摘要：以 OLED 基板玻璃为研究对象，基于座滴法进行玻璃熔体表面张力实验，研究化学组成对无碱铝硼硅玻璃表面张力的影响。研究结果表明：Al₂O₃/SiO₂ 和 MgO/RO（RO 为碱土金属氧化物总和）的增加会导致玻璃熔体表面张力增大，增加 ZnO/(ZnO+SrO) 有降低玻璃熔体表面张力的作用；增加 RO/(Al₂O₃+B₂O₃)，玻璃表面张力会呈现先增大后减小的趋势，且在 RO/(Al₂O₃+B₂O₃)=1 处出现极大值。

随着电子信息技术的飞速发展，电子信息显示产品，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电视、智能手表等呈现出日新月异的变化，显示产品从笨重的 CRT（阴极射线管）快速转换到轻薄的 LCD（液晶显示）平板，近些年又出现了可柔可刚且性能更优的 OLED（有机发光二极管显示）。

基板玻璃作为平板显示面板不可或缺的关键基础材料之一，随着显示产品的技术革新也在不断改进与提升。OLED 的工艺技术相较 LCD 更为严苛，因此对 OLED 基板玻璃的生产提出了更高的技术要求。

无碱铝硼硅玻璃是基板玻璃的优选成分体系，具有优异的物理和化学性能，特别是在机械强度、介电性能、耐酸碱性以及耐热性等方面均优于其它玻璃系统。但无碱铝硼硅玻璃对生产工艺参数要求很高，生产难度极大，全球 OLED 基板玻璃生产厂商及研发机构均对生产工艺和性能问题十分关注。

表面张力是与生产基板玻璃密切相关的性能，不仅在玻璃熔化澄清过程中影响熔体中气泡的生长、溶解和排出速度，还关系到基板玻璃熔体的澄清质量，同时在成型过程中也起着重要的作用，尤其对于超薄化基板玻璃，表面张力会限制玻璃熔体的摊开展薄。在表面张力作用下，熔融玻璃带会产生显著的横向回缩效应，从两侧向中心聚拢，并且会导致沿板面宽度方向的厚度不均匀，出现板面两侧厚度大、中间厚度小的状况（板边为不合格厚度）。因此，不论溢流法还是浮法生产工艺，在开发 OLED 基板玻璃的化学组成和实际生产中，玻璃熔体表面张力都是一个极为重要的生产控制指标。

玻璃熔体表面张力很大程度上取决于玻璃化学组成，玻璃熔体原子或质点间相互作用力越大，表面张力就越大。按照氧化物对玻璃熔体表面张力的影响，可将其分为表面惰性组分、表面活性组分和低溶解度高活性组分。表面惰性组分能增大系统表面张力，一般为网络形成体，如 SiO₂、Al₂O₃ 等；表面活性组分能降低系统表面张力，一般为网络外体，如 K₂O、P₂O₅ 等；低溶解度高活性组分趋向于聚集在表面，降低表面张力，添加微量即可对表面张力产生较大影响，如 V₂O₅、MoO₃ 等。对于满足 OLED 基板使用的无碱铝硼硅玻璃，其不含碱金属氧化物，Al₂O₃ 含量较高，表面张力高于普通钠钙玻璃。与 LCD 基板玻璃相比，为了进一步提高玻璃应变点温度（T₁₄.₅），使玻璃在制备 OLED 过程中尺寸稳定性增强，而减少了降低应变点温度和表面张力的 B₂O₃ 含量，引起表面张力进一步增大。因此，研究基板玻璃的表面张力与组成的关系，对于基板玻璃的超薄化成型具有重要意义。

本研究从 OLED 基板玻璃化学组成的 Al₂O₃/SiO₂、RO/(Al₂O₃+B₂O₃)、MgO/RO 和 ZnO/(SrO+ZnO) 四个方面出发，探究化学组成对 OLED 基板玻璃熔体表面张力的影响，为优化实际生产工艺提供理论基础。

1 实验方法

1.1 组成设计

根据开发需求，本文设计了四组不同化学组成的 OLED 基板玻璃。如表 1~表 4 所示，分别通过改变组成中的 Al₂O₃/SiO₂、RO/(Al₂O₃+B₂O₃)、MgO/RO 和 ZnO/(SrO+ZnO)，研究表面惰性组分和表面活性组分的相对含量，以及同碱土金属氧化物网络作用相似但活性更强的过渡金属氧化物对无碱铝硅酸盐玻璃表面张力的影响。