随着科技的迅速发(fa)展，我们日常(chang)使用的一(yi)些平板(ban)显(xian)示电(dian)子(zi)产品如智(zhi)能手机、平板(ban)电(dian)脑、液晶显(xian)示器等(deng)越(yue)来越(yue)普及并逐步向轻薄化(hua)、轻量化(hua)发(fa)展，尤(you)其是可折(zhe)叠智(zhi)能手机、电(dian)子(zi)穿戴产品以及柔性(xing)显(xian)示技术已经逐渐(jian)成为市场(chang)发(fa)展的主流(liu)。超薄玻璃因其良(liang)好的热(re)稳(wen)定性、化(hua)学稳(wen)定性和光学性能等优良(liang)特性，成为生(sheng)产平板显示产品所(suo)必须的基础材料。
为了满足高性能(neng)平板显(xian)示(shi)器的(de)使用(yong)要求，超薄玻璃的(de)各项质量(liang)要求，尤其是(shi)表(biao)面粗糙度要(yao)求(qiu)极其严格(ge)。如果超(chao)薄玻璃的(de)(de)表面粗糙精度(du)不(bu)能保证，会直接影响(xiang)(xiang)到(dao)液晶显示(shi)器中基板间的(de)(de)电场和像(xiang)素，导致显示(shi)器色(se)彩(cai)不(bu)均匀，同时降低玻璃强度(du)和透光率(lv)，造成产品缺陷(xian)，同时也会有化(hua)学强化(hua)后产生翘(qiao)曲的(de)(de)现象，严重影响(xiang)(xiang)产品良率(lv)。
目前，通常采用表面抛光技(ji)术(shu)实现(xian)超(chao)薄玻璃表面质(zhi)量和加工精度(du)的要求(qiu)，但由于(yu)超(chao)薄玻璃韦氏硬(ying)度(du)高、加工易破碎，且(qie)抛光质(zhi)量要求(qiu)高，属(shu)于(yu)难加工材料，对于(yu)工业生(sheng)产是一项技术难点。
超薄玻(bo)璃简介
根据相关标准(zhun)及定义(yi)，按玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)厚(hou)度可(ke)将玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)分(fen)(fen)为(wei)(wei)超(chao)(chao)厚(hou)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)、厚(hou)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)、普通玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)、薄(bo)(bo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)、超(chao)(chao)薄(bo)(bo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)、柔性玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)。按照化(hua)学成(cheng)分(fen)(fen)的不同，可(ke)将超(chao)(chao)薄(bo)(bo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)分(fen)(fen)为(wei)(wei)无(wu)(wu)碱超(chao)(chao)薄(bo)(bo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)和(he)含碱超(chao)(chao)薄(bo)(bo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)，无(wu)(wu)碱玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)即玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)组分(fen)(fen)中无(wu)(wu)碱金属元(yuan)素(su)，主(zhu)要为(wei)(wei)无(wu)碱硼铝硅(gui)酸盐玻璃体系，用作TFT-LCD、OLED等基板玻璃；含(han)碱超薄玻璃主要为高铝(lv)硅(gui)酸盐玻璃(li)体系，其(qi)可离(li)子强化(hua)的特(te)性(xing)常用作高强盖板玻(bo)璃。
玻璃厚度(du)分类
超薄玻璃生产方法主要包括浮法、溢流下拉法、垂直引上法等。
其(qi)中，浮法(fa)技术需精确控制拉边机(ji)和牵(qian)引机(ji)的工艺参数(shu)，同时还(hai)要考虑渗锡(xi)、波(bo)纹度(du)等缺陷的产生(sheng)，因(yin)此(ci)对工艺控制和装(zhuang)备要求极高，但生产玻璃尺(chi)寸大，产量高(gao)；
溢流(liu)下拉法生(sheng)产(chan)的玻璃表面质量好，但(dan)受铂金溢流槽尺寸限制，板宽窄、产量小(xiao)；
溢流下拉法生产工艺示意图(tu)
垂直引上法易操控、占地小，但是(shi)生(sheng)产(chan)的(de)玻璃平(ping)整(zheng)度差、缺(que)陷多，成(cheng)品率低。
