由于成品率損耗導(dǎo)致成本持續(xù)增長(zhǎng)，顯示器制造商正在努力把生產(chǎn)環(huán)境做得更加清凈。隨著顯示器更新?lián)Q代步伐的加快，工廠廠房、工藝設(shè)備和玻璃基板越來(lái)越大，增大了控制微粒污染物的難度。
隨著顯示器產(chǎn)品在尺寸上變得越來(lái)越大,而單位面積所容許顆粒的大小和數(shù)目變得越來(lái)越小，顆粒污染也越來(lái)越成為一個(gè)令顯示器制造商頭疼的難題。在大尺寸顯示器制造中，不幸掉落的一個(gè)顆粒，就有可能毀掉整個(gè)平板屏幕。而這一塊屏幕尺寸越大，生產(chǎn)成本的損失越高。一般來(lái)說(shuō)，顯示器制造的平均成品率估計(jì)在70%到90%之間。對(duì)某些產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，90%的成品率可能令人欽佩，但是在顯示器制造業(yè)，這是令人難以接受的。因?yàn)橛糜贚CD的材料成本很高，而有缺陷的LCD成本是分?jǐn)偟胶细耧@示板產(chǎn)品上，導(dǎo)致產(chǎn)品的成本提高，這在大尺寸顯示器中尤其明顯。因?yàn)楫?dāng)越來(lái)越龐大的新設(shè)備移動(dòng)或使用時(shí)，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境和工藝設(shè)備產(chǎn)生更大的影響。
顯示器制造過(guò)程
今天，大部分顯示器工廠的環(huán)境都是10,000級(jí)（ISO7級(jí)），絕大部分操作都由機(jī)器自動(dòng)完成。在加工過(guò)程中，每個(gè)步驟都有可能產(chǎn)生污染物，其中有兩種物質(zhì)對(duì)LCD顯示器表面尤其不利，這就是水和微粒。為了降低這兩種污染物造成的危險(xiǎn)，玻璃利用自動(dòng)化設(shè)備切割和分開(kāi)，并且用一個(gè)具有保護(hù)性的聚合體膜片把它覆蓋起來(lái)，防止周?chē)奈廴疚镎吃诓Ａ稀＿@種精心設(shè)計(jì)的聚乙烯基粘合劑膜片可以粘附到玻璃表面上，在工藝過(guò)程中保護(hù)玻璃，但又很容易去掉而不留痕跡。把覆蓋了膜片的玻璃送到加工場(chǎng)所，在這里它將蝕刻，按尺寸切割，對(duì)進(jìn)行切割后的邊緣進(jìn)行拋光。接著除掉膜片，以便清洗玻璃并進(jìn)行干燥。利用純凈水和氯基清潔劑，通過(guò)超聲機(jī)械攪動(dòng)，清洗便完成。清洗包括軟刷擦洗和超聲波清洗過(guò)程，以及用壓縮空氣把水吹離玻璃的背面來(lái)進(jìn)行干燥，防止水漬殘留。
玻璃被清洗干凈后，工人便使用計(jì)算機(jī)監(jiān)控器來(lái)檢查它是否有缺陷。一旦發(fā)現(xiàn)微粒，檢查人員必須判斷，是否能在工藝過(guò)程中把它消除掉，或是否應(yīng)該廢棄這塊玻璃。如果經(jīng)過(guò)清洗后仍然存在大于3到5微米的微粒，便把這塊玻璃廢棄。3到5微米是LCD層的厚度，而LCD層正好是夾在兩層玻璃之間。盡管玻璃的浪費(fèi)影響成品率，但一塊有缺陷點(diǎn)的玻璃所經(jīng)歷的工藝程序越多，損耗造成的成本將越高。因此，在這個(gè)檢查程序中，做出正確的判斷是非常重要的。
液晶是存在于固體和液體之間的一種狀態(tài)。在液晶狀態(tài)下隨著時(shí)間的推移，分子趨向于指向同一方向，這個(gè)方向稱(chēng)作是液晶主導(dǎo)方向。LCD顯示器使用兩層極化材料，兩層之間有液晶溶液。當(dāng)電流流過(guò)液體時(shí)，晶體的取向?qū)⑹构饩€不能通過(guò)。所以，每個(gè)晶體就像一個(gè)快門(mén)，或者允許光線通過(guò)，或者阻止光線通過(guò)。如果溶液中存在一個(gè)比液層更厚的顆粒，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)間隙，占據(jù)像素的位置，并在屏幕上留下黑點(diǎn)。
一塊玻璃經(jīng)過(guò)核準(zhǔn)認(rèn)可，便被包裝起來(lái)運(yùn)送給客戶。利用新工藝“DensePak”系統(tǒng)，可以更好地保護(hù)玻璃并在更小的空間中運(yùn)送更多的玻璃板。在這套系統(tǒng)中，每塊玻璃板上都再粘上一層高分子膜，可以一個(gè)挨一個(gè)地并排包裝，形成一個(gè)垂直的玻璃塊。收到玻璃后，移除覆膜，任何殘留的渣滓也被清洗掉而使玻璃回復(fù)到表面質(zhì)量。
接著重新檢查玻璃，準(zhǔn)備應(yīng)用于LCD顯示器。在把LCD材料薄層夾在兩層玻璃之間的工藝過(guò)程中，微粒仍然是一個(gè)不斷增加的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)轱@示器制造業(yè)傾力制作更薄的LCD層。而在更薄的技術(shù)中，即使再小的微粒也能產(chǎn)生問(wèn)題，某些特定位置的一個(gè)半微米的顆粒甚至?xí)У粽麄€(gè)顯示板。
