CN101072733A - 显示荧光屏的玻璃基材 - Google Patents

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CN101072733A CNA2005800416463A CN200580041646A CN101072733A CN 101072733 A CN101072733 A CN 101072733A CN A2005800416463 A CNA2005800416463 A CN A2005800416463A CN 200580041646 A CN200580041646 A CN 200580041646A CN 101072733 A CN101072733 A CN 101072733A
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Abstract

本发明涉及显示荧光屏领域。本发明的主题是用于生产场发射荧光屏基材的玻璃组合物，它在光源D65(TLD65)下的光透射因子是45－80％，优选地小于或等于72％，这是按照玻璃厚度2.8mm与由下述色度坐标定义蓝－灰着色测量的：a*＝－4－+1，优选地－2－0；b*＝－6－+3，优选地－2－0。有利地，所得到基材的光反射系数(R)小于10Cd/m2。该组合物含有以重量比例计：SiO2 53－75％、Al2O3 0－10％、ZrO2 0－8％、Na2O2－8％、K2O 0－10％、Li2O 0－2％、CaO 0－12％、MgO 0－9％、SrO 0－12％、BaO 0－12％以及NiO与CoO、CoO与Cr2O3、Nd2O3与Cr2O3两者组合的染色剂。

Description

显示荧光屏的玻璃基材
本发明涉及显示荧光屏(écran visualisation)领域，更特别地本发明涉及用于构成场发射显示荧光屏(écran émissif)前表面的玻璃基材。
尽管本发明不限于这样一些应用，但本发明将就用于通过场发射类荧光屏(例如等离子体荧光屏)显示图像的基材作更具体地描述。
等离子体荧光屏通常由两片被空间分开的玻璃板(更普遍地称为“基材”)组成，而等离子气体(Ne、Xe、Ar)混合物被束缚在这个空间中。后面基材的外表面有磷光体，在两片基材之间的等离子体放电时由等离子气体混合物发射的紫外辐射激发这些磷光体，它们于是产生可见光辐射(红、绿、蓝)。通过前面的基材投影出由这种辐射产生的图像。
光发射还伴随着800-1250nm红外辐射，它穿过荧光屏的前面基材。这种辐射可能会干扰通过红外线控制的邻近设备运行，例如会干扰通过遥控的设备运行。
该气体混合物含有氖时，与红外辐射的同时还产生590nm强橙色辐射。这种橙色辐射令观众眼睛不舒服，而且还干扰蓝色和绿色，使其看起来像褪色的，也干扰红色，使其看起来不太鲜明。
此外，如所有的电气设备一样，这些等离子体荧光屏具有寻址系统(称为“驱动器”)，它们产生容易干扰例如微型计算机、移动电话等设备的电磁波。
为了制约与上述寄生辐射传播相关的缺陷，通常是在荧光屏前面基材的背面应用一种结构，它透明又金属化，从而确保电磁屏蔽，并且它起作滤光器的作用，因此保证截断橙色，并确保颜色变好。
例如在WO-A-2004/016053中描述过这样一种结构。涉及两片塑料片组件，它们覆盖电磁屏蔽元件(金属丝或金属薄膜)，并含有至少一种用作橙色滤光器的无机颜料或有机染色剂。该组件可以通过周边固定部件与荧光屏保持一定距离，或者可以通过粘合办法直接贴在前面基材的玻璃上。
一般而言，前面基材是用钢化玻璃制成的，以便具有更好的抗冲击强度，在最后布局中朝向观众的外表面有利地涂敷一层不能擦伤的抗放射层。
然而，已发现荧光屏的某些性能不能完全令人满意。尤其荧光屏处于强光环境下，大部分入射光在荧光屏的前面被反射，这样造成散射透射图像模糊不清。因此需要提高图像对比度和亮度。
人们已经知道克服这些缺陷的解决办法。
