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        面板顯示不均分析及改善對策研究

        2015-05-10 01:45:22劉利萍周紀(jì)登
        液晶與顯示 2015年2期
        關(guān)鍵詞:金屬線漏光柱形

        艾 雨,劉利萍,周紀(jì)登

        (合肥鑫晟光電科技有限公司,安徽 合肥 230012)

        1 引 言

        在顯示領(lǐng)域中,TFT-LCD以其輕、薄、節(jié)能等特點,擴(kuò)大了其應(yīng)用優(yōu)勢[1-5]。目前家用電視普遍采用TFT-LCD作為顯示面板,由于電視面板尺寸較大,Mura類不良對顯示質(zhì)量有很大影響。Mura主要表現(xiàn)為有效顯示區(qū)域內(nèi)亮度或者顏色顯示不均勻[6-8],本文討論的顯示不均即為一種Mura類不良。

        顯示不均是指面板的不同區(qū)域顯示的灰度不一樣,本文通過分析發(fā)現(xiàn):面板的柱形隔墊物尺寸較小,且柱形隔墊物周圍空間較大,在受到外力作用時柱形隔墊物會發(fā)生較大滑動,導(dǎo)致黑矩陣與金屬線之間產(chǎn)生較大偏移,且發(fā)生滑動后無法恢復(fù)到原位置而產(chǎn)生漏光,宏觀表現(xiàn)即為顯示不均。

        顯示不均的改善需從工藝和設(shè)計兩個角度進(jìn)行:將面板平放在盒子中運輸,或控制面板切割后裝在卡夾中運輸?shù)綑z測工位的時間可防止顯示不均發(fā)生,但對生產(chǎn)節(jié)奏的控制要求太高,不具量產(chǎn)性;將柱形隔墊物的尺寸增大,減小柱形隔墊物周圍空間,可使柱形隔墊物在受到外力作用時,不會發(fā)生較大的位置偏移,可以有效改善顯示不均不良。

        2 不良現(xiàn)象

        本文所述顯示不均的不良現(xiàn)象為面板的局部區(qū)域泛藍(lán),如圖1所示。

        圖1 不良現(xiàn)象Fig.1 Defect phenomenon

        3 顯示不均產(chǎn)生原因分析

        3.1 顯微鏡觀察

        在顯微鏡下觀察面板,發(fā)現(xiàn)不良區(qū)域有漏光現(xiàn)象。測量發(fā)現(xiàn),不良區(qū)域金屬線和黑矩陣之間的偏移較大,黑矩陣無法遮擋住金屬線。正常區(qū)和不良區(qū)(如圖2~圖3)黑矩陣和金屬線的偏移量測試值如表1所示。

        圖2 不良區(qū)域Fig.2 Defect area

        圖3 正常區(qū)域Fig.3 Normal area

        表1 偏移量Tab.1 Shift amount

        3.2 運輸方式試驗

        在正常工藝流程中,面板切割后會放到卡夾中運輸?shù)綑z測工位,為驗證顯示不均不良與面板在卡夾中放置的關(guān)聯(lián)性,進(jìn)行如下兩種運輸方式(如圖4~圖7)的試驗:

        運輸方式1:玻璃基板→切割工序→面板→卡夾運輸→檢測工位

        運輸方式2:玻璃基板→切割工序→面板→盒子平放運輸→檢測工位

        圖4 卡夾運輸Fig.4 Cassette transportation

        圖5 盒子運輸Fig.5 Box transportation

        圖6 卡夾運輸不良現(xiàn)象Fig.6 Defect phenomenon of cassette transportation

        圖7 盒子運輸不良現(xiàn)象Fig.7 Defect phenomenon of box transportation

        兩種運輸方式造成的顯示不均的不良等級如表2所示。

        表2 不良等級Tab.2 Defect grade

        由表2可見:卡夾運輸顯示不均不良較嚴(yán)重,泡沫盒平放運輸,顯示不均不良等級很低。

        3.3 設(shè)計比對

        選取同是電視面板的A產(chǎn)品和B產(chǎn)品與本產(chǎn)品的pillar spacer(PS)的位置和大小進(jìn)行比較,結(jié)果如表3所示。

        表3 設(shè)計比對Tab.3 Design comparison

        通過設(shè)計比對發(fā)現(xiàn):A產(chǎn)品的PS周邊空間較小,可以利用周圍的金屬線等形成一個固定裝置,阻擋柱形隔墊物的移動,在外力下不容易發(fā)生偏移;B產(chǎn)品的柱形隔墊物尺寸較大,可以利用周圍的金屬線等形成一個固定裝置;而本產(chǎn)品的柱形隔墊物周邊空間較大,導(dǎo)致受到外力時柱形隔墊物會發(fā)生較大偏移。

