2022年手机屏幕玻璃化学组成.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 屏幕玻璃化学组成、光学性质1. TFTLCD基板玻璃化学组成名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从全球来看, TFT-LCD基板玻璃产业己经不是一个新兴朝阳产业了,从 CORN NG 7059 基板玻璃投入市场进展到日前为止,己经经受20 多年历史,基板玻璃的生产工艺和关键设备在国外都己经相当成熟了,只是由于我国的 TFT-LCD基板玻璃产业进展较晚,国外各大公司对我国实行技术封锁,使得我国的生产工艺技术相对落后,但是我国具有很大 TFT-LCD市场,信任我国依靠自卞

2、创新会取得胜利的；对于将来的 TFT-LCD基板玻璃的化学组成来说,可能与日前市场上所销售的基板玻璃相类似,仍属于碱土金属硼铝硅酸盐玻璃；讨论结果说明 : 1颗粒匀称且粒度小于75 微米的石英砂适合作为熔制无碱铝硼硅酸盐玻璃化学组成中 Si02的引入原料,在玻璃熔制过程中不会显现“ 富硅氧层”,符合 TFT-LCD基板玻璃的熔制要求 : 2在无碱铝硼硅酸盐玻璃中掺入稀土氧化物Y2O3,可以改善玻璃的网络结构,提高玻名师归纳总结 璃的热膨胀系数、特点粘度参考点温度以及玻璃的密度,且Y2O3 在无碱铝硼硅酸盐玻璃中第 2 页,共 12 页的最正确外添加量为0.80 wt.% ,连续增大添加量不会提

3、高玻璃的各项性能；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3在无碱铝硼硅酸盐玻璃中保持碱土金属氧化物总量为10.34 wt.% 不变时,调剂玻璃化学组成中的氧硅比在和之间时,可以使所设计的无碱铝硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数到达；soi3oo=32 X 10-7/0C o 4在无碱铝硼硅酸盐玻璃化学组成Wt. 为 Si02 63.20%, A1203 17.30%,B203 8.00%, Sr0+Ca0 10.34%, Y203 0.80%, Sn02 0.16%,保持碱土金属氧化物总量不变时,逐步用 Sr0 替代 CaO,随着 nSr0/nCa0比值的增大, 无

4、碱铝硼硅酸盐玻璃的高温粘度逐步增加,玻璃的工作温度和熔融温度逐步增大,玻璃的成形温度范畴也逐步增大,玻璃的密度也逐步增大, 且玻璃的密度保持在 2.41 g/cm3-2.46 g/cm3 之间,符合 TF T-LCD基板玻璃轻薄化进展的要求 ;玻璃的热膨胀系数逐步减小,但热膨胀系数保持在 2 9 X 10-7/ 0C - 3 8 X 10-7/ 0C之间,玻璃的特点粘度参考点温度和显微维氏硬度出现出先增大后减小并逐步趋十平稳的趋势,并在时到达了极大值, 且应变点温度均大十7100C,显微维氏硬度大于640 kgf/mm2 ,符合 TFT-LCD基板玻璃热膨胀性能和耐热性的要求,且玻璃的耐化性优

5、良；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从 20 世纪 80 岁月美国康宁公司推出了首块牌号为7059 的无碱铝硼硅酸盐玻璃后,TFT-LCD基板玻璃已经进展了近 30 年, TFT-LCD基板玻璃的化组成也由原先的含有大量重金属元素的化学组成进展到今日的环保型化学组成,并且在性能上得到了很大的改良；我国研发 TFT-LCD基板玻璃较晚,国内的 外产品；TFT-LCD面板商的基板玻璃基本是依靠进口国综合起

6、来 TFT-LCD基板玻璃主要存在以下几个方面的问题 : 1环保型澄清剂 从 TF T-LCD基板玻璃化学组成的进展历程来看,TFT-LCD基板玻璃是无碱铝硼硅酸盐玻璃系统,由于只有无碱铝硼硅酸盐玻璃才能满意基板玻璃的性能要求,TFT-LCD基板玻璃进展的主要制约因素是生产高精度超薄无碱铝硼硅酸盐玻璃；TFT-LCD的基板玻璃属于高粘度的无碱铝硼硅酸盐玻璃,全程的生产过程都是在恒温恒压的高洁净的厂房中生产, 基板玻璃产品在外观、尺寸、理化性能等方面的质量要求很高,所以对熔炉的结构、熔炉的温度、成形参数、溢流砖的精度、生产的环境、加工的精度、厂房的洁净度以及基板玻璃的物流运输等方面的要求都极其严

