2024年7月10日发(作者:偶颖然)
Architectural & Functional Glass №7 2020
我国超薄玻璃发展历程浅析
刘志海
1 超薄玻璃定义及分类
1.1 超薄玻璃定义
目前,业内对超薄玻璃的定义(特指厚度范围)虽
有大致的认同,但具体操作或应用中则显得较为模
糊,所以给定超薄玻璃厚度范围很有必要。
最早给出超薄玻璃厚度的标准文件应该是国家
标准GB/T 20314—2006《液晶显示器用薄浮法玻
璃》,在其“分类”中,规定厚度为1.30mm、1.10mm、
0.85mm、0.70mm、0.55mm。该标准超薄玻璃厚度定
义为等于和小于1.3mm的玻璃。
在2017年修订的GB/T 20314—2017《液晶显示
器用薄浮法玻璃》中,其“范围”修订为,本标准适用
于厚度不大于1.0mm的TN、STN型液晶显示用钠钙
硅薄浮法玻璃。即:超薄玻璃为厚度不大于1.0mm的
玻璃。
《产业结构调整指导目录(2011年本)》的“鼓励
类”中,“电子工业用超薄(1.3mm以下)……等特殊
浮法玻璃生产线”。2013年修正本保留这一定义。即:
超薄玻璃为厚度1.3mm以下的玻璃。
国家标准GB∕T 31958—2015《薄膜晶体管液
晶显示器用基板玻璃》,回避厚度。仅规定了厚度偏
差和厚薄差:“基板玻璃的厚度偏差应小于或等于标
称值的10%;厚薄差应小于或等于0.015mm”。
GB/T 34171—2017《薄与超薄玻璃弯曲性能实
验方法 三点弯曲法》的“术语和定义”中薄玻璃的
定义:“厚度大于或等于1.1mm且小于3mm的玻璃”;
超薄玻璃的定义:“厚度小于1.1mm的玻璃”。该标
准不仅给出了超薄玻璃的厚度定义,同时也给出了
薄玻璃的厚度定义。
- 2 -
GB/T 37788—2019《超薄玻璃弹性模量实验方
法》的“范围”是,“本标准适用于厚度0.1~1.1mm的
玻璃的弹性模量测试。”该标准超薄玻璃厚度定义为
0.1~1.1mm的玻璃。
综上,笔者认为,就当前技术及市场而言,其定
义应为厚度等于或小于1.1mm,且大于0.1mm的玻璃
为超薄玻璃;厚度大于1.1mm且小于3mm的玻璃为
薄玻璃;厚度等于或小于0.1mm的玻璃为柔性玻璃,
如表1所示。
表1 超薄玻璃厚度范围
薄玻璃
厚度h/mm1.1
<
h≤3
超薄玻璃
0.1
<
h≤1.1
柔性玻璃
h≤0.1
1.2 超薄玻璃分类
按照化学成分的不同,超薄玻璃可分为含碱超薄
玻璃和无碱超薄玻璃。含碱超薄玻璃指的是化学组
成中含有碱金属氧化物的超薄玻璃,即钠钙硅玻璃或
铝硅酸盐玻璃。无碱超薄玻璃通常是指硬质硼硅酸
盐玻璃,其玻璃成分中含有B
2
O
3
,具有透光率高,光
电性能好等优点。
按制备方法可分为浮法、溢流下拉法、二次拉制
法、狭缝下拉法和二次抛光法超薄玻璃,目前我国主
要是浮法超薄玻璃和溢流法超薄玻璃。
2 超薄玻璃在我国的发展概述
2.1 有关超薄玻璃技术和产品的文献报道
《建材工业信息》1984年11期发表的邵忠“超薄
玻璃的制造方法”一文,是目前最早提及超薄玻璃的
文献。文中提到:“超薄玻璃指1mm厚度以下的平板
玻璃。这种薄玻璃主要用于手表、计算器的液晶显示
建筑玻璃与工业玻璃2020,№7
罩、基板玻璃、集成电路光电控制板和照相制板玻璃
等方面。最近出现了要求使用厚度在0.5mm以下的
超薄玻璃的动向”。该文主要介绍的是日本专利特开
昭58-9832,该专利提供了旭法、平拉、压延三种结合
的成形技术生产超薄玻璃方法。
《建材工业信息》1984年17期发表的赵开芝“生
产平板玻璃的一种新工艺方法”,文章较详介绍了美
国康宁公司的溢流下拉成形法, 并强调该法适宜于
生产1.5mm以下、表面质量高的薄玻璃。
《建材工业信息》1986年18期发表赵开芝的“超
薄平板玻璃的生产方法”,该文开头提到:“联邦德国
Eglasstrek有限公司最近建成投产了生产超薄平板玻
璃的直接电加热铂供料通路装置,用它生产的方法称
之为‘下拉法’”。也就是狭缝下拉法。
《玻璃译林》1991年第2期刊发晋占平、王途的
译文“浮法工艺生产低碱无碱超薄玻璃”,该文介绍
了日本旭硝子公司浮法工艺生产低碱无碱超薄玻璃
的情况。
2.2 我国超薄玻璃的生产探索情况
虽然本文已明确超薄玻璃定义为厚度等于或小
于1.1mm,且大于0.1mm的平板玻璃,但我国的超薄
玻璃生产经历了由薄到超薄的渐进过程。
2.2.1 我国薄玻璃的早期生产探索情况
1978年5月,大连玻璃厂为配合电子工业部搞大
规模集成电路,建成三机有槽制版玻璃生产线,生产
1.5~2mm薄玻璃。由于引上拉薄的产品常有线道、
气泡等缺陷,因此优质成品率较低。
1986年12月3日,秦皇岛耀华玻璃厂浮法玻璃
生产线成功地引出2mm的薄玻璃。该生产线1986年
10月30日引板,在生产出符合质量要求的6mm、5mm
玻璃之后,于当年11月25日引出3mm玻璃。
1987年4月30日洛阳玻璃厂第二浮法生产线批
量生产2mm,标志中国浮法技术的重大突破。
