[发明专利]一种硼酸锌单晶用于制备电子设备显示屏的新用途

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种硼酸锌单晶的用途，尤其涉及一种硼酸锌单晶制备电子设备显示屏的新用途。

背景技术

随着电子设备的日益普及，电子设备中在人们日常生活中日趋常见，如智能手机、智能手表、平板电脑以及笔记本电脑等，如今的电子设备大多配置有触摸屏，且显示屏面积大，因此对显示屏的耐磨度和硬度的要求越来越高。目前电子设备显示器仍主要以玻璃为主，但玻璃的硬度的极限为7，在从高处跌落后任然会发生显示屏碎裂的情况，如果不配置显示屏保护膜，在长时间使用后显示屏会出现划痕，影响用户的使用体验。

蓝宝石显示屏一度被视为玻璃显示屏最理想的替代品，且许多厂商尝试推出蓝宝石显示屏产品，但最后都以失败告终。虽然蓝宝石显示屏的硬度可以达到9，长时间使用也不会出现磨损以及划痕，抗跌落能力优异，但是制作成本高，难以满足市场对于电子设备价格的要求。

因此，寻找一种替代玻璃和蓝宝石作为电子设备显示屏材料显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中心存在的技术问题，本发明提供一种硼酸锌单晶的应用，将硼酸锌单晶用于制备电子设备显示屏，所述显示屏不仅具有优异的硬度和耐磨性，且具有良好的透光性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种硼酸锌单晶的用途，所述硼酸锌单晶属于立方晶系、I-43m空间群结构，化学式为Zn₄B₆O₁₃，单胞参数所述硼酸锌单晶用作半导体薄膜衬底材料。

所述硼酸锌单晶在298K的热膨胀系数为3.5/MK。

优选地，所述硼酸锌单晶在298K的热导率为30.5W/m·K。

优选地，所述硼酸锌单晶的体积模量为241GPa。

优选地，所述硼酸锌单晶的杨氏模量为267GPa。

优选地，所述硼酸锌单晶的剪切模量为104GPa。

优选地，所述硼酸锌单晶的维氏硬度为1304。

优选地，所述硼酸锌单晶的莫氏硬度为8～9。

优选地，所述硼酸锌单晶的透光范围为217nm～3500nm。

其中，所述硼酸锌单晶的莫氏硬度包括8、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8或8.9等，所述硼酸锌单晶的透光范围包括217nm、220nm、250nm、280nm、300nm、400nm、500nm、800nm、1000nm、1500nm、2000nm、2500nm、3000nm或3500nm等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所述硼酸锌单晶的制备可以参照现有技术公开的方法进行，比如参照如下文献：

Jiang,X.X.；Molokeev,M.S.；Gong,P.F.；Yang,Y.；Wang,W.；Wang,S.H.；Wu,S.F.；Wang,Y.X.；Huang,R.J.；Li,L.F.；Wu,Y.C.；Xing,X.R.；Lin,Z.S.Adv.Mater.2016,28,7936-7940。

更优选地，所述硼酸锌单晶通过如下方法制备得到：

(1)将ZnO和B₂O₃的混合物加热至800～850℃，保温，得到硼酸锌粉末；

其中，所述混合物中ZnO中的Zn元素和B₂O₃中的B元素的物质的量之比符合所述硼酸锌单晶中硼与锌的化学计量比；加热过程中，分别在300～350℃、450～500℃和650～700℃时研磨所述混合物；保温过程中，每隔12～36h研磨所述混合物；

(2)将所述硼酸锌粉末放入铂金坩埚，置于晶体生长炉中，升温至1000～1100℃，保温，得到硼酸锌熔体；之后降温至960～990℃，将籽晶放至硼酸锌熔体中，利用顶部籽晶法或提拉法生长得到硼酸锌单晶。

此优选技术方案中，步骤(1)缓慢的加热至800～850℃。

优选地，步骤(1)所述加热的温度为800℃。

优选地，步骤(1)所述加热过程中，分别在300℃、500℃和700℃时研磨所述混合物。

优选地，步骤(1)所述加热时的升温速率为1～3℃/min，升温速率过高容易导致B₂O₃融化。

优选地，步骤(1)所述保温的时间为60～80h，优选为72h，在此优选的保温时间72h条件下，更有利于反应的充分进行。