TFT-LCD用玻璃基板简介解析

引言TFT-LCD玻璃基板是显示面板的关键材料，主要用作薄膜晶体管（TFT）阵列的底板和彩色滤光片（CF）的底板。

基板玻璃作为显示器的重要组成部分，对显示器性能的影响巨大。

TP英文total pitch，中文含义是全面积尺寸，在TFT-LCD面板制程中，TP用来表示成膜图形与设计值的偏差。

图1是面板厂使用的两批次玻璃基板的TP值（以DX值表示）的比较。

图1 两批次玻璃基板TP值（以DX值表示）的比较可以看出S01批次的TP值较小且较稳定，S03批次的TP值较大且不稳定。

检测发现，S03批次的电测不良率较高，进一步在显微镜下分析发现，该批次产品镀膜后有较多的不规则灰斑和牛顿环，如图2所示。

面板厂在经过分析后认为，这些不良现象可能与玻璃基板的性能有关。

图2 电测工序观察到的不规则灰斑和牛顿环影响TP的因素非常多，其中主要包括玻璃基板的性能、膜厚均一性、烤炉温度分布、曝光温度、曝光真空度、Mask像素精度、Mask bending压力、CDC测量误差等。

本文主要研究玻璃基板的某些性能对TP的影响。

1TP产生原理TP通常产生在面板的成膜曝光工序，在玻璃基板上镀膜后，需要在曝光机内加热、曝光。

虽然玻璃基板厂商在生产过程中对玻璃基板进行了退火处理，但玻璃基板内部不可避免地存在着残余应力，使得玻璃基板处于松弛的状态。

在曝光处理时，玻璃基板被反复加热，内部质点被激活重排，造成尺寸上的收缩或伸张，于是镀在玻璃基板的膜层图形随之产生形变，造成图形尺寸的变化，即产生TP，如图3所示。

图3 TP的产生示意图2数据整理、分析与讨论（1）再热收缩率再热收缩率的试验数据见图4。

将加热一次的收缩率数据按从小到大的顺序排列，最小值为0.6×10-6，最大值为 5.4×10-6，平均值为 2.94×10-6。

加热六次后，所有试样的再热收缩率都增大，平均值为8.39×10-6，且都在均值上下波动。

学习总结目前在商业上应用的玻璃基板，其主要厚度为0.5 mm到0.7 mm，且即将迈入更薄（如0.4 mm）厚度之制程。

一片TFT- LCD面板需使用两片玻璃基板，分别供作底层玻璃基板（TFT）及彩色滤光片(Col or Filter )底板。

所谓TFT-LCD几代生产线,实际是指液晶面板的经济切割尺寸,即TFT-LCD生产线的代数越高,基板经济切割尺寸越大。

业界公认的液晶面板经济切割数值为6片。

5代线和5代线以下主要是以生产笔记本和台式电脑用的显示器为主,液晶材料某些参数要求相对要低些;而6代线、7代线或更高代次则以生产液晶电视为主,液晶材料参数要求相对要高点。

玻璃基板的生产工艺比较复杂，目前该技术主要集中在美国康宁( Corning )公司、日本的旭硝子（AGC）、电气硝子（NEG）、板硝子（NHT）、德国肖特公司等手中，肖特的产销量非常小，并于2008年退出了玻璃基板行业。

超薄平板玻璃基材之特性主要取决于玻璃的组成，而玻璃的组成则影响玻璃的热膨胀、黏度(应变、退火、转化、软化和工作点)、耐化学性、光学穿透吸收及在各种频率与温度下的电气特性，产品质量除深受材料组成影响外，也取决于生产制程整个玻璃基板的制程中，主要技术包括进料、薄板成型及后段加工三部分，其中进料技术主要控制于配方的好坏，首先是在高温的熔炉中将玻璃原料熔融成低黏度且均匀的玻璃熔体，不但要考虑玻璃各项物理与化学特性，并需在不改变化学组成的条件下，选取原料最佳配方，以便有效降低玻璃熔融温度，使玻璃澄清，同时达到玻璃特定性能，符合实际应用之需求。

