專利名稱：等離子體顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及等離子體顯示裝置。
背景技術：
手機、便攜式信息終端(PDA)、筆記本電腦等移動設備中搭載有液晶顯示(LCD)裝置等薄型顯示裝置。該顯示裝置中，顯示面板的前方設置有也被稱為前面板或前過濾面板的保護玻璃板，用戶隔著所述保護玻璃板查看顯示面板的顯示(參照例如專利文獻I)。
保護玻璃板主要為了提高顯示裝置的美觀和強度、防止沖擊破損等而設置。保護玻璃板大多是為了提高耐損傷性而在表層的至少一部分設有壓縮應力層的化學強化玻璃板。作為化學強化玻璃的制造方法，有例如離子交換法等。
離子交換法中，將玻璃浸潰于處理液中，將玻璃的表層中所含的離子半徑小的離子(例如Na離子)置換為離子半徑大的離子(例如K離子)，從而在玻璃的表層設置壓縮應力層。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻I:日本專利特開2007-11210號公報
發(fā)明的概要
發(fā)明所要解決的技術問題
另一方面，近年來，針對家庭用電視等擺設式設備，液晶顯示(IXD)裝置和等離子體顯示裝置等不斷大畫面化，與移動設備相比，畫面尺寸變得極大。
這樣的大畫面(例如對角線長度在81cm(32英寸)以上)的顯示裝置所搭載的保護玻璃板大多面積比搭載于移動設備的保護玻璃板要大。此外，為了抑制伴隨大面積化的質量增加，需要使板厚變小。
另外，為了提高顯示裝置的畫質，可考慮在顯示面板的顯示側粘貼保護玻璃板。由此，可消除原來存在于顯示面板與保護玻璃板之間的空隙，抑制空隙與顯示面板的界面和空隙與保護玻璃板的界面的光反射。
然而，如果在顯示面板的顯示側粘貼保護玻璃板，則會因構成顯示面板的玻璃基板與保護玻璃板之間的熱膨脹差而發(fā)生翹曲等。
特別是等離子體顯示裝置與IXD裝置不同，具有自發(fā)光(self-luminous)型的顯示面板，所以進行顯示動作時容易達到高溫。因此，容易因上述熱膨脹差而發(fā)生翹曲等，從而破壞等離子體顯示裝置的美觀和顯示品質。保護玻璃板的面積(對角線長度)越大，則該影響越顯著。
然而，上述專利文獻I中記載的顯示裝置以搭載于移動設備為前提，為小型設備， 所以保護玻璃板的對角線長度在81cm(32英寸)以上的情況下，該構成無法充分減少翹曲。
本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的發(fā)明，其目的在于提供可在提高畫質的同時減少大面積且薄型的保護玻璃板的翹曲的等離子體顯示裝置。
解決技術問題所采用的技術方案
為了解決上述目的，本發(fā)明提供等離子體顯示裝置，它是具備具有玻璃基板的等離子體顯示面板、粘貼于該等離子體顯示面板的顯示側的保護玻璃板的等離子體顯示裝置，其特征在于，
所述保護玻璃板具有81cm(32英寸)以上的對角線長度、I. 5mm以下的厚度，
在50 350°C的范圍內，所述保護玻璃板的平均熱膨脹系數(shù)為所述玻璃基板的平均熱膨脹系數(shù)的80 120%。
只要沒有特別定義，上述的表示數(shù)值范圍的“ ”均用于表示包含其前后所記載的數(shù)值作為下限值和上限值，以下在本說明書中“ ”用作同樣的含義。
發(fā)明的效果
如果采用本發(fā)明，則能夠提供可在提高畫質的同時減少大面積且薄型的保護玻璃板的翹曲的等離子體顯示裝置。
附圖
的簡單說明
圖I是本發(fā)明的一種實施方式的等離子體顯示裝置的側面剖視圖。
圖2是圖I的正視圖。
圖3是表示熔融鹽(KNO3)中的Li含量(質量％ )與化學強化處理后的玻璃的表面壓縮應力S(MPa)的關系的圖。
圖4是表示玻璃中的ZrO2含量(mol% )與化學強化處理后的玻璃的維氏硬度 (HV)的關系的圖。
實施發(fā)明的方式
以下，參照附圖對實施本發(fā)明的方式進行說明。本發(fā)明不限于后述的實施方式，可在不超出本發(fā)明的范圍內對后述的實施方式加以各種變形和置換。
圖I是本發(fā)明的一種實施方式的等離子體顯示裝置的簡略側視圖。如圖I所示， 等離子體顯示裝置10具備等離子體顯示面板20和保護玻璃板30。保護玻璃板30的面積比等離子體顯示面板20大，用戶隔著保護玻璃板30查看等離子體顯示面板20的顯示。
(等離子體顯示面板)
等離子體顯示面板20可以是一般的構成，例如圖I所示，由2塊玻璃基板21、22 和設于2塊玻璃基板21、22之間的熒光體層23等構成。等離子體顯示面板20的熱膨脹系數(shù)主要由玻璃基板21、22的熱膨脹系數(shù)確定。
2塊玻璃基板21、22的內面24、25預先以規(guī)定圖案形成有透明電極膜等。2塊玻璃基板21、22之間封入有稀有氣體(例如氖和氦)等。
該等離子體顯示面板20通過隔著透明電極膜對稀有氣體施加電壓而產生紫外線，使熒光體層23發(fā)出熒光，顯示圖像。
玻璃基板21、22在等離子體顯示面板20的制作工序中接受加熱處理，所以由應變點的溫度高的玻璃(例如應變點為570°C左右的玻璃)形成。由此，可抑制由熱收縮(結構緩和)導致的圖案偏差。
此外，為了減小等離子體顯示面板20的制造工序中與用于密封玻璃基板21、22的周邊部的玻璃料的熱膨脹差，玻璃基板21、22大多由熱膨脹系數(shù)大的玻璃(典型的為50 350°C的范圍內的平均熱膨脹系數(shù)(以下簡稱“平均熱膨脹系數(shù)”)為83X10_7/°C左右的玻璃)形成。2塊玻璃基板21、22可以是不同的組成，但為了削減制造成本并減少熱膨脹差導致的翹曲，理想的是同一組成。
