiO2 및 B2O3의 함량이 선택될 때가 유리하다. 합계가 45 내지 60 몰% 범위일 때 더 바람직하며, 특히 48 내지 55 몰%가 바람직하다. 그 양이 그러한 바람직한 값들을 초과할 때, 굴절률이 너무 낮은 유리가 얻어진다. 그 양이 그러한 값들 이하로 떨어지면, 결정화 경향을 가질 수 있고 불량한 화학적 내성을 가질 수 있는 유리를 초래할 수 있다.
희망하는 굴절률 및 필요한 결정화 안정성에 대한 중요한 기준들은, 본 발명에 따른 박판 유리 내의 SiO2 및 BaO 성분들의 균형잡힌 비율이다. 이러한 BaO에 대한 SiO2의 비율은 물질양의 몰비(molar ratio)로서, 바람직하게는 적어도 1.5 그리고 최대 3.8, 더 바람직하게는 적어도 1.8 그리고 최대 3.0, 특히 바람직하게는 적어도 2.5이다.
BaO 성분은 본 발명에 따른 박판 유리들의 필수 성분이다. BaO는 높은 굴절률을 지원한다. 이를 위해서, BaO가 본 발명에 따른 박판 유리 내에서 적어도 10 몰% 및 최대 25 몰%의 비율로 포함된다. 바람직하게는, BaO의 함량은 적어도 12 중량%이고, 보다 바람직하게는 적어도 15 몰%이다. 그러나, 너무 높은 비율들은, 본 발명에 따른 바람직한 생산 방법들이 이용될 때, 절대적으로 피하여야 하는, 유리들의 감소된 화학적 내성 및 증가된 결정화 경향을 초래할 수 있을 것이다. 그에 따라, BaO의 함량이 바람직하게는 최대 22 몰%로, 더 바람직하게는 최대 19 몰%로 제한된다.
본 발명의 유리는 적어도 10 몰% 및 최대 25 몰%의 함량으로 ZnO를 포함한다. 더 바람직하게는 적어도 12 몰%, 보다 바람직하게는 적어도 14 몰%, 특히 바람직하게는 적어도 16 몰%의 최소 ZnO 함량이 된다. ZnO의 최소 함량은, 고굴절률을 얻기 위해서 필요하다. 그러한 함량은 너무 높지 않아야 하는데, 이는 유리들이 너무 "짧아(short)"져 공업용 HFG 프로세스에 의해서 더 이상 길게(longer) 생산될 수 없기 때문이다. 그에 따라, ZnO의 함량은 21 몰%의 값, 특히 바람직하게는 19 몰%의 값을 초과하지 않아야 한다.
양호한 점도 거동 및 양호한 결정화 안정성에 더하여 매우 양호한 굴절률의 조정을 위해서, SiO2와 관련하여 SiO2에 대한 ZnO의 물질양의 몰비가 적어도 0.1 및 최대 0.8, 더 바람직하게는 적어도 0.25 및 최대 0.65로 되도록 하는 양으로ZnO를 이용하는 것이 합리적이라는 것을 확인하였다. 특히 바람직한 실시예들에서, 그 몰비는 최대 0.5 이다.
굴절률을 증가시키는 ZnO 및 BaO 성분들이 바람직하게는 적어도 25 몰%, 보다 바람직하게는 적어도 30 몰%의 총량으로 박판 유리 내에서 이용될 때, 최적의 굴절률이 얻어진다. 이미 설명한 바와 같이, 그러한 성분들의 함량이 너무 높고 불가피하게 SiO2의 함량을 희생하면 감소된 결정화 안정성을 초래할 위험이 있다. 그에 따라, ZnO 및 BaO 성분들의 총량이 바람직하게는 최대 40 몰%로, 특히 최대 35 몰%로 제한된다.
결정화, 점도, 및 굴절률의 성질들과 관련한 최적의 결과는 굴절률을 증가시키는 성분들의 혼합물로 달성되었으며, 그러한 혼합물 내에서 ZnO에 대한 BaO의 물질양의 몰비는 1.5 미만, 바람직하게는 1.2 미만, 특히 바람직하게는 1.05 미만이었다. 이러한 물질양의 몰비는 바람직하게는 적어도 0.5, 특히 바람직하게는 적어도 0.8, 또는 심지어 적어도 0.9 이어야 한다. 분명하게, 이러한 몰비를 따르는 것은, 인 라인 제조 프로세스를 통한 본 발명에 따른 유리들의 생산성에 특히 기여한다.
