TFT-LCD改善“斑点不良”的研究

合集下载

TFT—LCD制程中Zara点状不良的产生与改善研究

ｐｒｏｄｕｃｔｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｐｏｌｙｉｍｉｄｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｒｕｂｂｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｏｔｈｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ．ＴｈｅｒａｔｉｏｏｆＺａｒａｐａｒｔｉｃｌｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍ２１．２ｔｏ１．６９％．Ｐｒｏｄｕｃｔｙｉｅｌｄ
王海成，董天松，郑英花，刘华
（北京京东方显示技术有限公司ＣＥＩＩ技术部，北京１００Ｉ７６，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕａｇｏｎｇ０７１３＠１６３．ｃｏｒｎ）
摘要：研究了ＴＦＴ－ＬＣＤ制造工艺中产生ＺａｒａＰａｒｔｉｃｌｅ的影响因素。采用Ｍａｃ／Ｍｉｃ，ＳＥＭ，ＥＤＸ等检测设
（Ｐ／Ｔ））有了更加严格的要求。Ｚａｒａ源于日语，多指液晶面板在暗态画面下显示区域发生的微小漏光现象。ＺａｒａＰ／Ｔ即为摩擦（Ｒｕｂｂｉｎｇ）工艺对聚酰亚胺（ＰＩ）取向膜摩擦造成聚酰亚胺棒状碎屑脱落，在面板上形成的亮点状不良。对于Ｚａｒａ类不良检测的最简单方法就是在最低灰阶画面（Ｌ０）下通过不同角度及视角的仔细观察，对不良区域进行目镜检测，最终确定不良现象严重程度。目前传统的扭曲向列型（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ，ＴＮ）已
．
ｔｈｒｏｕｇｈｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｎｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ｅｎｅｒｇｙｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｘｒａｙｓｐｅｃｔｒｏｍ，ｅｔｃ．Ｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｉｅｗｐｏｉｎｔｓｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆ

TFT-LCD Stage Mura的研究与改善

第３２卷㊀第４期２０１７年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３２㊀N o ．４㊀A pr ．２０１７㊀㊀收稿日期:２０１６Ｇ０８Ｇ２３;修订日期:２０１６Ｇ１０Ｇ１８．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :ya n r u nb a o ＠b o e ．c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０１７)０４Ｇ０２６９Ｇ０６T F T ＧL C DS t a geM u r a 的研究与改善肖㊀洋,周㊀鹏,闫润宝∗,郑云友,齐勤瑞,魏崇喜,章㊀旭,张㊀然(北京京东方显示技术有限公司,北京１００１７６)摘要:T F T ＧL C D 面板在屏幕上有斑点或波浪状M u r a ,影响液晶显示器的品质,经过图形匹配,缺陷与曝光机机台形貌匹配.通过对异常区域特性分析,发现异常区域的B M C D ㊁B M 像素间距存在异常.对原因进行模型分析:玻璃在曝光机基台上局部区域发生弯曲,曝光距离变短,致使B M P R 受光区域变小,B M C D 会偏小,进而导致区域性透过光不均一产生M u r a ;玻璃弯曲后B M 像素间距相对于设计位置也会发生变化,从而导致漏光产生M u r a .经过实验验证,B M C D 和像素间距的偏差主要由机台凸起导致g l a s s 弯曲引起,可以通过降低吸附压力和研磨机台,来改善C D 差异和像素间距偏移,同时像素间距偏移漏光,也可以通过增加C D 来改善.最终通过B M C D 增加㊁研磨机台和降低吸附压力措施,S t a geM u r a 不良率由１０．０５％下降至０．１１％.关㊀键㊀词:薄膜晶体管液晶显示器;色斑;线宽;像素间距中图分类号:T N １４１．９㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０１７３２０４．０２６９R e s e a r c ha n d i m p r o v e m e n t o fT F T ＧL C DS t a g eM u r a X I A O Y a n g ,Z HO U P e n g ,Y A N R u n Ｇb a o ∗,Z H E N G Y u n Ｇy o u ,Q IQ i n Ｇr u i ,W E IC h o n gＧx i ,Z H A N G R a n ,Z H A N G X u (B e i j i n g B O E D i s p l a y T e c h n o l o g y C o ．,L t d ．,B e i j i n g １００１７６,C h i n a )A b s t r a c t :T h es p o t t e da n ds t r i p e d M u r ao n T F T ＧL C D P a n e ld e g r a d e d p r o d u c t q u a l i t y．T h ed e f e c t p a t t e r nm a t c h e d t h e e x p o s u r es t a g eb y a n a l y z i n g．I tw a s f o u n dt h a t t h eB M C Da n dP i x e lP i t c ha r e a b n o r m a l t h r o u g hr e s e a r c h i n g t h ea b n o r m a la r e ac h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r ．M o d e la n a l ys i sb a s e do n S t a g eM u r a i n d i c a t e d t h a t t h eb e n d i n g o f g l a s s o ns t a g e s h o r t e d t h eE x p o s u r e g a p ,w h i c hs h r a n k t h e E x p o s u r e a r e a ,a n dm i n i f i e dC Da n d f o r m e d t r a n s m i t t a n c e d i f f e r e n c e ．T h e b e n d i n g o f gl a s s a l s o s h i f t e d t h eP i x e l P i t c h ,w h i c h r e s u l t e d i n l i g h t l e a ka n d M u r a ．T h e e x p e r i m e n t s h o w e d t h a t t h ed i f f e r e n c eo f B M C Da n dP i x e l P i t c hw e r e c a u s e d b y S t a g e f l a t n e s s ,w h i c h c o u l d b e i m p r o v e d b y p o l i s h i n g s t a ge a n d d e c r e a s i n g v a c u u m a d s o r p t i o n p r e s s u r e ．T h el i g h tl e a k o fP i x e lP i t c hc o u l d b ea l s oi m p r o v e d b ye x t e n d i n g C D．F i n a l l y ,t h e C F B M s t a g e M u r a w a si m p r o v e d g r e a t l y b y C D i n c r e a s i n g ,s t a g e p o l i s h i n g ,a n d v a c u u ma d s o r p t i o n p r e s s u r e d e c r e a s i n g ,a n d t h e S t a geM u r a d e f e c t r a t i o d e c r e a s e d f r o m １０５％t o ０．１１％．K e y wo r d s :T F T ＧL C D ;M u r a ;C D ;p i x e l p i t c h . All Rights Reserved.１㊀引㊀㊀言㊀㊀薄膜晶体管液晶显示器(T F TＧL C D)能够产生色彩的变化,主要是来自彩色滤光片(C o l o r F i l t e r,即C F).液晶面板是通过驱动集成电路(I C)的电压改变,使液晶分子排列呈站立或扭转状,形成闸门来选择背光源光线穿透与否,并通过彩色滤光片的红(R)㊁绿(G)㊁蓝(B)三种彩色层提供色相,形成彩色画面.随着T F TＧL C D高世代量产线投产以及更大尺寸L C D面板的研制,与之配套的大尺寸㊁高分辨率彩色滤光片的品质显得越发重要,M u r a是评价彩色滤光片宏观视觉品质的关键参数,因此对生产工艺中产生的M u r a 也管控越来越严格.(M u r a一词源自日语,是液晶面板生产过程中出现的各种色斑类不良现象总称[１Ｇ２])目前国内主要研究了C e l l和A r r a y工艺的T o u c h M u r a㊁Z a r aM u r a和R u b b i n g M u r a,很少有人进行C F M u r a的研究与改善,尤其是黑矩阵(B l a c k m a t r i x,简称B M)S t a g e M u r a的形成机理研究与改善[３Ｇ５].本文通过对２１．５T N(T w i s t e d N e m a t i c)产品模组段未确认M u r a,进行与设备图形匹配,找出造成该缺陷的设备,同时进行M u r a区域B M特性数据测量,分析B M C D(C r i t i c a lD i m e n s i o n),像素间距(即B M P a t t e r n相对于设计位置的偏移量)是否存在异常,B M P a t t e r n与玻璃平面的夹角(T a p e 角)和膜层厚度是否异常,对M u r a形成机理进行模型分析,并试验验证,最后提出合理的改善方法,使S t a g eM u r a得到了很大的改善.２㊀现象和试验思路２．１㊀不良现象B M S t a g eM u r a在下游工艺模组段能够被检出,现象为白色发亮的圆斑和波浪线,如图１左侧所示,该不良位置㊁大小等均与B M曝光机特有机台结构相吻合,如图１右侧所示.可以断定这种缺陷形貌是由B M E X PS t a g e产生,在M a c r o(宏观检查机)观察B M工艺产品,在特定光源角度下可以被检出,缺陷形态与图１左侧一致.统计B M S t a g e M u r a从高发期至改善结束(a)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b)(c)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(d)图１㊀B M S t a g e M u r a与曝光机基台结构．(a)圆斑M u r a,(b)圆斑曝光机基台结构,(c)波浪线M u r a,(d)波浪线曝光机基台结构F i g．１㊀B M S t a g eM u r a a n d e x p o s u r e s t a g e s t r u c t u r e．(a)S p o t t e d M u r a;(b)S p o t t e de x p o s u r es t a g es t r u c t u r e;(c)S t r i p e d M u r a;(d)S t r i p e de x p oＧs u r e s t a g e s t r u c t u r e模组段不良发生率,如图２所示.模组段不良最高时发生率达１０．０５％,对品质影响巨大,经过后续一系列测试改善,不良发生率最终降至０．１１％.图２㊀B M S t a g eM u r a模组段不良发生率F i g．２㊀B M S t a g eM u r am o d u l e d e f e c t r a t i o ２．２㊀试验思路由于B M S t a g eM u r a发生原因明确,因此对B M相关特性参数进行详细测量,通过数据分析不良机理及改善方向.随机抽取一块模组段不良屏,分别测量C D㊁像素间距㊁膜层厚度及T B M p a t t e r n与玻璃平面夹角,测量结果如图３所示.０７２㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.(a)(b)(c)(d)图３㊀B M S t a geM u r a 不良屏特性相关参数．(a )不良屏B M C D 数据;(b )不良屏B M P i x e lP i t c hd a t a ;(c )不良屏B M 膜厚数据;(d )不良屏B M T a pe 角数据F i g ．３㊀B M S t a geM u r a c h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r ．(a )B M C Dd a t a o f a b n o r m a l p a n e l ;(b )B M P i x e l P i t c h d a t a o f a b n o r m a l p a n e l ;(c )B M T h i c k n e s sd a t a o fa b n o r m a l p a n e l ;(d )B M T a p e a n gl e o f a b n o r m a l p a n e l ㊀㊀从上述数据可以看出:M u r a 区C D 较O K 区偏小０．５μm ,像素间距发生偏移成对称性偏移,像素间距数值为１．５２(S p e c ＜１),B M T a p e 角和膜厚数据则无变化.由此推断出B MS t a g eM u r a 与上述两种发生变化特性参数有关.基于B M 工艺特点及曝光机结构特点,对S t a g eM u r a 发生机理构建下述模型:①玻璃在曝光机基台上局部区域发生玻璃弯曲,E x p o s u r eG a p 变小,致使B M P R 受光区域变小,由于C F 使用负性光刻胶,故显影后B M C D 会偏小;②玻璃弯曲后B MP a t t e r n 相对于设计位置也会发生变化,故像素间距会呈现对称性偏移.简单机理描绘图如图４所示.图４㊀S t a geM u r a 发生机理模型构建F i g ．４㊀S t a geM u r a g e n e r a t i o nm e c h a n i s m m o d e l 通过构建机理模型分析,初步认为B MS t a geM u r a 发生根本原因为玻璃弯曲导致B M P a t t e r n 发生偏移导致漏光,同时B M C D 偏小导致局部区域透光过大.从生产工艺及设备实际情况出发,以曝光工艺变更及设备变更为改善方向.３㊀实验和分析３．１㊀工艺相关３．１．１㊀B M C D 改善测试工艺方面,通过增加B M C D ,达到减弱B M 漏光的目的.由于B M C D 增加后,会导致产品透过率下降,因此为了弥补产品透过率,将R G B 像素膜厚相应减薄,以补偿由于B M C D 增加而降低的透过率,实现平衡.针对２１．５T N 产品,B M C D 由２８．２μm 增加到２９μm (产品透过率下降０．９５％),为了弥补透过率的下降,R G B 像素膜厚,相应由２２５μm 下降到２．２１μm (产品透过率提高０９５％),实现平衡(见表１),并且相关信赖性评价１７２第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀肖㊀洋,等:T F T ＧL C DS t a geM u r a 的研究与改善. All Rights Reserved.无异常(见表２).通过上述工艺优化调整,达到减弱B M 漏光(见图４),最终实现B M S t a g eM u r a 不良发生率(MM T R e s u l t _Q 级)由６．４３％降低为２２１％(下降３．６２％),改善效果明显.表１㊀２１．５T NB M C D 透过率模拟结果T a b ．１㊀t r a n s m i s s i o n s i m u l a t i o n r e s u l t o f ２１．５T NB M C DB MCD (μm )透过率/％T r ．/％R GB１５０n m １３５n m R a t i o/％２８．２５２．３０４８．７０５．４０５．２７Ｇ２８．５５２．１０４８５．３７５．２４０．５７２８．７５５２．００４７．８０５．３６５．２３０．７６２９５１．９０４７．５０Ｇ５．２２０．９５２９．２５５１．８０４７．２０５．３４５．２１１．１４２９．５５１．５０４６．９０５．３１５．１８１．７１２９．７５５１．２０４６．６０５．２８５．１５２．２８表２㊀２１．５T N R G B 膜厚透过率模拟结果T a b ．２㊀T r a n s m i s s i o n s i m u l a t i o n r e s u l t o f ２１．５T N R G BT h i c k n e s sR G BT h i c k (μm )色域/％T r ．/％１５０n m１３５n m R a t i o (ʏ)/％２．２５７３．７０７２．３＠５．４５．２７Ｇ２．２４７３．５０７２．１＠５．４１５．２８０．１９２．２３７３．３０７１．９＠５．４２５．２９０．３８２．２２７３．１０７１．７＠５．４３５．３００．５７２．２１７２．９０７１．５＠５．４５５．３２０．９５２．２７２．７０Ｇ５．３３１．１４２．１９７２．５０７１．１＠５．４７５．３４１．３３２．１８７２．２０７０．９＠５．４８５．３５１．５２表３㊀２１．５T NB M C D２９．２μm ＋R G BT h i c k２．２１μm 信赖性评价结果T a b ．３㊀R e l i a b i l i t y a s s e s s r e s u l t o f ２１．５T NB M C D２９．２μm ＋R G BT h i c k２．２１μm T e s t I t e mS p e c A v g．２１．５O R TC W １４R e s u l t A v g．C h r o m a t i c i t yW x０．３１３０．３２１０．３０５W y０．３２９０．３３８０．３２０C o l o rG a m u tＧ７４．３７３．０色温６５００６０３０７０４５O KM a xB r i g h t (W ２５５)C e n t e r ２００２１７２６５O K M i nB r i gh t (０００)C e n t e r Ｇ０．２２３０．２９８O K２７２㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.续㊀表T e s t I t e mS pe c A v g ．２１．５O R TC W １４R e s u l t A v g．U n i f o r m i t y(W ２５５)９P o i n t s ８０８２８６O KG r a y S c a l e L ２５５１００．００１００．００１００．００L １２７２１．５８２４．１１２１．３６L ００．０００．１００．１１g a mm a ２．２１．９５２．１６O KC o n t r a s t r a t i o C e n t e r ６００９７４８８９O K C r o s s ＧT a l kH X (％)Ｇ０．４０％０．３７％V X (％)Ｇ０．２７％０．１９％O KR e s po n s eT i m e T r ．１．５４．２４３．９５T f ３．５１．０２１．３９T r ＋T f ５５．２６５．３４O KG r e e n i s h １D o tＧ０．００４０．００３１＋２D o t Ｇ０．００３０．００２２D o t Ｇ０．００５０．００５O K T R５．００％５．０６％４．９７％O K３．２㊀设备相关图５㊀曝光基台C h u c kF l a t n e s sA d ju s tH o l e 结构F i g ．５㊀E x p o s u r eC h u c kF l a t n e s sA d ju s tH o l e s t r u c t u r e ３．２．１㊀曝光机基台吸附压力改善测试设备方面,在曝光过程中需要通过真空吸附将玻璃吸附在基台表面,因此在吸附过程中,会导致与基台C h u c kF l a t n e s sA d j u s tH o l e 结构接触区域的玻璃发生凸起,每个基台上有１４处C h u c k F l a t n e s s A d ju s t H o l e 结构(见图５),导致E x p o s u r eG a p 变小,光路衍射角较小,曝光后形成的C D 较小.同时,玻璃凸起曝光形成的B M C DP a t t e r n 发生偏移.B M C D 较小导致该区域透过光相对正常区域多,同时C DP a t t e r n 发生偏移,导致此处漏光.最终产生B M S t a ge M u r a .为了减弱基台吸附玻璃过程中,导致的特定区域处玻璃弯曲凸起,因此在保证玻璃可以被正常吸附的前提下,将基台吸附压力由－３０k P a 下降到－２０k P a.通过上述吸附压力优化调整,实现B M S t a g e M u r a 不良发生率(MMT R e s u l t _Q 级)由２．２１％降低为１．２４％(ˌ０．９７％),改善效果明显.图６㊀改善后B M C D 数据F i g ．６㊀I m pr o v e dB M C DD a t a ３．２．２㊀曝光机基台研磨测试设备方面,为了彻底改善曝光过程中由于基台真空吸附导致的玻璃弯曲凸起导致的B M 漏光(见图６),因此采取对基台C h u c k F l a t n e s sA d j u s tH o l e 结构(见图５)进行研磨作业,已达到降低玻璃弯曲凸起的目的,改善B MS t a geM u r a .３７２第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀肖㊀洋,等:T F T ＧL C DS t a geM u r a 的研究与改善. All Rights Reserved.C h u c kF l a t n e s sA d ju s tH o l e 结构凸起高度为０．２mm~０．３mm ,使用油石进行研磨,研磨去掉０．０２mm .研磨后测量特性数据,B M C D M u r a 区域比正常区域小０．３μm ,相比改善前的０．５μm 有所改善,同时测量像素问题数值为０．５３,相比改善前的１．５２改善很多(见图７).通过上述基台研磨调整,实现B M S t a ge M u r a 不良发生率(MMT R e s u l t _Q 级)由１．２４％降低为０１１％(ˌ１１３％),图７㊀改善后B M 像素间距数据F i g ．７㊀I m pr o v e dB M P i x e l P i t c hD a t a 不良彻底改善.４㊀结㊀㊀论本文通过对S t a geM u r a 相关特性数据(B M C D ㊁像素间距㊁膜厚㊁T a pe 角)测量分析,发现S t a g eM u r a 产生原因如下:①玻璃在曝光机基台上局部区域发生弯曲,E x p o ．G a p 变小,致使B M P R 受光区域变小,由于C F 使用负性光刻胶,故显影后B M C D 会偏小,容易发生漏光;②同时玻璃弯曲后B M P a t t e r n 相对于设计位置也会发生偏移,故像素间距会呈现对称性偏移,也会导致漏光.通过实验验证,B M C D 偏小和像素间距的偏差可以通过增加B M C D ,曝光机基台吸附压力降低和研磨机台,来进行改善.最终通过上述有效措施,S t a ge M u r a 不良得到彻底改善,模组段不良生率达由１０．０５％下降至０．１１％.参考文献:[１]㊀毕昕,丁汉．T F T ＧL C D M u r a 缺陷机器视觉检测方法[J ]．机械工程学报,２０１０．４６(１２):１３Ｇ１９．B IX ,D I N G H．M a c h i n e v i s i o n i n s p e c t i o nm e t h o d o fM u r a d e f e c t f o rT F T ＧLCD [J ]．J o u r n a l o f M e c h a n i c a lE n gi Ｇn e e r ,２０１０,４６(１２):１３Ｇ１９．(i nC h i n e s e)[２]㊀黄锡珉．液晶显示技术发展轨迹[J ]．液晶与显示,２００３,１８(１):１Ｇ６．HU A N G X M．R o a d Ｇm a p o fL C Dt e c h n o l o g y [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l sa n d D i s p l a ys ,２００３,１８(１):１Ｇ６．(i nC h i n e s e)[３]㊀周雷,徐苗,吴为敬,等．大尺寸金属氧化物T F T 面板设计分析[J ]．发光学报,２０１５,３６(５):５７７Ｇ５８２．Z HO U L ,X U M ,WU WJ ,e t a l ．D e s i g na n a l y s i so f l a r g es i z em e t a l o x i d eT F T p a n e l [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o fL u m i n e s c e n c e ,２０１５,３６(５):５７７Ｇ５８２．(i nC h i n e s e )[４]㊀桑胜光,车晓盼,王嘉黎,等．高P P IA D S 产品白M u r a 不良产生原理及改善研究[J ]．液晶与显示,２０１６,３１(５):４３５Ｇ４４１．S HA N GSG ,C H EXP ,WA N GJL ,e t a l ．P r i n c i p l ea n d i m p r o v i n g r e s e a r c ho fw h i t e M u r ad e f e c t i nh i g hP P I A D S p r o d u c t [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１６,３１(５):４３５Ｇ４４１．(i nC h i n e s e )[５]㊀车春城．广视角F F S 技术C E L L 研究与设计[D ]．成都:电子科技大学,２００７．C H ECC ．T h e r e s e a r c h a n d d e s i g n o f t h e t e c h n i q u e o f F F SC E L Lw i t hw i d e a n g l e o f v i e w [D ]．C h e n gd u :U n i ve r s i Ｇt y o fE l e c t r o n i cS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ofC h i n a ,２００７．(i nC h i n e s e )作者简介:肖洋(１９８７－),男,天津人,本科,高级工程师,主要从事液晶显示面板的生产和工艺相关工作.E Ｇm a i l:x i a o y a n g＠b o e ．c o m．c n 周鹏(１９８７－),男,湖北人,本科,高级工程师,主要从事液晶显示面板的生产和工艺相关工作.E Ｇm a i l :z h o u p e n g ＠b o e ．c o m．c n 闫润宝(１９８３－),男,吉林人,硕士,高级工程师,主要从事液晶显示面板的生产和工艺相关工作.E Ｇm a i l :ya n Ｇr u nb a o ＠b o e ．c o m．c n４７２㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.。

