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平面顯示器所使用的玻璃基板之材料，有主要成份為二氧化硅(SiO2)、氧化硼(B2O3)和氧化鋁(Al2O3)中含堿土類(lèi)金屬氧化物RO，以及含堿金屬氧化物R2O等兩大類(lèi)。

因平面顯示器的種類(lèi)、應(yīng)用領(lǐng)域和驅(qū)動(dòng)方式不同，而使用不同尺寸的玻璃基板材料，分格式或格子式(Segment)的扭曲向列型(TN)面板)的蘇打石灰玻璃。

簡(jiǎn)單矩陣式的扭曲向型和超扭曲向列型(STN)之面板的玻璃材料是蘇打石灰玻璃和中性硼硅酸玻璃(Neutral Borosilicate Glass)。

玻璃基板的材料及其特性

玻璃的溫度以及尺寸的關(guān)系

若玻璃基板加熱于成膜溫度，則因因熱收縮效應(yīng)而產(chǎn)生尺寸減小，薄膜組件因成膜制程和圖案化制程來(lái)1回反復(fù)操作，而使機(jī)板發(fā)生熱收縮，并影響圖案的精密度，也影響到組件的特性。

熱處理玻璃機(jī)板

熱處理玻璃機(jī)板和未熱處理玻璃基板熱收縮變化圖:

目前改善熱收縮的對(duì)策有使用高耐熱性的玻璃材料或預(yù)先退火熱處理，以得高的尺寸安定性玻璃基板。

玻璃機(jī)板材料的種類(lèi)不同有所差異#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

1.蘇打石灰玻璃：成長(zhǎng)堿金屬溶出防止膜于基板表面，利用化學(xué)氣相沉積法或化學(xué)液相沉積法。

2.非堿金屬硼硅酸玻璃和非堿金屬鋁硼硅酸玻璃：此類(lèi)玻璃的堿性金屬成份的含有量少0.1%的重量百分比，扭曲向列型和扭曲向列型，其玻璃基板堿性金屬成份溶出量的容許是0.3%，高信瀨度的要求值在0.2%以下。

3.中性硼硅酸玻璃：一般指玻璃基板中堿金屬含有量小于蘇打石灰中的50%，調(diào)節(jié)其成份并使其成中性化，則可大幅地減少堿金屬離子的溶出。

在TFT制程中，因?yàn)榻饘倩蜓趸锏谋∧ぴ谶M(jìn)行蝕刻工程時(shí)，均會(huì)使用到不同的酸性和堿性的溶液，故玻璃基板材需考慮到其對(duì)各種蝕刻液的化學(xué)藥品耐久性。

玻璃化學(xué)藥品耐久性則有耐水性、耐酸性和耐堿性等三大項(xiàng)目。

1.耐水性意指基板置于90度c之離子交換水中保持40小時(shí)，并測(cè)量其前后單位面積之重量變化的特性，依玻璃種類(lèi)的蘇打石灰、非堿性金屬和中性硼硅酸之順序。

2.耐酸性是把基板置于95度c而濃度為0.01N的硝酸水溶液中保持20小時(shí)，并測(cè)量其前后單位面積之重量變化的特性，依玻璃種類(lèi)的蘇打石灰、非堿金屬和中性硼硅酸之順序。

3.耐堿性是把基板置于80度c的堿性蘇打水溶液中保持1小時(shí)，并測(cè)量其前后單位面積之重量變化的特性，依玻璃種類(lèi)的蘇打石灰、非堿金屬和中性硼硅酸之順序。

表性玻璃基板在各種藥品中浸泡時(shí)，單位面積的重量減少之化學(xué)耐藥性或耐久性比較。

一般制程中在基板上均會(huì)成長(zhǎng)SiO2、ITO、SiN和Cr等功能性或結(jié)構(gòu)性的薄膜，這些薄膜都應(yīng)有良好的和強(qiáng)固的附額著力，在簡(jiǎn)單矩陣式液晶面板之材質(zhì)，為鍍有SiO2膜的蘇打石灰玻璃，在主動(dòng)式矩陣式液晶面板之材質(zhì)，為鍍有ITO膜的非堿金屬玻璃和中性硼硅酸玻璃。

