液晶玻璃基板气泡缺陷分析与对策_赵玉乐.pdf

年第 卷第期 ：收稿日期：；收到修改稿日期：作者简介：赵玉乐（），男 ：液晶玻璃基板气泡缺陷分析与对策赵玉乐（芜湖东旭光电科技有限公司，芜湖 ）摘要：液晶显示平板对基板玻璃的外观品质和玻璃内部缺陷数量有着极高的要求，气泡作为液晶玻璃基板产品的主要缺陷之一，其形态和产生机理各有不同。根据液晶玻璃基板中常见的气泡缺陷进行分类，对不同的气泡缺陷的成因进行分析，并提出相应的解决对策。关键词：玻璃基板；气泡缺陷；工业炉窑中图分类号：文献标志码：文章编号：（）（，）：，：；平板显示类产品已经深入到人们生活的方方面面，液晶玻璃基板作为光电显示的重要材料之一，对其产品品质和内部缺陷有较为严格的要求。气泡缺陷作为基板玻璃的主要缺陷之一，成为制约产线效率的重要因素。气泡缺陷的成因及对策液晶玻璃基板中的气泡，由于在玻璃液流出溢流砖后受到下拉牵引作用，在玻璃板中呈现两头尖的梭子形（如图所示），这是判定气泡缺陷的典型特征之一。气泡缺陷的成因可分为澄清不良、搅拌桶结晶物掉落、搅拌棒卷入冷空气、通道二次异常温升和通道本第 卷第期玻璃搪瓷与眼镜体绝缘不良等。要降低气泡缺陷的影响，需根据不同的成因，对不同类型的气泡采取相应的措施。图典型的液晶玻璃基板气泡缺陷图像 澄清气泡 成因在生产液晶玻璃基板过程中，澄清过程主要在铂金通道澄清段内完成。澄清气泡产生的原因大多是澄清温度不足（澄清温度低于 ），或者因澄清时间过短造成玻璃液中的气泡没有有效排出，在板面内形成气泡缺陷。若窑炉供料温度波动过大，低温的玻璃液流在通道澄清段来不及加热至最佳澄清温度，由于熔体黏度过大，气泡不能及时全部排出而形成气泡缺陷。特征一般澄清气泡在玻璃板面分布状态无明显规律，在玻璃板宽度方向呈分散型分布（如图所示），同时气泡的直径大多在（如图所示），也含有极少量的其他尺寸区间的气泡。产生的气泡多为单一种类，很少伴有其他结石类缺陷。图澄清气泡在基板玻璃板宽方向的位置分布图 对策针对澄清气泡的产生原因，一般采取提升铂金通道澄清温度，或者通道本体加粗来延长玻璃液停留时间，进而提升澄清效果。在实际的解决过程中，提升澄清段温度效果较明显。如果是供料温度波动原因导致的气泡缺陷，则要采取措施稳定窑炉工艺，保持稳定的供料温度。案例某产线突然出现典型的澄清气泡，并有逐渐恶化态势，小时良率和气泡不良率趋势如图所示。发现这种情况后立刻采取了相应的调整措施，后通道澄清段温度提升，随后澄清气泡有所好转，调整后，小时良率和气泡不良率基本恢复到正常水平。搅拌桶结晶掉落导致气泡缺陷 成因铂金通道搅拌桶起到搅拌和均化玻璃液的作用，由于高温玻璃液的挥发效应，会在搅拌机搅拌棒的上部玻璃搪瓷与眼镜 年月图澄清气泡大小分布图图某产线突然出现澄清气泡时的小时良率和不良率和周围的保温砖上形成主要成分为氧化锡、铂金颗粒等的结晶物，由于长期累积及温度波动等原因，结晶物掉落进入玻璃液，形成气泡缺陷。特征由于搅拌桶周围较小的结晶物掉入黏度较大的玻璃液中，结晶物周围裹挟了少量气体，该类气泡一般较小（直径小于 ，如图所示），同时伴随有氧化锡或者铂金结石类缺陷，搅拌桶掉落气泡伴生氧化锡结石如图所示。对策维持通道搅拌桶区域合适的温度场，尽量减少结晶物的形成。同时，应保持搅拌桶区域工艺状态稳定，减少温度波动。还应根据结晶物的生成量，定期进行搅拌棒清理作业，减少结晶物的掉落。案例某产线生产过程中突然出现小气泡并伴有氧化锡结石缺陷，观察未有明显好转。经检查发现通道搅拌桶周围结晶物较多，随即对搅拌棒进行清理作业。清理后结石缺陷激增，清理作业 后缺陷有所好转，板面良率开始恢复，清理作业 后，产线良率基本恢复至正常水平（如图所示）。搅拌棒卷入导致气泡缺陷搅拌棒卷入导致的气泡缺陷产生于铂金通道搅拌桶区，通常是由于搅拌棒设备的转动异常以及搅拌桶区域温度异常，搅拌棒在搅拌的过程中将上部空气卷入玻璃液形成气泡缺陷。由于搅拌棒的机械搅拌作用，卷入空气量较多，所以搅拌泡一般尺寸较大，通常直径在 以上，有一定的偶发性，如处理不及时，玻璃板内气泡缺陷可能会越来越多。