彩色滤光片RGB漏光不良工艺改善探究

彩色滤光片RGB漏光不良工艺改善探究

针对高清晰液晶显示器制作所需的高开口率彩色滤光片制作过程中出现的RGB漏光不良进行工艺改善探究。实验验证了Align Tolerance、PCP温度及Overlay补正等改善方法对产品的影响情况，同时结合成本及对实际生产的影响进行比较，成功导入最合适的PCP温度、新的Overlay补正方案，降低了高开口率产品的漏光不良发生率。

标签：彩色滤光片；漏光不良；工艺改善

Abstract：In view of the poor RGB leakage caused by the fabrication of high aperture color filters in the production of high-definition liquid crystal display （LCD），process improvement is explored. The experiment verified the effect of Align Tolerance，PCP temperature and Overlay correction on the product. At the same time，compared with the cost and the effect on the actual production，the most suitable PCP was introduced. The temperature and the new Overlay correction scheme have reduced the incidence of poor leakage of products with high opening rate.

Keywords：color filter；bad light leakage；process improvement

引言

随着高清晰，高透过率产品技术的发展，液晶面板的关键组件彩色滤光片制作工艺中BM线宽需要更窄，开口率需要更高，阵列基板与彩色滤光片基板对位成盒时所需的精度也越来越高，极易出现对位偏差，而对位偏差又会导致漏光不良。实际生产中不同时间建立的TFT-LCD生产线的设备精度均有差异，因此，在现有生产线设备精度的基础上对彩色滤光片的RGB工艺图形位置和精度的改善研究对控制漏光不良发生及适应高开口率产品的导入具有重要意义。本文从RGB工艺制作过程控制角度，在现有设备精度和开发工艺的基础上探讨如何减少漏光不良的发生。

1 漏光不良及工艺管控

1.1 不良现象

如图1，2所示，分别为三种亚像素透射光下漏光现象，多数情况下漏光是对应亚像素向Overlap方向偏移，不良在成盒工序完成后会形成规则的亮点或亮线。

1.2 漏光不良工艺管控

为保证不同layer位置精度，设计引入Overlay Mark 作为过程监控标志。如图3所示（差异放大20000倍示意图），采用6shot 曝光时，color Pattern和BM

Pattern图形并非完全重合，总会出现偏差，在BM 图形制作时分别在shot四角位置为后工序制作RGB时预留出RGB Overlay Mark（如图4所示），在RGB各工序完成后，通过测量新的Overlay Mark 与BM Mark 中心点坐标的偏移量来表示RGB图形偏移的程度。图4中内部黑色框为BM Overlay Mark，外部为G Overlay Mark。

因此，统一用Overlay Mark的形状和偏移量来表征量化漏光不良工艺管控的标志。

2 实验与分析

2.1 Align Tolerance相关性及改善

RGB基板曝光通过BM align Mark对位，以确定shot曝光精度，通过Align Tolerance加严，对改善Overlay偏移应当起到改善作用。

通过对比图5Overlay波动及图6Overlay x、y方向的Range比较，我们得出Align Tolerance 加严后有如下结论：

（1）对Overlay x波动性无改善，对Overlay y有较大改善。

（2）只对数据较差的点位有改善。

（3）加严会导致曝光机Tact time慢2s。

综上，Align Tolerance加严，对改善漏光不良影响小，但产能损失大。

2.2 PCP温度相关性及改善

针对不同温度条件下曝光时膨胀和收缩情况不同会导致图形的变化，考虑验证PCP温度的最优条件。如图7为不同温度条件下单一shot Overlay map 内缩和外扩的示意图。

如图8可知随着温度的降低Overlay y方向内缩明显。虽然调整PCP温度可以改善Overlay map向设计规格方向偏移，但微观像素上却仍存在漏光的风险；如图9所示，在不同温度下像素存在不同程度的偏移，在条状RGB像素设计中Overlap方向的偏移是最容易漏光的，而像素长边方向发生漏光的可能性是很小的；因此，考虑采用PCP温度改善漏光时，应考虑产品子像素在基板上的排布方向。如圖10所示，不同产品像素在基板上的排列方向不同，当像素沿长边Shift 时，漏光风险较像素Overlap方向小，但是为了降低风险，需要根据不同产品Overlay伸缩特点分别测试，兼顾x，y两个方向，通过将像素最易发生漏光的方向的Overlay通过PCP温度改善到合适的值，之后确认Shot边缘的像素x，y两个方向的Overlap量，判断是否OK；以43寸某型号产品测试结果如图11所示。

结论：PCP温度调整Overlay x略有恶化，Overlay y改善明显，满足要求。

2.3 Overlay补正模板对比验证

在实际生产的产品Overlay测量数据会与设计值存在差异，为保证产品在规格内生产，需要对Overlay进行补正；如图12所示，为业界常用的四点平均补正方法和原理。

其中心思想是将Overlay组成的矩形图型的中心点坐标进行补正使其重叠以保证Overlay的位置精度。然而，实际生产中内缩、外扩的情况会出现Overlay 组成的map不是矩形而是非规则四边形的情况，此时采用中心点重叠的补正方法在不能将Overlay持续的稳定在规格范围内，仍造成漏光的情况，因此，引入极值平均法进行补正，补正方法和原理如图13所示。

极值平均法补正后，新图形中心点并未与Mask 中心点重合，但能将Overlay 四角均补正至相对比较安全的规格内，能有效地避免区域漏光的情况发生。通过实际产品测试，两种方法对比结果如表1。

3 结束语

本文通过对影响彩色滤光片RGB Overlay变化的各项工艺因素进行分析和实验验证，结合对实际生产的影响对比各项改善方案，成功导入合适的PCP温度及Overlay补正等改善方法，降低了高开口率产品的漏光不良发生率，为后续高开口率产品的开发或类似问题的改善积累了丰富经验，具有较高的参考价值。

参考文献：

[1]解会杰，穆树祥，范志新.降低小尺寸液晶显示模组漏光不良[J].现代显示，2010（11）：23-26.

[2]见帅敏，解洋，等.TFT-LCD边角漏光不良机理分析及改善研究[J].液晶与显示，2017（6）.

[3]液晶显示模组漏光不良现象的解决策略研究[J].中国新技术新产品，2016（09）.

[4]王立夫，盛大德，庞华山，等.液晶TFT-彩色滤光片工艺的生产制造与探究[J].科技创新与应用，2018（07）：72-73.

[5]庞华山，谭海洋，武占英，等.彩色滤光片Mura缺陷自动检测应用研究[J].科技创新与应用，2017（28）：1-6+8.