7、格,几乎是零缺陷的要求,所以制备 TFT-LCD基板玻璃要求掌握好玻璃的各种缺陷,特殊是玻璃中所含的气泡数要掌握得特别好,每千克玻璃中直径小于 0.05 mm 的气泡要少于一个 l, 33, 39 ,这就要求熔融玻璃要经过很好的澄清过程,把玻璃熔体中的气泡排除洁净；四大厂商中除了日本 Asahi 公司的产品 AN 100 是用浮法成形工艺 Float Process 58-59 ,其他的厂商所生产的基板玻璃都是采纳的溢流熔融成形技术 Overflow Fusion Process ,而浮法成形工艺的玻璃熔窑的窑炉长度有足够的长20 m,可以通过如此长的玻璃窑炉到达物理澄清的成效,而溢流成形由于

8、窑炉的长度不够,所以需要在基板玻璃化学组成中加入化学澄清剂以排除玻璃熔体中的气泡,但是传统的澄清剂如 As203 和 Sb203 对环境污染很大, 所以在生产基板玻璃过程中应尽可能的不使用对环境有害的澄清剂, 但是到目前为止, 仍没有开发出一种澄清成效可以与传统澄清剂相媲美的环保型澄清剂； 2 硼挥发 在 TFT-LCD基板玻璃的化学组成中,B203 在用于生产玻璃协作料中一般是通过高纯硼酸来引入的,但是硼酸的分解温度很低,在 3 00 摄氏度时就完生成了硼酐,在高温下硼酸简洁分解产生水蒸气,这样就引起了原料的挥发性问题,最终造成基板玻璃的成分与所设计生产的玻璃化学组成不同,而且, 在不同的玻

9、璃熔窑中,硼酸的挥发率是不同的,即使是在同一个玻璃窑炉中,不同时间和不同温度制度下的硼的挥发也是不相同的,所以,讨论掌握硼组分的挥发对于生产TFT-LCD基板玻璃有着特别重要的意义；3析晶温度 对于溢流熔融成形法来说,其工艺性能最重要的就是掌握玻璃的析晶温度和高温粘度,而析晶温度是直接影响玻璃质量的重要因素,假如析晶温度过高,会使玻璃熔体在流经溢流砖的时候由于得不到足够的热量而缓慢冷却使玻璃析出晶体,晶体的生长会使玻璃在溢流熔融时留下划痕、条纹、 结石甚至气泡等缺陷,严峻的话会引起基板玻璃在溢流成形时断板,所以对于溢流熔融成形工艺来说,尽可能的降低玻璃的析晶温度有利于基板玻璃的生产；另外,TF

10、T-LCD基板玻璃属于无碱高铝硼硅酸盐玻璃,在制造过程中需要较高的成形工艺温度, 这个温度已经超过了一般钠钙硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃成形工艺的温度上限,而且由于TF T-LCD基板玻璃在化学组成上Si02 和 A1203 这两种难熔物质的含量较高,使得基板玻璃熔体的粘度很高,不利于基板玻璃的成形；4成形方法目前生产高精度超薄TFT-LCD基板玻璃的主要成形方法是溢流熔融成形法,溢流熔融法是美国康宁公司的专利技术45-49 ,是可制造各种无碱的超薄的高性能高质量基板玻璃的平板玻璃成形技术；溢流熔融法是采纳一个长条型的熔融槽 Fusion Pump,如附录 A 中图 c所示 ,将熔融的玻璃熔体输送

