تولید شیشه های LCD برای صنایع جهانی

چکیده

تکنولوژی های نمایش corning به سرعت در چند دهه ی گذشته در حال پیشرفت می باشد. این مسئله با ایجاد کاربردهای جدید برای این تکنولوژی ها مانند کامپیوترهای قابل حمل (لپ تاپ)، مانیتورهای رومیزی و تلویزیون های مسطح، بوجود آمده است. متعاقب با برخی پیش زمینه ها در زمینه ی صنایع آینده، صنعت LCD و شرایط بازار، این مقاله، رشد سریع این تجارت را مورد بررسی قرار داده است و برخی تلاش های خاص به منظور افزایش مهارت ها و ظرفیت های مورد نیاز برای محاسبه این بازار را مورد بررسی قرار داده است. استراتژی های ممتازی برای یادگیری محیط های کاری جهانی و نحوه ی مدیریت سیستم تولید مورد نیاز است و مباحثی از جمله تحویل شیشه های با کیفیت بالا به مشتری ها در جاهای مختلف، یکی از مسائل مهمی است که باید مورد توجه قرار گیرد.

پیش زمینه ی تکنولوژی corning

شرکت corning تاریخچه ای بیش از 157 ساله در زمینه ی صنعت شیشه دارد. توسعه های اولیه در زمینه ی استفاده از شیشه های پیرکس در تولید چراغ های خطر مورد استفاده در صنعت ریلی و در ماشین های نواری موجب شد تا این صنعت به سایر کاربردها از جمله ظروف پیرکس و صفحات تلویزیونی CRT رنگی و سیاه و سفید، نیز گسترش یابد. تولید شیشه جزء اصلی این شرکت بوده است. این مسئله از روزهای ابتدایی تأسیس این شرکت تا امروز ادامه داشته است.
در اوایل دهه ی 1980، تجارت های کوچک شروع به توسعه ی تکنولوژی LCD کردند. این صفحات نمایش در اصل دارای کیفیت پایینی بودند اما شرکت های جهانی، یک آینده ی رو به رشد را برای این تکنولوژی مشاهده می کردند. همکاری corning در رشد این صنعت به واسطه ی ورود تکنولوژی های فرآوری ممتازی مانند شکل دهی مذاب می باشد که در آن، یک سطح مسطح و صاف تولید می شود که برای استفاده به عنوان زیرلایه در فرایندهای فوتولیتوگرافی، مناسب بودند. این فرایند با تکنولوژی هایی همچون ترکیبات شیشه ای ممتاز و تکنولوژی های ذوب نوری ترکیب شد. این تکنولوژی ها امکان تولید محصولات عاری از مواد قلیایی و با کیفیت بالا را برای استفاده در ساخت LCD، مقدور ساخته است.
به دلیل آنکه بسیاری از تولید کنندگان صفحات نمایش به طور سنتی در آسیا قرار داشتند (در اصل در ژاپن و سپس در کره، تایوان و اخیراً در چین)، Corning تولید خود را با مشارکت جهانی و نزدیک با این تولیدکنندگان، ادامه داد. هدف اصلی این مقاله بررسی مسائل پدید آمده در این زمینه می باشد (شکل 1).

