液晶显示(LCD)产品作为新一代数字环保、健康型显示产品,其智能化数字处理、数字显示、超薄超轻、健康环保与长寿命等优点都倍受青睐。据美国权威机构预测,5年后液晶将作为主流显示终端,其市场潜力是巨大的。液晶产业已经成为当今显示器件中的主导产业,它在信息产业及国民经中的应用与市场空间,促使液晶显示亦将成为未来大有发展前景的电子基础产品产业。
LCD制造过程非常复杂。以当前主导产品TFT-LCD面板制造流程为例,可分为TFT陈列基板(Array)、面板组装(Cell)、和模板组装(Module)三个主要工序,另外还涉及到众多的上游工序,如玻璃基材的生产和切割、PVA偏光膜、彩色滤光片的生产等。其中,液体过滤(固液)分离在很多工序都有所涉及,就具体应用领域而言CONTROL ENGINEERING China版权所有,主要有以下几个工艺过程:
去离子水预处理
PVA偏光膜的制造
玻璃基板和膜(PVA偏光膜、彩色滤光片等)清洗
清洗水和碘液循环过滤
玻璃基板抛光
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传统过滤材料(尼龙单丝、金属单丝、棉织物等)是将过滤中杂质直接截留在材料表面,属于表面过滤模式,易造成滤材表面堵塞,适用于精度较低的粗滤场合(50-1200μm)。而在LCD生常工艺中要求固液分离过滤精度高,如去离子水的生产以及去离子水和碘液的循环过滤,滤材不允许有释出物,符合FDA认证。
图 1 3M™ 系列不同型号高性能过滤产品
与传统过滤材料相比,3M™高流量滤芯融合了聚丙烯(PP)熔喷、纤维多重复合以及专利打摺等先进技术,赋予滤芯高精度、高效率、高流量、深层过滤、使用周期长等特点,滤芯在1-70μm范围内绝对过滤精度达到99%。同时滤芯采用双“O” 型圈密封和独特的导流管设计控制工程网版权所有,可以保证过滤效率,杜绝旁漏。
此外,由于滤芯的纤维组织疏松,高空隙率增加了杂质的容截量,因此滤芯具有深层三维过滤效果,属复式深层截留,即较大的颗粒杂质被截留在纤维表面,而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中,因此滤芯具有大流量、高容污量以及压差小等优点。本文以国外某些电子生产企业为研究对象,就3M™700系列高流量滤芯在LCD生产工艺中去离子水预过滤和PVA偏光膜的制造的应用作一个简单的介绍。
图2 3M™700高流量滤芯在不同粒径的过滤效率
请根据表中的数据制作范例中的图,横坐标单位为:颗粒粒径(μm)。纵坐标为:过滤效率(%)
去离子水预处理
LCD制造工艺中,部分元器件如玻璃基板、PVA偏光膜、彩色滤光片等在生产前都需要反复清洗以除去其表面的杂质,常采用去离子水进行操作。元器件表面的任何细微杂质都会直接影响LCD的画质,因此对去离子水性能指数(电阻率、离子含量、细菌含量、颗粒含量等)要求异常苛刻。在实际生产过程中常采用反渗透膜法(RO membrane)生产去离子水。但是,无论是地下水还是地表水www.cechina.cn,总含有铁铝胶体、硅胶体、有机质胶体以及其它外加助剂形成的胶体,这些都可能沉积在RO膜表面形成胶体污染和胶体污堵现象。使系统质差增加,产水量降低,脱盐率下降,反冲困难。因此www.cechina.cn,为了提高RO 膜的使用性能,提高膜的使用寿命,RO系统需要预过滤以除去原水中较大粒径杂质和胶体。一般在RO膜前要对原水进行两重过滤。一是粗滤,采用沙滤或者沉淀方法去除原水中大颗粒杂质;二是预滤,采用滤芯或者滤袋以除去原水中小颗粒杂质。在本文研究案例中,采用的是3M™ 700系列高流量滤芯作为RO膜预过滤解决方案。现场数据表明,采用3M™ 700系列高流量滤芯有效的降低了原水中含有的固体颗粒杂质和胶体,降低了金属离子含量,使原水浊度减小,从而降低了RO膜的“工作负荷”,减小了RO膜的污染指数www.cechina.cn,使RO膜的反冲时间由原来的2个月增加到8个月以上,延长了RO膜的使用寿命,达到了增效降本的目的。
图3 去离子水生产工艺示意图
表1 原水经3M™700系列743B*滤芯预过滤数据
* :743B指绝对过滤精度在2μm达到99%的滤芯
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