11、到该熔融槽的中心,再利用溢流的方名师归纳总结 式,将两股向外溢流的玻璃熔体在熔融槽的下方处再结合成超薄的基板玻璃；溢流熔融法具第 5 页,共 12 页有掌握玻璃外表的性能,玻璃外表不用研磨,成形工艺简洁, 可以生产出具有双原始玻璃外- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 表的高精度超薄 TFT-LCD基板玻璃,同时仍可免除研磨或抛光等后段加工工艺过程等优点,所以溢流熔融法已成为生产超薄基板玻璃的主流方法,特殊适用于生产厚度小于2.0 mm的高精度超薄平板玻璃,目前用溢流成形法可以生产出厚度仅为 玻璃,但该成形方法目前被美国康宁公司和口本的公司所垄断,平板玻璃

12、的成形方法很有必要；0.3 mm 的高精度超薄基板 所以开发新型的生产超薄的名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 下方处再结合成超薄的基板玻璃；溢流熔融法具有掌握玻璃外表的性能,玻璃外表不用研磨,成形工艺简洁,可以生产出具有双原始玻璃外表的高精度超薄TFT-LCD基板玻璃,同名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 时仍可免除研磨或抛光等后段加工工艺过程等优点,所以溢流熔融法已成为生产超薄基板玻璃的主流方法,特殊适用于生产厚度小于 2.0 mm 的

13、高精度超薄平板玻璃,目前用溢流成形法可以生产出厚度仅为 0.3 mm 的高精度超薄基板玻璃,但该成形方法目前被美国康宁公司和口本的公司所垄断,所以开发新型的生产超薄的平板玻璃的成形方法很有必要；2.OLED OLED Organic Light Emitting Display即有机发光显示器,在LCD 上属于新型产品,被赞扬为 “梦幻显示器 ” ；OLED 显示技术与传统的LCD 显示方式不同,无需背光灯,采纳非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光；而且 OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著的节约耗电量；OLED 与 TFT 和 SLCD

14、/ASV 的这些区分是： 后者这些都属于液晶的其中一种,需要透光才能可能开清图像,而 OLED 不需要, 它的每个像素点都能发光；OLED 又可以分为两种：无源驱动的 PMOLED 和有源驱动的 AMOLED ；PMOLED 一般是单色的,在一些 上会有些很小如：零点几英寸用来显示 时间和状态的的副屏幕就是 PMOLED ；一、 OLED的结构OLED由以下各部分组成：OLED的结构基层透亮塑料,玻璃,金属箔-基层用来支撑整个 OLED. 阳极透亮 -阳极在电流流过设备时排除电子增加电子“ 空穴”；有机层 -有机层由有机物分子或有机聚合物构成；导电层 -该层由有机塑料分子构成,这些分子传输由阳

15、极而来的“ 空穴”.可采纳聚苯胺作为 OLED的导电聚合物；发射层 -该层由有机塑料分子 不同于导电层 构成,这些分子传输从阴极而来的电子；发光过程在这一层进行；可采纳聚芴作为发射层聚合物；阴极可以是透亮的,也可以不透亮,视OLED类型而定 -当设备内有电流流通时,名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 阴极会将电子注入电路；本文转自电子工程世界：:/ eeworld 三、 OLED的发光过程OLED发光的方式类似于详细过程如下：LED,需经受一个称为电磷光的过程；OLED的发光过程1、OLED设备的电池或电源会在 OL

16、ED两端施加一个电压；2、电流从阴极流向阳极,并经过有机层电流指电子的流淌；3、阴极向有机分子发射层输出电子；4、阳极吸取从有机分子传导层传来的电子；这可以视为阳极向传导层输出空穴,两者成效相等；5、在发射层和传导层的交界处,电子会与空穴结合；6、电子遇到空穴时,会填充空穴它会落入缺失电子的原子中的某个能级；7、这一过程发生时,电子会以光子的形式释放能量；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8、OLED发光；9、光的颜色取决于发射层有机物分子的类型；生产商会在同一片 OLED 上放置几种有机薄膜,这样就能构成彩色显示

