玻璃基板切割裂片的工艺探讨

近年来，液晶显示技术快速发展，经历从TN、STN、TFT到AMOLED的发展历程，液晶显示器以其特有的较高对比度和色彩饱和度赢得了大众的认可，已逐步发展成为信息显示领域的主要技术和研发热点，液晶显示器在高等平板显示器市场所占的比重急速增加。但是如今玻璃基板制造仍存在一些复杂工艺和没有解决的技术难点。

这些技术难点存在的原因主要有:在进行玻璃基板切割和裂片过程中技术不良可能会导致废品的产生，增加生产成本，在此过程中存在的缺点主要有裂痕大、跳线、缺角和崩边等;在切割和裂片过程中会产生很多的玻璃屑，这些玻璃屑的存在会影响很多工序，如:液晶灌注、产品的清洗、COG(chiponglass)和贴偏振膜等，严重的还可能产生废品。因此对TFTLCD制作工艺的进一步完善是很多企业的关注热点。

1、玻璃基板切割裂片概述

液晶面板的生产线世代是根据玻璃基板的尺寸大小来划分的，不同的世代线可以切割出不同的产品，这样可以通过避免不必要的浪费从而节约生产成本。例如，4.5代线玻璃基板的大小约是920mmx730mm。

玻璃裂片指的是玻璃基板被切割后出现的裂痕，一般情况下，裂痕的高层度为70~100um,:接下来在裂痕的背面施加一定外力就可以分离玻璃。由于玻璃基板的厚度不同，所以被切割后所产生的裂痕也是不同的，同时裂片机的裂片压力也会根据被切割玻璃基板的厚度而定。

从理论上来讲，想要裂片机顺利切割玻璃，其裂片压力应大于玻璃基板的断裂强度。玻璃基板切割裂片的过程中会产生横向微裂纹和垂直裂纹，一般情况下，横向微裂纹会在裂片过程中横向扩展，形成玻璃屑;而垂直裂纹会在裂片过程中纵向贯穿整个玻璃基板，使得玻璃发生断裂。

2、断裂机理

微裂纹的理论依据是脆性材料断裂，断裂过程分为两步，其一为产生微裂纹;其二为微裂纹扩展。微裂纹端部应力的大小不受其形状的影响，而受端部曲率半径和微裂纹长度的影响。

具体作用机理为:当有外力在脆性材料上发生作用时，微裂纹的边缘应力迅速增加，此时微裂纹的长度也随着微裂纹边缘应力的加大而增加，这就是我们所说的微裂纹的扩展。

通过对脆性材料的断裂过程进行研究，我们发现脆性材料断裂存在一个临界长度，当微裂纹长度比临界长度大的时候，微裂纹会自动从扩展状态过渡到断裂状态，在这个过程中，微裂纹边缘应力越来越大，同时释放的弹性应变能也越来越大，导致产生更多的微裂纹和分枝,进而产生很多新的表面，这些表面粗糙且呈现波纹贝壳状，这种形式可以吸收多余的弹性应变能。

3、玻璃基板切割裂片的工艺流程

目前，玻璃基板切割裂片的方式主要有两种，一种是两面同时切割;另一种是先单面切割，然后切割另一面。TFTLCD切割裂片的工艺流程为:切割TFT面;反面裂TFT面;切割CF面;反面裂CF面。

在完成切割后，就开始裂片，裂片就是要达到分离玻璃的目的，其主要操作过程是通过切割在玻璃基板上施加一定外力，这样在切割后，玻璃基板纵向就会产生一定的裂纹，这些裂纹会逐步扩展直到玻璃末端，使得玻璃分离。

一般情况下，裂片主要借助裂片机来完成。从裂片机结构来看，裂片机主要由刀头、裂片平台和宽度为0.01mm的聚氨酯材质刀构成。裂片过程中，当裂片机刀头接触玻璃基板表面时,就可以把裂片压力施加到玻璃上。裂片机结构中刀头的原点就是刀头和玻璃基板接触的位置，当刀头刚接触玻璃基板时，并没有对玻璃基板进行挤压，只有设定一定的压力，刀头才会作用于玻璃基板。其中裂片机刀头的压力根据玻璃基板的厚度来设定。

以TFTLCD为例，该玻璃基板有两块粘合在一起的基板，一般而言电较被固定在TFT基板上面，裂片过程中TFT基板被裂片，因此如果裂片机设定的压力不合适，可能会造成电较被压坏。

4、结语

随着科技的高速发展，人们对于生活品质有越来越高的要求，其中对于视觉享有的追求已成为促进消费的主要源泉。越来越多的电视厂家以薄屏、大屏及清晰度作为主打特色来吸引消费者，这就要求玻璃基板越来越薄而液晶显示器越来越大。这就要求我们有精湛的玻璃基板切割裂片技术和工艺，因此我们要加强对于玻璃基板切割裂片技术的研究，以适应快速发展的社会需求。