پیش زمینه ی مربوط به LCD

بسیاری از مقالات و کتاب های مربوط به این زمینه، مراجع عالی در زمینه ی ساختار و طراحی نمایشگرهای کریستال مایع، معرفی کرده اند. برای این کاربردها، زیرلایه های شیشه ای ایجاد کننده ی زیربنای نمایش هستند مشابه با کاری که ویفرهای سیلیکونی برای میکروچیپ های کامپیوتری انجام می دهد. دو لایه از شیشه به طور نمونه وار در یک نمایشگر، استفاده می شود. یک ترانزیستور لایه نازک (TFT) لایه ی مورد نیاز می باشد که بواسطه ی استفاده از یک فرایند فوتولیتوگرافی ایجاد می شود. این لایه موجب تشکیل میلیون ها اتصال TFT می شود. 4 تا از این اتصال ها در هر پیکسل قرار گرفته اند و به آنها زیرپیکسل گفته می شود. فیلتر رنگی (CF) موجب تشکیل رنگ های قرمز، سبز و آبی در هر محل زیرپیکسل، می شود. این دو لایه بوسیله ی یک شکاف سه تا پنج میکرونی از هم جدا شده اند. در این شکاف، ماده ی کریستال مایع قرار داده می شود. نور از میان این نمایشگر عبور می کند و کریستال مایع، تحت اثر جریان الکتریکی کنترل شده بوسیله ی TFT، به عنوان گیت نوری عمل می کند و به صورت موضعی زیرپیکسل ها را روشن و خاموش می کند و تصاویر متحرک بدین واسطه بر روی صفحه ی نمایش ترسیم می شود. این مسئله باعث شده است تا امروزه ما مغازه های فروش این گونه وسایل را در سرتاسر دنیا، مشاهده کنیم. یک شماتیک از نمایشگر LCD در شکل 2 نشان داده شده است.
برای تولید کنندگان LCD، فاکتورهای کلیدی مربوط به هزینه ی نهایی نمایشگرها، عبارتند از بازده بالا و عملکرد حداکثر. از آنجایی که فرآیندهای فوتولیتوگرافی نیازمند سرمایه گذاری های اولیه هنگفت است، این حیاتی است که به گونه ای فرایند را طراحی کنیم که بالاترین بازده ممکنه را برای یک محصول، بدست آوریم. این مسئله منجر به ایجاد یک پیشرفت در زمینه ی اندازه ی نسل های مختلف پنل های LCD و صنایع تولید کننده ی شیشه ی زیرلایه شده است. تولید کنونی به طور قابل توجه بر روی زیرلایه های Gen 5 و Gen 6 برای کاربردهای IT و Gen 7 و Gen 8 برای تلویزیون ها، تمرکز دارد. Gen 10 که بزرگترین زیرلایه از لحاظ اندازه است، هم اکنون در مرحله ی توسعه قرار دارد. این پیشرفت ها در اندازه ها با مقیاس گذاری ذاتی ذوب Coring و فرایند شکل دهی آن، تسهیل شده است. شکل 3 پیشرفت های ایجاد شده در اندازه ی این نمایشگرها در طی چند سال گذشته را نشان می دهد. Gen 5 اولین اندازه ای است که دارای یک لبه ی طولانی تر از یک متر است. Gen 7 دارای عرض 2 متر می باشد. و Gen 10 تا 3 متر نیز می رسد.
به عنوان نتیجه ای از افزایش اندازه LCD، یک رشد قابل توجه در مساحت و وزن کل زیرلایه ایجاد شده است. این مسئله نیازمند ایت است که بهبود قابل تجهی در کیفیت شیشه ایجاد شود و بدین صورت اطمینان حاصل شود که کیفیت محصول نهایی بالاست. شکل 4 و 5 نشان دهنده ی افزایش در اندازه ی صفحات با بهبود در کیفیت این صفحات در طی 20 سال گذشته می باشد.

