專利名稱：減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃基板制造過程，具體的講，本發(fā)明涉及玻璃基板制造過程中的攪拌。本發(fā)明特別重要的應(yīng)用是生產(chǎn)TFT(Thin Film Transistor)液晶顯示器所用的玻璃基板。
背景技術(shù)：
液晶顯示器玻璃基板的制造過程中，玻璃熔解后，經(jīng)過澄清、攪拌、調(diào)溫、成型等工序，得到玻璃基板。具體來說，先配制原料，將配制好的原料在池爐中熔解，然后熔融的玻璃流至澄清池，在澄清池中熔融玻璃得到均化和消泡，熔融玻璃澄清后，為了消除熔融玻璃中的條紋，需要將熔融玻璃在攪拌裝置中進(jìn)行攪拌，經(jīng)攪拌后的熔融玻璃再經(jīng)過降溫，熔融玻璃達(dá)到玻璃基板成型所需要的溫度和粘度，調(diào)溫后的熔融玻璃通過供應(yīng)裝置流入成型裝置，最后生成玻璃基板。通常情況下，澄清、攪拌、調(diào)溫等裝置全部或部分由貴金屬或其合金制成。
盡管鉑金或鉑金合金具備極好的抗氧化性、抗腐蝕性和高溫強(qiáng)度，但是由鉑金或鉑金合金制成的澄清管道和攪拌裝置在高溫和應(yīng)力作用下，仍然會(huì)有鉑金粒子會(huì)從鉑金或鉑金合金的基體上脫落，鉑金粒子進(jìn)入熔融玻璃中，最終玻璃基板中就會(huì)含有鉑金粒子，形成有缺陷的產(chǎn)品。
特別是如果攪拌裝置中熔融玻璃的溫度設(shè)定不當(dāng)時(shí)和攪拌器轉(zhuǎn)速選擇不當(dāng)時(shí)，在玻璃基板中會(huì)出現(xiàn)大量直徑大于0.1mm的鉑金粒子，產(chǎn)品合格率很低。例如，熔融玻璃溫度偏低，熔融玻璃的黏度很大，熔融玻璃在被攪拌的過程中，對(duì)鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置的作用力會(huì)很大，引起鉑金產(chǎn)生高溫蠕變而脫落。如果，熔融玻璃溫度偏高，鉑金原子的振動(dòng)劇烈，原子晶界會(huì)發(fā)生位移，晶粒也會(huì)生長(zhǎng)，容易形成鉑金粒子進(jìn)入熔融的玻璃中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種控制玻璃基板中鉑金粒子的含量達(dá)到最低的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，包括玻璃的熔解、澄清、攪拌、調(diào)溫、成型，所述方法通過控制熔融玻璃流經(jīng)由鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置內(nèi)熔融玻璃的溫度和黏度以及攪拌器的轉(zhuǎn)速，抑制鉑金或鉑金合金中鉑原子形成鉑金粒子進(jìn)入熔融玻璃的量。
實(shí)現(xiàn)上述方案需從如下幾方面考慮1、本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在沒有攪拌的作用下，鉑金形成粒子進(jìn)入熔融玻璃的損失量與熔融玻璃溫度存在的是非線性正相關(guān)性。當(dāng)熔融玻璃溫度高于1635℃以上，在高溫作用下鉑金損失量就大幅度增加。
TFT液晶顯示器玻璃屬于無堿玻璃，相對(duì)于含堿的玻璃，其黏度大。在攪拌裝置中，熔融玻璃的黏度在800-1700泊左右。對(duì)高黏度玻璃強(qiáng)制攪拌，攪拌裝置就受到來自熔融玻璃的反作用力，攪拌裝置與熔融玻璃接觸的表面部分鉑金受到持續(xù)的應(yīng)力，鉑金或鉑金合金會(huì)產(chǎn)生蠕變而脫落進(jìn)入熔融玻璃中。
在攪拌裝置中，在相同的攪拌效率情況下，攪拌裝置受到的應(yīng)力與熔融玻璃的溫度呈負(fù)相關(guān)性。鉑金在高黏度玻璃的作用產(chǎn)生的應(yīng)力引起的鉑金損失量與攪拌裝置中熔融玻璃的溫度成非線性負(fù)相關(guān)性。當(dāng)熔融玻璃溫度低于1410℃以下，對(duì)應(yīng)熔融玻璃黏度低于2000泊，在應(yīng)力作用下鉑金損失量就大幅度增加。在攪拌裝置中，在高溫和應(yīng)力共同作用下的總的損失量與溫度有系。
2.由于玻璃配方各不相同，攪拌裝置中熔融玻璃最好的溫度也會(huì)稍有不同。但，不同玻璃配方的熔融玻璃在攪拌裝置中最好的黏度是基本一致的。依據(jù)本發(fā)明采用的玻璃配方，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，攪拌裝置中熔融玻璃的溫度應(yīng)被控制在1430℃-1480℃，對(duì)應(yīng)的熔融玻璃黏度為860-1600泊，生產(chǎn)得到的玻璃基板鉑金粒子的含量基本達(dá)到可以接受的標(biāo)準(zhǔn)。攪拌裝置中熔融玻璃的溫度較好的范圍是1440℃-1470℃，對(duì)應(yīng)的熔融玻璃黏度為965-1400泊。攪拌裝置中熔融玻璃的溫度最好范圍是1450℃-1460℃，對(duì)應(yīng)的熔融玻璃黏度為1000-1250泊。
