CN101248020A - 用于显示屏的低红外透射玻璃基底 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示屏的领域，特别是发射显示屏领域。其目的是用于制造显示屏基底的玻璃组合物，在2.8mm玻璃的厚度下测定，该组合物在910nm测量的红外线透射系数(TIR910)小于或等于40％，在D65照明下的总光线透射系数(TLD65)大于40％，主波长(λD)为480～570nm，纯度小于或等于8％，所述组合物含有如下的着色剂(wt％)：Fe2O3：0.4～2％；FeO：0.1～0.6％；CoO：0～200ppm；Se：0～30ppm；NiO：0～1000ppm；CuO：0～6600ppm。
Description
本发明涉及显示屏领域，更具体涉及用来形成发射型屏幕前端面的低红外透射的玻璃基底。
当然，并不限于这些应用。本发明更特别描述关于用于显示来自发射型屏幕(比如等离子体屏幕)的影像的基底。
等离子体屏幕一般包括被一个空间分开的两片玻璃，更一般被称为“基底”，在该空间中充有等离子体混合气体(Ne、Xe、Ar)。后面基底的内表面涂有荧光粉，当在两片基底之间的等离子体放电时，被等离子体混合气体发射的紫外线激发，产生可见光的光线(红、绿、蓝)。由此光线产生的影像穿过形成屏幕前端面的基底而进行投射。
光线发射也伴随着800～1250nm之间的红外辐射，此辐射穿过屏幕的前基底。不过，此辐射可能在不同程度上干扰由红外线控制的相邻设备，比如通过遥控方式。
另外，如同所有的电子设备一样，等离子体显示屏具有寻址系统(“驱动”系统)，它们产生可与比如电脑、手提电话等装置相互干扰的电磁波。
为了克服与上述干扰辐射传播有关的缺点，通常对着屏幕的前端基底施加一种结构，该结构是透明的可以看到影像，同时又镀有金属以确保屏蔽电磁波。
一种已知类型的结构由两片塑料片组成，该塑料片一般是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，在其间放有呈均匀网格形的金属丝网。例如，此网格由在两层PVB之间通过加热而粘接的金属丝织物构成，或者通过已知的光刻技术直接被刻在玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的透明基底上，然后将所述基底组合在PVB片上。
施用在基底上的结构或者可通过周边固定手段与屏幕保持一段距离，或者借助于胶粘剂直接粘在玻璃上。
在FR-A-2 843273中，对此类结构提出了改进，其在于在至少一片热塑性材料片中添加无机颜料或无机着色剂，以降低红外线的透射。
上述结构的另一个改进使用了金属导体，特别是银所具有的对红外线的反射性能。此改进在于在前前端基底玻璃上直接沉积上包括至少一层基于银的层的薄层的透明叠层。在FR-A-2 859721、WO 01/81262、FR-A-2 868961和EP-A-1155816中描述了这样的叠层。
为了赋予基底以更好的抗冲性能，前端基底一般是钢化玻璃质的；更经常地，该前端基底外表面，相对于观众位于最后位置中，还涂有有利是耐划痕的抗反射层。
虽然，上述基底改善了红外线透射穿过特别是等离子体型发射屏幕的问题，但总还是希望提出其他的解决方案。特别是屏幕制造商寻求旨在将所研究的功能，特别是吸收红外线的能力，借助于玻璃组合物直接结合在基底上的解决方案，以便通过减少操作步骤来简化生产，和降低成本。
本发明的目的是提供一种玻璃组合物，该组合物能够制造出适合于提供可接受的透射影像，特别是高亮度、高对比度，而不改变色纯度的低红外透射的用于发射屏幕的基底。
本发明的另一个目的是提供一种玻璃组合物，该组合物能够按照“浮法”，在接近传统的硅-钠-钙玻璃的条件下，通过在熔融金属浴上漂浮熔融玻璃来制造出基底。