在整個(gè)制程中，因?yàn)榻饘倩蜓趸锏谋∧ぴ谶M(jìn)行蝕刻工程時(shí)，均會(huì)使用不同的酸性和堿性的溶液，故在玻璃基板材料需要考慮到其對(duì)各種蝕刻液的話(huà)學(xué)藥品耐久度在整個(gè)制程中，因?yàn)榻饘倩蜓趸锏谋∧ぴ谶M(jìn)行蝕刻工程時(shí)，均會(huì)使用不同的酸性和堿性的溶液，故在玻璃基板材料需要考慮到其對(duì)各種蝕刻液的話(huà)學(xué)藥品耐久度。

玻璃基板的制作技術(shù)

液晶平面顯示器用之玻璃基板的制作技術(shù)，因?yàn)槠洳牧系某煞莺鸵话悴ＡУ弥圃爝^(guò)程以及其要求項(xiàng)目是有些不同的。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

*其制造方法為直接吹氣成型或吹玻璃法、模型成型法和裝飾法。

*目前平面面板顯示器用之玻璃基板的制造方法，有流動(dòng)床法、溶融向下曳引法、化學(xué)氣相反應(yīng)法、在曳引法。

其中流動(dòng)床法因具有低成本的量產(chǎn)型成形而占有優(yōu)勢(shì)。

如下圖所示，流動(dòng)床法適用于制作蘇打石灰玻璃、低堿金屬玻璃和非堿金屬玻璃，溶融法以非堿金屬玻璃為主，向下曳引法則是以鋁硼硅玻璃為主，化學(xué)氣相反應(yīng)法應(yīng)用于合成石英，而在曳引法則是用于制作低堿金屬玻璃和非堿金屬玻璃。*流動(dòng)床法為英國(guó)畢盧金頓‧布拉扎斯公司所開(kāi)發(fā)的方法，乃是在溶融錫表面上將溶融玻璃水平式拉曳成板狀基板，一般適用于大板型量產(chǎn)之蘇打石灰玻璃板的制造。

溝漕式向下曳引法是將溶融玻璃垂直式向下拉曳成平板狀基板，孔口端的表面成凹凸?fàn)钣绊懟迤教剐?，而需要再進(jìn)行研磨工程。

溶融向下曳引法為美國(guó)康寧公司所開(kāi)發(fā)的方法，其方法是由溶融之兩測(cè)垂直方向流下，而形成平坦?fàn)畈ＡЩ?。在曳引法為日本Hoya& Nippon Sheet所開(kāi)發(fā)的技術(shù)，其方法是將溶融玻璃制作成母板玻璃，再將母板玻璃送到加熱爐，使其呈軟化玻璃，并延壓成型為薄狀玻璃基板，此一方法容易進(jìn)行玻璃的替換，可適用于連續(xù)性的生產(chǎn)規(guī)模。

化學(xué)氣相反應(yīng)法則應(yīng)用于石英玻璃基板，其方法為四氯化硅、氧氣和氫氣等反應(yīng)性氣體，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后形成玻璃錠，再將此一玻璃定進(jìn)行刀切割加工成需厚度的基板材。

在玻璃量產(chǎn)化技術(shù)擴(kuò)大時(shí)，所可能面臨到的問(wèn)題有槽窯爐及引出量方式的設(shè)計(jì)、成形槽放大比例而槽體受力大，機(jī)械其需維持、白金倒槽的設(shè)計(jì)、垂直退火距離增加而廠房設(shè)計(jì)高度也增加而廠房設(shè)計(jì)高度也增加、熔爐高度增加造成操作和維護(hù)上不易、玻璃寬度增加而退火爐寬度也增加。

