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%。     

Rubbing Mura产生机理及改善研究

Rubbing Mura是以接触式摩擦工艺生产TFT_LCD产品时常见的顽固缺陷,尤其在HADS产品上不良发生率更高。本文对Rubbing Mura产生的原因及机理进行分析,发现该不良由TFT基板上的源极线(Source Data,SD)附近的Rubbing弱区漏光引起。研究了Rubbing强度(Nip值)、Rubbing布型号、Rubbing布寿命、黑矩阵(Black Matrix,BM)加宽和SD减薄对HADS产品的Rubbing Mura的影响,选择最优的工艺条件,Rubbing Mura的不良发生率由2.4%降至0%,改善效果明显。     

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。     

SLOC传感器光刻干燥不良的改善

液晶面板上配单层触控传感器(Single Layer On Cell,SLOC)产品在完成传感器光刻工艺后,在宏观检查机上观察,基板的彩膜倒角侧存在大面积的不良(Mura),测试不良区域与正常区域的关键尺寸(CD)值,不良区域的CD值明显偏大,部分点位超出管控指标;另外,SLOC产品在生产工艺后段模组段缺陷不良高发,缺...     

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。     

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。     

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。     

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制造工艺中金属或金属复合膜层坡度角的研究

在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板制程中,Gate层(栅极)电路和SD层(源极)电路根据产品电阻等要求可以使用纯金属膜层,如钼、铜等金属膜层,也可以使用金属复合膜层,如铝钼、铝钕钼、钼铝钼等金属复合膜层。当使用不同金属或金属复合膜层作为Gate、SD电路时,应当对应不同的刻蚀液。但在实际生产时,往往是一种刻蚀液同时对应金属膜层或金属复合膜层。由于钼金属膜层的Etch Rate(刻蚀速率)大于铝钼等金属复合膜层Etch Rate,所以当铝钼等金属复合膜层刻蚀完成后对应坡度角有时会存在异常,如膜层角度较大(80～90°)、顶层金属钼发生尖角或缩进等现象,产生宏观不良及进行后工序时会产生相应的光学不良或导致后层物质残留,影响产品品质。本文针对金属膜层或金属复合膜层坡度角进行影响因素分析,主要受刻蚀工序及曝光工序影响。通过对刻蚀液浓度调整、温度调整、刻蚀方式调整及曝光工序等调整减少金属钼发生尖角、缩进几率,将金属膜层坡度角控制在60°左右及金属复合膜层坡度角控制在50°左右,从而降低不良的发生率,提高产品品质。     

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四角发黑Mura的研究与改善

研究了一种长期THO信赖性过程中产生的四角发黑Mura。由于该Mura在TFT膜面可见,本文重点模拟分析了TFT侧在信赖性过程中电容的变化,确定了不良是存储电容(Cst)变化引发的电学不良,其机理为水汽不断进入第二绝缘层(PVX2),Cst持续增大,进而造成了TFT-LCD像素充电电压和灰阶的降低。通过降低沉积压强和提高Si/N比,PVX2膜层致密性和阻水性加强,模拟信赖性测试中电容的变化由19.6%降至0.5%,成功解决了该不良,避免了信赖性风险,提升了产品品质。     

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。     

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 HADS显示模式下黑白Mura机理研究及设计优化

随着高分辨率TFT-LCD HADS产品的开发,一种与像素ITO图形密切相关、有明暗(黑白)亮度差异、不同视角观察下存在黑白反转现象的Mura不良高发。经过对不良产品的参数测量和模拟分析,确定发生该不良的原因是在邻近区域内,像素开口区内的像素电极ITO(1ITO)图形和公共电极ITO(2ITO)图形发生了不同程度的相对偏移,电场分布存在差异,因此亮度发生明显差异;而且由于图形间的相对偏移导致电极间的电场发生偏移,形成像素左右两侧的一侧为强电场,一侧为弱电场,因而会出现从一侧观察发亮而从另一侧观察发暗、左右视角观察的黑白反转现象。Mura区与相邻OK区1ITO?2ITO对位差异为0.5μm。通过1ITO和2ITO的线宽设计优化,可提高产品对此偏移不均一的容忍度。最终采用最佳1ITO、2ITO线宽条件生产,配合1ITO和2ITO共用设备及TP非线性补正等条件并举,此不良由高发时的14.2%降至0.2%以下。本文研究成果对于高分辨率HADS产品的设计和性能改善,有着重要的指导和参考意义。     