按照本发明，通过用于制造用在显示屏的，特别是发射屏的基底的玻璃组合物，而达到上述目的，在2.8mm玻璃的厚度下测定，这种组合物在910nm测量的红外线透射系数(TIR910)小于或等于40％，在D65照明下的总光透射系数(TLD65)大于40％，主波长(λD)为480～570nm，纯度小于或等于8％，所述组合物含有如下的着色剂(wt％)：
Fe2O3(总铁) 0.4～2％
FeO 0.1～0.6％
CoO 0～200ppm
Se 0～30ppm
NiO 0～1000ppm
CuO 0～6600ppm
按照本发明的玻璃组合物优选具有氧化还原指数redox，表示为FeO的亚铁含量与以Fe2O3代表的总铁含量之比，为0.15～0.40，有利地为0.20～0.35。
按照本发明的玻璃组合物还优选具有主波长，为485～520nm。
按照本发明的玻璃组合物仍优选具有小于5％、有利地小于3％的纯度。
按照本发明，该玻璃组合物除了上述着色剂以外，还含有用来形成玻璃基质的成分，这些组分具有如下的重量比例：
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％
该玻璃基质优选含有：
SiO2 57～75％，优选大于68％
Al2O3 30～7％，优选1～6％
ZrO2 2～7％，优选2.5～4.5％
Na2O 2～6％，优选3～5％
K2O 2～10％，优选5～9％
Li2O 0～1％，优选小于0.5％
CaO 2～11％，优选5～11％
MgO 0～4％，优选0～2％
SrO 2～9％，优选5～9％
BaO 0～9％，优选0～5％
按照第一个实施方式，该玻璃组合物含有如下化合物组合作为着色剂，其各自的重量百分比例如下所显示：
Fe2O3(总铁) 0.5～1.9％，
FeO 0.10～0.55％，
CoO 0～150ppm
NiO 0～500ppm
Se 0～20ppm
其redox值有利地为0.25～0.35。
这种组合物能够得到其特征为具有中性灰色，特别适合于制造显示屏的玻璃。
只含有Fe2O3和FeO作为着色剂的组合物，能够得到高的总光线透射系数TLD65，最经常大于60％的玻璃。
单独加入或者与NiO和/或Se一起加入CoO，通过改变主波长或纯度，能够更好地调节玻璃的颜色，同时还保持良好的在D65的照明下的总光线透射系数。
按照第二个实施方式，该玻璃组合物含有如下的化合物组合作为着色剂，其重量百分比例如下：
Fe2O3(总铁) 0.4～1.8％，
FeO 0.10～0.45％，
CuO 350～6600ppm
NiO 0～1000ppm，优选为100～1000ppm
优选地，其redox值为0.20～0.30。
这种组合物能够得到能够在良好的条件下，特别是在火焰炉中熔融的玻璃，由于铁含量少，这使得具有对由玻璃浴中的火焰发射的光线有好的透射，因此具有高效地热传导。
含有Fe2O3、FeO和CuO作为着色剂的组合物，得到具有高总光线透射系数TLD65的玻璃，与前一个实施方式的玻璃是相类似的。
在组合物中加入NiO，有助于更好地调节玻璃的纯度，同时保持在D65照射下良好的总光线透射水平。
按照本发明的玻璃组合物特别具有能够在浮法工艺的常用条件下，在与用于制造传统的硅-钠-钙玻璃相类似的温度下被熔融并转变为玻璃带的优点。
在这些组合物中，SiO2起着关键性的作用。在本发明的范围内，其含量不应超过75％，因为超过时，熔融能玻璃化的混合物需要高的温度，另外热膨胀系数也变得太低。而低于53％时，玻璃的稳定性也就是退火的低温不够。
Al2O3起着稳定剂的作用。它能够提高玻璃退火的低温，并改善耐化学性能，特别是在碱性介质中的耐化学性能。Al2O3的百分比有利地不超过10％，优选不超过7％，更好不超过6％，以避免在不可接受的高温下粘度增加比例，以及热膨胀系数降低得太大。