作為制造玻璃基板21、22的方法，首先按照目標配比調和多種玻璃原料，將其連續(xù)地投入熔化爐，加熱至1500 1600°C熔化。接著，將該熔融玻璃成形為規(guī)定的板厚，退火后切割而獲得玻璃基板21、22。
在這里，將熔融玻璃成形為規(guī)定的板厚的成形方法無特別限定，有例如浮法和熔融法等。浮法中，向浴槽內的熔融金屬(例如熔融錫)的浴面連續(xù)地供給熔融玻璃，成形為帶板狀。熔融法中，向截面近似V字形的導管內部連續(xù)地供給熔融玻璃，使從導管向左右兩側溢出的熔融玻璃在導管下緣匯流而成形為帶板狀。
本實施方式中，采用2塊玻璃基板21、22，但也可用樹脂基板等透光性基板代替其中任一方。在這里，作為玻璃基板，也包含樹脂基板等透光性基板。由此，可提高等離子體顯示面板20的柔性。樹脂基板的耐熱性和耐化學品性低，所以形成透明電極膜等時難以進行加熱處理和化學品處理。此外，樹脂基板與玻璃基板和保護玻璃板的熱膨脹差大，所以容易產生翹曲。因此，理想的是使用2塊玻璃基板21、22。
(保護玻璃板及其周邊構件)
保護玻璃板30主要為了提高等離子體顯示裝置10的美觀和強度、防止沖擊破損等而設置。保護玻璃板30被粘貼于等離子體顯示面板20的顯示側(前側)。
例如，保護玻璃板30介以具有透光性的粘接膜粘貼于等離子體顯示面板20的顯示側。粘接膜可以是一般的構成，其材質和形狀適當選定。
由此，形成保護玻璃板30與等離子體顯示面板20之間沒有空隙的結構，從而可以抑制以往存在的空隙與保護玻璃板30 (或等離子體顯示面板20)的界面的光反射。其結果是，可以提高等離子體顯示裝置10的畫質。此外，也有利于等離子體顯示裝置10的薄型化。
保護玻璃板30具有出射來自等離子體顯示面板20的光的前面31和來自等離子體顯示面板20的光入射的背面32。前面31或/和背面32可設有功能膜40。圖I中，功能膜40設于前面31。
功能膜40具有例如防止周圍光的反射、防止沖擊破損、屏蔽電磁波、屏蔽近紅外線、色調校正或/和提聞耐損傷性等功能。
功能膜40例如可通過將樹脂制的膜粘貼于保護玻璃板30來形成?；蛘?，功能膜 40可通過蒸鍍法、濺射法、CVD法等薄膜形成法形成。
功能膜40可以是一般的構成，其厚度和形狀等根據(jù)用途適當選擇。
在保護玻璃板30的背面32沿周緣部的至少一部分設有加飾層(decorative layer) 50。該加飾層50可以包圍等離子體顯示面板20的外周的方式配置。
加飾層50是為了提高保護玻璃板30以及等離子體顯示裝置10的設計性和裝飾性而設置的。例如，若將加飾層50著色成黑色，則等離子體顯示裝置10為關閉狀態(tài)時，光完全不會從包括保護玻璃板30的周緣部在內的保護玻璃板30的前面31出射。因此，等離子體顯示裝置10的外觀給用戶以銳利的印象，美觀方面提高。
加飾層50的形成方法無限制，例如可通過將含有機顏料粒子或無機顏料粒子的油墨涂布于保護玻璃板30并對其進行紫外線照射或加熱燒成來形成。油墨例如通過使有機顏料粒子或無機顏料粒子混合、分散于有機載體來制備。
(保護玻璃板的材質和特性等)
從薄型化、輕量化的觀點來看，保護玻璃板30的厚度在1.5mm以下，較好是在 I. 3mm以下,更好是在I. Imm以下。此外,從處理性的觀點來看,保護玻璃板30的厚度較好是在O. 5臟以上。
從大面積化的觀點來看，保護玻璃板30的對角線長度L在81cm(32英寸)以上， 較好是在94cm(37英寸)以上，更好是在IOlcm(40英寸)以上。
在50 350°C的范圍內，保護玻璃板30的平均熱膨脹系數(shù)(JISR3102)為等離子體顯示面板20用玻璃基板21、22的平均熱膨脹系數(shù)的80 120%。在這里，在等離子體顯示面板具有2塊玻璃基板的情況下，“等離子體顯示面板用玻璃基板”是指這兩塊玻璃基板。即，等離子體顯示面板的2塊玻璃基板具有不同的平均熱膨脹系數(shù)的情況下，保護玻璃板的平均熱膨脹系數(shù)相對于等離子體顯示面板用玻璃基板21、22的平均熱膨脹系數(shù)均為80 120%。
通過使保護玻璃板30的平均熱膨脹系數(shù)在上述范圍內，可充分減小保護玻璃板 30與玻璃基板21、22的熱膨脹差，充分減少對角線長度在32英寸(約81. 3cm)以上的保護玻璃板30的熱變形。更好的范圍是85 115%，特別好的范圍是90 110%。
具體來說，例如可減少等離子體顯示裝置10進行顯示動作時發(fā)熱的情況下的翹曲?；蛘?，在等離子體顯示裝置10的制作工序中，可減少用熱固化型粘接劑固定等離子體顯示面板20和保護玻璃板30時的翹曲。保護玻璃板30和玻璃基板21、22的面積(對角線長度)越大，則這些效果越顯著。
保護玻璃板30可為了減少翹曲而由與玻璃基板21和玻璃基板22同一組成的材料形成。如果是同一組成，還可以削減制造成本。
此外，為了提高耐損傷性，保護玻璃板30較好是通過化學強化處理在表層的至少一部分設有壓縮應力層的化學強化玻璃板。作為化學強化處理的方法，有例如離子交換法坐寸ο
離子交換法中，將玻璃板浸潰于處理液中，將玻璃板的表層中所含的離子半徑小的離子(例如Na離子)置換為離子半徑大的離子(例如K離子)，從而在玻璃板的表層設置壓縮應力層。