目前，国(guo)内超薄玻璃生产方法主要为浮(fu)法(fa)(fa)和(he)溢流(liu)下拉法(fa)(fa)，随着技(ji)术的(de)不断进步，国(guo)产超薄玻璃在高端(duan)电子市场占比逐(zhu)步提升。
超薄玻璃的(de)抛光(guang)技(ji)术
超薄玻璃属于脆性(xing)材料，因此在抛光时不同于金属材料的(de)车削(xue)、磨削(xue)、铣削(xue)等(deng)传统的(de)塑(su)性加工(gong)方式，在精密加工(gong)过程(cheng)中极易破(po)碎，很难实现(xian)玻(bo)璃(li)表(biao)面的(de)精密抛光。为(wei)(wei)(wei)此，超薄(bo)玻(bo)璃(li)的(de)抛光是以硬(ying)脆材料的(de)脆塑转变机理为(wei)(wei)(wei)出发点，根据抛光原理及抛光方式的(de)不同(tong)，可将(jiang)其分(fen)为(wei)(wei)(wei)两大类，即接触(chu)式抛光(guang)技术和非接触式(shi)抛光(guang)技术。
非(fei)接触式抛光(guang)技(ji)术一般为离(li)子(zi)束和(he)电子(zi)束抛光(guang)，技(ji)术操(cao)作环境(jing)要求高(gao)，技(ji)术流程不(bu)完备，无法满足(zu)大(da)尺寸工件的整体抛光(guang)。因此，从提高(gao)超薄玻璃产量与(yu)质量角度(du)考虑，接触式抛光(guang)技(ji)术目(mu)前占绝对(dui)优势。
接触式抛(pao)光技术(shu)即(ji)通(tong)过抛(pao)光件(jian)与被(bei)抛(pao)光玻璃间的(de)相对(dui)摩擦(ca)实现抛(pao)光效果，针对(dui)超(chao)薄玻璃主要采用(yong)化(hua)学机械(xie)抛(pao)光(guang)(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技术。CMP技术由于抛光效率高、环境污染小、技术成熟、操作简单、成本低等诸多优点，被认(ren)为是目前(qian)抛(pao)光(guang)超薄(bo)玻璃最(zui)有(you)效的技术。其(qi)中，抛(pao)光(guang)液(ye)与抛(pao)光(guang)垫是抛(pao)光(guang)系统中的核心(xin)部分，其(qi)材料决定了(le)最(zui)终的加工质量。
CMP抛光(guang)原理图
扩展(zhan)阅读：
（1）抛光液
抛光液主要由(you)去离(li)子(zi)水、抛光粉、pH调节剂、分散剂等组(zu)成，其中抛光粉作(zuo)为磨料，利用“软(ruan)磨硬”原理(li)，通过较(jiao)软(ruan)的抛光粉材(cai)料对(dui)玻璃(li)表(biao)面进(jin)行机(ji)械化学抛光处理(li)，获(huo)得高质量的玻璃(li)表(biao)面。
常用抛(pao)光粉材料的(de)莫氏硬(ying)度
常(chang)见的抛(pao)光粉材料(liao)有(you)金(jin)刚石、Al2O3、SiO2、CeO2等无(wu)机材料，它们适用于不同的(de)抛(pao)光(guang)需求，在超(chao)薄玻璃的(de)抛(pao)光(guang)中，比较软的(de)CeO2由于(yu)抛光效率(lv)与抛光质量优于(yu)其它材料(liao)(liao)而成为优选(xuan)材料(liao)(liao)。这是(shi)由于(yu)CeO2可以与玻璃中的硅酸盐反应，Ce-O键能较高，会破坏Si-O键使之生成Si-O-Ce键，从而实现SiO2的(de)化(hua)学机械去除。
光学玻璃抛光用氧化(hua)铈粉
从抛(pao)(pao)光(guang)机理出发，影响抛(pao)(pao)光(guang)效率(lv)(lv)的五大因素一般为：水分子(zi)在(zai)玻(bo)璃(li)表(biao)面的扩散速(su)率(lv)(lv)、在(zai)抛(pao)(pao)光(guang)粉作用下的玻(bo)璃(li)溶解(jie)速(su)率(lv)(lv)、抛(pao)(pao)光(guang)粉对(dui)溶解(jie)产物的吸附速(su)率(lv)(lv)、硅重新沉积玻(bo)璃(li)表(biao)面的速(su)率(lv)(lv)及水的腐蚀速(su)率(lv)(lv)。
因(yin)此综合比较，对硅酸盐玻璃(li)而言，其抛光效(xiao)率(lv)最(zui)好的是CeO2，其次(ci)为ZrO2、ThO2、TiO2、Fe2O3。
（2）抛光垫
传(chuan)统抛(pao)光(guang)系统通过抛(pao)光(guang)垫与被(bei)抛(pao)光(guang)玻(bo)璃的(de)(de)相对运动带(dai)动两者间抛(pao)光(guang)液(ye)产生相对摩擦，从而实现(xian)玻(bo)璃的(de)(de)抛(pao)光(guang)，其抛(pao)光(guang)效果的(de)(de)实现(xian)主(zhu)要依(yi)赖于抛(pao)光(guang)液(ye)与玻(bo)璃表面(mian)的(de)(de)化学(xue)机械作用(yong)。此技术操作简(jian)单，易于控制，同时也存在游离(li)抛光(guang)粉(fen)分布不均导(dao)致抛光(guang)质量低(di)，废料(liao)清除难度高及抛(pao)光液消耗大(da)等诸多缺点，针对(dui)此问题，精(jing)度高、表面损伤小(xiao)的固(gu)结磨(mo)料研磨(mo)抛光技术应运(yun)而生，并(bing)逐渐成(cheng)为超(chao)薄玻璃加工的研究(jiu)重点。
