超薄浮法玻璃的微觀波紋度及其影響因素

超薄浮法玻璃基板作為電子信息顯示器件的關鍵基礎材料之一，其表面微觀波紋度直接影響顯示器件的性能。超薄浮法玻璃的微觀波紋度是超薄電子玻璃功能性指標，是指玻璃上下表面一種介于粗糙度和宏觀表面幾何形狀誤差之間的表面不平整程度，是具有較小間距和微小峰谷的微觀幾何形狀誤差，波紋度的波峰（最大值）和波谷（最小值）表現了玻璃表面產生一定周期的高低起伏，是影響超薄浮法玻璃質量性能的重要因素之一。

 

微觀波紋度的檢測：目前，超薄浮法玻璃生產線微觀波紋度的檢測方法還是采用原來的觸針式粗糙度儀進行離線抽檢，在一批超薄浮法玻璃中，按一定時間間隔沿著玻璃帶寬度方向選取200 mm×200 mm的玻璃檢測試樣，將選取的超薄浮法玻璃試樣放置在水平工作平臺上，錫面朝上，并沿垂直拉引方向掃描約150 mm，根據產生的電阻信號通過傳感器變成電信號，在記錄儀上自動記錄下來，從而把玻璃表面的不平整以高低起伏的曲線表現出來，再由計算機自動進行微觀波紋度的計算和分析，自動測出微觀波紋度的數值。在檢測中，微觀波紋度實測值是探針軌跡測量值，但玻璃板面實際出現的高、低值波動一般不易檢測到，且只是對超薄浮法玻璃取樣抽檢，檢測區域相比于現在尺寸越來越大的玻璃，也是很不全面，同時也容易造成對相關一批產品的誤判，根據GB/T 20314—2017《液晶顯示器用薄浮法玻璃》規定，超薄浮法玻璃微觀波紋度的檢測采用光學檢測方式。

 

波紋度影響因素：（1）錫槽設計，在玻璃表面微觀波紋度等微觀質量控制上，超薄浮法玻璃比制鏡級浮法玻璃的要求還要高，因此，對超薄玻璃生產線錫槽設計也提出了新的要求。王曉紅等=指出設計超薄浮法玻璃的拉薄區長度要比普通厚度的浮法玻璃拉薄區長，生產超薄浮法玻璃根據質量和展薄率需13～20對拉邊機，錫槽足夠長才能滿足拉邊機的布置，并且錫槽尺寸的設計、電加熱的分布、保護氣體的配置及錫溝、擋坎的布置等對超薄浮法玻璃的微觀波紋度均有一定的影響。（2）錫槽溫度制度，熔融玻璃液由熔窯通過進口端流入錫槽，經過攤開、拉薄、成形等，然后通過出口端離開錫槽，把熔融玻璃液制成具有特定厚度和板寬的超薄玻璃板，這需要一套合理的溫度制度，才能獲得較高表面質量的超薄玻璃板，進口端溫度制度、出口端溫度制度、玻璃帶的成形溫度制度、錫液溫度制度、槽底冷卻風溫度制度等對超薄玻璃的生產至關重要。相比于傳統浮法，在生產超薄玻璃時，適當提高錫槽前端玻璃液和高溫區溫度，降低玻璃液黏度，有利于表面波的衰減。出口端溫度是保證成形和退火質量的指標，該指標不合理，直接影響表面平整度，使波紋度突高。錫槽中玻璃帶處于拉薄成型區間時，玻璃液黏度對溫度極其敏感，玻璃液的溫度每下降1℃，其黏度就上升4％，若錫槽橫向溫差或者縱向溫度不合理，就會造成玻璃液黏度不均，使玻璃液流產生運動速差，引起玻璃液拉伸不均，使表面產生波紋，造成波紋度過高。（3）錫液流場浮法玻璃成形是在錫槽內，熔化好的玻璃液浮在錫液表面上，錫液也并不是靜止不動的，其流場對玻璃的質量起著非常重要的作用，由于錫槽中的溫差、玻璃液的帶動等因素，會造成錫液產生流動，其流動主要有2種：①與玻璃帶前進方向相同的前進流，由于玻璃液的帶動及其與錫液之間摩擦力的作用，玻璃帶前進時會帶動上層錫液也向前流動，并且玻璃越薄，其移動速度越快，這種高速移動將錫液帶到冷端，而冷端錫液必將回流到熱端，從而造成錫液快速對流；②玻璃帶下方錫液深層回流及玻璃帶兩側錫液裸露部分的回流，均與玻璃前進方向相反，是由于錫槽是密閉的環境，其上層錫液向退火窯方向流動，下層錫液及玻璃帶兩側的裸露部分則與玻璃帶相反方向回流。錫槽內復雜的錫液對流使得冷熱錫液混摻，會造成玻璃帶下表面微波紋，主傳動引起的錫液強制對流、階梯錫槽、直線電機、石墨擋坎等輔助設施對薄玻璃表面的微波紋均有明顯影響。

 

超薄浮法玻璃生產工藝復雜，工藝參數繁多，并且牽一發而動全身，玻璃液的黏度、錫槽尺寸的設計、錫槽內的溫度制度、電加熱的分布、錫液流的穩定、拉邊機的運行、保護氣體的分配等對超薄玻璃表面的微觀波紋度都有一定的影響，如今，電子信息行業對超薄浮法玻璃基板的表面質量提出了更高的要求，只有通過不斷的分析總結和研究，找出可能引起表面波紋度的最主要因素，進行科學有效的工藝調控，才能實現超薄浮法玻璃高質量、持續穩定的生產，滿足電子工業對超薄浮法玻璃基板質量的苛刻要求。

出處：玻璃雜志

作者：田芳、郭衛等
作者單位：中國洛陽浮法玻璃集團有限責任公司技術中心