CN102424525A

CN102424525A - 一种fed平板显示器

Info

Publication number: CN102424525A
Application number: CN2011102597367A
Authority: CN
Inventors: 杜寰; 韩郑生
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: BEIJING YANDONG MICROELECTRONIC CO LTD
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-04-25

Abstract

本发明涉及一种FED平板显示器，尤其涉及该显示器所用的玻璃板。所述FED平板显示器中玻璃板的各组分重量百分比组成为：58%～64%的SiO₂、8%～15%的B₂O₃、12%～16%的Al₂O₃、5%～9%的MgO、6%～8%的CaO、2%～4%的BaO、1%～4%的Y₂O₃、0%～2%的SnO₂，0～0.5%的CeO₂，0～1%的Cl，0.005%～0.1%的R₂O。本发明用于FED平板显示器的玻璃板是具有高应变点、低膨胀系数、高弹性模量、基本无碱的高弹性模量的铝硼硅酸盐玻璃，应用在FED平板显示器件上可以使FED平板显示器件具有非常好的热稳定性和高可靠性。

Description

一种FED平板显示器

技术领域

本发明涉及一种FED平板显示器，尤其涉及该显示器所用的玻璃板。

背景技术

在当今的信息社会中，显示技术是人们获取信息的重要来源之一。传统的显示技术（CRT(Cathode Ray Tube)）由于其较庞大的体积和较高的功耗制约其技术进一步发展。FED平板显示技术是在CRT技术的基础上发展起来的新型显示技术，它是通过用冷阴极射线管阵列，取代传统的电子枪（CRT）发射的阴极射线的偏转扫描。因此，它保留了传统CRT显示器的优点（如色调，色饱和度等），摒弃了它的缺点（如体积大，功耗高等）。相比于液晶平板显示技术，它具有主动发光、响应时间快、以及显示技术（色调，色饱和度等）更容易被人们接受等优点。因此，使得它在军用、民用两方面都具有十分广泛的应用。

FED平板显示器由构成冷阴极射线管阵列的基板、发射阴极射线的栅极以及加速和捕获阴极射线的阳极（由涂有ITO和荧光粉的玻璃板构成）。这些玻璃板必须满足高标准：(1)具有较高的玻璃应变温度，使玻璃基板转化成具有高热安定性；(2)具有较小的热膨胀系数；(3)耐化学性，使制作工艺能在严苛的蚀刻条件下进行；(4)不会有碱金属离子迁移出玻璃表面而破坏晶体管等组件；（5）较高的比弹性模量。

发明内容

本发明针对FED平板显示器的玻璃板必须满足上述高标准的需求,提供一种FED平板显示器，尤其用于该显示器的玻璃板。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种FED平板显示器由冷阴极射线管阵列的基板、发射阴极射线的栅极以及加速和捕获阴极射线的阳极组成，而阳极由涂有ITO和荧光粉的玻璃板构成，所述玻璃板的各组分重量百分比组成为：58%～64%的SiO₂、8%～15%的B₂O₃、12%～16%的Al₂O₃、5%～9%的MgO、6%～8%的CaO、2%～4%的BaO、1%～4%的Y₂O₃、0%～2%的SnO₂，0～0.5%的CeO₂，0～1%的Cl，0.005%～0.1%的R₂O，其中，R＝Li，Na或K，所述SnO₂、CeO₂和Cl的重量百分比不同时为0。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述SiO₂的重量百分比含量为59%～60%。

进一步，所述B₂O₃的重量百分比含量为9%～11%。

进一步，所述Al₂O₃的重量百分比含量为14%～15%。

进一步，所述MgO的重量百分比含量为5%～7%。

进一步，所述CaO的重量百分比含量为6%～7%。

进一步，所述Y₂O₃的重量百分比含量为2%～3%。

进一步，所述R₂O的重量百分比含量为0.01%～0.06%。

本发明的有益效果是：本发明用于FED平板显示器的玻璃板是具有高应变点、低膨胀系数、高弹性模量、基本无碱的高弹性模量的铝硼硅酸盐玻璃，应用在FED平板显示器件上可以使FED平板显示器件具有非常好的热稳定性和高可靠性。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明用于FED平板显示器的玻璃板的密度小于2.38g/cm³，20～300℃范围的平均线膨胀系数大于31×10^-7/℃，小于39×10^-7/℃，优选小于38×10^-7/℃；应变点大于650℃，优选不低于660℃；弹性模量大于7.3kg/mm²，优选大于7.4kg/mm²，更优选大于7.5kg/mm²，该玻璃应用于FED平板显示器可以提高器件的亮度，提高器件的热稳定性和可靠性，提高器件的抗真空压力的强度。