Al2O3은 유리의 화학적 내성을 증가시킨다. Al2O3은 바람직하게는 6 몰% 이하, 더 바람직하게는 4 몰% 이하, 특히 바람직하게는 < 1 몰% 이하의 양으로 본 발명에 따른 박판 유리들 내에 포함된다. Al2O3의 비율이 너무 높을 때, 유리의 용융 온도들이 높아지고, 결과적으로 증가된 에너지 소비 및 감소된 집합체 수명들을 초래한다. 그에 따라, 발명의 실시예들에서, 본 발명에 따른 박판 유리가 Al2O3를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 박판 유리들이 Li2O를 단지 0 내지 2 몰%의 함량을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 성분은 점도 성질들의 정확한 조정을 위해서 이용될 수 있을 것이다. B2O3와의 조합에서, 그 성분은 생산 설비들을 강하게 공격할 수 있을 것이고, 그러한 공격은 흐림(cloudness), 불균일한 핵 생성, 및 집합체들의 짧은 수명들을 초래한다. 또한, Li2O는 증가된 이온 이동도(mobility)를 초래하고, 또한 유리가 결정화하고자 하는 경향을 증가시킨다. 또한, 유리의 화학적 내성이 감소된다. 따라서, 박판 유리들이 Li2O를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 박판 유리들은 K2O를 포함할 수 있을 것이다. K2O는 점도의 정확한 조정을 위해서 사용된다. 바람직하게는, K2O는 유리 내에서 0 내지 8 몰%, 특히 4 몰% 이하 또는 1 몰% 이하의 양으로 포함된다. Li2O의 경우와 마찬가지로, 유리 내의 너무 높은 비율은 증가된 이온 이동도 및 낮은 화학적 내성을 초래하고, 그에 따라 박판 유리들이 K2O를 전혀 포함하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 박판 유리들은 Na2O를 포함할 수 있을 것이다. Na2O는 유리 내에서 0 내지 10 몰%, 특히 4 몰% 이하 또는 1 몰% 이하의 양으로 포함된다. Li2O의 경우와 마찬가지로, 유리 내의 너무 높은 비율은 증가된 이온 이동도 및 낮은 화학적 내성을 초래한다. 그에 따라, 바람직한 실시예들은 Na2O를 포함하지 않는다.
상기 문단들로부터, 본 발명에 따른 박판 유리 내의 알칼리 금속 산화물들의 함량은 처리 중에 침출 효과들을 회피하도록 제한되어야 한다. 이는, 알칼리 금속 산화물들 Li2O, Na2O 및 K2O의 비율이 바람직하게는 최대 4 몰%, 더 바람직하게는 최대 2 몰%의 함량으로 제한되어야 하는지의 이유가 된다. 그에 따라, 본 발명에 따른 박판 유리들은, 원료 재료들 내의 불가피한 불순물들에 의해서 도입될 수 있는 알칼리 금속 산화물들을 바람직하게는 포함하지 않고, 각각 상기 알칼리 금속 산화물들을 낮은 비율로만 포함한다. 알칼리 금속 산화물은 유리의 화학적 내성을 감소시킨다.
박판 유리들의 일부 실시예들은 MgO를 포함한다. 바람직하게는, MgO의 함량은 3 몰% 이하, 더 바람직하게는 2 몰% 이하이다. MgO는 유리의 점도의 조정을 위해서 사용된다. MgO의 양이 너무 많을 때, 유리가 결정화하려는 경향이 높아진다. 따라서, 바람직한 실시예들은 MgO를 포함하지 않는다.
박판 유리들은 SrO을 포함할 수 있을 것이다. 유리의 점도를 조정하기 위해서, SrO는 12 몰% 이하 또는 11 몰% 이하의 양으로 포함되나, 바람직한 실시예들에서 그 함량은 최대 10 몰% 또는 최대 8 몰% 이다. SrO의 양이 너무 많을 때, 이는 너무 짧은 유리들을 초래한다.
