文/京東方顯示技術(shù)有限公司
封賓 林鴻濤 王章濤 崔曉鵬 邵喜斌
隨著九十年代初TFT技術(shù)的成熟,薄膜晶體管液晶顯示屏(TFT-LCD)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,依靠其優(yōu)異的性能(如低功耗、便攜以及低輻射等)已經(jīng)逐漸取代了CRT,PDP等傳統(tǒng)的顯示模式,成為目前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。但隨著TFT-LCD生產(chǎn)線的高世代化以及產(chǎn)品性能的提高,對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝等方面都提出了更加苛刻的要求。伴隨而來(lái)的是各種不良的高發(fā),對(duì)良率的提升以及產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生前所未有的挑戰(zhàn)。其中Black-gap作為一種常見(jiàn)的不良,其受到生產(chǎn)過(guò)程中的多方面因素影響,與設(shè)計(jì)及材料等方面也密切相關(guān),給不良解析工作造成諸多困難,改善方案的提出也受到眾多限制。
本文針對(duì)Black-gap不良,利用盒厚測(cè)試儀、3D顯微鏡以及硬度儀,通過(guò)對(duì)面板相關(guān)性能參數(shù)的測(cè)定,從不良產(chǎn)生的機(jī)理,相關(guān)材料的性能以及面板的設(shè)計(jì)等方面有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行了全面的分析和討論,并提出相應(yīng)的改善方案,對(duì)預(yù)防此類(lèi)不良的出現(xiàn)具有積極的意義。
一、實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)
1 不良現(xiàn)象
正常L127畫(huà)面下點(diǎn)屏,如圖1所示,在不良區(qū)域會(huì)出現(xiàn)發(fā)暗的圓點(diǎn),圓點(diǎn)周邊無(wú)明顯界限,較模糊。其形狀不固定,某些情況下也呈現(xiàn)出長(zhǎng)條形,這主要是由生產(chǎn)過(guò)程中施加壓力的接觸物的形狀所決定。經(jīng)調(diào)查圓點(diǎn)形成主要是由于生產(chǎn)線中機(jī)械手臂的吸盤(pán)或支撐腳施壓所造成。不良區(qū)域的分布不固定,在整張玻璃基板上的分布隨著施壓物的不同,其分布有明顯區(qū)別。另外,此不良具有可恢復(fù)性,放置較長(zhǎng)時(shí)間或經(jīng)過(guò)短時(shí)間高溫處理后不良現(xiàn)象會(huì)減輕或消失。
2、不良區(qū)域參數(shù)測(cè)試
為確認(rèn)Black-gap不良區(qū)域相關(guān)面板參數(shù)是否存在異常,本實(shí)驗(yàn)利用盒厚測(cè)試儀對(duì)相應(yīng)不良區(qū)域進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如圖2所示,a為測(cè)試位置示意圖,b為不良區(qū)域盒厚數(shù)值,c為不良區(qū)域扭轉(zhuǎn)角數(shù)值,d為不良區(qū)域預(yù)傾角數(shù)值。由以上數(shù)據(jù)可知,Black-gap不良區(qū)域的盒厚發(fā)生明顯變化,不良區(qū)比正常區(qū)域的盒厚明顯減小,減小幅度在0.1um左右。因樣品面板為FFS顯示模式,屬于常黑顯示模式,根據(jù)透過(guò)率隨盒厚變化曲線可以判斷[7],當(dāng)盒厚減小時(shí)此區(qū)域會(huì)發(fā)暗,與Black-gap不良現(xiàn)象相符合。由以上分析可判斷造成此不良的直接原因?yàn)槊姘逶谏a(chǎn)過(guò)程中受到外界壓力導(dǎo)致盒厚發(fā)生變化,且無(wú)法恢復(fù)。究其根本原因,在下文將一一贅述。
3、隔墊物形貌確認(rèn)
為進(jìn)一步分析導(dǎo)致不良區(qū)域盒厚變化的直接原因,本實(shí)驗(yàn)將樣品面板拆屏后對(duì)彩膜基板的隔墊物進(jìn)行了3D顯微鏡觀測(cè),圖3為正常區(qū)域隔墊物的3D顯微鏡照片,可以看到其頂端表面光滑,沒(méi)有受到任何損傷。與之相反,圖4為不良區(qū)域隔墊物的3D顯微鏡照片,由圖可以看到,不良區(qū)域的隔墊物表面存在明顯的凹槽壓痕,其產(chǎn)生的原因是成盒工藝后,彩膜基板上的隔墊物與陣列基板對(duì)應(yīng)位置在外力作用下相互擠壓造成,導(dǎo)致該區(qū)域盒厚減小形成Black-gap不良。
二、機(jī)理及改善方案的探討分析
1、隔墊物材料性能的影響
隔墊物本身的彈性恢復(fù)率較差時(shí),當(dāng)受到外界壓力后難以恢復(fù)到原始高度最終導(dǎo)致盒厚變小。我們對(duì)不良發(fā)生率為0%和92.4%的不同兩批樣品的隔墊物進(jìn)行了彈性恢復(fù)率的測(cè)量,測(cè)試方法為,首先在固定時(shí)間內(nèi)(36s)施加固定壓力(5gf)于隔墊物頂端,其發(fā)生的最大形變記為hmax,去除壓力后隔墊物彈性恢復(fù)后的形變記為hp,根據(jù)公式:recovery ratio=(hmax-hp)/hmax可以求出其彈性恢復(fù)率。由表1中數(shù)據(jù)可以看出,彈性恢復(fù)率存在較大差異,恢復(fù)率較高的樣品其Black-gap不良發(fā)生率偏低,由此可知在隔墊物材料的選擇上,為降低此類(lèi)不良的發(fā)生,應(yīng)選擇彈性恢復(fù)率較高的隔墊物材料。
表1不同面板的隔墊物彈性恢復(fù)率比較
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