2.2.2 我国超薄玻璃的早期生产探索情况
1988年依安玻璃厂利用从比利时格拉威伯尔公
司西班牙CELO厂引进柯尔本技术和二手设备拉制了
2.0mm、1.5mm、1.2mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm和0.7mm
等各种厚度的薄玻璃。
1988年四川玻璃厂将在从比利时引进“一窑一
线”平拉法平板玻璃改扩为“一窑两线”,并于1989
年拉制出填补国内生产空白的0.5~1mm的超薄超平
整度玻璃,打入国际市场。
2.3 我国新世纪以来超薄玻璃的发展情况
2.3.1 我国浮法超薄玻璃的发展现状
2001年9月,中国首条超薄浮法玻璃生产线在
洛玻龙门玻璃公司点火投产,相继生产出了1.1mm、
0.7mm的超薄浮法玻璃。2006年1月洛玻集团洛阳龙
海电子玻璃有限公司第二代提高型STN级电子玻璃
生产线建成投产,分别于2010年7月组织生产0.55mm
超薄玻璃,2012年1成功生产出0.45mmSTN级超薄
玻璃产品;2014年1月成功研制出0.33mm超薄电子
玻璃;2015年3月研制出0.25mm电子玻璃。洛玻全
资子公司蚌埠中建材信息显示材料有限公司分别于
2015年3月成功拉引出0.2mm超薄浮法电子玻璃,
2016年4月,0.15mm超薄浮法电子玻璃下线,2018年
4月0.12mm超薄浮法电子玻璃下线,创造了浮法技
术工业化生产的世界最薄玻璃纪录,成为目前国内唯
一具备生产0.12mm至1.1mm全系列超薄浮法电子玻
璃能力的高科技企业。2019年4月28日,洛玻集团
洛阳龙海电子玻璃有限公司第三代信息显示超薄基
板玻璃生产线成功点火,该生产线在智能化、绿色化、
高端化方面多项指标达到国际先进或领先水平。
南玻集团于2010年正式进军超薄电子玻璃市场,
拥有河北视窗、宜昌光电、清远新材料、咸宁光电四
家子公司,产品厚度为0.2~1.1mm,品种由普通钠钙
玻璃到中铝、超白超薄、高铝玻璃持续衍生,产品广
泛用于钢化玻璃保护膜、盖板玻璃、ITO导电玻璃等
领域。2014年底,宜昌南玻光电玻璃有限公司相继
成功生产出0.4mm、0.33mm、0.25mm超薄电子玻璃,
并于2015年4月,成功研发量产0.2mm超薄电子玻璃。
南玻集团作为国内量产0.2mm超薄电子玻璃的行业
领先企业,其0.2~0.4mm各厚度产品出货量均为全
国第一,尤其是主打产品0.25mm玻璃,国内市场占
有率更是达到80%以上。
信义玻璃控股有限公司第一条超薄电子玻璃生
产线已于2013年4月在信义电子玻璃(芜湖)有限公
司点火投产,同年7月该生产线连续实现0.7mm及
0.55mm超薄电子玻璃的成功拉引,并实现商品化生
- 3 -
Architectural & Functional Glass №7 2020
产。
除上述公司外,还有河南省海川电子玻璃有限公
司、旭硝子显示玻璃(惠州)有限公司、四川旭虹光电
科技有限公司等使用浮法生产超薄玻璃。2019年7
月20日醴陵旗滨电子玻璃有限公司65吨级高性能电
子玻璃线点火,2020年2月19日成功生产出0.33mm
的高铝超薄电子玻璃。
2.3.2 我国溢流法超薄玻璃的发展现状
彩虹集团有限公司2008年9月建成国内第一片
拥有自主知识产权的第5代液晶玻璃基板下线;2009
年9月相继试做成功0.63mm和0.5mm玻璃基板。
2010年9月彩虹集团液晶玻璃二期扩产项目的首座
池炉在江苏省张家港市顺利点火投产。2010年10月
彩虹(合肥) 第6代液晶玻璃基板项目首条生产线池炉
在合肥市新站平板显示工业园顺利点火,这是我国第
一条具有自主知识产权的第6代液晶玻璃基板生产
线。彩虹集团有限公司建成咸阳、合肥、张家港三大
基板玻璃产业基地,形成了从5代、6代、到7.5代液
晶显示用基板玻璃及触控显示用盖板玻璃,从0.7mm
厚度到0.4mm厚度的系列化产品规模;截至2018年
3月末,彩虹集团已建成11条液晶基板玻璃生产线(5
条5代、4条6代、1条7.5代、1条8.5代后端线),其中
3条生产线已经量产,6代基板玻璃生产线综合良品
率提高到75%以上。
彩虹集团有限公司经历5代和6代试水不佳业
绩,成效均未达预期,销售额仅为预期的5.6%的阵
痛之后,2016年4月,彩虹股份募集资金总额不超过
230亿元,拟用于增资咸阳光电建设8.6代TFT-LCD
项目、增资彩虹液晶建设8.5代液晶玻璃基板生产线
项目以及补充流动资金。2018年7月,彩虹股份与康
宁公司签订《合资企业合同》,双方共同出资分别在
四川省成都市双流区、陕西省咸阳市高新区设立和运
营中外合资公司。2019年9月30日,国家专项“中国
首条溢流法G8.5+基板玻璃产线”在彩虹(合肥)液晶
玻璃有限公司点火投产。2020年2月18日中国电子
旗下彩虹集团近期突破了G8.5+液晶基板玻璃技术
瓶颈,实现0.5mm产品成功下线,标志着我国向高世
代基板玻璃产业发展迈出了关键一步。