본 발명의 박판 유리들은 온도에 대한 점도의 의존성을 조정하기 위해서 CaO를 포함할 수 있을 것이다. 이를 위해서, CaO는 10 몰% 이하의 양으로 이용되고, 바람직한 실시예들에서는 8 몰% 이하를 포함한다. CaO 양이 너무 많을 때, 이는 너무 짧은 유리를 초래한다.
유리의 길이를 최적으로 조정하기 위해서, BaO, SrO, CaO, MgO 및 ZnO 산화물들의 합계의 비율이 바람직하게는 30 내지 50 몰%, 더 바람직하게는 35 내지 46 몰%, 가장 바람직하게는 39 내지 44 몰%의 값이 되어야 한다.
박판 유리의 굴절률을 증가시키기 위해서, TiO2 및/또는 ZrO2가 이용될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, TiO2의 함량은 바람직하게는 0 내지 9 몰%, 특히 바람직하게는 1 내지 6 몰%이다. 특히 바람직한 실시예들에서, 적어도 3 몰%의 TiO2가 이용된다. TiO2 및/또는 ZrO2의 첨가가 또한 화학적 안정성을 개선한다.
ZrO2의 함량이 바람직하게는 0 내지 5 몰%이고, 특히 바람직하게는 0.25 내지 4 몰% 또는 3 몰% 이하이다. 이러한 성분들이 너무 많은 양으로 이용될 때, 유리가 결정화하려는 경향이 증가된다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예들에서, 박판 유리들은, TiO2 및 ZrO2 두 성분 모두를 포함하고, 여기에서 바람직하게는 TiO2의 함량은 항상 ZrO2의 함량보다 높다. 특히 바람직한 실시예들에서, TiO2의 함량은 ZrO2의 함량의 2배보다 훨씬 더 높다.
본 발명에 따른 유리들은 Y2O3를 0 내지 7 몰%의 양으로 포함할 수 있을 것이다. 그러나, 바람직한 실시예들은 Y2O3를 포함하지 않는다. 또한, 박판 유리들이 Nb2O5를 바람직하게는 0 내지 9 몰%, 더 바람직하게는 0.25 내지 5 몰% 또는 3.5 몰% 이하 또는 3 몰% 이하의 비율로 포함할 수 있을 것이다. 추가적인 선택적인 성분은, 0 내지 10 몰%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 몰%의 함량으로 이용될 수 있는 La2O3 이다. 본 문단에서 언급된 성분들은 본 발명에 따라서 요구되는 고굴절률의 조정을 위해서 이용된다. 그러나, 이용되는 그 성분의 양은 결정화 경향을 너무 증가시킨다는 점에서 제한되도록 고려해야 할 것이다. 본 발명에 따른 박판 유리들 내에 여기에서 설명한 산화물들(Y2O3, Nb2O5, La2O3)을 0 내지 8 몰%의 총량 바람직하게는 0 내지 5 몰%의 총량으로 이용하는 것이 바람직하다는 것이 확인되었다. 또한, 여기에서 언급된 이러한 성분들이 매우 고가라는 것이 고려되어야 하고, 그리고 또한 이러한 이유로 사용되는 양들이 제한되어야 한다.
본 발명에 따른 박판 유리들의 높은 굴절률이 달성될 수 있도록 하기 위해서, 유리의 조성은 굴절률을 크기 증가시키는 성분들, 즉 TiO2, ZrO2, Nb2O5, La2O3, Y2O3의 합계가 적어도 2.5 몰%, 더 바람직하게는 적어도 3 몰%, 보다 바람직하게는 적어도 4 몰%가 되도록 선택하는 것이 바람직하다. 그러나, 결정화 경향을 억제하도록, 그러한 합계가 바람직하게는 15 몰%, 더 바람직하게는 12 몰%, 보다 바람직하게는 9.5 몰%, 특히 바람직하게는 8 몰%의 값을 초과하지 않아야 한다.
