未确认Mura分析及改善对策

未确认Mura是一种能够影响TFT-LCD画面品质的不良。文章对未确认Mura不良进行了详细的分析,认为扇形区域出现有源层残留是导致未确认Mura不良发生的原因,介绍了一种通过变更曝光工艺条件来解决此种不良的方法,并通过试验论证了此方法的量产可行性。     

高PPI ADS产品白Mura不良产生原理及改善研究

现有传统TFT-LCD 生产工艺中,Rubbing工艺在生产高PPI ADS产品的过程中,在改善Rubbing Mura不良时会使用H Cloth,但使用H Cloth Glass在经过Rubbing后ODF Rubbing Cleaner清洗时会出现白Mura不良。经过对白Mura不良Panel的微观解析,并结合H Cloth性质分析出白Mura不良是由于H Cloth自身的聚醋酸脂颗粒经过Rubbing Cleaner聚集造成的。从Rubbing Cleaner清洗时改变Glass表面性质(醇类可以有效改变界面性质)入手,通过使用IPA对Glass进行清洗以改变聚醋酸脂疏水性,使得聚醋酸脂颗粒更易被Rubbing Cleaner清洗掉来改善白Mura不良,并结合生产实际定期对IPA进行更换以保持IPA浓度处于一个稳定的区间,使得高PPI ADS产品白Mura不良发生率由改善前的3.42%降低至改善后的0.11%,白Mura不良得到非常有效的改善。     

摩擦工艺不良的探究

TFT-LCD的摩擦工艺中,容易产生摩擦Mura、L0条形不均、摩擦划伤等不良。分析及验证发现:摩擦Mura的发生与摩擦强度较弱,聚酰亚胺膜配向力不足引起像素漏光相关。选择摩擦强度好的尼龙布,并控制摩擦布寿命在100张基板以下,可以有效控制不良的发生。通过工艺调整加强摩擦强度时需考虑Zara发生情况,选择摩擦Mura和Zara总体发生较低的摩擦强度是必要的。采用摩擦辊垂直基板短边设计,可一定程度控制摩擦Mura的发生;长条型像素设计可从源头防止漏光产生。产品设计时避免显示区延伸区域大块金属的干涉可一定程度防止条形不均发生,以信号层作为绑定IC引线较之开关层做引线对条形不均改善有更好的效果。棉布的棉籽剪裁、摩擦设备机台的及时有效清洁、基板来料的超声波清洗是防止摩擦划伤发生的有效保证。     

摩擦后清洗机对Zara不良的影响和改善

在液晶显示面板行业,边缘场开关技术在生产过程中易导致Zara不良的高发,降低产品良率,导致生产成本增加。Zara不良根据点灯现象可以分为散状Zara、团状Zara、辉点数和未确认面板污渍类4类。经大量取屏分析,发现Zara不良与摩擦后清洗机的内部洁净度和清洗能力有较大关联。本文从过滤器滤径减小、KOH流程优化、直供水改造、腔室污染降低等方面进行了改善研究,通过机理分析和大量试验验证,将Zara不良由0.74%改善至0.24%,验证了提升摩擦后清洗机洁净度对Zara不良改善有重要作用,同时也取得了良好的经济效益:年收益1 338万元。     

TFT-LCD一种绿Mura机理分析和改善

色斑不良(Mura)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81.28cm(32in)产品上的一种固定位置发绿条状Mura,通过实物解析、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,81.28cm(32in)产品彩膜绿像素使用的G-1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-1型光刻胶中颜料分子锌酞菁化合物在600～700nm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Mura。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。     

网状斑点不良分析研究

针对网状斑点(Emboss Mura)不良现象进行系统研究,确定不良发生的机理,并找到有效的改善措施。首先通过半导体参数测试设备和改变电压、频率等方法测试Mura电学特性,然后采用扫描电子显微镜、椭偏仪对栅极绝缘层进行测量,最后采用扫描电子显微镜、X射线电子能谱对玻璃基板背面Mura形貌和成分进行测试,对Mura产生的原因提出合理的解释,并给出有效的改善措施。结果表明,Emboss Mura是干刻反应腔下部电极的阵列凸起划伤玻璃基板背面和凸起碎屑粘附在划伤处形成的。通过更改电极凸起的形状、结构、材质以及下部电极清洁方式、优化电极温度、增加PI膜厚等方式可以极大降低不良的发生率。     

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。     

横线Mura的分析与改善

横线Mura是一种在TFT-LCD生产过程中产生的不良,对于画面品质有较大的影响。文中对横线Mura发生的原因进行分析,通过对金属膜层的应力测量及分析不良区域金属断面结构,认为横线Mura的发生是由于在栅电极成膜过程中,玻璃基板中心和边缘的Mo金属层的应力差异较大,造成在应力释放后Mo金属层与玻璃基板之间结合不紧密,从而影响到栅电极与源电极间的寄生电容参数发生变化和信号电平发生偏移。提出对栅电极膜层结构进行调整,将栅电极底层Mo金属膜去除可以有效地降低不良的发生比率,并进行了相关验证。     

