LCD工艺---玻璃分断装置
2007-02-09
作者：admin
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摘要： LCD工艺---玻璃分断装置
LCD工艺---玻璃分断装置
一、前言
LCD市场，由於IT产业（小型cell）及电视（大型cell）等不同用途之需求，而有持续且快速成长之趋势。因此，大型市场对於基板有了大型规格1500 X 1800mm以上及厚度0.6mm以下等更新的要求。诸如此类，除了材料革新的要求外、针对短缩制程的成本降低等等，为适应市场需求变化而必须进行改革。以下是本公司三星DIAMOND工业为配合市场需要而进行玻璃分断技术突破之要点详述如下。
二、技术趋向
2.1面板分断
通常面板分断为切割→翻转→裂片的反覆二次的分断（已获得专利）作业。然而，在面板尺寸要求大型化且薄型化的条件之下，翻转机构占有之面积及翻转时的弯曲影响分断端缘部的品质，再者，使用平台· Brake Bar的机械加工精度上的问题等，已如预期般地面临了装置设计上的瓶颈。
因此，使用本公司先前开发成功的、获得专利且已实际应用的高渗透刀轮「Pennet（可达到板厚的80%以上的垂直裂纹），可以上下基板同时切割，开发了不需翻转即可分断的系统（就以前的观点而言可能应称之为分离），已被数家公司采用。於此同时，在2002年第12届平面显示器制造技术展中发表。之後，本装置於第七届Advanced Display of the year(ADY2002)中以LCD後段工程设备而获得制造装置部门的优秀奖荣誉。
预计小型面板仍将使用以往的分断装置。随着今后生产的不断提高，可期待本系统将普遍应用於电视等的大型面板领域。
2.2单板分断
单板分断从贴合前开始至材料阶段为止，有几道处理工程，都因particle的发生而导致成品率低下的问题。本公司针对这类问题的解决拥有几项独特的技术，并提供LINE化设备而深受好评。
①弯曲分断
TFT Array基板的分断，称之为particle-less弯曲分断方式（专利申请中），预先在基板上予以弯曲再进行切割，切割完成的同时藉由真空吸引加强弯曲程度进而一下子将其分断，由於particle发生的关系，而使其不会产生水平裂纹是它的特徵。
②激光切割
虽然以不会发生particle之极佳切割方式而在市场上受到瞩目，但仍有非解决不可的技术课题，即不可应用于被期待的面板分断等领域。
但是，属於材料阶段的切割而言，抑制particle发生而提高成品率及加强端缘部强度的效果都获得认同并陆续被采用。另外，PDP中也被认为具有同样的效果而使用的例子。总之，激光切割取决於将进行分断的材料内部是否歪斜，与刀轮切割比较制程有效范围有其狭隘的弱点。
三、技术要素
3.1刀轮技术
刀轮技术，是指将柔软的原材料利用较硬的材料加以切割。这是自石器时代以来人类普遍使用的加工技术之一，这项基本原理至今瓦古不变。
对於玻璃等的烧窑制品而言的切割，就像利用钻石方法一样由来已久，到了15世纪，随着玻璃工艺的发展，附有脚轮(caster)构造的称之为摬Ａ懈顢工具被逐渐固定。它的特徵是，无需切割费用和干式切割之特点，由于LCD的出现它的优点受到注目，随着高科技的应用越来越广，一直以来未受重视的工艺手法将逐渐据有一席之地。
图2是，由於切割形成有用的垂直裂纹和有害的水平裂纹之模式图。
一般玻璃的制造过程，先由表层冷却硬化、熔化的内部过后再经历硬化·收缩的过程的缘故，表层因压缩应力而具有高韧性。切割就是针对这一高韧性表层进行有效地分断为主。
另外，随着LCD用玻璃材料的日益薄型化，相应的产品强度的维持成为重要课题之一。为了适应高韧性材料的需求，需要与材料特性相符的锋利度。再者，因为玻璃材料的物理性质，会受到LCD制程热处理等的影响，虽然是相同的玻璃材料,也可能会因为切割条件而有差异值发生。
为解决上述问题关键就是刀轮材料和刀锋技术,选择适合分断对象的刀轮是非常重要的。
本公司始终追随此种技术趋势，不断开发适合新材料的刀轮，为能提供最佳的条件，希望最好能在贵公司进行设备计划之前向本公司进行谘询。
此外，为保持刀轮的长寿命（长寿化），与刀轮夹的构造·材质，压力控制刀头的设计构造等都息息相关，这些都将与设备及Know how技术一并提供。
上述之高渗透刀轮Pennet也同样。
3.2激光切割
虽然当时发表时曾引起耸人听闻的反响，但是当时最被期待的LCD面板的分断之适用没有进展，应用方面的适用仍然落后。因为以想要切割的材料内部的歪斜利用热应力的关系，要解决这个间题的时候，到达对于玻璃的热物性的界限，并造成阻碍发生垂直裂纹的形成；另一方面，在刀轮切割时必须形成的垂直裂纹顶端部的张力歪不存在，所以分断的时候，比刀轮切割大约需要2倍的分断力，分断制程条件难以成立。虽然LCD面板分断上还存在有问题，但是单板切割时，可以大幅度控制particle的发生，可期待提高成品率，确有如图3所表示的端缘部强度向上的效果，因此此方式开始被采用。
在图3中，希望大家注意由激光切割的东西有三种破坏方式。尤其是在Mode A，可推断在素材的处置阶段发生的面缺陷破坏至端缘(edge)部位，在这儿以最大的百分之30存在。不过，要是作试料的时候，费心贯注，能减低百分之几的事例也有。关于Mode A,B，还算有减低的可能性。Mode C，可推断几乎近于玻璃的处女强度，破坏起点存在于面内，因而破坏时粉碎得好像爆炸的一样。假如，
从素材的制造阶段到最后的产品上，都可以处理得很理想，增加这种模式，可能会实现"不用研磨"
依以上的情况，用激光切割的玻璃端缘部，几乎不会发生激光切割的缺陷，与以往的刀轮技术品相比，端缘部强度的显著提高被认可。
虽然在面板分断方面，还有一些要克服的任务，但激光切割是拥有极大发展可能性的技术，我们将继续予以研究、开发。
照片2为激光切割机（示範机）。
四、后记
4.1面板分断
有效利用高渗透刀轮Pennet技术，并确立以往被人们视为不可能的上下基板同时分割·分断（分离）之技术，解决大型LCD分断的技术上问题，同时实现了成本降低。
4.2单板分断
本公司为适合客户需要，提供了多种多样的技术内容,并为之作出了贡献。今后打算抚育激光技术，为FPD技术的进一步发展作贡献。
本公司参与LCD玻璃分断领域的制造和开发，已有25年的历史。期间从各位用户领受了许多课题，并一起予以解决。
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