본 명세서에서 유리에 소정 성분이 없다거나 유리가 특정 성분을 포함하지 않는다고 언급하는 경우, 이는 해당 성분이 유리 내에 불순물로서만 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 이는, 상당한 양들이 첨가되거나 포함되지 않는다는 것을 의미한다. 본 발명에 따라서, 미미한 양들은 1000 ppm 미만, 바람직하게는 500 ppm 미만, 가장 바람직하게는 100 ppm 미만의 양들이다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 박판 유리들은 유리 성분으로서 이러한 설명에서 언급되지 않은 성분들을 포함하지 않는다. 특히, 본 발명의 박판 유리들은 바람직하게는 PbO를 포함하지 않는데, 이는 PbO가 환경 및 건강에 유해한 성분이기 때문이다. 또한, 유리가 바람직하게는 Bi2O3를 포함하지 않는데, 이는 그 성분이 유리의 결정화 경향 및 원료들의 비용을 크게 증가시키는 한편 투과도를 감소시키기 때문이다. 바람직하게는 유리는 Fe2O3를 포함하지 않는데, 이는 Fe2O3가 투과도를 감소시키기 때문이다.
또한, 특히 SnO2, Sb2O3, 황산염들 및/또는 염화물들과 같은 일반적인 정련 작용제들이 정련을 위해서 박판 유리로 첨가될 수 있을 것이다.
As2O3가 또한 첨가될 수 있으나, 독성(toxicological)으로 인해서 그리고 환경에 대한 유해성으로 인해서, 배제되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유리들은 용융 온도 및 열간 처리 온도가 비교적 낮다. 본 발명에 따른 유리들의 열간 처리 온도(VA)가 바람직하게는 1000 ℃ 미만, 더 바람직하게는 800 ℃ 내지 1000 ℃의 범위, 특히 바람직하게는 820 ℃ 내지 970 ℃의 범위이다. 낮은 처리 온도는 집합체들이 손상되는 것을 방지하고 그에 따라 그 생성물의 비용 효율을 높인다.
본 발명에 따른 유리에 있어서, 102 dPas의 점도를 갖는 온도로서 표현되는 유리의 용융 온도는 바람직하게는 적어도 800 ℃ 내지 최대 1150 ℃의 범위, 더 바람직하게는 적어도 900 ℃ 내지 최대 1100 ℃ 범위이다.
본 발명에 따른 유리들의 유리 전이 온도(Tg)는 바람직하게는 550 ℃보다 더 높은, 더 바람직하게는 600 ℃보다 더 높고, 바람직하게는 750 ℃보다 낮은, 더 바람직하게는 700 ℃보다 더 낮은 범위가 된다.
바람직하게는, 본 발명의 박판 유리들은 평판 유리 방법(flat glass method)에 의해서 제조된다. 본 발명에 따른 그러한 방법은 이하의 단계들을 포함한다:
a. 몰%로 이하의 성분들을 포함하는 유리 혼합물을 용융시키는 단계;
SiO2 : 30 몰% 내지 60 몰%
B2O3 : 0 내지 20 몰%
ZnO : 10 몰% 내지 25 몰%
BaO : 10 몰% 내지 25 몰%
b. 유리 용융물을 처리하여 박판 유리로 형성하는 단계.
유리 용융물을 처리하여 박판 유리를 형성하는 단계는 바람직하게는 인 라인 제조 방법 또는 평판 유리 방법을 통해서 실시된다. 이는, 어떠한 선행 냉각(cooling down)도 없이, 용융된 상태로 유리 용융물을 처리하는 단계를 특히 특징으로 한다.
바람직하게는, 평판 유리 방법들로는 다운 드로우 또는 오버플로우 융합이다. 플로팅 및 롤링과 같은 다른 방법들이 또한 가능하나, 유리 표면을 저하시키는 경향으로 인해서 플로팅 및 롤링은 바람직하지 않다. 만약 유리가 플로팅되어야 한다면, 추가적으로 특정 단일 성분의 산화 환원 반응(redox)에 대한 특유의 성질이 고려되어야 한다. 그에 따라, 이러한 열간 성형 프로세스는 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 평판 유리 방법들은 바람직하게는 소위 인 라인 방법들이고, 그러한 인 라인 방법들에서는 용융되고 난 후에 바로 박판 유리로 형성된다. 그에 따라 박판 유리는 바아(bar)로 먼저 주조하였다가 처리하는 것이 아니라, 용융 단계 직후에 바로 얇은 유리로 형성된다.
바람직한 방법들은 오버플로우 융합법뿐만 아니라 다운 드로우법이 있다. 다운 드로우법은 WO 02/051757 A1에 개시되어 있으며, 오버플로우 융합법은 WO 03/051783 A1에 개시되어 있다.