2008年12月20日,东旭集团建成国内首条自
主研发的液晶玻璃基板生产线;2010年5月,东旭集
团郑州旭飞光电科技有限公司在郑州建成国内首条
拥有完全自主知识产权的G5世代玻璃基板生产线;
2011年6月30日,东旭集团成都中光电项目实现国
内首条0.5mmG4.5液晶玻璃基板生产线产品的批量
销售;2011年5月28日石家庄旭新光电科技有限公
司首条生产线池炉点火,9月拉出第一片合格认证半
成品;2012年11月28日芜湖东旭光电科技有限公司
一期首台窑炉点火投产。
表2 我国超薄玻璃产品品种首条生产线或首家量产情况
浮法工艺
厚度
1.1mm
0.7mm
0.63mm
0.55mm
0.5mm
0.45mm
0.4mm
0.38mm
0.33mm
0.3mm
0.25mm
0.2mm
0.15mm
0.12mm
量产时间
2002.2.28
2004.8.29
-
2006.6.14
2010.7.15
2012.1.17
2013.9.2
-
2014.1.6
2015.2.22
2015.2.24
2015.3.28
2016.4.28
2018.4.19
蚌埠中建材信息显示材料有限公司电子信息
显示超薄玻璃基板生产线
洛玻集团洛阳龙海电子玻璃有限公司生产线
-
洛玻集团洛阳龙海电子玻璃有限公司生产线
首条量产生产线
洛玻集团龙玻公司超薄玻璃生产线
洛玻集团龙玻公司超薄玻璃生产线
-
洛玻集团龙玻公司超薄玻璃生产线
量产时间
-
2008.9.8
2009.9.24
-
2009.10.8
-
2011.9.26
2015.8.5
-
2014.10.13
-
-
-
-
-
彩虹集团电子股份有限公司
彩虹集团电子股份有限公司
-
彩虹集团电子股份有限公司
-
彩虹集团电子股份有限公司
郑州旭飞光电科技有限公司
-
成都中光电科技有限公司
-
-
-
-
溢流下拉工艺
首家量产公司
- 4 -
建筑玻璃与工业玻璃2020,№7
2012年6月,郑州旭飞光电科技有限公司5代玻
璃基板生产线已经实现稳定生产0.7mm、0.5mm厚
度等多品种玻璃基板。2013年11月22日,芜湖东旭
0.4mmG6代液晶玻璃基板试制成功下线;2014年10
月8日,东旭光电参股子公司成都中光电成功下线厚
度为0.3mm的第4.5代玻璃基板,2015年8月5日郑州
旭飞自主研发,厚度分别为0.38mm、0.3mm的第6代、
第5代玻璃基板成功下线。2015年10月30日,四川
旭虹光电科技有限公司0.3mm高铝盖板玻璃成功下
线,0.3mm硅铝玻璃是在0.4mm的基础上进行的。
截至目前,东旭光电拥有郑州、石家庄、芜湖、福
州四大液晶玻璃基板生产基地,建成产线共计20余
条,全面覆盖G5、G6和G8.5代液晶玻璃基板产品,量
产产能稳居国内第一、全球第四。此外,东旭光电还
拓展了以盖板玻璃及彩色滤光片为代表的新型显示
材料业务,有效增强公司在TFT-LCD领域的核心竞
争力。与北京工业大学、武汉理工大学等共同完成的
基板课题“光电显示用高均匀超净面玻璃基板关键
技术与设备开发及产业化”项目和盖板课题“高强超
薄浮法铝硅酸盐屏幕保护玻璃规模化生产成套技术
与应用开发”项目,分别获得国务院颁发的2018年度
“国家科学技术进步奖”一等奖和二等奖。
我国超薄玻璃产品品种首条生产线或首家量产
情况见表2。
2.3.3 我国超薄玻璃产能情况
目前,国内从事玻璃基板研究生产的约有10余
家。2019年我国超薄玻璃生产产能21430万平方米,
同比增长18.3%。其中钠钙硅超薄玻璃产能为8770
万平方米,同比增长16.0%;无碱玻璃基板9348万平
方米,同比增长14.6%;高铝盖板玻璃产能3312万平
方米,同比增长37.5%,如表3所示。
3 我国超薄玻璃标准及进出口情况
3.1 我国超薄玻璃标准情况
截至2020年3月底,我国现行及公布即将实施的
表4 我国现行及即将实施的超薄玻璃标准
序号标准名称标准编号
国际标准
1光伏组件用超薄玻璃SEMI PV63—0215
国际半导体设备与材料协会北美光
伏标准技术委员会
国家质量监督检验检疫总局国家标
准化管理委员会
国家质量监督检验检疫总局国家标
准化管理委员会
2015-2-11-
发布部门发布日期实施日期
国家标准
1
2
3
4
5
6
7
8
液晶显示器用薄浮法玻璃GB/T 20314—20172017-09-072018-08-01
2017-09-072018-08-01
薄与超薄玻璃弯曲性能试验方法
GB/T 34171—2017
三点弯曲法
超薄玻璃弹性模量试验方法GB/T 37788—2019
国家市场监督管理总局 国家标准化