作為處理液，可使用硝酸鉀(KNO3)熔融鹽等。具體的條件根據(jù)玻璃板的厚度而異， 典型的是使玻璃板浸潰于400 550°C的KNO3熔融鹽2 20小時。從經濟性的觀點來看， 較好是以400 500°C、2 16小時的條件浸潰，更優(yōu)選的浸潰時間為2 10小時。
化學強化處理前的保護玻璃板30無特別限定，較好是例如具有下述組成的玻璃 A 玻璃D。
(玻璃A)
玻璃A以氧化物基準的摩爾百分比表示含有55 70%的Si02、5 15%的A1203、 4 20%的Na2OU 15%的MgO，這些成分的合計量在85%以上。
玻璃A的50 350 °C的范圍內的平均熱膨脹系數(shù)典型的是66X 1(Γ7 100X10-7/oCo因為壓縮應力層厚度t足夠小，所以對玻璃A進行化學強化而成的化學強化玻璃板的平均熱膨脹系數(shù)與化學強化前的玻璃A的平均熱膨脹系數(shù)大致相同。
(玻璃B)
玻璃B以氧化物基準的摩爾百分比表示含有50 74%的Si02、I 10%的A1203、 6 14% 的 Na20、3 15%的1(20、2 15% 的 Mg0、0 10% 的 Ca0、0 5% 的 ZrO2, SiO2 和 Al2O3的合計含量在75%以下，Na2O和K2O的合計含量Na2CHK2O為12 25%，MgO和CaO的合計含量MgO+CaO為7 15%。該玻璃B可以是下述的玻璃BI B3。
玻璃BI為上述玻璃B，Na2O在12%以下，K2O在4%以上，Na2CHK2O在14%以上， MgO+CaO在8%以上，Na2CHK2O減去Al2O3含量而得的差在10%以上，含BaO時其含量低于 1%。
該玻璃BI中，含SrO或BaO時堿土金屬氧化物的合計含量可在15%以下。
該玻璃BI中，可以5丨02為60 70%，六1203為2 8%，似20為11%以下，K2O為6 12%，MgO 為 4 14%，CaO 為 O 8%，ZrO2 為 O 4%，Na2CHK2O 為 16 20%。
玻璃B2為上述玻璃B，SiO2為60 70%，Al2O3為2 8%，K2O在8%以下，MgO 在6%以上，Na2CHK2O在18%以下，K2O含量乘以I. 7而得的值與Na2O含量的和Na2CHl. 7K20 低于19%。
玻璃Β3為上述玻璃B，SiO2在63%以上，Al2O3在3%以上，Na2O在8%以上，K2O 在 8% 以下，MgO 為 6 14%，CaO 為 O 1%，ZrO2 為 I 4%，Na2CHK2O 為 14 17%。
該玻璃Β3中，K2O含量乘以I. 7而得的值與Na2O含量的和、即Na2CHl. 7Κ20可低于 19%。
如果采用這些玻璃B (BI 83)，則K2O含量足夠高，所以不會使化學強化的離子交換速度過大，可增大壓縮應力層厚度t。由此，化學強化處理后，不需要另外實施研磨處理， 可使表面壓縮應力S例如低于1050MPa，同時增大壓縮應力層的厚度t。
對于對玻璃B進行化學強化而成的化學強化玻璃板，壓縮應力層厚度t優(yōu)選超過 20 μ m。20 μ m以下時，可能會容易破裂。更好是在30 μ m以上，特別好是在40 μ m以上，典型的是45 μ m以上或50 μ m以上。
對于對玻璃B進行化學強化而成的化學強化玻璃板，表面壓縮應力S典型的是 300MPa以上且低于1050MPa。低于300MPa時，可能會容易破裂。對于對玻璃BI進行化學強化而成的化學強化玻璃板，表面壓縮應力S典型的是300MPa以上且低于750MPa ;對于對玻璃B2或玻璃B3進行化學強化而成的化學強化玻璃板，表面壓縮應力S典型的是700MPa 以上且低于1050MPa。
玻璃B的玻璃化溫度Tg (以下也簡稱Tg)對于玻璃BI典型的是540 610°C，對于玻璃B2、B3典型的是580 640°C。
玻璃B的粘度達到104dPa · s的溫度T4(以下也簡稱T4)較好是在1190°C以下。 超過1190°C時，玻璃的成形可能會變得困難。典型的是1180°C以下。
玻璃B的粘度達到102dPa · s的溫度T2 (以下也簡稱T2)較好是在1650°C以下。 超過1650°C時，熔融變得困難，未熔融物等制品缺陷可能會增多，或者熔融設備的價格可能會升高。典型的是1600°C以下。
玻璃B的失透溫度較好是在所述溫度T4以下。如果不是這樣，例如采用浮法時可能會發(fā)生失透而難以成形。在這里，失透溫度是指將玻璃保持該溫度15小時后失透析出的溫度的最高值。
玻璃B的比重P較好是在2. 6以下。超過2. 6時，等離子體顯示裝置10的輕量化可能會不足。
玻璃B的50 350 °C的范圍內的平均熱膨脹系數(shù)α典型的是80Χ10—7 130 X IO-V0C。因為壓縮應力層厚度t足夠小，所以將玻璃B進行化學強化而成的化學強化玻璃板的平均熱膨脹系數(shù)與化學強化前的玻璃B的平均熱膨脹系數(shù)α大致相同。
玻璃B中，希望在化學強化處理后不需要另外實施研磨處理，可使表面壓縮應力S 例如低于750MPa，同時增大壓縮應力層的厚度t時，玻璃BI是優(yōu)選的形式。在通過硫酸鹽進行玻璃制造時的澄清的情況下，玻璃B2和玻璃B3是優(yōu)選的形式。
接著，對于玻璃B的組成，只要沒有特別限定，使用摩爾百分比表示的含量說明。
