ITO液晶玻璃制造Word格式文档下载.docx

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④玻璃板表面没有缺陷咸缺陷在10nm级以下，并且没有气泡。

⑤玻璃板在加热过程中不产生应力。

⑥有一定的抗蚀能力。

目前，只有基本上符合上述要求的玻璃；

但是用普通工艺，即使加上抛光工艺，也不能达到上述要求。

（2）液晶显示玻璃板的生产技术

首先对玻璃成分进行优选，将碱（Li20，Na20，K20等）成分控制在（0.1-0.2）Wt％以下，同时采用新的工艺，才能制出合格的LCD用平板玻璃。

生产液晶显示平板玻璃有两项新技术：

①熔融拉伸法：

熔融的玻璃从两个高温管之间由于重力的作用流出，形成一定厚度的均匀玻璃板。

该工艺可以产生真正无缺陷的玻璃板，而不需经抛磨加工。

现在利用这项技术已能生产1m宽的玻璃板；

②浮法生产玻璃板：

玻璃料连续地从熔化炉中流到熔化的锡槽内，玻璃在锡上慢慢冷却，取出并退火。

浮法生产的玻璃板表面较粗糙，尚需进行抛光才能满足液晶显示器的要求。

（3）液晶显示用的玻璃板

含石灰的玻璃板和硼硅玻璃颇舶软化点为500t，可以用于a-Si：

HFT的衬底。

无碱玻璃系列的硼铝硅玻璃橡（7069、1733、1724型），膨胀系数低，加工特性好，适合作有源矩阵LCD的基板。

其中1733型玻璃工艺温度为615°

C，是设计用于p-Si：

HTFT-LCD的基板，甄1724型玻璃的工艺温度为650℃，1729玻璃板变形点是799℃，工艺温度可达775℃，接近热栅多晶硅工艺温度范围。

碱土铝玻璃变形温度高达800℃，若增加硅的成分，变形温度可高于800℃.若全部成分是Si02，就是石英，工艺温度可达1000℃。

随着玻璃中Si02成分增加，熔化和加工都很困难,增加了工艺难度和制造成本。

玻璃的最高使用温度（工艺温度）常选在它的变形点以下25℃。

一般定义玻璃变形点的粘度为1014．5泊，退火点的粘度为1013泊，软化点的粘度为107.6泊。

以上提到的几种玻璃型号都是美国康宁公司的产品。

其中7059型玻璃是用熔融拉伸法制造的，适合作液晶基板·

，已完全商品化，供应全世界。

1733,玻璃也是用熔融拉伸法制造，工艺温度比7059高，也广泛用于液晶显示，而1724、1729型则是用浮法工艺生产的。

（4）玻璃板的热稳定性

液晶显示板在制造过程中，尤其是制造TFT-LCD时，需要几次光刻和退火，因而对玻璃板尺寸的热稳定性要求很高。

对于TFT-LCD时的玻璃板，要求尺寸热稳定为几个ppm。

玻璃的稳定结构是晶体，但玻璃板制造过程中有急冷过程，所以含有大量非晶态结构。

玻璃的非晶态有向晶态转化的倾向，只是转化过程与温度有关。

如7059玻璃，在900℃时，几秒钟就转化完毕；

在600℃时转化需几天；

在300℃时，转化需要1个世纪。

、在转化过程中，伴随着尺寸的缩小，称为“密化”。

急冷的玻璃，在变形温度下退火，尺寸变化会达到1000ppm。

这对TFT-LCD玻片是不能允许的，何况这种密化程度与退火温度、退火时间和冷却速度有关，即与玻璃板的热加工历史有关。

为了在液晶显示板加工过程中，玻璃板不再有大的尺寸收缩量，应对来料玻璃板进行预退火，使密化增加。

退火时间在50min以上，冷却速度在1℃／min左右能达到较好的预密化（退化温度为650℃），使玻板在加工过程中尺寸的变化控制在1.5ppm左右。

（5）在玻璃板上镀阻挡层阻止碱离子迁移

平板显示用玻璃板要求没有碱离子，而真正的无碱玻璃的其他特性又不易做好。

目前平

板显示用的玻璃板是低碱玻璃；

在工艺温度低时，尚能满足要求，但在P—Si:

HTFT工艺温度较高时，甚至在玻璃中碱离子含量在几个ppm情况下，也会发生碱离子传染。

在玻璃板表面上，镀一层约200nm的Al2O3阻挡层能有效阻止碱离子侵人；

镀Al2O3的方法有电子束蒸发和射频溅射，但溅射制成的Al2O3膜对阻挡碱离子的效果更好。

Na+于675℃下在Al2O3中的扩散系数和在550℃下在Si02中相同，即Al2O3的阻挡效果优于Si02。

在普通硬玻璃上，镀一层Al2O3阻挡层，就可以制造Poly-Si：

HTFT的基板。

（6）液晶显示板的抗蚀性

HCl、H2SO4、H20对7059和1733型平板玻璃的腐蚀作用如表3．19所示，表中数字单位为μg／cm2.