而薄板成型技术则攸关尺寸精度、表面性质和是否需进一步加工研磨，以达成特殊的物理、化学特性要求，后段加工则包含玻璃之切割、研磨、清洗等制程。

到目前为止，生产平面显示器用玻璃基板有三种主要之制程技术，分别为浮式法(Float Process)、槽口下拉法(SDDP)及溢流法(Fusion overflow)。

TFT-LCD基板玻璃配方及工艺性能探讨摘要：新时期，无论是工艺还是科技，都离不开玻璃制品，而随着对科技产品的要求越来越高，对玻璃质量的要求也随之提高。

本文主要对TFT-LCD基板玻璃采用流孔下引法、熔融溢流法及浮法等成形技术的特点与应用状况进行对比，全面且综合地阐述了这种玻璃的高温粘度、液相线温度、高温电导率等技术性能的研究方法及相关进展。

关键词：无碱硼铝硅酸盐玻璃；粘度；技术性能引言TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器）是一种采用新技术，利用新型材料和新工艺，并且规模比较大的半导体全集成电路制造技术。

而TFT-LCD液晶玻璃基板又是平板显示器的关键材料。

但是，TFT-LCD液晶玻璃基板生产具有投资量大，技术门槛高等特点，在实际生产环节的难度比较大，它对原材料品位、生产环境（如压力、温度、湿度、洁净度等）、工艺控制精度的要求十分苛刻。

当然，在如此苛刻的条件下所生产出来的产品，其质量关可以保证，这便是现代化、规模化生产的顶尖技术。

一、对基板玻璃的性能要求为了能达到最高的标准和液晶显示屏的要求，这种超薄玻璃必须无碱、无砷。

而且，还要达到高化学稳定性、高热稳定性、微缺陷、低密度、高弹性等高性能的要求。

在制造过程中，基板玻璃需要在真空中进行蒸镀与刻蚀，所以，在材料选择时必须选择耐高温、耐强酸强碱的。

在进行高温处理时，一定要严格地防止电路的损伤，基板玻璃的热稳定性要确保在合格范围内。

应变点温度、热膨胀系数等因素都要进行严格的检测，以确保生产出来的产品都是优等品。

有时我们可能会忽略重量以及厚度，在制作的过程中，玻璃基板必须确保非常薄，此时的玻璃基板的厚度会不断减薄，这会导致机械强度降低，这样会导致在包装和运输时，容易造成很大的难题。

所以，不单单是要将玻璃的密度降到最低点，而且还要将弹性模量相对应的提升。

二、TFT-LCD玻璃的生产技术在早期的玻璃制作过程中，玻璃的成形技术有垂直引上法、平拉法、浮法、压延法等等。

什么是玻璃基板？提起液晶显示屏，相信大家都很熟悉吧，而对于液晶显示屏的结构，估计没有几个人知道了。

液晶面板的关键结构类似于“三明治”，两层“面包”（TFT基板和彩色滤光片）夹果酱（液晶），故制作一片TFT-LCD面板需要用到两片玻璃，分别作为底层玻璃基板和彩色滤光片底板使用。

作为底层的玻璃基板是什么呢？定义：玻璃基板是构成液晶显示器件的一个基本部件。

这是一种表面极其平整的浮法生产薄玻璃片。

玻璃基板是构成液晶面板重要的原材料之一。

玻璃基板在TFT-LCD上游原材料成本中占比约15.2%，对面板产品性能的影响十分巨大，面板成品的分辨率、透光度、厚度、重量、可视角度等指标都与所采用的玻璃基板质量密切相关，作为重要的基底材料，玻璃基板之于TFT-LCD产业的意义相当于硅晶圆之于半导体产业。