面板过孔设计对聚酰亚胺液扩散的影响

为提高产能,笔记本电脑超高级超维场开关(HADS)产品的聚酰亚胺(PI)膜涂布方式从辊涂的感光树脂转印版(APR版)转印变更为喷墨打印,涂布方式的变更造成了PI液滴无法填充到高段差钝化层(PVX)过孔内,进而在过孔周围PI液堆积产生宏观"线Mura"不良。我们通过变更产品设计与工艺参数调整以及工艺过程优化,设法降低或消除不良产品,使良率满足量产需求。首先,通过变更钝化层掩膜版使得钝化层过孔和Com走线有一定偏移量(钝化层半过孔),半过孔设计利于PI液通过半过孔缺口设计进入钝化层过孔内。为了减小钝化层过孔尺寸和数量对PI液扩散的不利影响,钝化层过孔周期从1/3变更为1/6,过孔尺寸从5.7μm增大到7.5μm。钝化层掩膜版设计的变更极大改善了PI液进入过孔内,将"线Mura"不良率从100%降为15%。其次,从提高PI液滴涂布均匀性方向出发,将喷墨打印涂布方式从1次涂布变更为2次涂布,2次涂布的叠加效果使相邻液滴间扩散时间更久,液滴间距更小,膜厚更均匀,使"线Mura"不良率从15%降为1%。再次,通过改变PI液滴在过孔周围走线的扩散方向来提高扩散均匀性,通过将喷墨打印机台角度从0°变为2°,进一步使"线Mura"不良率从1%降为0.2%。     

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。     

Mo/Al/Mo结构电极的坡度角和关键尺寸差研究

Mo/Al/Mo结构金属作为TFT的电极,刻蚀后的坡度角和关键尺寸差是重要的参数。明确影响坡度角和关键尺寸差的工艺参数,进而控制坡度角和关键尺寸差,这对工艺制程至关重要。本文探究了膜层结构、曝光工艺、刻蚀工艺对坡度角和关键尺寸差的影响,并对刻蚀工艺进行正交试验设计。实验结果表明:Al膜厚每减小60nm,坡度角下降约9°,关键尺寸差增加0.1μm。曝光工艺中,显影后烘烤会增加光阻粘附力,导致关键尺寸差减小0.1μm,同时坡度角增加约9°。刻蚀工艺中,过刻量每增加10%,坡度角下降3.3°,关键尺寸差增加0.14μm;正交试验结果表明,对关键尺寸差、刻蚀均一性、坡度角影响因素的重要性顺序是:液刀流量Air Plasma电压水刀流量。经上述探究表明,坡度角和关键尺寸差呈负相关关系,刻蚀程度增加,关键尺寸差增加,而坡度角则减小。可以通过调节工艺参数对坡度角和关键尺寸差进行控制。     

光学光刻工艺中邻近效应的定量分析

随着超大规模集成电路 (VLSI)图形密度的增大 ,邻近效应已成为光学光刻的关键问题之一。通常在平整硅片上对 0 5 μm图形采用 0 5 4NA和传统的单层i线抗蚀工艺时 ,密集图形和孤立图形间的线宽差异大约为 0 0 8μm。然而 ,这一线宽差异已严重地影响了实际生产的工艺稳定性。阐述了邻近效应对图形尺寸、线条与间隙占空比、衬底膜种类、曝光过程的散焦效应、与抗蚀剂厚度变化有关的抗蚀工艺条件和显影时间的依赖性。同时 ,采用 2种不同抗蚀剂实验监测了不同潜像对比度引起的关键尺寸 (CD)偏差。为减小实际图形因抗蚀剂厚度变化引起的CD差异 ,获得最佳抗蚀剂厚度 ,进行了一种模拟研究。