다운 드로우법에서, 선택적으로 인발바아(drawbar)를 이용하여 노즐을 통해서 인발 탱크로부터 흘러 나오는 유리 용융물을 유리 시트로 형성하고, 이 유리 시트의 측면에 배열된 롤들에 의해 희망하는 두께 및 폭을 갖고 아래쪽으로 인발된다.
오버플로우 융합법에서, 유리 용융물은 오버플로우 트레이 내로 안내되고, 적어도 2개의 그 측부들에서 상기 오버플로우 트레이로부터 유리 용융물이 림(rim) 위로 넘쳐 흐르게 된다(즉, 오버플로우). 아래쪽으로 흐르는 유리 용융물의 양쪽 면이 오버플로우 트레이의 벽들과 아래로 내려와 좁아지는(pointed) 벽들의 하부 부분에서 유리 시트로 조합(융합)된다.
그러한 방법들에서, 유리 용융체가 비교적 오랜 시간의 기간 동안 액체 상태로 유지되고 이동된다. 결정화 위험이 상대적으로 높기 때문에, 결정화의 양태를 특히 고려하여야 한다. 다른 중요한 양태는 유리들의 온도/점도 프로파일이다. 감소되는 온도들의 경우에 유리들이 짧은 시간 내에 너무 점성적으로 되지 않을 때 그리고 프로세싱 온도가 너무 높지 않을 때, 상당히 더 양호한 처리 결과들을 나타낸다. 본 발명의 유리들은 이러한 성질들을 특징으로 하고, 그리고 결과적으로 프로세스의 실시가 보다 안정적으로 설계될 수 있을 뿐만 아니라 이용되는 생산 설비들(인발 탱크들, 오버플로우 융합 채널, 등)의 예상 수명이 현저하게 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 박판 유리들의 적어도 하나를 포함하는, 층 복합 조립체도 본 발명에 따른 것이다. 층 복합 조립체는 바람직하게는 투명하거나 적어도 하나 이상의 측면에서 투명하다.
본 발명에 따른 층 복합 조립체는 바람직하게는 반도체 층 및 2개의 전극들을 포함한다. 그러한 경우에, 전극이 전도성의 투명한 산화물 층(예를 들어, ITO), 또는 배열을 통해서 전기 전도를 허용하는 은 나노와이어들의 전극일 수 있을 것이다. 바람직하게는, 층 복합 조립체가 기판 또는 슈퍼스트레이트 층을 더 포함하고, 상기 기판 층 또는 슈퍼스트레이트 층이 본 발명에 따른 박판 유리를 포함하거나 그러한 박판 유리로 이루어진다.
본 발명에 따른 박판 유리들이 일반적으로 매우 적은 양의 알칼리 금속 산화물들만을 포함하기 때문에, 박판 유리와 반도체 층 사이의 층 복합 조립체의 바람직한 실시예에서, 차단 또는 배리어 층이 필요하지 않다. 일반적으로, 특정 반도체 층들의 경우에, 알칼리 이온들이 반도체 층 내로 확산하는 것을 방지하기 위해서 이러한 차단 층이 필수적이다. 반도체 층 내로 확산하는 알칼리 이온들은 (예를 들어, TFT 디스플레이 내에서 이용되는 경우에) 시스템의 완전한 고장까지 이르게 되는 결함들을 초래할 수 있을 것이다.
층 복합 조립체의 양 면들 상의 유리 기판들을 가지는 시스템이 또한 가능하고, 그러한 시스템은 OLED 조명 시스템들에서, 또는 유리를 이용한 OLED 또는 PV 시스템의 밀봉 캡슐화를 달성하는데 있어서 특히 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 층 복합 조립체가 발광 OLED 시스템의 조립을 위해서 이용된다.
기판 또는 슈퍼스트레이트 층으로서 본 발명에 따른 박판 유리를 포함하는 본 발명에 따른 층 복합 조립체는 일반적으로, 예를 들어, 가시광선, UV, IR, 또는 다른 복사선과 같은 복사선이 시스템을 통해서 안내되고 하나 이상의 층들이 증가된 굴절률을 갖고 있고, 그 층(들)의 계면에서 반사가 발생될 수 있는 모든 용도들에 특히 적합하다.