特性：由于TFT-LCD制造过程中的特殊环境，如高温、高压、酸性-中性-碱性的环境变更等，要求玻璃基板具备一定的特性。

分类：玻璃基板按照生产配方分为钠钙玻璃、高铝玻璃，钠钙玻璃不存在配方壁垒，进入门槛较低、易划伤、易压碎，用于低端产品；高铝玻璃在配方中加入氧化铝，性能优势明显，制造工艺难度大，配方壁垒高，用于中高端产品。

制造工艺：玻璃基板的制造工艺主要有浮法、流孔下引法和溢流熔融法三种，目前主流工艺是溢流熔融法。

流孔下引法的玻璃成形时直接接触金属滚轮，导致玻璃双面质量不高，需要后续抛光处理，加工难度较大，因此该法生产的玻璃不适合应用于TFT-LCD液晶面板产业。

美国康宁公司的溢流法成型工艺是目前生产TFT-LCD用玻璃基板的主要生产方法，该法成形时玻璃板表面仅与空气接触，形成自然表面，表观质量很高，但缺点是难以做大尺寸基板玻璃，且产能小。

日本旭硝子发展了浮法制造TFT-LCD基板玻璃的技术，浮法工艺易于扩大基板玻璃面积，降低单位成本，但在锡槽成型时接触液态锡的一面仍需要抛光处理去除锡层。

产业链构成：玻璃基板作为液晶面板基础原材料之一，占据液晶产业链顶端。

TFTLCD模组工艺介绍TFT LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）是一种主动矩阵液晶显示技术，被广泛应用于电子设备的显示屏中。

TFT LCD模组工艺是指将液晶显示屏及相关元器件，如驱动电路、背光源等组装到一个整体的模组中的制造过程。

以下是TFT LCD模组工艺的介绍。

1.玻璃基板切割：TFTLCD的制造过程从玻璃基板切割开始。

玻璃基板根据显示屏尺寸进行切割，通常采用大块玻璃进行切割，随后经过精密的加工和打磨，形成规定尺寸的玻璃基板。

2.玻璃基板预处理：切割后的玻璃基板需要进行一系列的预处理工艺，包括玻璃基板清洗、光刻涂覆、烘干等。

这些步骤旨在去除基板表面的杂质、改善基板表面的平整度，并为后续的生产步骤做好准备。

3.光刻：在玻璃基板上进行光刻工艺是制造TFTLCD关键的一步。

光刻将光敏材料，如光刻胶，涂覆在玻璃基板上，并通过光刻机进行曝光、显影等步骤，形成光刻图案。

这些图案将被用于制造TFT（薄膜晶体管）。

4.涂布TFT膜：在光刻完成后，需要将TFT膜沉积在基板上。

这一步骤通常采用物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）的方式进行。

TFT薄膜的组成包括导电层、绝缘层和半导体层，这些层的顺序和厚度对TFTLCD的性能有较大的影响。

5.激活和切割TFT膜：经过涂布TFT膜之后，需要进行激活和切割工艺。

激活是将TFT膜中的导电层和半导体层结合起来，形成可用的晶体管。

切割则是将基板切割成适当尺寸的小块，每块即成为一个TFT液晶显示单元。

6.液晶填充：切割好的基板需要进行液晶的填充。

液晶是一种特殊的有机化合物，在涂布到基板上之前需要经过一系列的净化和控制工艺。

液晶填充是整个工艺中最关键的一步，它决定了液晶显示屏的品质和性能。

7.封装：液晶填充后，需要将两块基板用密封胶水封装在一起，形成液晶显示屏的最终结构。

封装过程需要控制温度和压力，确保液晶层均匀分布，并排除气泡等问题。

tft-led玻璃基板用途
TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）是一种广泛应用于电子设备
中的显示技术，而LED（发光二极管）则是一种常见的光源。

结合
这两种技术，TFT-LCD和LED玻璃基板可以用于各种电子设备中，
包括但不限于电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和
平板电视。