2019-08-302020-07-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2019-08-302020-07-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2019-08-302020-07-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2020-03-312021-02-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2020-03-312021-02-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2020-03-312021-02-01
管理委员会
工业和信息化部
工业和信息化部
2018-04-302018-09-01
2016-01-152016-06-01
超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方
GB/T 37900—2019
法 小负荷维氏硬度压痕法
超薄玻璃再热线收缩率测试方法
GB/T 37991—2019
膨胀仪法
超薄玻璃柔韧性试验方法 两点
弯曲法
GB/T 38686—2020
超薄玻璃再热线收缩率试验方法
GB/T 38711—2020
激光法
超薄玻璃导热系数试验方法 热
流法
超薄钢化玻璃
光伏组件用超薄玻璃
GB/T 38712—2020
行业标准
1
2
JC/T 2454—2018
SJ/T 11571—2016
- 5 -
Architectural & Functional Glass №7 2020
超薄玻璃标准共11项,其中国际标准1项,国家标准
8项,行业标准2项;现行标准5项,公布即将实施的
超薄玻璃标准6项,如表4所示。
表3 我国超薄玻璃产能情况
2016年
超薄玻璃产能
)
(万m
2
其中:钠钙硅超薄
玻璃
无碱玻璃基板
高铝盖板玻璃
13780
7183
4797
1800
2017年
17086
7558
7428
2100
2018年2019年
18121
7558
8155
2408
21430
8770
9348
3312
)
超薄玻璃进口量(万m
2
)
超薄玻璃出口量(万m
2
表5 我国近几年超薄玻璃进出口量
2017年
18960
252
2018年
19759
192
2019年
20533
1313
从表5看出,我国超薄玻璃的进口量连年增长,
说明市场空间和发展潜力巨大。有资料显示,2020
年我国8.5代及以上TFT-LCD玻璃基板市场需求将
超3亿平方米,占全球总需求量的49.6%。
4 结 语
超薄玻璃行业属于典型的技术密集型和资本密
集型行业,制造工艺复杂,拥有较高的技术门槛。期
待我国超薄玻璃企业加快对超薄玻璃的技术创新,不
断地提高超薄玻璃的性能,在超薄玻璃核心技术上有
更大、更多的突破。
3.2 我国超薄玻璃进出口情况
我国2019年进口超薄玻璃20533万平方米,同比
增长3.9%,出口超薄玻璃1313万平方米,同比增长
583.9%,如表5所示。
(上接第12页)
将10组样品送至中国建材检验认证股份有限公
司进行落球冲击性能测试,采用标准GB/T 5137.1—
2002《汽车安全玻璃试验方法第1部分:力学性能试
验》,按照标准要求,冲击钢球重量227g,每组6片样
品最多破碎一块为合格。测试结果见表4。从表4中
可以看出,玻璃表面应力为900MPa左右时,当应力
层深度超过46
μ
m,玻璃样品抗落球冲击性能有明显
下降,这是由于应力层过深时,玻璃中心张应力接近
或者超过本体强度,外力冲击后玻璃的平衡状态极易
表4 落球冲击测试结果
组号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DOL/μm
34
36
38
42
43
46
48
52
54
55
冲击高度/m
4.8
5.2
5.8
6.2
6.2
6.2
5.0
4.4
3.4
3.2
227g钢球
备注
被破坏,很容易破碎。此外,应力层过浅,抗冲击
性能也较差,这是由于浅应力层对于表面裂纹扩展
约束能力较差,外力冲击下玻璃也容易碎裂。综合
以上结果分析,当玻璃表面应力为900MPa、应力层
深度为42~46
μ
m时抗冲击性能最佳。
3 结 论
(1)对于薄型高铝玻璃,由于化学钢化后表面应
力较高,应避免表面应力层过深,导致抗冲击性能变
差。
(2)考虑薄型高铝玻璃耐刮擦性能,表面应力层
应不宜过浅,兼顾抗冲击性能的前提下越深越好。
(3)通过理论计算和实验验证,1.8mm厚度高铝
玻璃进行化学钢化后,表面应力在900MPa左右、应
力层深度在42~44
μ
m时玻璃抗冲击性能最好。
参考文献
[1] 张峙琪,李伟捷,等.超薄玻璃化学钢化的研究进展[J].
玻璃与搪瓷,2009,37(04):40~45.
[2] 田英良,李俊杰,等.化学增强型超薄碱铝硅酸盐玻璃发
展概况与展望[J].燕山大学学报,2017,41(04):283~292.
[3] 刘志海,胡桂萍.钢化玻璃发展现状与趋势[J].玻璃,
2004,31(2):49~51.