شرکت Coring

زیرلایه ی LCD یک لازمه ی ضروری برای حصول یک محصول نهایی با کیفیت بالا می باشد. این مسئله می تواند با یک مثلث تمیزی، مسطح بودن و پایداری بیان می شود (شکل 6).
تمیزی در اینجا به معنای عاری بودن از عیوب داخلی بر روی صفحه ی شیشه و سطح آن می باشد. عیوب بزرگتر از 100 تا 300 میکرون مورد قبول نیست زیرا این عیوب موجب بسته شدن زیرپیکسل ها و ایجاد برآمدگی بر روی سطح شیشه می شود. برای تولید صفحات Gen 8، این تمیزی بدین معناست که عیوب باید کمتر از 4×〖10〗^(-4) /〖in〗^3 باشد. در بخش هایی مانند چیپ های شیشه ای، آلودگی باید به میزان کمتری باشد و تمام گردوغبار باید از محیط خارج گردد. ترکیب شیشه ی Corning و فرایند ذوب نوری موجب بروز چالش هایی در زمینه ی برطرف نمودن استانداردهایی با کارایی بالا برای این مواد می شود.
مسطح بودن در اینجا، بدین معناست که سطح زیرلایه هم در برد کوتاه (در حد میلی متر) و هم در برد بلند (در سطح کل صفحه) مسطح باشد. تغییرات کوتاه برد که می تواند در حد نانومتر در میلی متر، اندازه گیری گردد، در مقیاسی مشابه با ارتفاع موج 10 سانتیمتری نسبت به عمق اقیانوس آرام (بیش از 3000 متر) است. برای گستره های طولانی تر، این نیاز است تا انحراف ضخامت زیر 20 میکرون باشد. این مسئله باید در کل 4 متر مربع این سطح، وجود داشته باشد. فرایند ذوب Corning به منظور حصول این میزان از مسطح بودن حیاتی است بدون آنکه نیازی به استفاده از فرایند های متعاقب از جمله پولیش کاری، به منظور کاهش میزان انحراف سطحی باشد. پایدار در این متن اشاره به پایداری ابعادی صفحه در زمان عبور از فرایند تولید دارد. بیشتر فرایندهای فوتولیتوگرافی نیازمند مراحل چندگانه به منظور کاهش دما و همچنین ساخت لایه های متوالی بر روی زیرلایه می باشد. ماکزیمم دمای حاصله در این فرایند، 400 ℃ می باشد. بعد از این فرایند، سمت TFT و سمت CF باید با محل های زیرپیکسل ها، تطبیق شوند. دوباره باید گفت که Coring متوجه شد که فرایند ذوب ترمودینامیک مناسبی برای فرایند تشکیل صفحه، ایجاد می کند و به مشتری اجازه می دهد تا کنترل مناسبی بر روی کارایی این اجزا داشته باشد.
این الزامات مختلف منحصر به صنعت شیشه می شوند. شیشه های Corniing باید عاری از مواد قلیایی باشند تا بدین صورت از آلوده شدن مواد کریستال مایع از طریق نفوذ جلوگیری شود. آخرین نسل شیشه، همچنین عاری از فلزات سنگین است تا بدین صورت از آلودگی محیط زیستی، جلوگیری شود. فرایند ذوب در تولید شیشه های نوری بوسیله ی Corning مورد استفاده قرار می گرفته است. در این کاربرد، نیاز به کیفیت بالا و انعطاف پذیری بالایی است. در مقایسه با سایر شیشه های مورد استفاده در کاربردهای صنعتی و غیره، الزامات مربوط به کیفیت زیرلایه های LCD بیشتر از الزامات دیگر می باشد. مشارکت نهایی Corning موجب شد تا یک فرایند شکل دهی ذوبی ممتاز برای این کاربردها، ایجاد گردد. این نوآوری که از اوایل دهه ی 1960 انجام شده است، نسل تازه ای در زمینه ی تجارت تکنولوژی های نمایش ایجاد شده است. مشابه با ابداعات مربوط به ماشین های نواری که موجب می شود تا سرعت تولید حباب های نوری، افزایش یافت، فرایند ذوبی نیز تولیدکنندگان LCD را قادر ساخت تا در سطح زیر میکرون تا بیش از دو متر، تولید انجام دهند.

