電子信息顯示用超薄玻璃基板現(xiàn)狀解析

莊波，趙益平

（南京中電熊貓平板顯示科技有限公司，江蘇 南京 210033）

0 引言

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備以極快的速度進(jìn)行更新?lián)Q代，電子設(shè)備變得越來(lái)越輕薄。針對(duì)這種情況，人們對(duì)于電子信息顯示用超薄玻璃基板的要求也隨之提高。目前，我國(guó)超薄玻璃的市場(chǎng)一直被國(guó)外企業(yè)壟斷，國(guó)產(chǎn)超薄玻璃發(fā)展緩慢。為此，我國(guó)針對(duì)這一情況開(kāi)展了研討工作，致力于研制出符合社會(huì)發(fā)展水平的電子信息顯示用超薄玻璃基板，阻止國(guó)外企業(yè)對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的壟斷，符合信息化發(fā)展的潮流。

1 超薄玻璃基板的工藝現(xiàn)狀

超薄玻璃基板需要保持在0.1-1.5毫米之間，厚度在0.5毫米以下的玻璃具有撓性，而厚度在0.1毫米以下的玻璃能夠彎曲。技術(shù)人員為了制作符合條件的超薄玻璃基板，需要將熔爐的溫度達(dá)到1650攝氏度，在狹小的空間中進(jìn)行燒制。由于玻璃中含有高濃度的三氧化鋁，因此，玻璃在燒制的過(guò)程中黏度會(huì)比較大。因此，需要在特定的窯爐里進(jìn)行燒制。目前，超薄玻璃基板的燒制方式有流孔下引法、熔融溢流法以及浮法三種[1]。

第一，流孔下引法：流孔下引法是日本制造超薄玻璃板的主要方法，指的是將融化好的玻璃液體通過(guò)鉑合金制成的孔槽向下流。流孔下引法的優(yōu)點(diǎn)是模板容易制造，能夠快速的制作直徑小于0.6毫米的玻璃基板。但是，這種方法不能生產(chǎn)出寬度較大的玻璃，而且生產(chǎn)出的玻璃會(huì)出現(xiàn)厚度不均勻的現(xiàn)象，目前已經(jīng)被淘汰了。因此，日本現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)變了生產(chǎn)方式，改為使用熔融溢流法進(jìn)行超薄玻璃板的制作。

第二，熔融溢流法：熔融溢流法是美國(guó)與日本進(jìn)行超薄玻璃板制作的主要方法。利用熔融溢流法制造玻璃指的是將融化好的玻璃液體從溢流槽的一端注入到溢流槽中，將溢流槽填滿(mǎn)，玻璃液體在溢流槽中向下流，最后匯合到溢流槽底端，形成玻璃基板的形狀。熔融溢流法的優(yōu)點(diǎn)是能夠通過(guò)改變溢流槽中的溫度對(duì)玻璃基板的厚度進(jìn)行調(diào)整，能夠制造出超薄玻璃基板，而且，熔融溢流法在生產(chǎn)玻璃的過(guò)程中不與玻璃進(jìn)行接觸，因此，能夠有效的保證玻璃表面不被破壞，可以免去拋光這一步驟，提高了玻璃基板制造的效率。但是，在利用熔融溢流法生產(chǎn)玻璃基板的過(guò)程中，受到引流槽尺寸的約束，不能制造出較寬的玻璃基板，而且產(chǎn)量較小，且不能制作有堿玻璃。

第三，浮法：浮法是日本使用的制造玻璃基板的方法，主要原理是將玻璃溶液放入液態(tài)的錫槽中，并將錫槽放平，利用液體本身的重力將液體攤平，最后，再用拉邊機(jī)將玻璃拉成相應(yīng)的寬度、長(zhǎng)度與厚度。浮法的優(yōu)點(diǎn)是制造的玻璃基板寬度較寬，且平整度好，適用于各種玻璃基板的制作。但是浮法的缺點(diǎn)是玻璃液體會(huì)與金屬接觸，影響了玻璃基板的質(zhì)量，在玻璃成型后需要進(jìn)行拋光，降低了玻璃基板制作的效率。在制作較寬的玻璃基板時(shí)能夠使用浮法進(jìn)行制作，但是需要對(duì)制作工藝以及設(shè)備參數(shù)進(jìn)行提高，保證玻璃基板的質(zhì)量。

2 玻璃基板的市場(chǎng)現(xiàn)狀

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

電子信息顯示屏的產(chǎn)業(yè)鏈分為上游、中游以及下游三部分。其中，玻璃基板的材料生產(chǎn)是上游部分，面板的生產(chǎn)與組裝是中游部分，電子信息產(chǎn)品的生產(chǎn)是下游部分[2]。在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，產(chǎn)品研發(fā)者需要根據(jù)超薄玻璃基板的尺寸決定電子信息顯示面板的代數(shù)，即G代關(guān)系。生產(chǎn)者需要根據(jù)不同的代數(shù)對(duì)面板進(jìn)行切割，這關(guān)系到電子信息產(chǎn)業(yè)獲取的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，對(duì)于超薄玻璃基板制作工藝的要求也在不斷提高。因此，越來(lái)越多的生產(chǎn)者逐漸放棄熔融溢流制造法，采用浮法進(jìn)行超薄玻璃基板的制作。

