黄 超 (燕山大学环境与化学工程系 秦皇岛 066004)摘要 在液晶显示器(ＬＣＤ)生产过程中,广泛地应用着紫外光技术。紫外光曝光,紫外光固化,紫外光清洗等都是十分重要的工艺技术,紫外光取向工艺正被受到越来越多地研究。紫外光对液晶材料有分解破坏作用,紫外光对人的眼睛和皮肤有伤害作用,这些应该提醒人们注意,并在液晶行业采取相应的防护措施。关键词 液晶产业 紫外光 辐射防护
- 1 引言液晶显示器件(ＬＣＤ)的制造业是一种高新技术产业,各种在半导体工业中的先进技术也在ＬＣＤ行业得到及时应用[1]。这其中紫外光应用技术就在ＬＣＤ的生产中淋漓尽致地发挥着重要的作用。但是当液晶行业的工程技术人员在应用紫外光技术,取得满意效果的同时,不应忽视紫外辐射的防护问题。介绍在液晶行业的紫外光技术应用,探讨在生产中应采取的紫外辐射防护措施是有意义的。2 紫外光技术在液晶行业中的应用2.1 紫外光清洗光清洗技术是利用光子对有机化合物的光敏氧化作用达到清除粘附在材料表面上的有机物质,既方便又彻底。这种表面清洁技术是国际上80年代后期发展起来的,它是一种高清洁度的干法表面清洁处理技术,目前已经在国际上广泛应用于工业化生产进程,这是保障电子产品质量十分有效的技术手段。在ＬＣＤ行业中,清洗是指清除吸附在玻璃表面的各种有害杂质或油污的工艺,清洗方法是利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在玻璃表面上的杂质及油污发生化学反应和溶解作用,或伴以超声,加热,抽真空等物理措施,使杂质从玻璃表面脱附(或称解吸),然后用大量的高纯度热,冷却离子水冲洗,从而获得洁净的玻璃表面。没有经过紫外光清洗的氧化铟锡(ＩＴＯ)玻璃基片,俄歇电子能谱分析曲线上会看到有明显的碳峰,表明有碳氢化合物存在。而经过紫外光清洗的ＩＴＯ玻璃的俄歇电子能谱分析曲线上的碳峰消失了,表明ＩＴＯ玻璃表面已经没有残存的碳氢化合物,达到了原子清洁度。紫外光清洗还能通过紫外光照射使水中细菌不能存活繁殖,达到杀菌的作用。所以现在ＬＣＤ行业中,紫外光清洗技术已经得到了广泛的应用,与其他几种清洗技术相结合,保证对ＩＴＯ玻璃表面的清洗后洁净度达到十分高的要求。
2.2 紫外光曝光工艺在ＬＣＤ生产过程中,光刻的目的就是按照产品设计要求,在ＩＴＯ导电玻璃上涂覆感光胶,并进行紫外光曝光,即进行选择性照射,使受光照部位的光刻胶发生化学反应,改变了这部分胶膜在显影液中的溶解度。然后利用光刻胶的保护作用,对ＩＴＯ导电层进行选择性化学腐蚀,从而在ＩＴＯ导电玻璃上得到与掩模版完全对应的图形。在生产中为了保证ＩＴＯ膜与光刻胶间有良好的接触和粘附,清洗后的玻璃经紫外光照射对其表面进行活化处理,然后涂光刻胶。光刻是ＬＣＤ制造过程中的关键工艺之一,曝光时间和曝光强度对产品质量有很大影响,紫外光曝光岗位是非常重要的质量控制点,净化度要达到百级区,对操作人员有严格的规定。
2.3 紫外光固化紫外光固化是以某种聚合物为基础,加入特定的单体(活性稀释剂),光引发剂和多种添加剂(稳定剂,填料,颜料),在紫外光辐射下,受激发的光引发剂使带双键的聚合物和单体发生聚合反应,在极短时间内固化,交联成网状固化膜。与其他相比,紫外光有其独特的优势:(1)固化速度快,可大大提高生产率,易满足大规模生产的需求。(2)无污染,无挥发性物质排放,有利环保。(3)节省能源,减少场地,降低成本。(4)提高产品档次:紫外线固化无溶剂挥发,故固化膜均匀,表面光洁,使其有更好的使用性能和外观。还可满足其他特殊要求。紫外光辐射固化技术在ＬＣＤ行业上有着很重要的应用,没有灌注液晶的压合后的空液晶盒要进行封框胶紫外光固化,灌注液晶之后的液晶盒要进行封口胶紫外光照射固化。在用紫外光照射封口胶时,应根据所用紫外光固化胶的性能合理制定固化工艺条件,避免用过量的紫外光进行固化,以防对液晶产生不良影响。因为紫外光对液晶材料的分解作用将会增加器件的功耗电流。
