手機(jī)屏幕玻璃化學(xué)組成.doc

。 手機(jī)屏幕玻璃化學(xué)組成、光學(xué)性質(zhì)1. TFTLCD基板玻璃化學(xué)組成從全球來(lái)看，TFT-LCD基板玻璃產(chǎn)業(yè)己經(jīng)不是一個(gè)新興朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)了，從CORN NG 7059基板玻璃投入市場(chǎng)發(fā)展到日前為止，己經(jīng)經(jīng)歷20多年歷史，基板玻璃的生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵設(shè)備在國(guó)外都己經(jīng)相當(dāng)成熟了，只是因?yàn)槲覈?guó)的TFT-LCD基板玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，國(guó)外各大公司對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖，使得我國(guó)的生產(chǎn)工藝技術(shù)相對(duì)落后，但是我國(guó)具有很大TFT-LCD市場(chǎng)，相信我國(guó)依靠自卞創(chuàng)新會(huì)取得成功的。對(duì)于未來(lái)的TFT-LCD基板玻璃的化學(xué)組成來(lái)說(shuō)，可能與日前市場(chǎng)上所銷售的基板玻璃相類似，仍屬于堿土金屬硼鋁硅酸鹽玻璃。研究結(jié)果表明: (1)顆粒均勻且粒度小于75 微米的石英砂適合作為熔制無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃化學(xué)組成中Si02的引入原料，在玻璃熔制過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)“富硅氧層”，符合TFT-LCD基板玻璃的熔制要求:(2)在無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃中摻入稀土氧化物Y2O3，可以改善玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高玻璃的熱膨脹系數(shù)、特征粘度參考點(diǎn)溫度以及玻璃的密度，且Y2O3在無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃中的最佳外添加量為0.80 wt.%，繼續(xù)增大添加量不會(huì)提高玻璃的各項(xiàng)性能。（3)在無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃中保持堿土金屬氧化物總量為10.34 wt.%不變時(shí)，調(diào)節(jié)玻璃化學(xué)組成中的氧硅比在2.44和2.45之間時(shí)，可以使所設(shè)計(jì)的無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃的熱膨脹系數(shù)達(dá)到。soi3oo=32 X 10-7/0C o （4)在無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃化學(xué)組成(Wt.)為Si02 63.20%, A1203 17.30%,B203 8.00%, Sr0+Ca0 ) 10.34%, Y203 0.80%, Sn02 0.16%，保持堿土金屬氧化物總量不變時(shí)，逐漸用Sr0替代CaO,隨著n(Sr0)/n(Ca0)比值的增大，無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃的高溫粘度逐漸增加，玻璃的工作溫度和熔融溫度逐漸增大，玻璃的成形溫度范圍也逐漸增大，玻璃的密度也逐漸增大，且玻璃的密度保持在2.41 g/cm3-2.46 g/cm3之間，符合TF T-LCD基板玻璃輕薄化發(fā)展的要求;玻璃的熱膨脹系數(shù)逐漸減小，但熱膨脹系數(shù)保持在2 9 X 10-7/ 0C - 3 8 X 10-7/ 0C之間，玻璃的特征粘度參考點(diǎn)溫度和顯微維氏硬度呈現(xiàn)出先增大后減小并逐漸趨十平衡的趨勢(shì)，并在n(RO)/n(A1203)=0.96時(shí)達(dá)到了極大值，且應(yīng)變點(diǎn)溫度均大十7100C,顯微維氏硬度大于640 kgf/mm2，符合TFT-LCD基板玻璃熱膨脹性能和耐熱性的要求，且玻璃的耐化性優(yōu)良。從20世紀(jì)80年代美國(guó)康寧公司推出了首塊牌號(hào)為7059的無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃后，TFT-LCD基板玻璃已經(jīng)發(fā)展了近30年，TFT-LCD基板玻璃的化組成也由原來(lái)的含有大量重金屬元素的化學(xué)組成發(fā)展到今天的環(huán)保型化學(xué)組成，并且在性能上得到了很大的改進(jìn)。