流動(dòng)床法為英國(guó)畢盧金頓‧布拉扎斯公司所開(kāi)發(fā)的方法，乃是在溶融錫表面上將溶融玻璃水平式拉曳成板狀基板，一般適用于大板型量產(chǎn)之蘇打石灰玻璃板的制造

溝漕式向下曳引法是將溶融玻璃重直式向下拉曳成平板。

溶融向下曳引法為美國(guó)康寧公司所開(kāi)發(fā)的方法，其方法是由溶融之兩個(gè)垂直方向流下，而形成平板狀的玻璃基板..

再曳引法為日本Hoya&Nippon sheet所開(kāi)發(fā)的技術(shù)，其方法是將溶融玻璃制作成母板玻璃，再將母板玻璃送至加熱爐，使其程軟化玻璃，再將其壓成薄板。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

化學(xué)氣相反應(yīng)法應(yīng)用于制造多晶硅用的石英玻璃基板，其方法為CCl4、O2、H2，等氣體，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后形成玻離錠，再將其切割形成基板。

玻璃基板的后段加工技術(shù)及其特性

玻璃基板的制造流程，可分為溶融成形工程和就客戶(hù)要求尺寸之后段加工工程，前段工程是制成母片玻璃，而后段工程則是切割和表面研磨等母片玻璃的后續(xù)處理。

平面顯示器的玻璃基板的特性要求有:

1.輕、薄、平坦、大型化

2.化學(xué)耐久性

3.熱穩(wěn)定性

4.玻璃質(zhì)量好

玻璃基板形狀而言，其厚度由最初的1.1mm逐次地演變?yōu)?.7mm、0.5mm、乃至于0.4mm的極薄限度值，其從外形尺寸則以300mm對(duì)角的形狀較多，一般所用的玻璃基板厚度，因顯示面積的大小、機(jī)械的強(qiáng)度和規(guī)格需求等因素有所變化。

在TFT-LCD整個(gè)制程中，因?yàn)椴ＡC(jī)板上要制作微細(xì)的圖案之薄膜組件，而其表面之缺陷是必需避免的，在玻璃表面上，若存在有刮痕、污物、凹凸和異物附著等缺陷的話(huà)，則薄膜的密著性列化和電極配線(xiàn)的斷線(xiàn)等問(wèn)題將會(huì)產(chǎn)生。

就玻璃基板表面所容許的凹凸質(zhì)而言，其表面粗糙度的容許值，隨主動(dòng)式矩陣型、扭曲向列型、超扭曲向列型和鐵電液晶型，分別地是100~150A、200~300A、200~300A和200~300A。

玻璃基板材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，為基板大型化、輕量化、低成本化以及高自動(dòng)撿查高效率化。

為求大量生產(chǎn)以便求降低成本，而有不同世代的玻璃尺寸被設(shè)計(jì)而出來(lái)，玻璃基板尺寸的大小會(huì)影響到可截取玻璃的片數(shù)，而尺寸標(biāo)準(zhǔn)化成為一種重要的課題。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

因筆記本電腦和攜帶式信息用之LCD面板對(duì)輕量化有強(qiáng)列的要求，輕量而有強(qiáng)度的玻璃基板成為重要的項(xiàng)目。

因LCD面板制造廠商的成本控制和考慮，而要求低價(jià)格化零組件，因而玻璃制造商因應(yīng)這一個(gè)趨勢(shì)，未來(lái)若能開(kāi)發(fā)出不需要在經(jīng)過(guò)熱處理和研磨工程的素玻璃和母片玻璃，直接進(jìn)行TFT階段的生產(chǎn)則有效達(dá)到低價(jià)格化。

不同世代玻璃面板之切割率

第三代玻璃面板(550x650)/3.5代世代玻璃基板(650X830)

切割片數(shù)