第一章 引言
1.2 研究目的
如前言所提到，因應使用者需求越來越薄的玻璃，會遇到的問題 就是玻璃的強度越來越低，更加的容易破損;如何能將薄化的玻璃切割 後有良好的切斷面同時又不能在切割中途玻璃破損或裂痕的發生變成 是現在要面對的課題。目前在面板廠遇到的狀況是，如果以切割 0.7mm 玻璃厚度的切割參數與玻璃切割用刀輪使用於 0.5mm 厚度的玻璃，由 於玻璃的厚度變薄，玻璃強度隨之減低，用來切斷 0.7mm 玻璃厚度的 破壞強度遠高於 0.5mm 厚度玻璃可以承受的上限，因此會造成玻璃常
顯示器
常有延伸裂痕以及耳料 (Burr) 的發生;直覺上將切割的力量減低似
輪與對應的切割參數，使其在玻璃切割上可以克服玻璃來料表面強度 的變異，獲得更大的製程調整範圍，使其切割製程安定，同時減低刀 輪與玻璃之間接觸磨損的狀況，藉此得到更長的刀輪使用壽命，藉此 減低刀輪磨損時的變異造成切割參數的變異。以此實驗得到的新的玻 璃切割用刀輪，可以降低切割後發生延伸裂痕與 Burr 的機會，並且加 長製程的安定時間，減少調整切割參數需要的時間與生產力的浪費，
不良率大幅降低的同時，也同時伴隨著生產力的提升。
第二章 文獻回顧
2.1 實驗設計法介紹 2.1.1 實驗設計法
實驗設計是一個或一組實驗，將變數導入用以觀察及確認與結果 相關的改變。如圖 2-1 將原料投入轉換成產品，而製程中有可控制變 數(X1,X2……Xn)，不可控制變數(Z1,Z2……Zn)。
圖 2-1 製程的廣義模型 要獲得最好的產出 y，有以下幾點關鍵因素:
1. 決定對產品最有影響的因素。
2. y 在要目標下決定 x 的位置。
3. y 在變異很小的要求下決定 x 的位置。
4. 在無法控制變數 Z 最小的要求下決定 x 的位置。
Process
X1,X2……Xn 可控制因子
Z1, Z2……Zn 不可控制因子
y 產出 投入
進行實驗設計的目的，就在於求得參數特性與特定目標值之間差
的副作用(包含操作成本)時對社會所造成的總損失。要量化這個損失
其中 A0為產品不合格所遭受的損失，但田口博士認為產品的品質
壽命或切割刀輪的使用距離，以上所區分的三種品質特性，分別有不
(3)望大特性
理想的目標值是無限大，但零卻是最差的值，所以值越大代表品 質損失越小，所以可得單一產品之望大品質損失函數為式 2-5。
L(y) = k(1/y2) (2-5)
實驗設計法透過統計檢定、驗證的方法，可以分析出實驗的誤差 範圍及資料的可信度。可以說是運用系統化的研究方法，去解析出實 驗因子對目標結果的影響。
2.2 田口方法的工具 2.2.1 直交表
田口方式利用直交表來執行實驗可以減少實驗次數[1]。以
L
a(b
c) 表示直交表;其中 L 代表直交表，a 代表實驗次數(列數)，b 代表水準 數，c 為因子數(行數)，如表 1 所示，為一L
8(27)之直交表，其中表內 1 與 2 代表的是水準一與水準二圖 2-6 望大特性損失函數 y L(y) = k(1/y2) L(y)
表 1
L
8(27) 直交表一般直交表可以分為依水準數可以分為 2n、3n、4n、5n，以及混合 水準交表 2nX3n、2nX4n、2nX5n。選用適當的直交表配置實驗因子相當重 要。要找適合的直交表可以從 ASI[7]的資料庫中查詢。下面以 2 水準 因子 A、B、C、D、E 為例來說明決定直交表的步驟。