محیط کاری جهانی

بیایید اکنون به چالش های بی نظیری بپردازیم که بوسیله ی کار در صنعت با آنها روبرو هستیم. مثلاً یکی از این چالش ها، این است که امروزه بسیاری از صنایع در محل های چندگانه استقرار یافته اند و زبان، فرهنگ و حتی ساعت ها، در این مکان ها، مختلف می باشد. ما ابتدا با صنعتی مواجه هستیم که ارتباط نزدیکی با مشتریان دارد. این مسئله موجب می شود تا فشار قابل توجهی بر روی سرعت گرفتن زنجیره ی اختراع باشد. ما فهمیدیم که سیکل عمر برای یک ترکیب شیشه ، کمتر از 10 سال است. این مسئله در صنعت شیشه که در آن، شیشه های سودالایم را به مدت هزاران سال، استفاده می کنیم، بدین معناست که باید در تفکر خود در زمینه ی سطوح اساسی، یک تغییر ایجاد کنیم. این مسئله موجب می شود تا یک تعادل پیوسته در مورد ابداع وجود داشته باشد، در حالی که در زمان مشابه، کار بر روی کنترل و بهینه سازی تولید نسل های کنونی، انجام می شود. ما به این مسئله ی غامض با استفاده از تخصیص چندگانه ی مزیت ها و با تمرکز بر روی تولید استثنایی، روبرو می شویم، در حالی که محصولات جدید در حال توسعه، موجب ایجاد محصولات جدید در برخی مراکز می شوند. این مسئله به ما اجازه می دهد تا به سیستم های متعددی از Corning باز گردیم.
تجارت جهانی به عنوان چیزی که برای کلیه ی مشتریان و فروشندگان، آشناست، نیازمند تماس فردی است. این بدین معناست که بسیاری از اجناس فروخته شده، باید سفرهای زیادی را انجام دهند تا به دست مشتری برسند. این همچنین بدین معناست که یادگیری مباحث در فرهنگ های مختلف، نیازمند به اشتراک گذاری بسیاری از تجربیات و مشکلات و دغدغه ها می باشد. با یک تجارت جهانی، ما می توانیم معمولاً با مشتریان بر اساس زبان خود آنها، صحبت کنیم و این مسئله موجب می شود تا کیفیت و ارزش صحبت میان ما و مشتری افزایش یابد. بحث های داخلی ما سپس باید از بین موانع موجود در این فرهنگ های مخلتف، عبور کند. Corning چندین برنامه برای آموزش و آگاه سازی فرهنگی، در نواحی مختلف دارد.
با یک شبکه جهانی تخصیص، ما اغلب خودمان را درگیر این مسئله می کنیم که ساعت های متوالی درگیر برقراری ارتباط هستیم. کنفرانس های روزانه ی تلفنی و یا ایمیل های ارسالی، متداول است. خواه در آمریکا باشید یا در آسیا. به هر حال، این مسئله نیز امکان پذیر می باشد که به طور محکم با این مسئله روبرو شویم و وقتی شما بتوانید یک مسئله را برای همکارانتان که در حال سفر بر روی دریا هستند، توضیح دهید، به رخت خواب بروید و بعد از بیدار شدن، با یک راه حل مواجه شوید، شما می توانید کار خود را پیش ببرید. با ایجاد ارتباط های سخت کوشانه، این ممکن است تا راه های همکاری مناسب تری را برای حل مشکلات پیدا کنیم و بتوانیم چالش های جدید را به خوبی پشت سر بگذاریم.
در نهایت، تنوع جهانی یک کرنش قابل توجهی را در مورد انسان ها، ایجاد کند. ما تلاش می کنیم تا برای رهبران و متخصصین در فرهنگ ها و مکان های مختلف، آموزش هایی ارائه دهیم و به آنها فرصت هایی به منظور کار با سایر متخصصین مخصوصاً متخصصین Corning بدهیم. Corning یک روش توسعه ای برای رهبرانی ارائه کرده است که تازه وارد بازار جهانی شده اند و بدین وسیله برای آنها آگاهی دهیم تا با نسل جدید از رهبری تجاری و رهبری حرفه ای آشنا شوند.
تکنولوژی نمایشگرهای Corning به طور قابل توجهی در طی سال های گذشته تغییر کرده است و از یک تجارت LCD به یک تجارت بزرگ تبدیل شده اند. چالش های مربوط به کار کردن در صنعت جهانی بی نظیر است اما می توان این چالش ها را به فرصت تبدیل کرد و بتوان با هم افزایی با شرکت های خارجی، توان رقابت را بهبود دهیم.
استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.