在WO-A-99/26269中，前面基材由钠钙玻璃组成，它含有三氧化二钕Nd2O3，必要时还含有氧化镍NiO和/或氧化钴CoO，以便最后调节色度和透射率。
在US-A-5888917中，厚度为1.5-3.5mm的前面基材在波长范围400-700nm范围内具有至少等于87％的光谱透射率。根据一种具体实施方式，该玻璃含有0.02％下述FeO和至少一种下述氧化物：氧化钴(0-150ppm)或氧化镍(0-1200ppm)。
然而，显然是该荧光屏的性能在强照明的条件下无法获得高质量的图像。
此外，已观测到使用包括WO-A-2004/016053所述结构的荧光屏(其中使用了粘合剂)获得的图像没有稳定的质量，并且易于随着时间推移而降低。图像质量下降似乎是在运行的条件下，在荧光屏温度上升的作用下由粘合剂老化造成的。这种老化会改变光透射和/或颜色。
本发明的目的是提出玻璃组合物，它们能够生产出有可能获得具有高对比度和亮度的图像的基材，其图像质量不会随着时间推移而降低，并且它们经受目的在于限制红外和橙色光电磁辐射的常规处理。
本发明的另一个目的是提供玻璃组合物，它们能够在接近通常钠钙玻璃的生产条件下，根据“浮”法通过熔融玻璃漂浮在熔融金属浴上生产基材。
根据本发明，使用用于生产场发射荧光屏基材的钠钙类玻璃组合物能达到这些目的，所述的组合物在光源D65(TLD65)下总光透射因子为45-80％，优选地小于或等于72％，这是按照玻璃厚度2.8mm与由下述色度坐标定义蓝-灰着色测量的：
a*＝-4至+1，优选地-2至0；
b*＝-6至+3，优选地-2至0。
优选地，本发明的玻璃组合物的光反射系数(R)小于或等于10Cd/m2，有利地小于8Cd/m2。
优选地，本发明玻璃组合物的下退火温度(“着色点(StrainPoint)”)高于530℃，有利地高于570℃。
还优选地，该玻璃组合物的热膨胀系数α20-300是75-95×10-7°K-1，优选地低于84×10-7°K-1。
更确切地，本发明的玻璃组合物的特征在于它们含有适合于构成玻璃基体的组分和着色剂。
本发明的组合物的玻璃基体含有下述成份，以重量比例计：
SiO2    53-75％
Al2O3   0-10％
ZrO2    0-8％
Na2O    2-8％
K2O     0-10％
Li2O    0-2％
CaO     0-12％
MgO     0-9％
SrO     0-12％
BaO     0-12％
优选地，该玻璃基体含有：
SiO2 57-75％，优选地高于68％
Al2O3 0-7％，优选地1-6％
ZrO2 2-7％，优选地2.5-4.5％
Na2O 2-6％，优选地3-5％
K2O 2-10％，优选地5-9％
Li2O 0-1％，优选地低于0.5％
CaO 2-11％，优选地5-11％
MgO 0-4％，优选地0-2％
SrO 2-9％，优选地5-9％
BaO 0-9％，优选地0-5％。
根据第一种具体实施方式，该玻璃组合物含有以重量百分数表示的具有下述重量比例的CoO和NiO组合作为染色剂：
CoO 10-150ppm，优选地30-100ppm
NiO 30-800ppm，优选地100-600ppm
NiO/CoO低于5
这种组合物能够得到一种玻璃，它具有特别有利的有轻微蓝色调的中性色彩，还具有相对适中的光透射因子和光反射系数。特别地，至少50ppm CoO和200ppm NiO并用的组合物能够达到光透射因子低于72％，并且光反射系数低于或等于8Cd/m2。
上述定义的玻璃组合物还可以含有其它的染色剂，这样能够精细地调节玻璃颜色和光透射(TLD65)。作为实例，可以列举氧化铬Cr2O3、二氧化锰MnO2、三氧化二钕Nd2O3、五氧化二钒V2O5、氧化铁(Fe2O3和FeO)和/或三氧化二铒Er2O3和硒Se。这些染色剂的总含量不超过3％，优选地1％。
优选地，NiO/CoO重量比小于或等于4，有利地大于2。
根据第二种具体实施方式，这些玻璃组合物含有以重量百分数表示的具有下述重量比例的CoO和Cr2O3组合作为染色剂：