2.4 紫外偏振光取向研究在ＬＣＤ生产中有一个独特的摩擦取向工艺,即摩擦涂覆在ＩＴＯ玻璃基片的聚酰亚胺薄膜表面,使表面形成沟槽,或被摩擦而极化,使液晶分子沿着摩擦方向排列。这种摩擦工艺虽然能取得满意的摩擦取向的效果,但是摩擦会产生灰尘和静电,给ＬＣＤ生产带来不少麻烦,同样又需要设法加以消除。因此为了避开摩擦处理取向这道工序,人们不断地研究各种新的表面处理方法,现在研究较多的方法是紫外光照射法(ＯｐｔｉｃａｌＢｕｆｆｉｎｇ),当用偏振紫外光照射聚酰亚胺时,也可以获得取向膜。如果这个技术发展成熟而获得实际应用,ＬＣＤ行业也就又多了一项应用紫外光技术的地方。3 紫外光对人体的危害紫外光对人体的健康有很大影响,资料表明,除了在人体皮肤中促进维生素Ｄ的合成,防止佝偻病及杀菌外,尚未发现紫外线有其他有益效应,但对其危害,已引起人们普遍关注
- 3.1 紫外光对眼睛的损伤白内障被认为过量紫外光辐射的主要原因,经紫外光照射后,射线大部分被角膜上皮细胞核蛋白吸收,导致细胞核膨胀,碎裂和细胞死亡,以至损伤眼角膜和晶状体,导致浑浊。总的说来,紫外光辐射增加,人类的白内障患者增加。
3.2 紫外光对人皮肤的损伤紫外光的影响有积累作用,它的主要机理:蛋白质受紫外光照射后,形成光解产物,此外,其溶解度和粘度,对热变性的敏感性及荧光等物理化学和光学性质均有显著的改变。紫外光对皮肤的作用分为急性作用和慢性作用。急性作用表现为红斑效应,其症状为水肿脱皮,全身症状有寒战,发烧,恶心,罕见循环衰竭。慢性作用如致皮肤老化,色素沉着,加速老化,甚至引起肿瘤。轻者皮肤出现水肿性红斑,重者会出现水疱或大疱,还可伴有休克,发热,畏寒,恶心,心悸和头昏等症状。
3.3 紫外光对其他部位的损伤紫外光辐射对免疫系统的影响:免疫系统的一些成分存在于皮肤中,皮肤暴露在紫外光下,使得免疫系统受紫外光照射,使其功能受到干扰。研究表明,紫外光辐射的免役抑制作用可导致皮肤癌,同时引起一些传染病和其他一些疾病如:加速艾滋病恶化,细菌真菌疟疾的传染
- 4 ＬＣＤ行业对紫外光辐射的防护措施(4.1 警示措施在ＬＣＤ行业中,应用紫外光技术的岗位很多,工程技术人员都知道紫外光对液晶材料,聚酰亚胺等材料有分解破坏作用,加速产品老化,降低使用寿命,而注意了对这些材料的避光低温贮藏。紫外光辐射对人体的健康有很大的影响,这应该作为常识让人们了解。目前尚不到谈“紫”色变的程度,但不能轻视。应该出于安全生产和劳动保护的目的,采取警示措施,在生产操作规程中,写进提醒操作人员,注意避免接受过量的紫外光辐射的忠告。
4.2 预防措施在ＬＣＤ行业中,应用紫外光的地方,通常是罩在深色有机玻璃箱内的,不使操作人员接受到强烈的紫外光辐射。而且,前段工艺生产线上出于对车间环境洁净度的要求,人员比较少,对紫外光辐射防护的问题不会引起重视。但是对于液晶盒封口岗位,在用紫外光照射封口胶时,对操作人员就应该采取相应的紫外光辐射防护措施。这些措施可以是让操作人员佩带防紫外光辐射护目镜,穿防紫外光辐射的净化工作服。在电子产业,净化工作服要有防静电的功能,但还没有把防紫外光辐射的功能要求提出来。现在研制防御紫外光辐射的纺织品已经取得很多成果,只要ＬＣＤ行业向净化工作服供应商提出这方面的要求,一定也会得到解决。不仅是ＬＣＤ行业,目前在许多公共场所,紫外光灭菌灯常明,紫外光验钞机常开,都会对人体产生不良影响。
4.3 通风换气措施紫外光有灭菌的功能,对活性氧物质的生成有重要影响。经过紫外光杀菌的房间,空气质量发生明显的变化,使人感觉到呼吸起来不舒服。ＬＣＤ生产车间是净化车间,空气一般是经过二级、三级,甚至是四级高效过滤器净化处理的。空气净化系统的作用是建立起洁净的环境和净化空调空气,为了保证净化室洁净度和降低净化成本,室内空气是需要再循环利用的。比较多地使用紫外光,加速了净化室内新鲜空气的消耗,使室内的操作人员感觉呼吸不舒服。因此增加紫外光的应用,也就要增加净化室通新风换新气的次数,才会减轻操作人员的不良感觉。
 5 结束语在液晶显示器(ＬＣＤ)生产过程中,广泛地应用着紫外光技术。紫外光曝光,紫外光固化,紫外光清洗等都是十分重要的工艺技术,紫外光取向工艺正被受到越来越多地研究。在把紫外光技术运用得淋漓尽致的同时,人们也应须知紫外光对液晶材料有分解破坏作用,紫外光对人的眼睛和皮肤有伤害作用,因而应该提醒人们注意,并在液晶行业采取相应的防护措施完成了。
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