LED玻璃基板可以作为TFT-LCD显示器的背光源，通过LED的发光特性来提供显示器的亮度和对比度。

这种技术被广泛应
用于各种类型的电子设备，因为LED玻璃基板具有高效、长寿命和
节能的特点。

在TFT-LCD显示器中，TFT（薄膜晶体管）用于控制每个像素的
亮度和颜色，而LED玻璃基板则用于提供背光。

LED玻璃基板通常
被放置在TFT-LCD显示器的背面，通过不同的排列方式和控制方法，可以实现不同类型的显示效果，包括全彩色、高对比度和高亮度。

除了在消费类电子产品中的应用，TFT-LCD和LED玻璃基板还
被广泛应用于医疗设备、工业控制系统、车载显示器和户外广告牌
等领域。

在这些领域中，TFT-LCD和LED玻璃基板的高亮度、高对
比度和可靠性使其成为首选的显示技术。

总的来说，TFT-LCD和LED玻璃基板的结合主要用于提供各种电子设备中的高质量、高亮度和高对比度的显示效果，其应用范围广泛，包括消费类电子产品、工业设备和专业显示领域。

TFTLCD模组工艺介绍TFT（Thin-Film Transistor）液晶显示模组是一种先进的平面显示技术，广泛应用于智能手机、平板电脑、电视和计算机等电子设备中。

TFT液晶模组是由TFT液晶面板、背光源、IC驱动器、触摸面板和其他辅助零部件组成的。

本文将介绍TFT液晶模组的工艺流程。

1.玻璃基板处理：TFT液晶模组的制造过程通常从玻璃基板处理开始。

通常使用的是玻璃基板，大多数情况下是高质量的平板玻璃。

这些玻璃基板首先会经过清洗、干燥和去除尘埃等步骤，以确保基板的表面净度和平整度。

2.色彩滤光片制备：每个像素都有一个三原色滤光片，用于产生各种颜色的显示效果。

色彩滤光片通常由高分子材料制成，然后通过为每个像素区域逐一着色。

3.涂布薄膜制备：在液晶显示模组中，涂布多种材料用于形成不同的薄膜。

其中包括ITO（Indium Tin Oxide）透明导电薄膜，以及对齐膜和保护膜等。

这些薄膜通常通过溅射或喷涂等技术进行制备。

4.铭刻和曝光：在液晶显示模组中，部分结构需要通过光刻技术进行制备。

这需要使用光刻胶来覆盖材料表面，然后在光刻设备中进行曝光和开发，以形成所需的结构。

5.触摸屏集成：一些TFT液晶模组还包括触摸屏功能。

触摸屏通常是通过喷墨印刷或蒸发沉积技术制备的，并与液晶面板的一侧集成，以实现触摸操作功能。

6.液晶面板组装：在液晶显示模组制造的最后阶段，液晶面板和其他组件被组装在一起。

这包括将色彩滤光片、背光源、IC驱动器和触摸屏等各个部分组装在一起，并使用胶水、紧固件和导电胶来确保它们的稳定性和连接性。

7.测试和封装：在TFT液晶模组制造过程的最后，模组会经过严格的测试和封装，以确保其质量和性能。

测试通常包括检查显示质量、触摸屏响应和背光源亮度等方面。

总的来说，TFT液晶模组的制造过程非常复杂，需要多个步骤和不同的技术。

通过这些工艺，可以生产出高质量、高分辨率和高性能的液晶显示模组，满足现代电子设备对显示质量的要求。

最详细的TFTLCD液晶显示器结构及原理TFTLCD（薄膜晶体管液晶显示器）是一种广泛应用于消费电子产品中的显示技术。

它的结构相对复杂，涉及多个层次和部件。

下面将详细介绍TFTLCD液晶显示器的结构和工作原理。

1.基础液晶显示原理TFTLCD使用液晶物质的光电效应来显示图像。

液晶分为有机液晶和无机液晶两种类型。

当施加电场时，液晶分子会排列成特定的方式，光线通过液晶时会发生偏振现象。

通过控制电场的强度和方向，可以对光线进行精确控制，实现显示图像。

2.TFT液晶结构一个TFT液晶显示器主要包括以下几个部分：2.1前端玻璃基板前端玻璃基板是TFT液晶显示器的基础结构，其承载液晶层、电极、TFT芯片等关键组件。