TFT-LCD面影像残留改善研究

文献标识码：ＡＤ：１．７８ＹＪＯＩ０３８／ＹＸＳＯ２７１０６２１２Ｏ．０６
与蒯
图Ｆ９４１中分类号：ＮＩ．
示
）
ＩｐｒｖｍｅｆＴＦＴ— ｍｏｅｎｔｏＬＣＤｅｍａｅＳｉｋｉＡｒａＩｇｔｃｎｇ
另一方面我们在种改善方案样品中发现了另外一种rubbing不良经过分析认为是犆st导致因此我们将htype犆st的横向金属线调整到与水平线呈25rubbing方向大致一致以减少遮阳面积如图3rubbing不良改善方案fig3rubbingdefectimprovementsolutiontftlcd面影像残留改善研究69在面影像残留产生机理的基础上结合本公司产品提出了种方案并制作了样品进行面影像残留水平评价
ＢｅｊｎｉｉｇＢＯＥＯｐｏｌ（Ｔｈｎｌ，ｙ（ｆＬｔｔｅｅｒ ”（ｏｏ，Ｊｅ．ｄ．，ｔｅｊｎ１０１６，Ｃｈｉａ）３ｉｉｇ０７ｎ
Ａｂｔａｔ：ｌａｅｓｉｋｉｓａｎｔｉｉｈａｏｒｏＦＴｓｔｃｍｇｔｃｎｇｉｎｉｒｎｓｃｂｅｖｉｆＴＬＣＤｎｌ．ＩｓｔｅｕｔｏｆｔｅｒｐａｅｓｔｉｈｅｒｓｌｈｉｓｃＤｔｂｌｔｏｐｏａｉａｉｎｏｈｉｉｒｔｌｈｅｔｔｃｉａｅａｎｓｄｉｐｌｙｄｏｎｕｅｉｉｉｙｔｌｒｚｔｏｆｔｅｌｑｕｄｃｙｓａｓｗｎａｓａｉｍｇｅｒｍｉｓａｅｔｃｅｎｆｏｉｅＴｈｉｏｌｒｚｔｏｎａｆｃｓｔｅｏｉａｒｅｔｅｆｌｑｄｃｙｔｌｓｉｈｅｓｒｅ。ｒ１ｎｇｔｍ．ｓｐａｉａｉｆｅｔｈｐｔｃｌｐｏｐｒｉｓｏｉｕｉｒｓａｓａｔＤｅｅｓｔｉｉｒｔｌｏｒｔｒｕｌｏｔｉｒａｒｌｘｅｒｖｎｔｈｅｌｑｕｄｃｙｓａｓｔｅｕｎｆｌｙｔｈｅｒｎｏｍｌ“ ｅａｄ” ｓａｅＴｈｅｉｐｏｖｍｅｔｔ．ｍｒｅｎｔｓｕｉＩｓｏｒａｉａｔｃｎｇｐｎｏｌｔ（１ｆａｅｍｇｅｓｉｋｉｈｅｏｍｅａａｅｍａｎｌｓｕｓｄｔｏｈｃｎｎｈ）ｎｒｉｙｄｉｃｓｅｈｒｕｇｈａｇｉｇｔｅＴＦ、ｆｄｓｇｎＴｈｒｇｈｅｅｐｅｉｅｔｓｇｈａｉａｎｐａａｅｅｓｏＦＴ — ｅｉ．ｏｕｈｖｘｒｍｎｓｄｅｉｎｏｆｃｎｇｎｇｍｉｒｍｔｒｆＴＩＣＤ（ｉｌｐｘｅｄｓｇｎ，ａｒｕｅｒｔｏ，ＡＶ，ｅｃ），４ｋｉｄｓｏｆａｅｍａｅｓｉｋｎｇｉｐｏｖｍｅｔｓｌｔｏｒｅｉｐｅｔｒａｉｔ．ｎｒａｉｇｔｃｉｍｒｅｎｏｕｉｎｓａｅ

TFT-LCD串色不良原理及其改善方法

• 119•薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD ，Thin film transistor-Liquid crystal display)是目前在手机、笔记本电脑、平板电脑、车载、电视五大领域应用最广泛、占有份额最大的显示器件，生活聊天、工作业务、科技发展对其依赖性越来越强。

TFT-LCD 技术自被欧美国家提出伊始，就得到了许多国家和机构不同程度的关注和研究，但由于初始阶段理论水平、工艺水平的局限性，并未得到较大的发展。

将近二十世纪八十年代，日本夏普、韩国三星先后掌握TFT-LCD 的主要生产工艺，并逐步垄断TFT-LCD 行业。

近十年来，中国的TFT-LCD 企业不断学习创新后来居上，技术发展成熟，逐渐领头创新，并且开始打破日本、韩国的垄断，成为行业龙头。

以京东方光电科技有限公司(BOE)为例，2017年BOE 液晶显示屏出货数量约占全球25%，总出货量全球第一；2018年，BOE 智能手机液晶显示屏、平板电脑显示屏、笔记本电脑显示屏、显示器显示屏、电视显示屏出货量均位列全球第一。

市场扩大的同时，产品质量要求也越来越苛刻，比如要求尺寸、屏占比越来越大，分辨率越来越高，显示画面越来越细腻，这些高质量的追求，让TFT-LCD 工艺设计、设备制造精度等面临着新的挑战，同时也容易产生串色、透过率下降等不良。

本文主要分析了串色不良的产生原理以及改善对策。

为后续研究如何满足“尺寸越大，分辨率越高”的这一对矛盾要求，如何改善显示不良等问题提供重要参考。

1 串色不良的现象与特点1.1 串色不良现象串色是TFT-LCD 正常工作时显示画面颜色不纯的一种不良。

图1是 TFT-LCD 在在红画点灯画面下，显示区域整体为橘红色。

因此，串色具体表现为在某一点灯画面下，显示区域局部或整体混有其他杂色，从而导致画面显示异常。

图1 串色不良现象通过光学显微镜观察串色不良，可以发现：TFT 侧朝上时，像素区ITO 与R/G/B 像素Shift3.6um （如图2a ），CF 侧朝上时，在一定视角下可见红色像素区域混有绿色画面（如图2b ）。

TFT-LCD楔形ESD不良研究与改善

ELECTRONICS WORLD・探索与观察
TFT-LCD楔形ESD不良研究与改善
北京京东方显示技术有限公司王宝军王超刘玉清顾岩黄雷王丹王建石丹纯于天明陈静
本文研究在TFT-LCD模组生产过程中，产品在发生静电击穿后产生的楔形ESD不良达0.36%。通过排查和测试表明，现场包材垫片单体测量符合标准。但人员快速掀起垫片时会瞬间产生较大电压，造成产品击穿。通过模拟实验验证，人员掀开垫片速度和湿度对电压产生高低均有影响，而掀起速度为主要影响；但减慢人员速度会影响产能，最终通过在手投屏工位增加离子风机的方式中和产生的电压，并制定其清洁周期，确保其持续稳定。通过改善，该不良降低至0.03%。
• 38 •
符合管理要求，需再次寻找问题点。
图1 楔形ESD不良 2.2 实验设计
现场再次排查后，发现人员对作业时垫片有吸附情况，进而测试其表面电阻和摩擦电压。测试电阻时，需注意不要清洁垫片的表面，将2个重锤电极点对点的放置在垫片上适当位置，2个重锤电极距离其边缘2英寸以上，同时确保个重锤电极相互距离10英寸（25.4cm）左右，长按住测试按键约15秒，等待测试结果。
在点灯情况下，红色、绿色、蓝色、黑色画面均可见，产品左侧或者右测出现楔形亮斑，部分不良插拔线可见。如图1所示。
经分析，该不良为ESD击穿导致，根据产品在成盒检测岗未发现楔形ESD不良，排查重点设定在模组段。
根据ESD排查需要，使用表面电阻测试仪、表面电压测试仪、静电测试仪、万用表等设备对现场进行排查，重点排查设备端接地、人员接地、湿度、滚轮、离子风机、吸盘等阻值，测试结果均
图2 垫片成箱模拟试验示意图
测试结果表明：掀起动作时间越长，产生电压越低；相同时间

TFT-LCD黑Gap分析及改善研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｌａｃｋＧａｐｉｓａｃｏｍｍｏｎｄｅｆｅｃｔｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｓｉｚｅＴＦＴ—ＬＣＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎ— ｓｉｓｔｏｒ—ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）．Ｉｔｄｉｒｅｃｔｌｙｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍｐｅｔｉ— ｔｉｏｎｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｐａｎｅｌｉｓｅｘｔｒｕｄｅｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙｌｏｎｇｔｉｍｅｅｘｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｉｎｃａｓｓｅｔｔｅａｎｄｔｈｅｐｏｓｔｓｐａｃｅｒｉｎｃｅｌｌｉｓｄａｍａｇｅｄａｎｄｃａｎ’ｔｒｅｓｔｏｒｅｉｎｔｉｍｅｔｏｒｅｓｕｌｔｉｎｂｌａｃｋｇａｐ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｉｓｓｕｅ，ｗｅｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｐａｎｅ１ｉｎｔｈｅｃａｓｓｅｔｔｅ。ｃｏｎｆｉｎｅｏｖｅｎｐｒｏｃｅｓｓｏｒｒｅｄｕｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅｐｒｏｐｅｒｌｙ，ｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｒｅａａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃａｓｓｅｔｔｅａｎｄｐａｎｅｌ，ｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｄｅｎｓｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｐｏｓｔｓｐａｃｅｒａｎｄｐａｎｅｌ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｕｂｐｏｓｔ
ｓｐａｃｅｒｔｏｐＣＤｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｌｔｈｏｓｅａｃｔｉｏｎｓｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｂｌａｃｋｇａｐｒａｔｉｏｆｒｏｍ８．５８％ｔｏ０．１，ｔｈｅ

LCD工艺中黄斑不良的机理研究与改善措施

LCD工艺中黄斑不良的机理研究与改善措施发布时间：2022-07-22T01:28:59.885Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者：崔卫星、张太玉[导读] “黄斑”是中小型TFT-LCD产品中常见的不良现象，直接影响产品的显示质量。

这一直是显示行业的难题，极大地降低了崔卫星、张太玉汕头超声显示器（二厂）有限公司广东汕头 515000摘要：“黄斑”是中小型TFT-LCD产品中常见的不良现象，直接影响产品的显示质量。

这一直是显示行业的难题，极大地降低了相应产品的市场竞争力。

在这项工作中，比较了光刻衬垫料位置的平面度、光刻衬垫料的分布密度和玻璃厚度等不同因素对“黄斑”的影响。

通过增加光刻衬垫料位置的平面度、光刻衬垫料分布密度和玻璃厚度，样品的抗挤压能力可分别提高46.1%、30%和23.1%。

实验结果可为业界进一步提高产品质量提供依据。

关键词：LCD；黄斑；光刻衬垫料；原因分析引言随着科学技术的飞速发展，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)以其低功耗、高图像质量和轻量化等诸多优点逐渐取代了传统显示器。

各种LCD面板公司都致力于提高产品的显示质量。

其中，“黄斑”作为显示行业中常见的降低画质的原因之一，受到了研究人员的广泛关注。

一、LCD工艺中黄斑不良的原因薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display)， TFT-LCD是英文前缀的缩写。

薄膜晶体管液晶显示技术是微电子技术与液晶显示技术的巧妙结合。

单晶硅的微电子精细加工技术移植到薄膜晶体管(TFT)数组的处理在大面积玻璃,然后阵列基板和颜色过滤膜的另一个底物结合成熟的液晶显示器(LCD)技术形成液晶单元,然后经过偏光镜涂层等后处理，最终形成液晶显示器件。

简而言之，TFT-LCD 屏幕可以看作是两个玻璃基板，中间夹着一层液晶。

上部玻璃基板配备滤色片，而下部玻璃则嵌入晶体管。

TFT-LCD白画面边缘发青不良机理分析及改善研究

２０１７年１１月第３８卷第６期
Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓ＂ｒｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
电子工艺技术
匾
Hale Waihona Puke ｄｏｉ：１０．１４１７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ３４７４．２０１７．０６．０１４
ＸＩＮＬｉｗｅｎ，ＰＡＮＸｉｎｈｕａ，ＦＡＮＧＹｅｚｈｏｕ．ＺＨＡＯＳｈｅｎｇｗｅｉ．ＺＨＡＮＧＸｉａｏｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＷｅｎｌｏｎｇ．ＺＨＡＮＧＷｅｉ，
ＴＦＩ－一ＬＣＤ白画面边缘发青不良机理分析及改善研究
辛利文，潘信桦，方业周，赵生伟，张小凤，张文龙，张伟，石天雷
（鄂尔多斯｜Ｉｉ源盛光电有限责任公司，内蒙鄂尔多斯０１７０００）
摘要：ＴＦＴ — ＬＣＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ — ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）在显示白面面的时候，屏幕边缘有发青的现象，这种不良现象严重影响人们的观赏感受，需要将这种不良进行改善。经过分析得知，ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板的层间介质层（ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｄｉｅｌｅｃ，ｔｒｉｃｓ，ＩＬＤ）的氢化氮化硅（ＳｉＮ：Ｈ）薄膜厚度偏薄，致使ＴＦＴ基板的蓝光透过率偏大．从而导致Ｔｒｒ — ＬＣＤ在显示白画面时，白光中蓝色光的比例偏大，最终出现发青现象。通过增ＪｌｌｌＳｉＮ：Ｈ薄膜的沉积厚度及减少ｓＤ（ＳｏｕｒｃｅａｎｄＤｒａｉｎ）干法刻蚀时间，使无ｓＤ覆盖的ＩＬＤ膜层的ＳｉＮＨ薄膜厚度增加，减小了ＴＦＴ基板的蓝光透过率，最终ＴＦ１，Ｉ１一ＬｃＤ的白面面颜色均匀，无发青现象。关键ｉ４：薄膜晶体管液晶显示；层问介质层；氢化氮化硅；透过率；青色