本發(fā)明采用的玻璃配方(摩爾比)為62-72SiO26-12B2O3
8-15 Al2O30.5-6 MgO1-11 CaO0-4SrO0-3BaO0.1-0.5其它3.攪拌裝置中攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度n≤12rpm，攪拌裝置中攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度n≤8rpm。不同攪拌速度下，玻璃對(duì)攪拌器和攪拌槽的力也不相同。一般而言速度越高，所述的力就越大，即攪拌裝置與熔融玻璃接觸部分受到的應(yīng)力就增加，在高溫和應(yīng)力的共同作用下，鉑原子更容易形成鉑金粒子，從鉑金基體上脫落，進(jìn)而熔融玻璃。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，一定的溫度下，如平均溫度為1550℃，當(dāng)攪拌器的轉(zhuǎn)速大于12rpm，玻璃基板中鉑金粒子的含量就會(huì)明顯增加；當(dāng)攪拌器的轉(zhuǎn)速小于8rpm時(shí)，玻璃基板中鉑金粒子含量可以被控制在每公斤玻璃中少于0.035個(gè)。在高溫和攪拌作用下鉑金損失量與轉(zhuǎn)速的有關(guān)。


圖1是熔融玻璃攪拌裝置示意圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施的代表溫度示意圖，圖3是實(shí)施例中的溫度控制系統(tǒng)及檢測(cè)位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖1-3和一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更充分的描述。
附圖1說明攪拌裝置入口1，攪拌筒2，攪拌棒3，攪拌裝置出口4。
附圖3說明攪拌筒上的連接法蘭1，連接電纜2，可編程控制器3(PLC)，相位控制器4(SCR)，變壓器5。
攪拌裝置的攪拌筒內(nèi)熔融玻璃的加熱和溫度控制以由以下方法來實(shí)現(xiàn)的鉑金制成的攪拌筒有一定的電阻，當(dāng)有大電流通過攪拌筒時(shí)，攪拌筒本身會(huì)發(fā)熱，攪拌筒對(duì)筒內(nèi)的熔融玻璃加熱，同時(shí)也有一部分熱量通過攪拌筒外的耐火材料散失掉。因此，通入攪拌筒電流大小、攪拌筒外側(cè)的耐火材料導(dǎo)熱能力以及熔融玻璃的流量三個(gè)因素決定了熔融玻璃在攪拌筒中的溫度分布情況。
圖3中顯示了對(duì)攪拌裝置攪拌筒加熱控制的系統(tǒng)原理。2個(gè)法蘭分布焊接在攪拌筒的上下部。來自變壓器5的電流通過連接電纜2和法蘭1流過攪拌筒。T1、T2、T3是3個(gè)檢測(cè)溫度的熱電偶，溫度信號(hào)被送入到可編程控制器3中。具體的溫度控制原理是，在PLC中設(shè)定溫度目標(biāo)值如tg，PLC將收集的3個(gè)溫度值做規(guī)定的處理，如取3個(gè)數(shù)值的平均值tv，PLC對(duì)比tg與tv，然后根據(jù)預(yù)定的控制方法如PID，PLC產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)sc，信號(hào)sc輸出給相位控制器4，相位控制器根據(jù)sc來控制輸出電流的的大小。
用放大鏡和目視的方法檢查玻璃基板中鉑金粒子的數(shù)量。
實(shí)施例1熔融玻璃以恒定的流量經(jīng)過攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌棒放入熔融玻璃中，但不進(jìn)行攪拌。表1中比較了不同溫度下，得到的玻璃基板中鉑金粒子含量。從表1中可以看出，隨著攪拌裝置中熔融玻璃平均溫度的升高，玻璃基板中鉑金粒子含量逐步增加，當(dāng)熔融玻璃溫度超過1635℃以后，玻璃基板中鉑金粒子含量大幅增加。
表1