SiO2是構成玻璃骨架的成分,是必需成分。如果低于50%,則作為玻璃的穩(wěn)定性下降，或者耐候性下降。較好是在60%以上。對于玻璃B2，在60%以上，較好是在62%以上； 對于玻璃B3，在63%以上。
SiO2超過74%時，玻璃的粘性增大，熔融性顯著下降。較好是在70%以下，典型的是在68%以下。對于玻璃B2，SiO2在70%以下。
Al2O3是使離子交換速度提高的成分，是必需成分。低于I %時，離子交換速度下降。較好是在2%以上，典型的是在3%以上。對于玻璃B2，Al2O3在2%以上；對于玻璃B3， 在3 以上。
Al2O3超過10%時，玻璃的粘性升高，難以均質地熔融。較好是在9%以下，更好是在8%以下，典型的是在7%以下。對于玻璃B2，Al2O3在8%以下。
SiO2和Al2O3的合計含量超過75%時，高溫下的玻璃粘性增大，熔融變得困難。典型的是72%以下。此外，SiO2和Al2O3的合計含量較好是在66%以上。低于66%時，可能會難以獲得穩(wěn)定的玻璃，或者耐候性容易下降，典型的是在68%以上。
Na2O是通過離子交換形成壓縮應力層并使玻璃的熔融性提高的成分，因此是必需的。低于6%時，難以通過離子交換形成所需的壓縮應力層。較好是在7%以上，典型的是在8%以上。對于玻璃B3，Na2O在8%以上。
Na2O超過14%時，應變點隨著Tg降低，或者耐候性下降。較好是在13%以下，典型的是在12%以下。對于玻璃Bl，Na20在12%以下，較好是在11%以下，典型的是在10% 以下。
K2O是使熔融性提高的成分，同時是用于加快化學強化中的離子交換速度而獲得所需的表面壓縮應力S和壓縮應力層厚度t的成分，是必需的。低于3%時，熔融性下降，或者離子交換速度降低。典型的是在4%以上。對于玻璃B1，K20在4%以上，較好是在5%以上，更好是在6%以上，典型的是在7%以上。K2O的質量百分比表示的含量典型的是在3% 以上。
K2O超過15%時，耐候性下降。較好是在12%以下，典型的是在11%以下。對于玻璃B2、玻璃B3，K2O在8%以下，較好是在7%以下，典型的是在6%以下。
Na2O和K2O的合計含量R2O低于12%時，可以獲得所需的離子交換特性。較好是在13%以上，更好是在14%以上。對于玻璃BI、玻璃B3，R2O在14%以上，對于玻璃BI，較好是在16%以上，更好是在16. 5%以上，典型的是在17%以上。
R2O(Na2O和K2O的合計量)超過25%時，玻璃的耐候性等化學耐久性下降。較好是在22%以下，更好是在20%以下，典型的是在19%以下。為了使玻璃的堿性度下降、使硫酸鹽導致的澄清性提高等目的，對于玻璃B2，R2O在18%以下，對于玻璃B3，在17%以下。
為了使玻璃的堿性度下降、使硫酸鹽導致的澄清性提高等目的，對于玻璃B2，所述 Na2O+1. 7K20低于19%。對于玻璃B3，Na2O+1. 7K20也較好是低于19%?！笆共ＡУ膲A性度下降、使硫酸鹽導致的澄清性提高”是指通過硫酸鈉進行澄清時使硫酸鈉的分解溫度在約 1500°C 以下。
所述R2O(Na2C)和K2O的合計量)減去Al2O3含量而得的差R2O-Al2O3較好是在10% 以上。低于10%時，壓縮應力層厚度t可能會減小。壓縮應力層厚度t減小可認為是應變點隨著Tg升高所致。對于玻璃BI, R2O-Al2O3在10%以上。
SiO2和Al2O3的合計含量減去R2O(Na2C)和K2O的合計量)而得的差較好是在60% 以下。超過60%時，所述T2超過1650°C，熔融可能會變得困難。
Li2O是降低應變點、使應力緩和變得容易而無法獲得穩(wěn)定的壓縮應力層的成分， 所以較好是不含有，即使含有的情況下，其含量較好是在2%以下，更好是在O. 05%以下， 特別好是低于O. 01 %。
此外，Li2O可能會在化學強化處理時溶出至KNO3等熔融鹽中，如果使用含Li的熔融鹽進行化學強化處理，則表面壓縮應力S顯著下降。即，本發(fā)明人使用不含Li的1^03和含O. 005質量％、0. 01質量％、0. 04質量％ Li的KNO3以450°C、6小時的條件對后述的材料例19的玻璃進行了化學強化處理，結果發(fā)現(xiàn)如圖3所示，在熔融鹽僅含O. 005質量％ Li 的條件下表面壓縮應力就顯著下降。因此，從該觀點來看，Li2O較好是不含。
K2O的含量和堿金屬氧化物的含量的合計的比值較好是在O. 25以上，更好是在 O. 4以上，典型的是超過O. 5。
堿土金屬氧化物是使熔融性提高的成分，同時是對于根據(jù)Tg調節(jié)應變點有效的成分。
BaO在堿土金屬氧化物中使離子交換速度降低的效果最大，所以BaO較好是不含或即使含有時其含量也低于1%，對于玻璃BI，即使含有時也必須低于1%。
SrO可根據(jù)需要含有，使離子交換速度下降的效果比MgOXaO強，所以即使含有時其含量也較好是低于I %。
含有SrO或BaO的情況下，它們的合計含量較好是在3%以下，更好是低于2%。
MgO和CaO使離子交換速度下降的效果較小，MgO的含量必須至少在2%以上。
MgO低于2%時，熔融性下降。較好是在4%以上，更好是在6%以上，典型的是在 6. 5%以上。對于玻璃B2、玻璃B3，MgO在6%以上，較好是在6. 5%以上，典型的是在10% 以上。
MgO超過15%時，離子交換速度下降。較好是在14%以下，更好是在13. 5%以下。 對于玻璃BI，MgO特別好是在13%以下，典型的是在12%以下，對于玻璃B3，Mg0在14%以下。