高分辨率平板电脑产品中彩膜曝光基台色斑不良的改善

针对彩膜小尺寸高分辨率平板电脑产品的曝光基台色斑(Stage Mura)不良,对异常区域各项特性进行分析,发现Mura区域的黑矩阵(BM)的关键线宽(CD)和坡度角形貌与正常区存在异常。推测原因为曝光时,不良区域与正常区域曝光温度和曝光间隙存在差异,并进行试验验证。将曝光温度和曝光间隙进行调整试验后,使用扫描电子显微镜(SEM)分析黑矩阵关键线宽(BM CD)和坡度角,确认改善措施能减少正常区域和Mura区域BM CD和坡度角差异,不良发生率由7.2%降低为1.4%。进一步调整BM膜厚,从整体上弱化正常区域和Mura区域的透过率差异,最终基台色斑不良率降低至0.7%。     

L0周边Mura分析及其改善研究

L0周边Mura是TFT-LCD的一种常见缺陷。本文对L0周边Mura发生原因进行分析,发现真空对盒工艺进行过程中玻璃基板表面受力不均使力学合成力较少的局部位置发生形变并引起液晶屏周边区域盒厚波动,产生不良。采用辅助封框胶开环方式,主封框胶内外两侧压差趋于平衡,L0周边Mura发生率大幅降低;而通过优化辅助封框胶工艺有效地解决了周边区域力学失衡难题,不良发生率降至0.3%,改善效果明显。此外,周边优化设计方案有助于新产品开发阶段避免该不良发生。     

关于TN型TFT-LCD中周边Mura的分析与改善

周边Mura在TN型TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display)生产中较为常见的一种不良,对画面品质影响较大,文章结合实际生产情况对周边Mura发生的原因进行理论分析和实验验证,周边Mura为光学性不良,通过调整Rubbing强度或者是增加Rubbing Cloth的恢复力等手法验证改善。最终实验得出在实际生产过程中调整Rubbing Cloth厚度和Aging时间,不良率降低80%以上,提高了产品品质。     

TFT-LCD重力Mura的影响因素

重力Mura不良一直是显示业内一种比较难以解决的顽疾。随着显示屏透过率及对比度的要求不断提高,产品设计安全范围变得更小,因此重力Mura不良的解决更是尤为关键。本文对显示屏内部特性因素进行了分析,并通过工艺变更样品制作,进行液晶量安全范围(LC Margin)实验测试。证明了引起LC Margin变化的主要因素为柱状隔垫物(PS)高度,同时阵列基板上的源极信号体(S/D)膜层厚度和栅极(Gate)膜层厚度同样对LC Margin产生一定影响;CF基板上BMOCBlue膜层厚度、玻璃厚度特性参数也会导致LC Margin发生变化;在成盒(Cell)制作工艺中,PI膜层厚度及液晶型号对LC Margin的产生影响虽然不大,但也不容忽视;通过这样的实验论证,为业内研究提供相关依据,也为企业提供验证经验,保证产品的品质。     

TFT-LCD中液晶取向异常亮点机理研究及改善

在采用摩擦配向工艺实现液晶取向的TFT-LCD显示屏中,外形不规则亮点不良主要有两种:一种是由可见异物造成的亮点,可以通过加强摩擦后清洗等改善;另一种亮点不良并没有伴随可见异物发生。为提升TFT-LCD良率,亟需明确后者的形成机理并制定改善对策。经分析发现,此种不可见异物亮点位置处液晶取向异常,通过进一步对不良区域微观结构和成分的分析,确认该区域表面有厚约7.5～10nm的杂质区,造成液晶取向异常;然后通过液晶和配向膜取向异常的再现性测试,锁定摩擦布中背胶和柔顺剂残留是造成液晶取向异常的主要因素,明确了此不良的发生机理;最后,在生产线实际测试了减少背胶和柔顺剂的摩擦布,非异物亮点不良由0.6%降至0%,验证了我们的机理推测和实验室测试结果的有效性。     

Mobile产品异物产生机理及改善研究

异物是TFT-LCD制程常见的顽固缺陷,在高世代线(8.5代线)以摩擦工艺生产mobile产品时不良发生率更高。本文针对8.5代线生产Mobile产品时所产生的异物进行原因及机理分析,发现该异物来源于摩擦制程,产生机理为:摩擦辊在玻璃基板上摩擦时,布毛容易刮起配向膜而产生细小的PI碎屑。为此本文从摩擦强度、单辊摩擦和光配向工艺进行实验,实验结果显示:对于改善细小的PI碎屑最优工艺为光配向,异物不良由2.34%降至0.41%。在最优的光配向工艺条件下继续优化清洗机条件:在高压气液混合喷射(HPMJ)的压力8 MPa、清洗机速度6 600mm/min和风刀喷淋(AK Shower)打开条件下异物不良降至0.16%,改善效果明显。     