일반적으로, 이러한 용도들은 예를 들어 광학적인 및 특히 반도체 용도들, 예를 들어, (디스플레이로서의 그리고 특히 또한 지역 조명을 위한 조명으로서의) OLED 시스템들이다. 다른 반도체 용도로는 예를 들어, 박막 층 광발전기들, 특히 바람직하게는 유기 박막 층 PV가 있다.
대안적인 실시예들에서, 본 발명에 따른 층 복합 조립체들은 또한 태양광 모듈 내에 또는 태양광 모듈로서 이용될 수 있을 것이다. 태양광 모듈에 대해서 본 발명에 따라 이용되는 유리로 인해, 층 복합 조립체에서의 유리한 성질들이 달성될 수 있는데, 이는, 그 경우에 기판 유리를 통한 장애(hindrance) 없이 광이 통과하는 것이 또한 중요하기 때문이다. 따라서, 효율이 개선된 이러한 층 복합 조립체들 태양광 모듈의 이용이 달성될 수 있다. 또한, 그러한 태양광 모듈에서, 층 복합 조립체가 전극들과 조합되어 이용된다.
본 발명에 따른 박판 유리는 평판 유리 프로세스를 통해서 생산될 수 있다. 본 발명에 따라서, "평판 유리 프로세스"는 바람직하게는, 이하에서 설명된 유리판들(panes)의 종횡비(두께 대 표면적)를 가지는 유리가 얻어지는 프로세스를 의미한다. 이러한 유리판들은, 3 mm 두께 이하의, 0.1 내지 1 mm의 표준 두께들을 넘어서는 0.02 mm(가장 얇은 유리들)의 최소 두께를 특징으로 한다. 바람직하게는, 폭들은 0.1 내지 3 m이다. 평판 유리 프로세스의 종류는 의도된 종횡비에 따라서 바람직한 방법들 사이에서, 즉 다우 드로우법 및 오버플로우 융합법 그리고 관련된 프로세스들 간에 변화된다. 그에 따라, 본 발명에 따라서, 기판 층 내의 박판 유리의 요구되는 두께가 달성된다. 굴절률이 > 1.6인 일반적인 광학용 유리들에서 이러한 평판 유리 프로세스가 실시될 수 없는데, 이는 그러한 광학용 유리가 유리의 결정화 안정성을 낮게 하는 성분들을 함유하거나, 및/또는 그러한 조성들을 포함하기 때문이다.
층 복합 조립체 내의 기판 층이 바람직하게는 3 mm 미만의 층 두께를 가진다. 또한 바람직하게는, 그 층 두께는 2 mm 미만이고, 특히 바람직하게는 1 mm 미만 또는 0.5 mm 미만이다. 특히 바람직한 층 조립체의 가요성 형태에서, 층 두께가 바람직하게는 < 500 ㎛, 특히 바람직하게는 < 200 ㎛이다. 이는 유리의 탄성이 두께 감소에 따라서 증가된다는 점에서 유리하다. 그에 따라, 두께가 증가하면, 전체적으로 층 복합 조립체가 덜 탄성적이 될 수 있을 것이다. 그러나, 층 두께가 얇게 선택될 때, 한편으로 가공성이 방해를 받게 되고 다른 한편으로 전체적으로 층 복합 조립체가 손상에 대한 적은 내성을 가지게 된다. 그에 따라, 기판 층의 층 두께가 바람직하게는 적어도 0.03 mm이고, 더 바람직하게는 적어도 0.05 mm이다. 성분들의 적합한 선택에 의해서 박판 유리의 유리한 탄성이 달성된다.
바람직하게는, 층 복합 조립체는 OLED 조명 시스템(광원)의 구성요소이다. 또한, 본 발명에 따라서, 본 발명에 따른 유리들이 OLED를 위해서 및/또는 OLED 조명 시스템 내에서 기판 유리들로서 이용된다.
또한, 본 발명에 따라서, 박판 유리 형태의 본 발명에 따른 유리가, 특히 반도체 층을 포함하는 층 복합 조립체 내에서, 기판 또는 슈퍼스트레이트로서 이용된다. 바람직하게는, 전술한 층 복합 조립체 내에서 이용된다.