ZrO2也起着稳定剂的作用。它改善玻璃的耐化学性能并有助于提高退火低温。当超过8％时，反玻璃化的危险增加，而热膨胀系数减小。即使这种氧化物难以熔融，它还是有利的，因为与SiO2和Al2O3同样的含量时，在高温下不会增大玻璃粘度。
一般说来，只要氧化物SiO2、Al2O3和ZrO2的总和仍然等于或低于75％，按照本发明玻璃的熔融还是在可接受的限度内。所谓“可接受的限度”应当理解为对应于100P的粘度η的玻璃的温度不超过1550℃，优选不超过1510℃。
Na2O和K2O能够使熔融温度和在高温的粘度保持在前面给出的限度内。它们还能够控制热膨胀系数。Na2O和K2O的总含量一般至少等于8％，优选至少等于10％。当超过15％时，退火低温就变得太低。按照一般的规律，K2O/Na2O的重量比至少等于1，优选至少等于1.2。
还可以在该玻璃组合物中加入Li2O作为助熔剂，其含量可达2％，优选不超过1％，有利地不超过0.5％。按照一般的规则，该组合物不含Li2O。
碱土金属氧化物CaO、MgO、SrO和BaO具有降低玻璃的熔点和在高温下的粘度的作用。它们还能够整体上提高退火低温。这些氧化物的总含量一般至少等于15％，当超过25％时，反玻璃化的危险变得与浮法的条件不相容。
BaO的含量一般低于12％，优选低于9％，更好是低于5％，以限制形成硫酸钡BaSO4的晶体，它会改变玻璃的光学性能。玻璃中的BaO含量优选相当于原料中不可避免的杂质含量。
SrO有助于提高退火低温，和能够提高玻璃的耐化学性能。其含量优选低于9％。
按照本发明的玻璃组合物适合于在用于传统的硅-钠-钙玻璃组合物的“浮法”的条件下，通过使玻璃在熔融金属浴上漂浮而被熔融，并成形为玻璃带。
然后将此玻璃带切割成适当的尺寸，以形成用于显示屏的基底，特别是前端面。
下面的实施例能够说明本发明而不对其构成限制。
制造含有着色剂的玻璃组合物，其中的含量列于下面的表1中。
在这些实施例中，玻璃基质由如下组分构成(wt％)：
SiO2 68.5％，
Al2O3 0.7％，
Na2O 4.5％
K2O 5.5％
CaO 10.0％
SrO 7.0％
ZrO2 3.8％
将每一种组合物都置于铂坩锅中，并在1500℃下熔融。将熔融的玻璃放置在碳台上形成玻璃板。在655℃的炉子中将此玻璃板退火60min。将此玻璃片切割成50×50×2.8mm的试样，然后将其抛光。
对于此试样，用来测定：
-波长910nm的红外光透射系数(TIR910)；
-在D65照明下，在380～780nm之间积分并按照标准EN410计算出的总光线透射系数(TLD65)；
-在D65照明下的主波长(λD)；
-在D65照明下的激发纯度(PD65)；
-Redox指数，被定义为亚铁(表示为FeO)与总铁(定义为Fe2O3)的质量含量之比。
红外透射系数(TIR910)、总光透射系数(TLD65)、主波长(λD)和纯度(PD65)的计算都是采用比色参考观察者CIE 1931(国际照明委员会1931)进行的。为了确定redox，用荧光X测量总铁(Fe2O3)含量，而用湿法的化学方法测量亚铁(FeO)含量。
按照本发明的组合物，使得能够得到与作为显示屏基底的用途相适应的玻璃片：红外线透射系数TIR910最多等于40％，而光线透射系数TLD65则大于40％，主波长在480～570nm之间，纯度低于8％。
结合了Fe2O3、FeO，任选结合CoO、NiO和/或Se的玻璃组合物(实施例1～11)，其优点是具有特别有利的中性灰色。
实施例6和8～11都结合了CoO与NiO和/或Se，它们能够降低玻璃的纯度，因此分别与实施例2、1以及3～5相比，具有更为中性的色彩，而同时还保存了相当的系数T910。
实施例7所含的Se的量要高于实施例8，实施例7能够得到具有与具有更高的主波长的实施例1纯度相似的纯度的玻璃。