TFT-LCD行业异物不良改善研究

第３２卷㊀第１０期２０１７年１０月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３２㊀N o ．１０㊀O c t ．２０１７㊀㊀收稿日期:２０１７Ｇ０４Ｇ０６;修订日期:２０１７Ｇ０６Ｇ１１．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :l i gu a n c h a o ＠b o e ．c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０１７)１０Ｇ０７８７Ｇ０７T F T ＧL C D 行业异物不良改善研究黎关超,王㊀超,何㊀伟,刘㊀坤,沈㊀水,曾小强(北京京东方显示技术有限公司C E L L 生产运营部,北京１００１７６)摘要:在T F T ＧL C D 行业,异物对产品品质的影响约占９５％,直接关系到企业效益.因此,如何有效控制异物影响成为业内各大企业不断探索的课题.本文分析了C e l l 异物的成因和分类,并通过人员作业改善㊁设备改善㊁原辅材改善㊁处理方法改善㊁环境改善㊁维修改善等方面研究了异物改善的方向.研究表明,技术手段升级和现场管理强化结合对异物不良改善有重要作用,使C e l l 异物不良整体降低０．８４％.关㊀键㊀词:L C D ;异物;人员作业;设备;原辅材;处理方法;环境;维修中图分类号:T N ８７㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０１７３２１０．０７８７R e s e a r c ha n d i m pr o v e m e n t o f p a r t i c l e d e f e c t i nT F T ＧL C D i n d u s t r yL IG u a n Ｇc h a o ,WA N GC h a o ,H E W e i ,L I U K u n ,S H E NS h u i ,Z E N G X i a o Ｇq i a n g(C E L L M a n u f a c t u r i n g D e p a r t m e n t o f B e i j i n g B O E D i s p l a y T e c h n o l o g y CO ．,L t d ．B e i j i n g １００１７６,C h i n a )A b s t r a c t :I n t h eT F T ＧL C Di n d u s t r y ,t h e i m p a c t o n t h e q u a l i t y o f p a r t i c l e i s a b o u t ９５％a n dd i r e c t l yr e l a t e s t o t h e e f f e c t i v e n e s s o f e n t e r p r i s e s ．T h e r e f o r e ,h o wt o e f f e c t i v e l y c o n t r o l t h e i m p a c t o f p a r t i c l e h a s b e c o m e a no n g o i n g t o p i c i n t h e i n d u s t r y ．T h i s p a p e r a n a l yz e s t h e c a u s e s a n dc l a s s i f i c a t i o no fC e l l p a r t i c l e ,a n d s t u d i e s t h e d i r e c t i o no f p a r t i c l e t h r o u g h t h e i m p r o v e m e n t o f o p e r a t i o n ,e q u i pm e n t ,r a w a n d a u x i l i a r y m a t e r i a l ,h a n d l i n g m e t h o d ,e n v i r o n m e n t ,r e p a i ra n do t h e ra s pe c t s ．T h er e s u l t ss h o w t h a t t h e c o m b i n a t i o n of t e c h n i c a lm e a n s a n d s i t em a n ag e m e n th a v e a ni m p o r t a n t e f f e c t o n t h e i m pr o v e Ｇm e n t o f p a r t i c l e ,a n dm a k eC e l l p a r t i c l e r e d u c e ０．８４％．K e y wo r d s :L C D ;p a r t i c l e ;p e r s o n n e lo p e r a t i o n s ;e q u i p m e n t ;r a w a n da u x i l i a r y m a t e r i a l ;p r o c e s s i n g m e t h o d ;e n v i r o n m e n t ;r e pa i r １㊀引㊀㊀言㊀㊀近年来,T F T ＧL C D 技术以其低工作电压㊁低功耗㊁低辐射㊁低空间占用率以及轻㊁薄㊁美观等优势,已逐步完全取代C R T 技术[１].作为T F T ＧL C D 行业的第一大不良:异物不良,对产品品质的影响约占９５％[２],直接关系到企业效益.异物不良,是指在生产中存在于空气以及设备当中的微观粒子,在T F T ＧL C D 生产过程中,吸附于基板. All Rights Reserved.表面,影响基板的导光,致使T F TＧL C D产生的微观不良,影响产品品质.异物不良的改善和管控是每一个液晶面板厂家面临的重大挑战.本文通过分析异物不良的分类和成因机理,并通过生产实践中人员作业改善㊁设备改善㊁原辅材改善㊁处理方法改善㊁环境改善㊁维修改善等方面研究了异物改善的方向,收集了大量的数据,创建了一整套系统的改善异物不良的管控模式.２㊀异物不良分类在A r r a y㊁C F以及C e l l的各工序生产过程中,异物不良根据发生位置和S i z e的不同表现出不同的不良,大致可以分为以下几类(如表１)[３]:第一类:异物落在G a t e/D a t a/C o mm o n线上或交点处,造成线不良,如S h o r t㊁O p e n㊁R e m a i n 类等;第二类:异物S i z e较小,落在像素区,影响该区域的液晶偏转从而形成S级亮点或暗点类不良;第三类:异物S i z e较大,落在P a n e l内部,形成有G a p性的不良,点灯表现为带晕状不良,晕分别呈黄色㊁白色及黑色,判定为圆形P a r t i c l e和黑白点;第四类:异物呈散状或线性分布,判定为线性P a r t i c l e㊁Z a r aP a r t i c l e和散状P a r t i c l e[４].表１㊀异物造成的不良分类T a b．１㊀A d v e r s e c l a s s i f i c a t i o n c a u s e db yp a r t i c l e第一类第二类第三类第四类点灯照片F A照片３㊀异物发生源头分析异物不良大小通常都在数微米至数百微米之间,在洁净间各处均有可能发生.按照其发生来源,可分为以下几类:(１)人员:现场作业人员由于作业习惯㊁作业手法等方面存在的差异,在实际的作业中都会存在各种各样的问题[５](如图１).有些是共性的,有些是个性的,各种各样问题的存在,都有可能在一定程度上导致异物的高发.图１㊀人员作业不良习惯F i g．１㊀B a dw o r k i n g h a b i t s (２)设备:设备长期运转过程中易造成磨损,带入基板后形成异物不良,这需要日程工作加强点检,及时发现和处理.除此之外,清洗设备是异物改善的关键,是重中之重.主要原因:一是清洗设备主要作用是清洗异物,清洗设备清洗能力的强弱直接关系异物去除[６];二是湿法清洗设备极易受微生物污染:基板表面的异物被D I W清洗后易在清洗设备的T a n k和管道堆积,形成微生物(如图２),而微生物在适宜的环境中会以几何倍数迅速繁殖;微生物积累较多后,会不断析出,易导致线性异物高发(短时间快速析出)和圆形异物偏高(长时间缓慢析出).图２㊀设备内微生物F i g．２㊀M i c r o o r g a n i s m s i ne q u i p m e n t (３)材料:生产过程使用的各项原材料(如液晶㊁P I液㊁S e a l胶等)以及穿戴的辅材(如无尘服㊁无尘鞋㊁头套等)的洁净度也是异物的一个重要来源,需要在生产过程中严格管控原辅材的洁净度.８８７㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.表２㊀液晶洁净度管控基准T a b．２㊀C l e a n l i n e s s c o n t r o l b e n c h m a r ko f l i q u i d c r y s t a l S i z e/μm C l e a n l i n e s s/(e a/m L)ȡ０．５＜１０ȡ１．０＜８ȡ２．０＜５ȡ５．０不可有(４)处理方法:在生产过程中,对相同事件的采取不同的处理方法,通常会导致不同的影响,例如碎片处理方法㊁物料准备手法等.以碎片异常为例(如图３),碎片发生时,基板碎裂形成各种粒径的玻璃碎屑,位置非常分散而且部分碎屑由于粒径较小难以被肉眼发现;同时,在碎片处理的过程中,人员大量进出设备,作业幅度较大,对异物发生率也会发生不利影响.在这个异常处理过程中,选择和运用合适的方法,对减少异常带来的影响有着重要的意义.图３㊀碎片异常F i g．３㊀A b n o r m i t y o f f r a g m e n t (５)环境:环境可分为洁净间大环境和设备内小环境.目前洁净间大环境保持较高洁净度方式主要为:厂房F F U(F a nF i l t e rU n i t,风机过滤机组)按一定速率向环境吹气,并通过回风夹道的回气带动洁净间空气的循环和净化[７].设备内E F U(F a nF i l t e rU n i t i nE q u i p m e n t,安装于设备内的风机过滤机组)与F F U作用相同,通过气流循环来净化设备内空气,但是由于空间较狭窄,气流循环不畅时易形成局部涡流.因此,环境本身的洁净度以及自我净化的速度对异物的形成㊁转移和净化有着重要的影响.图４㊀洁净间气流循环F i g．４㊀A i r c i r c u l a t i o n i n c l e a n r o o m４㊀异物改善研究如上所述,异物主要受人员作业㊁设备㊁原辅材㊁处理方法㊁环境等因素影响;另一方面,通过出货端的维修改变异物的大小和高度,提升基板等级,对异物改善也有重要的意义.４．１㊀人员作业改善T F T行业虽然自动化程度很高,但是在部分工艺人员作业还是比较频繁的,为了尽量避免人员间差异化作业导致的异物高发,这就需要给现场作业人员制定统一标准,实现作业标准化[８].图５㊀C e l lA S S Y换液晶后异物不良趋势F i g．５㊀P a r t i c l e t r e n da f t e r c h a n g i n g l i q u i dc r y s t a l i nC e l lA S S Y备注:以换液晶后前５个L o t平均发生率(α)与整批次发生率(A V E)比较:αȡ３倍A V E,严重高发;１．５倍A V Eɤαɤ３倍A V E,一般高发;α＜１．５倍A V E,不高发．本论文的创新之处在作业标准化的实施上:设立专业性的稽查组织,专门负责各项措施的落实情况.对稽查人员严格培训,提升稽查人员的技能,并对人员定期考核.另一方面,在监督措施的实施过程中,不断对现场的作业人员进行教育９８７第１０期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀黎关超,等:T F TＧL C D行业异物不良改善研究. All Rights Reserved.和改善,促使其提高洁净意识,向标准化作业看齐;同时,通过对比发现和梳理流程中的不足,不断优化和改善流程.如图５所示,标准化和专项稽查实施后,人员作业对异物不良影响显著降低.４．２㊀设备改善从提升设备清洗能力和减少微生物污染两方面进行异物改善.４．２．１㊀提升设备清洗能力 H P M JH P M J(超高压微细颗粒喷淋清洗)是一种利用高压泵将水加压后用特殊N o z z l e喷出的超强清洗能力的设备,对S级(１~３μm)P a r t i c l e有较强的清洗能力,对高P P I产品清洗效果更好,能大幅提升清洗能力.其与一般清洗模组的区别如表３所示.表３㊀H P M J与一般清洗模组技术对比T a b．３㊀T e c h n i c a l c o m p a r i s o nb e t w e e nH P M Ja n do r d i n a r y c l e a n i n g u n i t s模组技术对比H P M J高压:８~１４M P a 高均匀性:超精密N o z z l e,使喷出水雾达到２１μm量级去静电:高压P u m p产生离子,去除静电R i n s e０．１~０．５M P a 普通P V C N o z z l e,竖直水柱在导入H P M J设备后,异物发生率T r e n d如图６所示,显著降低.图６㊀H P M J改善效果F i g．６㊀E f f e c t o fH P M J ４．２．２㊀减少微生物污染[９] K OH清洗对于微生物的污染去除,一般是采取氧化剂(如H２O２)将其氧化析出或者加入催化剂(如K O H)促进微生物分解析出.在实际生产中,H２O２类氧化剂对微生物去除效果有限,本论文着重研讨了K O H清洗的方法和周期对微生物污染的去除效果.４．２．２．１㊀K O H清洗方法以１６％浓度的K O H洗剂稀释后倒入T a n k,然后循环冲洗１h,排掉碱液并用D I W(D e i o n i z e d w a t e r,去离子水)循环冲洗３０m i n,排掉废液并更换D I W F i l t e r;重复以上流程多次(视P M时间合理安排).为避免冲洗掉的微生物堵塞N o z z l e,可在清洗前将N o z z l e卸下用超声波清洗.在K O H清洗过程中,可导入高压水枪(水压:１０M P a)冲洗K O H清洗不足的地方(腔室内角落和管道连接处等),协助提升K O H清洗效果.另外,在D I W循环冲洗的过程中,先用T a n k３(直纯水)冲洗管道,最后阶段用T a n k１/２(循环水)冲洗管道,更有利于K O H清洗后废液排除,如图７所示.直纯水冲洗路径循环水冲洗路径图７㊀D I W循环冲洗F i g．７㊀C i r c u l a t i n g w a s h i n g o fD I WK O H清洗后效果如图８所示.图８㊀P IK OH清洗改善效果F i g．８㊀E f f e c t o fK OHc l e a n i n g i nP I ４．２．２．２㊀K O H清洗周期管道经K O H清洗后在一定时间内管道洁净度大幅提升,对异物不良降低有较大意义.但随０９７㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.着时间积累,会在清洗设备的管道内再次聚集微生物,形成新的隐患.而每次K OH清洗的时间较长(＞１２h),对产能有较大影响.制定合适的清洗周期,减少对产能影响同时保证K O H清洗效果的持续性有着重要的意义.以A S S YP H２为研究对象,３２I n c h各型号为研究型号,观察和分析K OH清洗前后的数据变化趋势,结果如图９所示.图９㊀P IK OH清洗改善效果F i g．９㊀E f f e c t o fK OHc l e a n i n g i nA S S Y由以上研究可知,当K O H清洗后第５个月时数据开始恶化,K O H清洗周期制定为１次/４个月.４．３㊀原辅材改善从原材和辅材两个方面进行改善.４．３．１㊀原材以液晶为例,分析原材对异物影响.在生产实践中,不同厂家的液晶在同一款产品的异物发生率有较大的差异.通过和厂家共同检讨,推动S O P标准的制订优化和实施㊁洁净辅材的升级㊁作业细节的优化㊁生产布局的调整等措施(如图１０),提升液晶生产环境的洁净度并减少制成过程的污染,对减少原材造成的异物有重要的意义(如图１１).图１０㊀液晶原材改善措施F i g．１０㊀I m p r o v e m e n tm e a s u r e s o f l i q u i d c r y s t al图１１㊀液晶原材改善效果F i g．１１㊀I m p r o v e m e n t e f f e c t o f l i q u i d c r y s t a lm a t e r i a l ４．３．１㊀辅材洁净间穿戴的洁净辅材直接与环境和设备接触,在人员进行物料更换或日常清洁等作业时有L i n t异物掉落风险,其中以无尘服影响最大.原使用的百级无尘服是衣帽分离的,人体身上的异物极易从衣帽连接处散发出去.本研究使用全新理念设计:衣帽一体的十级无尘服,并将无尘服面部开孔率缩减４０％,制造出洁净度更高㊁对异物管控更为严格的新型无尘服,差异数据见表４.表４㊀百级和十级无尘服差异比较T a b．４㊀D i f f e r e n c e b e t w e e n o n e h u n d r e d a n d t e nc l e a n c l o t h e s差异比较十级无尘服百级无尘服衣帽设计连体分离面料２．５mm白面格５mm白面格口罩增加单层口罩无空气中发尘量ɤ５０个/(f t)３ɤ４００个/(f t)３十级无尘服导入后,L i n t类不良直线下降,如图１２所示.图１２㊀十级无尘服设计及对异物影响F i g．１２㊀D e s i g no f t e nc l e a nc l o t h e s a n d i t s i n f l u e n c eo n p a r t i c l e１９７第１０期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀黎关超,等:T F TＧL C D行业异物不良改善研究. All Rights Reserved.４．４㊀处理方法改善以碎片为例,研究不同处理方法对异物的影响.碎片发生时,基板碎裂形成各种粒径的玻璃碎屑,位置非常分散而且部分碎屑由于粒径较小难以被肉眼发现;同时,在碎片处理的过程中,人员大量进出设备,作业幅度较大,对异物发生率也会发生不利影响.通过研究,发现:制定并优化碎片流程,优化碎片处理工具(导入真空吸管转接头等),尤其是增加D u mm y流品数量对减少碎片导致的异物不良有重要意义.(如图１３所示,以碎片后５个L o t异物平均发生率作比较)经过测试,碎片后进行８０s hD u mm y流品可最大程度减少碎片异常影响.图１３㊀D u mm y流品对碎片改善效果F i g．１３㊀I m p r o v e m e n te f f e c to ff r a g m e n t a t i o n w i t hd u mm y f l o w４．５㊀环境改善在环境改善的过程中,易遇到局部区域负压的难题:气流方向从洁净间３F４F,存在气流紊乱㊁环境中异物随气流移动进入设备进而带入最终产品中的风险.导入强排地板(A C F,A c c e s s f l o o rC h e m i c a l F i l t e r u n i t)可解决局部气流逆流的难题(如图１４).图１４㊀强排地板构造和原理F i g．１４㊀C o n s t r u c t i o na n d p r i n c i p l e o fA C F强排地板是将空气过滤器安装于地板内部形成一体化结构的新型工具,主要是利用内置风扇高速旋转的作用改变气流的走向,从而达到改善洁净间和设备的偏流现象及换气量,还可清除异味,气体㊁颗粒等污染物.其构造及原理和实际应用效果如图１５所示.图１５㊀强排地板对气流改善效果F i g．１５㊀E f f e c t o f a i r f l o w w i t hA C F ４．６㊀维修改善维修是采取某种方式使异物发生形变使不良变小或者消失达到提级的目的[１０].本文所指的按压维修,就是采用压力研磨计,通过一定压力按压不良位置,使异物发生形变,从而使C e l l盒厚达到S p e c I n,实现不良级别N级提升到P/S/Q 级.在实际应用中,通过按压压力测试㊁优化维修工具㊁维修手法提升等举措,维修对良率的贡献保持在０．２０％左右(如图１６所示).图１６㊀异物按压维修原理及对良率贡献F i g．１６㊀P r i n c i p l ea n dc o n t r i b u t i o nt o y i e l do f p r e s sr e p a i r f o r p a r t i c l e５㊀结㊀论通过以上研究和分析,我们总结出一套系统的改善异物的思路和方法.这套方法就是从人机料法环和维修改善等方面出发,将现场管理和技２９７㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.术手段结合.通过强化现场管理实现现有能力的最大化:强化现场人员管理降低人员作业影响,认真实施管道清洗方案并不断优化,对原辅材的洁净度加强管控减少原辅材影响,对维修人员的手法加强管控和教育;同时通过开拓和创新新的技术手段将现有能力提升至一个新的水平:导入清洗能力更强的清洗设备,导入更优的管道清洗设备和微生物预防设备,导入更优的气流监控设备,检讨和导入更优的维修设备.通过这套管理和技术结合的思路和方法,在一年半的时间内实现C e l l 异物由１．４８％降低至０．６４％,降低０．８４％,年收益达４８００万人民币左右,大力的提高企业的效益和竞争力.为了生产出更低的异物不良产品,需要管理者从管理和技术双方向努力研究,深耕细分㊁颠覆创新,这也是本研究最有意义和最具价值的地方.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀彭志红,袁野,林韵英,等．国内液晶显示技术的发展概况[J ]．电视技术,２０１３,３７(S ２):４２５Ｇ４２６．P E N GZH ,Y U A NY ,L I NYY ,e t a l ．D e v e l o p m e n t r e v i e wo f c r y s t a l l i q u i d d i s p l a y i nC h i n a [J ]．V i d e oE n gi n e e r Ｇi n g ,２０１３,３７(S ２):４２５Ｇ４２６．(i nC h i n e s e )[２]㊀张钟石,高章飞,刘俊豪．一种新型T F T ＧL C D 行业异物监控与反馈系统[C ]//２０１４中国平板显示学术会议．南京:中国光学学会电子行业协会液晶分会,中国物理学会液晶分会,中国电子学会,２０１４:４６２Ｇ４６５．Z HA N GZS ,G A O ZF ,L I U J H．A n e wt y p eo f f o r e i g n T F T ＧL C Di n d u s t r y m o n i t o r i n g a n df e e d b a c ks y s t e m [C ]//C h i n e s eF P DC o n f e r e n c e ．N a n j i n g :T h eC h i n e s e I n s t i t u t e o fE l e c t r o n i c s ,２０１４:４６２Ｇ４６５．(i nC h i n e s e )[３]㊀叶超前,钮曼萍,王祥臻,等．T F T ＧL C D 行业P a r t i c l e 管控和改善方法研究[J ]．电子世界,２０１６(１４):１９８Ｇ１９９．Y EC Q ,N I UM P ,WA N G XZ ,e t a l ．R e s e a r c ho nP a r t i c l e c o n t r o l a n d i m pr o v e m e n tm e t h o d i nT F T ＧL C D i n d u s Ｇt r y [J ]．E l e c t r o n i c sW o r l d ,２０１６(１４):１９８Ｇ１９９．(i nC h i n e s e )[４]㊀刘利萍,吴涛,刘俊豪,等．小尺寸F F S 产品Z a r a 分析与改善研究[J ]．液晶与显示,２０１４,２９(５):６９７Ｇ７０２．L I U LP ,WU T ,L I UJ H ,e ta l ．A n a l y s i sa n di m pr o v e m e n to f s m a l l s i z eF F S m o d eZ a r ad e f e c t [J ]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１４,２９(５):６９７Ｇ７０２．(i nC h i n e s e )[５]㊀杨宏强．现场管理的常用方法及其特点[J ]．管理工程师,２０１２(３):４Ｇ１１．Y A N G H Q．C o mm o nm e t h o d s a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f f i e l dm a n a g e m e n t [J ]．M a n a g e m e n tE n gi n e e r ,２０１２(３):４Ｇ１１．(i nC h i n e s e)[６]㊀刘承恒．液晶显示器的清洗技术[J ]．洗净技术,２００４,２(３):３８Ｇ４７．L I U C H．L C Dc l e a n i n g t e c h n o l o g y (１)[J ]．C l e a n i n g T e c h n o l o g y ,２００４,２(３):３８Ｇ４７．(i nC h i n e s e )[７]㊀元荣载,李丽,李政良．通过L C D 洁净间气流改善提升良品率[J ]．洁净与空调技术,２０１２(１):９Ｇ１３．Y U A N RZ ,L I L ,L I ZL ．I n c r e a s eT F TL C D y i e l db y i m pr o v e m e n t o f c l e a n r o o ma i r f l o w [J ]．C o n t a m i n a t i o nC o n Ｇt r o l&A i r ＧC o n d i t i o n i n g T e c h n o l o g y ,２０１２(１):９Ｇ１３．(i nC h i n e s e )[８]㊀李朝晖．现代企业成本管理存在的问题及应对策略[J ]．商场现代化,２００７(４):１４９Ｇ１５０．L I Z H．P r o b l e m sa n dc o u n t e r m e a s u r e so fm o d e r ne n t e r p r i s ec o s tm a n a ge m e n t [J ]．M a r k e tM o d e r n i z a t i o n ,２００７(４):１４９Ｇ１５０．(i nC h i n e s e)[９]㊀金颖珊．浅谈室内微生物污染及防治[J ]．生物技术世界,２０１５(１０):３４．J I N YS ．O n i n d o o rm i c r o b i a l c o n t a m i n a t i o n a n d i t s p r e v e n t i o n a n d c u r e [J ]．B i o t e c hW o r l d ,２０１５(１０):３４．(i nC h i Ｇn e s e)[１０]㊀王新新,徐江伟,邹伟金,等．T F T ＧL C D 缺陷检测系统的研究[J ]．电子测量与仪器学报,２０１４,２８(３):２７８Ｇ２８４．WA N G XX ,X UJW ,Z O UWJ ,e t a l ．R e s e a r c h o n d e t e c t i o n s y s t e mf o rT F T ＧL C Dd e f e c t s [J ]．J o u r n a l o f El e c Ｇt r o n i cM e a s u r e m e n t a n dI n s t r u m e n t ,２０１４,２８(３):２７８Ｇ２８４．(i nC h i n e s e)作者简介:黎关超(１９８４－),男,湖北通城人,硕士,高级工程师,主要从事液晶显示面板的产品良率监控及不良解析和改善工作.E Ｇm a i l :l i gu a n c h a o ＠b o e ．c o m．c n ３９７第１０期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀黎关超,等:T F T ＧL C D 行业异物不良改善研究. All Rights Reserved.。

TFTLCD光致发绿不良改善、机理分析及研究

收稿日期 :２０１８Ｇ０８Ｇ０７;修订日期 :２０１８Ｇ１１Ｇ０７．
∗ 通信联系人 ,EＧmail:wangdong_dt＠boe．com．cn２液晶与显示第 Nhomakorabea３４卷
effectivelyimprovethelightＧcausedgreen MuraofTFTＧLCDproducts,especiallythemethod (１)．In thispaper,theRGBcolorresincomponentmanagementstandardandtheFab．/Lab．evaluationsystem ofthelightＧcausedgreen muraaresetup,thetheoreticalguidanceforsubsequentcolorresinisalso established． Keywords:TFTＧLCD;LightＧcausedgreen Mura;colorresin;phthalocyanine;dielectriclossfactor
Improvement,mechanismanalysisandresearchof TFTＧLCDlightＧcausedgreen Mura
WANG Dong∗ ,ZHANGSiＧkai,WANGJiＧyu,YUANJianＧfeng, WU HongＧjiang,HONG YongＧtai,CHEN WeiＧtao
第３４卷第１期２０１９年１月
液晶与显示
ChineseJournalofLiquidCrystalsandDisplays
Vol．３４ No．１
Jan．２０１９
文章编号 :１００７Ｇ２７８０(２０１９)０１Ｇ０００１Ｇ０６

TFT-LCD白点不良机理研究及改善

第36卷第3期2021年3月液晶与显示Chinese Journal of Liquid Crystals and Display;Vol.36 No.3Mar. 2021文章编号：1007-2780(2021)03-0405-06TFT-LCD 白点不良机理研究及改善刘信"，高玉杰1，郭坤1，杨志1，程石：，林鸿涛2,毛大龙：，盛子沬：，赵剑1，吴伟：，郭会斌江鹏1(1.武汉京东方光电科技有限公司，湖北武汉430040；2.北京京东方显示技术有限公司，北京100176)摘要:TFT 基板四道掩膜版工艺可提升产能，但其带来的产品品质困扰着各工厂，白点不良即为四道掩膜版工艺产生°本文通过直流实验探究了白点产生的原因；采用光照实验和高温实验，研究了白点产生的机理，同时利用工艺调整来改善白点不良°结果表明，有源层膜质存在异常，其导电性不同导致了反冲电压(A V p)的差异，最佳公共电压的不同形成白点不良°栅极和源极耦合电容越小，即硅边宽度越小，白点越少，直至消失°子像素存储电容越大，钝化层厚度(PVX) 由600 nm 减小到400 nm,白点不良程度可减轻1个等级°通过工艺调整，将硅边宽度降低到1.2 y m ，可解决四道掩膜版工艺导致的白点问题。

该研究对于产品品质和收益的提升以及后续产品开发提供了有效的解决方法及参考° 关键词：白点；反冲电压；Staebler-Wronski 效应中图分类号:TN873+.93;TN321+.5 文献标识码:A doi ：10.27188/CJLCD.2020-0153Mechanism research and improvement ofTFT-LCD white dotLIU Xin 1 * , GAO Yu-ie 1 , GUO Kun 1 , YANG Zhi 1 , CHENG Shi 1 , LIN Hongtao 2 , MAO Da-long 1 , SHENG Zi-mo 1 , ZHAO Jian 1 , WU Wet , GUO Hui-bin 1 , JIANG Peng 1收稿日期：202-06-13 ；修订日期：20201007.* 通信联系人,E-mail : liuxin_cq@ (1. Chongqing BOE Optoelectronics Technology Co . ? Ltd . , Wuhan 430040 , China ；2. Beijing BOE Display Technology Co ., Ltd ., Beijing 100176 , China )Abstract : The 4 mask process of TFT substrate can improve production capacity , but it also bringsthe problemsin product quality. For example , the 4 mask process can generate white dot defects. The causes of white dots is explored through DC experiment. The mechanism of white dots is studied by il lumination experiment and high temperature experiment , and the white dots defects are improved byprocess adjustment. The mechanism of white dots defects is that the conductivity of active layer is dif ferent due to SW effect, resulting in different feedthrough voltage (A V p ) , and the difference of opti mal V com leads to white dots defects. With the gate and drain electrode signal coupling capacitance C gs becaming smaller (i.e . the smaller active tail width) , the white dots gradually decrease until they dis-406液晶与显示第36卷appear.With the pixel storage capacitor C st becoming larger,the insulation layer thickness(PVX)is reduced from600nm to400nm,and the degree of white dots defects can be reduced by1level.After the process adjustment,the width of active tail is reduced to1.2“m,which can solve the white dots problem caused by4mask process.This work provides effective solutions and references for the improvement of product quality and benefits as well as subsequent product development.Key words:white dot；feedthrough voltage；SW effect1引言随着生活水平提升，人们对显示器的品质需求越来越高，高分辨率、高刷新频率、高对比度、高亮度等高端产品逐渐占领市场。