이하의 예들은 본 발명의 박판 유리의 합성 조성들뿐만 아니라 이러한 유리들의 일부 매개변수들을 보여준다. 주어진 데이터는, 비율 데이터를 제외하고, 몰%이다. 주어진 비율들은 물질 양의 몰랄 비를 지칭한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
k.E. = 실투(devitrification)는 결정되지 않음, VA = 처리 온도,
EW = 연성화(softening) 온도, Tg = 유리-전이 온도, η = 점도
본 발명에 따른 인 라인 제조 방법들을 통해서, 결정화의 발생이 없이, 모든 예시적인 유리들을 본 발명의 박판 유리들로 처리할 수 있었다.

Claims (10)

1.60 초과의 굴절률을 가지는 박판 유리로서:
몰%로 이하의 성분들을 포함하며,
SiO2 : 30 몰% 내지 60 몰%
B2O3 : 0 내지 20 몰%
ZnO : 10 몰% 내지 25 몰%
BaO : 10 몰% 내지 25 몰%
ZnO에 대한 BaO의 물질양의 몰비는 1.5 미만인
것인 박판 유리.
제 1 항에 있어서, 몰%로 이하의 성분들을 포함하는,
SiO2 : 30 몰% 내지 60 몰%
B2O3 : 0 내지 20 몰%
Al2O3 :0 내지 6 몰%
ZnO : 10 몰% 내지 25 몰%
BaO : 10 몰% 내지 25 몰%
CaO : 0 내지 10 몰%
SrO : 0 내지 11 몰%
MgO : 0 내지 3 몰%
Na2O : 0 내지 10 몰%
K2O : 0 내지 8 몰%
Li2O : 0 내지 2 몰%
TiO2 : 0 내지 9 몰%
ZrO2 : 0 내지 5 몰%
Nb2O5 : 0 내지 3 몰%
La2O3 : 0 내지 10 몰%
Y2O3 : 0 내지 7 몰%
, 박판 유리.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
B2O3의 함량은 적어도 6 몰%인 것인 박판 유리.
제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서,
BaO, SrO, CaO, MgO 및 ZnO의 함량들의 합계는 적어도 30 몰% 그리고 최대 50 몰%인 것인 박판 유리.
제 1 항 내지 제 4 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,
TiO2, ZrO2, Y2O3, La2O3 및 Nb2O5의 함량들의 합계는 적어도 2.5 몰% 그리고 최대 12 몰%인, 박판 유리.
제 1 항 내지 제 5 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,
몰%로 이하의 성분들을 포함하는,
SiO2 : 43.5 몰% 내지 49.5 몰%
B2O3 : 6.0 몰% 내지 9.0 몰%
ZnO : 15 몰% 내지 17 몰%
BaO : 14.5 몰% 내지 17.5 몰%
CaO : 4.5 몰% 내지 10 몰%
TiO2 : 2 몰% 내지 6 몰%
ZrO2 : 0.5 몰% 내지 4 몰%
Nb2O5 : 0.2 몰% 내지 1.5 몰%
, 박판 유리.
제 1 항 내지 제 6 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,
적어도 하나의 파이어-폴리싱(fire-polishing)된 표면을 갖는 것인 박판 유리.
제 1 항 내지 제 7 항 중 하나의 항에 따른 박판 유리 및 적어도 하나의 반도체 층을 포함하는 층 복합 조립체, 특히 OLED.
제 1 항 내지 제 7 항 중 하나의 항에 따른 박판 유리를 제조하는 방법으로서:
a. 몰%로 이하의 성분들을 포함하는 유리 혼합물을 용융시키는 단계;
SiO2 : 30 몰% 내지 60 몰%
B2O3 : 0 내지 20 몰%
ZnO : 10 몰% 내지 25 몰%
BaO : 10 몰% 내지 25 몰%
b. 유리 용융물을 처리하여 박판 유리를 형성하는 단계
를 포함하는, 박판 유리 제조 방법.
