简述TFT—LCD玻璃基板使用要求

陈健

摘 要：TFT-LCD（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display）基板玻璃是TFT-LCD显示器面板的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片的关键玻璃材料，也是液晶显示产业的关键基础材料之一，其品质直接影响到整个工程的合格率。TFT-LCD玻璃基板的要求很高，本文主要简述了基板形状、物质特性和品质三个方便的要求。

关键词：玻璃基板；基板形状；物质特性；品质

中图分类号：TQ171.7 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0303-01

1 引 言

TFT-LCD基板玻璃在TFT-LCD面板成本上占比较大，并较大的影响了液晶显示器产品性能，液晶显示器各项关键技术指标都与TFT-LCD基板玻璃密切相关，如透光率、分辨率、透光率、视角及重量等等，TFT-LCD基板玻璃很大程度上决定了TFT-LCD面板的性能和质量。在塑料、玻璃、石英石等备选材料中，只有玻璃能满足其高要求，塑料的透明度和平坦度可以满足要求，但是耐热性较差，而石英石的成本过高，很难做薄和批量生产。

2 基板形状

（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边缘的精度都要小于0.1mm，对基板玻璃的厚度也有非常严格要求。TFT和CF侧一般选用同种玻璃基板，不同的玻璃基板会在加热时因膨胀系数不同，造成尺寸变化量不同导致对位图形偏差。位置偏差到达一定程度，会引起漏光。

（2）直角度：直角度是指实际的玻璃外形的偏离大小与玻璃基板外形的长度之比，一般直角度小于0.8mm。

（3）挠曲度：挠曲度是把玻璃基板放在标准的实验台上，抬起两边，玻璃基板往下垂的程度。挠曲度要求高，不能太大，挠曲度越大越容易在机械人手臂搬送玻璃时撞到下垂的玻璃，碰伤玻璃基板，致使引起基板报废。

（4）平坦度：主要指玻璃基板的厚度偏差、翘曲度、起伏等指标。厚度偏差是指玻璃基板的最厚地方与最薄地方的值之差，这个数值会影响光的聚焦的深度，改变线宽的大小，因此这个值越小越好；翘曲度指高处和低处两个平面的垂直方向的距离；而基板表面起伏程度指是高起伏地方与基板水平面的垂直方向距离。翘曲度不能太大，超过一定的值，生产制作时将无法真空吸附，甚至还会引起显示时显示不均匀。

3 物质特性

（1）热稳定性：主要指的是耐热性、热收缩量和热膨胀系数等指标。耐热性是指TFT-LCD基板玻璃的应变点的温度要大于650℃，耐热度越高，基板玻璃的刚性越好，尺寸变化越小，显示屏更加稳定；热收缩量主要是指在TFT-LCD制造工艺中，较高的温度时基板玻璃收缩的程度，收缩量越小，图形的精度会越高，TFT器件的特性越好；热膨胀系数指随着温度变化时，对应玻璃基板尺寸的膨胀或者收缩的比例，为（30～40）×10-7/℃，热膨胀系数越低，稳定性越好。

（2）化学稳定性：主要指耐药性。在TFT-LCD制作过程中，玻璃基板需要经过多种化学溶液的清洗和蚀刻，不发生物质分解，玻璃基板变化最小，具有良好的耐化学腐蚀性。

（3）机械性质：主要指玻璃的密度和弹性模量。要求质量轻强度高，密度≤2.55g/cm，弹性模量≥70GPa。目前，主流市场的显示屏正往大尺寸屏幕发展，基板玻璃将走向大型化、薄型化。在TFT-LCD在制作运输过程中，玻璃的下垂的程度与玻璃本身的密度成正比，与玻璃的弹性模量成反比。密度越小，显示器的总重量越轻，越容易搬运，弹性模量越高，强度越大，越不容易损伤。

（4）碱的限制：TFT-LCD要求基板玻璃是硼铝硅酸盐无碱玻璃，其化学成分是以二氧化二硅、三氧化三氧化二鹏为主要构成氧化物，另外包含氧化钡，氧化钙等，碱对TFT栅介电材料的污染会影响并降低到其相关器件寿命，控制基板与TFT界面的碱含量不能大于1%。尽量控制避免含有杂质的碱金属原材料，减少碱金属含量。

4 品 质

TFT-LCD玻璃基板不仅对表面品质有较高要求，也对其内在品质要求较高，薄膜晶体管阵列的底板表面应没有任何刮伤和污点，表面缺陷不能大于200？滋m，肉眼完全不可见，以免导致电路中的数据线、扫描线等断路、线之间短路等不良。内在的气泡和杂质物也必须足够小，而且个数也不能太多，小到不能影响显示器的显示图像的质量。成形后的基板玻璃的品质也非常重要，最好不要存在结石、条纹、气泡、应力等不良缺陷，不然会导致影响液晶面板的显示不均，影响显示品质。

在玻璃基板的制造过程中要做好品质管理，防止粉尘、颗粒等异物混入玻璃中，污染玻璃基板使用环境，影响TFT-LCD工艺的合格率，异物超过一定规格也影响背光的直进性，造成光的散乱，降低TFT-LCD的亮度。

5 结 语

TFT-LCD用玻璃基板与其它平板玻璃有本质上的区别，对产品品质上的要求更严格，是资金、技术比较集中产业，制造工艺相对复杂，技术门槛跟高，掌握核心技术只有少数国家，国内玻璃基板产业起步较晚但发展迅速。今后基板玻璃市场需求的趋势是大尺寸化、轻薄化、表面高精细化，这就要求玻璃基板的成型工艺、成品率和搬运等方面的技术有更大的提高。

參考文献

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[4]马群刚.TFT-LCD原理和设计.电子工业出版社，北京：2012，11.

收稿日期：2018-9-13

作者简介：陈 健（1985-），男，工程师，主要从事彩色滤光片的生产技术管理工作。