含有CaO的情況下，其含量典型的是1%以上。其含量超過10%時，離子交換速度下降。較好是在8%以下，典型的是在6%以下。對于玻璃B2，即使含有CaO，其含量也典型的是在I %以下,對于玻璃B3，必須在1%以下。
含有CaO的情況下，MgO和CaO的含量的比值較好是在I以上。更好是在I. I以上。
MgO和CaO的合計含量MgO+CaO為7 15%，典型的是在8%以上，對于玻璃BI， 必須在8%以上。此外，MgO和CaO的質量百分比表示的合計含量典型的是在5. 1%以上。
MgO+CaO與Al2O3的含量的比值較好是在I. 2以上，典型的是在I. 5以上。
堿土金屬氧化物的合計含量RO較好是超過2 %且在15 %以下。2 %以下時，熔融性下降，或者應變點的調節(jié)變得困難。較好是在4%以上，更好是在6%以上，典型的是在8% 以上。超過15%時，可能會離子交換速度下降，容易失透，或者應變點過低。
對于除玻璃B3以外的玻璃B，ZrO2不是必需的，為了增大離子交換速度，可在5% 以下的范圍內含有。超過5%時，增大離子交換速度的效果飽和，且熔融性劣化，會作為未熔融物殘留至玻璃中。此外，如圖4所示，通過含有ZrO2，化學強化處理后的玻璃的維氏硬度增大。另外，除了后述的材料例5、9、10的玻璃之外，圖4所示的傾向也同樣出現(xiàn)在(I)以摩爾百分比表示含 64. 0% 的 SiO2、5. 4% 的 Al203、9. 6% 的 Na20、9. 1% 的 K20、5. 4% 的 MgO、 4. 0%的CaO、2. 5%的ZrO2的玻璃、(2)以摩爾百分比表示含64. 0%的SiO2'5. 3%的Al2O3' 9. 6%的 Na20、9. 1%的1(20、5· 2%的Mg0、4. 0%的 CaO、2. 7%的 ZrO2 的玻璃、(3)以摩爾百分比表示含 66. 8% 的 SiO2Ul. 0% 的 Al2O3'13. 1% 的 Na20、2. 5_Κ20、6· 1% 的 Mg0、0. 6% 的 CaO的玻璃中。ZrO2較好是在4%以下，典型的是在2%以下。含有ZrO2的情況下，其含量較好是在0. 5%以上，典型的是在1%以上。
對于玻璃B3，ZrO2是必需的，含有I 4%。典型的是1.5 3%。
玻璃B本質上由以上說明的成分形成，但可在不破壞玻璃B的效果的范圍內含有其它成分。含有這些成分的情況下，這些成分的合計含量較好是在10%以下，典型的是在 5%以下。以下，通過示例對上述其它成分進行說明。
ZnO有時可為了提高玻璃在高溫下的熔融性而含有例如2%以下，較好是在1%以下。通過浮法制造等的情況下，較好是在0.5%以下。超過0.5%的情況下，浮法成形時可能會還原而形成制品缺陷。典型的是不含ZnO。
B2O3有時可為了提高玻璃在高溫下的熔融性或玻璃強度而含有例如1%以下。超過1%時，不易獲得均質的玻璃，玻璃的成形可能會變得困難。典型的是不含b2o3。
TiO2可能會改變存在于玻璃中的Fe離子(Fe2+、Fe3+)的氧化還原狀態(tài)，使可見光透射率變化而導致玻璃著色，所以即使含有也較好是在1%以下，典型的是不含。
可適當含有SO3、氯化物、氟化物等作為玻璃熔融時的澄清劑。但是，為了提高畫質，較好是盡可能減少作為在可見光區(qū)域存在吸收的Fe203、NiOXr2O3等原料中的雜質混入的成分，分別以質量百分比表示的含量較好是在0. 15%以下，更好是在0. 05%以下。
(玻璃C)
玻璃C以氧化物基準的摩爾百分比表示含有68 80%的Si02、4 10%的A1203、 5 15%的Na20、0 1%的1(20、4 15%的Mg0、0 1%的Zr02，SiO2和Al2O3的合計含量 Si02+Al203 在 85% 以下。
該玻璃C中，Al2O3較好是在4. 5%以上。此外，該玻璃C中，Si02+Al203較好是在 75%以上。另外，該玻璃C中，更好是SiO2S 70 75%，Al2O3在5%以上，Na2O在8%以上，MgO 為 5 12%，Si02+Al203 為 77 83%。
此外，該玻璃C中，可不含CaO，或者含CaO時其含量低于I %。
此外，該玻璃C中，含有Ca0、Sr0、Ba0和ZrO2中的任意I種以上的成分的情況下，這4種成分的合計含量更好是低于1.5%。
如果采用該玻璃C，則可通過化學強化法充分提高強度，而且能夠抑制以使用化學強化后的玻璃時形成的壓痕為起點的裂縫產生(伸展)。
對于對玻璃C進行化學強化而成的化學強化玻璃板，表面壓縮應力S較好是在 550MPa以上，且典型的是在1200MPa以下。
對于對玻璃C進行化學強化而成的化學強化玻璃板，壓縮應力層厚度t較好是超過10 μ m，且典型的是在70 μ m以下。
對玻璃C進行化學強化而成的化學強化玻璃板較好是即使用維氏硬度計的維氏壓頭施加5kgf=49N的力也不會破壞。更好是即使施加7kgf的力也不會破壞,特別好是即使施加IOkgf的力也不會破壞。
玻璃C的玻璃化溫度Tg較好是在400°C以上。低于400°C的情況下，離子交換時表面壓縮應力緩和，可能會無法獲得足夠的應力。
玻璃C的粘度達到102dPa · s的溫度T2較好是在1750°C以下。
玻璃C的粘度達到104dPa · s的溫度T4較好是在1350°C以下。
玻璃C的比重P較好是在2. 50以下。
玻璃C的楊氏模量E較好是在68GPa以上。低于68GPa時，玻璃的耐裂性和破壞強度可能會不足。
