[发明专利]大量制备具有低氧化锆水平的显示器质量玻璃板

说明书

相关申请交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2013年02月15日提交的美国临时申 请系列号61/765,093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。

领域

本发明涉及用于制备显示器质量玻璃板的方法和设备。玻璃板可用作 制造显示器的基材，例如液晶显示器(LCD),有机发光二极管(OLED),等离子 体显示器等，以及用于制造光伏装置。玻璃板的另一重要应用是制造用于 电子器件的面板和/或触摸表面，例如便携式电子器件和大尺寸互动屏幕。

根据本发明，在炉子(熔融器)中熔融用于制备显示器质量玻璃板的批 料材料，炉子的与玻璃相接的表面包含氧化锆(ZrO₂),例如,炉子的与玻璃相 接的表面包括电熔氧化锆。如下文所更加详细描述，通过使用钼电极而不 是常规的锡电极来电加热熔融的玻璃,炉子的与玻璃相接的、含氧化锆的表 面的磨损速率/单位面积(本文称为"比磨损速率")降低多于50％,由此使在 最终玻璃中的氧化锆水平(固体+溶解的)减少至少类似的量。因为这种减 少，降低了最终玻璃板的不合格率，如显示器制造商和这种玻璃板的其它 用户所期望，这对于制造大尺寸的玻璃板而言尤其重要。

定义

如本文所使用，将熔融炉的含氧化锆的、接触玻璃的表面的总磨损速 率(TWR)定义为:

TWR＝([ZrO₂]*ρ/100+N*W)*(FR/ρ)(1)

其中，对于使用熔融炉制备的数量为50的相继的玻璃板,[ZrO₂]是组 成该玻璃板的玻璃的重量％平均氧化锆浓度,ρ是玻璃的密度，单位是克/ 厘米³,N是每厘米³玻璃中尺寸大于100微米的含氧化锆的固体缺陷的平均 数,W是尺寸大于100微米的含氧化锆的固体缺陷的平均重量且单位为克, 和FR是离开熔融炉的熔融的玻璃的平均流量且单位是克/小时。从该公式 可知道，TWR的单位是克/小时。

如本文所使用，将熔融炉的含氧化锆的、接触玻璃的表面的比磨损速 率(SWR)即磨损速率/单位面积，定义为:

SWR＝TWR/A_表面(2)

其中A_表面是熔融炉中接触熔融的玻璃的含氧化锆的耐火材料的面积， 且单位是厘米²。从该公式可知道，SWR的单位是克/小时-厘米²。

如本文所使用，含氧化锆的固体缺陷是作为氧化锆(ZrO₂),锆石 (ZrSiO₄),或为其它形式包含锆和氧的固体缺陷。

如本文所使用，显示器质量玻璃板是厚度至多为2毫米、体积至少为 3x10³立方厘米且光学性质适用于显示器应用或其中光透射率很重要的(例 如光伏应用)类似应用的玻璃板。就本文所述和本文所要求保护的缺陷水平 而言，玻璃板是在对玻璃板进行任何的精磨或分割成子工件之前，刚从玻 璃带取下的玻璃板。为此，玻璃板不包括当在例如熔合法中在玻璃带边缘 形成的球边(bead)被去除的玻璃板部分。

背景

I.显示器质量玻璃板

历史上，显示器质量玻璃板已商业化地使用浮法或熔合溢流下拉法(熔 合法)来制备。在任一情况下，该方法涉及4个基本步骤：熔融批料材料, 澄清(fining/refining)熔融的玻璃来去除气态包含物,调节澄清的玻璃准 备用于成形，以及成形,该成形在浮法中涉及使用熔融的锡浴，而在熔合法 中涉及使用成形结构(例如锆等压槽(isopipe))。在各情况中，该成形步骤 制备玻璃带，其被分离成单独的玻璃板。检查玻璃板，并对符合客户要求 的那些进行精磨和递送。通常，将没有通过检查的玻璃板粉碎成碎玻璃， 并与新的原材料一起再次熔融。

浮法和熔合法的目的都是制备具有低水平缺陷即低水平的气态和固体 缺陷的玻璃板。具体来说,目的是为刚制造的玻璃板实现低水平的缺陷，从 而减少通过检查过程认定为不合格的玻璃板的数量。因此，方法的经济性 和玻璃板的成本高度依赖于不合格水平。