专利名称：减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法
技术领域：
本发明涉及玻璃基板制造过程，具体的讲，本发明涉及玻璃基板制造过程中的搅拌。本发明特别重要的应用是生产TFT(Thin Film Transistor)液晶显示器所用的玻璃基板。
背景技术：
液晶显示器玻璃基板的制造过程中，玻璃熔解后，经过澄清、搅拌、调温、成型等工序，得到玻璃基板。具体来说，先配制原料，将配制好的原料在池炉中熔解，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，为了消除熔融玻璃中的条纹，需要将熔融玻璃在搅拌装置中进行搅拌，经搅拌后的熔融玻璃再经过降温，熔融玻璃达到玻璃基板成型所需要的温度和粘度，调温后的熔融玻璃通过供应装置流入成型装置，最后生成玻璃基板。通常情况下，澄清、搅拌、调温等装置全部或部分由贵金属或其合金制成。
尽管铂金或铂金合金具备极好的抗氧化性、抗腐蚀性和高温强度，但是由铂金或铂金合金制成的澄清管道和搅拌装置在高温和应力作用下，仍然会有铂金粒子会从铂金或铂金合金的基体上脱落，铂金粒子进入熔融玻璃中，最终玻璃基板中就会含有铂金粒子，形成有缺陷的产品。
特别是如果搅拌装置中熔融玻璃的温度设定不当时和搅拌器转速选择不当时，在玻璃基板中会出现大量直径大于0.1mm的铂金粒子，产品合格率很低。例如，熔融玻璃温度偏低，熔融玻璃的黏度很大，熔融玻璃在被搅拌的过程中，对铂金或铂金合金制成的搅拌装置的作用力会很大，引起铂金产生高温蠕变而脱落。如果，熔融玻璃温度偏高，铂金原子的振动剧烈，原子晶界会发生位移，晶粒也会生长，容易形成铂金粒子进入熔融的玻璃中。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制玻璃基板中铂金粒子的含量达到最低的方法。
本发明的技术方案是一种减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，包括玻璃的熔解、澄清、搅拌、调温、成型，所述方法通过控制熔融玻璃流经由铂金或铂金合金制成的搅拌装置内熔融玻璃的温度和黏度以及搅拌器的转速，抑制铂金或铂金合金中铂原子形成铂金粒子进入熔融玻璃的量。
实现上述方案需从如下几方面考虑1、本发明通过实验发现，在没有搅拌的作用下，铂金形成粒子进入熔融玻璃的损失量与熔融玻璃温度存在的是非线性正相关性。当熔融玻璃温度高于1635℃以上，在高温作用下铂金损失量就大幅度增加。
TFT液晶显示器玻璃属于无碱玻璃，相对于含碱的玻璃，其黏度大。在搅拌装置中，熔融玻璃的黏度在800-1700泊左右。对高黏度玻璃强制搅拌，搅拌装置就受到来自熔融玻璃的反作用力，搅拌装置与熔融玻璃接触的表面部分铂金受到持续的应力，铂金或铂金合金会产生蠕变而脱落进入熔融玻璃中。
在搅拌装置中，在相同的搅拌效率情况下，搅拌装置受到的应力与熔融玻璃的温度呈负相关性。铂金在高黏度玻璃的作用产生的应力引起的铂金损失量与搅拌装置中熔融玻璃的温度成非线性负相关性。当熔融玻璃温度低于1410℃以下，对应熔融玻璃黏度低于2000泊，在应力作用下铂金损失量就大幅度增加。在搅拌装置中，在高温和应力共同作用下的总的损失量与温度有系。
2.由于玻璃配方各不相同，搅拌装置中熔融玻璃最好的温度也会稍有不同。但，不同玻璃配方的熔融玻璃在搅拌装置中最好的黏度是基本一致的。依据本发明采用的玻璃配方，本发明发现，搅拌装置中熔融玻璃的温度应被控制在1430℃-1480℃，对应的熔融玻璃黏度为860-1600泊，生产得到的玻璃基板铂金粒子的含量基本达到可以接受的标准。搅拌装置中熔融玻璃的温度较好的范围是1440℃-1470℃，对应的熔融玻璃黏度为965-1400泊。搅拌装置中熔融玻璃的温度最好范围是1450℃-1460℃，对应的熔融玻璃黏度为1000-1250泊。
本发明采用的玻璃配方(摩尔比)为62-72SiO26-12B2O3
8-15 Al2O30.5-6 MgO1-11 CaO0-4SrO0-3BaO0.1-0.5其它3.搅拌装置中搅拌器的旋转速度n≤12rpm，搅拌装置中搅拌器的旋转速度n≤8rpm。不同搅拌速度下，玻璃对搅拌器和搅拌槽的力也不相同。一般而言速度越高，所述的力就越大，即搅拌装置与熔融玻璃接触部分受到的应力就增加，在高温和应力的共同作用下，铂原子更容易形成铂金粒子，从铂金基体上脱落，进而熔融玻璃。本发明发现，一定的温度下，如平均温度为1550℃，当搅拌器的转速大于12rpm，玻璃基板中铂金粒子的含量就会明显增加；当搅拌器的转速小于8rpm时，玻璃基板中铂金粒子含量可以被控制在每公斤玻璃中少于0.035个。在高温和搅拌作用下铂金损失量与转速的有关。
图1是熔融玻璃搅拌装置示意图，图2是本发明实施的代表温度示意图，图3是实施例中的温度控制系统及检测位置示意图。
具体实施例方式
下面通过附图1-3和一些实施例对本发明作更充分的描述。
附图1说明搅拌装置入口1，搅拌筒2，搅拌棒3，搅拌装置出口4。