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2024年7月10日发(作者:偶颖然)
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我国超薄玻璃发展历程浅析
刘志海
1 超薄玻璃定义及分类
1.1 超薄玻璃定义
目前,业内对超薄玻璃的定义(特指厚度范围)虽
有大致的认同,但具体操作或应用中则显得较为模
糊,所以给定超薄玻璃厚度范围很有必要。
最早给出超薄玻璃厚度的标准文件应该是国家
标准GB/T 20314—2006《液晶显示器用薄浮法玻
璃》,在其“分类”中,规定厚度为1.30mm、1.10mm、
0.85mm、0.70mm、0.55mm。该标准超薄玻璃厚度定
义为等于和小于1.3mm的玻璃。
在2017年修订的GB/T 20314—2017《液晶显示
器用薄浮法玻璃》中,其“范围”修订为,本标准适用
于厚度不大于1.0mm的TN、STN型液晶显示用钠钙
硅薄浮法玻璃。即:超薄玻璃为厚度不大于1.0mm的
玻璃。
《产业结构调整指导目录(2011年本)》的“鼓励
类”中,“电子工业用超薄(1.3mm以下)……等特殊
浮法玻璃生产线”。2013年修正本保留这一定义。即:
超薄玻璃为厚度1.3mm以下的玻璃。
国家标准GB∕T 31958—2015《薄膜晶体管液
晶显示器用基板玻璃》,回避厚度。仅规定了厚度偏
差和厚薄差:“基板玻璃的厚度偏差应小于或等于标
称值的10%;厚薄差应小于或等于0.015mm”。
GB/T 34171—2017《薄与超薄玻璃弯曲性能实
验方法 三点弯曲法》的“术语和定义”中薄玻璃的
定义:“厚度大于或等于1.1mm且小于3mm的玻璃”;
超薄玻璃的定义:“厚度小于1.1mm的玻璃”。该标
准不仅给出了超薄玻璃的厚度定义,同时也给出了
薄玻璃的厚度定义。
- 2 -
GB/T 37788—2019《超薄玻璃弹性模量实验方
法》的“范围”是,“本标准适用于厚度0.1~1.1mm的
玻璃的弹性模量测试。”该标准超薄玻璃厚度定义为
0.1~1.1mm的玻璃。
综上,笔者认为,就当前技术及市场而言,其定
义应为厚度等于或小于1.1mm,且大于0.1mm的玻璃
为超薄玻璃;厚度大于1.1mm且小于3mm的玻璃为
薄玻璃;厚度等于或小于0.1mm的玻璃为柔性玻璃,
如表1所示。
表1 超薄玻璃厚度范围
薄玻璃
厚度h/mm1.1
<
h≤3
超薄玻璃
0.1
<
h≤1.1
柔性玻璃
h≤0.1
1.2 超薄玻璃分类
按照化学成分的不同,超薄玻璃可分为含碱超薄
玻璃和无碱超薄玻璃。含碱超薄玻璃指的是化学组
成中含有碱金属氧化物的超薄玻璃,即钠钙硅玻璃或
铝硅酸盐玻璃。无碱超薄玻璃通常是指硬质硼硅酸
盐玻璃,其玻璃成分中含有B
2
O
3
,具有透光率高,光
电性能好等优点。
按制备方法可分为浮法、溢流下拉法、二次拉制
法、狭缝下拉法和二次抛光法超薄玻璃,目前我国主
要是浮法超薄玻璃和溢流法超薄玻璃。
2 超薄玻璃在我国的发展概述
2.1 有关超薄玻璃技术和产品的文献报道
《建材工业信息》1984年11期发表的邵忠“超薄
玻璃的制造方法”一文,是目前最早提及超薄玻璃的
文献。文中提到:“超薄玻璃指1mm厚度以下的平板
玻璃。这种薄玻璃主要用于手表、计算器的液晶显示
建筑玻璃与工业玻璃2020,№7
罩、基板玻璃、集成电路光电控制板和照相制板玻璃
等方面。最近出现了要求使用厚度在0.5mm以下的
超薄玻璃的动向”。该文主要介绍的是日本专利特开
昭58-9832,该专利提供了旭法、平拉、压延三种结合
的成形技术生产超薄玻璃方法。
《建材工业信息》1984年17期发表的赵开芝“生
产平板玻璃的一种新工艺方法”,文章较详介绍了美
国康宁公司的溢流下拉成形法, 并强调该法适宜于
生产1.5mm以下、表面质量高的薄玻璃。
《建材工业信息》1986年18期发表赵开芝的“超
薄平板玻璃的生产方法”,该文开头提到:“联邦德国
Eglasstrek有限公司最近建成投产了生产超薄平板玻
璃的直接电加热铂供料通路装置,用它生产的方法称
之为‘下拉法’”。也就是狭缝下拉法。
《玻璃译林》1991年第2期刊发晋占平、王途的
译文“浮法工艺生产低碱无碱超薄玻璃”,该文介绍
了日本旭硝子公司浮法工艺生产低碱无碱超薄玻璃
的情况。
2.2 我国超薄玻璃的生产探索情况
虽然本文已明确超薄玻璃定义为厚度等于或小
于1.1mm,且大于0.1mm的平板玻璃,但我国的超薄
玻璃生产经历了由薄到超薄的渐进过程。
2.2.1 我国薄玻璃的早期生产探索情况
1978年5月,大连玻璃厂为配合电子工业部搞大
规模集成电路,建成三机有槽制版玻璃生产线,生产
1.5~2mm薄玻璃。由于引上拉薄的产品常有线道、
气泡等缺陷,因此优质成品率较低。
1986年12月3日,秦皇岛耀华玻璃厂浮法玻璃
生产线成功地引出2mm的薄玻璃。该生产线1986年
10月30日引板,在生产出符合质量要求的6mm、5mm
玻璃之后,于当年11月25日引出3mm玻璃。
