颗粒叠加图在液晶基板玻璃工艺对策中的应用

李 青，高俊杰，李赫然，刘文泰

（1.东旭集团有限公司，石家庄 050021；2.平板显示玻璃技术和装备国家工程实验室，石家庄 050035；3.北京大学 光华管理学院，北京 100871）

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颗粒叠加图在液晶基板玻璃工艺对策中的应用

李 青1,2，高俊杰1,2，李赫然3，刘文泰1,2

（1.东旭集团有限公司，石家庄 050021；2.平板显示玻璃技术和装备国家工程实验室，石家庄 050035；3.北京大学 光华管理学院，北京 100871）

介绍了在TFT-LCD液晶基板玻璃半成品加工时容易产生颗粒的工序和设备情况，颗粒度超标时对下游LCD面板生产造成的影响。为了对策颗粒度超标的问题，在MES系统中引入了颗粒叠加图数据图形分析功能，并应成功用于实际生产线中，效果显著。

TFT-LCD；颗粒；颗粒度；MES；颗粒叠加图

0 引言

在液晶基板玻璃生产线中，需要对前段工序生产的半成品进行划线切割、边部研磨及倒角、清洗和缺陷检查等环节，最终生产出符合要求的成品，达到客户要求的基本尺寸和品质。然而在加工过程中，因为外部环境、加工工艺和设备材质等因素，会出现基板玻璃表面颗粒度超标的问题。在正常情况下，基板玻璃的整版颗粒数控制在100个以下，即大、中、小颗粒数的总和，如果颗粒度超标，会在LCD面板生产过程中产生膜破、黑缺及亮度不均等缺陷。所以，要对颗粒度进行实时监控预警，及时发现颗粒度异常情况并对策处理，降低颗粒度，提高良品率，降低生产成本。

查看基板玻璃的颗粒情况，需要在颗粒检查机的客户端计算机上通过专用软件进行查看，鉴于检查机设备及软件运行的稳定和效率，每次只能查看存储在服务器数据库中的单版颗粒数量及分布情况，不能对一段时间内多张玻璃的颗粒情况进行分析，无法快速的分析判断颗粒聚集的趋势，对颗粒度超标的问题不能及时预警，延迟了对策的时机，加大了对策的难度，耗时长，效果不佳。

1 产生颗粒的工序

1.1 产生颗粒的工序

在液晶基板玻璃半成品加工过程中，容易产生颗粒的工序有划线切割、边部研磨倒角、清洗和缺陷检查，以及进行基板玻璃搬运的上片机器人手臂、上片接收传送带、划线机搬出传送带、上片缓存传送带、研磨机搬入搬出传送带和颗粒检查机气浮传送带等。各工序由前至后的顺序如图1所示。

1.2 产生颗粒的位置

在容易产生颗粒的工序中，具体位置体现在与基板玻璃表面接触的机器人手臂上的吸盘，从上片机器人手臂中接收基板玻璃的支架，输送基板玻璃的皮带、滚轮和气浮条，划线机划线割刀，还有对基板玻璃边部进行研磨的研磨轮等等，这些装置都是在固定的位置接触基板玻璃，因此，可以将这些位置映射到颗粒叠加图的直角坐标系中，进而可以根据这些信息，很快就能查出颗粒分布和聚集情况，展开及时对策方案和调整工艺工作，同时加强平时的点检与擦拭，防止颗粒粘附到基板玻璃表面。

图1 基板玻璃半成品加工顺序

2 MES系统中的颗粒叠加图

为了解决上述难题，在MES系统中，利用先进的GDI+（Graphics Device Interface plus）技术，绘制颗粒叠加图，所谓颗粒叠加图，就是将多张基板玻璃中的颗粒数、大小、坐标根据规定的大、中、小规格尺寸按不同颜色显示在同一画面的直角坐标系中（如图2所示），形成一张完整的颗粒分布图。在颗粒叠加图中，可以灵活设置时间区段和基板玻璃数量，按选择的大、中、小规格，从颗粒检查机服务器的数据库中读取基板玻璃的颗粒信息，在画面的坐标系中画出代表颗粒的规定图形。在颗粒叠加图中，可以只绘制大、中、小三种规格中的一种颗粒情况，也可以同时绘制三种颗粒情况；可以绘制一张玻璃的颗粒情况，也可以绘制多张玻璃的颗粒情况。

图2 直角坐标系

颗粒叠加图为对策颗粒偏高提供了很好的分析工具和对策方向，减少了查找时间，降低了对策的难度。可以很直观的查看颗粒分布情况和聚集趋势，节省大量的查找和对策颗粒超标的时间，提高生产效率的同时，降低生产成本。

为了在颗粒叠加图中实际反映基板玻璃表面的颗粒分布情况，需要对笛卡尔直角坐标系和GDI+直角坐标系进行变换，同时将基板玻璃的长宽尺寸显示在直角坐标系中，将颗粒按存储在数据库中的坐标位置绘制在基板玻璃的长宽组成的矩形区域内，再根据颗粒的大小、数量和坐标等信息，设置筛选条件，进行数据分析。MES系统中的实际颗粒叠加图坐标如图3所示。

