專(zhuān)利名稱(chēng)：一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于等離子顯示器的光電玻璃生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于浮法生產(chǎn)，涉及一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板的配方。
背景技術(shù)：
等離子顯示技術(shù)PDP是近年來(lái)伴隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的平板顯示技術(shù)，是目前民用市場(chǎng)上的兩種最主要的平板顯示技術(shù)。尤其，PDP作為大型的平板彩色顯示器受到注目。在PDP中，其前后基板之間具有大量單元，通過(guò)在該單元中進(jìn)行等離子體放電而形成圖像，其工作原理與日光燈類(lèi)似。PDP采用等離子管作為發(fā)光元件，屏幕上的每一個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的等離子管。PDP的屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，在兩塊玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導(dǎo)電薄膜作激勵(lì)電極，因此要求玻璃基板具有比較高的應(yīng)變點(diǎn)溫度。目前彩色PDP的類(lèi)型主要有三種單基板式交流TOP、雙式交流PDP和脈沖存儲(chǔ)直流rop。PDP是一種自發(fā)光顯示技術(shù)，不需要背景光源，沒(méi)有IXD顯示器的視角和亮度均勻性問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)了高亮度和高對(duì)比度，可以實(shí)現(xiàn)非常清晰的圖像。等離子顯示技術(shù)在動(dòng)態(tài)視頻顯示領(lǐng)域里有明顯優(yōu)勢(shì)，更加適合作為大屏幕顯示終端。等離子顯示技術(shù)無(wú)掃描線掃描，因此圖像清晰穩(wěn)定無(wú)閃爍，可以防止眼睛疲勞，同時(shí)PDP也避免了 X射線對(duì)人體的輻射。由于這些突出特點(diǎn)，PDP可以稱(chēng)為真正意義上的綠色環(huán)保顯示產(chǎn)品。等離子的工作原理是一種利用氣體放電的顯示技術(shù)，其工作原理與日光燈很相似。它采用了等離子管作為發(fā)光組件，屏幕上每一個(gè)等離子管對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，四周經(jīng)氣密性封接形成一個(gè)個(gè)放電空間。放電空間內(nèi)充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質(zhì)。在兩塊玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導(dǎo)電薄膜作激勵(lì)電極。當(dāng)向電極上加入電壓，放電空間內(nèi)的混合氣體便發(fā)生等離子體放電現(xiàn)象。氣體等離子體放電產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光屏，熒光屏發(fā)射出可見(jiàn)光，顯現(xiàn)出圖像。當(dāng)使用涂有三原色(也稱(chēng)三基色)熒光粉的熒光屏?xí)r，紫外線激發(fā)熒光屏，熒光屏發(fā)出的光則呈紅、綠、藍(lán)三原色。當(dāng)每一原色單元實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度后再進(jìn)行混色，便實(shí)現(xiàn)彩色顯示。等離子體顯示器技術(shù)按其工作方式可分為電極與氣體直接接觸的直流型PDP和電極上覆蓋介質(zhì)層的交流型PDP兩大類(lèi)。目前研究開(kāi)發(fā)的彩色PDP的類(lèi)型主要有三種單基板式(又稱(chēng)表面放電式)交流TOP、雙式(又稱(chēng)對(duì)向放電式)交流PDP和脈沖存儲(chǔ)直流PDP。作為PDP玻璃基板原片必須具有下列的特性
1)具有高于570°C的應(yīng)變點(diǎn)溫度，減少玻璃基板在后續(xù)加工熱處理時(shí)發(fā)生彈性特征變化，引起玻璃基板彎曲變形；
2)具有高的線膨脹系數(shù)，熱膨脹系數(shù)80-90X10_7/°C之間，減少熱處理溫度變化而引起的熱收縮和不規(guī)則變形，或者炸裂； 3)較高的體電阻，顯示器是由前后兩塊基板制成，兩塊基板制成陰陽(yáng)電極，用氣體隔離形成放電空間，玻璃基板是用來(lái)密封的，必須具有保持內(nèi)部與外部的電絕緣性；4)良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在玻璃基板上要進(jìn)行許多化學(xué)溶劑的涂膜和光刻，必須耐多種試劑的侵蝕而能不產(chǎn)生表面缺陷；
