Dans les modules d'affichage TFT-LCD, des défauts de « point lumineux » sont fréquemment observés. Étant donné que les problèmes de points lumineux dans les modules LCD sont relativement courants, si le taux de défauts est faible et la gravité légère, les critères d'acceptation peuvent être assouplis de manière appropriée en fonction des exigences du produit. En fait, les points lumineux des écrans LCD peuvent être classés en différents types, chacun avec des mécanismes sous-jacents distincts et des mesures d'amélioration correspondantes. Par exemple : les points brillants provoqués par des particules étrangères dans la couche de polyimide (PI) (points brillants de particules étrangères), les points brillants non constitués de particules étrangères résultant d'impuretés affectant l'alignement pendant le processus d'alignement PI et les points brillants de pixels provoqués par des courts-circuits de ligne pendant la fabrication du substrat du tableau. Parmi ceux-ci, les points lumineux contenant des particules étrangères et non étrangères sont relativement rares dans les panneaux LCD, car les couches d'alignement PI utilisent aujourd'hui principalement la « technologie de photo-alignement », ce qui réduit considérablement l'apparition de points brillants par rapport à la « technologie d'alignement par frottement » traditionnelle, où les débris PI générés lors du frottement étaient une cause majeure.

Cet article se concentre sur l'analyse des « points lumineux des pixels LCD » et est structuré en trois sections principales : la classification et les phénomènes courants des points lumineux des pixels LCD, le mécanisme de génération des points lumineux des pixels LCD et les stratégies d'amélioration des points lumineux des pixels LCD.

1. Classification et phénomènes courants des points lumineux LCD  

Les points lumineux LCD peuvent généralement être classés en deux types : les points lumineux de pixels et les points lumineux irréguliers. Les points brillants irréguliers peuvent être subdivisés en points brillants contenant des particules étrangères et en points brillants ne contenant pas de particules étrangères. L’analyse suivante aborde ces trois types de points positifs.

① Points lumineux LCD sans particules étrangères :  

La cause de ce type de point lumineux LCD n’est pas directement liée aux particules étrangères. Ce type de point lumineux présente généralement les caractéristiques suivantes :

●La taille et la forme du point lumineux sont irrégulières : il peut être plus petit qu'un seul sous-pixel ou s'étendre sur plusieurs sous-pixels, avec un bord irrégulier et non uniforme.  

● La répartition de ces défauts sur les cartes mères en verre ou les panneaux découpés ne montre aucune concentration ni clustering.  

● Lorsqu'ils sont observés au microscope, de légers ajustements de mise au point ne produisent pas d'effet de halo autour du point lumineux et les changements dans sa taille apparente sont minimes.

Les causes courantes de points brillants non constitués de particules étrangères comprennent : une force de frottement inégale lors de l'alignement par frottement du PI, ou des impuretés présentes pendant le processus d'alignement du PI qui interfèrent avec un alignement correct.

② Points lumineux LCD à particules étrangères :  

Ceux-ci se produisent généralement lors des processus de fabrication du substrat de la matrice LCD ou d'assemblage de cellules, tels que les débris PI générés lors du processus d'alignement par frottement de la couche d'alignement PI, les particules étrangères introduites lors du dépôt de divers films minces sur le substrat de la matrice ou les contaminants introduits lors du processus de liaison du panneau cellulaire.

● La taille du point lumineux correspond généralement directement à la taille des particules du corps étranger.  

● La forme du point lumineux est généralement circulaire ou quasi circulaire.  

●La taille du point lumineux est généralement plus petite que celle d'un seul sous-pixel.  

De plus, les points brillants provoqués par les débris PI générés lors de l'alignement par frottement de la couche d'alignement PI peuvent apparaître sous la forme d'un seul point ou de plusieurs points. Lorsqu'il existe de nombreux points de ce type, ce défaut est communément appelé dans l'industrie « champ d'étoiles » ou « ciel étoilé » (littéralement « ciel plein d'étoiles »).