我國(guó)研發(fā)TFT-LCD基板玻璃較晚，國(guó)內(nèi)的TFT-LCD面板商的基板玻璃基本是依靠進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品。綜合起來(lái)TFT-LCD基板玻璃主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題: (1)環(huán)保型澄清劑 從TF T-LCD基板玻璃化學(xué)組成的發(fā)展歷程來(lái)看，TFT-LCD基板玻璃是無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃系統(tǒng)，因?yàn)橹挥袩o(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃才能滿足基板玻璃的性能要求，TFT-LCD基板玻璃發(fā)展的主要制約因素是生產(chǎn)高精度超薄無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃。TFT-LCD的基板玻璃屬于高粘度的無(wú)堿鋁硼硅酸鹽玻璃，全程的生產(chǎn)過(guò)程都是在恒溫恒壓的高潔凈的廠房中生產(chǎn)，基板玻璃產(chǎn)品在外觀、尺寸、理化性能等方面的質(zhì)量要求很高，所以對(duì)熔爐的結(jié)構(gòu)、熔爐的溫度、成形參數(shù)、溢流磚的精度、生產(chǎn)的環(huán)境、加工的精度、廠房的潔凈度以及基板玻璃的物流運(yùn)輸?shù)确矫娴囊蠖紭O其嚴(yán)格，幾乎是零缺陷的要求，所以制備TFT-LCD基板玻璃要求控制好玻璃的各種缺陷，特別是玻璃中所含的氣泡數(shù)要控制得非常好，每千克玻璃中直徑小于0.05 mm的氣泡要少于一個(gè)l, 33, 39，這就要求熔融玻璃要經(jīng)過(guò)很好的澄清過(guò)程，把玻璃熔體中的氣泡排除干凈。四大廠商中除了日本Asahi公司的產(chǎn)品AN 100是用浮法成形工藝(Float Process ) 58-59，其他的廠商所生產(chǎn)的基板玻璃都是采用的溢流熔融成形技術(shù)(Overflow Fusion Process ) ，而浮法成形工藝的玻璃熔窯的窯爐長(zhǎng)度有足夠的長(zhǎng)(20 m)，可以通過(guò)如此長(zhǎng)的玻璃窯爐達(dá)到物理澄清的效果，而溢流成形因?yàn)楦G爐的長(zhǎng)度不夠，所以需要在基板玻璃化學(xué)組成中加入化學(xué)澄清劑以排除玻璃熔體中的氣泡，但是傳統(tǒng)的澄清劑如As203和Sb203對(duì)環(huán)境污染很大，所以在生產(chǎn)基板玻璃過(guò)程中應(yīng)盡可能的不使用對(duì)環(huán)境有害的澄清劑，但是到目前為止，還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出一種澄清效果可以與傳統(tǒng)澄清劑相媲美的環(huán)保型澄清劑。 ( 2 ) 硼揮發(fā) 在TFT-LCD基板玻璃的化學(xué)組成中，B203在用于生產(chǎn)玻璃配合料中一般是通過(guò)高純硼酸來(lái)引入的，但是硼酸的分解溫度很低，在3 00 攝氏度時(shí)就完生成了硼酐，在高溫下硼酸容易分解產(chǎn)生水蒸氣，這樣就引起了原料的揮發(fā)性問(wèn)題，最終造成基板玻璃的成分與所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的玻璃化學(xué)組成不同，而且，在不同的玻璃熔窯中，硼酸的揮發(fā)率是不同的，即使是在同一個(gè)玻璃窯爐中，不同時(shí)間和不同溫度制度下的硼的揮發(fā)也是不相同的，所以，研究控制硼組分的揮發(fā)對(duì)于生產(chǎn)TFT-LCD基板玻璃有著非常重要的意義。 (3)析晶溫度 對(duì)于溢流熔融成形法來(lái)說(shuō)，其工藝性能最重要的就是控制玻璃的析晶溫度和高溫粘度，而析晶溫度是直接影響玻璃質(zhì)量的重要因素，如果析晶溫度過(guò)高，會(huì)使玻璃熔體在流經(jīng)溢流磚的時(shí)候由于得不到足夠的熱量而緩慢冷卻使玻璃析出晶體，晶體的生長(zhǎng)會(huì)使玻璃在溢流熔融時(shí)留下劃痕、條紋、結(jié)石甚至氣泡等缺陷，嚴(yán)重的話會(huì)引起基板玻璃在溢流成形時(shí)斷板，所以對(duì)于溢流熔融成形工藝來(lái)說(shuō)，盡可能的降低玻璃的析晶溫度有利于基板玻璃的生產(chǎn)。