[发明专利]用于减少玻璃板中铂族缺陷的方法和设备

说明书

在先提交的美国申请的优先权声明

本申请要求2008年2月29日提交的美国临时申请序列第61/067562号的优先权。该文献的内容以及本文提及的出版物、专利和专利文献的全部揭示内容都通过参考结合。

发明领域

本发明涉及玻璃板的制造，具体涉及用于降低玻璃板中铂族缺陷水平的方法和设备。虽然本发明可用于各种玻璃板的制造，但是本发明在制造用作生产液晶显示器(LCD)之类显示器中的基板的大玻璃板方面特别有利，生产液晶显示器时，对低缺陷水平的要求特别严格。

技术背景

通过本领域中已知的各种技术制造玻璃板，包括浮法和下拉法，例如也称为熔合法的溢流下拉法。在所有这些方法中，将流动的熔融玻璃形成连续的玻璃带，将该玻璃带分割成独立的玻璃板。

对于具有高熔化温度的玻璃，例如用于制造LCD基板的那些玻璃，熔化、澄清、搅拌、调节、递送和成形设备中的至少一些设备由包含铂族金属的材料制造，其中铂和铂合金如铂-铑合金是最常用的材料。(如本文所用，铂族金属是铂、铑、钯、铱、铼、钌和锇。)

存在含铂缺陷已经是LCD玻璃板制造中长期存在的问题。共同转让的美国专利第7127919号讨论了这些缺陷的一个来源，即，用于均化熔融玻璃的含铂部件(如搅拌器和搅拌室壁)的腐蚀。第7127919号专利提供了用于显著降低这种来源产生的缺陷水平而不损害完成的玻璃基板的均一性的方法和设备。

本发明涉及铂族缺陷的另一种来源，即，在制造过程中在存在流动的熔融玻璃的自由(敞开)表面的位置形成铂族金属如铂的冷凝物。共同转让的美国专利申请公开第US 2006/0042318号揭示了一种解决冷凝物问题的方法。在第US2006/0042318号公开中，采用沿着均化玻璃熔体所用的搅拌器轴的气体如空气流减少轴上含铂冷凝物的形成。

本发明涉及该冷凝物问题的另一种方法，已经令人惊讶地发现该方法能显著减少玻璃板中出现的基于冷凝物的铂族缺陷的数量。以下更全面讨论的图12显示了采用本发明的一种实施方式的一种实验研究的结果(参见垂直柱之后的区域)。由该图可看出，采用本发明能停止(减少)这类缺陷的形成。

发明概述

根据第一方面，本发明提供一种降低因制造过程在玻璃板中产生的铂族冷凝物缺陷水平的方法，在该玻璃板的制造过程中，流动的熔融玻璃具有在包含作为所述缺陷来源的含铂族金属的结构处或结构之下的自由表面(敞开表面)，所述方法包括：

(a)提供与所述自由表面和所述结构接触的限制体积的填充气体的空间；和

(b)充分控制该空间内的环境，并将该空间与周围环境基本上隔离，使得该方法制造的玻璃板中的铂族冷凝物缺陷的平均水平小于或等于0.02个缺陷/千克。

根据第二方面，本发明提供一种用于降低因制造过程在玻璃板中产生的铂族冷凝物缺陷水平的方法，在该玻璃板的制造过程中，流动的熔融玻璃具有在包含作为所述缺陷来源的铂族金属的结构处或结构之下的自由表面(敞开表面)，所述方法包括：

(a)提供与所述自由表面和所述结构接触的限制体积的填充气体的空间；和

(b)充分控制该空间内的环境，并使该空间与周围环境基本上隔离，使得该方法制造的玻璃板中的铂族冷凝物缺陷的平均水平至少比通过相同方法制造但是未进行充分控制和隔离的玻璃板中的铂族冷凝物缺陷的平均水平低50％。

在本发明第一和第二方面的一些实施方式中，所述空间中填充的气体的平均氧含量小于或等于10体积％。

根据第三方面，本发明提供一种设备，其包括：

(a)位于流动的熔融玻璃的自由表面(敞开表面)上的壳罩，所述壳罩具有限制的内部体积，所述体积与含铂族金属的材料接触；

(b)至少一个热源，该热源为壳罩提供热量；和

(c)至少一个进口，通过该进口以选定的速率将规定组成的气体引入壳罩中；

其中：

(i)壳罩内任意两点之间的最大温差小于或等于250℃；和

(ii)选定速率导致壳罩的气体交换时间大于3分钟。

根据第四方面，本发明提供通过玻璃板制造工艺生产的100个连续玻璃板的组，其中：

(i)各板的体积至少为1800立方厘米(例如，该板大到足以制造Gen 6LCD基板)，优选体积至少为3500立方厘米(例如，该板大到足以制造6en 8LCD基板)，和

(ii)这100个连续玻璃板的铂族冷凝物缺陷水平小于或等于0.02个缺陷/千克。