專利名稱：減少玻璃基板中鉑金粒子含量的方法
技術領域：
本發明涉及玻璃基板制造過程，具體的講，本發明涉及玻璃基板制造過程中的攪拌。本發明特別重要的應用是生產TFT(Thin Film Transistor)液晶顯示器所用的玻璃基板。
背景技術：
液晶顯示器玻璃基板的制造過程中，玻璃熔解后，經過澄清、攪拌、調溫、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，經攪拌后的熔融玻璃再經過降溫，熔融玻璃達到玻璃基板成型所需要的溫度和粘度，調溫后的熔融玻璃通過供應裝置流入成型裝置，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，形成有缺陷的產品。
特別是如果攪拌裝置中熔融玻璃的溫度設定不當時和攪拌器轉速選擇不當時，在玻璃基板中會出現大量直徑大于0.1mm的鉑金粒子，產品合格率很低。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。
發明內容
本發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。
本發明的技術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、調溫、成型，所述方法通過控制熔融玻璃流經由鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置內熔融玻璃的溫度和黏度以及攪拌器的轉速，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。
實現上述方案需從如下幾方面考慮1、本發明通過實驗發現，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的應力，鉑金或鉑金合金會產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，攪拌裝置受到的應力與熔融玻璃的溫度呈負相關性。鉑金在高黏度玻璃的作用產生的應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性。當熔融玻璃溫度低于1410℃以下，對應熔融玻璃黏度低于2000泊，在應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。依據本發明采用的玻璃配方，本發明發現，攪拌裝置中熔融玻璃的溫度應被控制在1430℃-1480℃，對應的熔融玻璃黏度為860-1600泊，生產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℃，對應的熔融玻璃黏度為1000-1250泊。
本發明采用的玻璃配方(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速度n≤12rpm，攪拌裝置中攪拌器的旋轉速度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力就增加，在高溫和應力的共同作用下，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。本發明發現，一定的溫度下，如平均溫度為1550℃，當攪拌器的轉速大于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速的有關。
圖1是熔融玻璃攪拌裝置示意圖，圖2是本發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熔融玻璃的加熱和溫度控制以由以下方法來實現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，攪拌筒本身會發熱，攪拌筒對筒內的熔融玻璃加熱，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、攪拌筒外側的耐火材料導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中設定溫度目標值如tg，PLC將收集的3個溫度值做規定的處理，如取3個數值的平均值tv，PLC對比tg與tv，然后根據預定的控制方法如PID，PLC產生一個輸出信號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量。
實施例1熔融玻璃以恒定的流量經過攪拌裝置，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，攪拌棒以恒定的轉速旋轉，轉速為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，攪拌棒以不同的轉速旋轉。表3中比較了相同溫度下，不同轉速下，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，攪拌器的轉速應低于12rpm，較好的是攪拌器轉速低于8rpm。
表3
權利要求
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、調溫、成型，其特征在于通過控制熔融玻璃流經由鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置內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速度1rpm≤n≤15rpm。
6.如權利要求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速度8rpm≤n≤12rpm。
全文摘要
本發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域。包括熔解、澄清、攪拌、調溫、成型設備，通過控制熔融玻璃流經由鉑金或鉑金合金制成的攪拌裝置內熔融玻璃的溫度和黏度以及攪拌器的轉速，使熔融玻璃的溫度在1430℃－1480℃之間，對應熔融玻璃黏度在860－1600泊之間，攪拌器轉速在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 優先權日2006年11月14日
發明者李震, 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