鄂爾多斯市源盛光電有限責(zé)任公司 張 顯 陳 帥 郭劍偉 賀新鋼 王文強(qiáng) 陳 卓 魏永輝

在TFT-LCD量產(chǎn)中，會(huì)出現(xiàn)各種Mura類不良，本文為解決在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的邊角黃斑不良，首先對(duì)可能造成黃斑不良的工藝進(jìn)行了大量的排查，最后鎖定該不良出現(xiàn)在Cell成盒階段。通過(guò)拆盒分析發(fā)現(xiàn)框膠內(nèi)存在異物，異物將相應(yīng)位置的Gap撐高，液晶填充增大，紅光透過(guò)率提高，藍(lán)綠光透過(guò)率降低且藍(lán)光透過(guò)率降低比綠光更大，不良宏觀顯示發(fā)黃（黃斑不良）。利用拉曼（DXR2）對(duì)異物進(jìn)行匹配，采用EDX對(duì)成分進(jìn)行分析，確認(rèn)異物就是固化的框膠。通過(guò)對(duì)框膠準(zhǔn)備流程、框膠脫泡機(jī)設(shè)備參數(shù)、清洗流程等一系列措施的導(dǎo)入，將黃斑不良發(fā)生率從1.0%降低到0.03%

TFT-LCD具有低電壓、小功耗、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特性，傳統(tǒng)的真空灌注工藝是先進(jìn)行框膠固化，然后通過(guò)毛細(xì)效應(yīng)進(jìn)行液晶滴注，該工藝具有生產(chǎn)效率低、不良發(fā)生率高等特點(diǎn)，制約了其大規(guī)模應(yīng)用于量產(chǎn)。目前，采用的是ODF工藝，在TFT基板上滴注液晶，在CF基板上涂布封框膠，然后進(jìn)行真空對(duì)盒。顯然，ODF工藝相比于傳統(tǒng)的灌注工藝在生產(chǎn)效率，液晶和框膠的Loss方面有極大的優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)，ODF工藝日趨完善，但是仍然存在各式各樣的不良，最典型的一種不良就是Mura類不良，該不良是指在同一光源相同灰階畫面下，因視覺感受到的明暗不均勻現(xiàn)象，最直觀簡(jiǎn)單的判斷是在背光源下，轉(zhuǎn)動(dòng)偏光片，在Panel周邊會(huì)出現(xiàn)顏色不均勻現(xiàn)象，針對(duì)Mura機(jī)理產(chǎn)生的情況，徐偉等通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)，把Mura產(chǎn)生情況分為三類，第一類是發(fā)光源本身異常產(chǎn)生Mura，第二類是液晶異常導(dǎo)致，第三類是陣列成型工藝異常造成的電學(xué)類相關(guān)不良。本文針對(duì)在TFT-LCD量產(chǎn)中出現(xiàn)的周邊Mura(黃斑不良)，從不良發(fā)生的機(jī)理上，異物的成分分析，拉曼匹配等多方面進(jìn)行測(cè)試分析，并提出了有效的解決辦法，與之相似的研究目前尚未報(bào)道。

1 不良現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)

1.1 不良現(xiàn)象

在背光源下，轉(zhuǎn)動(dòng)偏光片，可以明顯看到Panel周邊有未知的Mura不良（黃斑不良），位置不固定，不良率為1%，不良圖片如圖1所示。首先對(duì)有異?，F(xiàn)象的異常品加熱3H不消失，然后復(fù)投THO（Panel在Module狀態(tài)下置于60℃ 90%中120h）不良不消失。然后對(duì)不良品，顯微鏡確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)異常位置有大約30μm左右的異物且不良位置框膠寬度比正常區(qū)域?qū)挾刃?00μm，最后測(cè)試不良區(qū)域與正常區(qū)域的Gap差異，發(fā)現(xiàn)異常區(qū)域比正常區(qū)域的Gap高0.5μm，黃斑不良位置框膠寬度比正常區(qū)域?qū)挾绕?xì)100μm。周邊Gap如圖2所示。

圖1 黃斑不良現(xiàn)象

表1 膠寬數(shù)據(jù)對(duì)比

圖2 周邊Gap

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)定

已經(jīng)明確黃斑不良是由于框膠中異物導(dǎo)致，下一步要明確異物的來(lái)源，采用拉曼設(shè)備，用提取儀將異物分離出來(lái)，放到金屬載波片上，用拉曼光譜儀（DXR3）進(jìn)行物質(zhì)匹配；采用EDX（Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy）能量色散X射線光譜儀，進(jìn)行成分分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與機(jī)理

