TFT-LCD改善“斑点不良”的研究

在压力测试时,高分辨率TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)液晶面板会发生“斑点不良”。为了预防该不良的发生,本文分析了“斑点不良”的发生机理:压力测试时,隔垫物PS(Photo Spacer)发生滑动,将阵列基板上透光区域的配向膜-聚酰亚胺PI(Polyimide)划伤,而失去配向液晶能力,在暗态画面下,划痕处会发生漏光,形成斑点状。本文对不同尺寸及分辨率的液晶面板进行了压力测试,比较隔垫物挡墙、黑矩阵BM(Black Martrix)、隔垫物站位等不同因素对“斑点不良”的影响:隔垫物挡墙能有效阻挡隔垫物的滑动距离的23.6%,能有效降低“斑点不良”的漏光发生;当隔垫物滑动的距离未超出黑矩阵的遮挡范围时,不可见“斑点不良”或很轻微;站在金属块(Pillow)上的隔垫物比没有站在Pillow上的隔垫物滑动距离小约10%。最后以49in超高清UHD(Ultra High Definition)液晶面板为例,提出一种改善“斑点不良”的的设计方案:增加PS上下挡墙设计,降低PS滑动距离;增加BM宽度设计,保证PS边缘到BM边缘的距离大于PS滑动距离;降低PS的个数,增加PS的大小设计降低透过率损失。该方案客户验证无“斑点不良”发生且透过率下降1.2%,说明此设计方案能够有效地改善“斑点不良”。     

新型TFT-LCD柱状隔垫物的形变研究

介绍了一种可应用于大尺寸TFT-LCD的新型柱状隔垫物(photo-spacer)材料。与已经量产的材料相比,该材料具有更高的弹性恢复率和外压形变承受能力。在相同生产条件下的对比实验显示,该材料经过230℃加热20min柱高的缩小率为3.04%,具有较好的热稳定性。机械性能评价结果显示,摩擦压力对于Spacer柱高没有太大的影响。     

TFT-LCD中升华物组分对柱状隔垫物性能的影响

为了分析升华物组分对柱状隔垫物性能的影响机制,对目前量产通用的隔垫物材料A和含有升华物组分的隔垫物材料B进行了研究。通过FTIR,3D扫描显微镜,弹性测试和量产测试等方法对隔垫物材料的升华物成分、形貌、力学性能和量产稳定性进行了分析。实验结果表明,添加的升华物组分是一种熔沸点较低的丙烯酸酯单体,相同工艺条件下可以增大隔垫物的顶面面积约1.5μm,同时减小其底面面积约1μm。但是在大批量产的过程中,会在掩膜板上凝结升华物形成曲面薄膜,增加辅助隔垫物的尺寸和高度。添加的升华物组分可以提高隔垫物的抗压强度,同时可以对应高PPI TFT-LCD产品的开发需求,但是会使低温气泡等不良发生的概率变大。     

面板显示不均分析及改善对策研究

通过对大量显示不均样品进行分析,找到了显示不均产生的直接原因和根本原因,并基于分析结果设计了改善显示不均的实验。通过分析发现:显示不均产生的直接原因是重力引起的柱形隔垫物位置偏移;根本原因是柱形隔垫物尺寸太小,周边没有可以阻挡柱形隔垫物位置偏移的金属线。实验结果显示:用盒子运输面板,或缩短面板在卡夹中的放置时间,可有效改善显示不均,但不适用于量产;此外,增大柱形隔垫物尺寸,从而减小柱形隔垫物周围空间可从根源上改善显示不均。通过将柱形隔垫物的尺寸由15μm增加到23μm,显示不均的不良等级由Level 4降为Level 2.5,不良得到有效改善。     

液晶显示屏挤压漏光的分析及改善

为提高液晶面板挤压漏光最大临界力值和抗挤压能力,通过对液晶面板挤压漏光机理进行分析,结合企业实际生产,采用实验设计（DOE）筛选主要因子。DOE结果表明,挤压漏光的主要因子有柱状隔垫物（Photo spacer,PS）尺寸、黑色矩阵（Black Matrix,BM）宽度、PS站位以及平坦化层（PLN）厚度。在实际生产过程中对挤压漏光进行改善设计实验,结果表明：增加PS的尺寸能有效提升面板抗击压能力的32.69%,且尺寸增大后,其弹性回复率增加了4.4%,能有效降低挤压漏光的发生;增加3μm BM宽度设计的面板挤压漏光平均临界值提升了30.61%;改变PS站位整体居中设计较PS偏右上设计的面板的挤压漏光平均临界力值提升了33.33%;PLN厚度减小0.6μm能有效提升27.08%的面板挤压漏光临界力值。     

TFT-LCD中隔垫物密度与Push Mura和低温气泡的关系

研究了隔垫物密度对Push Mura和低温气泡的影响.实验表明,通过增加隔垫物密度,能提高液晶面板的抗压强度,降低Push Mura发生率.但是,隔垫物密度过高会引起低温气泡发生.当隔垫物密度控制在适当范围内时,既能大大改善Push Mura,又不会发生低温气泡,且不影响产品的光学特性.     