第 卷第期玻璃搪瓷与眼镜图由搅拌桶结晶掉落气泡的图像图由搅拌桶结晶掉落气泡伴生的氧化锡结石图某产线突然出现小气泡并伴有氧化锡结石缺陷时的小时良率和缺陷不良率针对此类气泡缺陷，通常采取的措施为优化搅拌棒转速，升高搅拌桶区域温度等。二次气泡二次气泡一般发生在玻璃液冷却阶段，如果在降温过程中出现温度异常升高，气体会因为玻璃液溶解度玻璃搪瓷与眼镜 年月的降低而析出，形成二次气泡缺陷。产生二次气泡后，由于此时玻璃液黏度较大，气泡无法排除，尺寸一般较小（直径小于 ），且较为密集。针对二次气泡缺陷，通常排查铂金通道各段在降温过程中是否存在温度异常升高的情况，通过调整修正各段温度，可以解决二次气泡缺陷。通道本体绝缘不良气泡通道本体绝缘不良气泡一般是由于在安装通道设备过程中，本体绝缘没有做好导致的。通道各段的加热效率受到影响，导致玻璃液整体温度偏低，造成澄清效果不良。通道本体绝缘不良气泡一般比较大。一般处理方法为：投产前期通过排查发现通道本体绝缘异常点并进行绝缘处理。本体绝缘正常后，该类气泡缺陷基本可以得到解决。气泡成分分析可以通过气泡大小、板面分布等外部形态判断大多气泡的类型，分析气泡的成因，进而采取对应的措施。也可借助先进的分析设备对气泡内的气体成分进行分析，帮助判断气泡的成因，有助于采取有效的对策。澄清气泡澄清气泡的主要成分为 和，而且 的含量明显高于（含量约，含量约）。澄清气泡样品气体成分如表所示。表澄清气泡样品的气体成分样品编号直径压强 气体成分的体积百分比 搅拌棒结晶掉落导致气泡缺陷搅拌棒结晶掉落气泡为搅拌桶周围结晶物掉入玻璃液中形成的小气泡，气泡的主要成分为搅拌棒自由液面上部空间的气体成分，因为与空气接触，主要成分为，其次为 和，因为气泡较小无法进行气体成分分析。搅拌棒卷入导致气泡缺陷搅拌棒卷入气泡的主要成分与搅拌桶玻璃液面上部气体空间成分相近，其成分主要为，其次为 和。搅拌棒卷入泡样品气体成分如表所示。表搅拌桶卷入气泡样品的气体成分样品编号直径压强 气体成分的体积百分比 二次气泡二次气泡的产生是在气泡澄清排出或者被玻璃液吸收后，由于温度波动重新析出，其成分与澄清气泡成分相似，含量约，含量约。由于气泡较小，无法进行气体成分分析。（下转第 页）玻璃搪瓷与眼镜 年月图间隔纸装置取纸掉纸装置改进示意图降低了纸盒零部件之间的磨损，解决了上纸过程中因磨损产生的金属粉末问题。通过改进除静电和取纸掉纸装置，解决了实际生产过程中的取纸带纸、多纸、掉纸等问题。通过对间隔纸取纸装置的整体改进，不仅解决了日常生产取纸过程中影响生产效率和品质，同时也避免了对后面客户端生产的影响，杜绝客户投诉，提高生产效率，确保产品品质，提升客户满意度。参考文献：盛广智，许华应，刘孝严，等 中国古今工具书大辞典 长春：吉林人民出版社，菅义夫 静电手册 北京：科学出版社，中国科学院化学研究所 铸型尼龙 编写小组铸型尼龙 化学、工艺、性能、应用北京：科学出版社，李青，李赫然，吴亚平 上纸装置和玻璃基板包装系统：中国，林海峰，陈涛涛，吴亚平 玻璃基板包装纸盒：中国，（上接第 页）通道本体绝缘不良气泡通道绝缘不良气泡的主要成分是，部分为，少量为。由于通道本体绝缘原因，玻璃液会发生轻微的电离作用，所以气体成分中含有少量的。通道本体绝缘不良气泡样品气体成分如表所示。表通道本体绝缘不良气泡样品的气体成分样品编号直径压强 气体成分的体积百分比 结语气泡缺陷作为液晶玻璃基板的主要缺陷之一，常成为影响产品质量和制约产线效率提升的重要因素。通过长期的生产实践和不断地总结分析，按照气泡的产生原因，将气泡缺陷分为澄清气泡、搅拌桶结晶掉落气泡、搅拌棒卷入气泡、二次气泡和通道本体绝缘不良气泡。通过气泡形态、分布等外部特征，可快速初判气泡的种类，借助气泡成分分析等技术手段判定气泡的类型，进而分析气泡的产生原因，有助于快速有效地解决气泡缺陷，降低气泡缺陷对产品质量的影响。参考文献：李青，王世岚，周波，等无碱高铝硼硅酸盐玻璃澄清工艺研究现代化工，（）：韩复兴对电极熔炉压延微晶玻璃气泡问题的答疑佛山陶瓷，（）：