1987年4月30日洛阳玻璃厂第二浮法生产线批
量生产2mm,标志中国浮法技术的重大突破。
2.2.2 我国超薄玻璃的早期生产探索情况
1988年依安玻璃厂利用从比利时格拉威伯尔公
司西班牙CELO厂引进柯尔本技术和二手设备拉制了
2.0mm、1.5mm、1.2mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm和0.7mm
等各种厚度的薄玻璃。
1988年四川玻璃厂将在从比利时引进“一窑一
线”平拉法平板玻璃改扩为“一窑两线”,并于1989
年拉制出填补国内生产空白的0.5~1mm的超薄超平
整度玻璃,打入国际市场。
2.3 我国新世纪以来超薄玻璃的发展情况
2.3.1 我国浮法超薄玻璃的发展现状
2001年9月,中国首条超薄浮法玻璃生产线在
洛玻龙门玻璃公司点火投产,相继生产出了1.1mm、
0.7mm的超薄浮法玻璃。2006年1月洛玻集团洛阳龙
海电子玻璃有限公司第二代提高型STN级电子玻璃
生产线建成投产,分别于2010年7月组织生产0.55mm
超薄玻璃,2012年1成功生产出0.45mmSTN级超薄
玻璃产品;2014年1月成功研制出0.33mm超薄电子
玻璃;2015年3月研制出0.25mm电子玻璃。洛玻全
资子公司蚌埠中建材信息显示材料有限公司分别于
2015年3月成功拉引出0.2mm超薄浮法电子玻璃,
2016年4月,0.15mm超薄浮法电子玻璃下线,2018年
4月0.12mm超薄浮法电子玻璃下线,创造了浮法技
术工业化生产的世界最薄玻璃纪录,成为目前国内唯
一具备生产0.12mm至1.1mm全系列超薄浮法电子玻
璃能力的高科技企业。2019年4月28日,洛玻集团
洛阳龙海电子玻璃有限公司第三代信息显示超薄基
板玻璃生产线成功点火,该生产线在智能化、绿色化、
高端化方面多项指标达到国际先进或领先水平。
南玻集团于2010年正式进军超薄电子玻璃市场,
拥有河北视窗、宜昌光电、清远新材料、咸宁光电四
家子公司,产品厚度为0.2~1.1mm,品种由普通钠钙
玻璃到中铝、超白超薄、高铝玻璃持续衍生,产品广
泛用于钢化玻璃保护膜、盖板玻璃、ITO导电玻璃等
领域。2014年底,宜昌南玻光电玻璃有限公司相继
成功生产出0.4mm、0.33mm、0.25mm超薄电子玻璃,
并于2015年4月,成功研发量产0.2mm超薄电子玻璃。
南玻集团作为国内量产0.2mm超薄电子玻璃的行业
领先企业,其0.2~0.4mm各厚度产品出货量均为全
国第一,尤其是主打产品0.25mm玻璃,国内市场占
有率更是达到80%以上。
信义玻璃控股有限公司第一条超薄电子玻璃生
产线已于2013年4月在信义电子玻璃(芜湖)有限公
司点火投产,同年7月该生产线连续实现0.7mm及
0.55mm超薄电子玻璃的成功拉引,并实现商品化生
- 3 -
Architectural & Functional Glass №7 2020
产。
除上述公司外,还有河南省海川电子玻璃有限公
司、旭硝子显示玻璃(惠州)有限公司、四川旭虹光电
科技有限公司等使用浮法生产超薄玻璃。2019年7
月20日醴陵旗滨电子玻璃有限公司65吨级高性能电
子玻璃线点火,2020年2月19日成功生产出0.33mm
的高铝超薄电子玻璃。
2.3.2 我国溢流法超薄玻璃的发展现状
彩虹集团有限公司2008年9月建成国内第一片
拥有自主知识产权的第5代液晶玻璃基板下线;2009
年9月相继试做成功0.63mm和0.5mm玻璃基板。
2010年9月彩虹集团液晶玻璃二期扩产项目的首座
池炉在江苏省张家港市顺利点火投产。2010年10月
彩虹(合肥) 第6代液晶玻璃基板项目首条生产线池炉
在合肥市新站平板显示工业园顺利点火,这是我国第
一条具有自主知识产权的第6代液晶玻璃基板生产
线。彩虹集团有限公司建成咸阳、合肥、张家港三大
基板玻璃产业基地,形成了从5代、6代、到7.5代液
晶显示用基板玻璃及触控显示用盖板玻璃,从0.7mm
厚度到0.4mm厚度的系列化产品规模;截至2018年
3月末,彩虹集团已建成11条液晶基板玻璃生产线(5
条5代、4条6代、1条7.5代、1条8.5代后端线),其中
3条生产线已经量产,6代基板玻璃生产线综合良品
率提高到75%以上。
彩虹集团有限公司经历5代和6代试水不佳业
绩,成效均未达预期,销售额仅为预期的5.6%的阵
痛之后,2016年4月,彩虹股份募集资金总额不超过
230亿元,拟用于增资咸阳光电建设8.6代TFT-LCD
项目、增资彩虹液晶建设8.5代液晶玻璃基板生产线
项目以及补充流动资金。2018年7月,彩虹股份与康
宁公司签订《合资企业合同》,双方共同出资分别在
四川省成都市双流区、陕西省咸阳市高新区设立和运
营中外合资公司。2019年9月30日,国家专项“中国
首条溢流法G8.5+基板玻璃产线”在彩虹(合肥)液晶
玻璃有限公司点火投产。2020年2月18日中国电子
旗下彩虹集团近期突破了G8.5+液晶基板玻璃技术
瓶颈,实现0.5mm产品成功下线,标志着我国向高世