在本发明中，SiO₂的重量百分率为58～64％。SiO₂为主要的玻璃网络形成剂，可以降低玻璃的热膨胀系数和密度，提高玻璃应变点，但增加玻璃熔点。SiO₂含量低于58wt％时，不易获得低膨胀、低密度和高应变点的玻璃，会降低玻璃的耐酸性等化学稳定性；SiO₂含量在64wt％以上时，玻璃的高温粘度增加，造成玻璃熔制温度过高，玻璃熔制困难，优选控制58～62%，更优选控制在59～60%。

B₂O₃既是玻璃网络形成体，又是一种助熔剂，它可以降低玻璃粘度和提高玻璃稳定性，本发明中，B₂O₃的重量百分率为8～15%，B₂O₃含量低于8wt％，无法起到助熔作用，不利于降低玻璃密度，同时玻璃的抗缓冲氢氟酸溶液的能力较差，B₂O₃含量超过15wt％时，玻璃应变点降低太大，并降低玻璃的抗酸性，同时使玻璃的分相倾向增加，降低玻璃稳定性，优选控制在8～12%，更优选控制在9～11%。

Al₂O₃可以显著提高玻璃的应变点和弹性模量，增加玻璃的化学稳定性，还可以增加玻璃稳定性，降低玻璃的热膨胀系数，Al₂O₃的另一优点是可以提高玻璃的弹性模量。Al₂O₃含量低于12wt％，不易获得高应变点的无碱玻璃，玻璃化学稳定性不足，不利于提高玻璃的弹性模量；Al₂O₃含量大于16wt％会显著增加玻璃的高温粘度，使熔制温度升高，优选控制在13～16%，更优选控制在14～15%。

MgO具有降低玻璃高温粘度、增加低温粘度的作用，还可明显提高玻璃的弹性模量。本发明中，其含量限定在5～9wt％，MgO含量高于9wt％，会降低玻璃稳定性，增加液相温度，使玻璃抗失透能力下降。为提高玻璃的弹性模量，优选控制在5～8%，更优选控制在5～7%。

CaO同样具有降低玻璃高温粘度、增加低温粘度的作用，起到助熔剂作用，并可以增加玻璃耐酸性。本发明中，CaO含量限定在6～8wt％之间，CaO含量大于8wt％，会使玻璃膨胀系数增加过大，玻璃的抗冲氢氟酸溶液能力下降，并降低玻璃稳定性，使玻璃失透倾向增加；CaO含量小于6wt％，对降低玻璃熔制温度和提高玻璃抗酸性不利，优选控制在6～7%。

BaO具有增加玻璃化学稳定性和提高玻璃抗失透的作用，本发明发现通过在没有氧化锶时加入氧化钡，一方面，可以达到很低的密度，另一方面，可以达到高的比弹性模量，还满足对于粘度曲线和高转变温度的特别需要。

Y₂O₃可以显著地提高玻璃的弹性模量，并可降低玻璃的熔化温度，本发明中，Y₂O₃的含量为1～4wt％。Y₂O₃的含量超过4wt％时，对玻璃析晶稳定性不利，并过于增加玻璃成本，优选控制在2～4%，更优选控制在2～3%。

碱金属氧化物R₂O(R＝Li，Na或K)可以显著地降低玻璃的熔化温度，还可以抑制玻璃的分相，从而提高玻璃的析晶稳定性，但在液晶面板制造过程中，由于碱金属氧化物损害半导体膜的性能，其含量受到限制。本发明中，碱金属氧化物R₂O的含量不超过0.08wt％，较好不超过0.06wt％；由于玻璃中的碱金属氧化物R₂O是无法避免的，优选控制在0.01～0.06％。