CoO 20-150ppm，优选地30-100ppm
Cr2O3 30-400ppm，优选地40-300ppm
根据这个具体实施方式的玻璃组合物还可以含有其它的染色剂，以调节玻璃的颜色和光透射(TLD65)。作为实例，可以列举氧化镍NiO、二氧化锰MnO2、三氧化二钕Nd2O3、五氧化二钒V2O5、氧化铁(Fe2O3和FeO)和/或三氧化二铒Er2O3和硒Se。这些染色剂的总含量不超过3％，优选地1％。
根据第三种具体实施方式，这些玻璃组合物含有以重量百分数表示的具有下述重量比例的Nd2O3和Cr2O3组合作为染色剂：
Nd2O3 0.5-3％，优选地0.5-2％
Cr2O3 40-500ppm，优选地50-400ppm。
上述定义的玻璃组合物还可以含有其它的染色剂，这样能够调节玻璃颜色和光透射(TLD65)。作为实例，可以列举氧化镍NiO、氧化钴CoO、二氧化锰MnO2、五氧化二钒V2O5、氧化铁(Fe2O3和FeO)和/或三氧化二铒Er2O3和硒Se。这些染色剂的总含量不超过1％，优选地0.5％。
本发明玻璃组合物的优点特别是在通常的浮法条件下，在类似于生产通常钙钠玻璃所应用的温度下熔化并转化成玻璃带。
在这些组合物中，SiO2起着十分重要的作用。在本发明上下文中，其含量不应该超过75％，高于其含量，可玻璃化混合物熔化需要高温，此外，该玻璃的热膨胀系数变得过低。低于53％时，玻璃的稳定性和下退火温度是不足的。
Al2O3起着稳定剂的作用。它能够提高玻璃的下退火温度，并改进耐化学性，特别在碱性介质中的耐化学性。Al2O3的百分比有利地不超过10％，优选地7％，更优选地6％，以防止在高温下粘度大幅度提高而无法接受，并防止热膨胀系数过度降低。
ZrO2也起着稳定剂的作用。它改善玻璃的耐化学性，并有助于提高下退火温度。高于8％时，反玻璃化风险增加，而热膨胀系数降低。即使这种氧化物难以熔化，但因为在与SiO2和Al2O3同样的比例下它没有增加玻璃在高温时的粘度，所以它是有利的。
一般而言，氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2之和依然等于或低于75％时，本发明玻璃组合物的熔化是在可接受限度内的。可接受限度应该理解是相应于粘度η为100泊的玻璃温度不超过1550℃，优选地1510℃。
Na2O和K2O能够将熔化温度和在高温下的粘度保持在上述给定的限度内。它们还能够控制热膨胀系数。Na2O和K2O总含量一般至少等于8％。优选地至少等于10％。高于15％时，下退火温度会变得过低。通常，K2O/Na2O重量比至少等于1，优选地至少等于1.2。
由于在达到2％，优选地不超过1％，有利地0.5％的Li2O含量时熔化，也可能把它加到该玻璃组合物中。通常，该组合物不含有Li2O。
碱土金属氧化物CaO、MgO、SrO和BaO的作用是降低熔化温度和在高温下玻璃的粘度。它们也能够总体提高下退火温度。这些氧化物的总含量一般至少等于15％。高于25％时，反玻璃化风险变得与浮法条件不相容。
BaO含量一般低于12％，优选地低于9％，更优选地低于5％，以限制生成可改变玻璃光学质量的硫酸钡(BaSO4)晶体。优选地，该玻璃中的BaO含量相应于原料中不可避免的杂质。
SrO有利于提高下退火温度，能够提高这种玻璃的耐化学性。其含量优选地低于9％。
本发明的玻璃组合物易于熔化，并在通常钙钠玻璃组合物的浮法条件下，通过玻璃漂浮在熔融金属浴上而转化成玻璃带。
然后，把该玻璃带切割成适当尺寸，构成荧光屏的基材，特别是前面基材。
下述实施例能够说明本发明，而不限制其保护范围。
制备表1列出的含有玻璃基体和染色剂的玻璃组合物。
实施例1-13和15的玻璃基体含有下述组份，以重量％计：
SiO2    68.5％
Al2O3   0.7％
Na2O    4.5％
K2O     5.5％
CaO     10.0％
SrO     7.0％
ZrO2    3.8％.