另外，TFT-LCD基板玻璃屬于無(wú)堿高鋁硼硅酸鹽玻璃，在制造過(guò)程中需要較高的成形工藝溫度，這個(gè)溫度已經(jīng)超過(guò)了普通鈉鈣硅酸鹽玻璃和硼硅酸鹽玻璃成形工藝的溫度上限，而且因?yàn)門F T-LCD基板玻璃在化學(xué)組成上Si02和A1203這兩種難熔物質(zhì)的含量較高，使得基板玻璃熔體的粘度很高，不利于基板玻璃的成形。 (4)成形方法 目前生產(chǎn)高精度超薄TFT-LCD基板玻璃的主要成形方法是溢流熔融成形法，溢流熔融法是美國(guó)康寧公司的專利技術(shù)45-49，是可制造各種無(wú)堿的超薄的高性能高質(zhì)量基板玻璃的平板玻璃成形技術(shù)。溢流熔融法是采用一個(gè)長(zhǎng)條型的熔融槽( Fusion Pump，如附錄A中圖c)所示)，將熔融的玻璃熔體輸送到該熔融槽的中心，再利用溢流的方式，將兩股向外溢流的玻璃熔體在熔融槽的下方處再結(jié)合成超薄的基板玻璃。溢流熔融法具有控制玻璃表面的性能，玻璃表面不用研磨，成形工藝簡(jiǎn)單，可以生產(chǎn)出具有雙原始玻璃表面的高精度超薄TFT-LCD基板玻璃，同時(shí)還可免除研磨或拋光等后段加工工藝過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)，所以溢流熔融法已成為生產(chǎn)超薄基板玻璃的主流方法，特別適用于生產(chǎn)厚度小于2.0 mm的高精度超薄平板玻璃，目前用溢流成形法可以生產(chǎn)出厚度僅為0.3 mm的高精度超薄基板玻璃，但該成形方法目前被美國(guó)康寧公司和口本的公司所壟斷，所以開(kāi)發(fā)新型的生產(chǎn)超薄的平板玻璃的成形方法很有必要。下方處再結(jié)合成超薄的基板玻璃。溢流熔融法具有控制玻璃表面的性能，玻璃表面不用研磨，成形工藝簡(jiǎn)單，可以生產(chǎn)出具有雙原始玻璃表面的高精度超薄TFT-LCD基板玻璃，同時(shí)還可免除研磨或拋光等后段加工工藝過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)，所以溢流熔融法已成為生產(chǎn)超薄基板玻璃的主流方法，特別適用于生產(chǎn)厚度小于2.0 mm的高精度超薄平板玻璃，目前用溢流成形法可以生產(chǎn)出厚度僅為0.3 mm的高精度超薄基板玻璃，但該成形方法目前被美國(guó)康寧公司和口本的公司所壟斷，所以開(kāi)發(fā)新型的生產(chǎn)超薄的平板玻璃的成形方法很有必要。2.OLEDOLED (Organic Light Emitting Display)即有機(jī)發(fā)光顯示器,在手機(jī)LCD上屬于新型產(chǎn)品,被稱譽(yù)為“夢(mèng)幻顯示器”。OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無(wú)需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著的節(jié)省耗電量。 OLED與TFT和SLCD/ASV的這些區(qū)別是：后者這些都屬于液晶的其中一種，需要透光才能可能開(kāi)清圖像，而OLED不需要，它的每個(gè)像素點(diǎn)都能發(fā)光。OLED又可以分為兩種：無(wú)源驅(qū)動(dòng)的PMOLED和有源驅(qū)動(dòng)的AMOLED。 PMOLED一般是單色的，在一些手機(jī)上會(huì)有些很小如：零點(diǎn)幾英寸用來(lái)顯示手機(jī)時(shí)間和狀態(tài)的的副屏幕就是PMOLED。一、OLED的結(jié)構(gòu)OLED由以下各部分組成： OLED的結(jié)構(gòu)基層（透明塑料，玻璃，金屬箔）-基層用來(lái)支撐整個(gè)OLED.陽(yáng)極（透明）-陽(yáng)極在電流流過(guò)設(shè)備時(shí)消除電子（增加電子“空穴”）。有機(jī)層-有機(jī)層由有機(jī)物分子或有機(jī)聚合物構(gòu)成。導(dǎo)電層-該層由有機(jī)塑料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陽(yáng)極而來(lái)的“空穴”.可采用聚苯胺作為OLED的導(dǎo)電聚合物。發(fā)射層-該層由有機(jī)塑料分子（不同于導(dǎo)電層）構(gòu)成，這些分子傳輸從陰極而來(lái)的電子；發(fā)光過(guò)程在這一層進(jìn)行?？刹捎镁圮套鳛榘l(fā)射層聚合物。陰極（可以是透明的，也可以不透明，視OLED類型而定）-當(dāng)設(shè)備內(nèi)有電流流通時(shí)，陰極會(huì)將電子注入電路。(本文轉(zhuǎn)自電子工程世界：/LED/2010/1111/article_1254.html三、OLED的發(fā)光過(guò)程OLED發(fā)光的方式類似于LED,需經(jīng)歷一個(gè)稱為電磷光的過(guò)程。 OLED的發(fā)光過(guò)程具體過(guò)程如下：1、OLED設(shè)備的電池或電源會(huì)在OLED兩端施加一個(gè)電壓。