玻璃C的泊松比σ較好是在O. 25以下。超過O. 25時，玻璃的耐裂性可能會不足。
玻璃C的50 350 °C的范圍內的平均熱膨脹系數(shù)α典型的是57Χ10_7 81XIO-V0C。因為壓縮應力層厚度t足夠小，所以對玻璃C進行化學強化而成的化學強化玻璃板的平均熱膨脹系數(shù)與化學強化前的玻璃C的平均熱膨脹系數(shù)α大致相同。
接著，對于玻璃C的組成，只要沒有特別限定，使用摩爾百分比表示的含量說明。
SiO2是構成玻璃骨架的成分,是必需成分。此外,還是減少玻璃表面損傷時的開裂的成分。低于68%時，作為玻璃的穩(wěn)定性和耐候性以及耐崩裂性下降。較好是在70%以上。 SiO2超過80%時，玻璃的粘性增大，熔融性下降。較好是在75%以下。
Al2O3是使離子交換性能和耐崩裂性提高的成分，是必需成分。低于4%時，無法通過離子交換來獲得所需的表面壓縮應力值、應力層深度。較好是在4. 5%以上，更好是在 5%以上。超過10%時，玻璃的粘性升高，難以均質地熔融。
SiO2和Al2O3的合計含量Si02+Al203超過85%時，高溫下的玻璃粘性增大，熔融變得困難。較好是在83%以下。此外，Si02+Al203較好是在75%以上。低于75%時，形成壓痕時的耐裂性下降。更好是在77%以上。
Na2O是通過離子交換形成壓縮應力層并使玻璃的熔融性提高的成分，因此是必需的。低于5%時，難以通過離子交換形成所需的壓縮應力層。較好是在8%以上。Na2O超過 15%時，耐候性下降。此外，容易由壓痕產生裂縫。
K2O不是必需的，但可含有I %以下來增大離子交換速度。超過I %時，容易由壓痕產生裂縫。
MgO雖然是可能會使離子交換速度降低的成分，但是抑制開裂并使熔融性提高的成分，是必需的。低于4%時，粘性增大，熔融性下降。較好是在5%以上。超過15%時，玻璃容易失透。較好是在12%以下。
ZrO2不是必需的，可在I %以下的范圍內含有而使高溫下的粘性降低，或者增大表面壓縮應力。超過1%時，由壓痕產生開裂的可能性升高。
玻璃C本質上由以上說明的成分形成，但可在不破壞玻璃C的效果的范圍內含有其它成分。含有這些成分時，這些成分的合計含量較好是在5%以下，典型的是在3%以下。 以下，通過示例對上述其它成分進行說明。
ZnO有時可為了提高玻璃在高溫下的熔融性而含有2%以下，較好是在1%以下。 通過浮法制造等的情況下，較好是在O. 5%以下。超過O. 5%的情況下，浮法成形時可能會還原而形成制品缺陷。典型的是不含ZnO。
B2O3有時可為了提高玻璃在高溫下的熔融性或玻璃強度而在低于I %的范圍內含有。I %以上時，不易獲得均質的玻璃，玻璃的成形可能會變得困難，或者耐崩裂性下降。典型的是不含b2o3。
TiO2可能會通過與存在于玻璃中的Fe離子共存使可見光透射率下降而導致玻璃著色成褐色，所以即使含有也較好是在I %以下，典型的是不含。
Li2O是降低應變點、使應力緩和變得容易而無法獲得穩(wěn)定的壓縮應力層的成分， 所以較好是不含有，即使含有的情況下，其含量較好是低于1%，更好是在O. 05%以下，特別好是低于O. 01 % ο
此外，Li2O可能會在化學強化處理時溶出至KNO3等熔融鹽中，如果使用含Li的熔融鹽進行化學強化處理，則表面壓縮應力顯著下降。即，本發(fā)明人使用不含Li的KNO3和含 O. 005質量％、0. 01質量％、0. 04質量％ Li的KNO3以450°C、6小時的條件對后述的材料例 76的玻璃進行了化學強化處理，結果發(fā)現(xiàn)在熔融鹽僅含O. 005質量％ Li的條件下表面壓縮應力就顯著下降。因此，從該觀點來看，Li2O較好是不含。
CaO可為了提高高溫下的熔融性或使失透不易發(fā)生而在低于I %的范圍內含有。 I %以上時，離子交換速度或對開裂的耐受性下降。典型的是不含CaO。
SrO可根據(jù)需要含有，使離子交換速度下降的效果比Mg0、Ca0強，所以即使含有時其含量也較好是低于I %。典型的是不含SrO。
BaO在堿土金屬氧化物中使離子交換速度降低的效果最大，所以BaO較好是不含或即使含有時其含量也低于1%。
含有SrO或BaO的情況下，它們的合計含量較好是在I %以下，更好是低于O. 3%。
含有Ca0、Sr0、Ba0和ZrO2中的任意I種以上的成分的情況下,這4種成分的合計含量較好是低于1.5%。I. 5%以上時，離子交換速度可能會下降。典型的是1%以下。
可適當含有SO3、氯化物、氟化物等作為玻璃熔融時的澄清劑。但是，為了提高畫質，較好是盡可能減少作為在可見光區(qū)域存在吸收的Fe203、NiOXr2O3等原料中的雜質混入的成分，分別以質量百分比表示的含量較好是在O. 15%以下，更好是在O. 05%以下。
(玻璃D)
玻璃D以氧化物基準的摩爾百分比表示含有61 66%的Si02、6 12%的A1203、 7 13%的MgO、9 17%的Na2O、O 7%的K2O，含有ZrO2時其含量在O. 8%以下。
接著，對于玻璃D的組成，只要沒有特別限定，使用摩爾百分比表示的含量說明。
SiO2是構成玻璃骨架的成分,是必需成分。低于61%時,形成壓痕時強度容易下降，玻璃表面損傷時容易開裂，耐候性下降，比重增大，或者液相溫度上升而導致玻璃變得不穩(wěn)定。較好是在61. 5%以上，更好是在62%以上，特別好是在63%以上。SiO2超過66% 時，T2或T4上升，玻璃的熔化或成形變得困難。較好是在65. 5%以下。希望進一步抑制玻璃表面形成壓痕時的強度下降的情況下，SiO2典型的是63 65%。SiO2的質量百分比表示的含量典型的是低于64%。