把每个组合物放入铂坩埚中并在1500℃下熔化。把熔融玻璃放到用碳制成的平台上形成玻璃板。该玻璃板在655℃炉中退火60分钟。把该玻璃板切割成尺寸50×50×2.8mm的样品，它们然后经过抛光。这些样品测量了下述参数：
-在光源D65(TLD65)下总光透射因子，以及在380-780mm之间积分的色度座标a*和b*。采用C.L.E.1931比色参比观察器时进行这些计算；
-以Cd/m2计的光反射系数(R)。放在不透明支撑物上的玻璃样品上，在与玻璃接触的自由面上放置一个便携式分光光度计(MINOLTACM-2600d)。该分光光度计配备了光源和测量反射光的检测器。
实施例11-13和15是玻璃组合物的对照实施例，该组合物含有前面提到的玻璃基体，但不含有并用的本发明染色剂。
对比实施例14相应于场发射荧光屏的玻璃基材，其玻璃基体含有下述组份，以重量％计：
SiO2     58.00％
Al2O3    6.75％
Na2O     4.10％
K2O      6.40％
CaO      4.95％
MgO      2.00％
SrO      7.05％
BaO      8.00％
ZrO2     2.95％
本发明的组合物能够得到一些玻璃板，其下退火温度和热膨胀系数与作为荧光屏基材的用途是相容的，它的图像对比度和图像亮度与已知基材(实施例14)相比获得改进。
并用CoO和NiO(实施例4-9)玻璃组合物的TLD65和系数R性能比不含CoO和NiO(实施例11)的或只含其中一种(实施例12和13)的组合物的更好。
同样地，含有Nd2O3和Cr2O3(实施例10)的组合物的性能比只含Nd2O3(实施例15)的组合物的更好。
    实施例
    1     2     3     4     5     6     7   8   9     10     11     12     13     14     15
    染色剂CoO(ppm)NiO(ppm)Cr2O3(ppm)MnO2(ppm)Se(ppm)Er2O3(ppm)Nd2O3(％)Fe2O3(总铁)(％)FeO(％) 60-170----0.070.02 50-100-40--0.100.03 55-150--2000-0.070.02 50200-----0.070.02 5020030----0.070.02 40100-150---0.070.02 50200--5--0.070.02 55220-200---0.070.02 5522050----0.070.02 15160120---10.070.02 -------0.070.02 50------0.070.02 -200-----0.070.02 -------0.110.04 ------1--
    特性TLD65(％)a*b*R(Cd/m2)下退火温度(℃)α20-300(10-7°K-1) 76.2-3.1-3.99.158078 79.7-2.3-3.19.958078 77.8-2.1-3.49.558078 70.0-1.3-1.77.758078 70.7-1.5-1.67.858078 79.0-0.6-2.09.758078 70.0-0.7-1.57.758078 71.7-0.7-1.88.0-- 69.0-1.2-1.07.4-- 70.0-2.0-1.67.6-- 89.7-0.6+0.212.258078 82.5-0.9-4.410.658078 83.8-0.6+3.310.958078 89.8-1.0+0.1712.457083 80.5-0.2-6.110.1--

Claims (13)

1.用于生产荧光屏，特别是场发射荧光屏的基材的钠钙类玻璃组合物，其特征在于该组合物在光源D65(TLD65)下的光透射因子是45-80％，优选地小于或等于72％，这是按照玻璃厚度2.8mm与由下述色度坐标定义灰-蓝着色测量的：
a*＝-4至+1，优选地-2至0；
b*＝-6至+3，优选地-2至0。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于它的光反射系数(R)小于10Cd/m2，有利地小于8Cd/m2。
3.根据权利要求1和2所述的组合物，其特征在于它的下退火温度高于530℃，有利地高于570℃。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的组合物，其特征在于热膨胀系数α20-300为75-95×10-7°K-1，优选地低于84×10-7°K-1。
5.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的组合物，其特征在于它含有适合于构成玻璃基体的组分和染色剂，所述的组分如下以重量比例计：
SiO2     53-75％
Al2O3    0-10％
ZrO2     0-8％
Na2O     2-8％
K2O      0-10％
Li2O     0-2％
CaO      0-12％
MgO      0-9％
SrO      012％
BaO      0-12％
                   。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于它含有下述比例的CoO和NiO组合作为染色剂，以重量％计：
CoO 10-150ppm，优选地30-100ppm
NiO 30-800ppm，优选地100-600ppm
NiO/CoO低于5。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于NiO/CoO比小于4，有利地大于2。
8.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于它含有下述比例的CoO和Cr2O3组合作为染色剂，以重量％计：
CoO 20-150ppm，优选地30-100ppm
Cr2O3 30-400ppm，优选地40-300ppm。
9.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于它含有下述比例的Nd2O3和Cr2O3组合作为染色剂，以重量％计：
Nd2O3 0.5-3％，优选地0.5-2％
Cr2O3 40-500ppm，优选地50-400ppm。
10.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的玻璃组合物在生产荧光屏，尤其是场发射荧光屏的基材中的用途，所述的基材是特别使用将玻璃漂浮在熔融金属浴上得到玻璃带所切割的玻璃板制得。
11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于该基材构成等离子体荧光屏的前表面。
12.显示荧光屏，尤其是场发射显示荧光屏，它包括两片被装有等离子气体混合物的空间分开的玻璃基材，其特征在于至少一片基材是由权利要求1-9中任一项权利要求所述组合物的玻璃构成的。
13.根据权利要求12所述的显示荧光屏，其特征在于该基材构成前表面。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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