TFT-LCD摩擦工艺过程中静电放电不良分析及改善设计

ＥＳＤ引起的不良现象主要表现为画面显示异常（ＡｂｎｏｒｍａｌＤｉｓｐｌａｙ）、亮暗线（ＬｉｎｅＤｅｆｅｃｔ）、亮暗点不良（ＤｏｔＤｅｆｅｃｔ）等。ＥＳＤ是行业的顽疾，是影响良率的重要因素，除了在生产制造过程中，加强生产管理和除静电设施的使用外［３］，预先防止的设计也是非常重要的。［４－７］
摩擦取向工艺是液晶成盒阶段比较重要的工序，至今仍然是各类液晶显示器制造过程中使用最广泛的取向技术。［２］摩擦具体工艺就是摩擦设备将基板真空吸附在基台上，一边转动滚筒，一边使基台移动进行摩擦。由于摩擦取向工艺是通过物理摩擦的方式，所以极其容易引入静电，当静电积累到一定程度后释放就会引起相应的不良。
第３４卷第８期
液晶与显示
２０１９年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓａｎｄＤｉｓｐｌａｙｓ
Байду номын сангаасＶｏｌ．３４Ｎｏ．８
Ａｇｕ．２０１９
文章编号：１００７－２７８０（２０１９）０８－０７３３－０６
ＴＦＴ－ＬＣＤ摩擦工艺过程中静电放电不良分析及改善设计
本文以摩擦取向工艺过程中的不良分析为出发点，通过设计方案优化进而提升液晶面板抗静电能力作为主要论述内容。
下确认了此过孔位置的俯视图和断面图。图３和图４为过孔位置的俯视图和断面图。俯视图和断面图进一步说明，连接过孔位置确实存在桥接金属断裂问题。

tft-lcd四角发黑mura的研究与改善

第３５卷㊀第２期２０２０年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３５㊀N o ．２㊀F e b ．２０２０㊀㊀收稿日期:２０１９Ｇ０６Ｇ１３;修订日期:２０１９Ｇ１０Ｇ２３．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :c a o b i n b i n ＠b o e ．c o m．c n文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０２０)０２Ｇ０１２２Ｇ０６T F T ＧL C D 四角发黑M u r a 的研究与改善操彬彬∗,刘幸一,陈㊀鹏,彭俊林,杨增乾,安㊀晖,汪㊀弋,栗芳芳,陆相晚,刘增利,李恒滨(合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥２３０００１)摘要:研究了一种长期T HO 信赖性过程中产生的四角发黑M u r a .由于该M u r a 在T F T 膜面可见,本文重点模拟分析了T F T 侧在信赖性过程中电容的变化,确定了不良是存储电容(C s t )变化引发的电学不良,其机理为水汽不断进入第二绝缘层(P V X ２),C s t 持续增大,进而造成了T F T ＧL C D 像素充电电压和灰阶的降低.通过降低沉积压强和提高S i /N 比,P V X ２膜层致密性和阻水性加强,模拟信赖性测试中电容的变化由１９．６％降至０．５％,成功解决了该不良,避免了信赖性风险,提升了产品品质.关㊀键㊀词:M u r a;信赖性;氮化硅;阻水;电容;灰阶中图分类号:T N ３２１＋．５㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０２０３５０２．０１２２R e s e a r c ha n d i m pr o v e m e n t o f d a r k c o r n e rM u r a i nT F T ＧL C D C A OB i n Ｇb i n ∗,L I U X i n g Ｇy i ,C H E NP e n g ,P E N GJ u n Ｇl i n ,Y A N GZ e n g Ｇqi a n ,A N H u i ,WA N G Y i ,L IF a n g Ｇf a n g ,L U X i a n g Ｇw a n ,L I UZ e n Ｇl i ,L IH e n gＧb i n (H e f e iX i n s h e n g O p t o e l e c t r o n i c sT e c h n o l o g y C o ．,L t d ．,H e fe i ２３０００１,C h i n a )A b s t r a c t :T h ed a r kc o r n e rM u r a p r o d u c e d i n t h e l o n g Ｇt e r m p r o c e s so fT HOr e l i a b i l i t yi s s t u d i e d ．B e Ｇc a u s e t h eM u r a i sv i s i b l eo nt h eT F Tf i l m s u r f a c e ,t h ec a p a c i t a n c ec h a n g e i n T F Ts i d ed u r i n g t h e p r o c e s s o f r e l i a b i l i t y i sm a i n l y s i m u l a t e d a n d a n a l yz e d ,a n d i t i s d e t e r m i n e d t h a t i t i s a k i n do f e l e c t r i Ｇc a l d e f e c t c a u s e d b y t h e c h a n g e o f C s t ．T h em e c h a n i s mi s t h a tw a t e r c o n t i n u o u s l y e n t e r s i n t o t h e P V X ２f i l ma n d C s t i n c r e a s e s a t t h e s a m e t i m e s ,r e s u l t i n g i nt h e r e d u c t i o no f t h e c h a r g i n g v o l t a g ea n d g r a y s c a l e o fT F T ＧL C D p i x e l s ．A f t e r i m p r o v i n g t h e c o m p a c t n e s s o fP V X ２f i l mb y d e c r e a s i n gpr e s s u r e a n d i n c r e a s i n g S i /Nr a t i o i nt h ed e p o s i t i o n p r o c e s s ,t h ec h a n g eo f c a p a c i t a n c ed e c r e a s e s f r o m １９．６％t o ０５％i n t h e s i m u l a t i o n r e l i a b i l i t y t e s t b e c a u s e o f t h e b e t t e r c a p a b i l i t y ofw a t e r r e s i s t a n c e ,w h i c h s u c Ｇc e s s f u l l y s o l v e s t h e p r o b l e m ,a v o i d s t h e r i s k i n t h e r e l i a b i l i t y t e s t a n d i m p r o v e s t h e p r o d u c t q u a l i t y．K e y wo r d s :M u r a ;r e l i a b i l i t y ;S i N x ;w a t e r r e s i s t a n c e ;c a p a c i t a n c e ;g r e y１㊀引㊀㊀言㊀㊀随着人们对T F T ＧL C D 品质要求的不断提高,为进一步降低产品的品质风险,我们在信赖性测试过程中非常重视检测屏幕出现的M u r a 类不良[１Ｇ２].M u r a 一词源自日语,是液晶面板生产过程中出现的各种色斑类不良现象总称,主要表现为有效显示区域内亮度或者颜色显示不均匀.关于M u r a 的产生原因,大致可以分为电学性和光学性两种.其中,光学性M u r a 是指由液晶分子排布㊁液晶纯度㊁液晶盒厚或彩色滤光片颜料纯度㊁比例及树脂材料和厚度等光学因素导致的显示画面灰度不均匀造成各种痕迹的现象;而电学性M u r a 是指在显示区域中,局部位置亚像素的电压与同期正常位置上亚像素的电压存在明显差异导致的灰度不均匀.本文针对一种在T F T ＧL C D 信赖性过程中出现的一种四角发黑M u r a,进行了大量测试和分析推理,并提出了比较切实可行的解决方案,与之相同的研究尚未见报道.图１㊀四角发黑M u r a 示意图.(a )２５d H T O 后;(b )５０dH T O 后.F i g．１㊀P h e n o m e n o no f d a r kc o r n e rM u r a ．(a )A f t e r ２５dH T O ;(b )A f t e r ５０dH T O．２㊀不良现象本文所述的四角发黑M u r a 发生在信赖性６５/９０的T HO (T e m p e r a t u r e H u m i d i t y O p e r a Ｇt i o n :温度６５ħ,湿度９０％)测试过程中,主要特征包括:(１)M u r a 初始发生位置固定在面板的４个角,随着信赖性时间的进一步增加,不良现象逐渐加重,H T O５０d 后M u r a 可扩散到整个屏幕的周边,如图１所示;(２)０灰阶不可见,１~２５５灰阶均可见;(３)M u r a 区域整体像素偏暗,像素未见闪烁;(４)通常发生在信赖性５００h 以后,随增加时间而不断恶化,长时间的老化如在６０ħ的老化炉放置３d 并不能使不良现象减轻.对现象进一步进行电学确认.调节驱动频率㊁V g l ㊁V g h 和V c o m 电压,不良现象均无变化.不加信号,旋转偏光片,不良现象消失.M u r a 区所测得的盒厚㊁扭曲角㊁预倾角等成盒工艺参数无明显异常.拆开M u r a 较严重的样品,并去除表面聚酰亚胺后观察膜面,如图２所示,T F T 侧可见对应的相同形状的M u r a ,而彩膜侧不可见,对现象的初步认定可见M u r a 与T F T 侧基板存在较大的关联性.图２㊀T F T 膜面不良现象示意图F i g．２㊀S c h e m a t i c o f d e f e c t p h e n o m e n o n i nT F Ts i d e ３㊀不良分析由于M u r a 发生在面板的角落和四周,正是封框胶对应的位置,由于封框胶的透湿性,这些地方在高温高湿的信赖性过程中会受到水汽的侵蚀而产生光学或电学的差异.为了进一步确定T F T 侧基板的变化会引发光学问题还是电学问题,分别测试了M u r a 区和正常区的T F T 透过率和T F T 特性,结果如图３所示.M u r a 处的全波段T F T 透过率和T F T 特性参数都没有产生很大的差异性,据此,基本可以判断不良并非T F T 膜层光学或者T F T 器件特性问题造成的.由T F T ＧL C D 的驱动原理可知[３],电学问题还有可能是在信赖性过程中T F T 电容的变化造成的.为此需要继续测试T F T 电容的变化以明确M u r a 产生的电学相关性.通常T F T 都会设计有用于监控各层介电常数的电容测试元件组(T E G ),其结构类似于简单的电容器,上下两层电极为非晶硅T F T 制造过程中使用的金属,即栅极(G a t e )㊁源漏极(S D )和两层氧化铟锡(I T O )电极,中间的介质包含栅极绝缘层(G I )㊁第一绝缘层(P V X １)㊁第二绝缘层(P V X ２)㊁有机树脂层(O R G )和非晶硅材质的有源层,如图４所示,４组电容T E G 的介质膜层分别为G I＋A c t i v e＋P V X ２㊁P V X ２㊁G I 和P V X １＋O R G＋P V X ２.将切３２１第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀操彬彬,等:T F T ＧL C D 四角发黑M u r a 的研究与改善(a)透过率曲线(a )T r a n s m i t t a n c e c u r v es(b )T F T I ＧV 曲线(b )T F T I ＧV c u r v e s图３㊀M u r a 区和正常区的特性对比F i g ．３㊀C h a r a c t e r i s t i cc o m pa r i s o no f M u r aa r e aa n d O Ka r e a割成小片的包含电容测试结构的T F T 基板置于相同的信赖性评价６５/９０H T O 腔室,以模拟T F T 膜层在环境中的变化(主要是水分的进入),每间隔１d 分别测试４组T E G 的电容值,并计算出６d 内的电容变化量,测试结果参见表１.从中可以看出,T E G A 和T E GC 的电容基本无变化,但T E GB 和T E GD 的电容都在过程中不断地增加,６d 后已分别上升了１９．６％和３３０．８％.由于电容和介电常数成正比,说明水汽已进入P V X ２和O R G 的膜层,造成了介电常数的增加(通常P V X ２的介电常数为６．１,水为８１,O R G 为３．３),进而引发电容的变化.且从趋势上看,若时间持续增加,水汽不断地进入膜层,电容变化势必还会继续攀升直至P V X ２和O R G 膜层完全失效.图４㊀不同电容T E G 结构示意图F i g ．４㊀S t r u c t u r es c h e m a t i co fd i f f e r e n tc a pa c i t a n c e T E G表１㊀电容T E G 测试结果T a b ．１㊀T e s t r e s u l t s o f c a pa c i t a n c eT E G T E G D i e l e c t r i c f i l m C a p a c i t a n c e c h a n g i n g ra t i o /％１d ２d ３d ４d ５d ６d A G I ＋A c t i v e ＋P V X ２０．１０．３０．４０．６０．７０．７BP V X ２１．０３．３７．９１１．６１５．８１９．６C G I－０．１０．００．００．００．００．０D P V X １＋O R G＋P V X ２６．１２８．３６４．４１４８．３２１６．４３３０．８㊀㊀从T E GD 纵向路径上分析,水汽若进入到有机树脂层体内并持续不断地被吸收,必须从上而下地贯穿了２I T O /P V X ２/１I T O 整个膜层.I T O 的透水性和有机树脂层的吸水性较易理解,因为磁控溅射生成的I T O 薄膜表面会有２０~５０n m 大小的孔隙[４](图５),水分子很容易透过;有机树脂以丙烯酸树脂等有机物材质为主体,物理特性上看的确具有一定的吸水性[５],但对于P V X ２,一般文献报导化学气相沉积法(P E C V D )制备的氮化硅结构致密,是具有一定阻水性的[６].然而从T E G B 和D 的实际结果看,整层的P V X ２都已经受到水汽的影响,发生了物理特性的改变.对此我们分析,虽同为氮化硅材质,不同P E C V D 成膜条件下的阻水性有很大的差异.首先,由于有机树脂层的存在,P V X ２成膜过程会受到有机树脂放气效应的影响,即有机树脂受到P E C V D 成膜过程中温度㊁等离子体的影响,H ２O ㊁C O ２等小分子逸出,从而４２１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷㊀影响腔室内气体沉积气氛,生成S i O H ㊁S iO 等非正常成键,导致沉积的膜层致密性下降;另一方面,同样是因为有机树脂层的存在,P V X ２的成膜温度仅为２３０ħ/２４０ħ,低于无有机树脂层产品２８０ħ/２９０ħ的沉积温度.因为过高的P V X ２沉积温度不仅会造成有机树脂层放气进一步加剧,造成P E C V D 设备上部电极板㊁背板及下部电极等部件的设备污染,还会使得有机树脂层和P V X ２膜层间产生鼓包,导致P V X ２膜层极易脱落,引发更大的信赖性风险.但通常而言,成膜的温度越高,P E C V D 沉积膜层的致密性也就越好[７].这是因为随着沉积温度的升高,反应室内气体的活化率提高,基板表面的离子能量增强,反应离子迁移能力增强,使得生成的膜层致密.综上所述,我们认为P V X ２阻水性的不足是与制程中存在的有机树脂层密切相关,需要进行工艺上的优化.图５㊀I T O 表面空隙F i g ．５㊀S m a l l o p e n i n gi n I T Os u r f a c e ４㊀机㊀㊀理A D S (A d v a n c e dS u pe rD i m e n s i o nS w i t c h )显示模式下的存储电容(C s t )由两层I T O 的交叠面构成,因此单基板６５/９０测试T E GB 的电容变化可等效为T F T ＧL C D 的C s t 在信赖性过程中发生的变化.以操作电压V o p ＝３．０V 的２５５灰阶画面为例,我们分别模拟了C s t 增大１０％㊁２０％和３０％下,充电电压和对应灰阶的变化,具体结果见表２.C s t 增加后,充电电压减小,其与初始状态的差值即为充电电压的变化量ΔC V ,再根据V ＧT 曲线换算得出灰阶的变化量ΔG r e y .当C s t 增大１０％时,即可达到肉眼可分辨的约２个灰阶的差异.C s t 不断增加,相应的灰阶差异也就越大,当C s t 增大２０％和３０％时,相应的灰阶差异分别有４个和６个.从实际观察结果看,M u r a 区域至少比正常区低了１０个灰阶以上,据此推算在长期信赖性过程中,相应的C s t 的电容变化量应该在５０％以上.而针对有机树脂层吸水后导致介电常数增大的问题,我们也模拟了其对A D S 模式下V c o m 信号波形的影响,但从结果上看,V c o m 信号波形的变化很小不足以导致如此明显的灰阶差异.由于在实际测试中,也没有探测到M u r a 区V c o m 信号的明显异常,因此,从设计模拟结果来看,不良发生的根本原因是水汽进入P V X ２膜层导致的C s t 的差异,而非水汽进入了有机树脂层引起的.表２㊀不同C s t 下的模拟结果T a b ．２㊀S i m u l a t i o n r e s u l t s o f d i f f e r e n t C s tR e f ．C s t １０％ʏC s t ２０％ʏC s t ３０％ʏC h a r g i n g Ra t i o ９９．４％９９．１％９８．７％９８．３％C h a r g i n g V o l t a ge ６．８６６．８４６．８２６．７９ΔC V－㊀－０．０１９－０．０４１－０．０６７ΔG r e y－㊀－２－４－６㊀㊀通过以上分析,推导的不良发生机理见图６,封框胶的材质同为有机树脂材料,具有吸湿和透湿性,且很难避免.在长期信赖性过程中,环境中的水汽不断穿透封框胶的阻隔在盒内聚集,逐步扩散进入到T F T 侧膜层;由于T F T 侧有机树脂的存在,P V X ２成膜的致密性不佳,水汽可进入P V X ２膜层,导致其介电常数不断增加和T F TC s t 的持续升高.充电电压亦随之改变,液晶偏转状态与正常区即有所差别,最终造成M u r a 区较低的显示灰阶,从宏观上即可观测到发黑.随着信赖性时间的增加,水汽不断向T F T 膜层传输,M u r a 区由面板四角向中心不断扩大,同时发黑５２１第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀操彬彬,等:T F T ＧL C D 四角发黑M u r a 的研究与改善的区域会显得更黑,灰阶差异更为明显.由于水汽能同时从横向和纵向两个方向穿透封框胶进入盒内,因此面板的４个角受影响最大,不仅最先发生此不良,而且发黑的程度也是最高的.而越靠近显示中心的区域越远离水汽传输路径,在信赖性过程中越不容易造成M u r a .图６㊀四角发黑M u r a机理分析示意图F i g．６㊀M e c h a n i s ma n a l y s i s d i a g r a mo f d a r kc o r n e rM u r a５㊀改善验证以加强P V X２膜层致密性或阻水性为出发点,我们对P V X２P E C V D沉积条件做了调整[７Ｇ８],一方面增加沉积气体S i H４/N H３的比例:当反应气体中S i/N比大时,沉积出的氮化硅薄膜中S i的含量增加,没有富余的N和S i结合,S i 原子自身形成S i S i键,即所制备的薄膜呈现富图７㊀T E GB电容变化量曲线F i g．７㊀C a p a c i t a n c e c h a n g i n g c u r v e s o fT E GB硅的特性,折射率偏高,膜层致密性增加;同时还降低沉积压强[８]:腔体压强降低,腔体内的反应气体减少,沉积速率降低,降低了气体分子之间的相互碰撞几率,在高功率作用下,反应气体解离充分,且在离子体加速下沉积在基板上,S i－N键结合更紧密,生成薄膜的致密度增加.且低压强下,等离子体解离反应物时减少了S i H２/N H２含量,从而生成薄膜的致密度增加.我们同样测试了改善条件下T F T基板T E G B电容的变化量,并与前文的测试结果相比较,其结果见图７,模拟信赖性６d后,T E GB的电容由改善前的１９．６％降低到改善后的０．５％,且趋于稳定,改善效果明显,说明此时的P V X２膜层已经能够有效阻挡外界水汽的进入,不易再引起较大的C s t的变化和灰阶差异.将改善的P V X２条件应用到产品中进行信赖性评价,四角发黑M u r a在１０００h的T HO测试中未再出现,产品信赖性通过,不良得以彻底改善.６㊀结㊀㊀论通过分析和推理,确定了四角发黑M u r a不良为C s t电学变化造成的,而非光学引起的M u r a.其机理为长期信赖性过程中水汽透过封框胶后进入T F T膜层,由于P V X２膜层致密性或阻水性的不足,长时间的水汽进入会造成像素C s t不断增加,进而引起充电电压和显示灰阶的持续降低,使得不良不断加重.通过P E C V D成膜工艺的优化,P V X２膜层的成膜阻水性增强,电容不易再受到水汽的影响,变化量由改善前的１９．６％降低到０．５％,产品１０００h信赖性通过,产品品质得以提升.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀王绍华,吴飞,宣津,等．T F TＧL C D工艺中角落白M u r a的成因机理研究与改善[J]．液晶与显示,２０１８,３３(７):５８３Ｇ５８９．WA N GSH,WU F,X U A NJ,e t a l．R e s e a r c ha n d i m p r o v e m e n t o f c o r n e rw h i t eM u r a i nT F TＧL C D[J]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y s,２０１８,３３(７):５８３Ｇ５８９．(i nC h i n e s e)[２]㊀郑箫逸,袁帅,崔晓鹏,等．T F TＧL C D HA D S显示模式下黑白M u r a机理研究及设计优化[J]．液晶与显示,２０１９,３４(３):２６１Ｇ２６６．Z H E N G X Y,Y U A NS,C U IXP,e t a l．M e c h a n i s mr e s e a r c ha n dd e s i g no p t i m i z a t i o no f b l a c ka n dw h i t em u r a i n T F TＧL C D HA D Sd i s p l a y m o d e[J]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y s,２０１９,３４(３):２６１Ｇ２６６．(i nC h i n e s e)[３]㊀马群刚．T F TＧL C D原理与设计[M]．北京:电子工业出版社,２０１１:３０６．６２１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷㊀MA Q G．T h eP r i n c i p l e a n d D e s i g no f TF T ＧL C D [M ]．B e i j i n g :E l e c t r o n i c I n d u s t r y P r e s s ,２０１１:３０６．(i nC h i Ｇn e s e)[４]㊀马斐,程冬炳,王颖,等．聚丙烯酸类高吸水性树脂的合成及吸水机理研究进展[J ]．武汉工程大学学报,２０１１,３３(１):４Ｇ９,１４．MAF ,C H E N GDB ,WA N G Y ,e t a l ．R e s e a r c ht r e n do nr e a c t i o n p r i n c i p l ea n dw a t e r a b s o r pt i o n m e c h a n i s m o f p o l y a c r y l i c a c i d s u p e r a b s o r b e n t p o l y m e r s [J ]．J o u r n a l o f W u h a nI n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,２０１１,３３(１):４Ｇ９,１４．(i nC h i n e s e)[５]㊀李森,尚建兴,张大伟,等．T D D I 产品M o ＧA l ＧM o 膜层腐蚀原因分析及改善[J ]．液晶与显示,２０１７,３２(１１):８４７Ｇ８５２．L I S ,S HA N GJX ,Z HA N GD W ,e t a l ．A n a l y s i s a n d i m p r o v e m e n t o fM o ＧA l ＧM o f i l mc o r r o s i o n i nT D D I p r o d u c t s [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y s ,２０１７,３２(１１):８４７Ｇ８５２．(i nC h i n e s e )[６]㊀谢振宇．a ＧS iT F T 用氮化硅薄膜的制备及其性能研究[D ]．成都:电子科技大学,２００６:１２Ｇ１５．X I EZY．P r e p a r a t i o na n d p r o p e r t i e so f s i l i c o nn i t r i d e f i l m s f o r a ＧS iT F T [D ]．C h e n g d u :U n i v e r s i t y ofE l e c t r o n i c S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,２００６:１２Ｇ１５．(i nC h i n e s e )[７]㊀任现坤,马玉英,张黎明,等．管式P E C V D 工艺对氮化硅薄膜折射率的影响[J ]．山东科学,２０１２,２５(３):５８Ｇ６１,７９．R E N XK ,MA Y Y ,Z HA N GL M ,e t a l ．I m pa c t o f t ub eP E C V D p r oc e s s o n t h e r e f r a c t i v e i nde xof s i l i c o nn i t r i d e t h i n f i l m [J ]．S h a n d o ng Sc i e n c e ,２０１２,２５(３):５８Ｇ６１,７９．(i nC h i n e s e )[８]㊀杨爱龄,张秀淼,邵迪玲．P E C V D 氮化硅膜的性质与生长条件的关系[J ]．杭州大学学报,１９９０,１７(２):１７４Ｇ１８３．Y A N G AL ,Z HA N GX M ,S HA ODL ．C o r r e l a t i o n s b e t w e e n t h e p r o p e r t i e s o f P E C V DS I Nf i l m s a n d t h e i r d e po s i Ｇt i o n c o n d i t i o n s [J ]．J o u r n a l o f H a n g z h o uU n i v e r s i t y ,１９９０,１７(２):１７４Ｇ１８３．(i nC h i n e s e )作者简介:㊀操彬彬(１９８７－),男,安徽安庆人,２０１１年于北京化工大学获得硕士学位,主要从事T F T 工艺相关的技术研发工作.E Ｇm a i l :c a o b i n b i n ＠b o e ．c o m．c n７２１第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀操彬彬,等:T F T ＧL C D 四角发黑M u r a 的研究与改善。

