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1第四编等离子电视制造设备第一章第一节湿洗装置1.前言最近等离子电视在各地常能看到，机场、展示会等大型显示器都用等离子电视。其屏幕大视角广、精度高的特点很显著，并且逐步解决了质量轻、耗电量低、价格低的课题。清洗装置也被要求具有高处理能力、高能清洗时要求节省空间、等离子电视向生产的低成本化发展也在不断研究。2.关于清洗装置的想法2.1高吞吐率伴随基板向大型化发展，高吞吐率是降低运行成本的最重要的项目。为实现高吞吐能力就以下项目讲述。①去除粒径大的微粒（10um以上）使用刷子及洗涤剂，如何提高效率是重要的。关于洗涤剂的选择，要看微粒的性质是有机质还是无机质、附着物是化学的还是物理的、是否与电气相结合，这些方面也要鉴别选择。例如使用由无机碱系的界面活性剂与溶剂构成的洗涤剂时,如果是清洗只是由有机质和无机质构成的微粒,其洗涤剂可以以前者为主体。即使是有机质微粒,如果是树脂系（含粘接剂）的微粒,也要选择溶剂含有量多的。并且需要设定适当的浓度温度条件。去除物理的附着微粒时刷子最适合，特别是线径为0.15~0.2mm的尼龙刷子较好。②快速排掉大型基板上的清洗水，实现高处理率。各槽使用过的清洗水/洗涤水怎样不会被带入下一工序，如何保持含微粒的洗涤水的清洁性是很重要的。为此采用使用高压缩空气的液体切割（liquidcutter）。我公司作为别的解决方案，采用新开发出Airjetshower(A/J)。如图1所示。此方法即纯净水→纯净水+空气（2个水流）→间歇高压缩空气的工序在数秒内重复、纯净水挨着基板的部分不会形成多余的水膜，并且有防止带入下一工序的作用。2个水流的喷头还具有气穴现象。该法有助于提高清洗度、增加排水效果、缩短清洗装置的长度,从而实现高处理效率。2．2取代UV改质的等离子改质（常压）清洗装置表面改质是重要项目、是在层压或者电阻涂敷中必须进行的。以往的依赖UV照射进行改质,今后以等离子照射(常压)主流。本公司从2001年开始开发销售常压等离子装置。其理由是运行成本低。为进行表面改质,用空气引起等离子也可以,一般需要N2、Ar、O2等气体。即使使用价格高的气体，预计运行成本能够削减50%~70%。现在已经在LCD的前工序、后工序、模块工序、彩色过滤及OLED的制造工序或者ITO、Cr喷镀前工序开始研究采用，我认为接着将用于等离子电视工序中。232．3空气切割刀干燥干燥以气割刀为主体，气割基板60英寸以上时的空气消耗量也大。工厂需要配备大容量的压缩机，增加运行成本。因此气割刀设置上下一对，空气消耗量为3000Nl/min。但是也有用高压环状鼓风机进行气割的。需要更干燥的状态的工序中，也有在装置中加入热空气的。图3是清洗装置的外观图。3．清洗装置的分类等离子电视制造工序中的清洗装置分前、后基板的装置，前基板的装置种类有①接纳、②厚膜印刷前、③喷镀前、④漏网印刷前；后基板有①接纳、②漏网印刷前、③层压前、④喷砂、⑤感光浆料涂敷前的装置。按照工序不同选择清洗装置以及使用的洗涤剂，增加与含改质玻璃的粘结力，同时提高清洗能力，并且在层压时能够去掉异物突起。清洗机规格大致分为使用洗涤剂时、只用纯净水、或者干燥工序（干燥、表面改质）所需的规格。任何情况都可以将滚刷、气喷、高压水4枪、等离子改质、等离子清洗、IR、CP等组合。关于清洗漏网罩用的装置另外说明，有除去网眼堵塞物的甘油清洗剂、进行浸渍、US、涮洗、干燥的装置。4．结束语本章对等离子电视清洗装置的高吞吐率、装置的省空间化、新的等离子改质、等离子清洗器进行了介绍。这些都是今后有助于环保、安全的、能够降低运行成本的提案。第二章第一节喷镀装置1．前言FPD28英寸左右的电视称a-siTFT(LCD),36英寸以上的大型FPD称为等离子面板（等离子电视），作为民用的量产体制现在已就绪，现在各生产厂家都在积极地增加对大型高清晰度壁挂电视的设计。