[发明专利]大型磷钇矿陶瓷块及其干式制造方法

说明书

本申请根据35U.S.C.§119，要求2010年10月29日提交的美国临时申请第61/408071号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及基于YPO₄的陶瓷材料及其制造方法。具体地，本发明涉及具有低污染物水平、提升的温度下低蠕变速率的大型YPO₄基陶瓷块，以及此类陶瓷块的制造方法。本发明可用于例如制造溢流槽（isopipe），在用于制造适用于LCD玻璃基板的玻璃板的溢流下拉法使用所述溢流槽。

背景

熔合下拉法是美国纽约州康宁市康宁股份有限公司(Corning Incorporated,Corning,New York,U.S.A)开发的一种用于制造玻璃薄板的领先的精密技术，所述玻璃薄板适合用作液晶显示器（LCD）玻璃基板以及其他光-电子装置。该方法如图1示意性所示。将熔融玻璃流引入称作溢流槽的成形槽103中，所述成形槽103在两端具有端盖105，并具有在称作根部109的线会聚的两个侧表面，通过进口管101与溢流槽的槽体相连接。然后使玻璃熔体在溢流槽槽体的两个顶表面（称作堰）溢流，沿着溢流槽的两个侧表面向下流动，成为熔融玻璃带107，然后在根部109结合并熔合以形成单个玻璃带111，然后将所述单个玻璃带111沿方向113下拉，在根部下方冷却以形成具有所需尺寸的玻璃板。在根部下方的区域中，玻璃带基本垂直向下移动，同时进行拉制并冷却，从粘性状态成为粘弹性状态，最终成为基本弹性状态。然后将弹性玻璃带切割成单块玻璃板，进行进一步精整，例如边缘圆化和抛光，然后封装并装运至LCD面板制造商用作TFT或者颜色过滤器基板。在溢流槽下方切割玻璃带通常涉及对带表面进行划线，之后沿着划线弯曲，由此从玻璃带分离不连续的玻璃板，然后运输到后续步骤。

用熔合下拉法来制造玻璃板的一个优势在于玻璃板的高表面质量，因为仅在大气中形成其质量区域，从未与固体材料例如成形设备发生接触。该方法已经成功地用于制造宽度最高至3000mm且厚度约为0.6mm的玻璃板。

近十年以来，用于消费电子产品市场的LCD的平均尺寸已稳步增长，并且对于较高图像质量的需求也在稳步增长。它们刺激了大宽度玻璃基板的需求，并且对于玻璃板质量，例如边缘翘曲和波状、板翘曲、表面波状和粗糙度、厚度均匀性以及应力不断提出更为严格的要求。

溢流下拉法的核心是溢流槽。溢流槽的尺寸以及尺寸稳定性对于形成的玻璃板的尺寸和尺寸稳定性具有显著影响。溢流槽通常是由难熔材料块，例如锆石陶瓷制得的。虽然在溢流槽两端进行支撑，但是通常不在其中部进行支撑。在高运行温度且处于溢流槽以及槽体内部和表面上的玻璃熔体的重力的重负载之下，由于称作蠕变的物理现象导致溢流槽发生缓慢变形。溢流槽的材料的蠕变速率越高，则在给定的时间段内溢流槽蠕变得越厉害。此外，溢流槽的材料优选对于其处理的玻璃熔体是稳定且耐腐蚀的。虽然发现可以接受锆石来制造用于低代玻璃片的LCD玻璃基板，但是对于高代溢流槽，例如长度大于3000mm的溢流槽，其具有较高的蠕变速率。此外，发现对于一些玻璃组成来说，锆石的耐腐蚀性并不理想。

先前已经提出对溢流槽使用基于YPO₄的陶瓷材料。但是，制造基于YPO₄的大尺寸陶瓷材料并不是一件容易的事情。因此对于适用于溢流槽的基于YPO₄的大型陶瓷块及其制造方法仍存在需求。本发明满足了这些需求和其他需求。

发明内容

本文揭示本发明的若干方面。应当理解，这些方面可以彼此重叠，也可以不重叠。因此，一个方面的某个部分可以落入另一个方面的范围，反之亦然。

每个方面用诸多实施方式来说明，而实施方式又可以包括一个或多个具体实施方式。应当理解，这些实施方式可以彼此重叠，也可以彼此不重叠。因此，一个实施方式或其具体实施方式的某个部分可以落入或不落入另一个实施方式或其具体实施方式的范围，反之亦然。