由上表可知

①1733玻璃板比7059玻璃板更耐酸、耐碱；

②·

盐酸的腐蚀作用远大于硫酸，

③去离子水的腐蚀作用可以忽略不计；

④在强酸作用下，碱土金属氧化物、硼氧化物有一定损失

2．透明导电玻璃

透明导电玻璃是指在普通玻璃的—个表面镀有透明导电膜的玻璃。

最早的透明导电膜的商品名为NESA膜，它是为制造防止飞机舷窗结冻和制造监视加热液体内部反应情况的透明反应管而研制的，它的成分是SnO2。

但SnO2透明导膜不易刻蚀。

现在采甩的ITO（1ndiumTinOxide氧化铟锡）的成分是In2O3和SnO2，ITO膜是在In2O3的晶核中掺人高价Sn的阳离予，掺杂的量以Sn的含量为10％重量比最佳。

ITO是一种半导体透明导电材料、禁带宽度为3eV以上，具有两个施主能级，为n型施主能级，离导带很近，自由电子密度=1020~1021个/cm3；

迁移率为10—30cm3/v.s。

所以电阻率很低，可低至l0-4Ω.cm量级。

用Sn+4离子占据晶格中In+3离子的位置，会形成一个正1价电荷中心和1个多余的价电子,这个价电子挣脱了束缚便成为导电电子。

一般的玻璃材料为钠钙玻璃，这种玻璃衬底与ITO之间要求有1层SiO2阻挡层，似阻挡玻璃中的钠离子渗透。

因ITO膜生产过程中，玻璃衬底处于150'

℃~300℃温度下，如果玻璃中的钠离子扩散进入ITO膜中，形成受主能级，对施主起补偿作用,引起导电性能下降。

如果玻璃村底为无钠硼硅玻璃；

，则可不用SiO2阻挡层。

对于某些高档产晶的制造，有时需在ITO外层加1层SiO2层，这是为了增加横向的绝缘性。

在玻璃衬底上制备透明导电膜的方法有喷雾法、涂覆法、浸渍法、真空蒸发法、溅射法等多种。

目前大生产中主要用直流磁控溅射法，气功以稳定，膜的质量好，但靶材料利用率只有25％-30％。

现在已开发出使用交流电源驱动磁场移动的方法，可使靶材料利用率增至40％左右。

溅射靶材过去用高纯铟锡合金，其比例为Sn／（In+Sn）=8％~13％，合金熔点为173℃。

现在直接采用氧化铟锡靶镀膜工艺，但ITO靶比铟锡合金靶贵得多，目前还是靠进口-的。

用于液晶显示器的导电玻璃必须符合一定要求，具体的指标为：

①透光率好。

一般要求大于85％；

另一方面要求光干涉颜色均匀，其不均匀性小于10％；

②方块电阻小。

薄膜的电阻率常用方块电阻来表示，（）

对于低档的TN产品，ITO膜的方块电阻要求为100~30（Ω／口），相应的膜厚为200—300A；

对于STN产品要求ITO膜的R口小于10Ω／口；

（对于VGA为Ω／口,；

对于SVGA为3—5Ω／口），相应的膜厚为1000-2000Ao显然，ITO层厚度增加虽然可以降低R口，但是透光率必然也变差，所以控制ITO膜制造工艺使其电阻率小是最关键的。