本发明的玻璃中还含有至少一种选自下列组分的澄清剂：0～2%的SnO₂，0～0.5%的CeO₂，0～1%的Cl。澄清剂的含量主要是为了提高玻璃的熔制质量，减少玻璃中的气泡，但过多的澄清剂会导致玻璃稳定性下降，也会对玻璃的其它性质造成不利的影响。玻璃中的Cl可通过与玻璃成分中氧化物对应的氯化物，CaCl₂、MgCl₂、BaCl₂等。

实施例1

玻璃应用常规的浮法玻璃工艺成型。具体操作为：该FED平板显示器玻璃基板的玻璃配合料含有石英砂、氧化铝、硼酸、碳酸钙、碳酸钡与混合稀土氧化物，其基本玻璃氧化物的重量百分含量为：60%的SiO₂、9%的B₂O₃、12%的Al₂O₃、7%的MgO、6%的CaO、3%的BaO、1.5%的Y₂O₃、1%的SnO₂，0.05%的R₂O(R＝Li，Na或K)，0.45%的CeO₂。控制玻璃液流熔化时间为6～8小时左右，该熔化池内熔化温度为1550℃，澄清均化温度为1590℃，成型温度为1240℃，液相温度为1130℃，退火温度为710℃。使用真空泵将玻璃液上部空间的压力控制在200乇以下，玻璃液能够得到充分的澄清均化，然后进入工作池。利用上述方法加工成型的FED平板显示器基板玻璃的性能指标如下：(1)应变温度：680℃；(2)平均线热膨胀系数(α 20～300℃ )：38×10^-7/℃；(3)密度：2.375g/cm ³；（4）弹性模量为7.4kg/mm²，该玻璃的应用使FED平板显示器件具有更高的亮度和非常好的热稳定性和高可靠性。

实施例2

玻璃的制备方法同实施例一，其不同处在于FED平板显示器玻璃基本氧化物组分含量不同，其基本玻璃氧化物的重量百分含量为：58%的SiO₂、10%的B₂O₃、13%的Al₂O₃、6%的MgO、7%的CaO、2.5%的BaO、2%的Y₂O₃、1%的SnO₂，0.1%的R₂O(R＝Li，Na或K)，0.4%的CeO₂。制备出来的FED平板显示器基板玻璃的性能指标如下：(1)应变温度：670℃；(2)平均线热膨胀系数(α20～300℃)：37×10^-7/℃；(3)密度：2.377g/cm³；（4）弹性模量为7.5kg/mm²，该玻璃特别适合用于制造平板显示器玻璃基板。

其中，玻璃的密度ρ采用阿基米德法测定；20-300℃的热膨胀系数采用膨胀计测量，以平均膨胀系数表示；玻璃的应变点采用ASTMC598所规定的弯梁法测定；通过共振法测定弹性模量。

通过实施例1和2各项理化性能要求，完全能够满足FED平板显示器显示屏基板玻璃制造工艺要求，与现有基板玻璃相比，工艺简单，玻璃液易于熔化、澄清、均化，玻璃密度更低，弹性模量更高，是适合大规模浮法工艺生产的FED平板显示器基板玻璃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种FED平板显示器，由冷阴极射线管阵列的基板、发射阴极射线的栅极以及加速和捕获阴极射线的阳极组成，而阳极由涂有ITO和荧光粉的玻璃板构成，其特征在于，所述玻璃板的各组分重量百分比组成为：58%～64%的SiO₂、8%～15%的B₂O₃、12%～16%的Al₂O₃、5%～9%的MgO、6%～8%的CaO、2%～4%的BaO、1%～4%的Y₂O₃、0%～2%的SnO₂，0～0.5%的CeO₂，0～1%的Cl，0.005%～0.1%的R₂O，其中，R＝Li，Na或K，所述SnO₂、CeO₂和Cl的重量百分比不同时为0。

2.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板SiO₂的重量百分比含量为59%～60%。

3.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板B₂O₃的重量百分比含量为9%～11%。

4.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板Al₂O₃的重量百分比含量为14%～15%。

5.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板MgO的重量百分比含量为5%～7%。

6.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板CaO的重量百分比含量为6%～7%。

7.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板Y₂O₃的重量百分比含量为2%～3%。

8.根据权利要求1所述的FED平板显示器，其特征在于，所述玻璃板R₂O的重量百分比含量为0.01%～0.06%。