首先，要先決定實驗的因子數與水準數。例如 A、B、C、D、E 對 於實驗結果是有影響的因子，因此就取 5 個因子，而視每一個實驗因 子有幾個實驗水準來決定水準數，水準數在選擇時盡量將水準的差異 盡量越大越好，水準數越少越好;例如 A 為溫度的話，水準一(A1)可以 為 20℃，水準二(A2)為 100℃。如此可以提高實驗的結果準確度確認 其因子的效應，同時可以盡量減少太多因為水準數造成實驗次數增加 的負擔。
第二，計算總自由度。因子如果對於實驗結果為一次主效應，因 子之間彼此無交互作用，結果因子數總數就會等於自由度總數。例如 :
A、B、C、D、E 因子間沒有交互影響的話，其自由度為 5。如果其中因 子之間有交互作用，例如 BxC、BxD、CxE，則總實驗因子就會為 A、B、
C、D、E、BxC、BxD、CxE，其總自由度為 8。
第三，在決定自由度後就可以開始選定適合的直交表。如前述 A、
B、C、D、E 五個因子如果均為 2 水準，自由度為 5，選擇 2 水準的直 交表
L
8(27)，不用考慮因子間的相互關係，直交表與點線圖如表 2 所 示 :表 2
L
8(27) 直交表與點線圖如果因子間有交互影響如前述總實驗因子 A、B、C、D、E、BxC、
BxD、CxE，其總自由度為 8，每一個水準均為 2 水準的話，選擇 2 水準 的直交表
L
12(211)，可以配置 5 個獨立因子與 6 個交互影響因子，直交表與點線圖如表 3 所示 :
表 3
L
12(211) 直交表與點線圖第四，將因子配置於直交表內。如前述五個因子 A、B、C、D、E 無交互作用則可以隨意配置於直交表內的任意位置，如表 4 所示，其 中第六與第七個因子的位置可以為空白，或是填入誤差值。
表 4
L
8(27) 無交互作用的因子配置如果因子間有交互影響如 A、B、C、D、E、BxC、BxD、CxE，則依 音比(Ratio to Noise Signal，S/N)。信號雜音比是將量測到的數據 資料經統計後作為一個對數指標，如式 2-6 所示
1
晶組成的，上層的玻璃基板是彩色濾光片（Color Filter），而下層 的玻璃上鑲嵌有電晶體，二層之間形成一個平行板電容器，通過嵌入
佈均勻的光源。LCD 實際上是通過自身的 R,G,B 彩色濾光片對背光源發 出的光進行合成來實現彩色顯示的。目前的常用背光源是 CCFL 或 LED。
TFT-LCD 是藉由電晶體輸出電壓來控制液晶旋轉，進而控制透光度 產生灰階，經過彩色濾光片便能產生色彩效果。液晶是高分子複合物，
處於像液體的狀態。液晶分子為細長棒狀，是一個個分散排列著，其 排列具有方向性。
TFT-LCD 主要元件之功能說明如下[4]:
彩色濾光片(CF，Color Filter)
彩色的 LCD 需要彩色濾光片，液晶面板透過驅動 IC 的電壓改變，
使液晶分子排排站立或呈扭轉狀，形成閘門來選擇背光源光線穿透與 否，穿夠的光線，再經由彩色濾光片的處理，才能表現出採色的畫面。
採色濾光片的製作是於玻璃基板上，將紅、綠、藍三原色之有機材料，
製作在每一個畫素之內，如圖 9 所示。
圖 9 彩色濾光片與黑色陣列排序 黑色陣列
在彩色濾光片上，用來遮住 R(紅)、G(綠)、B(藍)各像素(pixel) 間之空隙可大幅減少 LCD 光點間彼此因光害所產生的干擾，使畫面更
穩定更清晰，提升了閱讀上的舒適感，同時也減輕了長期使用所造成
因此 TFT-LCD 產業對於玻璃基板表面精度之要求極高。TFT-LCD 製程需 要真空蒸鍍與蝕刻，所以基板玻璃必須要能忍受強酸強鹼之腐蝕、高 溫的製程環境，並且必須具備精密的表面平整度與平面起伏度。
