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。     

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。     

残影不良分析及改善对策研究

通过对大量残影不良样品进行分析,找到了残影不良产生的原因,并基于分析结果设计了改善残影的实验。通过分析发现:残影不良产生的原因是彩膜侧像素与黑矩阵之间的段差过大,在摩擦工程时段差过大区域形成了摩擦弱区,摩擦弱区内的液晶分子配向较弱,导致不良产生。为降低残影不良进行实验,结果显示:在彩膜侧加覆盖层可以有效降低残影不良的发生率,但不适用于量产;通过采用高预倾角的配向膜材料,同时控制配向膜工程到摩擦工程的时间,可使残影不良发生率由28.2%降低至0.2%,为企业的稳定高效生产奠定了基础。     

一种GOA产品静电失效的研究及改善

在TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display)行业中,进行摩擦工艺制程时,玻璃基板与机台接触、分离;摩擦辊与玻璃基板摩擦、摩擦机台顶针上升过程,都容易产生静电击穿。针对一款在摩擦工艺过程中产生静电的GOA(Gate driver on Array)产品,结合摩擦工艺参数、生产环境,进行了一系列静电相关验证。验证发现:摩擦工艺中摩擦布寿命、环境湿度对静电发生影响很大。摩擦布寿命越靠后,静电越容易发生;湿度越大,静电越不容易发生。摩擦机台顶针上升速度、摩擦布类型也对静电发生有一定影响,顶针缓慢上升,静电不容易发生;摩擦棉布较尼龙布静电效果相对较好。而针对摩擦工艺发生的静电失效不良,光配向替代是一种根本的解决方法,导入光配向工艺后,摩擦相关静电失效不良由量产6.8%下降为0%。     

摩擦配向工艺对HADS产品像素漏光的影响分析

从HADS产品像素漏光现象出发,分析了HADS产品产生像素漏光的主要原因和机理。通过分析发现,HADS产品像素漏光主要是因为摩擦弱区液晶配向角度异常导致的透过率差异产生的。并在此基础提供摩擦方向优化和PS形状优化以减少摩擦弱区对像素漏光的影响。为更好画面品质的HADS产品提供了改善方向。     

PCI结构TFT-LCD产品竖Mura不良机理分析及改善研究

针对像素电极与公共电极换位(P-ITO and C-ITO Interchanged,PCI)结构薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)产品中出现的一种竖Mura,结合生产工艺的实际情况,本文运用关键尺寸(Critical Dimension,CD)、EPM(Electrical Properties Measurement)、SEM(Scanning Electron Microscope,扫描电子显微镜)等检测设备,进行了大量的实验测试、数据处理和理论分析工作。通过测量Cell Gap、膜厚、CD、Overlay等特性参数,进行产品设计对比、光效模拟和Lens恶化实验,发现该不良与PCI结构的特殊性有关。其产生的根本原因是不良区域内两层ITO之间左右非交叠区域CD差异造成电场分布异常导致液晶偏转角度异常,最终导致屏幕亮暗不均。通过改变ITO对位方式提高两层ITO之间左右非交叠区域的均一性,有效地降低了不良的发生率(从26%下降到0.1%以内)。     

TFT-LCD发粉不良改善及机理分析

广色域、低功耗TFT-LCD在高温高湿运行测试时容易发生周边发粉不良,严重影响器件的视觉效果。本文研究了不同成分的绿色色阻、有源层与平坦层材料制成的微型液晶盒与TFT-LCD在光照、高温与高湿环境中的透过率变化情况,以及周边发粉的起始时间,明确发粉不良的根本原因为绿色色阻中的非金属配合物分子结构的Y颜料,且不良程度与产品边框、有源层与平坦层材料吸水率相关。通过使用高疏水性、高硬化度的绿色色阻材料与低吸水率的平坦层材料,在不损失TFT-LCD透过率的前提下,有效改善了TFT-LCD发粉不良,实现a-Si产品高温高湿运行测试(THO)运行1 000h以上,a-IGZO产品运行500h以上不产生发粉不良,并建立TFT-LCD显色核心的RGB色阻材料的成分管理基准,搭建发粉不良的生产线与实验室评价体系。     

摩擦Mura机理和设计改善方法

摩擦Mura是ADS型TFT-LCD中一种常见不良,本文主要对摩擦过程中固定位置的Mura进行理论研究和实验测试。摩擦Mura产生原因是TFT基板上的源极线附近的摩擦弱区漏光。从产品设计方面找出影响这种固定位置的摩擦Mura的主要因子为ITO材质、段差、过孔密度。ITO材质为金属材质,摩擦时对摩擦布损伤较大,摩擦方向上ITO越长对摩擦布损伤越大,摩擦Mura越明显。设计时需要尽力保证摩擦方向上ITO长度一致。段差会导致摩擦布经过高低不同区域时产生损伤,设计时需要尽力保证摩擦方向上段差一致。过孔是密度影响,孔径直径(5μm)摩擦布毛直径(11μm),密度越小则摩擦Mura越轻。以15.0FHD产品为例,对周边电路设计位置ITO材质/源极线/过孔密度等膜层进行设计优化,摩擦Mura发生率从5%降至0%,改善效果明显。     