2.2后端玻璃基板后端玻璃基板是用于封装液晶层和前端电极，同时也提供支持和保护的作用。

2.3液晶层液晶层是TFT液晶显示器的重要组成部分，其由液晶分子组成。

液晶分子分为垂直向上和垂直向下两种排列方式。

液晶层的液晶分子在正常情况下是扭曲排列的，通过施加电场，可以改变液晶分子的排列方式。

2.4像素结构TFT液晶显示器中的每个像素都由一对透明电极组成，它们位于液晶层的两侧。

其中一种电极是像素电极，用来控制液晶的取向，另一种是透光电极，用来调节光的透过程度。

当电场施加到液晶层时，液晶分子排列的方式会发生改变，从而控制光的透过程度，实现图像的显示。

2.5色彩滤光片色彩滤光片位于液晶层和玻璃基板之间，用于改变透过液晶后的光线的色彩。

每个像素点都有红、绿、蓝三个滤色片，通过控制光线通过滤色片的程度，可以实现不同颜色的显示。

2.6驱动电路TFT液晶显示器需要复杂的驱动电路来控制每个像素点的显示，以及刷新频率等参数。

驱动电路通常由TFT芯片和一系列的逻辑电路组成。

3.TFT液晶显示器的工作原理当TFT液晶显示器工作时，控制电压将被应用到像素电极上。

这会引起液晶层中液晶分子的重新排列。

具体来说，液晶分子会扭曲，改变光的透过程度，进而控制像素的颜色和亮度。

TFT-LCD 製程玻璃基板洗淨原理介紹Nixon Shen 作成(06.04.18)捷胤總合研究所前 言 依實際的TFT-LCD 製造工程流程，從化學氣相沉積(CVD)、微影(Photo)、蝕刻(Etch)、至濺鍍(Sputter)等製程多次重複循環，每一到製程步驟都是潛在性的污染源，可導致(Defect)的生成，造成元件特性失效。

日常見到的污染物如粒子(Particles)、無機物金屬離子(Metal Ions)、有機物雜質(Organic Impurity)、原生氧化薄膜(Native Oxide)和水痕(Water Mark)等因素，對元件的特性都會造成重大影響。

玻璃基板洗淨是TFT 製程中重複使用頻率最高的步驟，在每一道製程步驟之前都必須將玻璃基板表面清洗乾淨，以去除上述之污染物並控制基板表之化學性避免原生氧化物薄膜之生成。

隨著玻璃基板的尺寸愈來愈大，對基板表面的潔淨度要求也不斷提高。

玻璃基板洗淨的目的在於清除基板表面的髒污(Contamination)如圖二所示，如微粒、有機物及無機物金屬離子等雜質，因此必須確保基板在洗淨完成後其電性參數及特性，確保元件的品質與可靠度。

(圖二)要做到基板的洗淨，須先瞭解污染的來源，以及各種污染物在元件可靠度上的不同影響。

表三所列主要是以閘極氧化成完整性來分析考量，因閘極氧化層品質是決定電路之良率、可靠度與性能之關鍵製程步驟。

除了一開始玻璃基板原材料所產生的污染物之外，大部分的污染物是來自機器設備與製程環境。

雖然有不斷的洗淨設備被開發出來，但是最重要的還是避免在製造流程中污染玻璃基板原甚於在製程中將基板洗淨；因此製程設備、環境及材料均需隨時保持潔淨，並隨時監控機台有無微粒產生，長期觀察改善，以符合統計製程控制(Statistic Process Control ，SPC)之管制規格及停機標準。

表面反應化學平衡與作用力在基板洗淨的過程中，反應室周遭空氣、化學藥劑及DI water ，三態之間形成物理化學作用，如氣液態間、液固態間及液態溶液間各有其作用力之產生形成各種物理化學現象，造成基板表面反應平衡(Substance Surface Reaction Chemical Equilibrium)之J E I N.C O .L T D洗淨機制。