新型TFT-LCD黑矩阵的细线化研究

介绍了新型TFT-LCD黑矩阵细线化研究。在原有工艺设备的基础上,突破设备局限和工艺瓶颈,通过引入相掩膜技术和背面曝光设备,达到进一步减小黑矩阵线宽的效果。实验测试结果显示:在普通掩膜板设计上应用相位移掩膜板技术,降低透光区边缘衍射和散射现象,使曝光后黑矩阵线宽降低1.0~1.5μm。在原有工艺基础上添加背面曝光工艺,使黑矩阵材料在显影后进行背面曝光预固化,改善黑矩阵图形形貌,进一步减小黑矩阵线宽达到0.3~0.5μm。通过新工艺和新设备的引入和应用,黑矩阵线宽整体降低1.5~2.0μm,达到5.0~5.5μm,可以满足目前高PPI(单位面积像素个数)产品对透过率和对比度要求。     

液晶显示器用隔垫物的研究现状与最新进展

液晶显示器用隔垫物对液晶显示器的对比度、响应时间、视角有着重要的影响。目前所用的隔垫物主要分为玻璃隔垫物和塑料隔垫物。隔垫物的喷洒方法主要有干喷法和湿喷法两种。随着液晶显示技术的发展，现在又开发了黑色、无漏光、黏合型、高精度型以及柱状等新型的隔垫物。对液晶显示器用隔垫物的分类、制备方法、分散方法以及作用和最新进展进行了综述。     

TFT-LCD一种黑Mura机理分析及工艺验证改善

TFT-LCD面板生产过程中会出现各种Mura,尤其是电视大尺寸产品,对显示均一性要求很高。Mura现象种类多,原因差异性大,本文分析的Mura属于电视面板的特殊不良。为解决此黑Mura,首先进行了实物分析研究,通过液晶盒特性、表面微观以及电学分析确认实物未见明显异常,为极微观异常。采用目前实际可操作方法很难进行深入分析,需依靠工艺验证来明确,因此通过工艺验证确认到不良为配向膜清洗机相关,而清洗机独立单元繁多。依据不良可能的原因以及实际生产线的运营状况,设计了5项相关可行性实验:清洗速度降低,清洗后增加静置时间,紫外光清洗强度提升,毛刷远离基板以及清洗机高压二流体喷淋压力调整。通过以上工艺验证结果,推理出不良形成原因为电荷残留,并提出两个合理可行的改善方向,首先是减少基板在高压二流体喷淋下的停留,其次为增加监控或关闭高压二流体喷淋,使不良从0.94%降低至0.00%,提升了产品品质。     

TFT-LCD发绿的研究及改善

TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display)行业中,在对屏进行切割、搬运过程中,容易造成屏边缘破损。当破损位置刚好位于屏点银胶位置时,银胶会通过破损进入,与黑矩阵(Black matrix,BM)接触,使黑矩阵带电形成干扰电场,从而使液晶偏转异常而产生发绿不良。切割工艺中,增加辅胶涂覆可以使切割后的空白条更稳定,从而减少搬运过程中摩擦、碰撞导致的屏边缘破损,从而降低不良发生率,导入后不良发生率由5.6%下降到1.5%。屏单侧点银胶是一种具有可行性的不良改善临时措施,但不具有量产导入性。通过对比相似产品银胶点位设计及产线工艺条件调查,得出当银胶点距离屏边缘≥4mm时,可有效防止发绿不良的发生。在点银胶侧BM区域进行挖槽,使银胶与BM隔离开,可彻底避免静电由银胶导入黑矩阵。黑矩阵挖槽设计导入后,发绿不良降低为0%,不良彻底解决。     

TFT-LCD残影不良的研究与改善

影像残留是TFT-LCD,特别是TN型产品常见的不良,对产品良率影响很大。本文从产品设计、工艺参数、工艺管控3个方面对残影进行分析。发现产品设计时Data线两侧段差过大,是导致残影发生的主要原因,通过增加配向膜厚度和摩擦强度值可以有效降低残影,实验得出配向膜膜厚高于110nm,摩擦强度高于5.5N·m时无残影发生。通过控制配向膜工程与摩擦工程间的延迟时间在5h,摩擦工程与对盒工程间的延迟时间在10h,并且严格管控ITO偏移量可以有效减少Panel内部电场,从而降低残影。通过以上措施,对于15.6HD产品,良率提升了10%,为企业高效生产奠定基础。     