TN型产品Zara Domain理论研究与分析改善

Zara Domain是高PPI TN型TFT-LCD制成中较为常见的一种不良,为了提高产品品质,急需改善Zara Domain。以3.97in TN产品(PPI 235)为例,Zara Domain发生率30%,对产品良率影响较大,文章结合生产情况对Zara Domain发生的原因进行理论分析和实验验证,得出改善Zara Domain的方法。首先,产品设计上可以通过增加平坦膜改善彩膜侧平坦度。其次,材料上可以选择高预倾角的配向膜以及低Pitch的液晶分子。最后工艺上优化摩擦强度和对盒后冷却工艺。实验结果表明:通过设计,材料,工艺三方面改善,最终生产过程中Zara Domain发生率1%,提高了产品品质。     

TFT-LCD边角漏光不良机理分析及改善研究

目前,薄膜晶体管型液晶显示器(Thin-Film Technology Liquid Crystal Display,TFT-LCD)已成为显示领域的主流产品,而液晶面板是TFT-LCD的一个重要组成部分。LCD边缘漏光会导致画面失真,影响可视效果,造成画面显示品质下降、良率降低,因此改善边缘漏光成为急待解决的问题。本文研究了液晶与PI膜层取向异常对边角漏光的影响、LC Pattern设计对边角漏光的影响、Si-Ball型号对边角漏光的影响等,结果证明LC Pattern设计对边角漏光具有较好的改善效果,Pattern拉伸可改善边角漏光但更易造成液晶穿刺现象,小滴优化不仅能改善边角漏光而且也能防止液晶穿刺。另外小型Si-Ball对边角漏光改善效果最优,同时从信赖性验证等方面可以排除较小Si-Ball,限定出Si-Ball选择范围。     

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”。     

TFT-LCD残像原理与分析-加强篇二

残像是TFT-LCD的一种显示特性,主要表现为当液晶显示器长时间显示同一个画面,在把画面切换到下一个画面时,原先的画面会残留在下一个画面中。本文的加强篇二从材料面的彩膜、液晶、配向膜及工艺面的配向膜工程、ODF工程导致的残像具体分析了其原因和改善方法。     

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。     

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。     

液晶的聚合物取向机理的研究

关于液晶在摩擦聚合物表面排列取向的机理,有两种基本的解释:一是认为摩擦产生的沟痕起着重要作用,根据自由能最小原理,液晶分子沿着摩擦方向排列。另一种理论认为,摩擦影响聚合物膜的链取向,再通过类似晶体外延生长的方式影响液晶分子的排列。我们在实验中观察了液晶分子在经过二次摩擦的聚合物膜表面和聚碳酸脂延迟膜表面的排列,进一步证实了晶体外延式取向的理论。     

聚酰亚胺溶液黏度对液晶预倾角的影响

为了制备具有自取向功能的聚酰亚胺(PI)取向膜,避免摩擦工序在取向膜表面造成静电、灰尘、配向不良等不利影响,本实验通过一系列黏度不同且有水平及垂直取向功能的PI溶液,研究了PI液黏度和其取向膜表面粗糙度的关系,进而研究了PI膜表面粗糙度和液晶预倾角(θ_p)的关系。研究发现:取向膜表面粗糙度随着PI液黏度的增大而增大,θ_p随着粗糙度的增大而增大,但当粗糙度大于一定值(3.760nm)后,θ_p增长缓慢并趋于稳定。这主要是因为PI液黏度增大时,阻碍了相邻PI液滴通过分子链段协同运动向彼此扩散的几率,进而形成取向膜表面的"峰谷"形貌,这种"峰谷"形貌表面对液晶垂直取向起到了支撑作用,正是这种支撑作用使得液晶分子获得较大的θ_p。结合液晶面板响应时间对高预倾角的要求和Inkjet PI液滴喷嘴过小对PI液黏度的限制,得出PI液黏度大约为41CP时,此时取向膜表面粗糙度为4.830nm,液晶取向角为5.5°,能较好地满足液晶取向的要求。     

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。     

TN型产品画面切换潮汐现象的分析与改善

TN型LCD产品在由L255向L0切换瞬间经常出现一种潮汐现象。该现象表现为像素边缘液晶响应延迟,有短暂的局部漏光,对品质影响较大。为改善该不良进行了研究。首先,根据不良表现出来的规律性,明确了只有摩擦弱区并不能导致不良;接着,通过大量的实测数据及电学实验分析证明了侧向电场增大到一定程度后才能使不良发生。分析表明,不良是摩擦弱区和侧向电场共同作用的结果,通过优化像素电极和数据线与摩擦弱区的位置关系,不良由2.7%下降到0.3%左右。     

Panel污渍分析及改善探究

Panel污渍是TFT-LCD生产中一种常见的不良,它直接影响到产品的画面品质和出售价格,降低产品竞争力。本文通过研究发现大量panel污渍是摩擦产生的含Si元素杂质导致。实验表明:降低制品膜面的粗糙度,使杂质更易去除;通过提升摩擦后的清洗能力,也能有效去除杂质,一定程度降低了panel污渍发生率;而最后通过导入C系列摩擦布,使摩擦过程中产生极少杂质。通过导入以上3种改善措施,最终将55UHD产品的panel污渍发生率从8.2%降至0.2%。     

TFT-LCD行业异物不良改善研究

在TFT-LCD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Cell异物的成因和分类,并通过人员作业改善、设备改善、原辅材改善、处理方法改善、环境改善、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Cell异物不良整体降低0.84%。