5)有較好的抵抗風(fēng)化的能力，用于彩色顯示器不會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)疲勞和老化現(xiàn)象。此外，為了適應(yīng)大尺寸顯示器輕量化的要求，玻璃基板的密度必須足夠低，一般需低于2.8g/ cm3，且越輕越好。在以上的PDP與CRT和IXD對(duì)比下，以及對(duì)TOP玻璃基板提出的高要求下，促使了我們對(duì)等離子玻璃基板的開(kāi)發(fā)研究。未來(lái)的顯示領(lǐng)域發(fā)展，將會(huì)以大型化和精致化為主導(dǎo)旋律，等離子顯示器時(shí)代即將到來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中等離子顯示器玻璃基板的研發(fā)空白，提供一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板的料方設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)化學(xué)組成的精細(xì)配比，可以生產(chǎn)出滿足rop 玻璃基板的各項(xiàng)性能指標(biāo)的玻璃基板原片。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，關(guān)鍵在于所述的玻璃基板中各化學(xué)成分按重量百分比組成如下
SiO250 65%，
Al2O35 15%，
Na2O0.01^15%,
MgO0. 01 15%，
CaO0. Of 10%，
SrO0. Of 15%,
BaO0. Of 13%,
Fe2O30. OTP/o,
ZrO20.01 5%。本發(fā)明中最關(guān)鍵的一是對(duì)于各種組成中氧化物的合理控制，獲得大于200微米無(wú)任何質(zhì)量缺陷，更加符合PDP基板要求的玻璃原片；二是本配方中不含氧化鉀，由于鉀離子半徑大于鈉離子，氧化鉀給出氧的能力強(qiáng)化氧化鈉，鉀離子占據(jù)玻璃硅氧骨架結(jié)構(gòu)中，增加鏈條半徑，減少了玻璃基板的密度，更加符合PDP基板輕量化的要求；三是加入Fe2O3成分后，可以平衡原料內(nèi)部氧化還原氣氛的波動(dòng)，尤其是硅砂原料中有機(jī)氧化物含量的微量波動(dòng)，避免影響澄清效果，產(chǎn)生微氣泡缺陷。
用此種化學(xué)成份的混合物熔化出的玻璃，更加符合PDP基板輕量化的要求，而且改善了浮法玻璃的熔化性能，促進(jìn)澄清和均化的效果，更加有效的排除玻璃液內(nèi)部的微氣泡，在200微米內(nèi)無(wú)任何質(zhì)量缺陷，完全可以滿足了 PDP玻璃基板原片的所有性能要求密度小于或等于2. 84g/cm3，具有高于570°C的應(yīng)變點(diǎn)溫度，在(T350°C范圍的線性熱膨脹系數(shù)80 X 10_7/K 92X1(T7/K 之間。
具體實(shí)施例方式一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，重要的是所述的玻璃基板中各化學(xué)成分按重量百分比組成如下SiO250 65%，
Al2O35 15%，
Na2O0.01^15%,
MgO0. 01 15%，
CaO0. Of 10%，
SrO0. Of 15%,
BaO0. Of 13%,
Fe2O30. OTP/o,
ZrO20. OI 5%。所述的MgO、CaO, SrO, BaO的重量之和占總量的5 30%。所述的MgO的含量?jī)?yōu)選2. 07 3. 18%。所述的CaO的含量?jī)?yōu)選2. 29 4. 43%。所述的SrO的含量?jī)?yōu)選5. 93 9. 36%。所述的BaO的含量?jī)?yōu)選4. 27 7. 83%。所述的Fe2O3的含量?jī)?yōu)選0. 08-0. 23%。所述的ZrO2的含量?jī)?yōu)選0. 88-4. 36%。所述的Na2O的含量?jī)?yōu)選9. 17^13. 02%。所述的Al2O3的含量?jī)?yōu)選8. 07 10. 38%。本發(fā)明中最關(guān)鍵的是配方中不含氧化鉀，由于鉀離子半徑大于鈉離子，氧化鉀給出氧的能力強(qiáng)化氧化鈉，鉀離子占據(jù)玻璃硅氧骨架結(jié)構(gòu)中，增加鏈條半徑，減少了玻璃基板的密度，更加符合PDP基板輕量化的要求，用此配方生產(chǎn)出的玻璃基板原片的密度小于或等于 2. 84g/cm3。本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，a、按照依據(jù)玻璃性能要求設(shè)計(jì)的玻璃配方準(zhǔn)確稱(chēng)取所需要的原材料，將原料粗顆粒碾碎混勻，裝入鉬金坩堝備用山、樣品在1480°C放入高溫爐后，溫度升至1480°C恒溫保溫3小時(shí)，3分鐘升溫至1520°C，恒溫保溫2. 5小時(shí)，2分鐘升至1540 V，恒溫保溫1. 5小時(shí)后，熔樣結(jié)束；c、在熔樣結(jié)束前1. 5小時(shí)開(kāi)啟退火馬弗爐，使馬弗爐爐膛溫度升到620°C，同時(shí)放入成型鋼板預(yù)熱；d、熔樣結(jié)束后，將熔好的玻璃液倒在已經(jīng)預(yù)熱好的鋼板上的成型槽內(nèi)，倒樣時(shí)使玻璃液勻速向后移動(dòng)，保證玻璃均勻；e、迅速將成型的玻璃樣送入馬弗爐中退火I小時(shí)，之后將馬弗爐自然降溫，達(dá)到室溫后退火結(jié)束。在本發(fā)明中，SiO2為玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體，是玻璃的骨架，其含量低于50被％時(shí)，玻璃基板的耐熱性惡化；而如果其含量超過(guò)75wt%以后，玻璃的高溫粘度會(huì)增加，使玻璃的熔化溫度更高，無(wú)法滿足各工序生產(chǎn)時(shí)所需的條件；同時(shí)，玻璃的線性熱膨脹系數(shù)會(huì)下降。因此要使SiO2的含量在比較適合的范圍內(nèi)，才可以滿足生產(chǎn)與性能的要求。