2.2 市場(chǎng)占有率現(xiàn)狀

超薄玻璃基板的制造需要擁有強(qiáng)大的技術(shù)進(jìn)行支撐，對(duì)工藝以及資產(chǎn)的要求極高，因此，這種技術(shù)只被較少的國(guó)家與企業(yè)掌握。據(jù)研究表明，全球超薄玻璃基板的供應(yīng)商主要有美國(guó)的康寧以及日本的旭硝子以及電氣硝子。這三家供應(yīng)商提供的超薄玻璃基板占市場(chǎng)供應(yīng)總量的百分之九十五。

2.3 供求現(xiàn)狀

據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，目前超薄玻璃基板的供應(yīng)量逐漸提高，能夠與電子信息顯示面板的生產(chǎn)相匹配[3]。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于超薄玻璃基板的需求逐漸增加。從2011年至2020年，全球超薄玻璃基板的需求量從3億平方米上升到如今的6億平方米，足足翻了一倍，以平均每年百分之四十五的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。從2011年至2020年，超薄玻璃基板的供應(yīng)量以每年百分之二十七的速度增長(zhǎng)，基本上能夠與需求量持平，但是，存在部分尺寸供應(yīng)不平衡的現(xiàn)象，需要受到重視。

2.4 生產(chǎn)線分布現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的逐漸加快，超薄玻璃基板的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)向韓國(guó)以及中國(guó)過(guò)渡，目前，韓國(guó)、日本、中國(guó)已經(jīng)成為超薄玻璃基板的主要產(chǎn)地。從目前超薄玻璃基板的生產(chǎn)場(chǎng)地來(lái)看，生產(chǎn)者注重超薄玻璃基板在生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸成本，為節(jié)約生產(chǎn)成本，超薄玻璃基板工廠一般設(shè)在電子信息顯示面板廠附近。

3 超薄玻璃基板的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 尺寸與厚度

隨著顯示器技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于超薄玻璃基板尺寸的要求也在逐漸提高。在G8代到來(lái)后，超薄玻璃基板的尺寸已經(jīng)接近三米的高度了，G10面積已經(jīng)能夠達(dá)到3米乘3.32米了，在對(duì)超薄玻璃基板進(jìn)行制造的過(guò)程中，也需要考慮超薄玻璃基板的寬度。浮法能夠有效的生產(chǎn)出寬度較大的超薄玻璃基板，最寬的能夠達(dá)到5米[4]。熔融溢流法能夠形成表面均勻的高質(zhì)量超薄玻璃基板，寬度也能達(dá)到3米，能夠滿(mǎn)足高世代的基本要求。在對(duì)超薄玻璃基板生產(chǎn)的過(guò)程中，受到當(dāng)前大尺寸與輕薄化的要求，為了降低生產(chǎn)成本，逐漸生產(chǎn)出更加輕薄的超薄玻璃基板，能夠達(dá)到0.4毫米，其中最薄的能夠達(dá)到0.1毫米。

3.2 熱穩(wěn)定性強(qiáng)

超薄玻璃基板在進(jìn)行制作的過(guò)程中需要進(jìn)行兩次熱處理，要在400至700度的高溫下進(jìn)行制作，會(huì)對(duì)超薄玻璃基板與溝通層產(chǎn)生膨脹，同時(shí)，膨脹的幅度會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。如果玻璃的熱穩(wěn)定性不足的話，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出的超薄玻璃基板表面產(chǎn)生瑕疵，影響制作工藝。超薄玻璃基板的熱穩(wěn)定性主要取決于玻璃的黏度。要想制造出優(yōu)質(zhì)的超薄玻璃基板，就需要降低玻璃的膨脹度，提高玻璃應(yīng)變點(diǎn)的溫度。浮法工藝的生產(chǎn)過(guò)程比較長(zhǎng)，能夠擁有更加優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性，更容易制造出優(yōu)質(zhì)的超薄玻璃基板。熔融溢流法生產(chǎn)的玻璃加工時(shí)間較短，不能形成良好的熱穩(wěn)定性[5]。

3.3 線體壽命提高

在制作超薄玻璃基板的時(shí)候，需要對(duì)線體的制作過(guò)程投入較多的資金，如果線體的壽命較短，會(huì)降低超薄玻璃基板的使用壽命，從而提高超薄玻璃基板制作的成本。玻璃液體在長(zhǎng)期高溫的環(huán)境下生產(chǎn)，線體浸泡在玻璃液體中，會(huì)對(duì)線體產(chǎn)生侵蝕，影響線體的壽命。生產(chǎn)者為了提高線體的壽命，往往會(huì)選用耐火性強(qiáng)、溢流磚材料的線體。同時(shí)，生產(chǎn)者對(duì)貴金屬的加工工藝進(jìn)行提高，能夠降低揮發(fā)速率。目前現(xiàn)今的企業(yè)已經(jīng)能夠?qū)⒕€體的壽命增加到了5年[6]。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著電子設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的逐漸提高，對(duì)于電子信息顯示用超薄玻璃基板就有了更加嚴(yán)格的要求，對(duì)于超薄玻璃基板厚度、波紋度、翹度以及缺陷程度等都有嚴(yán)格的要求。在電子設(shè)備越來(lái)越輕薄的趨勢(shì)下，廠家生產(chǎn)出更薄的電子信息顯示用超薄玻璃基板是時(shí)代發(fā)展的必然要求，不僅能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，還能提高我國(guó)超薄玻璃基板的生產(chǎn)技術(shù)水平，促使企業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，引領(lǐng)一條相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。