تعد مشكلة النقط السوداء في شاشات الكريستال السائل TFT-LCD شائعة جدًا في وحدات LCD ويمكن أن تسبب تأثيرات ضارة خطيرة. أسباب النقط السوداء عديدة، مما يجعل معالجة المشكلة صعبة بشكل خاص. تستعرض هذه المقالة في المقام الأول الآليات الكامنة وراء تكوين النقطة السوداء في شاشات الكريستال السائل السائلة وتحدد الإجراءات المضادة الشائعة.

1. لماذا تكون النقط السوداء لشاشات الكريستال السائل أكثر حدة في الصور ذات التدرج الرمادي منها في الصور البيضاء؟  

أولاً، دعونا نراجع مبدأ عرض وحدات LCD. عند توصيل الطاقة إلى شاشة LCD، يتشكل فرق الجهد بين قطب البكسل (Pixel ITO) والقطب المشترك (COM ITO). يؤدي فرق الجهد هذا إلى دوران البلورة السائلة في موقع البكسل المقابل. تؤدي اختلافات الجهد المختلفة إلى زوايا دوران مختلفة للبلورة السائلة، مما يؤدي إلى اختلافات في نفاذية شاشة LCD. وبالتالي، يؤدي ذلك إلى ظهور صور مختلفة (أسود، رمادي، أبيض).

من المنحنى المميز لجهد LCD مقابل النفاذية (V-T)، يمكن ملاحظة أن المنحنى غير خطي. المنحدر في منطقة الجهد المنخفض (الموافق لمستويات رمادية منخفضة) شديد الانحدار. وبسبب هذا المنحدر الكبير، يتم تضخيم حتى تقلبات الجهد الطفيفة بشكل كبير، مما يؤدي إلى اختلاف ملحوظ في نفاذية LCD. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل النقط السوداء لشاشات الكريستال السائل أكثر وضوحًا في الصور ذات التدرج الرمادي مقارنة بالصور البيضاء.

ومن ناحية أخرى، فإن خصائص الرؤية البشرية مرتبطة أيضًا، حيث تختلف الحساسية للسطوع باختلاف بيئات الإضاءة.

2. طرق المراقبة والإثارة الشائعة للنقط السوداء لشاشات الكريستال السائل

بالنسبة لبعض عيوب النقطة السوداء الصغيرة نسبيًا في شاشات الكريستال السائل، قد تصبح ظاهرة الخلل أقل وضوحًا أو حتى تختفي بعد فترة من الوقت، مما يجعل التحليل اللاحق غير مناسب. ولذلك، يتم استخدام بعض أساليب الإثارة لإعادة إنتاج ظاهرة النقطة السوداء. تهدف طرق الإثارة هذه إلى إعادة إنتاج عيب النقطة السوداء في المنتجات التي تظهر بالفعل مثل هذه المشكلات وتحديد ما إذا كان عيب النقطة السوداء ناتجًا عن تلف سلامة إغلاق المادة اللاصقة لإطار شاشة LCD. بعد كل شيء، هناك أنواع أخرى من الفقاعات في وحدات LCD، مثل فقاعات الهواء داخل خلية LCD (المتعلقة بإطلاق الغازات، ومستوى فراغ الخلية، وما إلى ذلك) وفقاعات الفراغ داخل خلية LCD (المتعلقة بفجوة الخلية، وكمية البلورات السائلة، وما إلى ذلك).

① اختبار درجة الحرارة العالية: يزداد حجم النقط السوداء في منتجات LCD المعيبة في ظل ظروف درجة الحرارة المرتفعة (80-85 درجة مئوية). عندما يتدهور إغلاق المادة اللاصقة للإطار في لوحة LCD، يزداد حجم الفقاعات تحت درجات الحرارة المرتفعة، مما يؤدي إلى توسيع منطقة البلورات السائلة وبالتالي توسيع منطقة النقطة السوداء. وفي الوقت نفسه، في ظل درجات الحرارة المرتفعة، تنخفض لزوجة البلورة السائلة، وتزداد السيولة، ويتسارع معدل انتشار الملوثات (مثل الرطوبة والأكسجين)، مما يؤدي إلى نطاق تلوث موسع ونقط سوداء أكثر وضوحًا. يتم إجراء الإثارة ذات درجة الحرارة العالية بشكل رئيسي في غرفة اختبار ذات درجة حرارة عالية، حيث توفر الغرفة تسخينًا أكثر اتساقًا لشاشات الكريستال السائل؛ بالطبع، إذا كانت الظروف محدودة، يمكن أيضًا استخدام طريقة الصفيحة الساخنة ذات درجة الحرارة العالية للإثارة، على الرغم من أن توحيد التسخين سيكون أقل.

الملخص الأساسي للإثارة ذات درجة الحرارة المرتفعة التي تؤدي إلى ظهور نقاط سوداء أكبر: درجة حرارة عالية ← زيادة حجم الفقاعة + انتشار متسارع للملوثات ← منطقة النقطة السوداء الموسعة أو الأكثر وضوحًا.