Al2O3是使離子交換性能和耐候性提高的成分，是必需成分。低于6%時，形成壓痕時強度容易下降，或者所需的表面壓縮應力S、應力層厚度t無法通過離子交換獲得。較好是在6. 5%以上，更好是在7%以上，特別好是在7. 5%以上。超過12%時，T2或T4上升而玻璃的熔化或成形變得困難，或者液相溫度升高而容易失透。較好是在11. 5%以下。
SiOjP Al2O3的合計含量較好是在71%以上。低于71 %時，形成壓痕時很可能變得強度容易下降。典型的是超過72%。
MgO雖然是可能會使離子交換速度降低的成分，但是抑制開裂或使熔融性提高的成分，是必需的。低于7%時，T2*T4上升，玻璃的熔化或成形變得困難。較好是在7.5% 以上，更好是在8%以上。超過13%時，液相溫度上升而容易失透。較好是在12. 5%以下， 更好是在12%以下。希望進一步抑制玻璃表面形成壓痕時的強度下降的情況下，MgO典型的是8 11%。
Na2O是通過離子交換形成表面壓縮應力層或使玻璃的熔融性提高的成分，因此是必需的。低于9%時，難以通過離子交換形成所需的表面壓縮應力層。較好是在9.5%以上，更好是在10%以上，特別好是在10. 5%以上。Na2O超過17%時，耐候性下降，或者容易由壓痕產出裂縫。較好是在16%以下。
K2O不是必需的，但是增大離子交換速度的成分，可含有7%以下。超過7%時，容易由壓痕產生裂縫。較好是在6. 5%以下，更好是在6%以下。含有K2O時，其含量較好是在O. 5%以上。
含有K2O時，Na2O和K2O的合計含量R2O較好是在22%以下。超過22%時，耐候性下降，或者容易由壓痕產出裂縫。較好是在21%以下，更好是在20%以下。此外，R2O較好是在14%以上，典型的是在15%以上。
希望進一步抑制玻璃表面形成壓痕時的強度下降的情況下，典型的是Na2O為 11 16%，K2O為O 5%, R2O(Na2C^PK2C)的含量)為15 17%，K2O的含量低于3%時 Na2O典型的是13. 5 16%。
希望提高Tg等情況下，R2O (Na2O和K2O的含量)減去Al2O3含量而得的差R2O-Al2O3 較好是低于10%。
ZrO2可能會使玻璃表面形成壓痕時的強度降低，所以不是必需成分，為了使高溫下的粘性下降或增大表面壓縮應力等目的下可在O. 8%以下的范圍內含有。超過O. 8% 的情況下，形成壓痕時強度容易下降，或者容易發(fā)生崩裂。較好是在O. 7 %以下，更好是在 O. 6%以下，特別好是在O. 55%以下。
本發(fā)明的玻璃D本質上由以上說明的成分形成，但可在不破壞本發(fā)明的目的的范圍內含有其它成分。含有這些成分時，這些成分的合計含量較好是在5%以下，典型的是在 3%以下。Si02、Al203、Mg0、Na2(^PK20的合計含量特別好是在98%以上。以下，通過示例對上述其它成分進行說明。
CaO、SrO和BaO可為了使高溫下的熔融性提高或使失透不易發(fā)生而含有，但離子交換速度或對開裂的耐受性可能會下降。含有CaO、SrO和BaO中的任意I種以上的情況下，各成分的含量較好是在1%以下，更好是在O. 5%以下。此外，該情況下，這3種成分的合計含量較好是在I %以下，更好是低于O. 5%以下。
ZnO有時可為了提高玻璃在高溫下的熔融性而含有，這時的含量較好是在1%以下。通過浮法制造的情況下，較好是在O. 5%以下。超過O. 5%的情況下，浮法成形時可能會還原而形成制品缺陷。典型的是不含ZnO。
B2O3有時可為了提高玻璃在高溫下的熔融性或玻璃強度而在例如低于1%的范圍內含有。I %以上時，不易獲得均質的玻璃，玻璃的成形可能會變得困難，或者耐崩裂性下降。典型的是不含b203。
TiO2可能會通過與存在于玻璃中的Fe離子共存使可見光透射率下降而導致玻璃著色成褐色，所以即使含有也較好是在I %以下，典型的是不含。
Li2O是降低應變點、使應力緩和變得容易而無法獲得穩(wěn)定的表面壓縮應力層的成分，所以較好是不含有，即使含有的情況下，其含量較好是低于I %，更好是在O. 05%以下， 特別好是低于O. 01 %。
可適當含有SO3、氯化物、氟化物等作為玻璃熔融時的澄清劑。但是，為了提高觸摸屏等顯示裝置的辨識性，較好是盡可能減少作為在可見光區(qū)域存在吸收的Fe203、NiO, Cr2O3 等原料中的雜質混入的成分，分別以質量百分比表示的含量較好是在O. 15%以下，更好是在O. I %以下，特別好是在O. 05%以下。實施例
以下，通過實施例等對本發(fā)明進行具體說明，但本發(fā)明并不僅限于這些例子。
(保護玻璃板的材料)
(材料例I 57)
材料例I 37的玻璃滿足上述玻璃B的組成，材料例38 57的玻璃為上述玻璃 B的比較例，不在上述玻璃B的組成的范圍內。材料例84涉及上述玻璃D，滿足上述玻璃D 的組成。
