TFT_LCD基板玻璃熔窑与供料道设计原理与结构浅析.pdf

第38卷第4期玻璃与搪瓷Vol.38No.4

2010年8月GLASS&ENAMELAug.2010

TFT-LCD基板玻璃熔窑与供料道
设计原理与结构浅析3

田英良331,2,孙诗兵2,梁新辉2,张磊2,程金树1
(1.武汉理工大学玻璃材料研究室,湖北武汉430070;2.北京工业大学玻璃材料研究室,北京100124)

摘要:基板玻璃已经成为薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的关键材料之一,针对TFT-LCD
基板玻璃的熔化成形要求,探讨了TFT-LCD基板玻璃熔窑的设计原理和结构,同时对供料道在
玻璃熔制过程中的澄清和均化作用的原理进行了分析,藉此对我国TFT-LCD基板玻璃的开发
工作提供帮助和借鉴。

关键词:TFT-LCD;基板玻璃;熔窑结构;供料道
中图分类号:TQ171.6+23文献标识码:A文章编号:1000-2871(2010)04-0004-04

StructureandDesigningPrincipleofTFT-LCD
SubstrateGlassFurnaceandItsForehearth

TIANYing-liang1,2,SUNShi-bing2,LIANGXin-hui2,
ZHANGLei2,CHENGJin-shu1
(1.LaboratoryofGlassMaterials,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China;
2.LaboratoryofGlassMaterials,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)

Abstract:SubstrateglasseshavenowbecomethekeymaterialsforpreparingTFT-LCD(Thinfilm
transistorliquidcrystaldisplay).Thedesigningprincipleandstructureoffurnaceanditsforehearthas
wellastheprincipleofrefiningandhomogenizingprocessesareanalyzedinaccordancewiththe
requirementsofTFT-LCDsubstrateglassesmeltingprocess.Itishopedthatthisworkisabletogive
ahelptothosewhoengagedinresearchanddevelopmentofTFT-LCDsubstrateglasses.

Keywords:TFT-LCD;substrateglasses;structureoffurnace;forehearth

0概述
LCD(LiquidCrystalDisplay液晶显示器)技术起源于欧美,发展并成熟于日本、韩国和我国台湾地区。
进入21世纪以来,TFT-LCD(ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay薄膜晶体管液晶显示器)的应用与发
展取得了巨大的成就,TFT-LCD逐渐取代了传统的CRT(CathodeRayTube阴极射线管)型显示产品,成为
平板显示的主流产品。

3收稿日期:2010-06-09
33作者简介:田英良(1969-),男,副教授,在读博士。E-mail:[e-mail]
第38卷第4期玻璃与搪瓷·5·

由于TFT-LCD产业的迅猛发展,带动了与之配套的材料的发展,而TFT-LCD基板玻璃是TFT-LCD
产业链中极为重要的关键材料之一。TFT-LCD基板玻璃要求尺寸精度高、无缺陷、热学稳定性好、化学稳
定性佳等性能。TFT-LCD基板玻璃属于铝硼硅酸盐玻璃,这种基板玻璃的熔制非常困难,目前,全世界仅
有几家大公司掌握和控制着TFT-LCD基板玻璃的生产技术。
TFT-LCD基板玻璃的生产制造是在熔化、澄清、均化、成形、缺陷检查等各个环节都需要严格控制的过
程,其中成形过程尤为重要,是整个生产过程中的核心技术。本文对TFT-LCD基板玻璃的熔窑和供料道的
设计原理及结构设计进行探讨。

1熔窑和供料道的设计原理
1.1基板玻璃的熔制过程
TFT-LCD基板玻璃的熔制是一个极其复杂的过程,它包括了一系列的物理化学反应。玻璃原料在玻
璃熔窑内的熔制基本包括以下五个阶段[1]:硅酸盐的形成、玻璃的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃
的冷却等,而这五个阶段并没有明显的界限,如图1所示。
[2]
TFT-LCD基板玻璃属于无碱铝硼硅酸盐玻璃,玻璃成分范围(质量分数)为:SiO258%～70,Al2O3

12%～22%,B2O33%～