③平整度好。

平整度是指玻璃表面在一定长度乙范围内的起伏程度，用h／L表示，其中丸为长度L范围内表面最高与最低点的差值。

由于液晶层厚只有10μm左右，基片不平整直接影响液晶层厚的不均匀，所以对液晶显示器的质量有直接影响。

ITO玻璃基片的平整度包括玻璃表面粗糙度、表面波纹度、基板翘曲度；

基板平行度和ITO膜表面租糙度、膜厚均匀度。

液晶盒使用的玻璃一般厚度为芍0.3~1.1mm的浮法玻璃，用于TN-LCD时，对于1．1mm厚的要求平整度小于0．15μm／20mm；

：

对于0．7mm厚的要求平整度小于0．2μm／20mm，电阻不均匀性小于土15％，允许有机少量的缺陷。

用于中高档STN-LCD时，玻璃要经过抛光，要求平整度小于0．075—0．05μm／mm，电阻不均匀性小于±

10%。

不允许有任何缺陷。

3．偏光片

在液晶显示器中大量使用偏光片（偏振片），它的特殊性质是只允许某一个方向振动的光波通过，这个友向称为透射轴，而其他方向振动的光将被全部或部分地阻挡，这样自然光通过偏光片以后，就成了偏振光。

同样，当偏振光透过偏光片时，如果偏振光振动方向与偏光片的透射方向平行一致时，就几乎不受到阻挡，这时偏光片是透明的；

如果偏振光的振动方向与偏光片的透射方向相垂直，则几乎完全不能通过，偏光片就成了不透明的了。

因此，偏光片可以起检测偏振光的作用。

偏光片的制备过程有4步：

{1）制膜

偏光片的基片常采用聚乙烯醇（PVA）膜，它是一种线性高分子聚合物，在很长的分子键上均匀地挂着许多强极性的—OH基团

用来制作偏光片的PVA膜在光学上是均匀各向同性的，大分子键在各个方向上都是完全均匀的、无规律排列聚集成膜。

（2）浸液

将用普通方法制得的各向均匀的PVA膜浸入含碘的有机或无机化合物中进行反应，在薄膜中形成碘链。

碘链的特点是能吸收振动方向平行于碘链的光，而振动方向垂直于碘链的光将可以通过，即碘链具有三向色性。

（3）拉伸

将反应后的膜加以机械拉伸。

在拉伸之后，几乎所有的大分子键都被迫按照拉伸力作用的方向伸展开来，虽然没有形成结晶式完全有序的规则排列，却达到了高度的取向，形成了像栅栏一样的结构。

在这样的膜中，碘链将会沿拉伸方向整齐排列。

从整体上讲，薄膜能强烈吸收沿拉伸方向振动的光，而让垂直于拉伸方向的振动光通过。

（4）胶合保护膜

由于PVA膜具有亲水性，在湿热环境下会很快变形、收缩、松弛、衰退，而且强度很低，质脆易破，不便于使用和加工，因而要在这种偏光膜的两边都复合上一层强度高、光学上各向同性、透光率高而又耐高热的高聚物片基，一般采用三醋酸纤维素脂，即TAC，赋予偏光片以良好的机械性能和耐气候性能，经浸液、拉伸后的PVA膜的两面复合上TAC膜后组成偏光片的基本结构，称为原偏光片。

（5）粘附外保护膜

原偏光片的两个外表面上通常都要粘附上一层柔软的外保护膜。

为适应在液晶显示器中使用的需要，要在原偏光片的一面附上一层压敏胶，并贴上压敏胶的隔离膜，这就是透射性的偏光片。

拆去隔离膜，露出压敏胶，偏光片可以方便牢固地妨剥液晶显示器的玻璃面上。

反射型偏光片是在原偏光片的一面附上压敏胶及隔离膜，而在另一面复合上一层镀有金属垣光层舶反光膜。

于图3—122中示出了透射型偏光片和反射型偏光片的基本结构。

偏光片的总厚度约为0．45mm左右。

偏光片的主要光学技术指标有：

①颜色。

普通偏光片为灰色，细分为中撂色和蓝灰色两种，但目前已开发出多种彩色偏光片，如红色、洋红色、蓝色、黄色、紫色、紫蓝色等。

②偏光度。

偏光片的偏光度也称偏光片的偏振效率，其定义为：

目前，最好的偏振光的偏光度可达99％以上，通常对普通偏光片，要求偏光度大于85％；

对彩色偏光片，要求偏光度大于80％。

③透光串和透射光谱。

实际偏光片的透光率都赂低于50％；

只有在整个可见光范围内的透光率是均匀的，才能实现理想的黑白显示，否则出射光会带有颜色，影响显示效果；

4．液晶显示器其他常用材料

（1）取向材料

液晶盒内直接与液晶接触的一薄层物质称为取向层。

取向工艺虽有多种，但实际上广泛使用的工艺是：

光在玻璃表面涂覆1层有机高分子薄