TFT—LCD网点Mura的研究和改善

ａｃｔｉｖｅＢＴｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｎｄｏｐｅｄａ — Ｓｉｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＳｏｔｈｅＭｕｒａｓｏｕｒｃｅｓ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅＭｕｒａｍｅｃｈａｎｉｓｍａｒｅｒｅｖｅａｌｅｄ：
摘
要：为解决ｌｌ６．８ｃｍ（４６ｉｎ）广视角边缘场切换技术４ｍａｓｋ面板生产中的阵列＿Ｔ艺中，发生的一种网点
色斑缺陷，应用扫描电子显微镜、聚焦离子束、能谱仪、宏观微观观测仪和线宽测量仪等检测设备进行Ｍｕｒａ及其结晶物成份分析，比较了ＴＦＴ膜厚；进行了ＧＩ和ＰＶＸ膜玻璃正反面１％ＨＦ酸腐蚀试验、下部电极温度
ｅ
升高１Ｏ℃试验、工艺ａｓｈ、ｎ刻蚀的后处理步骤和有源层ＢＴ试验。研究了沟道ｎ掺杂ａ — Ｓｉ层的厚度对于
Ｍｕｒａ的影响。确定了Ｍｕｒａ的发生源和影响因素，结果发现Ｍｕｒａ形成机理，一为基板背部划伤，二为接触和
第２８卷
第６期
刁ａｎｄＤｉｓｐｌａｙｓ

TFT LCD带晕黑点不良研究与改善

• 96•薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD ，Thin film transistor-Liquid crystal display)是目前在手机、笔记本电脑、平板电脑、车载、电视、人机交互等领域应用最广泛、占有份额最大的显示器件。

随着人民生活水平的不断提高，对于显示产品的画质要求也逐渐提高，并无明显差异，未发现明显杂志元素（图3、4）；对黑点区域、白晕区域、正常区域PI 配向膜层分别做FIB 截面量取PI 配向膜厚度，发现PI 配向膜厚度呈现如下规律：白晕区域>正常区域>黑点区域（表1），由此可以推断带晕黑点不良发生模式为PI 膜厚度不均造TFT LCD 带晕黑点不良研究与改善合肥京东方光电科技有限公司江桥林强陈维诚舒文高荣荣俞林锋图1 带晕黑点灰阶下现象图2 拆屏后对应位置PI膜层颜色异常图3 异常区PI配向膜EDS成分分析比如高亮度、高对比度、高画质均一性等要求已逐渐成为市场主流。

所以PI 膜涂布不均造成带晕黑点类画面显示不均越来越受到客户重视。

本文通过对带晕黑点不良分析锁定PI 膜涂布不均是造成带晕黑点的直接原因，实验论证PI 膜涂布不均的根本原因与改善方法，为后续产品规避此类问题提供了解决方案。

1 带晕黑点的现象与原因分析带晕黑点一般在Single Panel ET 点灯检查时可以被识别检出，现象为灰阶画面下实心黑点，周边伴随白色光晕，尺寸一般在0.5mm 左右（图1）。

拆屏后可见TFT 基板对应位置膜层颜色异常（图2），去除TFT 基板PI 配向膜后，不良位置颜色异常消失，由此可以推断带晕黑点不良发生在PI 配向膜层。

对异常区与正常区PI 配向膜层分别做EDX 全息扫描，元素成分成，PI 配向膜偏厚位置，灰阶下显示偏白，PI 配向膜偏薄位置，灰阶下显示偏黑。

表1 带晕黑点PI膜厚度FIB分析位置黑点区域白晕区域正常区域PI 厚度/ Å6351074854显示效果偏黑偏白正常2 带晕黑点的机理分析与实验验证通过上面的分析我们知道带晕黑点产生的直接原因为PI 膜厚不均，影响PI 膜厚不均的原因主要有以下4个方面：①TFT 基板表面存在点状分布的界面不均匀， PI 液涂布后不能很好的扩散；• 97•②PI 液涂布前的清洗工序清洗能力不足，TFT 基板表面点状界面不均匀没有清洗处理干净；③ PI 液涂布后到PI 液固化前，PI 液没有充分的时间扩散均匀；④PI 液涂布工序PI 液使用量不足，PI 液涂布后不能很好的扩散。

基于DOE的TFT-LCD切换残影不良改善研究

第３３卷㊀第２期２０１８年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３３㊀N o ．２㊀F e b ．２０１８㊀㊀收稿日期:２０１７Ｇ０６Ｇ２６;修订日期:２０１７Ｇ１０Ｇ２７．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :t a o x i o n g＠b o e ．c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０１８)０２Ｇ０１２３Ｇ０６基于D O E 的T F T ＧL C D 切换残影不良改善研究陶㊀雄∗,王云志,李㊀莹,杨德波,何云川(重庆京东方光电科技有限公司,重庆４００７１４)摘要:为降低T F T ＧL C D 生产过程中切换残影不良的发生率,在考虑残影的主要影响因素基础上,采用实验设计(D O E )中的部分因子实验设计筛选该不良的显著因子,结合生产实际开展切换残影的改善研究工作.研究结果表明:D O E 方法能有效辨别残影不良的显著因子有覆盖层(O v e r c o a t e r ,O C )㊁重叠部分(I T O ＧV c o m O v e r l a y,O L )和摩擦扭转力(R u b Ｇb i n g T o r q u e ),在实际生产的不良改善过程中,彩膜玻璃(C o l o rF i l t e r ,C F )增加O C ㊁加大O L 和提高R u b b i n g T o r q u e 值均能有效降低残影不良发生率;研究结果为切换残影和改善T F T ＧL C D 生产过程中其他不良提供了新思路.关㊀键㊀词:切换残影;实验设计;覆盖层;重叠层;摩擦扭转力中图分类号:T N １４１．９㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０１８３３０２．０１２３I m p r o v e m e n t o fT F T ＧL C D i m a ge Ｇr e t e n t i o nb a s e d o nD O E T A O X i o n g ∗,WA N G Y u n Ｇz h i ,L IY i n g,Y A N G D e Ｇb o ,H EY u n Ｇc h u a n (C h o n g q i n g B O EO p t o e l e c t r o n c i sT e c h n o l o g y C O ．,L T D ,C h o n g q i n g ４００７１４,C h i n a )A b s t r a c t :T o r e d u c e t h eo c c u r r e n c eo fT F T ＧL C Di m a g e Ｇr e t e n t i o n ,s e v e r a l k e y f a c t o r sw e r ea p pr o v e d w i t h f r a c t i o n a l f a c t o r i a l d e s i g na d o p t i n g t h e d e s i g no f e x p e r i m e n t (D O E )．T h r o u gh t h e p r a c t i c a l p r o Ｇd u c t i o n ,w e s o l v e d t h e p r o b l e ma b o u t t h e i m a ge Ｇr e t e n t i o n ．T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e p r o m i n e n tf a c Ｇt o r s o f i m ag e Ｇr e t e n t i o n ,i n c l u d i n g O C ,O La n dR u b b i n g T o r q u e ,c a nb ee f f e c t i v e l y d i s t i n g u i sh e db y D O E m e t h o d ．M o r e o v e r ,b y a d di n g O Co nC F ,e n l a r g i n g a n d I T O ＧV c o m O v e r l a y ,o r i n c r e a s i n g R u b Ｇb i n g T o r q u ev a l u e ,t h e i n c i d e n c eo f i m a g e Ｇr e t e n t i o nd u r i n g i m p r o v e m e n t c a nb ee f f e c t i v e l y re d u c e d ．T h i ss t u d y p r o v i d e d a n e w i d e af o r o t h e r d e f e c tr e s e a r c h e si n i m a ge Ｇr e t e n t i o n a n d T F T ＧL C D pr o d u c t i o n p r o c e s s ．K e y wo r d s :i m a g e Ｇr e t e n t i o n ;d e s i g n o f e x p e r i m e n t ;o v e r c o a t e r ;o v e r l a y ;r u b b i n g t o r q u e １㊀引㊀㊀言㊀㊀T F T ＧL C D 显示器已广泛运用于T V ㊁N o t e Ｇb o o k ㊁M o n i t o r ㊁M o b i l e 等领域[１],随着显示科技的进步,人们对显示性能㊁画面品质也提出了越来越高的要求,对M u r a [２]和切换残影[３]类不良规格要求也越来越苛刻.而切换残影,作为T N 型T F T ＧL C D 产品常见的共性顽固不良,对产品良率提升和公司收益增长带来较大影响,解决该类顽固性不良一直是T F TＧL C D行业共同的奋斗目标.切换残影不良现象为从亮态(L２５５)切换至黑态(L０)时,局部画面出现碎亮点,且消失缓慢[４],宏观上直接影响画面品质,其影响因素主要可分为两大类:(１)边缘电场;(２)摩擦弱区.边缘电场主要受T F T像素上I T OＧV c o m O v e r l a y程度影响,O v e r l a y过小会加强像素边缘的横向电场,影响像素周边液晶分子偏转从而产生不良,而摩擦弱区的影响因素较多,主要的有:C F膜层段差㊁摩擦强度㊁配向膜厚度等.残影的改善方向就是通过优化以上的影响因素来完成,如C F膜层表面增加O C㊁增加摩擦强度等.实验设计(D O E)是在统计学的基础上发展起来的一门学科,结合数学理论与实践所形成的一种综合性技术方法,能够为实验人员提供所需的信息资料,已广泛运用于各个生产领域[５Ｇ７].其种类可分为全因子实验㊁部分因子实验㊁响应曲线实验㊁田口设计实验和P B实验[８].全因子实验考虑所有主效应和交互作用,所需实验次数多耗时长,而部分因子实验则是筛选重要因子,考虑重要因子效应和交互作用,具有实验次数少㊁耗时短㊁成本低等优点.本论文基于D O E方法的部分因子实验筛选影响切换残影的重要因子,并进行进一步实验验证,有效地降低切换残影不良发生率.２㊀不良解析及机理研究２．１㊀不良现象确认T F TＧL C D在点灯画面下由亮态(L２５５)切换至黑态(L０)时,局部画面出现碎亮点,且消失缓慢,目镜下可见像素长边漏光,漏光从两端向中间逐渐消失,绿色像素严重,红蓝像素均可见,如图１所示.２．２㊀残影不良机理研究残影发生机理为像素长边出现液晶分子配向异常导致漏光,主要影响因素有边缘电场和摩擦弱区:(１)边缘电场,I T O边缘与V c o m O v e r l a y 会产生边缘电场,O v e r l a y过小会加强像素区边缘的横向电场,影响像素周边液晶分子偏转从而图１㊀残影点灯现象F i g．１㊀P h e n o m e n o no f i m a g eＧr e t e n t i o n产生不良,如图２所示.(２)摩擦弱区同时存在于T F T和C F侧,C F侧主要受彩膜像素与黑矩阵之间的段差影响,段差增加使摩擦弱区增大,减弱液晶配向能力从而导致漏光;T F T摩擦弱区受各层膜厚段差㊁坡度角等影响,除C F和T F T结构之外,配向膜厚度和摩擦强度均会直接影响摩擦弱区.图２㊀I T O与V c o m O v e r l a y产生边缘电场和像素段差示意图F i g．２㊀S c h e m a t i c d i a g r a m o f t h e e l e c t r i c F i e l di n d u c e db y t h e O v e r l a y b e t w e e nI T O a n dV c o ma n d p i x e l a l t i t u d e v a r i a n c e３㊀不良影响因素的显著性研究３．１㊀残影不良影响因素实验方案设计根据残影不良发生机理可知,其主要的影响因素有:C F段差㊁边缘电场㊁R u b b i n g T o r q u e,而C F段差可通过增加覆盖层(O C)进行改善,摩擦弱区可通过摩擦强度(R u b b i n g T o r q u e值)㊁生产过程的延迟时间(D e l a y T i m e)㊁液晶配向膜膜厚(P IT H K)等进行优化.本文通过实验设计找出４２１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀影响残影不良的显著因子与非显著因子,上述几个影响因子受限于生产过程的实际情况,故其变化时存在各自的范围,如O L(I T OＧV c o m)一般不小于３μm,而O C有无用１和０表示,基于以上考虑,本次实验的主要影响因子水平值设置见表１所示.表１㊀D O E部分因子实验表头T a b．１㊀F r a c t i o n a l f a c t o r i a l e x p e r i m e n t参数名称单位参数下限参数上限O C－０１O L(I T OＧV c o m)μm３４R u b b i n g T o r q u e－８１２D e l a y T i m e h１２２４P IT H K A１０００１２００以上实验因子共计５个,采用２５１/４部分因子实验设计,共进行８次实验,具体实验方案见表２.表２㊀D O E部分因子实验设计T a b．２㊀D e s i g no f f r a c t i o n a l f a c t o r i a l e x p e r i m e n t标准序运行序O C(－)O L(I T OＧV c o m)(μm)R u b b i n gT o r q u e(Ｇ)D e l a yT i m e(h)P IT H K(A)１１０３１２２４１０００６２１３１２１２１２００４３１４８２４１０００８４１４１２２４１２００７５０４８１２１２００２６１３８１２１０００５７０３８２４１２００３８０４１２１２１０００部分因子实验实施应遵循D O E三个基本原则(随机化㊁重复性㊁区组化),制定好实验方案后,应按照运行序而不是标准序进行实验.实验的随机化有助于减少因实验人员的主观因素所造成的影响,从而保证实验误差的合理性.根据以上设计进行实验验证,得到以下实验数据处理结果(表３).表３㊀实验数据处理结果表T a b．３㊀R e s u l t o f e x p e r i m e n t运行序影响因子O C(Ｇ)O L(I T OＧV c o m)(μm)R u b b i n gT o r q u e(Ｇ)D e l a yT i m e(h)P IT H K(A)响应残影发生率(％)１０３１２２４１０００２２．３４２１３１２１２１２０００．５３３１４８２４１００００．１１４１４１２２４１２０００．６７５０４８１２１２０００．５３６１３８１２１００００．８９７０３８２４１２００１８．２１８０４１２１２１００００．８９通过方差分析处理以上实验数据,如图３所示,可得出不同因子的效应大小及相互间交互作用,关于残影不良的效应和系数的估计可见表４;各因子实验的方差分析结果见表５.表４㊀残影不良因子实验效应估计描述T a b．４㊀D e s c r i p t i o n o f e f f e c t e s t i m a t e o f f a c t o r i a l e x p e r i m e n t 因子效应估计系数T P常量５．４８１１０．８６０．００８O C－９．８７１－４．９３６－９．７８０．０１O L(I T OＧV c o m)－１０．０１２－５．００６－９．９２０．０１R u b b i n g T o r q u e－９．７０３－４．８５１－９．６２０．０１１㊀㊀RＧS q＝９８．５２％㊀RＧS q(预测)＝９４．０９％㊀RＧS q(调整)＝９７．４２％表５㊀残影不良因子实验方差分析T a b．５㊀A n a l y s i s o f f r a c t i o n a l f a c t o r i a l e x p e r i m e n t 来源分析自由度平方和均方F P 主效应３５８３．７１１９４．．５７８８．９７０．０１７O C１１９４．９３３１９４．９３３８９．１３０．０１O L(I T OＧV c o m)１２００．５２００．５９１．６８０．０１R u b b i n g T o r q u e１１８８．２７７１８８．２７７８６．０９０．０１残差误差４８．７４８２．１８７－－合计７５９２．４５８－－－５２１第２期㊀㊀㊀陶㊀雄,等:基于D O E的T F TＧL C D切换残影不良改善研究图３㊀残影不良因子的主效应㊁交互作用㊁P a r e t o及四合一图F i g．３㊀M a i ne f f e c t p l o t s,i n t e r a c t i o n p l o t s,P a r e t op l o t s a n d f o u r i n o n e d i a g r a mo f d e f e c t f a c t o r ㊀㊀由上述实验因子的主效应图㊁交互作用图和方差分析结果可知,４个实验因子中,有无O C㊁O L(I T OＧV c o m)及R u b b i n g T o r q u e值的效应很显著,而D e l a y T i m e与P IT H K属于非显著性影响因子,但对于残影发生率具有一定的影响.基于方差分析的模型RＧS q统计量㊁预测模型RＧS q 统计量和已调整的模型RＧS q统计量分别为９８５２％㊁９４．０９％㊁９７．４２％.因子实验的显著性分析见图３,由图可以看出,因子O C与O L(I T OＧV c o m)以及R u b b i n g T o r q u e值为显著影响因子(正态分布图中PＧV a l u e＝０．０３８＜０．０５,数据未完全符合正态分布是由于实际生产过程中实验数据相对较少),这与上述的因子主效应图及交互作用图包含的信息一致.３．２㊀D O E结果实验分析的结果可以得到以下两点结论:(１)O C与O L(I T OＧV c o m)以及R u b b i n g T o r q u e值为显著影响因子,有无O C㊁O L(I T OＧV c o m)及R u b b i n g T o r q u e值对残影发生率影响很大;(２)D e l a y T i m e与P IT H K属于非显著性影响因子,但对与残影发生率具有一定的影响;(３)切换残影与显著因子的关系:Y＝６９．７１８－９．８７３∗O C－１０．０１３∗O L－２．４２６∗R u bT o r q u e.４㊀切换残影不良的改善研究以上不良因子显著性研究结果可知:残影的显著因子为O C与O L(I T OＧV c o m)以及R u b b i n g T o r q u e值,因此只要D O E结果对３个因子进行优化,并管控好其他因子,残影不良就可进行有效管控.４．１㊀C F玻璃增加覆盖层(O C)增加O C即在C F侧表面增加一层覆盖层,降低C F侧色阻和黑矩阵间段差,使C F侧表面平坦化减小膜层段差对后段摩擦工艺的影响,即摩擦弱区减小,从而减低残影不良发生率,如图４所示.增加覆盖层前后残影不良的发生率如图５所示,可证明在彩膜侧增加覆盖层可使残影发生率大大降低,实际生产过程中增加O C不仅增加生产成本,同时增加彩膜玻璃的制作工序和时间,降低工厂稼动率从而影响收益.４．２㊀增加I T O和V c o m O v e r l a y程度用软件模拟O L与残影不良的关系,保持其他软件模拟参数不变,模拟不同O v e r l a y程度在L２５５电压切换L０电压时,透过率随时间的变化关系,如图６所示,透过率降低越慢,漏光严重,残影发生率高;O v e r l a y越大,透过率降低越快,即残影现象越轻,改善效果越好.６２１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀图４㊀增加覆盖层示意图F i g ．４㊀S c h e m a t i c d i a gr a mo f c o l o r f i l m w i t ho v e r c o a t er 图５㊀增加覆盖层前后残影不良发生率对比F i g．５㊀D e f e c t r a t i oo f c o l o r f i l m w i t ho rw i t h o u t o v e r Ｇc o a t er图６㊀透过率与O v e r l a y 程度关系F i g ．６㊀R e l a t i o n s h i p b e t w e e n t r a n s m i s s i o n a n d o v e r l ay图７㊀残影发生率与O v e r l a y 程度变化关系F i g ．７㊀R e l a t i o n s h i p b e t w e e no v e r l a y an dd e f e c t O v e r l a y 从３μmң４μmң５μm 后,残影发生率１０％ң０．８％ң０．１％,如图７所示,不良明显降低,但O v e r l a y 程度越高,面板透过率降低,影响光学特性,同时随着技术革新,实际生产过程中越来越追求显示器窄边框,因此需要配合其他影响因素进行改善.４．３㊀R u b b i n g T o r qu e 值对残影的影响摩擦工程(R u b )是利用摩擦布表面绒毛对配向膜表面进行梳理,其表面按照一定方向有序排列,使液晶分子沿摩擦方向排列.由于T F T 和C F 玻璃均存在不同程度的段差,从而导致摩擦过程中难免有弱区,从而表现出相应的不良,降低摩擦弱区有效的方法之一就是增加R u b b i n gT o r q u e 值(为摩擦工艺中滚轮所产生的扭矩),其大小影响摩擦强度,T o r q u e 增加时,摩擦强度增加,摩擦效果好,摩擦弱区减小.R u b b i n g T o r qu e 值与残影不良发生率关系如图８所示,当T o r q u e 值在８~１１时,残影发生率平均为１０％,而其值大于１１时,不良发生率平均为０．２６％,因此增加摩擦强度可有效改善残影不良,但是摩擦强度增加时,R u b b i n g M u r a 也会随着相应增加,需要生产过程中优化参数,找出最优条件进行.图８㊀R u b b i n g T o r qu e 值与残影不良关系图F i g ．８㊀R e l a t i o n s h i p be t w e e n d ef e c t r a t i o a n d R u b b i ng T o r qu e ５㊀结果与讨论通过D O E 部分因子实验设计分析得出:残影不良的显著因子有O C 与O L (I T O ＧV c o m )以及R u b b i n g T o r q u e 值,并运用于实际生产的不良改善过程中,C F 玻璃增加O C ㊁O L 及提高R u b b i n g T o r qu e 值均能有效降低残影不良发生率;增加O C 工序会增加生产成本,降低工厂产能,从而影响收益;O L 程度越高,面板透过率降低,影响光学特性,同时无法满足高P P I 产品和窄边框显示器的要求;摩擦强度增加时,摩擦相关M u r a 也会随着相应增加,因此在实际生产中需根据不同产品进行实验,以最优条件进行生产投入.７２１第２期㊀㊀㊀陶㊀雄,等:基于D O E 的T F T ＧL C D 切换残影不良改善研究６㊀结㊀论残影不良影响因素比较多,改善方法和方向也很多,本文通过D O E中的部分因子实验设计筛选该不良的显著因子:有无O C㊁O L(I T OＧV c o m O v e r l a y)以及R u b b i n g T o r q u e值,并运用于实际生产中的不良改善验证,可以快速有效降低残影发生率,该实验方法为改善其他不良和同行提供新的改善研究方向.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀王新久．液晶光学和液晶显示[M]．北京:科学出版社,２００６．WA N G XJ．L i q u i dP h o t o l o g y a n dL i q u i dD i s p l a y[M]．B e i j i n g:S c i e n c eP r e s s,２００６．(i nC h i n e s e) [２]㊀HUH L,C HU L W,K U OPS,e t a l．A l g o r i t h mf o r r e g i o n a lM u r a r e d u c t i o nb y u s i n gg a mm a‐c u r v e t r a n s f o rＧm a t i o n i nL C D p a n e l s[J]．S I DS y m p o s i u m D i g e s t o f T e c h n i c a lP a p e r s,２０１５,４６(１):１３１２Ｇ１３１５．[３]㊀马群刚．T F TＧL C D原理与设计[M]．北京:电子工业出版社,２０１１．MA Q G．P r i n c i p l e a n dD e s i g no f T F TＧL C D[M]．B e i j i n g:P u b l i s h i n g H o u s e o fE l e c t r o n i c s I n d u s t r y,２０１１．(i nC h i n e s e)．[４]㊀范恒亮,汤展峰,刘利萍,等．T F TＧL C D残影不良的研究与改善[J]．液晶与显示,２０１６,３１(３):２７０Ｇ２７５．F A N H L,T A NG ZF,L I U L P,e ta l．R e s e a r c ha n d i m p r o v e m e n to fT F TＧL C Di m a g eＧr e t e n t i o n[J]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y s,２０１６,３１(３):２７０Ｇ２７５．(i nC h i n e s e)[５]㊀雷刚,王希杰,张攀．基于D O E的汽车碰撞优化分析[J]．重庆理工大学学报:自然科学,２０１１,２５(２):８Ｇ１２．L E IG,WA N G XJ,Z HA N GP．O p t i m a l a n a l y s i s o f v e h i c l e c r a s hb a s e d o nD O E[J]．J o u r n a l o f C h o n g q i n g U n iＧv e r s i t y o f T e c h n o l o g y(N a t u r a lS c i e n c e),２０１５,２５(２):８Ｇ１２．(i nC h i n e s e)[６]㊀胡守超,崔凯,李广利,等．基于实验设计方法的高超声速飞机前缘型线优化分析[J]．力学学报,２０１６,４８(２):２９０Ｇ２９９．HUSC,C U IK,L IGL,e t a l．O p t i m i z a t i o n a n d a n a l y s i s o f t h e l e a d i n g e d g e s h a p e f o r h y p e r s o n i c a i r p l a n e s b a s e d o nD O E m e t h o d s[J]．C h i n e s eJ o u r n a l o f T h e o r e t i c a la n d A p p l i e d M e c h a n i c s,２０１６,４８(２):２９０Ｇ２９９．(i nC h iＧn e s e)[７]㊀钟文慧．D O E技术在水泥助磨剂配方设计中的应用[J]．鄂州大学学报,２０１６,２３(３):９４Ｇ９６．Z HO N G W H．A p p l i c a t i o n o f D O E t e c h n o l o g y i n t h e f o r m u l a t i o n o f c e m e n t g r i n d i n g a i d s[J]．J o u r n a l o f E z h o uUＧn i v e r s i t y,２０１６,１５(３):１３Ｇ１５．(i nC h i n e s e)[８]㊀王昌明．基于D O E的雾化控制系统设计[D]．广州:华南理工大学,２０１５．WA N GC M．T h e d e s i g n o f a t o m i z i n g d o s e c o n t r o l s y s t e mb a s e d o nD O E[D]．G u a n g z h o u:S o u t hC h i n aU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,２０１５．(i nC h i n e s e)作者简介:陶雄(１９８９－),男,云南丘北人,硕士研究生,主要从事液晶显示面板的新产品导入和不良解析相关工作.EＧm a i l:t a o x i o n g＠b o e．c o m．c n８２１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀。