2、電流從陰極流向陽(yáng)極，并經(jīng)過(guò)有機(jī)層（電流指電子的流動(dòng)）。3、陰極向有機(jī)分子發(fā)射層輸出電子。4、陽(yáng)極吸收從有機(jī)分子傳導(dǎo)層傳來(lái)的電子。（這可以視為陽(yáng)極向傳導(dǎo)層輸出空穴，兩者效果相等。5、在發(fā)射層和傳導(dǎo)層的交界處，電子會(huì)與空穴結(jié)合。6、電子遇到空穴時(shí)，會(huì)填充空穴（它會(huì)落入缺失電子的原子中的某個(gè)能級(jí)）。7、這一過(guò)程發(fā)生時(shí)，電子會(huì)以光子的形式釋放能量。8、OLED發(fā)光。9、光的顏色取決于發(fā)射層有機(jī)物分子的類型。生產(chǎn)商會(huì)在同一片OLED上放置幾種有機(jī)薄膜，這樣就能構(gòu)成彩色顯示器。10、光的亮度或強(qiáng)度取決于施加電流的大小。電流越大，光的亮度就越高。(本文轉(zhuǎn)自電子工程世界：/LED/2010/1111/article_1254.html)OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFT LCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應(yīng)快、重量輕、厚度薄，構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低等，被視為 21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)品之一。 有機(jī)發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無(wú)機(jī)發(fā)光二極體相似。當(dāng)元件受到直流電（Direct Current；DC）所衍生的順向偏壓時(shí)，外加之電壓能量將驅(qū)動(dòng)電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽(yáng)極注入元件，當(dāng)兩者在傳導(dǎo)中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子-空穴復(fù)合（Electron-Hole Capture）。而當(dāng)化學(xué)分子受到外來(lái)能量激發(fā)後，若電子自旋（Electron Spin）和基態(tài)電子成對(duì)，則為單重態(tài)（Singlet），其所釋放的光為所謂的熒光（Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對(duì)且平行，則稱為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。 當(dāng)電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時(shí)，其能量將分別以光子（Light Emission）或熱能（Heat Dissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當(dāng)做顯示功能；然有機(jī)熒光材料在室溫下并無(wú)法觀測(cè)到三重態(tài)的磷光，故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。 PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來(lái)的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當(dāng)?shù)牟牧袭?dāng)做發(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反應(yīng)均在數(shù)十納秒（ns）內(nèi)，故PM-OLED的應(yīng)答速度非?？?。 P.S.：PM-OLED的典型結(jié)構(gòu)。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indium tin oxide；銦錫氧化物）陽(yáng)極（Anode）、有機(jī)發(fā)光層（Emitting Material Layer）與陰極（Cathode）等所組成，其中，薄而透明的ITO陽(yáng)極與金屬陰極如同三明治般地將有機(jī)發(fā)光層包夾其中，當(dāng)電壓注入陽(yáng)極的空穴（Hole）與陰極來(lái)的電子（Electron）在有機(jī)發(fā)光層結(jié)合時(shí)，激發(fā)有機(jī)材料而發(fā)光。 