        3.4 不良產(chǎn)生原因推測

        綜合以上分析,可以得出顯示不均的產(chǎn)生原因:面板在卡夾中放置時會由于重力作用而產(chǎn)生彎曲(如圖8),面板彎曲會引起柱形隔墊物同枕墊位移(如圖9),本產(chǎn)品柱形隔墊物的尺寸小、周圍空間較大,這種位置偏移短時間內(nèi)無法恢復(fù),導(dǎo)致黑矩陣與金屬線之間出現(xiàn)偏移,發(fā)生漏光,宏觀表現(xiàn)即為面板局部區(qū)域泛藍(lán)。

        圖8 面板在卡夾中彎曲Fig.8 Curve of panel in cassette

        圖9 柱形隔墊物偏移Fig.9 Shift of pillar spacer

        4 顯示不均改善對策

        4.1 縮短面板在卡夾中的放置時間

        將面板放在卡夾中,每隔1h取出面板,測試顯示不均的嚴(yán)重程度,結(jié)果如表4。

        表4 不良等級與時間關(guān)系Tab.4 Relationship between defect grade and time

        由試驗結(jié)果可知,縮短面板切割后通過卡夾運輸?shù)綑z測工位的時間,可以減輕顯示不均的不良程度,但此方案對生產(chǎn)節(jié)奏的控制要求太高,在實際生產(chǎn)中很難實現(xiàn)。

        4.2 增大黑矩陣寬度

        考慮將黑矩陣的寬度增大,使黑矩陣和金屬線發(fā)生偏移時黑矩陣可以遮擋漏光,考慮到增大黑矩陣寬度會降低面板的透過率,因此將黑矩陣寬度增大9μm,由25μm增大到34μm,試驗結(jié)果如表5。

        表5 不良等級與黑矩陣寬度的關(guān)系Tab.5 Relationship between defect grade and black matrix width

        由表5可見,在保證面板透光率的情況下將黑矩陣的寬度增大,顯示不均不良無改善。

        4.3 增大柱形隔墊物尺寸

        由于本產(chǎn)品的柱形隔墊物尺寸較小,而周邊空間較大,在面板受到外力作用導(dǎo)致柱形隔墊物發(fā)生滑動時,沒有能夠阻擋柱形隔墊物滑動的阻擋物。因此,考慮將柱形隔墊物的尺寸增大,使柱形隔墊物周圍的空間變小,在柱形隔墊物發(fā)生滑動時,可以較早與周邊金屬線接觸,從而阻擋柱形隔墊物的滑動。因此,將柱形隔墊物的尺寸由15 μm增加至23μm,示意圖如表6所示。

        表6 柱形隔墊物尺寸示意圖Tab.6 Schematic diagram of the size of pillar spacer

        由表6可見,尺寸增大后柱形隔墊物與金屬線的距離遠(yuǎn)小于增大前柱形隔墊物與金屬線的距離,對增大后的效果進(jìn)行驗證,結(jié)果如表7。

        表7 不良等級與柱形隔墊物的關(guān)系Tab.7 Relationship between defect grade and pillar spacer

        表8 評價項目Tab.8 Evaluation items

        由表7可以看出,柱形隔墊物尺寸增大前,不良等級均為L4,柱形隔墊物尺寸增大后,不良等級均為L2.5,不良程度有明顯減輕。

        考慮到柱形隔墊物尺寸增大對產(chǎn)品性能的影響,進(jìn)行了產(chǎn)品評價,表8為相關(guān)的評價項目。

        其中殘像的測試條件為:25℃、168h,7×5棋盤格,經(jīng)過高溫老化室老化,冷卻1小時后切換到L127畫面,進(jìn)行線殘像和面殘像評價,評價結(jié)果如表9和表10。

        表9 面殘像Tab.9 Area image sticking

        由表9和表10可見,線殘像和面殘像等級均為L3以下,符合評價標(biāo)準(zhǔn)。

        5 結(jié)果與討論

        通過縮短面板在卡夾中的放置時間來解決顯示不均不良,由于對生產(chǎn)節(jié)奏的控制要求太高,因此,不具有量產(chǎn)性;增加黑矩陣的寬度對顯示不均的改善效果不明顯,并且會降低面板的開口率,也不可行;通過增加柱形隔墊物的尺寸可以有效改善顯示不均,并且不影響產(chǎn)品性能,因此,是解決顯示不均不良的有效方法。

        6 結(jié) 論

        通過以上研究與實驗可知,大尺寸電視面板由于尺寸較大,在卡夾中放置時,因為重力原因會產(chǎn)生較大的下垂,下垂區(qū)的柱形隔墊物會產(chǎn)生較大偏移,發(fā)生漏光,宏觀表現(xiàn)即為顯示不均不良;在設(shè)計大尺寸電視面板時,必須注重柱形隔墊物的設(shè)計,使柱形隔墊物具有足夠大的尺寸,并使柱形隔墊物與陣列基板的接觸處周圍有金屬線等阻擋物,防止柱形隔墊物由于面板受到重力時產(chǎn)生較大的偏移而引起面板出現(xiàn)顯示不均不良。

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