2.1 拉曼分析結(jié)果

拉曼（Raman）光譜其主要是通過(guò)拉曼位移(拉曼振動(dòng)頻率)Δv來(lái)確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。它提供的結(jié)構(gòu)信息是關(guān)于分子內(nèi)部各種簡(jiǎn)正振動(dòng)頻率及有關(guān)振動(dòng)能級(jí)的情況，從而可以用來(lái)鑒定分子中存在的官能團(tuán)，進(jìn)而進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的識(shí)別，每一種物質(zhì)有自己的特征拉曼光譜，如圖3所示，可以看出異物的特征拉曼譜與框膠的拉曼譜相同，可以初步判斷異物就是固化的框膠。

圖3 拉曼分析結(jié)果

2.2 EDX成分分析結(jié)果

EDX是借助于分析試樣發(fā)出的元素特征X射線波長(zhǎng)和強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)的；根據(jù)不同元素特征X射線波長(zhǎng)的不同來(lái)測(cè)定試樣所含的元素。通過(guò)對(duì)比不同元素譜線的強(qiáng)度可以測(cè)定試樣中元素的含量，異物成分分析得出異物的主要成分為C與O，與框膠的成分一樣，見圖4進(jìn)一步證明異物為固化的框膠。

圖4 EDX分析結(jié)果

2.3 機(jī)理分析

Seal膠內(nèi)存在異物，由圖5可以看出異物將相應(yīng)位置的Cell Gap撐高，填充了更多的液晶。由圖6可以看出隨著Cell Gap增高，紅光透過(guò)率提高，藍(lán)綠光透過(guò)率降低且藍(lán)光透過(guò)率降低比綠光更大，所以不良宏觀顯示發(fā)黃（紅綠光混合為黃光）。

圖5 異物模型

圖6 不同色光透過(guò)趨勢(shì)

3 改善措施

通過(guò)上述分析得出出現(xiàn)黃斑不良的異物就是固化的框膠，下一步需要找到出現(xiàn)固化框膠異物的原因?？蚰z在使用前需要進(jìn)行脫泡，脫泡是在真空條件下進(jìn)行的，高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心的作用，把框膠中的氣泡排出當(dāng)脫泡不完全時(shí)，框膠中存在氣泡，會(huì)出現(xiàn)氣泡不良。高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致溫度的升高。溫度的升高，會(huì)導(dǎo)致框膠的固化，因此不同的脫泡參數(shù)對(duì)不良發(fā)生率至關(guān)重要，通過(guò)制定不同脫泡參數(shù)測(cè)試不良的發(fā)生情況。

從表2可以看出，改善-3的脫泡條件，黃斑不良的發(fā)生率0.03%，氣泡不良的發(fā)生率為0%，改善-8的黃斑發(fā)生率為0%，氣泡不良達(dá)到了1%，這是由于脫泡改善-8的脫泡轉(zhuǎn)速小，脫泡不完全，雖然黃斑不良發(fā)生率為0%，但是氣泡不良發(fā)生率達(dá)到1%。結(jié)合實(shí)際量產(chǎn)的需求，改善-3的黃斑不良的發(fā)生率與氣泡不良的發(fā)生率都是最低水平，故在量產(chǎn)中，采用改善-3的脫泡條件，有效解決了黃斑不良和氣泡不良。

表2 改善條件設(shè)定

通過(guò)對(duì)在量產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的黃斑不良進(jìn)行分析研究，從機(jī)理上分析為框膠異物導(dǎo)致，利用拉曼（DXR2）對(duì)異物進(jìn)行匹配，采用EDX對(duì)成分進(jìn)行分析，確認(rèn)異物就是固化的框膠，最后鎖定為框膠在脫泡過(guò)程中框膠發(fā)生固化，采用DOE實(shí)驗(yàn)制定不同的脫泡參數(shù)，最終找到了最優(yōu)的脫泡參數(shù)，導(dǎo)入量產(chǎn)中，黃斑不良降低到0.03%。本論文研究的思路和方法可以為后續(xù)量產(chǎn)過(guò)程中的突發(fā)不良解決提供參考，本文對(duì)涂膠設(shè)備和涂膠Pump和清洗過(guò)程未涉及，這些條件對(duì)黃斑不良的影響仍需要我們繼續(xù)去探究。