顆粒控制方法
在如此大的周?chē)h(huán)境中進(jìn)行微粒管理，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，對(duì)成品率的影響很大。因此，對(duì)于生產(chǎn)更大尺寸、更高質(zhì)量、消費(fèi)者買(mǎi)得起的LCD，可靠的、可重復(fù)的、用來(lái)分析線上產(chǎn)品數(shù)據(jù)和修補(bǔ)與工藝有關(guān)的缺陷的方法，是非常必要的。這意味著在制造工藝的關(guān)鍵工序中需要檢測(cè)玻璃，以確保在平板與LCD材料貼在一起之前把微粒消除掉。
在顯示器完成之前，需要檢查像素，這是在加上電源后用LCD傳感器進(jìn)行的，確定像素是否能夠工作。測(cè)試中，如果在顯微鏡下出現(xiàn)可見(jiàn)的微粒引起的黑點(diǎn)，通常可以用激光把它氣化掉或敲掉，把問(wèn)題解決。然而，如果微粒是在內(nèi)部，一旦LCD材料已經(jīng)夾在了玻璃之間，便不能修理了。能做的就是想法確定污染源，以便在它做出更多破壞之前修復(fù)它。幸運(yùn)的是，在顯示器制造工藝中，只有四、五道工序，因此容易發(fā)現(xiàn)污染源。它也許是由于工藝設(shè)備故障、人為過(guò)失或潔凈問(wèn)題引起的。
為了確定工藝設(shè)備是否散發(fā)過(guò)多微粒，工藝檢查員會(huì)使用激光粒子計(jì)數(shù)器，也使用正常的空氣監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)控，并使用HEPA過(guò)濾器去除工藝或設(shè)備產(chǎn)生的低濃度的空氣傳播分子污染物。在一些先進(jìn)的顯示器制造廠中，工藝設(shè)備、烤箱和真空吸塵器都具有HEPA過(guò)濾器，它們根據(jù)計(jì)劃更換，整個(gè)周?chē)h(huán)境也有一個(gè)空氣層流控制系統(tǒng)。氣流流量維持在90FPM（+/-20FPM），因?yàn)槿绻麣饬鞲哂?10FPM，會(huì)產(chǎn)生紊流，使得顆粒在整個(gè)房間內(nèi)打旋。在蝕刻和分割領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生許多大的玻璃顆粒，帶有HEPA過(guò)濾器的真空吸塵器用于清洗玻璃表面，從空氣中和設(shè)備表面消除掉顆粒。
工作人員應(yīng)遵守嚴(yán)格的工作服著裝制度；禁止化妝或噴灑香水；所有耗材，包括抹布、拖把和過(guò)濾器，都要清理毒，并且在帶進(jìn)廠房之前用雙層袋包裝。潔凈室服裝每周洗一次，在使用之前要做微粒檢測(cè)。定期對(duì)服裝供應(yīng)商進(jìn)行審核，檢查水、設(shè)備和預(yù)防性的維護(hù)技術(shù)，以及環(huán)境微粒，確保它們滿足潔凈室使用標(biāo)準(zhǔn)。定期監(jiān)測(cè)工廠的溫度和濕度；定期對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，采取衛(wèi)生措施，進(jìn)行預(yù)防性檢修；在清洗過(guò)程中，定期擦洗工藝設(shè)備，消除遺漏顆粒；對(duì)清潔劑和化學(xué)過(guò)濾器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和及時(shí)更換。
顯然，在控制污染物的能力方面，顯示器行業(yè)仍然落后于半導(dǎo)體業(yè)十年的時(shí)間，污染物的控制仍然是一個(gè)難題。對(duì)付工藝處理中的污染，解決方法是盡早消除危險(xiǎn)，提高檢查和修理技術(shù)。雖然設(shè)備制造商愿意看到制造技術(shù)的發(fā)展，但是顯示器制造商的數(shù)量龐大且各自獨(dú)立，因此有關(guān)先進(jìn)工藝的應(yīng)用迄今為止一直很難。所以，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，應(yīng)該建立一個(gè)顯示器行業(yè)的污染控制統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，盡管各公司將不得不改變他們內(nèi)部的運(yùn)作方式來(lái)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，但標(biāo)準(zhǔn)能夠促成設(shè)備成本下降。所以，標(biāo)準(zhǔn)終會(huì)來(lái)臨。
