簡述TFT—LCD玻璃基板使用要求

陳健

摘 要：TFT-LCD（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display）基板玻璃是TFT-LCD顯示器面板的薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片的關鍵玻璃材料，也是液晶顯示產業的關鍵基礎材料之一，其品質直接影響到整個工程的合格率。TFT-LCD玻璃基板的要求很高，本文主要簡述了基板形狀、物質特性和品質三個方便的要求。

關鍵詞：玻璃基板；基板形狀；物質特性；品質

中圖分類號：TQ171.7 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0303-01

1 引 言

TFT-LCD基板玻璃在TFT-LCD面板成本上占比較大，并較大的影響了液晶顯示器產品性能，液晶顯示器各項關鍵技術指標都與TFT-LCD基板玻璃密切相關，如透光率、分辨率、透光率、視角及重量等等，TFT-LCD基板玻璃很大程度上決定了TFT-LCD面板的性能和質量。在塑料、玻璃、石英石等備選材料中，只有玻璃能滿足其高要求，塑料的透明度和平坦度可以滿足要求，但是耐熱性較差，而石英石的成本過高，很難做薄和批量生產。

2 基板形狀

（1）外形尺寸：基板玻璃外形尺寸精度要求高，要求在外形尺寸上甚至是邊緣的精度都要小于0.1mm，對基板玻璃的厚度也有非常嚴格要求。TFT和CF側一般選用同種玻璃基板，不同的玻璃基板會在加熱時因膨脹系數不同，造成尺寸變化量不同導致對位圖形偏差。位置偏差到達一定程度，會引起漏光。

（2）直角度：直角度是指實際的玻璃外形的偏離大小與玻璃基板外形的長度之比，一般直角度小于0.8mm。

（3）撓曲度：撓曲度是把玻璃基板放在標準的實驗臺上，抬起兩邊，玻璃基板往下垂的程度。撓曲度要求高，不能太大，撓曲度越大越容易在機械人手臂搬送玻璃時撞到下垂的玻璃，碰傷玻璃基板，致使引起基板報廢。

（4）平坦度：主要指玻璃基板的厚度偏差、翹曲度、起伏等指標。厚度偏差是指玻璃基板的最厚地方與最薄地方的值之差，這個數值會影響光的聚焦的深度，改變線寬的大小，因此這個值越小越好；翹曲度指高處和低處兩個平面的垂直方向的距離；而基板表面起伏程度指是高起伏地方與基板水平面的垂直方向距離。翹曲度不能太大，超過一定的值，生產制作時將無法真空吸附，甚至還會引起顯示時顯示不均勻。

3 物質特性

（1）熱穩定性：主要指的是耐熱性、熱收縮量和熱膨脹系數等指標。耐熱性是指TFT-LCD基板玻璃的應變點的溫度要大于650℃，耐熱度越高，基板玻璃的剛性越好，尺寸變化越小，顯示屏更加穩定；熱收縮量主要是指在TFT-LCD制造工藝中，較高的溫度時基板玻璃收縮的程度，收縮量越小，圖形的精度會越高，TFT器件的特性越好；熱膨脹系數指隨著溫度變化時，對應玻璃基板尺寸的膨脹或者收縮的比例，為（30～40）×10-7/℃，熱膨脹系數越低，穩定性越好。

（2）化學穩定性：主要指耐藥性。在TFT-LCD制作過程中，玻璃基板需要經過多種化學溶液的清洗和蝕刻，不發生物質分解，玻璃基板變化最小，具有良好的耐化學腐蝕性。

（3）機械性質：主要指玻璃的密度和彈性模量。要求質量輕強度高，密度≤2.55g/cm，彈性模量≥70GPa。目前，主流市場的顯示屏正往大尺寸屏幕發展，基板玻璃將走向大型化、薄型化。在TFT-LCD在制作運輸過程中，玻璃的下垂的程度與玻璃本身的密度成正比，與玻璃的彈性模量成反比。密度越小，顯示器的總重量越輕，越容易搬運，彈性模量越高，強度越大，越不容易損傷。

（4）堿的限制：TFT-LCD要求基板玻璃是硼鋁硅酸鹽無堿玻璃，其化學成分是以二氧化二硅、三氧化三氧化二鵬為主要構成氧化物，另外包含氧化鋇，氧化鈣等，堿對TFT柵介電材料的污染會影響并降低到其相關器件壽命，控制基板與TFT界面的堿含量不能大于1%。盡量控制避免含有雜質的堿金屬原材料，減少堿金屬含量。

4 品 質

TFT-LCD玻璃基板不僅對表面品質有較高要求，也對其內在品質要求較高，薄膜晶體管陣列的底板表面應沒有任何刮傷和污點，表面缺陷不能大于200？滋m，肉眼完全不可見，以免導致電路中的數據線、掃描線等斷路、線之間短路等不良。內在的氣泡和雜質物也必須足夠小，而且個數也不能太多，小到不能影響顯示器的顯示圖像的質量。成形后的基板玻璃的品質也非常重要，最好不要存在結石、條紋、氣泡、應力等不良缺陷，不然會導致影響液晶面板的顯示不均，影響顯示品質。

在玻璃基板的制造過程中要做好品質管理，防止粉塵、顆粒等異物混入玻璃中，污染玻璃基板使用環境，影響TFT-LCD工藝的合格率，異物超過一定規格也影響背光的直進性，造成光的散亂，降低TFT-LCD的亮度。

5 結 語

TFT-LCD用玻璃基板與其它平板玻璃有本質上的區別，對產品品質上的要求更嚴格，是資金、技術比較集中產業，制造工藝相對復雜，技術門檻跟高，掌握核心技術只有少數國家，國內玻璃基板產業起步較晚但發展迅速。今后基板玻璃市場需求的趨勢是大尺寸化、輕薄化、表面高精細化，這就要求玻璃基板的成型工藝、成品率和搬運等方面的技術有更大的提高。

參考文獻

[1]劉海燕.TFT-LCD用玻璃基板的性能及檢測[J].玻璃，2009，36（1）：22～24.

[2]田英良，張 磊，戴 琳，程金樹.TFT-LCD基板玻璃化學組成的發展狀況與展望[J].硅酸鹽通報，2010，29（6）：1348～1352.

[3]劉建黨，劉 攀，肖子凡，鄧臻祿，席國勇.TFT-LCD基板玻璃的市場現狀及發展趨勢[J].全國性建材科技期刊——玻璃，2018（2）：16～20.

[4]馬群剛.TFT-LCD原理和設計.電子工業出版社，北京：2012，11.

收稿日期：2018-9-13

作者簡介：陳 ?。?985-），男，工程師，主要從事彩色濾光片的生產技術管理工作。