代基板玻璃产业发展迈出了关键一步。
2008年12月20日,东旭集团建成国内首条自
主研发的液晶玻璃基板生产线;2010年5月,东旭集
团郑州旭飞光电科技有限公司在郑州建成国内首条
拥有完全自主知识产权的G5世代玻璃基板生产线;
2011年6月30日,东旭集团成都中光电项目实现国
内首条0.5mmG4.5液晶玻璃基板生产线产品的批量
销售;2011年5月28日石家庄旭新光电科技有限公
司首条生产线池炉点火,9月拉出第一片合格认证半
成品;2012年11月28日芜湖东旭光电科技有限公司
一期首台窑炉点火投产。
表2 我国超薄玻璃产品品种首条生产线或首家量产情况
浮法工艺
厚度
1.1mm
0.7mm
0.63mm
0.55mm
0.5mm
0.45mm
0.4mm
0.38mm
0.33mm
0.3mm
0.25mm
0.2mm
0.15mm
0.12mm
量产时间
2002.2.28
2004.8.29
-
2006.6.14
2010.7.15
2012.1.17
2013.9.2
-
2014.1.6
2015.2.22
2015.2.24
2015.3.28
2016.4.28
2018.4.19
蚌埠中建材信息显示材料有限公司电子信息
显示超薄玻璃基板生产线
洛玻集团洛阳龙海电子玻璃有限公司生产线
-
洛玻集团洛阳龙海电子玻璃有限公司生产线
首条量产生产线
洛玻集团龙玻公司超薄玻璃生产线
洛玻集团龙玻公司超薄玻璃生产线
-
洛玻集团龙玻公司超薄玻璃生产线
量产时间
-
2008.9.8
2009.9.24
-
2009.10.8
-
2011.9.26
2015.8.5
-
2014.10.13
-
-
-
-
-
彩虹集团电子股份有限公司
彩虹集团电子股份有限公司
-
彩虹集团电子股份有限公司
-
彩虹集团电子股份有限公司
郑州旭飞光电科技有限公司
-
成都中光电科技有限公司
-
-
-
-
溢流下拉工艺
首家量产公司
- 4 -
建筑玻璃与工业玻璃2020,№7
2012年6月,郑州旭飞光电科技有限公司5代玻
璃基板生产线已经实现稳定生产0.7mm、0.5mm厚
度等多品种玻璃基板。2013年11月22日,芜湖东旭
0.4mmG6代液晶玻璃基板试制成功下线;2014年10
月8日,东旭光电参股子公司成都中光电成功下线厚
度为0.3mm的第4.5代玻璃基板,2015年8月5日郑州
旭飞自主研发,厚度分别为0.38mm、0.3mm的第6代、
第5代玻璃基板成功下线。2015年10月30日,四川
旭虹光电科技有限公司0.3mm高铝盖板玻璃成功下
线,0.3mm硅铝玻璃是在0.4mm的基础上进行的。
截至目前,东旭光电拥有郑州、石家庄、芜湖、福
州四大液晶玻璃基板生产基地,建成产线共计20余
条,全面覆盖G5、G6和G8.5代液晶玻璃基板产品,量
产产能稳居国内第一、全球第四。此外,东旭光电还
拓展了以盖板玻璃及彩色滤光片为代表的新型显示
材料业务,有效增强公司在TFT-LCD领域的核心竞
争力。与北京工业大学、武汉理工大学等共同完成的
基板课题“光电显示用高均匀超净面玻璃基板关键
技术与设备开发及产业化”项目和盖板课题“高强超
薄浮法铝硅酸盐屏幕保护玻璃规模化生产成套技术
与应用开发”项目,分别获得国务院颁发的2018年度
“国家科学技术进步奖”一等奖和二等奖。
我国超薄玻璃产品品种首条生产线或首家量产
情况见表2。
2.3.3 我国超薄玻璃产能情况
目前,国内从事玻璃基板研究生产的约有10余
家。2019年我国超薄玻璃生产产能21430万平方米,
同比增长18.3%。其中钠钙硅超薄玻璃产能为8770
万平方米,同比增长16.0%;无碱玻璃基板9348万平
方米,同比增长14.6%;高铝盖板玻璃产能3312万平
方米,同比增长37.5%,如表3所示。
3 我国超薄玻璃标准及进出口情况
3.1 我国超薄玻璃标准情况
截至2020年3月底,我国现行及公布即将实施的
表4 我国现行及即将实施的超薄玻璃标准
序号标准名称标准编号
国际标准
1光伏组件用超薄玻璃SEMI PV63—0215
国际半导体设备与材料协会北美光
伏标准技术委员会
国家质量监督检验检疫总局国家标
准化管理委员会
国家质量监督检验检疫总局国家标
准化管理委员会
2015-2-11-
发布部门发布日期实施日期
国家标准
1
2
3
4
5
6
7
8
液晶显示器用薄浮法玻璃GB/T 20314—20172017-09-072018-08-01
2017-09-072018-08-01
薄与超薄玻璃弯曲性能试验方法
GB/T 34171—2017
三点弯曲法
超薄玻璃弹性模量试验方法GB/T 37788—2019
国家市场监督管理总局 国家标准化