實(shí)施例2熔融玻璃以恒定的流量經(jīng)過攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌棒放入熔融玻璃中，攪拌棒以恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為5rpm。表2中比較了不同溫度下，得到的玻璃基板中鉑金粒子含量。從表2中可以看出，攪拌裝置中熔融玻璃平均溫度在1450℃-1460℃，對(duì)應(yīng)玻璃的黏度在1000-1250泊之間時(shí)，玻璃基板中鉑金粒子含量最低；所述溫度逐步升高和降低，玻璃基板中鉑金粒子含量都有增加的趨勢(shì)；當(dāng)所述溫度超過1480℃或溫度低于1430℃，玻璃基板中鉑金粒子含量就大幅增加。
表2


實(shí)施例3熔融玻璃以恒定的流量經(jīng)過攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌棒放入平均溫度為1450℃的熔融玻璃中，攪拌棒以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。表3中比較了相同溫度下，不同轉(zhuǎn)速下，得到的玻璃基板中鉑金粒子含量。從表3中可以看出，當(dāng)攪拌裝置中熔融玻璃平均溫度在1450℃時(shí)，攪拌器的轉(zhuǎn)速低于10rpm時(shí)，玻璃基板中鉑金粒子含量低于0.04個(gè)/公斤，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于12rpm時(shí)，玻璃基板中鉑金粒子含量會(huì)超過0.08個(gè)/公斤，到達(dá)不可接受的程度。以上實(shí)施例表明，攪拌器的轉(zhuǎn)速應(yīng)低于12rpm，較好的是攪拌器轉(zhuǎn)速低于8rpm。
表3

權(quán)利要求
1.一種減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，包括玻璃的熔解、澄清、攪拌、調(diào)溫、成型，其特征在于通過控制熔融玻璃流經(jīng)由鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置內(nèi)熔融玻璃的溫度和黏度，從而抑制鉑金或鉑金合金中鉑原子形成鉑金粒子進(jìn)入熔融玻璃的量。
2.如權(quán)利要求1所述減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，其特征在于，攪拌裝置中熔融玻璃的溫度控制在1430℃-1480℃之間，黏度控制在860-1600泊之間。
3.如權(quán)利要求2所述減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，其特征在于，攪拌裝置中熔融玻璃的溫度較好控制在在1440℃-1470℃之間，黏度較好控制在965-1400泊之間。
4.如權(quán)利要求3所述減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，其特征在于，攪拌裝置中熔融玻璃的溫度最好控制在1450℃-1460℃之間，黏度最好控制在1000-1250泊之間。
5.如權(quán)利要求4所述減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，其特征在于，攪拌裝置中攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度1rpm≤n≤15rpm。
6.如權(quán)利要求5所述減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，其特征在于，攪拌裝置中攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度8rpm≤n≤12rpm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法，屬于液晶玻璃制造領(lǐng)域。包括熔解、澄清、攪拌、調(diào)溫、成型設(shè)備，通過控制熔融玻璃流經(jīng)由鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置內(nèi)熔融玻璃的溫度和黏度以及攪拌器的轉(zhuǎn)速，使熔融玻璃的溫度在1430℃－1480℃之間，對(duì)應(yīng)熔融玻璃黏度在860－1600泊之間，攪拌器轉(zhuǎn)速在1－15rpm之間，可以有效控制最終玻璃基板中鉑金粒子的含量，提高液晶玻璃的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C03B5/00GK1970476SQ20061012820
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者李震, 徐建軍, 曹國(guó)喜, 田紅星 申請(qǐng)人:河南安彩高科股份有限公司, 安彩液晶顯示器件有限責(zé)任公司