有关面板尺寸，不断有50~60英寸的大型面板达到实用化阶段的公布发表，如何提高发光效率、达到高清晰度、低成本，成为制造大型面板技术的重要开发课题。等离子电视制造工序中，在设备及其成膜成本中，薄膜成膜装置占有非常的地位。大型化基板对于喷镀装置的要求越来越高，下面对喷镀装置有代表性的要求列举如下：能够高速形成均匀膜质、能够安稳搬运60英寸以上的大型基板、装置的占有面积小。本节针对大型面板制造技术的薄膜成型工序中的喷镀装置进行介绍。2．等离子电视用的并列式喷镀装置这里讲述本公司的并列喷镀装置是如何适应上述要求的。2．1大型基板的均一高速镀膜技术在以往的并列喷镀装置中，采用基板装在称作托架的台车上，在喷镀阴极前面以一定的速度使其通过，形成光膜的动态成膜法（旁路成膜法）。在基板通过的高度方向对膜质进行调整的话、基板的长度方面能够镀膜均匀，这种方法最适合大型基板的镀膜。与本公司的并列式喷镀搭载的阴极（cathode），靶使用效率达到百分之40以上。本公司准备了能够使用ITO低电压喷镀法（本公司已取得专利）的和Cu靶板厚30mm的长期型两种，能够配合等离子电视用的大型基板。这一次装载了新开发的ITO用阴极，提高了以往的靶使用效率、镀膜速度也提高了2倍。这样可以减少了装载阴极台数、降低了运行成本。5本公司装置中装载的新开发的阴极的特征如下：①镀膜速度是本公司原来的阴极的2倍、由于装载阴极台数减少，装置的长度也缩短、使托架台.数减少成为可能。②提高了靶的使用效率、靶的寿命延长1.8倍、镀膜速度是原来的2倍、靶的交换周期与现在使用的阴极同等。③与以往的低电压型阴极一样，能够得到同等程度的低电阻ITO膜。2．2大型基板的均匀加热技术并列式喷镀装置中一般采用成膜前基板预先加热、降低排出气体的操作。以往的并列喷镀装置中，在喷镀室前的加热室中进行预先加热，插入喷镀室后由托架一边进行搬运，最终进行再次加热，来调整基板内的温度分布。新型并列式喷镀装置中，以更均匀的基板温度分布和降低排放气体为目标，装载了能够在加热室内保持均匀的温度、并且能够快速升温的新型加热器，在喷镀室以保温为主的加热方式。2．3大型基板的的安稳搬运技术在以往的并列喷镀装置中，在台车两边的基板托架上，基板被垂直装载。因此基板卸取时基板托架必须水平展开，使基板的光膜面朝下进行卸货。但是这种方式对超过60英寸的大型基板存在下列问题。①对于超过60英寸的大型基板，在卸货时水平支持基板会损伤基板。②基板在设备上保持垂直，基板加热或者成膜时基板会引起变形或翘起，相对于基板托架的变形，基板失去自由度，有损伤基板的危险。本公司的新型并列喷镀装置是使基板的托架整体倾斜、基板预先倾斜的方式，具有如下特征。①基板卸下时，基板的托架不需要水平展开、基板就能卸货。同时、基板托架展开所需要的设备及时间可以免去，加快生产节奏。②对于基板托架上的基板不需要积极的保护，对于加热中/成膜中、或者基板托架的变形都能适应。另外不需要基板的垂直设备、也省去了零件的清洗。2．4占有面积小的装置以往的并列喷镀装置的构成：真空槽（装入室、加热室、喷镀室、取出室）纵向排列，托架在前后巡回、升降机（转盘）与这些相连构成空气搬运系统、并设有卸去基板的位置。因此设备较长，60英寸级别的等离子电视的电极镀膜装置全长约达到35米。本公司发挥前述托架整体倾斜方式的特征基板卸下时的位置优势（可以缩短卸下时间），缩短了设备的间歇时间。而且，与以往的两面同时镀膜不同，采用单面镀膜，即在镀膜室的中途折回往返的镀膜构造，这样虽然是大型基板的镀膜设备但是占用面积小。3.等离子电视用并列式喷镀装置的未来展望现在作为等离子电视用并列镀膜装置，几乎都需要透明电极膜ITO和SiO2+ITO成膜装置，以及Cr/Cu/Cr电极膜和Cr/Al/Cr成膜装置。但是，考虑到喷镀方法的优点即镀膜均匀性（易控制型）以及修理维护方面，现在用热蒸法镀的氧化镁将来有可能用喷镀法镀膜。本公司正在积极开发用喷镀法来镀氧化镁的技术。关于Cr/Cu/Cr代表的电极膜、今后要使用高使用效率的阴极。