固结磨料研磨抛光技术是将(jiang)磨料固结在抛光垫中，以取代游(you)离(li)磨料(liao)，抛(pao)光(guang)过程中由于(yu)磨料(liao)镶(xiang)嵌在抛(pao)光(guang)垫中，因此压入工件表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)深度(du)相对较小，对工件表(biao)面(mian)(mian)产(chan)生的(de)(de)损伤小，另外凸起之间的(de)(de)沟槽有利于(yu)废(fei)屑(xie)的(de)(de)排出，降低硅重新沉积玻璃(li)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)速(su)率，从而提(ti)高(gao)玻璃(li)表(biao)面(mian)(mian)抛(pao)光(guang)的(de)(de)效(xiao)率和(he)质量。
固结磨料(liao)抛光垫示意图
另(ling)外也(ye)有(you)一些研究者尝试其他途径进行玻(bo)璃抛(pao)光(guang)，例如针对(dui)固(gu)结磨料抛(pao)光(guang)技术中抛(pao)光(guang)垫各点线速度(du)不同易产生抛(pao)光(guang)不均(jun)匀的(de)缺(que)点，提(ti)出磁(ci)性研磨(mo)抛光技术，即将磁(ci)性研磨料吸附在(zai)磁(ci)极端(duan)部，形成具(ju)有一定刚度的“磨料刷”，旋转磁极带动“磨料刷”转动对工件进行抛光；或采用气相沉积方法在抛(pao)光(guang)垫(dian)表面(mian)镀上一层饰膜，相比于传统CeO2游离磨料(liao)，这种抛光方法的Ce用量大幅减少；同时也有人提出浴法抛光、浮法抛光等技术，可以获得抛光精度较高的玻璃，如康宁公司和肖特公司采用浮法抛光(guang)技术分别对石英玻璃(li)和微晶玻璃(li)进行抛光，玻璃(li)表面粗糙度均(jun)低于0.2nm。
无论是磁(ci)性研磨(mo)抛(pao)(pao)光(guang)(guang)技(ji)(ji)术(shu)，还是浴法(fa)抛(pao)(pao)光(guang)(guang)、浮法(fa)抛(pao)(pao)光(guang)(guang)等技(ji)(ji)术(shu)，在抛(pao)(pao)光(guang)(guang)过程(cheng)中均需要抛(pao)(pao)光(guang)(guang)模与玻(bo)璃的(de)(de)相对运动产生机(ji)械摩擦及(ji)抛(pao)(pao)光(guang)(guang)液的(de)(de)化学(xue)(xue)腐蚀实现抛(pao)(pao)光(guang)(guang)效果，因此(ci)可将此(ci)抛(pao)(pao)光(guang)(guang)技(ji)(ji)术(shu)视为化学(xue)(xue)机(ji)械抛(pao)(pao)光(guang)(guang)技(ji)(ji)术(shu)的(de)(de)延伸(shen)和完善。
总(zong)结
随着终端(duan)显(xian)示(shi)技(ji)术(shu)的(de)(de)(de)进步(bu)，尤其(qi)(qi)柔(rou)性显(xian)示(shi)技(ji)术(shu)的(de)(de)(de)提出及发(fa)展，导致(zhi)国(guo)际市场对(dui)超(chao)薄(bo)(bo)(bo)玻璃(li)的(de)(de)(de)需求(qiu)量迅速提升，对(dui)其(qi)(qi)质量要求(qiu)也越来(lai)越高。超(chao)薄(bo)(bo)(bo)玻璃(li)制造工艺复(fu)杂，技(ji)术(shu)门槛高，尤其(qi)(qi)超(chao)薄(bo)(bo)(bo)玻璃(li)抛光技(ji)术(shu)更属于高精尖技(ji)术(shu)领域，目前国(guo)内相关材料和技(ji)术(shu)研(yan)究较(jiao)少，但是基(ji)于近些(xie)年光学玻璃(li)抛光领域的(de)(de)(de)技(ji)术(shu)积(ji)累，相信不久的(de)(de)(de)将来(lai)定能实现(xian)超(chao)薄(bo)(bo)(bo)玻璃(li)抛光技(ji)术(shu)的(de)(de)(de)创(chuang)新，推(tui)动(dong)超(chao)薄(bo)(bo)(bo)玻璃(li)相关产业的(de)(de)(de)发(fa)展。
参考(kao)来源：
超薄玻璃抛光技术(shu)的研(yan)究进展，李(li)金威、宋(song)在(zai)芝、石丽(li)芬、王巍(wei)巍(wei)、曹欣（1.中(zhong)建材(cai)蚌埠(bu)玻璃工(gong)业设计(ji)研(yan)究院有(you)限(xian)公(gong)司；2.浮法(fa)玻璃新技术(shu)国家重点实验(yan)室；
3.硅基材料(liao)安徽省(sheng)实验室）。
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