對于材料例I 17、19 35、38 47、84，按照表I 5和表19的從SiO2到 ZrO2 (或者Li2O或TiO2)為止的欄中以摩爾百分比表示的組成，適當選擇氧化物、氫氧化物、 碳酸鹽、硝酸鹽等通常使用的玻璃原料，以作為玻璃達到400g的條件稱量，雖然未示于所述組成，但添加以SO3換算相當于O. 4質量％的硫酸鈉，進行混合。接著，加入鉬制坩堝中， 投入1600°C的電阻加熱式電爐，熔融3小時，脫泡、均質化后，倒入模材中，以規(guī)定的溫度退火，獲得玻璃塊。從該玻璃塊按照40mmX 40mm、厚度O. 8mm的尺寸切割、研磨，最后將兩面加工成鏡面，獲得板狀的玻璃。
表中的“R2O-Al ”為所述R2O (Na2O和K2O的含量)減去Al2O3含量而得的值， "Na+1. 7K”為Na2O含量與I. 7倍的K2O含量的和，并將與表I 5和表19的摩爾百分比表示的組成對應的質量百分比表示的組成示于表7 11和表20。
材料例18、36、37、48 57未進行上述的熔融，材料例47為另外制備的鈉鈣玻璃的例子。
對于這些玻璃進行如下的化學強化處理。即，將這些玻璃分別浸潰于450°C的KNO3熔融鹽6小時，進行化學強化處理。對于各玻璃，通過株式會社折原制作所(折原製作所社)制表面應力計FSM-6000測定了表面壓縮應力S (單位MPa)和壓縮應力層的厚度t (單位μ m)。結果不于表I 6的對應欄。由表可知，使用玻璃B的樣品的S為300MPa以上 1024MPa以下，且t在45 μ m以上，產生所需的壓縮應力層。
材料例18、36、37、48 57、84的S、t通過計算由組成求得。
此外，對于材料例5、40、47、84，測定了玻璃化溫度Tg(單位V )、粘度達到 102dPa · s的溫度T2 (單位:V )、粘度達到104dPa · s的溫度T4 (單位°C )、比重P、平均熱膨脹系數(shù)α (單位:10_7/V )。此外，對于材料例19、20測定了 Tg、T2、T4、α，對于材料例 24 26測定了 Tg、α。結果示于表的對應欄。對于其它材料例，通過計算由組成求得這些值。結果不于表。
此外，對于材料例1、4 10、15 17、19 35、40、43 47、84，如下進行了關于失透的試驗。即，進行了將玻璃保持于溫度T4時玻璃是否發(fā)生失透的試驗。表中的“D”的欄的〇表示在上述試驗中未發(fā)生失透，X表示發(fā)生了失透。此外，在溫度T4發(fā)生失透、但在 (T4+40°C )未發(fā)生失透的樣品以Λ表不。
對于材料例19 35，如下進行了關于硫酸鹽分解的試驗。S卩，在1350°C和1500°C 測定殘存于玻璃中的SO3量，算出它們的差Λ (單位質量％ )。為了減少玻璃中的泡，Λ 較好是在O. 08質量％以上。對于材料例36、48 57，表示來自組成的Λ推定值。在這里， Δ推定值為O. 4 O. 9質量％的樣品在表中記作“O. 08”。
[表 I]
權利要求
1.等離子體顯示裝置，它是具備具有玻璃基板的等離子體顯示面板、粘貼于該等離子體顯示面板的顯示側的保護玻璃板的等離子體顯示裝置，其特征在于， 所述保護玻璃板具有81cm以上的對角線長度、I. 5mm以下的厚度， 在50 350°C的范圍內，所述保護玻璃板的平均熱膨脹系數(shù)為所述玻璃基板的平均熱膨脹系數(shù)的80 120%。
2.如權利要求I所述的等離子體顯示裝置，其特征在于，所述保護玻璃板是通過化學強化處理在表層的至少一部分形成了壓縮應力層的化學強化玻璃板。
3.如權利要求2所述的等離子體顯示裝置，其特征在于，所述化學強化處理前的保護玻璃板以氧化物基準的摩爾百分比表示含有55 70%的Si02、5 15%的Al203、4 20%的Na2OU 15%的MgO，這些成分的合計量在85%以上。
4.如權利要求2所述的等離子體顯示裝置，其特征在于，所述化學強化處理前的保護玻璃板以氧化物基準的摩爾百分比表示含有50 74%的SiO2U 10%的Al203、6 14%的 Na20,3 15% 的 K20,2 15% 的 Mg0、0 10% 的 CaO,O 5% 的 ZrO2, SiO2 和 Al2O3 的合計含量在75%以下，Na2O和K2O的合計含量Na2CHK2O為12 25%，MgO和CaO的合計含量 MgO+CaO 為 7 15%。
5.如權利要求2所述的等離子體顯示裝置，其特征在于，所述化學強化處理前的保護玻璃板以氧化物基準的摩爾百分比表示含有68 80%的Si02、4 10%的Al203、5 15%的 Na20、0 I % 的 K20,4 15% 的 MgO,O I % 的 ZrO2, SiO2 和 Al2O3 的合計含量 Si02+Al203在85%以下。
全文摘要
本發(fā)明提供可在提高畫質的同時減少大面積且薄型的保護玻璃板的翹曲的等離子體顯示裝置。本發(fā)明提供等離子體顯示裝置(10)，它是具備具有玻璃基板(21、22)的等離子體顯示面板(20)、粘貼于該等離子體顯示面板(20)的顯示側的保護玻璃板(30)的等離子體顯示裝置(10)，其特征在于，保護玻璃板(30)具有81cm以上的對角線長度、1.5mm以下的厚度，在50～350℃的范圍內，保護玻璃板(30)的平均熱膨脹系數(shù)為玻璃基板(21、22)的平均熱膨脹系數(shù)的80～120％。
文檔編號C03C3/087GK102985993SQ20118003443
公開日2013年3月20日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權日2010年7月15日
發(fā)明者小野和孝, 秋葉周作, 黑木有一 申請人:旭硝子株式會社