TFT—LCD生產(chǎn)過(guò)程中Glass碎片機(jī)理分析

龐華山 盛大德 高雪松 章旭 王野

摘 要：隨著液晶顯示技術(shù)的快速發(fā)展，TFT LCD產(chǎn)品在顯示領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了統(tǒng)治地位。Glass作為重要的原材料，被廣泛應(yīng)用于LCD產(chǎn)品的生產(chǎn)中，然而在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)常有Glass碎片發(fā)生。文章通過(guò)對(duì)Glass碎片機(jī)理的分析，對(duì)生產(chǎn)制造提供有力幫助。

關(guān)鍵詞：TFT-LCT；Glass碎片；機(jī)理分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TN837 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）24-0051-02

Abstract： With the rapid development of liquid crystal display （LCD） technology， TFT LCD products have occupied a dominant position in the field of display. Glass， as an important raw material， is widely used in the production of LCD products. However， glass fragments often occur in the production process. Through the analysis of the mechanism of Glass fragments， this paper provides a powerful help for the production and manufacture of Glass fragments.

Keywords： TFT-LCT； Glass fragment； mechanism analysis

引言

隨著TFT-LCD在電視、手機(jī)、筆記本電腦、顯示器以及手持終端設(shè)備等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，近年來(lái)發(fā)展迅猛，已受到人們的廣泛關(guān)注[1]。Glass作為生產(chǎn)工藝中的重要原材料之一，需滿足高化學(xué)穩(wěn)定性、高熱穩(wěn)定性、高彈性、高抗靜電性、高硬度等多個(gè)關(guān)鍵因素。然而生產(chǎn)過(guò)程中的Glass碎片一直是影響制造業(yè)產(chǎn)能、稼動(dòng)的關(guān)鍵因素之一，同時(shí)碎片產(chǎn)生的污染對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)也會(huì)帶來(lái)一定影響。

1 玻璃強(qiáng)度的影響因素

1.1 Glass成分組成

目前市場(chǎng)常見(jiàn)的普通玻璃成分組成為Na2SiO3、CaSiO3、SiO2，影響Glass強(qiáng)度的關(guān)鍵因子在于化學(xué)鍵與化學(xué)成分組成，其中影響要素在于鍵強(qiáng)及單位體積內(nèi)鍵的數(shù)目，不同組成的玻璃，其結(jié)構(gòu)間的鍵強(qiáng)均不同。如橋氧離子與非橋氧離子的鍵強(qiáng)不同，堿金屬離子與堿土金屬離子的鍵強(qiáng)也不同。

1.2 Glass中潛在的缺陷

潛在的缺陷包括宏觀以及微觀的缺陷。宏觀缺陷由于夾雜的化學(xué)組成與主體玻璃的化學(xué)組成不一致而造成內(nèi)應(yīng)力，因此在生產(chǎn)過(guò)程中容易發(fā)生碎片。微觀缺陷例如局部棒狀異物、散點(diǎn)異物這些微觀缺陷常在宏觀缺陷地方集中，因此導(dǎo)致玻璃產(chǎn)生的微裂紋，嚴(yán)重影響了玻璃的強(qiáng)度。

1.3 環(huán)境溫度

根據(jù)對(duì)玻璃-200到+500℃范圍內(nèi)的測(cè)試，強(qiáng)度最低值位于200℃左右。最初隨著溫度的升高，熱起伏現(xiàn)象有了增加，使缺陷處積聚了更多的應(yīng)變能，增加破裂的幾率。當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，強(qiáng)度的遞升可歸于裂口的鈍化，從而緩和了應(yīng)力的集中。由于TFT-LCD制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中為恒溫狀態(tài)，因此環(huán)境溫度暫不涉及。

1.4 應(yīng)力變化

玻璃中殘余應(yīng)力的存在，特別是分布不均勻的殘余應(yīng)力的存在，使強(qiáng)度大為降低。殘余應(yīng)力凈增加0.5-1倍時(shí)，抗彎強(qiáng)度降低9%-12%。通過(guò)退火可使玻璃中的殘余應(yīng)力降到制品應(yīng)力允許值范圍內(nèi)，這樣可以大大提高玻璃制品的強(qiáng)度。玻璃鋼化后，玻璃表而存在壓應(yīng)力，內(nèi)部存在張應(yīng)力，而且是有規(guī)律的均勻分布，而使玻璃強(qiáng)度提高。

2 Glass斷裂分析

為確保分析準(zhǔn)確性，本文采用目前TFT-LCD領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的康寧0.5 T玻璃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，現(xiàn)象及結(jié)果如下：

2.1 受力均勻性實(shí)驗(yàn)分析

如圖所示，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，分支在均勻外力時(shí)分支是對(duì)稱(chēng)的（圖1），且分叉頻率與失效應(yīng)力有關(guān)。當(dāng)受到非均勻外力時(shí)分叉是非對(duì)稱(chēng)狀態(tài)（圖2），且分叉方向與受力點(diǎn)方向相反。

2.2 受力大小實(shí)驗(yàn)分析

如圖3至6所示，受力程度依次為：LOW-Middle-High-Extremely Hight，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，碰觸的力度越大，玻璃基板分支越多。

2.3 受力點(diǎn)位置確認(rèn)分析

最常見(jiàn)的碎片按照受力方式區(qū)分，可分為碰、按和頂三種方式，可根據(jù)顯微鏡判斷出受力點(diǎn)位置。如圖7為模擬玻璃基板碰撞示意圖，圖8顯示的過(guò)程為碰撞后的顯微鏡下示意圖，明顯可見(jiàn)有“貝殼狀”斷層產(chǎn)生，通過(guò)顯微鏡可以明顯檢測(cè)到玻璃基本表面有撞擊點(diǎn)如圖9，由此通過(guò)“貝殼狀”條紋走向可判斷出受力方向。

3 生產(chǎn)過(guò)程中的破片檢測(cè)及預(yù)防

破片檢測(cè)系統(tǒng)是一種較為直觀、簡(jiǎn)介的檢測(cè)設(shè)備，不需要有傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)與復(fù)雜的CIM數(shù)據(jù)。一般結(jié)構(gòu)為多個(gè)CCD固定于基板傳動(dòng)方向的左右兩側(cè)，透過(guò)高速動(dòng)態(tài)取像機(jī)制掃描整片基板的兩側(cè)區(qū)域。系統(tǒng)因小檢測(cè)區(qū)域而得到最快的檢測(cè)速度。

在TFT-LCD各不同制成段有不同的傳送方式，以下例舉容易發(fā)生破片的部位及有效對(duì)策（表1）。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅麗平， 向南，金基用.TFT-LCD生產(chǎn)及發(fā)展概況[J].現(xiàn)代顯示，2012（03）：31-38.