TFT-LCD边缘暗带不良机理研究与改善

第３５卷㊀第１１期２０２０年１１月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３５㊀N o ．１１㊀N o v ．２０２０㊀㊀收稿日期:２０２０Ｇ０５Ｇ２６;修订日期:２０２０Ｇ０６Ｇ２３．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :h u a n g z h e n g f e n g＠b o e ．c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０２０)１１Ｇ１１３４Ｇ０８T F T ＧL C D 边缘暗带不良机理研究与改善马㊀健,孙福坤,廖伟经,黄正峰∗,刘来峰,翟承凯,郭晓斌(合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽合肥２３００１２)摘要:针对薄膜晶体管液晶显示器(T h i nF i l m T r a n s i s t o r ＧL i q u i dC r y s t a lD i s p l a y ,T F T ＧL C D )边缘亮度偏低㊁出现暗带的不良现象,对不良机理及影响因子进行研究,并总结较优工艺条件.实验结果表明:从液晶面板设计角度,均匀的边缘盒厚有助于提升边缘亮度均一性,故适中的液晶量㊁硅球尺寸㊁硅球掺杂比及较硬的封框胶其性能更优,同时贴附偏光片后的液晶面板越平坦其暗带程度越轻;从背光源角度,模组成品的边缘暗带不良与背光源批次存在强相关性,但主要受背光源的平坦度等尺寸参数影响而非背光源自身的暗带程度.此外,老化工艺释放了背光源与液晶屏组装时产生的内应力,缓和边缘位置的形变,适当延长老化时间有利于降低边缘暗带不良发生率.通过以上较优条件的导入,成功改善了T F T ＧL C D 显示器边缘暗带不良,有效地提升了产品竞争力.关㊀键㊀词:液晶显示器;边缘暗带;亮度均匀性;盒厚;背光中图分类号:T N １４１．９㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７１８８/Y J Y X S ２０２０３５１１．１１３４M e c h a n i s mr e s e a r c ha n d i m pr o v e m e n t o f e d ge d a r kb a n d o fT F T ＧL C D MAJ i a n ,S U NF u Ｇk u n ,L I A O W e i Ｇj i n g ,HU A N GZ h e n g Ｇf e ng ∗,L I U L a i Ｇf e n g,Z H A IC h e n gＧk a i ,G U O X i a o Ｇb i n (H e f e iX i n s h e n g O p t o e l e c t r o n i c sT e c h n o l o g y C o ．L t d ．,H e fe i ２３００１２,C h i n a )A b s t r a c t :T h eu n d e s i r a b l e p h e n o m e n o nof e d ge d a r kb a n do fT F T ＧL C D i s i n t r o d u c e d ,t h em e c h a n i s m a n d i nf l u e n c e f a c t o r s a r e s t u d i e d ,a n d t h e o p t i m u m p r o c e s s p a r a m e t e r s a r e c o n c l u d e d ．T h e e x pe r i m e n Ｇt a l r e s u l t s s h o wt h a t ,f r o mt h e p e r s p e c t i v e o f p a n e l d e s ig n ,th eu ni f o r mt h i c k n e s s o f e d g e c e l l g a p is h e l p f u l t o i m p r o v e t h eu n i f o r m i t y o f b r i g h t n e s s i n t h e e d g e a r e a ,a n d t h e r e f o r e t h em o d e r a t e a m o u n t o f l i q u i dc r y s t a l ,t h em o d e r a t e s i z e a n dd o p i n g ra t i oo f s i l i c o nb a l l ,a n dh a r d e r s e a l a n t a r e p r e f e r r e d ．M e a n w h i l e ,t h e f l a t t e r t h e p a n e l a f t e r p o l a r i z e r a t t ac h m e n t ,t h e l i g h t e r t h ede gr e e o f d a r kb a n d ．F r o m t h e p e r s p e c t i v e o f b a c k l i g h t u n i t ,t h e e d g e b r i g h t n e s s u n i f o r m i t y o f f i n i s h e d p r o d u c t s h a s s t r o n g co r r e Ｇl a t i o nw i t h t h eb a t c ho f b a c k l i g h t ．H o w e v e r ,t h i s i sm a i n l y r e l a t e d t o t h ed i m e n s i o n p a r a m e t e r s s u c h a s f l a t n e s s o f t h e b a c k l i g h t r a t h e r t h a n t h e d e g r e e o f d a r kb a n d o f t h e b a c k l i g h t ．I n a d d i t i o n ,t h e a g i n gp r o c e s s r e l e a s e s t h e i n t e r n a l s t r e s s g e n e r a t e dd u r i n g t h e a s s e m b l y o f b a c k l i g h tw i t h p a n e l ,a n d a l l e v i Ｇa t e s t h e d e f o r m a t i o na t p a n e l e d g e ．T h e r e f o r ee x t e n d i n g t h ea g i n g t i m ea p p r o p r i a t e l y is c o n d u c i v e t or e d u c e t h e i n c i d e n c e o f e d g e d a r kb a n d．T h r o u g h t h e a p p l i c a t i o no f o p t i m u mc o n d i t i o n s,w e h a v e s u cＧc e s s f u l l y i m p r o v e d t h eu n i f o r m i t y o f e d g eb r i g h t n e s s o f o u r p r o d u c t a n d e f f e c t i v e l y e n h a n c e d i t s c o mＧp e t i t i v e n e s s．K e y w o r d s:T F TＧL C D;e d g e d a r kb a n d;l u m i n a n c eu n i f o r m i t y;c e l l g a p;b a c k l i g h t u n i t１㊀引㊀㊀言㊀㊀薄膜晶体管液晶显示器(T F TＧL C D)自其诞生以来,因优异的性能得到了大众的喜爱,逐步取代了阴极射线管㊁等离子体显示等显示器,在诸多领域得到了广泛的应用[１Ｇ３].伴随着液晶显示行业的迅猛发展,人们对于显示器画质的要求也越来越高.理想状况下,人们希望液晶显示器屏内所有像素的亮度完全一致,但是实际上由于生产设备精度有限㊁制程工艺波动等因素,屏内的亮度总会存在一定的不均匀性.通常情况下,屏内亮度变化是连续的㊁渐变的,人眼难以察觉差异,不会影响实际使用.但若亮度在狭窄的范围内发生较大幅度甚至不连续的变化,则人眼易于察觉,产品会被降级甚至报废,造成良率损失.实际生产经验表明,屏幕中心区域的亮度均匀性通常较好,而边缘更易出现亮度的不均.这是由于液晶面板的边缘在设计上存在支撑结构㊁支撑能力的明显过渡,在制程上也更多地承担了力学支撑作用,更易产生形变,由此导致光学特性的变化.本文以京东方某款A D S(A d v a n c e dS u p e r D i m e n s i o nS w i t c h)产品边缘亮度偏低㊁导致暗带不良的改善过程为例,研究实际生产中T F TＧL C D边缘亮度均匀性的影响因素以及改善对策.２㊀不良现象某产品在开发阶段,模组成品检出边缘暗带不良,不良率达到９．３％.图１(a)㊁(b)所示分别为良品㊁不良品点灯状态下画面对比.可以看出,不良品在屏幕上侧边缘存在明显偏暗现象,偏暗区域呈长条状,长度方向贯穿整个屏幕长边,宽度则在１０mm以内.而良品无明显偏暗趋势,肉眼不易察觉.采用数值计算量化不良的严重程度.在暗室中对显示器进行点灯,采用C C D(C h a r g eC o u p l e d D e v i c e)相机测量整个显示器屏内亮度,结合相机图１㊀良品(a)及边缘暗带不良品(b)点灯画面对比F i g．１㊀C o m p a r i s o no f i m a g e o f g o o d p r o d u c t(a)a n dd e f e c t i v e p r o d u c tw i t he d g e d a r kb a n d(b)分辨率,将屏幕沿长边㊁短边方向分别划出mˑn 个子区域,每个子区域都测得一个亮度值.如图２所示,将显示器长边朝下放置,对每一行子区域的亮度值取平均值,可以绘出沿垂直方向的亮度均值变化曲线;同理,对每一列子区域的亮度值取平均值,可以绘出沿水平方向的亮度均值变化曲线.对垂直方向或水平方向的亮度曲线归一化图２㊀亮度均匀性测量原理图F i g．２㊀S c h e m a t i cd i a g r a m o fm e a s u r e m e n to f l u m iＧn a n c eu n i f o r m i t y后,分别对长度x求一阶微分并取绝对值:Lᶄ＝A d L d x,(１)５３１１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀马㊀健,等:T F TＧL C D边缘暗带不良机理研究与改善即可得到垂直方向或水平方向的亮度变化率曲线,式中L ᶄ为亮度变化率,L 为归一化亮度,A 为比例放大系数.变化率曲线上的最大值L ᶄm a x 称为暗带指数,单位为m m －１.结合该产品生产经验分析,若暗带指数大于１１．４,则作业员肉眼能明显感知边缘亮度下降且超过可接受范围,故将其设为不良品的界定标准.由于该产品发生亮度较大波动的方向主要沿垂直方向,故下文中的研究均基于垂直方向上的亮度变化.垂直方向上良品㊁不良品实测的亮度趋势如图３(a )所示.总体上亮度呈现中间高㊁两侧低的趋势,但不良品在显示区域边缘约８mm 范围内亮度下降幅度可达１０％~１５％,良品的下降幅度则较小,通常在１０％以内.图３(b )所示分别为良品㊁不良品的亮度变化率曲线.良品和不良品的变化率最大值均出现在屏幕上侧边缘处,但良品在边缘的亮度变化更缓和,暗带指数仅为４．０,而不良品变化更剧烈,指数高达１２．７,超过了限定标准,准确反映了亮度均匀性的优劣.图３㊀(a)良品㊁不良品垂直方向的亮度分布对比;(b )良品㊁不良品垂直方向的亮度变化率趋势对比.F i g ．３㊀(a )C o m p a r i s o no fb r i gh t n e s sd i s t r i b u t i o no f g o o d /d e f e c t i v e p r o d u c t s a l o n g th ev e r t i c a l d i Ｇr e c t i o n ;(b )C o m p a r i s o n o f t h e c h a n g e r a t e o f b r i g h t n e s so f g o o d /d e f e c t i v e p r o d u c t sa l o n g t h e v e r t i c a l d i r e c t i o n ．３㊀不良影响因素分析根据T F T ＧL C D 显示器的基本结构,模组成品的暗带指数主要受下列细分项的综合影响:(１)液晶面板透过率不均造成的亮度均一性变化;(２)背光源(B a c k l i gh tU n i t ,B L U )本身的暗带指数;(３)背光源与液晶面板组装后由于平坦度㊁尺寸的不完全匹配或组装精度不佳等所导致的增加量.３．１㊀液晶面板影响液晶面板亮度均一性的实质为透过率的均一性.对于A D S 模式的T F T ＧL C D 显示器,透过率T 与盒厚间的关系可由式(２)表示[４]:T ＝１２s i n ２(２θ)s i n２δ２æèçöø÷,(２)式中:θ为液晶长轴与入射光偏振方向的夹角,δ＝２π(Δn )d /λ为o 光与e 光的相位差,其中Δn为o 光与e 光的折射率差,d 为盒厚,λ为波长.根据式(２)可知,边缘盒厚的变化趋势是影响边缘透过率均匀性的重要因素.一般盒厚依照绿光波长(~５３０n m )下o 光与e 光相位差略小于π设计,在这种情况下,盒厚增大,可见光波长内的总体透过率将会升高.当边缘盒厚朝向屏幕内部增加或减小的速率过快时,将会引发屏幕边缘亮度的明显变化.决定边缘盒厚变化趋势的主要因素为显示区域周边的过渡空白区的支撑效果,当掩模版的设计已经确定下来后,可能对边缘支撑存在影响且易于调整的因子还有液晶量㊁硅球尺寸㊁硅球填充比㊁封框胶类型等[５Ｇ７].除了边缘盒厚之外,液晶面板自身的平坦度也可能影响其透过率均一性.３．２㊀背光源背光源由一侧呈带状排布的发光二极管输出线光源,由导光板㊁棱镜㊁扩散片等结构将线光源转换成面光源,并垂直射入液晶面板内.因此,背光所输出面光源的亮度均匀性对模组成品的亮度均匀性存在直接影响.此外,背光源各导光结构的平坦度等尺寸参数会影响背光源与液晶面板的组装匹配性,也可能对模组成品的光学特性产生一定影响.３．３㊀老化工艺老化工艺是当模组成品组装完成后,将成品置于一定的温度下保持一段时间,对产品内部的６３１１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷㊀应力进行释放的过程.老化后由于内应力的逐渐释放,由模组各个组装工序产生的形变能在一定程度上恢复,因此对液晶面板边缘的平坦性及盒厚均匀性可能有改善效果.４㊀结果与讨论４．１㊀液晶量液晶量是成盒工艺的关键参数之一,对一系列显示特性有重要影响.图４所示为不同液晶量下边缘暗带程度的变化趋势箱线图,其中M 为中心液晶量.图４㊀液晶量与暗带指数相关性F i g ．４㊀C o r r e l a t i o nb e t w e e n l i q u i d c r ys t a l a m o u n t a n d d a r kb a n d i n d e x可以看出,暗带指数与液晶量存在一定相关性,当液晶量适中时,暗带指数维持在一个稳定的范围内,无不良发生;当液晶量升高或者降低时,暗带指数均值虽然变化较小,但指数小于４的较轻现象出现几率减小.当液晶量继续升高时,暗带指数均值出现明显上升趋势,同时不良率上升,液晶量为M ＋４％时不良率达到１４．８％.这是由于当液晶量过高时,多余的液晶被挤入显示区外侧的过渡空白区,造成空白区的盒厚过高.作为空白区与显示区的连接位置,边缘盒厚会发生剧烈变化,进而导致亮度发生突变.而液晶量过低时,暗带指数也有一定恶化趋势.盒厚由于液晶量不足而减小,并且由于液晶自中心向边缘扩散,边缘盒厚减小的程度相比中心区域更多,导致边缘亮度相比中心区域下降更明显.因此,要保证暗带指数维持在较优的范围,需选取适中的液晶量,与设计的周边支撑效果相匹配.４．２㊀硅球尺寸硅球尺寸是影响盒厚的重要因素.当硅球尺寸不同时,周边的支撑高度不同,边缘盒厚的变化趋势会存在一定差异.通过与盒厚的匹配性计算,采用尺寸为５．４,５．２,４．８,４．６μm 的硅球进行实验,其中,不同的硅球尺寸引起的盒厚变化如图５所示.图５㊀硅球尺寸与边缘盒厚对比F i g ．５㊀C o m p a r i s o n o fs i l i c o n b a l ls i z e a n d e d ge b o x t h i c k n e s s可以看出,随着硅球尺寸的减小,显示区域的边缘盒厚出现明显下降趋势.硅球尺寸为５．４μm 及５．２μm 时,周边支撑能力较强,边缘盒厚相比中心区域偏高;硅球尺寸为４．８μm 时,边缘盒厚趋于平坦;而尺寸为４．６μm 时,支撑能力已不足,导致周边盒厚相比中心区域偏低.图６㊀硅球尺寸与暗带指数相关性F i g ．６㊀C o r r e l a t i o nb e t w e e ns i l i c o ns ph e r es i z ea n d d a r kb a n d i n d e x图６所示为不同硅球尺寸下的暗带指数变化趋势.可以看出,硅球尺寸为５．４μm 和５．２μm 时均值差异不大,５．２μm 时略优.但随着硅球尺寸的继续减小,暗带指数明显上升.当硅球尺寸下降到４．６μm 时,均值相比５．２μm 时上升了约１５,且不少测试品已接近规格上限.这与周边盒厚均匀性的规律基本一致,硅球尺寸越小,边缘盒厚越低,亮度变暗得越明显.因此,选取合适的硅７３１１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀马㊀健,等:T F T ＧL C D 边缘暗带不良机理研究与改善球尺寸可以降低暗带不良发生率.通过以上分析,最终确定合适的硅球尺寸为５．２μm .４．３㊀硅球掺杂比图７所示为不同硅球掺杂比的边缘暗带程度对比.可以看出,采用１．０％和１．５％的硅球掺杂比,其暗带指数均值更优;而０．５％的硅球掺杂比,由于支撑能力稍弱,不利于保持周边盒厚平坦,导致边缘亮度均一性稍差.但总体看差异幅度较小,硅球掺杂比影响有限.图７㊀硅球掺杂比与暗带指数相关性F i g ．７㊀C o r r e l a t i o nb e t w e e nd o p i n g ra t i oo fs i l i c o n s ph e r e s a n dd a r kb a n d i n d e x ４．４㊀封框胶种类封框胶的杨氏模量不同,其固化后的高度(支撑能力)也有所区别.采用３种不同的封框胶进行对比,其中A ㊁B ㊁C 胶的杨氏模量分别为０．６,１０及１．５G P a ,即逐渐变硬.结果表明,封框胶越硬,成品的暗带指数越好.原因为较硬的封框胶,其固化后的形变更小,支撑能力更强.而较软的封框胶由于固化后形变大,支撑能力弱化,导致边缘盒厚变化大.图８㊀封框胶种类与暗带指数相关性F i g ．８㊀C o r r e l a t i o nb e t w e e n t y pe s of s e a l a n t a n dd a r k b a n d i n d e x４．５㊀背光源相关性图９所示为同一片背光源搭配不同液晶面板组成模组成品后,分别测量的亮度趋势曲线.可以看出,虽然液晶面板不相同,但总体亮度趋势差异较小,在边缘的亮度变化斜率也基本一致,因此在一定程度上,背光源的亮度均一性将会被继承至模组成品上.图９㊀同一背光源搭配不同液晶面板的亮度分布曲线F i g ．９㊀B r i gh t n e s sd i s t r i b u t i o nc u r v e so ft h es a m e b a c k l i g h t u n i tm a t c h i n g w i t hd i f f e r e n t pa n e l s 采用相同批次的液晶面板,搭配不同批次的背光源,所得的结果如图１０所示.易于发现,不同批次的背光源的暗带指数存在明显差异,搭配A 批次背光源的暗带指数均值高达８．９,不良率达到９．７％,而搭配E 批次背光源的均值仅为４８,无不良.对于不同批次背光源的单因子方差分析的相关系数P ＝０＜０．０５,显著性极高.故可以确定背光源批次对于模组成品状态下的边缘亮度均匀性存在影响.图１０㊀背光源批次与暗带指数对比F i g ．１０㊀C o m p a r i s o no fb a t c ho fb a c k l i gh tu n i ta n d d a r kb a n d i n d e x图１１对比了模组成品的暗带指数与其使用８３１１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷㊀的背光源入货检的暗带指数.奇怪的是,并未像预想的一样,边缘暗带程度严重的模组成品,其使用的背光源的边缘暗带程度也较严重,反而两者之间基本看不出趋势.但根据图１０所示的结果,不同批次背光源模组成品的暗带指数确实存在显著差异.据此推测,背光源与液晶面板之间的组装过程对成品的边缘亮度均一性影响更大.不同批次的背光源之间虽然亮度均一性差异较小,但可能平坦度㊁裁切尺寸等外形参数存在差异,造成组装后匹配性不佳,导致成品暗带指数的批次性差异.如表１所示,对比了不同批次背光源扩散片的平坦度,其值越小表示越平坦.结果表明平坦度确实存在批次差异,暗带程度较轻的E 批次,其扩散片确实比暗带较重的A 批次更平坦.在此基础上我们增加了对背光源来料的平坦度管控项,有效降低了背光源导致的边缘暗带不良.图１１㊀模组成品暗带指数与其使用的背光源暗带指数对比F i g ．１１㊀C o m pa r i s o no f t h ed a r kb a n d i n d e xb e t w e e n t h e f i n i s h e d m o d u l e p r o d uc t a nd t h eb ac k l i gh t u n i t i t u s e d 表１㊀扩散片平坦度与背光源批次对比T a b ．１㊀C o m pa r i s o no ft h ef l a t n e s so fd i f f u s e ra n dt h eb a tc ho f b a c k l i gh t u n i t 批次平坦度均值/mm３σ过程能力C p下扩散片B L U ＧA ０．２５００．０８１３２．０５B L U ＧE ０．１５２０．０８４７１．９７上扩散片B L U ＧA ０．２５２０．０６７８２．４６B L U ＧE０．１３３０．０６３０２．６５４．６㊀老化工艺实验中发现,显示器静置于常温环境中自然老化一段时间后,其暗带不良有所改善,继续延长老化时间后暗带指数趋于稳定,如图１２所示.造成该现象的原因可能为,屏幕边缘部位,容易由于形变㊁不平坦性导致面光源入射进屏时的耦合㊁散射等损耗增加.自然老化期间模组各组装工序产生内部应力逐渐释放,形变在一定程度上恢复,故暗带程度有所减轻.为进一步验证,选取暗带程度较严重的样品,在５０ʎC 的环境中进行高温老化测试,结果如图１３所示.可以发现,在高温老化２h 后,暗带指数明显改善,均值由１０．０降至８．６,不良率由２３．１％降至０.但进一步延长老化时间至４h,暗带指数的降低并不明显.这与自然老化的效果一致,随时间延长暗带指数下降速率逐渐减缓,老化时间过长并不能持续改善暗带不良现象.图１２㊀暗带指数随常温老化时间的变化趋势F i g ．１２㊀C h a n g e t r e n do f d a r kb a n d i n d e xw i t ha g i n gt i m e a t r o o mt e m pe r a t u re 图１３㊀暗带指数随高温老化时间变化趋势F i g ．１３㊀C h a n g e t r e n dof d a r kb a n d i n d e xw i t hag i n gt i m e a t h i g h t e m pe r a t u r e ４．７㊀液晶面板平坦度参考J i a n g 等人对L０画面漏光的研究[８],我们通过控制上㊁下偏光片(P O L )贴附的速度差,分别调整液晶面板的平坦度状态为四角翘取或趋９３１１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀马㊀健,等:T F T ＧL C D 边缘暗带不良机理研究与改善于平坦,其模组成品的暗带指数如图１４所示.可以看出,更为平坦的液晶面板,其暗带指数均值更优.与老化的作用原理类似,平坦的液晶面板与背光源组装后的整体契合度更好,在一定程度上减少了面光源入射屏内时的耦合㊁散射等损耗.因此在实际制作中,选取上/下偏光片的贴附速度一致,保证液晶面板处于较为平坦的状态.图１４㊀液晶面板翘曲状态与暗带指数的相关性F i g ．１４㊀C o m p a r i s o no f s t a t u so f p a n e lw a r p a gea n d d a r kb a n d i n d e x５㊀结㊀㊀论本文针对T F T ＧL C D 显示器边缘亮度偏低㊁出现暗带的不良现象,对不良机理进行实验研究,并对相关影响因子逐一提出优化方向.结果表明:从液晶面板设计方向改善,均匀的边缘盒厚有助于提升边缘亮度均一性,故适中的液晶量㊁硅球尺寸㊁硅球掺杂比及较硬的封框胶更优,而贴附偏光片后更平坦的液晶面板其暗带程度相比存在四角翘曲趋势的面板更轻;从背光源方向改善,模组成品的边缘暗带程度与背光源批次存在强相关性,但主要受背光源平坦度等尺寸参数影响而非背光源自身的暗带程度.此外,老化工艺释放了背光源与液晶面板组装时产生的内应力,缓和边缘位置的形变,适当延长老化时间有利于降低暗带不良发生率.通过以上较优条件的导入,液晶显示器边缘暗带不良发生率由９．３％降至０．２％以下,有效提升了产品竞争力.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀黄锡珉．液晶显示技术发展轨迹[J ]．液晶与显示,２００３,１８(１):１Ｇ６．HU A N G X M．R o a d Ｇm a p o fL C Dt e c h n o l o g y [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l sa n d D i s p l a ys ,２００３,１８(１):１Ｇ６．(i nC h i n e s e)[２]㊀彭志红,袁野,林韵英,等．国内液晶显示技术的发展概况[J ]．电视技术,２０１３,３７(S ２):４２５Ｇ４２６．P E N GZH ,Y U A NY ,L I NYY ,e t a l ．D e v e l o p m e n t r e v i e wo f c r y s t a l l i q u i d d i s p l a y i nC h i n a [J ]．V i d e oE n gi n e e r Ｇi n g ,２０１３,３７(S ２):４２５Ｇ４２６．(i nC h i n e s e )[３]㊀马群刚．T F T ＧL C D 原理与设计[M ]．北京:电子工业出版社,２０１１:４５Ｇ４７．MA Q G．P r i n c i p l e a n dD e s i g n o f TF T ＧL C D [M ]．B e i j i n g :P u b l i s h i n g H o u s e o fE l e c t r o n i c s I n d u s t r y ,２０１１:４５Ｇ４７．(i nC h i n e s e)[４]㊀唐胜果,赵曼,王明明,等．基于田口法对无边框液晶模组L ０漏光改善研究[J ]．液晶与显示,２０１９,３４(７):６６７Ｇ６７５．T A N GSG ,Z HA O M ,WA N G M M ,e t a l ．L ０l i g h t l e a k a g e i n b o r d e r l e s sm o d u l e b y T a gu c h im e t h o d [J ]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１９,３４(７):６６７Ｇ６７５．(i nC h i n e s e )[５]㊀邱永亮,李荣玉,顾筠筠．T F T ＧL C D 制造过程中的盒厚控制工艺研究[J ]．现代显示,２００８(６):３３Ｇ３５,５８．Q I U YL ,L I RY ,G U YY．L C D s g a p c o n t r o l i nT F T ＧL C D p r o d u c t i o n [J ]．A d v a n c e dD i s p l a y ,２００８(６):３３Ｇ３５,５８．(i nC h i n e s e)[６]㊀王志龙,郑英花,马亮,等．L ０周边M u r a 分析及其改善研究[J ]．液晶与显示,２０１４,２９(５):６６８Ｇ６７３．WA N GZL ,Z H E N G Y H ,MA L ,e t a l ．R e s e a r c ha n d i m p r o v e m e n t o fL ０s i d e M u r a [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y s ,２０１４,２９(５):６６８Ｇ６７３．(i nC h i n e s e )[７]㊀见帅敏,解洋,夏高飞,等．T F T ＧL C D 边角漏光不良机理分析及改善研究[J ]．液晶与显示,２０１７,３２(６):４５５Ｇ４６０．J I A NS M ,X I E Y ,X I A G F ,e t a l ．A n a l y s i sa n d i m p r o v e m e n t o fT F T ＧL C De d g e l i g h t Ｇl e a k i n g me c h a n i s m [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l of L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１７,３２(６):４５５Ｇ４６０．(i nC h i n e s e )[８]㊀姜勇勇,吴健,郭栋,等．平板电脑类产品暗态均匀性影响因素的研究与改善[J ]．液晶与显示,２０１９,３４(１１):１０６７Ｇ１０７２．０４１１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３５卷㊀J I A N G Y Y ,WUJ ,G U O D ,e ta l ．A n a l y s i sa n di m p r o v e m e n t r e s e a r c ho fb l a c ku n i f o r m i t y f o r t a b l e t p e r s o n a l c o m p u t e r p r o d u c t i o n [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n d D i s p l a y s ,２０１９,３４(１１):１０６７Ｇ１０７２．(i nC h i Ｇn e s e)作者简介:㊀马㊀健(１９９３－),男,安徽马鞍山人,硕士,高级工程师,２０１８年于武汉理工大学获得硕士学位,主要从事产品漏光不良改善及彩膜工艺相关的研究.E Ｇm a i l :j e r o m e m a ＠f o x m a i l ．c om ㊀黄正峰(１９８２－),男,安徽阜阳人,硕士,２００７年于华东理工大学获得硕士学位,主要从事T F T ＧL C D 液晶成盒及彩膜工艺相关的研究.E Ｇm a i l :h u a n gＧz h e n g f e n g＠b o e ．c o m．c n １４１１第１１期㊀㊀㊀㊀㊀马㊀健,等:T F T ＧL C D 边缘暗带不良机理研究与改善。