而目前發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結(jié)構(gòu)，除玻璃基板、陰陽(yáng)電極與有機(jī)發(fā)光層外，尚需制作空穴注入層（Hole Inject Layer；HIL）、空穴傳輸層（Hole Transport Layer；HTL）、電子傳輸層（Electron Transport Layer；ETL）與電子注入層（Electron Inject Layer；EIL）等結(jié)構(gòu)，且各傳輸層與電極之間需設(shè)置絕緣層，因此熱蒸鍍（Evaporate）加工難度相對(duì)提高，制作過(guò)程亦變得復(fù)雜。 由于有機(jī)材料及金屬對(duì)氧氣及水氣相當(dāng)敏感，制作完成後，需經(jīng)過(guò)封裝保護(hù)處理。PM-OLED雖需由數(shù)層有機(jī)薄膜組成，然有機(jī)薄膜層厚度約僅1,0001,500A（0.100.15 um），整個(gè)顯示板（Panel）在封裝加干燥劑（Desiccant）後總厚度不及200um（0.2mm），具輕薄之優(yōu)勢(shì)。3. AMOLED 而AMOLED ，全稱：Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，其是能彩色化的。在顯示效能方面，AMOLED反應(yīng)速度較快、對(duì)比度更高、視角也較廣，這些是AMOLED天生就勝過(guò)TFT LCD的地方;另外AMOLED具自發(fā)光的特色，不需使用背光板，因此比TFT更能夠做得輕薄，而且更省電;還有一個(gè)更重要的特點(diǎn)，不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 34成比重的背光模塊成本，不過(guò)其也存在于其他的相比在同樣的分辨率的情況下，顆粒感稍強(qiáng)些。AMOLED顯示屏有天生的缺陷，就是它的像素排列和LED的排列并不一樣，雖然顯示效果好，但是由于排列的原因，實(shí)際顯示像素僅為標(biāo)稱的66%，雖然不影響圖片和視頻的觀看，但卻是很多人看i9000屏幕的文字顯示效果很差的原因（點(diǎn)距大，文字邊緣不清晰）。 AMOLED 與TFT 二者相比，前者反應(yīng)速度較快、對(duì)比度更高、視角也較廣、也更輕薄。同時(shí)，AMOLED由于自身會(huì)發(fā)光的特點(diǎn)，耗電量?jī)H為TFT屏的六成，十分適合做手機(jī)屏幕。相信隨著AMOLED的不斷成熟，它會(huì)被采用到更多的手機(jī)上。 目前除三星電子與LG飛利浦以發(fā)展大尺寸AMOLED產(chǎn)品為主要方向外，三星SDI、友達(dá)等都是以中小尺寸為發(fā)展方向。而目前三星多款手機(jī)都開(kāi)始搭載 AMOLED手機(jī)屏幕（比如三星8300），在比如2008年8月發(fā)布的NOKIA N85，以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都采用了AMOLED。就可以看出目前主流廠商對(duì)AMOLED的重視。由于AMOLED無(wú)無(wú)論畫(huà)質(zhì)、效能及成本上，先天表現(xiàn)都較TFT LCD優(yōu)勢(shì)多。這也是許多國(guó)際大廠盡管良率難以突破，依然不放棄開(kāi)發(fā)AMOLED的原因。顯示效能方面，AMOLED反應(yīng)速度較快、對(duì)比度更高、視角也較廣，這些是AMOLED天生就勝過(guò)TFT LCD的地方；另外AMOLED具自發(fā)光的特色，不需使用背光板，因此比TFT更能夠做得輕薄，而且更省電；還有一個(gè)更重要的特點(diǎn)，不需使用背光板的 AMOLED可以省下占TFT LCD 34成比重的背光模塊成本，尤其AMOLED在省電方面的特色，很適合手機(jī)，目前AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成，未來(lái)技術(shù)還有再下降的空間。當(dāng)然AMOLED最大的問(wèn)題還是不良率，所以AMOLED面板的價(jià)格足足高出TFT LCD 50%，這對(duì)客戶大量采用的意愿，絕對(duì)是一個(gè)門檻，而對(duì)奇晶而言，現(xiàn)階段也還在調(diào)良率的練兵期，不敢輕易大量接單。 AMOLED屏幕的構(gòu)造有三層，AMOLED屏幕、Touch Screen Panel跟外面保護(hù)的那層玻璃。而里面又包括了觸控感應(yīng)器與空氣層?？赐赀@個(gè)架構(gòu)原理，相信大家應(yīng)該知道，為什么我們手中樂(lè)Phone屏幕為什么這么嬌嫩了，因?yàn)橥鈱邮且粔K真正的玻璃，就算屏幕玻璃層碎了一小部分，一旦空氣層破壞，就會(huì)導(dǎo)致觸摸失靈了。 AMOLED屏幕與TFT屏幕的區(qū)別：其實(shí)從上面總結(jié)的AMOL