结合了Fe2O3、FeO和CuO，任选结合NiO的实施例12～19的组合物具有相对中性的灰色。
在实施例16～18中，添加NiO能够分别降低实施例12～14的玻璃纯度。
这些组合物可以在特别有利的热条件下熔融。实施例15的组合物是在比实施例5更为有利的条件下进行熔融，因为对于具有与实施例5的玻璃几乎一样性能的玻璃，FeO的含量更低。
(表1见下页)
Claims (14)
1. 用于制造用在显示屏的，特别是发射显示屏的基底的玻璃组合物，其特征在于，在2.8mm的玻璃厚度下测定，该组合物在910nm测量的红外线透射系数(TIR910)小于或等于40％，在D65照明下的总光线透射系数(TLD65)大于40％，主波长(λD)为480～570nm，且纯度小于或等于8％，所述组合物由如下的着色剂组成(wt％)：
Fe2O3 0.4～2％
FeO 0.1～0.6％
CoO 0～200ppm
Se 0～30ppm
NiO 0～1000ppm
CuO 0～6600ppm。
2. 按照权利要求1的组合物，其特征在于，其redox值为0.15～0.40，有利地为0.20～0.35。
3. 按照权利要求1或2的组合物，其特征在于，其主波长为485～520nm。
4. 按照权利要求1～3中之任一项的组合物，其特征在于，纯度小于5％，有利地小于3％。
5. 按照权利要求1～4中之任一项的组合物，其特征在于，该组合物含有用来形成玻璃基质的成分，所述组分具有如下重量比例：
SiO2 53～75％
Al2O3 30～10％
ZrO2 0～8％
Na2O 2～8％
K2O 0～10％
Li2O 0～2％
CaO 0～12％
MgO 0～9％
SrO 0～12％
BaO 0～12％。
6. 按照权利要求5的组合物，其特征在于，它含有：
SiO2 57～75％，优选大于68％
Al2O3 0～7％，优选1～6％
ZrO2 2～7％，优选2.5～4.5％
Na2O 2～6％，优选3～5％
K2O 2～10％，优选5～9％
Li2O 0～1％，优选小于0.5％
CaO 2～11％，优选5～11％
MgO 0～4％，优选0～2％
SrO 2～9％，优选5～9％
BaO 0～9％，优选0～5％。
7. 按照权利要求1～6中之任一项的组合物，其特征在于，该组合物含有如下以重量百分比表示的比例的如下化合物作为着色剂：
Fe2O3(总铁) 0.5～1.9％，
FeO 0.10～0.55％，
CoO 20～150ppm
NiO 0～500ppm
Se 0～20ppm。
8. 按照权利要求7的组合物，其特征在于，其redox值为0.25～0.35。
9. 按照权利要求1～6中之任一项的组合物，其特征在于，该组合物含有如下以重量百分比表示的比例的如下化合物作为着色剂：
Fe2O3(总铁) 0.4～1.8％，
FeO 0.10～0.45％，
CuO 350～6600ppm
NiO 0～1000ppm，优选为100～1000ppm。
10. 按照权利要求9的组合物，其特征在于，其redox值为0.20～0.30。
11. 按照权利要求1～10中之任一项的玻璃组合物用于制造用于显示屏，特别是发射屏的基底的应用，该基底特别地从在熔融金属浴上漂浮玻璃而得到的玻璃带上切割下的玻璃片制造。
12. 按照权利要求11的应用，其特征在于，该基底形成等离子体显示屏的前端面。
13. 显示屏，特别是发射显示屏，包括两片玻璃基底，它们被充有等离子体气体的空间分隔开，其特征在于，其至少一个基底由按照权利要求1～10的组合物的玻璃构成。
14. 按照权利要求13的显示屏，其特征在于该基底形成前端面。
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