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行攪拌，經(jīng)攪拌后的熔融玻璃再經(jīng)過降溫，熔融玻璃達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，仍然會有鉑金粒子會從鉑金或鉑金合金的基體上脫落，鉑金粒子進入熔融玻璃中，最終玻璃基板中就會含有鉑金粒子，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)定不當時和攪拌器轉(zhuǎn)速選擇不當時，在玻璃基板中會出現(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，對鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置的作用力會很大，引起鉑金產(chǎn)生高溫蠕變而脫落。如果，熔融玻璃溫度偏高，鉑金原子的振動劇烈，原子晶界會發(fā)生位移，晶粒也會生長，容易形成鉑金粒子進入熔融的玻璃中。

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入熔融玻璃的量。
實現(xiàn)上述方案需從如下幾方面考慮1、本發(fā)明通過實驗發(fā)現(xiàn)，在沒有攪拌的作用下，鉑金形成粒子進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。對高黏度玻璃強制攪拌，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，鉑金或鉑金合金會產(chǎn)生蠕變而脫落進入熔融玻璃中。
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相關(guān)性。當熔融玻璃溫度低于1410℃以下，對應(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到可以接受的標準。攪拌裝置中熔融玻璃的溫度較好的范圍是1440℃-1470℃，對應(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℃，當攪拌器的轉(zhuǎn)速大于12rpm，玻璃基板中鉑金粒子的含量就會明顯增加；當攪拌器的轉(zhuǎn)速小于8rpm時，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。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)明實施的代表溫度示意圖，圖3是實施例中的溫度控制系統(tǒng)及檢測位置示意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖1-3和一些實施例對本發(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現(xiàn)的鉑金制成的攪拌筒有一定的電阻，當有大電流通過攪拌筒時，攪拌筒本身會發(fā)熱，攪拌筒對筒內(nèi)的熔融玻璃加熱，同時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中顯示了對攪拌裝置攪拌筒加熱控制的系統(tǒng)原理。2個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個檢測溫度的熱電偶，溫度信號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)定溫度目標值如tg，PLC將收集的3個溫度值做規(guī)定的處理，如取3個數(shù)值的平均值tv，PLC對比tg與tv，然后根據(jù)預(yù)定的控制方法如PID，PLC產(chǎn)生一個輸出信號sc，信號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℃，對應(yīng)玻璃的黏度在1000-1250泊之間時，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；當所述溫度超過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，當攪拌裝置中熔融玻璃平均溫度在1450℃時，攪拌器的轉(zhuǎn)速低于10rpm時，玻璃基板中鉑金粒子含量低于0.04個/公斤，當轉(zhuǎn)速高于12rpm時，玻璃基板中鉑金粒子含量會超過0.08個/公斤，到達不可接受的程度。以上實施例表明，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C03B5/00GK1970476SQ20061012820
公開日2007年5月30日 申請日期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, 曹國喜, 田紅星 申請人:河南安彩高科股份有限公司, 安彩液晶顯示器件有限責任公司