其較適合的范圍是50%飛5%。Al2O3具有改善玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的功效，可以提高玻璃化溫度、使玻璃基板的耐熱性提高，如果其含量少于I. 5wt%時(shí)，效果不明顯，但是，如果超過(guò)15wt%，玻璃的高溫粘度增力口，無(wú)法降低制造玻璃基板時(shí)的溫度。其較適合的范圍是59Tl5%。MgO具有降低玻璃熔化時(shí)的粘性并促進(jìn)玻璃熔化的作用，但是如果其含量超過(guò)15%，則會(huì)產(chǎn)生玻璃的熱膨脹系數(shù)過(guò)大的傾向，而且玻璃會(huì)變得容易失透。其較適合的范圍是0.01% 15%。CaO具有降低玻璃化溫度、增大玻璃線性熱膨脹系數(shù)有效果，并且可以降低玻璃的高溫粘度。但是如果其含量超過(guò)12%，則存在熱膨脹系數(shù)過(guò)大的傾向，且變得容易發(fā)生失透。其較適合的范圍是0. 01% 10%。SrO具有降低玻璃化溫度、增大熱膨脹系數(shù)和降低玻璃的高溫粘度的效果。但是如果其含量超過(guò)16%，則存在線性熱膨脹系數(shù)和密度過(guò)大的傾向，且變得容易發(fā)生失透。較適合的范圍是0. 01% 15%。BaO具有降低玻璃化溫度和增大熱膨脹系數(shù)的效果。但是如果其含量超過(guò)16%，則存在熱膨脹系數(shù)和密度過(guò)大的傾向，且變得容易發(fā)生失透。較適合的范圍是0.op/ri3%。Na2O具有降低玻璃熔解溫度及降低黏度之作用，具有助熔效果，可降低玻璃熔解所需能量，降低黏度也有助于排除氣泡，縮短玻璃熔解與澄清時(shí)間。但是過(guò)量加入容易引起玻璃的耐熱性非常容易下降，且弱化耐酸堿侵蝕能力，也會(huì)降低玻璃機(jī)械性質(zhì)。Na2O較適合的范圍是0. 01% 15%。ZrO2具有提高玻璃的耐熱性和化學(xué)耐久性的效果，如果其含量超過(guò)10%，則玻璃會(huì)容易失透。ZrO2較適合的范圍是0.01% 5%。本發(fā)明所制成玻璃樣品的組成及物理特性匯整于表I、表2、表3
表I
權(quán)利要求
1.一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的玻璃基板中各化學(xué)成分按重量百分比組成如下 SiO250 65%， Al2O35 15%， Na2OO. 01 15%， MgOO. 01 15%， CaOO. Of 10%， SrOO. Of 15%, BaOO. Of 13%, Fe2O30.0Γ %, ZrO20.0Γ5%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的MgO、CaO、SrO、BaO的重量之和占總量的5 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的MgO的含量?jī)?yōu)選2. 07^3. 18%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的CaO的含量?jī)?yōu)選2. 29 4. 43%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的SrO的含量?jī)?yōu)選5. 93 9. 36%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的BaO的含量?jī)?yōu)選4. 2 · 83%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的Fe2O3的含量?jī)?yōu)選O. 08-0. 23%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的ZrO2的含量?jī)?yōu)選O. 88-4. 36%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的Na2O的含量?jī)?yōu)選9. 17 13. 02%。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，其特征在于所述的Al2O3的含量?jī)?yōu)選8. 07 10. 38%O
全文摘要
一種等離子體顯示器面板用的玻璃基板，所述的玻璃基板中各化學(xué)成分按重量百分比組成如下SiO2 50~65%，Al2O3 5~15%，Na2O0.01~15%，MgO 0.01~15%，CaO 0.01~10%，SrO 0.01~15%，BaO 0.01~13%，F(xiàn)e2O3 0.01~1%，ZrO2 0.01~5%。填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)光學(xué)玻璃市場(chǎng)中等離子顯示器玻璃基板的研發(fā)空白，提供浮法工藝生產(chǎn)PDP玻璃基板原片的料方成分，通過(guò)對(duì)化學(xué)組成的精細(xì)配比，可以生產(chǎn)出更加輕量化、滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的PDP玻璃基板。
文檔編號(hào)H01M8/06GK102701588SQ20121019224
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者劉文泰, 張廣濤, 李俊鋒, 李兆廷, 李震, 田穎, 閆冬成 申請(qǐng)人:東旭集團(tuán)有限公司