TFT-LCD产业中PVX OPEN不良改善研究

通过对TFT-LCD 制造中PHOTO 工艺PVX OPEN 不良产生机理的研究，提出改善PVX OPEN 不良的方法。

分析表明PVX OPEN 不良主要成因为PR 胶涂布前细菌粘附在玻璃基板上，曝光显影后造成PR 胶破洞，PVX 刻蚀工序完成后形成对应位置PVX OPEN ；通过改善生产气流及定期清理细菌等措施，PVX OPEN 发生率由最初的6%以上降低到0.5%以下，且改善周期可持续2个月以上。

随着薄膜晶体管-液晶显示器（TFT-LCD ）发展，液晶市场竞争越来越激烈，TFT-LCD 产品以其轻薄、环保、高性能等优点，尺寸越做越大，应用越来越广。

一方面面板企业在向大世代线方向发展，另一方面，顺应市场需求，传统8.5代线开始生产大尺寸产品。

因受到基板尺寸限制影响，不良对较大尺寸产品良率的影响将成倍增加（不良PANEL 数/单张TFT 基板总PANEL 数）。

TFT 生产技术最核心的部分是光刻工艺，它既是决定产品品质的重要环节，也是影响产品成本的关键部分。

光刻工艺常规的OPEN&REMAIN （膜层破洞/残留）类不良，通过设备维护、清洁等均可以得到改善，而PVX OPEN 类不良的产生机理为细菌导致，细菌繁殖速度快，一般约20～30min 便分裂一次，即为一代，仅靠设备PM （设备维保）等常规设备维护方式，无法进行抑制和改善，严重影响着产品良率。

同时，也因频繁停机维护而降低产能，1 PVX OPEN不良原因分析1.1 现象描述ARRA Y PHOTO 工序的PVX OPEN 类不良在AOI 检出（光学检测设备）均表现为圆形黑色PARTICLE （异物）形态，异常高发设备发生率达到6%以上，Final 检查维修工序呈现出PVX 膜层破洞，检出PXL 不良。

对于HADS 产品而言，PVX 膜层破洞会导致DA TA 和COMMON 导通，形成DCS 线性不良，直接导致P ANEL 报废而造成良率损失。

TFT-LCD面板亮点缺陷的研究

TFT-LCD面板亮点缺陷的研究摘要：随着现代电子信息技术的发展，手机薄膜晶体管液晶显示器屏向大尺寸、轻薄化、高分辨率方向发展。

TFT-LCD是由很多像素组成，结构复杂、制造工序繁多，如果其中有一些像素不能正常工作，就会造成局部的显示不良，如出现亮点、暗点、亮线、暗线等缺陷，这些缺陷在生产过程中不可避免，但易于观察和检测。

点缺陷产生的主要原因是单体TFT薄膜晶体管的失效，线缺陷则由多个驱动电路与屏幕连接不良引起的。

本文主要通过研究TFT-LCD的显示原理，亮点缺陷在LTPS低温多晶硅Array制程中的分析和改善修复，来提升生产的良率，对于提高TFT-LCD手机屏的质量具有重要意义。

关键词： TFT-LCD 液晶面板；亮点缺陷；镭射修复；1 TFT-LCD液晶面板特性概述TFT液晶面板由像素矩阵组成，每个像素都设有一个半导体开关，以此做到完全的单独的控制一个像素点，液晶材料被夹在TFT玻璃层和颜色过滤层之间，通电时，液晶排列变得整齐有序，使光线容易通过；断电时，排列混乱，阻止光线通过。

即通过改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩的目的。

图1. TFT-LCD液晶图2. TFT-LCD的图3. Array工艺流程面板的结构面板等效电路2 Array工艺流程及亮点缺陷分析2.1 Array段工艺流程简述我们基于LTPS Poly-Si低温多晶硅来介绍Array的工艺流程，通过在玻璃基板上进行清洗、成膜、曝光、刻蚀等工艺生产出TFT器件所需要的各膜层，包括遮光层，Poly多晶硅层,栅极层，隔离层，源漏极层，平坦层，ITO1层，钝化层，ITO2层。

