玻璃基板的種類、特性、製程技術及其應用.ppt

* * 第八章 玻璃基板的種類、特性、製程技術及其應用 參考資料： 1.平面面板顯示器 基本概論 二版 顧鴻壽/周本達/陳密 /張德安/樊雨心/周宜衡 編著 出版者：高立 書號：232526 發行日期：2005年8月 2.顯示器原理與技術 趙中興 編著 出版者：全華 書號：03185-01 發行日期：1999 8-1 前言 8-2 液晶顯示器用之玻璃基板的材料、種類及其特性 1.玻璃基板的材料及其種類 2.玻璃基板的材料及其特性 8-3 液晶顯示器用之玻璃基板的製作技術 1.玻璃基板的製造流程技術 2.玻璃基板的後段加工技術及其特性 8-4 玻璃基板的應用領域與未來展望 *玻璃是一種非晶的無機材料，無機材料、金屬材料、有機材料並列為自然界三大主要材料 無機材料(Inorganic)是所謂金屬的氧化物、碳化物、氮化物以及氫化物等 有機材料是由碳、氫、氧、氮和鹵元素等所聚合 鈉玻璃是一般日常生活中最普通的玻璃材料，由碳酸鈉加石灰以及矽沙所製成，色帶微綠而所見之平板和瓶管類產品均之。 硼玻璃由三氧化硼加石灰及矽砂所製成，質堅難溶、澎賬係數低，適用於製作化學儀器等實驗性物品 鉛玻璃是由氧話鉛、碳酸鈉加石灰及矽砂所製成，折光性極強而適用製作光學儀器… 石英玻璃含二氧化矽96%以上，軟化點極高，耐磨、子外線透光極高，融製困難，價格昂貴… 8-1 前言 *世界生產平面面板顯示器的主要知名廠商有美國康寧公司(Corning, 1970年代進入市場)、日本電氣硝子(NEG, 1992年進入市場)、日本旭硝子(AGC)和日本NH-Techno(1993年進入市場)。 *美國康寧公司的市場佔有率是60-65%且位居世界第一位。世界第一大玻璃生產公司為美國康寧公司於日本及韓國均有玻璃溶融爐和切割加工等工廠，該公司隨著台灣TFT-LCD產業的數千億台幣的投資而於1999年在台南科學園區投資7-8千萬美金而設立兩座玻璃溶融爐和16條後段切割加工生產線等工廠。 *日本旭硝子株式會社在台灣雲林科技工業區投資100億元並設立台灣旭硝子發殷科技股份有限公司(AFT)，以浮動式融爐法為主並生產大面積的玻璃基板如550mmX650mm(第3代)、680mmX880m(第3.75代)m和730mmX920mm，其厚度規格為1.1mm, 0.7mm, 0.6mm, 0.5mm和0.4mm。 8-1 前言 *液晶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矽(SiO2)、氧化硼(B2O3)和氧化鋁(Al2O3)中含鹼土類金屬氧化物RO，以及含鹼金屬氧化物R2O等兩大類… *因液晶平面顯示器的種類，應用領域和驅動方式不同，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矽酸玻璃(Neutral Borosilicate Glass) 8-2.1玻璃基板的材料及其種類 *不同的材料玻璃一些基本特性 8-2.1玻璃基板的材料及其種類 *就基板之熱特性而言，有耐色性、耐熱衝擊性、熱伸縮性 、熱膨脹係數。耐熱性乃指玻璃材料所能忍受之最高溫度 ，即所謂的歪點溫度。其容許溫度差值如下: △T=σ× (μγ)/α× E △T:容許溫度差 σ:彎曲強度 μ:Poisson比值 γ:黏度 α:楊式係數 E:熱膨脹係數 *此玻璃材料在加熱後的尺寸，比加熱前來的小呈熱收縮現象 稱為緊縮效應(Compaction) *目前的對策有使用高耐熱性的玻璃材料或預先退火熱處理， 以得高的尺寸安定性玻璃基板 8-2.2玻璃基板的材料及其特性 *玻璃的溫度以及尺寸的關係: 若玻璃基板加熱於成膜溫度， 則因因熱收縮效應而產生尺寸 減小，薄膜元件因成膜製程和 圖案化製程來1回反覆操作，而 使機板發生熱收縮，並影響圖 案的精密度，也影響到元件的 特性。 8-2.2玻璃基板的材料及其特性 *熱處理玻璃機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策有使用高耐熱性的玻璃材料或預先退火熱處理，以得高的尺寸安定性玻璃基板 8-2.2玻璃基板的材料及其特性 8-2.2玻璃基板的材料及其特性 *玻璃機板材料的種類不同有所差異： 1.蘇打石灰玻璃：成長鹼金屬溶出防止膜於基板表面，利用化學氣相沉積法或化學液相沉積法。 2.非鹼金屬硼矽酸玻璃和非鹼金屬鋁