液晶玻璃基板應(yīng)力分析與對(duì)策

【中玻網(wǎng)】隨著光電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品向超薄化、高清晰、一體屏方向發(fā)展，對(duì)液晶玻璃基板的品質(zhì)要求也日益提高。應(yīng)力是影響基板玻璃成型品質(zhì)的主要因素，為滿足客戶需要，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，提高玻璃基板應(yīng)力的管控水平，應(yīng)了解應(yīng)力的分類及影響因素，不斷優(yōu)化玻璃基板的應(yīng)力，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　基板玻璃應(yīng)力主要分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。由于溫度梯度造成的應(yīng)力，稱為熱應(yīng)力。其中溫度較高的部分，形成壓應(yīng)力；溫度較低的部分，形成拉應(yīng)力。因外力作用產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為機(jī)械應(yīng)力。

　　熱應(yīng)力：又分為較好應(yīng)力和殘余應(yīng)力。在生產(chǎn)過程中主要清理的是殘余應(yīng)力，而影響殘余應(yīng)力的主要因素為：退火爐內(nèi)溫度的變化，導(dǎo)致玻璃基板退火不完全，應(yīng)力變大；厚薄不同的玻璃散熱不一致造成退火橫向溫度不同，形成相鄰非常大的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力；玻璃基板形狀的不穩(wěn)定，導(dǎo)致爐內(nèi)玻璃基板形狀與退火溫度曲線不匹配，在形狀變化區(qū)形成差異非常大的拉應(yīng)力；爐體所在區(qū)域環(huán)境壓力差變化，導(dǎo)致退火溫度整體升高或降低，形成不穩(wěn)定的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力。

　�。�1）退火爐溫度：退火溫度對(duì)應(yīng)力的影響：退火溫度變化，玻璃基板退火點(diǎn)隨著變化，引起玻璃基板退火不完全，導(dǎo)致應(yīng)力變化，如圖1所示。正常退火溫度，應(yīng)力數(shù)值穩(wěn)定且��；異常退火溫度，應(yīng)力數(shù)值及散差大。

　　圖1退火溫度與應(yīng)力關(guān)系

　　對(duì)策：

　�、俑鶕�(jù)理論退火溫度曲線推算出符合產(chǎn)線實(shí)際退火曲線溫度；

　　②調(diào)整退火爐高度控制退火速率；

　�、墼O(shè)定產(chǎn)線退火點(diǎn)溫度控制范圍，并制定調(diào)整方案。

　�。�2）厚度：厚度對(duì)應(yīng)力的影響：①厚度較厚區(qū)域，溫度高，散熱慢，多造成壓應(yīng)力，且壓應(yīng)力數(shù)值非常大（如圖2所示，應(yīng)力圖中淺色圓圈表示）；②厚度較薄區(qū)域，溫度低，散熱快，多造成拉應(yīng)力，且拉應(yīng)力數(shù)值非常大（如圖2所示，應(yīng)力圖中深色圓圈表示）。

　　圖2應(yīng)力與厚度間關(guān)系

　　對(duì)策：

　　①較薄的區(qū)域，升高對(duì)應(yīng)退火區(qū)加熱器功率來(lái)提高玻璃板溫度，改變退火橫向溫差；調(diào)整定型區(qū)冷卻風(fēng)量以增加玻璃基板厚度，改變?cè)搮^(qū)域玻璃基板厚度分布；

　　②較厚的區(qū)域，減少對(duì)應(yīng)退火區(qū)加熱器功率來(lái)降低玻璃板溫度，改變退火橫向溫差；調(diào)整定型區(qū)冷卻風(fēng)量以降低玻璃基板厚度，改變?cè)搮^(qū)域玻璃基板厚度分布。

　　（3）BOW形：玻璃基板在退火爐內(nèi)橫向溫差作用下，由于爐體左右溫差不同在玻璃基板上形成的凹凸面稱為BOW形，如圖3所示。在液晶玻璃生產(chǎn)中，非接觸面稱為A面，接觸面稱為B面，故A面形成凸起形稱為A-BOW，B面形成凸起形稱為B-BOW，而兩面均有凸起形稱為S-BOW。在正常生產(chǎn)過程中只有A-BOW是具備合格品的先決條件。BOW形變化，即玻璃的形狀改變會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，同時(shí)也會(huì)造成退火爐內(nèi)部氣流的改變，退火爐橫向的溫差也會(huì)改變，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。

　　圖3 BOW形的分類

　　BOW形對(duì)應(yīng)力的影響：

　�、貯-BOW中應(yīng)力呈現(xiàn)拉應(yīng)力、壓應(yīng)力交叉出現(xiàn)，應(yīng)力值相對(duì)穩(wěn)定；

　　②B-BOW中應(yīng)力兩端呈壓應(yīng)力，中間呈拉應(yīng)力，且應(yīng)力數(shù)值偏大（200 psi以上）；

　�、跾-BOW中應(yīng)力中S-BOW處呈拉應(yīng)力，A-BOW處呈拉應(yīng)力、壓應(yīng)力交叉出現(xiàn)，且應(yīng)力數(shù)值偏大（200 psi以上）。

　　對(duì)策：

　�、貰OW形變化，可通過使用專項(xiàng)使用工具進(jìn)行處理，使其恢復(fù)正常A-BOW狀態(tài)；

　�、谕ㄟ^升高退火爐中間功率，做大BOW形，穩(wěn)定形狀；

　�、弁ㄟ^大幅度整體升高定型功率，提升定型爐內(nèi)BOW形穩(wěn)定性；

　　④調(diào)整分段式牽引輥位置參數(shù)干涉玻璃基板形狀，迫使玻璃基板穩(wěn)定。

　　機(jī)械應(yīng)力：目前液晶基板采用溢流下拉法生產(chǎn)的玻璃基板厚度0.4～0.5 mm，此厚度下的玻璃基板不利于形狀穩(wěn)定。切割需要把A-BOW的玻璃基板緊貼到水平的砧板條上，當(dāng)橫切機(jī)切割完成后，水平的玻璃基板恢復(fù)至A-BOW形狀，其必然存在晃動(dòng)，故切割后晃動(dòng)量產(chǎn)生的機(jī)械力越大，影響應(yīng)力越大。橫切機(jī)及機(jī)器人工作示意圖見圖4。

　　圖4橫切機(jī)及機(jī)器人工作示意圖

　　玻璃基板晃動(dòng)對(duì)應(yīng)力的影響：玻璃基板晃動(dòng)大，玻璃基板上出現(xiàn)應(yīng)力超出管控范圍的點(diǎn)，且呈隨機(jī)分布趨勢(shì)。

　　對(duì)策：

　�、僭诒O(jiān)控玻璃基板的視頻中設(shè)定標(biāo)尺，時(shí)刻監(jiān)控玻璃基板的晃動(dòng)情況，晃動(dòng)超出標(biāo)尺查找原因并做出相應(yīng)調(diào)整；

　�、谕ㄟ^工藝優(yōu)化減小BOW形，減小切割后BOW形恢復(fù)反彈力，減小晃動(dòng)。

　　液晶玻璃生產(chǎn)中應(yīng)力形成原因錯(cuò)綜復(fù)雜，當(dāng)遇到應(yīng)力偏大時(shí)應(yīng)理清頭緒，具體問題具體分析，遵循適當(dāng)?shù)膯栴}排查步驟，及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)問題癥結(jié)所在來(lái)解決問題，為液晶玻璃的穩(wěn)定生產(chǎn)提供保障。