其中，金属层成膜使用磁控溅射工艺进行，非金属层成膜使用化学气相沉积和物理气相沉积工艺进行。

膜层图形由刻蚀工艺完成，湿法刻蚀使用酸性刻蚀液进行，干法刻蚀使用ECCP气体轰击工艺进行。

具体制造流程如图3所示,完成后的TFT样品像素如图4所示。

使用此工艺制造TFT基板的好处是低压应用，低驱动电压，低功耗，高分辨率。

TFTＧLCD一种绿Mura机理分析和改善

第３６卷㊀第８期２０２１年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３６㊀N o ．８㊀A u g．２０２１㊀㊀收稿日期:２０２０Ｇ１２Ｇ０９;修订日期:２０２１Ｇ０４Ｇ０９．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :j i a n g qi a n ＠b o e ．c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０２１)０８Ｇ１１３６Ｇ０８T F T ＧL C D 一种绿M u r a 机理分析和改善蒋㊀迁∗,耿晨曦,刁义林,周㊀鹏,路朝华(北京京东方显示技术有限公司,北京１００１７６)摘要:色斑不良(M u r a )是薄膜晶体管液晶显示器常见的显示缺陷,严重影响产品品质.色斑不良表现形式多样,原因也各不相同.本文针对８．５世代线发生于８１２８c m (３２i n )产品上的一种固定位置发绿条状M u r a ,通过实物解析㊁设备排查和不同工艺条件试验,对不良机理进行研究.实验结果表明,８１．２８c m (３２i n )产品彩膜绿像素使用的G Ｇ１型光刻胶受光照后性质发生变化是导致该不良的直接原因.进一步确认不良的根本原因为G Ｇ１型光刻胶中颜料分子锌酞菁化合物在６００~７００n m 光波处存在吸收峰,被光照后吸收光子生成自由载流子,形成附加电场,导致该区域液晶偏转异常,显示出宏观绿M u r a .从阻隔光照和减少光生载流子产生数量两个方向入手,通过添加高敏感度光起始剂和使用颜色浓度更高的颜料分子,形成两种改善材料,量产导入后,均成功将不良发生率由约２０％降低为０,有效提升了产品品质.关㊀键㊀词:T F T ＧL C D ;绿M u r a;光照;光刻胶;附加电场中图分类号:T N １４１．９㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７１８８/C J L C D．２０２０Ｇ０３３７M e c h a n i s ma n a l y s i s a n d i m pr o v e m e n t o f T F T ＧL C D g r e e n M u r aJ I A N G Q i a n ∗,G E N GC h e n Ｇx i ,D I A O Y i Ｇl i n ,Z HO U P e n g,L U C h a o Ｇh u a (B e i j i n g B O E D i s p l a y T e c h n o l o g y C o ．,L t d ．,B e i j i n g １００１７６,C h i n a )A b s t r a c t :M u r a i s a c o mm o n d e f e c t o f t h i n Ｇf i l mt r a n s i s t o r l i q u i d c r y s t a l d i s p l a y ,w h i c h s e r i o u s l y af f e c t t h e q u a l i t y o f t h e p r o d u c t ．G e n e r a l l y,t h e p e r f o r m a n c e s a n d r o o t c a u s e s o fM u r a a r ed i f f e r e n t a n d r e Ｇq u i r e s p e c i f i c a n a l y s i s ．T h i s p a p e r f o c u s e s o na f i x e d p o s i t i o n g r e e n s t r i p eM u r a o na ８１．２８c m (３２i n )i n c h p r o d u c t i n８．５g e n e r a t i o nl i n e ,a n ds t u d i e st h ed e f e c t m e c h a n i s m t h r o u g h p h y s i c a la n a l y s i s ,e q u i p m e n t i n v e s t i g a t i o na n d t e s t i n g o f d i f f e r e n t p r o d u c i n g c o n d i t i o n s ．T h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e c h a n g e o f t h e p r o p e r t i e so f t h eG Ｇ１t y p e p h o t o r e s i s tu s e d i n t h e g r e e n p i x e l o f c o l o r f i l t e r i s t h e d i r e c t c a u s e o f t h ed e f e c t ．F u r t h e r m o r e ,t h e r o o t c a u s e i s c o n f i r m e d t h a t t h e z i n c p h t h a l o c ya n i n e c o m p o u n d s i n t h eG Ｇ１t y p e p h o t o r e s i s t h a v e a s t r o n g ab s o r p t i o n p e a k s a t ６００~７００n mo f l i g h tw a v e ,s o i tw i l l a b s o r b p h o t o n s a n d t r a n s f o r mi t t o f r e ec a r r i e r s a f t e r i l l u m i n a t i o n ．T h e f r e e c a r r i e r s f o r mad Ｇd i t i o n a le l e c t r i cf i e l d s ,l e a d i ng t oa b n o r m a l l i q u i dc r y s t a l d e f l e c t i o n i n thi s a r e a ,s h o w i n g th em a c r o Ｇs c o p i c g r e e n M u r a ．F r o mt h e t w o d i r e c t i o n s o f b l o c k i n g l i g h t a n d r e d u c i n g t h e n u m b e r o f p h o t o Ｇge n e r Ｇa t e d c a r r i e r s ,t w ok i n d s of i m p r o v e dm a t e r i a l s a r e f o r m e db y a d d i nghi g hs e n s i t i v i t y l i gh t s t a r t e r a n d u s i n gp i g m e n tm o l e c u l e sw i t hh i g h e r c o l o r c o n c e n t r a t i o n ．B o t hm a t e r i a l s u c c e s s f u l l y re d u c e t h e i n c i d e n c e . All Rights Reserved.r a t i o o f t h e g r e e nM u r a d e f e c t f r o ma b o u t２０％t o０,e f f e c t i v e l y i m p r o v i n g t h e q u a l i t y o f p r o d u c t s．K e y w o r d s:T F TＧL C D;g r e e n M u r a;l i g h t i r r a d i a t i o n;p h o t o r e s i s t;a d d i t i o n a l e l e c t r i c f i e l d１㊀引㊀㊀言㊀㊀薄膜晶体管液晶显示器(T h i n F i l mT r a n s i s t o rＧL i q u i dC r y s t a lD i s p l a y,T F TＧL C D)具有质量轻㊁功耗低㊁寿命长等优点,在手机㊁显示器㊁电视等传统显示行业和车载㊁穿戴㊁智能家居等新兴显示行业均得到了广泛应用[１Ｇ３].随着产品逐渐普及,消费者对显示器件的画面品质要求越来越高,生产商也越来越重视画面品质不良的改善.色斑(M u r a)作为最常见的画质不均缺陷,长期阻碍显示屏幕品质的提升.M u r a是指在灰阶画面下,人眼感受到画面明暗或色彩不均一的现象.造成M u r a的直接原因是显示器局部区域透过率的差异,而根本原因则各不相同,背光源㊁T F T阵列㊁配像膜㊁液晶㊁彩膜基板等都有可能造成视觉M u r a,这也是M u r a不良难以根除的原因[４Ｇ９].本文针对８．５代线工厂发生于８１．２８c m(３２i n)产品上的一种新发生的固定位置的条状发绿M u r a,从电学㊁光学㊁物理结构等多方面进行分析,结合工艺验证方案和结果,最终明确了不良的根本原因为该产品使用的新型绿像素光刻胶(此前未在其他产品上导入)光照不耐受所致,并提出了切实有效的改善措施,对于新材料的引进和评价具有参考意义.２㊀不良分析２．１㊀不良现象将产品加背光与信号点亮,点亮之初无不良,约２０~６０s后在屏幕固定位置出现一条宽约１０mm的竖向发绿条状M u r a,使用２０倍放大镜观察M u r a区,可见绿像素靠近红像素侧长边发亮,继续点灯,约１０~１５m i n后不良消失.２．２㊀不良位置匹配分析绿M u r a不良现象如图１所示.该不良发生在屏幕上位置固定,怀疑是切割工艺后与某设备干涉相关,排查全产线该位置的设备进行匹配,发现模组自动光学检测机(A u t o m a t i cO p t i c a l I nＧ图１㊀绿M u r a不良现象.(a)宏观观察;(b)微观观察.F i g．１㊀P h e n o m e n o n o f g r e e nM u r a d e f e c t．(a)M a c r oo b s e r v a t i o n;(b)M i c r oo b s e r v a t i o n．s p e c t i o n,A O I)灯条与不良位置匹配,如图２所示,怀疑该不良与受光照有关,根本原因仍需进一步分析.图２㊀不良位置与自动光学检测机灯条匹配F i g．２㊀P o s i t i o no fa b n o r m a l m a t c h w i t ht h el a m po fA O I２．３㊀液晶盒内特性分析跨过M u r a区域及相邻正常区域连续测量液晶盒内特性,结果如图３所示.图３(a)显示M u r a区与正常区液晶盒厚均在３．４５~３．６５μm 之间;图３(b)显示M u r a区与正常区液晶扭转角由０．２ʎ逐渐增加至０．８ʎ,无突变;图３(c)显示M u r a区与正常区液晶预倾角均在２．２０ʎ~２．４０ʎ之间.３项特性M u r a区与正常区均无明显差异,说明该不良非液晶盒厚或配向异常导致.７３１１第８期㊀㊀㊀㊀㊀蒋㊀迁,等:T F TＧL C D一种绿M u r a机理分析和改善. All Rights Reserved.图３㊀M u r a 区与正常区液晶盒内特性对比.(a )盒厚;(b )扭转角;(c)预倾角.F i g ．３㊀C e l l c h a r a c t e r i s t i c sc o m pa r i s o no f M u r aa r e a a g a i n s t n o r m a l a r e a ．(a )C e l l g a p;(b )T w i s t a n g l e ;(c )P r e Ｇt i l t a n g l e ．２．４㊀光学分析对M u r a 区域和相邻正常区域分别测量开机后色坐标W y 变化趋势,结果如图４所示.正常区域W y 稳定在０．３２５左右,M u r a 区域W y 呈现先增大后减小的趋势,开机时W y 为０．３２６,２０s后增大至０．３３０,不良出现,３m i n 后增大至最大值０．３４０后开始降低,１０m i n 后降低至０．３２９,不良消失.从上述曲线可知,W y 变化趋势与不良出现和消失时间规律吻合.图４㊀M u r a 区与正常区色坐标W y 随点灯时间变化对比F i g ．４㊀C o m p a r i s o no f t h e c h a n geo f c o l o r c o o r d i n a t e W y w i t hl i g h t i n g t i m eo f M u r aa r e aa ga i n s t n o r m a l a r e a２．５㊀电学分析正常产品使用V g l 为－８V .将V g l 外接,开机后L ０画面下将V g l 从－４V 到－１２V 变化,结果如表１所示,不良程度用L e v e l ０~４说明,L e v e l ０为不可见,数字越大不良越严重.随着V g l 降低,不良加重,说明该不良受像素两侧压差影响较大.表１㊀V g l 变化对不良程度的影响T a b ．１㊀E f f e c t o f V g l c h a n g e o n t h e a b n o r m a l l e v e l s V g l/V 不良程度说明－４L e v e l ０不可见－６L e v e l １轻微可见－８L e v e l ２明显可见－１０L e v e l ３明显可见－１２L e v e l ４明显可见２．６㊀膜面微观特性分析拆屏后点直流,将T F T 与彩膜基板微微错开,不良随彩膜基板移动,判断不良位于彩膜侧.去除液晶与配像膜,在宏观检测机下观察彩膜侧基板,M u r a 区域未见异常.使用分光机和关键尺寸(C r i t i c a lD i m e n s i o n ,C D )测量仪分别测量彩膜侧红(R )㊁绿(G )㊁蓝(B )３种子像素的色坐标和尺寸,结果如表２所示,M u r a 区和正常区R G B 各项特性均无明显差异.表２㊀M u r a 区与正常区R G B 色坐标与关键尺寸分析T a b ．２㊀A n a l ys i s o fR G B c o l o r c o o r d i n a t e a n dC Do fM u r a a r e a a ga i n s t n o r m a l a r e a 特性M u r a 区正常区R x ０．６６２０．６６２R y ０．３１８０．３１９R Y １６．９１４１６．９３４G x ０．２６３０．２６３G y ０．５８３０．５８３G Y ５７．０２８５７．０４１B x０．１３８０．１３８B y ０．０９８０．０９８B Y １１．１２２１１．０９８R C D /μm ９２．３２９２．２６G C D /μm ９２．９１９２．１３B C D /μm ９１．９６９２．２４８３１１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀. All Rights Reserved.㊀㊀使用扫描电子显微镜分析彩膜基板R G B截面形貌,如图５~６所示,各项特性测量结果如表３所示.R G B膜厚M u r a区与正常区均在２．３５~２．５５μm内,无明显差异,与色坐标测试结果符合.图５㊀M u r a区R G B形貌.(a)RＧG;(b)GＧB;(c)BＧR.F i g．５㊀P r o f i l e o fM u r a a r e a．(a)RＧG;(b)GＧB;(c)BＧR．图６㊀正常区R G B形貌.(a)RＧG;(b)GＧB;(c)BＧR.F i g．６㊀P r o f i l e o f n o r m a l a r e a．(a)RＧG;(b)GＧB;(c)BＧR．表３㊀M u r a区与正常区R G B形貌对比T a b．３㊀C o n t r a s t o fR G B p r o f i l e o fM u r a a r e a a g a i n s t n o rＧm a l a r e a特性M u r a区正常区R膜厚/μm２．３４２．３６G膜厚/μm２．４４２．４１B膜厚/μm２．５０２．５１R搭接宽度(左)/μm８．６２８．４７R搭接宽度(右)/μm６．５２６．３３G搭接宽度(左)/μm７．１１７．３３G搭接宽度(右)/μm７．８９７．３８B搭接宽度(左)/μm７．２７６．８８B搭接宽度(右)/μm７．６８６．９３R牛角段差(左)/μm０．２１０．２６R牛角段差(右)/μm０．０９０．１１G牛角段差(左)/μm０．６２０．５９G牛角段差(右)/μm０．２２０．２５B牛角段差(左)/μm０．２５０．２９B牛角段差(右)/μm０．３１０．３２㊀㊀R G B与黑矩阵搭接处搭接宽度以及各子像素牛角段差,M u r a区和正常区未见明显差异.综合上述分析,怀疑该不良是彩膜侧受光照后产生的电学性不良,光照是引起不良的直接原因,根本原因应与彩膜使用的光刻胶自身特性相关,且由于该不良为绿M u r a,应为绿像素光刻胶异常导致.以上推论需要结合工艺验证进一步明确,再进行针对性改善.３㊀实验与结果３．１㊀自动光学检测机光照对不良的影响将４００片切割后的屏幕分为两组投入模组,分别采用自动光学检测机光源开启和关闭两个条件制作,进行对比验证,结果如表４所示.自动光学检测机灯源开启时,２００片屏幕中有３９片发生了固定位置绿M u r a不良,不良率为１９５％,而对照组自动光学检测机灯源关闭条件下,没有一片屏幕发生不良,进一步明确自动光学检测机光源照射是产生不良的直接原因.为对应生产,首先将模组自动光学检测机光源关闭导入量产条件.９３１１第８期㊀㊀㊀㊀㊀蒋㊀迁,等:T F TＧL C D一种绿M u r a机理分析和改善. All Rights Reserved.表４㊀自动光学检测机光源对不良的影响T a b．４㊀E f f e c to fa u t o m a t i co p t i c a l i n s p e c t i o nl a m p o n t h e d e f e c t条件不良数不良率自动光学检测机开启３９/２００１９．５％自动光学检测机关闭００３．２㊀G像素材料对不良的影响分析８１．２８c m(３２i n)各型号产品工艺和材料,发现发生不良的产品A与无不良产品B仅G 像素使用的光刻胶型号不同,暂且将发生不良的材料称之为GＧ１,无不良的材料称之为GＧ２.为验证G材料相关性,将８１．２８c m(３２i n)产品A和B使用的G材料互换,其余工艺均无变化,各生产５张基板并进行模组制作,使用A O I 光照后点灯验证不良是否发生,结果如表５所示.结果表明,原来发生于产品A上的不良随之转移到产品B上,验证了材料GＧ１是导致不良的主要原因.表５㊀G像素材料对不良的影响T a b．５㊀E f f e c t o f d i f f e r e n t g r e e nm a t e r i a l s o n t h e d e f e c t产品GＧ１GＧ２A有不良无不良B有不良无不良４㊀机理分析与改善４．１㊀机理分析通过上述实验和分析,基本明确了GＧ１型光刻胶受自动光学检测机照射后性质发生变化是导致该不良的直接原因.结合GＧ１光刻胶材料成分,不良机理为:(１)GＧ１型光刻胶所使用的颜料为锌酞菁化合物,分子结构如图７所示,其在６００~７００n m 的可见光区域存在强吸收峰[１０Ｇ１３].锌酞菁化合物吸收光子后,在膜层内产生激子,随后生成自由载流子,电导特性发生变化.点灯之初,被光照射过的绿像素区域由于载流子形成附加电场,在L０画面下附加电场使液晶偏转异常,光能透过绿像素,显示出宏观的绿M u r a;而未受到光照的正常区域液晶排列正常,无绿光通过,显示灰阶画面,如图８所示.图７㊀锌酞菁化合物分子结构F i g．７㊀M o l e c u l a r s t r u c t u r e o f z i n c p h t h a l o c y a n i n e c o mＧp o u n ds图８㊀不良机理示意图F i g．８㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f a b n o r m a lm e c h a n i s m(２)随着点灯时间延长,T F T开关不断充放电,光生载流子逐渐释放,M u r a区域膜层电场恢复到正常状态,不良消失.(３)不良区域微观显微镜下所见的绿像素长边发亮与摩擦弱区相关[１４Ｇ１５].８１．２８c m(３２i n)产品A的摩擦工艺如图９所示,摩擦辊在G像素靠近B侧牛角为上坡区,在G像素靠近R侧牛角为下坡区.相比于上坡区,下坡区得到摩擦布摩擦的力度较小,该区域配向膜配向度较差,液晶排布相对无序,比起正常区域配列有序的液晶分子,更容易受到绿像素附加电场驱动,透光量更大,显现出绿像素边缘亮线[１２Ｇ１３].图９㊀摩擦工艺及配向弱区F i g．９㊀R u b b i n gp r o c e s s a n d r u b b i n g s h a d o wa r e a ４．２㊀不良改善要改善光照导致绿M u r a问题,必须从源头截断或减少光生载流子产生,我们从材料方面进０４１１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀. All Rights Reserved.行了以下两种改善:(１)阻隔光照穿透来减少光生载流子产生.具体改善方式为:在原材料G Ｇ１中添加高敏感度光起始剂,将G Ｇ１材料改善为G Ｇ１A 材料.高敏感光起始剂能加速曝光过程中的交联反应,使单体聚合反应更加完全,生成致密度更高的膜层,有效阻隔光照.(２)降低颜料分子含量来减少光生载流子产生.具体改善方式为:使用颜色浓度更高的颜料分子替代原颜料,将原材料G Ｇ１改善为G Ｇ１B .原材来料数据表明,达到相同色度要求时,原材料G Ｇ１中颜料含量为１．４％,新材料G Ｇ１B 颜料含量仅为０．６％.将８１．２８c m (３２i n )产品A 分别使用原材料G Ｇ１㊁改善材料G Ｇ１A 和G Ｇ１B 生产彩膜,测量３种材料绿像素色坐标如表６所示,更换材料后色坐标未发生偏移,均可满足产品要求.表６㊀不同G 像素材料色坐标对比T a b ．６㊀C o n t r a s t o f d i f f e r e n t g r e e nm a t e r i a l s 色坐标S p e c G Ｇ１G Ｇ１A G Ｇ１B G x ０．２６００．２６３０．２６１０．２６２G y ０．５８００．５８３０．５８１０．５７９G Y５７．０００５７．０２８５７．０５２５７．１０２３种材料彩膜组成模组成品后进行光照测试,在模组自动光学检测机下光照不同时间后进行点灯,出现绿M u r a 用 ɿ 表示,未出现绿M u r a 用 ˑ 表示,结果如表７所示.原材料在自动光学检测机光照１０s 后即出现绿M u r a 不良,改善材料G Ｇ１A 和G Ｇ１B 在自动光学检测机光照１０m i n (正常检测时间为３０s)情况下也无不良产生,说明两种方式均可成功消除不良.表７㊀使用不同材料的产品受自动光学检测机光照测试结果T a b ．７㊀T e s t r e s u l t o f p r o d u c t su s i n g d i f f e r e n tm a t e r i a l su n d e r a u t o m a t i c o p t i c a l i n s p e c t i o n l a m p i n g产品G r e e n 材料自动光学检测机照射时间１０s ２０s ３０s ４５s １m i n ２m i n ３m i n ５m i n １０m i n ８１．２８c m (３２i n )产品AG Ｇ１ɿɿɿɿɿɿɿɿɿG Ｇ１A ˑˑˑˑˑˑˑˑˑG Ｇ１Bˑˑˑˑˑˑˑˑˑ㊀㊀ɿ:有M u r a ㊀㊀ˑ:无M u r a ㊀５㊀结㊀㊀论本文针对８．５代线工厂８１．２８c m (３２i n)产品上出现的固定位置发绿条状M u r a 进行研究分析和工艺改善验证,通过设备位置匹配㊁液晶盒内特性分析㊁膜面微观结构分析㊁光学和电学分析等手段,明确了该产品彩膜工艺使用的G Ｇ１型光刻胶受模组自动光学检测机光照后性质发生变化是导致该不良的直接原因.进一步研究G Ｇ１型光刻胶材料成分,其所含颜料锌酞菁化合物,在６００~７００n m 的可见光区域存在强吸收峰,确认不良机理为:G Ｇ１型光刻胶被光照后,锌酞菁化合物吸收光子,在膜层内产生激子,随后生成自由载流子并形成附加电场,导致该区域液晶偏转异常,透过绿像素的光亮较正常区域大,显示出宏观的绿M u r a.明确不良机理后,从阻隔光照和减少光生载流子产生数量两方面入手,通过添加高敏感度光起始剂和使用颜色浓度更高的颜料分子两种方法形成改善材料,均成功消除了不良,不良率由约２０％降低为０.本文的研究内容对于彩膜制程的材料选择具有重要借鉴意义,尤其是选择新材料时,不仅应考虑材料的色度是否满足规格,更应该考虑材料的光㊁热稳定性并进行相关信赖性测试,测试通过后再引进量产.１４１１第８期㊀㊀㊀㊀㊀蒋㊀迁,等:T F T ＧL C D 一种绿M u r a 机理分析和改善. All Rights Reserved.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀田民波,叶锋．T F T 液晶显示原理与技术[M ]．北京:科学出版社,２０１０．T I A N M B ,Y EF ．P r i n c i p l e a n dT e c h n o l o g y o f T F TL i q u i dD i s p l a y [M ]．B e i j i n g :S c i e n c e P r e s s ,２０１０．(i nC h i Ｇn e s e)[２]㊀马群刚．T F T ＧL C D 原理与设计[M ]．北京:电子工业出版社,２０１１．MA Q G．P r i n c i p l e a n dD e s i g no f TF T ＧL C D [M ]．B e i j i n g :P u b l i s h i n g H o u s e o fE l e c t r o n i c s I n d u s t r y ,２０１１．(i n C h i n e s e)[３]㊀廖燕平,宋勇志,邵喜斌,等．薄膜晶体管液晶显示器显示原理与设计[M ]．北京:电子工业出版社,２０１６．L I A O YP ,S O N G YZ ,S HA O XB ,e t a l ．T h i nF i l m T r a n s i s t o rL i q u i dC r y s t a lD i s p l a y [M ]．B e i j i n g :P u b l i s h Ｇi n g H o u s e o fE l e c t r o n i c s I n d u s t r y,２０１６．(i nC h i n e s e )[４]㊀艾雨,刘利萍,周纪登．面板显示不均分析及改善对策研究[J ]．液晶与显示,２０１５,３０(２):２０２Ｇ２０７．A IY ,L I ULP ,Z HO UJD．A n a l y s i s a n d i m p r o v e m e n t o f p a n e l d i s p l a y i n c o n f o r m i t y [J ]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i qＧu i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１５,３０(２):２０２Ｇ２０７．(i nC h i n e s e )[５]㊀吴洪江,王威,龙春平．一种T F T ＧL C D V e r t i c a l B l o c k M u r a 的研究与改善[J ]．液晶与显示,２００７,２２(４):４３３Ｇ４３９．WU HJ ,WA N G W ,L O N GCP ．R e s e a r c h a n d i m pr o v e m e n t a b o u tV e r t i c a l B l o c kM u r a i nT F T ＧL C D p r o c e s s [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２００７,２２(４):４３３Ｇ４３９．(i nC h i n e s e )[６]㊀焦峰,王海宏．T F T ＧL C D 残像原理与分析(基础篇)[J ]．现代显示,２０１２(４):５４Ｇ５９．J I A OF ,WA N G H H．T h e t h e o r y a n d a n a l y s i s o fT F T ＧL C D i m a g e s t i c k i n g (b a s i s )[J ]．A d v a n c e dD i s p l a y ,２０１２(４):５４Ｇ５９．(i nC h i n e s e)[７]㊀蒋迁,塔拉,薛凤明,等．高分辨率平板电脑产品中彩膜曝光基台色斑不良的改善[J ]．液晶与显示,２０１９,３４(６):５３７Ｇ５４２．J I A N G Q ,T AL ,X U EF M ,e t a l ．I m p r o v e m e n t o f s t a g eM u r a i nh i ghP P IT P Cc o l o r f i l t e r p r o d u c t s [J ]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１９,３４(６):５３７Ｇ５４２．(i nC h i n e s e )[８]㊀王健,王超．T F T ＧL C D 重力M u r a 的影响因素[J ]．液晶与显示,２０１９,３４(５):４９６Ｇ５００．WA N GJ ,WA N GC ．I n f l u e n c i n g f a c t o r s o fT F T ＧL C D g r a v i t y M u r a [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r ys t a l s a n d D i s p l a ys ,２０１９,３４(５):４９６Ｇ５００．(i nC h i n e s e )[９]㊀徐伟,彭毅雯,雷有华,等．T F T ＧL C D 横向线状未确认M u r a 分析及改善研究[J ]．液晶与显示,２０１３,２８(４):５３９Ｇ５４６．X U W ,P E N G Y W ,L E IY H ,e t a l ．A n a l y s i s a n d i m pr o v e m e n t o fT F T ＧL C Dh o r i z o n t a l l i n e u n k n o w n M u r a [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１３,２８(４):５３９Ｇ５４６．(i nC h i n e s e )[１０]㊀张永霜．酞菁锌有机薄膜晶体管制备与光电特性分析[D ]．哈尔滨:哈尔滨理工大学,２０１６:２４Ｇ３５．Z HA N G YS ．T h e f a b r i c a t i o na n d p h o t o e l e c t r i c c h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so fZ n P co r ga n i c t h i nf i l mt r a n s i s t o r [D ]．H a rb i n :H a r b i nU n i v e r s i t y o f Sc i e n c e a n dT e c h n o l o g y,２０１６:２４Ｇ３５．(i nC h i n e s e )[１１]㊀李双,胡学雷,姚楚笛,等．新型锌酞菁衍生物的合成及其光物理性质[J ]．合成化学,２０２０,２８(８):６９６Ｇ７００．L I S ,HU XL ,Y A O CD ,e t a l ．S y n t h e s i s a n d p h o t o p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f a n o v e l z i n c p h t h a l o c ya n i n e d e r i v a t i v e [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f S y n t h e t i cC h e m i s t r y ,２０２０,２８(８):６９７Ｇ７００．(i nC h i n e s e )[１２]㊀沈淑引,刘恺,丁西明,等．烷氧基取代金属酞菁的合成及其吸收光谱性质[J ]．应用化学,１９９７,１４(５):４３Ｇ４６．S H E NS Y ,L I U K ,D I N G X M ,e ta l ．S y n t h e s i sa n ds p e c t r o s c o p i c p r o p e r t i e so f m e t a l p h t h a l o c ya n i n e w i t h a l k o x y c h a i n s [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f A p p l i e dC h e m i s t r y ,１９９７,１４(５):４３Ｇ４６．(i nC h i n e s e )[１３]㊀刘颖,左霞,吴谊群,等．四溴Ｇ２,３Ｇ萘酞菁锌(Ⅱ)的合成及非线性光限幅特性[J ]．应用化学,２０００,１７(５):５６９Ｇ５７１．L I U Y ,Z U O X ,WU Y Q ,e t a l ．S y n t h e s i s o f t e t r a b r o m o Ｇ２,３Ｇn a p h t h o p h t h a l o c ya n i n e z i n c (Ⅱ)a n d i t sn o n l i n e a r o p t i c a l l i m i t i n g [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f A p p l i e dC h e m i s t r y ,２０００,１７(５):５６９Ｇ５７１．(i nC h i n e s e )[１４]㊀王昌银,胡璋,刘栋宏,等．R u b b i n g Mu r a 不良的研究与改善[J ]．电子世界,２０１９(１６):８Ｇ１０．WA N GCY ,HUZ ,L I U D H ,e t a l ．R e s e a r c h a n d i m p r o v e m e n t o f r u b b i n g Mu r a [J ]．E l e c t r o n i c sW o r l d ,２０１９(１６):８Ｇ１０．(i nC h i n e s e)[１５]㊀杨德波,王云志,陶雄,等．R u b b i n g Mu r a 产生机理及改善研究[J ]．液晶与显示,２０１８,３３(６):４６９Ｇ４７４．Y A N G DB ,WA N GYZ ,T A OX ,e t a l ．P r i n c i p l e a n d i m p r o v e m e n t r e s e a r c h o f r u b b i n g Mu r a [J ]．C h i n e s e J o u r Ｇ２４１１㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀. All Rights Reserved.n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y s ,２０１８,３３(６):４６９Ｇ４７４．(i nC h i n e s e )作者简介:㊀蒋㊀迁(１９８９－),女,湖北孝感人,硕士研究生,高级工程师,２０１４年于中国科学院宁波材料技术与工程研究所获得硕士学位,主要从事液晶面板中彩膜的生产和工艺改善相关工作.E Ｇm a i l :j i a n g q i a n ＠b o e ．c o m．c n３４１１第８期㊀㊀㊀㊀㊀蒋㊀迁,等:T F T ＧL C D 一种绿M u r a 机理分析和改善. All Rights Reserved.。