液晶显示器模组黑态均匀性改善研究

随着显示行业发展,市场对液晶显示品质提出了更高的要求,特别是车载等领域,背光亮度几乎在10 000cd/m2以上,此时显示装置的细微缺陷可能被凸显进而影响画面显示品质。黑态均匀性是液晶显示模组显示画质的重要指标,为提升液晶显示模组黑态均匀性,改善显示画质,特对可能造成黑态漏光的相应结构及设计进行研究。从液晶面板受外力方向,针对机构干涉及柔性电路板(FPC)应力两方面的影响因素设计实验,确定出利于提升黑态均匀性的设计方法或管控标准。实验结果表明,通过对背光及铁框平整度的管控及缓冲胶带优化可减少机构干涉应力,通过对FPC结构及外形设计优化可减少FPC弯折应力,通过玻璃厚度减薄及增大下偏光片尺寸可提升液晶面板抗变形能力,从而将模组黑态均匀性提升到80%以上。     

表面处理对液晶显示阵列基板中黑矩阵残留的影响

主要分析了黑矩阵残留程度与SiNx、SiON、SiOx等基底表面亲水特性的关系,研究了等离子体处理对基底表面亲水特性以及黑矩阵残留的影响。首先,通过原子力显微镜和扫描电子显微镜对黑矩阵在不同基底表面的残留颗粒大小、表面粗糙度进行了测试。然后,使用接触角测试仪对不同基底表面的亲水特性进行了表征,分析了表面亲水特性和黑矩阵残留程度的关系。最后,研究了等离子体处理条件对基底表面亲水特性的影响,提出了采用O2/He等离子体对基底表面进行改性来解决黑矩阵的残留问题。实验结果表明:基底表面的水接触角越小、亲水性越强,黑矩阵在基底表面的残留越少;O2/He等离子体表面处理使基底表面的水接触角从17°降低到3°,增强了基底表面的亲水特性,并且黑矩阵工艺之后基底表面的粗糙度从3.06nm降低到0.69nm,消除了黑矩阵的残留。     

TFT-LCD摩擦工艺ESD研究与改善

摩擦工艺ESD(Electrostatic Discharge)是TFT-LCD制程中较为常见的一种不良,以317.5 mm(12.5 in)产品为例,摩擦工艺过程中ESD发生率20%,对产品良率影响较大。文章结合实际生产对摩擦工艺ESD的原因进行理论分析与实验验证,得出摩擦工艺发生ESD的原因为TFT基板上面有悬空的大块金属,在摩擦过程中电荷积累过多容易发生ESD,ESD进一步烧毁旁边金属电路导致面板点亮时画面异常。生产过程中通过工艺管控和产品设计两方面优化改善,工艺方面通过增加湿度,涂布防静电液以及管控摩擦布寿命进行改善,设计方面通过变更悬空的大块金属为小块金属,通过工艺设计优化最终生产过程中摩擦工艺ESD发生率由20%下降到0%,大大提高了产品品质,降低了生产成本。     

TFT-LCD工艺中角落白Mura的成因机理研究与改善

在新产品导入过程中会突发各种Mura类不良。本文为解决TV机种导入中出现的一种原因未知的角落白Mura,首先进行了大量的排查和推理,初步判定异常来源于成盒工艺(Cell)段,利用气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)设备测试并对比了角落白Mura区域与正常区域的液晶纯度、液晶组份和框胶溶出的差异,最后探讨了其形成的机理。结果表明角落白Mura区域液晶组份发生较大变动,液晶组份挥发是角落白Mura产生的主因。通过优化贴合时的真空抽气时间、真空保持时间、液晶滴下点数、液晶与边框胶距离等一系列的改善措施,使产品的角落白Mura发生率从16.59%降到了0.001%以下管控范围。实验有效解决了角落白Mura异常并为今后类似Mura类不良的对策提供了思路,同时提升了公司的效益和竞争力。     

TFT-LCD屏的Flicker和DC残留的研究及改善

由于平面电场的非对称设计和挠曲电效应的存在,导致正负帧作用下透过率不同,目视有很明显的闪烁。本文在396 mm(15.6 in)FHD(1 920×1 080)竖双畴结构的基础上,通过LCD expert软件模拟平面电场显示模式正负帧作用下电压-穿透率(Voltage-Transmittance,V-T)曲线,同时,实测了像素电极(pixel-ITO)不同线宽线距产品的残留DC(Direct Current)值/Flrcker数值等,得出较好的实验条件,对今后的像素设计有一定的指导意义。     

Pressure electrical contact improved by carbon black paste

Pressure and pressureless electrical contacts were evaluated by measuring the contact electrical resistivity between copper mating surfaces. Pressure electrical contacts with a contact resistivity of 2×10⁻⁵ Ω·cm² have been attained using a carbon black paste of a thickness of less than 25 μm as the interface material. In contrast, a pressureless contact with silver paint as the interface material exhibits a higher resistivity of 3×10⁻⁵ Ω·cm² or above. A pressureless contact with colloidal graphite as the interface material exhibits the same high contact resistivity (1×10⁻⁴ Ω·cm²) as a pressure contact without any interface material. On the other hand, pressureless contacts involving solder and silver epoxy exhibit lower contact resistivity than carbon black pressure contacts.