② اختبار درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية: يتغير حجم النقط السوداء في منتجات شاشات الكريستال السائل المعيبة في ظل ظروف درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية (80-85 درجة مئوية/90-95% رطوبة نسبية). عندما يتدهور ختم لاصق الإطار للوحة شاشة LCD، تدخل كمية كبيرة من الرطوبة إلى الخلية البلورية السائلة تحت ظروف درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية، مما يتسبب في زيادة حجم الفقاعة وتفاقم منطقة النقطة السوداء وشدتها.

ملخص أساسي للإثارة ذات درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية التي تؤدي إلى ظهور نقاط سوداء أكبر: درجة الحرارة المرتفعة والرطوبة العالية ← زيادة حجم الفقاعة ← منطقة النقطة السوداء الموسعة أو الأكثر وضوحًا.

③ اختبار الغليان/طهي الماء / PCT (اختبار قدر الضغط): يزداد حجم النقط السوداء في منتجات LCD المعيبة في ظل اختبار قدر الضغط (PCT) أو ظروف اختبار الغليان/طهي الماء. آلية توسيع النقط السوداء تحت ظروف الغليان/معاهدة التعاون بشأن البراءات تشبه تلك الموجودة في ظل ظروف ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة العالية، ولكن ظروف اختبار الغليان/معاهدة التعاون بشأن البراءات أكثر شدة، والتي يمكن أن تزيد من تقصير وقت الإثارة لإعادة إنتاج عيب النقطة السوداء LCD.

④ اختبار تفريغ الحبر الأحمر: بعد اختبار تفريغ الحبر الأحمر على منتجات LCD المعيبة ذات النقط السوداء، يخترق الحبر الأحمر خلية LCD، وفي الوقت نفسه، يزداد حجم النقط السوداء.

⑤ ملاحظة ثقب لاصق الإطار تحت المجهر: عندما يكون من غير المؤكد ما إذا كان عيب النقطة السوداء لشاشة LCD ناتجًا عن مشكلة الختم الخاصة بمادة تسرب إطار شاشة LCD، يمكن استخدام المجهر للتحقق مما إذا كان هناك أي عيب ثقب في مادة مانعة للتسرب لإطار شاشة LCD. إذا تم ثقب مانع تسرب الإطار بواسطة البلورة السائلة، فيمكن تحديد عيب النقطة السوداء لشاشة LCD بشكل أساسي على أنه ناجم عن مشكلة إغلاق مانع تسرب إطار LCD. لا يمكن تجنب حدوث ثقوب في مانع تسرب إطار شاشة LCD أثناء عملية ODF؛ فقط من خلال تحسين عملية لوحة LCD يمكن تقليل عرض ثقب مانع التسرب في الإطار. إذا كان عرض ثقب مانع التسرب لإطار LCD هو 1/3 من عرض مانع التسرب للإطار، فسيتم الحكم عليه على أنه موافق؛ إذا كان عرض ثقب مادة مانعة للتسرب لإطار LCD أكبر من 1/3 من عرض مادة مانعة للتسرب للإطار، فسيتم الحكم عليه على أنه NG.

⑥ يعد اختبار تقشير مانع التسرب لإطار LCD هو الطريقة الأكثر شيوعًا لتقييم قوة اللصق للمادة المانعة للتسرب لإطار LCD. عندما يتلف مانع تسرب إطار LCD، أو عندما يكون نوع مانع التسرب غير مناسب، أو عندما يكون مزيج مانع التسرب وطبقة محاذاة PI والكريستال السائل غير مناسب، فإن قوة التقشير بين زجاج TFT وزجاج CF للوحة LCD سوف تتدهور، مما يؤدي إلى فشل اختبار تقشير مانع التسرب لإطار LCD. تتطلب معايير الصناعة عادةً أن تكون نتيجة اختبار تقشير مادة مانع التسرب لإطار LCD أكبر من ≥10 كجم، مع متطلبات أكثر صرامة تبلغ ≥15 كجم. يتم إجراء اختبار التقشير عمومًا في خمس نقاط محددة.

⑦ اختبار درجات الحرارة المنخفضة: يتناقص حجم النقط السوداء لشاشات الكريستال السائل في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة (-20 درجة مئوية إلى -40 درجة مئوية). عندما تتدهور سلامة إغلاق لاصق إطار لوحة LCD، يؤدي مبدأ التمدد الحراري والانكماش إلى انكماش الفقاعات عند درجات حرارة منخفضة. وفي الوقت نفسه، تزداد لزوجة البلورة السائلة، مما يبطئ معدل انتشار الملوثات، مما يؤدي إلى انخفاض حجم النقط السوداء. بالإضافة إلى ذلك، بينما تتوسع النقط السوداء في ظل ظروف درجة الحرارة العالية، عندما تتم إزالة المنتج من الغرفة ذات درجة الحرارة المرتفعة ويعود تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة مع مرور الوقت، فإن حجم النقط السوداء يتناقص ببطء.

ملخص أساسي للإثارة في درجات الحرارة المنخفضة التي تؤدي إلى ظهور نقاط سوداء أصغر: درجة حرارة منخفضة ← انكماش حجم الفقاعة + تباطؤ انتشار الملوثات ← انخفاض مساحة النقطة السوداء.