[发明专利]高精度显示用平板玻璃基板的微结构热压的工艺方法

说明书

本发明涉及一种高精度显示用平板玻璃基板的微结构热压的工艺方法,基于玻璃在平衡态下的基本构体单元为对称四面体结构构建玻璃的NCY格子结构模型；确定玻璃的加速高温蠕变速率与温度T的倒数及内应力σ之间的关系符合本构方程；设定各物态间通过粘度以等模量转接，构建粘度传递方程；根据粘度传递方程确定玻璃格子粘度指数；确定在玻璃热压成型过程中因温度发生从固态到液态到固态的连续变化过程中的模量因子ξ定常量；建立玻璃格子特征尺寸的模型；根据所述本构方程和所述玻璃格子特征尺寸的模型确定几何修正因子ζ＝5.49E‑03；根据几何修正因子确定微结构热压工艺中玻璃的升温速率和退火均温时间。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种高精度显示用平板玻璃基板的 微结构热压的工艺方法。

背景技术

随着光电通讯、光学、显示行业的迅速发展，高性能的光学部件包括复 杂微结构玻璃基片以及复杂形貌的光学玻璃应用日趋广泛。对于微结构玻璃 和非球面的光学玻璃的制造精度要求也越来越高。传统的设计工艺生产方法 是利用高精度的机床进行磨削、激光切割，其缺点在于生产周期长、成本高， 精度不稳定，生产规模小。玻璃模压成型技术是采用精密尺寸模具来模压出 所需形貌的高精度玻璃，这种加工方法生产周期短、成本可控、精度稳定。

玻璃模压成型技术的模压过程可以分为加热温升、加压保温、退火冷却 三个阶段。首先将玻璃原片装入模具中并放入加热炉膛内加热并在上模上施 加向下的压力，然后保温热压一定时间，使玻璃原片压印出模具的形状和微 结构，再慢慢降温完成退火，最后，成型的玻璃基片被迅速的冷却到环境温 度并脱模，完成模压。

现有玻璃热压技术，一般都不涉及微米数量级的结构精度及成型后残余 应力引发的光学级色散和透光率等问题，局限于一般工业或民用上所采用的 唯像理论为基础的经过多次反复试验来改变模具尺寸和选择模具类型及工艺 参数等方法实现所需玻璃成型的一般精度的终端产品，譬如透镜，器皿，管 道，平板等，但制造不出具有复杂结构的光学级微米级玻璃结构件。造成这 种局面的原因主要是还没有一套有效的适合玻璃热压的完整的以化学物理为 基础的系统地从玻璃的微观基本构体单元的基本牛顿力学或热学或量子力学 特征量出发推导出唯像参量的理论体系，相应地也没有完整的一套用于指导 高精密微结构玻璃热压生产的热压技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度显示用平板玻璃基板的微结构热压 的工艺方法，通过构建NCY格子结构模型得到适用于玻璃在热力学处理上 的几何修正因子，用于确定微结构热压工艺中玻璃的升温速率和退火均温 时间，从而获得应力分布更加均匀的平板玻璃基板。

本发明实施例提供的高精度显示用平板玻璃基板的微结构热压的工艺方 法包括：基于玻璃在平衡态下的基本构体单元为对称四面体结构构建玻璃的 NCY格子结构模型；

根据所述NCY格子结构模型确定玻璃的加速高温蠕变速率与温度T的倒 数及内应力σ之间的关系，所述关系符合本构方程：

或

其中，C为NCY格子常数，C＝(ln1.0444π+lnα+lnν_o+3lnb-lna-lnk)；α 为热膨胀系数，b为burgers矢量，K为玻尔兹曼常数，a为NCY格子边长； β＝ΔG/K，ΔG为热激活能，ν为热运动频率；ν_o为25度时的热运动频率；

设定各物态间通过粘度以等模量转接，构建粘度传递方程，使得玻璃粘 度η随温度的变化传递满足：其中ω为温度梯度变化率，ι 为玻璃格子粘度指数，ι＝2.94748X10^-7m2/N·s；η₀为室温25℃时的粘度；

根据所述粘度传递方程确定其中，V为摩尔体积，N_A为阿伏 加德罗常数，h为普朗克常数；