为了实现等离子电视的1英寸=1万日元的目标，需要进一步降低电力消耗、节省设备空间。6第二章第一（二）节喷镀装置ATX-7001.前言在99年时等离子电视的生产数量达到10万台，当时预测，按这样的增长速度，到2003年年产量会达到100万台。市场情况尽管没有预期的那么好，但是对等离子电视的潜在需求应当是十分旺盛的。在降低销售价格和具有魅力的节目内容出现后，市场的急速增长是确定无疑的。现在许多等离子电视厂家都瞄准未来的市场，开始建造新一代产品的生产工厂。在提高生产设备规模时，怎样降低成本来生产高性能的面板，将成为要点。本节我们对用于PDP的薄膜材料与其成膜装置进行介绍。2.ITO透明电极作为显示器前面板的第一层透明导电膜,许多等离子电视厂家都使用ITO。而且作为追加的碱性势垒层是否有必要使用SiO2等，根据使用的玻璃基板的种类而变化。一般用于LCD的碱石灰玻璃基板，使需要SiO2层的。通常，膜的厚度是100~300Å,此层使用RF喷镀方法制成。ITO膜一般使用DC喷镀。膜的电阻值和透光率的物理特性是最重要的特性。1.1mm厚的基板上镀成电阻值10Å/sq的膜时,透光率为89%。图1显示一般ITO膜的透光率和膜厚度的关系。ITO膜厚约为1500Å时，体(bulk)电阻平均为150μΩcm。决定体电阻的主要要素是ITO膜的结晶性和化学计量。而且这些特性越是均匀，膜的老化性也越均匀，现在各种溶液中，花费多少时间以及每秒多少的老化率，从数Å到数百Å单位能够正确地进行预测。ITO成膜工艺中，靶的使用效率是非常重要的因素，现在多数镀膜设备达到40%以上的效率。并且通过提高靶的寿命，除去球粒的附着也很重要。不使球粒产生，能够发生击穿及使其激减，其结果，成膜后的胶片上的附着异物及钉状物变少，能够得到非常光滑的膜表面。3.总线电极及旋转阴极喷镀镀膜设备能制造的另一个PDP零件是总线电极材料。该零件采用CrCuCr或者CrAlCr,数μm厚的Cu或者Al的导电层夹在1000~2000Å的铬层中。这个多层的电阻率约为0.2Å/sq。这些金属薄膜要求的特性是膜厚的均匀性、电阻值、密封性、防止交叉污染、孔径、老化特性、低膜应力。这些各要求特性必须通过成膜设备的机械设计、工艺的最佳设置来解决。尤其是作为中间膜的Cu及Al镀膜时，膜厚1~2μm，要求高速成膜率和靶的较长使用寿命，本公司引进的旋转靶可以作为有效的解决策略。（图2）7使用真空镀膜方法较好。镀膜方法的问题上，初期投资金额大、设备大小、靶的寿命等问题，今后等离子电视的精度不断提高，需要在考虑总的成本的基础上，对2种方法展开研究。4．镀膜设备ATX-700业界全体的PDPTV镀模年目标是镀膜面积达到100万平米,考虑到镀膜成本、吞吐率,采用并列式镀膜设备有希望达到。一般的并列喷镀装置一个月以42型面板换算能够制造22000以上的面板。本公司开发的并列喷镀装置ATX-700以42型面板换算，能够每月镀膜24000片。在今后面向低价格的研发中，要对于电极形成工艺采用喷镀的真空工艺方式、由银浆代表的非真空工艺进行对比研究。一般认为非真空方法具有廉价的优点，如果重视性能方面则8ATX-700是为了提供所有成本、最适合等离子电视用而开发出来的设备。此设备是以容易操作和维护为目的进行设计的。由于并列装置被设计为由往返操作分割，在基板投入和镀膜后呈真空状态下使基板翻转、搬出与投入从同一侧进行。托架按照倾斜7度设置，基板不但安装容易，自动化操作（机器人）也变得容易。托架的驱动由磁力联轴器进行，链条等不需要放在真空氛围内，也可以完全防止从最容易产生异物的驱动系统进来的污染。为了使各操作室、靶的交换和维护容易进行，采取向阴极及屏蔽存储容易的设计。而且此装置是模块式，可以在短时间内设置。5．搬运系统的改善等离子电视使用的标准型高弯曲玻璃不经撞击，即使是小的裂纹也会造成基板破裂，拿放时要非常慎重。因此为了防止破损，在这种玻璃的取放设备中必须引进新的搬运系统。展望将来的批量生产前景，将会不可避免地要使用完全自动的搬运系统，需要由