刻蚀液的调整对Array Mura影响的研究

生产中经常出现常温污渍(Array Mura)不良。针对TFT面板布线细线化及低电阻电极的要求,纯铝工艺迫切需要新型湿法刻蚀液的对应。目前,本文通过对比3种产线中测试的刻蚀液,得出Array Mura的产生主要与纯铝工艺的顶层金属钼的刻蚀后缩进有关,其中测试的刻蚀液C可以有效控制金属钼的缩进至0.1μm以内。控制顶层金属钼缩进的主要原因与刻蚀液C的硝酸浓度和添加剂含量有关,通过控制药液进而控制了刻蚀过程内的电化学反应,最终使得Array Mura得到了有效的改善,后续无相关不良发生。采用刻蚀液C刻蚀后线宽、坡度角等相关刻蚀参数均满足要求,目前已经导入量产使用。     

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 Stage Mura的研究与改善

TFT-LCD面板在屏幕上有斑点或波浪状Mura,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BM CD、BM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BM PR受光区域变小,BM CD会偏小,进而导致区域性透过光不均一产生Mura;玻璃弯曲后BM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Mura。经过实验验证,BM CD和像素间距的偏差主要由机台凸起导致glass弯曲引起,可以通过降低吸附压力和研磨机台,来改善CD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CD来改善。最终通过BM CD增加、研磨机台和降低吸附压力措施,Stage Mura不良率由10.05%下降至0.11%。     

TFT-LCD制程中Sand Mura的失效模式分析及改善研究

在薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)的制作过程中,Mura是一种常见的不良现象,它可以直接影响到产品的画面品质。本文结合生产工艺的实际情况,采用宏观微观检查设备Macro/Micro(M/M)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束测试仪(FIB)等设备进行检测分析,研究了产品开发过程中出现的Sand Mura问题。实验结果表明,Sand Mura发生的主要原因是像素电极ITO在刻蚀过程中由于过刻发生断裂,导致在通电时该处液晶分子偏转发生异常,进而阻挡了光的透过而形成暗点;通过变更ITO薄膜的厚度及刻蚀时间等一系列措施,防止了像素电极在PVX过孔处因过刻引起的断裂,不良发生率降至0.3%,产品质量得到了很大的提高。此外,过孔设计优化方案有助于新产品开发阶段避免该不良的发生,为以后相关问题的研究奠定了一些理论基础。     

TFT LCD光配向制程对低灰阶画面抖动的影响

为了改善光配向产品画质,提高产品良率,针对光配向产品在低灰阶出现画面抖动不良现象进行系统研究,发现了画面抖动异常发生机理并找到有效的改善措施。首先,通过盒厚量测仪对异常区域进行预倾角比对,确定异常位置预倾角变化。接着通过光配向原理与预倾角角度进行关联分析,对画面抖动机理提出合理解释,确认由外部静电电场造成局部光配向电压异常。最后,通过排查机构确认静电发生单元,提出有效的改善措施。画面抖动是基板在制程中受到静电累积,造成基板背面积累一定电荷。在光配向制程中,受外部静电场的影响,像素内的电压未达到预定值,造成预倾角异常,点灯成像为画面抖动。通过改善在制程中的静电累积,防止静电累积在基板背面造成光配向电压异常,改善画面抖动不良。     

窄长型车载液晶显示屏黑画面漏光研究及改善

黑画面的漏光是高级超维场开关显示模式(Advanced-Super Dimensional Switching,ADS)TFT-LCD中常见的一种不良,当液晶面板有形变或应力作用即容易发生漏光不良,窄长型ADS车载产品更容易受力形变。本文探讨漏光发生的机理并进行改善。研究发现,面板由于形变,内应力,液晶偏转发生异常,最终导致黑画面的漏光。本文以312.4mm(12.3in)寸窄长型车载ADS产品为例,首先对平坦度进行分析:从面板平坦度、背光源平坦度、背光源口子胶位置等方面分析。再从应力着手:从模组将集成电路压接在玻璃基板上的工艺(Chip on Glass,COG)、面板和背光源的组装精度进行漏光实验。实验结果表明,在面板平坦度提升、背光源平坦度管控、背光源口子胶设计为半口子胶并由长边固定变更为短边固定,COG绑定温度和压力进行实验设计、组装精度提升等方面改善后,黑画面漏光可从15%降低至0.1%以内。