附图3说明搅拌筒上的连接法兰1，连接电缆2，可编程控制器3(PLC)，相位控制器4(SCR)，变压器5。
搅拌装置的搅拌筒内熔融玻璃的加热和温度控制以由以下方法来实现的铂金制成的搅拌筒有一定的电阻，当有大电流通过搅拌筒时，搅拌筒本身会发热，搅拌筒对筒内的熔融玻璃加热，同时也有一部分热量通过搅拌筒外的耐火材料散失掉。因此，通入搅拌筒电流大小、搅拌筒外侧的耐火材料导热能力以及熔融玻璃的流量三个因素决定了熔融玻璃在搅拌筒中的温度分布情况。
图3中显示了对搅拌装置搅拌筒加热控制的系统原理。2个法兰分布焊接在搅拌筒的上下部。来自变压器5的电流通过连接电缆2和法兰1流过搅拌筒。T1、T2、T3是3个检测温度的热电偶，温度信号被送入到可编程控制器3中。具体的温度控制原理是，在PLC中设定温度目标值如tg，PLC将收集的3个温度值做规定的处理，如取3个数值的平均值tv，PLC对比tg与tv，然后根据预定的控制方法如PID，PLC产生一个输出信号sc，信号sc输出给相位控制器4，相位控制器根据sc来控制输出电流的的大小。
用放大镜和目视的方法检查玻璃基板中铂金粒子的数量。
实施例1熔融玻璃以恒定的流量经过搅拌装置，搅拌装置的搅拌棒放入熔融玻璃中，但不进行搅拌。表1中比较了不同温度下，得到的玻璃基板中铂金粒子含量。从表1中可以看出，随着搅拌装置中熔融玻璃平均温度的升高，玻璃基板中铂金粒子含量逐步增加，当熔融玻璃温度超过1635℃以后，玻璃基板中铂金粒子含量大幅增加。
表1
实施例2熔融玻璃以恒定的流量经过搅拌装置，搅拌装置的搅拌棒放入熔融玻璃中，搅拌棒以恒定的转速旋转，转速为5rpm。表2中比较了不同温度下，得到的玻璃基板中铂金粒子含量。从表2中可以看出，搅拌装置中熔融玻璃平均温度在1450℃-1460℃，对应玻璃的黏度在1000-1250泊之间时，玻璃基板中铂金粒子含量最低；所述温度逐步升高和降低，玻璃基板中铂金粒子含量都有增加的趋势；当所述温度超过1480℃或温度低于1430℃，玻璃基板中铂金粒子含量就大幅增加。
表2
实施例3熔融玻璃以恒定的流量经过搅拌装置，搅拌装置的搅拌棒放入平均温度为1450℃的熔融玻璃中，搅拌棒以不同的转速旋转。表3中比较了相同温度下，不同转速下，得到的玻璃基板中铂金粒子含量。从表3中可以看出，当搅拌装置中熔融玻璃平均温度在1450℃时，搅拌器的转速低于10rpm时，玻璃基板中铂金粒子含量低于0.04个/公斤，当转速高于12rpm时，玻璃基板中铂金粒子含量会超过0.08个/公斤，到达不可接受的程度。以上实施例表明，搅拌器的转速应低于12rpm，较好的是搅拌器转速低于8rpm。
表3
权利要求
1.一种减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，包括玻璃的熔解、澄清、搅拌、调温、成型，其特征在于通过控制熔融玻璃流经由铂金或铂金合金制成的搅拌装置内熔融玻璃的温度和黏度，从而抑制铂金或铂金合金中铂原子形成铂金粒子进入熔融玻璃的量。
2.如权利要求1所述减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，其特征在于，搅拌装置中熔融玻璃的温度控制在1430℃-1480℃之间，黏度控制在860-1600泊之间。
3.如权利要求2所述减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，其特征在于，搅拌装置中熔融玻璃的温度较好控制在在1440℃-1470℃之间，黏度较好控制在965-1400泊之间。
4.如权利要求3所述减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，其特征在于，搅拌装置中熔融玻璃的温度最好控制在1450℃-1460℃之间，黏度最好控制在1000-1250泊之间。
5.如权利要求4所述减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，其特征在于，搅拌装置中搅拌器的旋转速度1rpm≤n≤15rpm。
6.如权利要求5所述减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，其特征在于，搅拌装置中搅拌器的旋转速度8rpm≤n≤12rpm。
全文摘要
本发明公开了一种减少玻璃基板中铂金粒子含量的方法，属于液晶玻璃制造领域。包括熔解、澄清、搅拌、调温、成型设备，通过控制熔融玻璃流经由铂金或铂金合金制成的搅拌装置内熔融玻璃的温度和黏度以及搅拌器的转速，使熔融玻璃的温度在1430℃－1480℃之间，对应熔融玻璃黏度在860－1600泊之间，搅拌器转速在1－15rpm之间，可以有效控制最终玻璃基板中铂金粒子的含量，提高液晶玻璃的质量。
文档编号C03B5/00GK1970476SQ20061012820
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月14日 优先权日2006年11月14日
发明者李震, 徐建军, 曹国喜, 田红星 申请人:河南安彩高科股份有限公司, 安彩液晶显示器件有限责任公司