而本論文之重點就在於玻璃基板，將製程後已貼合的六代基板 (1850mm x 1500mm)切割為各種不同尺寸(15.6”~65”)之終端產品大 小，對於玻璃基板不斷薄化後要維持好的切割品質與產品良率。 晶性的凝固物即稱為玻璃狀態(Glassy state)，具有如此狀態的物質 即稱為玻璃(Glass)。[5]
欲使玻璃狀態與一般之固體及液體之關係能明瞭起見，針對某一 種一物理的特質如體積，觀察體積對應於溫度改變下有何種的變化。
如圖 10，冷卻於最初高溫為液體之狀態為 L 時，其體積就沿著 LM 而減 少之，於其物質之凝固點 Tf 之溫度下體積就如 MM΄之急速的減少之，
同時行固化而變成結晶狀態。繼續降低溫度時體積就沿著 M΄S 而減少
之。這是一般結晶質物體之因溫度變化而體積變化之典型的樣相，但 在玻璃之場合時，由液體之狀態 L 起因溫度之減低同時體積也就沿著 LM 而減少，到達 M 時也不會呈現如 MM΄之急速的體積變化，反而沿著 LMK 而變化著，同時液態之黏性就益增大而通過 K，再沿著 KG 而減少 體積，不呈現結晶質而到達玻璃狀態。
圖 10 玻璃狀態，固體、液體狀態下體積的關係
此時到相當於 K 之溫度 Tg 以下時，其物質就變成硬而脆之狀態，
其黏性係數就呈 1014poise 以上之值，而體積變化率也變小之。具有如 此之性質對於溫度之急速變化點 K 來說，因一切均呈現為玻璃之物質 之故，因此此點稱為玻璃之「轉移點」，對應的溫度 Tg 就稱為「轉移 溫度」。
2.4.2
液晶顯示器玻璃製造方法
目前在商業上應用的 TFT-LCD 螢幕用玻璃基板，其主要厚度為 0.7 mm 及 0.5mm，且即將邁入更薄（如 0.4 mm）厚度之製程。基本上，一 片 TFT- LCD 面板需使用到二片玻璃基板，分別供作底層玻璃基板及彩 色濾光片（Color Filter）之底板使用。
LCD 所用之玻璃基板概可分為鹼玻璃及無鹼玻璃兩大類；鹼玻璃包 括鈉玻璃及中性矽酸硼玻璃兩種，多應用於 TN 及 STN LCD 上；無鹼玻 璃則以無鹼矽酸鋁玻璃（Alumino Silicate Glass，主成分為 SiO2、 Al2O3、B2O3及 BaO 等）為主，其鹼金屬總含量在 1%以下，主要用於 TFT-
此該玻璃基板之密度越小越好，以便於運送及攜帶。 術，分別為浮式法（Float Technology )、流孔下引法（Slot Down Draw) 及溢流熔融法（Overflow Fusion Technology)。“浮式法”因系水準 引伸的關係，表面會產生傷痕及凹凸，需再經表面研磨加工，故投資 金額較高，惟其具有可生產較寬之玻璃產品（寬幅可達 2.5 公尺）且
產能較大（約達 1 0 萬平方公尺/月）之優點；“溢流熔融法”有表面 特性較能控制、不用研磨、制程較簡單等優點，特別適用於產制厚度 小於 2 mm 的超薄平板玻璃，但生產之玻璃寬幅受限於 1.5 米以下，產 能因而較小。浮式法可以生產適用於各種平面顯示器使用之玻璃基 板，而溢流熔融法目前則僅應用於生產 TFT- LCD 玻璃基板。以下僅就 上述三種制程技術分別說明如下：
( 1 ) 浮式法：
為目前最著名的平板玻璃製造技術，該法系將熔爐中熔融之玻璃 膏輸送至液態錫床，因黏度較低，可利用檔板或拉杆來控制玻璃的厚 度，隨著流過錫床距離的增加，玻璃膏便漸漸的固化成平板玻璃，再 利用導輪將固化後的玻璃平板引出，再經退火、切割等後段加工程式 而成。
以浮式法生產超薄平板玻璃時應控制較低之玻璃膏進料量，先將
以浮式法生產超薄平板玻璃時應控制較低之玻璃膏進料量，先將