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#Neues aus der Industrie
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Was ist ein Glassubstrat in der TFT-LCD-Industrie?
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Das Glassubstrat ist eine der Kernschichten von TFT-LCD. Es beeinflusst grundlegende Eigenschaften des Bildschirms wie Auflösung, Lichtdurchlässigkeit, Dicke, Gewicht und Betrachtungswinkel.
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Das Glassubstrat ist das Kernstück des TFT-LCD und spielt eine wichtige Rolle in der vorgelagerten TFT-LCD-Industrie, ähnlich wie der Siliziumwafer in der Halbleiterindustrie.
Denn die Qualität des Glassubstrats entscheidet über die Eigenschaften des Displays in Bezug auf Auflösung, Lichtdurchlässigkeit, Dicke, Gewicht, Betrachtungswinkel und andere wichtige Parameter.
I. Was ist das Glassubstrat?
Die grundlegende Struktur des TFT-LCD ähnelt einem Sandwich, bei dem zwei Schichten "Brot" (TFT-Substrat und Farbfilter) mit "Marmelade" (Flüssigkristall) eingepackt sind.
Für die Herstellung eines TFT-LCD werden daher zwei Glasscheiben als TFT-Substrat bzw. Farbfilter benötigt.
Das Substrat ist nicht einfach ein Stück Glas.
Auf der Innenseite ist es mit einer Rillenstruktur und einem Ausrichtungsfilm versehen, so dass die Flüssigkristallmoleküle ordnungsgemäß entlang der Rille angeordnet werden können.
Die andere Seite ist mit Dünnschichttransistoren (TFT) oder Farbfiltern (CF) versehen.
Auf die beiden Glassubstrate entfallen etwa 15 % bis 20 % der Gesamtkosten eines TFT-LCD.
II. Merkmale von Glassubstraten
In Anbetracht der einzigartigen Umgebung bei der Herstellung von TFT-LCDs, wie z.B. hohe Temperaturen, hoher Druck und ein Wechsel zwischen sauren, neutralen und alkalischen Umgebungen, müssen die folgenden Eigenschaften des Glases den Herausforderungen und Qualitätsanforderungen entsprechen.
- Qualität des Aussehens
Das Glassubstrat muss eine hohe Oberflächenqualität und innere Qualität aufweisen.
Die Oberfläche für die Herstellung der Schaltkreise sollte frei von Kratzern und Flecken sein, mit einer Toleranz von weniger als ein paar Mikrometern, um eine Beschädigung der Schaltkreise zu vermeiden.
- Thermostabilität
Zur Thermostabilität gehören vor allem die Wärmebeständigkeit, die thermische Schrumpfung und der Wärmeausdehnungskoeffizient.
Im Herstellungsprozess kann die Höchsttemperatur über 600 ℃ erreichen, weshalb das Glassubstrat auch bei einer so hohen Temperatur starr bleiben muss, ohne zu kleben.
Um thermische Spannungen während der Abkühlung zu vermeiden, muss der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glassubstrats wie der von Silizium (30-40)x10-9/℃ sein.
- Chemische Stabilität
Das Glassubstrat muss verschiedenen chemischen Behandlungen während des Prozesses durch die Ätzlösung standhalten, die von sauer über neutral bis alkalisch reicht.
Nach dem Ätzvorgang muss sich das Glassubstrat nur minimal verändern und darf keine sichtbaren Rückstände aufweisen, die die Schichtabscheidung beeinträchtigen.
- Alkalibeschränkung
Die Verunreinigung des TFT-Gate-Dielektrikums durch Alkali führt zu einer Verkürzung der Lebensdauer.
Daher muss das Substrat für TFT-LCDs aus alkalifreiem Glas bestehen, und der Alkaligehalt des Substrats und der TFT-Schnittstelle sollte unter 5×10-6 liegen.
- Dichte
TFT-LCD wird hauptsächlich für tragbare Geräte verwendet, daher sollte die Anzeige ein geringes Gewicht haben.
Neben der Verringerung der Dicke des Glassubstrats muss auch die Dichte reduziert werden.
- Mechanische Festigkeit
Bei dem Verfahren wird das Mutterglas in Stücke in der erforderlichen Größe geschnitten, die nur 0,5-0,7 mm dick sind. Das Glas muss eine hohe mechanische Festigkeit und einen Elastizitätsmodul von >70 GPa aufweisen.
III. Entwicklung der Generation des Glassubstrats
Mit der Entwicklung der Herstellungstechnologie und der Anzeigetafeln hat sich die Größe des Mutterglases mit jeder Generation deutlich erhöht.
In der Regel hat sich die Größe mit jeder nachfolgenden Generation verdoppelt. Von der ersten Generation 4 (G4) bis zur aktuellen G11 hat sich die Größe des Substrats auf 3000*3320 mm erhöht.
Während die Dicke abnimmt, haben die Glassubstrate der G7 und G8 die Grenze von 0,5 mm erreicht.
IV. Lieferkette für Glassubstrate: Global und China
Auf dem Weltmarkt für Glassubstrate für TFT-LCDs konzentrieren sich mehr als 90 % auf einige große Hersteller wie Corning (Amerika), Asahi Glass (Japan), Nippon Electric Glass (Japan) und AvanStrate (Taiwan).
Die europäischen Hersteller arbeiten meist mit japanischen Herstellern zusammen und haben einen Anteil von weniger als 1 %.
In China ist die Herstellung von Glassubstraten im Vergleich zur gesamten Lieferkette der TFT-LCD-Industrie relativ rückständig.
In den letzten Jahren hat sich die Lokalisierung des Glassubstrats beschleunigt, und einige wenige lokale Hersteller können die Forschung und Entwicklung unabhängig durchführen.
IRICO Group Corporation, TUNGHSU GROUP, CTIEC und andere lokale Anbieter haben 80 % des Marktanteils von LCD-Panels in kleinen und mittleren Größen übernommen.
Es gibt jedoch immer noch eine Lücke und Bedarf an Durchbrüchen beim Glas für LCD-Panel-Produktionslinien der oberen Generation und der alkalifreien AMOLED-Glastechnologie. Es ist schwierig, in kurzer Zeit eine hohe Lokalisierung zu erreichen.