图3 颗粒叠加图的直角坐标系

3 颗粒叠加图的应用

经过长时间的应用和总结，整理出颗粒叠加图中颗粒分布的几种常见的情况，分别有正常情况、边部聚集、纵向聚集、横向聚集、纵横聚集、局部聚集和大范围聚集等情况。具体聚集情况可以参考图4。

图4 颗粒叠加图的颗粒分布情况

3.1 正常情况

在正常情况下，颗粒数＜100且零散分布在基板玻璃表面的属于良品范围，如果有聚集现象，需要引起足够重视，此时有可能出现下述情况中的一种，需要仔细查找原因，予以消除。

3.2 边部聚集

当颗粒数偏高时，有一种情况是颗粒聚集在基板玻璃的长边或短边的整条边部或一段上，有时聚集在一条很窄的区域，有时聚集在较宽的区域中，根据这些情况，可以初步判断是边部研磨时接触的区域。

根据颗粒聚集在纵向还是横向边部情况，采取不同的对策方法。如果是纵向情况，说明是短边研磨时产生的颗粒，调整短边研磨工艺及设备，可以消除纵向颗粒偏高的问题；如果是横向情况，说明是长边研磨是产生的颗粒，调整长边研磨工艺及设备，可以消除横向颗粒度偏高的问题。

3.3 纵向聚集

当颗粒聚集在基板玻璃非边部的纵向轴上，即X坐标基本相同，Y坐标上聚集在一条很窄或较宽的区域中，依此可以初步判断是研磨转向之前的工序产生的颗粒，集中精力在上片、划线掰断、缓存和短边研磨等工序，缩小范围，及时查找出产生颗粒的具体位置和原因。

3.4 横向聚集

当颗粒聚集在基板玻璃非边部的纵向轴上，即Y坐标基本相同，X坐标上聚集在一条很窄或较宽的区域中，依此可以初步判断是研磨转向之后的工序产生的颗粒，集中精力在长边研磨、研磨倒角、清洗和颗粒检查机气浮等工序，缩小范围，及时查找出产生颗粒的具体位置和原因。

3.5 纵横聚集

当颗粒聚集在基板玻璃的纵向轴和横向轴上，是纵向聚集和横向聚集的综合情况。当出现这种情况时，可以先处理横向聚集情况，再处理纵向聚集情况。处理方法参考纵向聚集和横向聚集。

3.6 局部聚集

当颗粒聚集在基板玻璃的某一个区域内，有时规律的分布在X或Y轴，有时没有规律。

针对有规律的情况，可以参考纵横聚集情况进行查找和对策。针对无规律的情况，可以采用逆向逐级查找和对策颗粒偏高的方式，即从距离颗粒检查机最近的气浮传送带开始查找原因并对策，再查找清洗机传送带的运行情况，逐级查找到上片机器人的搬运手臂吸盘处。这样既可以节省时间，又避免在对策过程中产生更多的颗粒，将影响将至最低。

3.7 大面积聚集

当颗粒聚集在基板玻璃的大片区域内，在有规律的情况下，可以参考边部聚集、纵向聚集和横向聚集情况进行查找和对策；当出现不规律的情况时，可以参考局部聚集的对策方式进行对策。

4 结束语

MES系统的颗粒叠加图成功应用于液晶基板玻璃颗粒的对策过程中，效果显著。在没有采用颗粒叠加图时，对策颗粒度偏高问题所花费的时间少则几个小时，多则几天，甚至更多；采用颗粒叠加图后，几秒钟就可以将颗粒的分布和趋势绘制出来，几分钟就可以分析出颗粒产生的区域和工序，对策处理时间降低至1～2小时之内。由此可以看出，大大提高了对策颗粒的效率和质量，进而提高了设备开机率，提升良品产出，节省大量的生产成本，为企业创造更多的效益。

伴随着新技术的不断涌现，对策颗粒的技术和手段也在不断升级和完善，解决问题的能力会越来越强，查找颗粒产生的原因和位置会越来越快，越来越准确，颗粒度的可控性会越来越强，为良品率的稳定提供了可靠的技术保障。

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Application of particle superposition diagram in the process of TFT-LCD substrate glass

LI Qing1,2, GAO Jun-jie1,2, LI He-ran3, LIU Wen-tai1,2

TP274；TQ171.6

B

1009-0134(2016)12-0020-03

2016-07-29

国家科技支撑计划（项目名称：典型高性能特种玻璃关键技术研发与示范，课题名称：G8.5液晶玻璃基板生产技术应用开发）（2013BAE03B02-03）

李青（1965 -），女，河北石家庄人，教授级高工，硕士研究生，主要从事机械设计方面研究。