17、器；10、光的亮度或强度取决于施加电流的大小；电流越大,光的亮度就越高；本文转自电子工程世界：:/ eeworld OLED 的基本结构是由一薄而透亮具 半导体 特性之铟锡氧化物 ITO,与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构；整个结构层中包括了：空穴传输层 HTL、发光层 EL与电子传输层 ETL；当电力供应至适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮, 依其配方不同产生红、绿和蓝 RGB 三原色,构成基本颜色；OLED 的特性是自己发光,不像 TFT LCD 需要背光,因此可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电效率高,加上反应快、重量轻、厚度薄,构造简

18、洁,成本低等,被视为 21 世纪最具前途的产品之一；有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相像；当元件受到直流电Direct Current ； DC所衍生的顺向偏压时,外加之电压能量将驱动电子Electron 与空穴Hole 分别由阴极与阳极注入元件,当两者在传导中相遇、结合,即形成所谓的电子-空穴复合Electron-Hole Capture；而当化学分子受到外来能量激发後,假设电子自旋 Electron Spin 和基态电子成对,就为单重态Singlet ,其所释放的光为所谓的荧光 Fluorescence ；反之,假设激发态电子和基态电子自旋不成对且平行,就称为三重态Triplet

19、,其所释放的光为所谓的磷光Phosphorescence ；当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时,其能量将分别以光子Light Emission 或热能Heat Dissipation 的方式放出,其中光子的部分可被利用当做显示功能；然有机荧光材料在室温下并无法观测到三重态的磷光,故 PM-OLED 元件发光效率之理论极限值仅 25%；PM-OLED 发光原理是利用材料能阶差,将释放出来的能量转换成光子,所以我们可以挑选适当的材料当做发光层或是在发光层中掺杂染料以得到我们所需要的发光颜色；此外,一般电子与电洞的结合反应均在数十纳秒ns内,故PM-OLED 的应答速度特别快；P.S.：P

20、M-OLED 的典型结构；典型的 PM-OLED 由玻璃基板、ITO indium tin oxide；铟锡氧化物阳极 Anode 、有机发光层 Emitting Material Layer与阴极 Cathode 等所组成,其中,薄而透亮的ITO 阳极与金属阴极犹如三明治般地将有机发光层包夹其中,当电压注入阳极的空穴Hole 与阴极来的电子Electron 在有机发光层结合时,激发有机材料而发光；而目前发光效率较佳、普遍被使用的多层PM-OLED 结构,除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外,尚需制作空穴注入层Hole Inject Layer；HIL、空穴传输层Hole Transport L

21、ayer ； HTL、电子传输层Electron Transport Layer ； ETL与电子注入层Electron Inject Layer ； EIL等结构,且各传输层与电极之间需设置绝缘层,因此热 蒸镀 Evaporate 加工难度相对提高,制作过程亦变得复杂；名师归纳总结 由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏锐,制作完成後, 需经过封装爱护处理；第 10 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - PM-OLED 虽需由数层有机薄膜组成,然有机薄膜层厚度约仅1,000 1,500A 0.15 um,整个显示板Panel 在封装加干燥剂

22、Desiccant 後总厚度不及200um ,具轻薄之优势；3. AMOLED 而 AMOLED ,全称： Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,其是能彩色化的；在显示效能方面,AMOLED 反应速度较快、比照度更高、视角也较广,这些是 AMOLED 天生就赛过 TFT LCD 的地方 ;另外 AMOLED 具自发光的特色,不需使用背光板,因此比 TFT更能够做得轻薄,而且更省电 ;仍有一个更重要的特点,不需使用背光板的 AMOLED 可以省下占 TFT LCD 34 成比重的背光模块成本,不过其也存在于其他的相比在同样的辨论率的情形下, 颗粒感

23、稍强些； AMOLED 显示屏有天生的缺陷,就是它的像素排列和 LED 的排列并不一样,虽然显示成效好,但是由于排列的缘由,实际显示像素仅为标称的 66%,虽然不影响图片和视频的观看,但却是很多人看 i9000 屏幕的文字显示成效很差的缘由点距大,文字边缘不清楚；AMOLED 与 TFT 二者相比,前者反应速度较快、比照度更高、视角也较广、也更轻薄；同时, AMOLED 由于自身会发光的特点,耗电量仅为 TFT 屏的六成, 特别适合做 屏幕；信任随着 AMOLED 的不断成熟,它会被采纳到更多的 上；目前除 三星 电子与 LG 飞利浦 以进展大尺寸 AMOLED 产品为主要方向外,三星 SDI