2019-08-302020-07-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2019-08-302020-07-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2019-08-302020-07-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2020-03-312021-02-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2020-03-312021-02-01
管理委员会
国家市场监督管理总局 国家标准化
2020-03-312021-02-01
管理委员会
工业和信息化部
工业和信息化部
2018-04-302018-09-01
2016-01-152016-06-01
超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方
GB/T 37900—2019
法 小负荷维氏硬度压痕法
超薄玻璃再热线收缩率测试方法
GB/T 37991—2019
膨胀仪法
超薄玻璃柔韧性试验方法 两点
弯曲法
GB/T 38686—2020
超薄玻璃再热线收缩率试验方法
GB/T 38711—2020
激光法
超薄玻璃导热系数试验方法 热
流法
超薄钢化玻璃
光伏组件用超薄玻璃
GB/T 38712—2020
行业标准
1
2
JC/T 2454—2018
SJ/T 11571—2016
- 5 -
Architectural & Functional Glass №7 2020
超薄玻璃标准共11项,其中国际标准1项,国家标准
8项,行业标准2项;现行标准5项,公布即将实施的
超薄玻璃标准6项,如表4所示。
表3 我国超薄玻璃产能情况
2016年
超薄玻璃产能
)
(万m
2
其中:钠钙硅超薄
玻璃
无碱玻璃基板
高铝盖板玻璃
13780
7183
4797
1800
2017年
17086
7558
7428
2100
2018年2019年
18121
7558
8155
2408
21430
8770
9348
3312
)
超薄玻璃进口量(万m
2
)
超薄玻璃出口量(万m
2
表5 我国近几年超薄玻璃进出口量
2017年
18960
252
2018年
19759
192
2019年
20533
1313
从表5看出,我国超薄玻璃的进口量连年增长,
说明市场空间和发展潜力巨大。有资料显示,2020
年我国8.5代及以上TFT-LCD玻璃基板市场需求将
超3亿平方米,占全球总需求量的49.6%。
4 结 语
超薄玻璃行业属于典型的技术密集型和资本密
集型行业,制造工艺复杂,拥有较高的技术门槛。期
待我国超薄玻璃企业加快对超薄玻璃的技术创新,不
断地提高超薄玻璃的性能,在超薄玻璃核心技术上有
更大、更多的突破。
3.2 我国超薄玻璃进出口情况
我国2019年进口超薄玻璃20533万平方米,同比
增长3.9%,出口超薄玻璃1313万平方米,同比增长
583.9%,如表5所示。
(上接第12页)
将10组样品送至中国建材检验认证股份有限公
司进行落球冲击性能测试,采用标准GB/T 5137.1—
2002《汽车安全玻璃试验方法第1部分:力学性能试
验》,按照标准要求,冲击钢球重量227g,每组6片样
品最多破碎一块为合格。测试结果见表4。从表4中
可以看出,玻璃表面应力为900MPa左右时,当应力
层深度超过46
μ
m,玻璃样品抗落球冲击性能有明显
下降,这是由于应力层过深时,玻璃中心张应力接近
或者超过本体强度,外力冲击后玻璃的平衡状态极易
表4 落球冲击测试结果
组号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DOL/μm
34
36
38
42
43
46
48
52
54
55
冲击高度/m
4.8
5.2
5.8
6.2
6.2
6.2
5.0
4.4
3.4
3.2
227g钢球
备注
被破坏,很容易破碎。此外,应力层过浅,抗冲击
性能也较差,这是由于浅应力层对于表面裂纹扩展
约束能力较差,外力冲击下玻璃也容易碎裂。综合
以上结果分析,当玻璃表面应力为900MPa、应力层
深度为42~46
μ
m时抗冲击性能最佳。
3 结 论
(1)对于薄型高铝玻璃,由于化学钢化后表面应
力较高,应避免表面应力层过深,导致抗冲击性能变
差。
(2)考虑薄型高铝玻璃耐刮擦性能,表面应力层
应不宜过浅,兼顾抗冲击性能的前提下越深越好。
(3)通过理论计算和实验验证,1.8mm厚度高铝
玻璃进行化学钢化后,表面应力在900MPa左右、应
力层深度在42~44
μ
m时玻璃抗冲击性能最好。
参考文献
[1] 张峙琪,李伟捷,等.超薄玻璃化学钢化的研究进展[J].
玻璃与搪瓷,2009,37(04):40~45.
[2] 田英良,李俊杰,等.化学增强型超薄碱铝硅酸盐玻璃发
展概况与展望[J].燕山大学学报,2017,41(04):283~292.
[3] 刘志海,胡桂萍.钢化玻璃发展现状与趋势[J].玻璃,
2004,31(2):49~51.
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