박판 유리 형태의 제 1 항 내지 제 7 항 중 하나의 항에 따른 유리의 기판(substrate) 또는 슈퍼스트레이트(superstrate)로서의 용도.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109832B4 (de) * 2014-07-14 2017-12-28 Schott Ag Hochbrechende Dünngläser
US10308545B2 (en) 2010-10-26 2019-06-04 Schott Ag Highly refractive thin glasses
DE102010042945A1 (de) * 2010-10-26 2012-04-26 Schott Ag Transparente Schichtverbunde
US10343946B2 (en) 2010-10-26 2019-07-09 Schott Ag Highly refractive thin glasses
DE102011084132A1 (de) 2011-10-07 2013-04-11 Schott Ag Glasrolle
JP6435610B2 (ja) * 2014-02-13 2018-12-12 日本電気硝子株式会社 高屈折率ガラス
DE102016107934B4 (de) 2016-04-28 2023-07-13 Schott Ag Verfahren zur Herstellung hochbrechender Dünnglassubstrate
DE202016103453U1 (de) 2016-06-29 2017-10-06 Emdedesign Gmbh Leuchte umfassend ein flexibles OLED-Leuchtmittel
DE102016115297A1 (de) * 2016-08-17 2018-02-22 Schott Ag Dünnes Glasprodukt und Verfahren zu seiner Herstellung
CN107298528B (zh) 2017-06-30 2019-08-30 东旭科技集团有限公司 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
US11407673B2 (en) * 2018-11-30 2022-08-09 Corning Incorporated High index glasses
CN109626814B (zh) * 2019-01-07 2021-09-28 成都光明光电股份有限公司 环保光学玻璃、光学预制件、光学元件及光学仪器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5860640A (ja) * 1981-10-01 1983-04-11 Hoya Corp 光学ガラス
FR2564455B1 (fr) * 1984-05-18 1986-09-19 Labo Electronique Physique Melange de depart pour une composition isolante, encre serigraphiable comportant un tel melange et utilisation de cette encre pour la realisation de microcircuits hybrides sur substrat colamine
US5108785A (en) * 1989-09-15 1992-04-28 Microlithics Corporation Via formation method for multilayer interconnect board
JP2565813B2 (ja) * 1991-07-05 1996-12-18 株式会社オハラ 光学ガラス
JPH1143344A (ja) * 1997-06-03 1999-02-16 Ohara Inc 光学ガラス
JP3960668B2 (ja) * 1997-09-24 2007-08-15 株式会社オハラ 光ファイバー用ガラス
DE19827568C1 (de) * 1998-06-20 2000-01-05 Schott Glas Bleifreie optische Bariumflintgläser, Bariumleichtflintgläser und Bariumkrongläser
DE19920865C1 (de) * 1999-05-06 2000-06-29 Schott Glas Bleifreie optische Gläser
DE10064977C1 (de) * 2000-12-23 2002-10-02 Schott Glas Vorrichtung zum Herstellen von dünnen Glasscheiben
JP4253254B2 (ja) * 2001-12-14 2009-04-08 コーニング インコーポレイテッド オーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法による板ガラスの製造装置および方法
GB2447637B (en) * 2004-08-04 2009-11-18 Cambridge Display Tech Ltd Organic Electroluminescent Device
CN101978781A (zh) * 2008-03-18 2011-02-16 旭硝子株式会社 电子器件用基板、有机led元件用层叠体及其制造方法、有机led元件及其制造方法
JP2010116277A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Ohara Inc ガラス
JP5510337B2 (ja) * 2009-01-26 2014-06-04 旭硝子株式会社 ガラス組成物、ガラスフリット、および基板上にガラス層を具備する部材
TWI527782B (zh) * 2009-07-08 2016-04-01 日本電氣硝子股份有限公司 玻璃板
KR20120098612A (ko) * 2009-10-15 2012-09-05 아사히 가라스 가부시키가이샤 유기 led 소자의 산란층용 유리 및 그것을 사용한 유기 led 소자
DE102010042945A1 (de) * 2010-10-26 2012-04-26 Schott Ag Transparente Schichtverbunde
JP2012221591A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Ohara Inc 発光素子及び発光素子用基板材料
KR101490828B1 (ko) * 2011-05-18 2015-02-06 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 고굴절률 유리
US8999871B2 (en) * 2011-05-25 2015-04-07 Nippon Electric Glass Co., Ltd. High refractive index glass
JP5910851B2 (ja) * 2011-07-26 2016-04-27 日本電気硝子株式会社 集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子および集光型太陽光発電装置
EP3444229A1 (en) * 2012-12-21 2019-02-20 Corning Incorporated Glass with improved total pitch stability

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Publication number Publication date
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