24、、友达等都是以中小尺寸为进展方向；而目前三星多款 都开头搭载 AMOLED 屏幕比方三星 8300,在比方 2022 年 8 月发布的 NOKIA N85 ,以及 2022 年第一季度上市的 NOKIA N86 都采纳了 AMOLED ；就可以看出目前主流厂商对 AMOLED 的重视；由于 AMOLED无无论画质、效能及成本上,先天表现都较TFT LCD 优势多；这也是很多国际大厂尽管良率难以突破, 依旧不舍弃开发 AMOLED 的缘由； 显示效能方面, AMOLED 反应速度较快、比照度更高、视角也较广,这些是 AMOLED 天生就赛过 TFT LCD 的地方；另外 AMOLED具自发光的特

25、色,不需使用背光板,因此比 更重要的特点,不需使用背光板的TFT 更能够做得轻薄,而且更省电；仍有一个名师归纳总结 AMOLED可以省下占TFT LCD 34 成比重的背光模块成本,特殊AMOLED在省电方第 11 页,共 12 页面的特色,很适合,目前 AMOLED面板耗电量大约仅有TFT LCD 的 6 成,将来技术仍有再下降的空间；当然AMOLED最大的问题仍是不良率,所以AMOLED面板的价格足足- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 高出 TFT LCD 50% ,这对客户大量采纳的意愿,肯定是一个门槛,而对奇晶而言,现阶段也仍在调良率的练兵期,不

26、敢轻易大量接单；AMOLED 屏幕的构造有三层,AMOLED 屏幕、 Touch Screen Panel 跟外面爱护的那层玻璃； 而里面又包括了触控感应器与空气层；看完这个架构原理,信任大家应当知道,为什么我们手中乐 Phone 屏幕为什么这么娇嫩了,由于外层是一块真正的玻璃,就算屏幕玻璃层碎了一小部分,一旦空气层破坏,就会导致触摸失灵了； AMOLED屏幕与 TFT 屏幕的区分： 其实从上面总结的AMOLED优点, 已经几乎可以看到 tft 的缺点了,在给大家简洁总结下二者的区分；TFT 技术更成熟,应用更广泛,技术指标上比不上 AMOLED ,但相对稳固；从原理讲,AMOLED 是自身发

27、光,而 TFT 是依靠背光源； AMOLED 更薄、主动发光不需要背光源、视角广、亮度高、响应快速、省电 1.比照传统 LCD ,AMOLED 有优势；屏幕特别薄,并且可以在屏幕中集成触摸层,做超薄机更2.高辨论率 AMOLED 采纳 pentile 排列,不像传统 LCD 那样一个像素点等于红绿蓝三个亚像素的合集,而是一个像素 =1 绿蓝 红 ,大幅强调绿色,使画面看起来更明艳；自发光,单个像素在显示黑色时下不工作,显示深色时低功耗；所以 AMOLED 在深色下省电,并且具有传统 LCD 几百倍的比照度,仍不会漏光；具有肯定的柔韧性,比起玻璃基板的 LCD 屏幕不宜损坏；和 SUPER AM

28、OLED 的色域都特别广,但偏色；这些都是 AMOLED 在技术上特有的优势,其他至于亮度高不高,阳光下是否可视那是其他工艺的加成了；AMOLED 显示屏有天生的缺陷,就是它的像素排列和 LED 的排列并不一样, 虽然显示成效好,但是由于排列的缘由,实际显示像素仅为标称的 66%,虽然不影响图片和视频的观看,但却是很多人看 i9000 屏幕的文字显示成效很差的缘由点距大,文字边缘不清楚；假如实际辨论率仅为标称的 66%,那么实际总像素点是万万；假如这时候再去和 M9 的总像素点为万的屏幕相比,i9000 的总辨论率仅为 M9 的 41.25%,不到一半,也就说,M9的是 i9000 的两倍多；PS：光学性质我没有查到；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页