③ Points lumineux des pixels LCD :  

Celles-ci font généralement référence à des pannes dans la zone du dispositif TFT, généralement provoquées par des connexions électriques involontaires (courts-circuits) se produisant dans la région du dispositif TFT, entre le dispositif TFT et les lignes de signal, entre les lignes de signal et les électrodes de pixel, ou entre les pixels adjacents. De tels courts-circuits font qu'un sous-pixel reste allumé en permanence, ce qui entraîne finalement l'apparition d'un point lumineux de pixel LCD.

Les points lumineux des pixels LCD sont généralement visibles sous forme de points lumineux en noir, en niveaux de gris, en rouge (R), vert (V), bleu (B) et autres motifs de test. Cependant, le point lumineux n’est pas visible dans son propre champ de couleur ; en particulier, un point lumineux rouge ne peut pas être vu sur une image rouge.

De plus, les points lumineux des pixels LCD peuvent également être classés en fonction du nombre de pixels affectés : points lumineux d'un seul pixel, points lumineux de deux pixels consécutifs, trois points lumineux de pixels consécutifs et trois points lumineux de pixels consécutifs ou plus.

2. Mécanisme de génération de points lumineux de pixels LCD

Dans les modules LCD IPS (In-Plane Switching), la principale cause des points lumineux des pixels est les « courts-circuits ».

Au cours du processus de fabrication du substrat Array, plusieurs étapes du processus peuvent conduire à des défauts de court-circuit dans la zone du dispositif de commutation TFT. Les emplacements courants des courts-circuits et les mécanismes correspondants pour la formation de points lumineux sont décrits comme suit :

① Court-circuit entre pixels :  

La cause principale est une gravure incomplète de la couche finale de Pixel ITO, ce qui entraîne un matériau ITO résiduel reliant deux pixels adjacents. Cela crée un court-circuit électrique entre eux. Lorsque la tension de grille est appliquée et que le TFT s'allume, les deux électrodes de pixels ITO en court-circuit deviennent anormalement conductrices, forçant l'égalisation de tension entre elles. Cela conduit à un champ électrique inégal, provoquant une inclinaison anormale des molécules de cristaux liquides et aboutissant à un point lumineux des pixels.  

Dans ce cas, le point lumineux du pixel LCD présente le comportement suivant : l'affichage apparaît normal (sombre) à l'état éteint (pas de tension, écran noir), mais un point lumineux apparaît lorsqu'une tension est appliquée pendant le fonctionnement.

② Court-circuit entre le pixel et la ligne de balayage :  

Ceci est principalement dû à une gravure incomplète de la ligne de balayage, laissant un matériau conducteur résiduel qui relie et court-circuite l'électrode du pixel ITO. En conséquence, la tension de grille est directement transmise à l'électrode de pixel ITO, forçant la tension de l'électrode de pixel ITO à être fixée au niveau de tension de grille. Lorsque la tension de grille s'éteint, l'électrode du pixel ITO est abaissée à un potentiel faible, créant un champ électrique inverse par rapport à Vcom. Cela provoque une rotation anormale des molécules de cristaux liquides, conduisant finalement à la formation d'un point lumineux de pixel LCD.  

Dans cette condition de court-circuit, le point lumineux du pixel LCD résultant apparaît comme un point brillant même dans l'état noir non alimenté (c'est-à-dire qu'un point brillant est visible lorsqu'aucune tension n'est appliquée).

③ Court-circuit entre le pixel et la ligne de données :  

Ceci est principalement dû à une gravure incomplète de la ligne de données, laissant un matériau résiduel qui crée un pont conducteur (court) vers l'électrode du pixel ITO. En conséquence, la tension source est directement transférée à l’électrode du pixel ITO, forçant sa tension à être fixée au niveau de la tension source. Lorsque la tension source est appliquée, la tension sur l'électrode du pixel ITO fluctue en conséquence, empêchant les molécules de cristaux liquides de se stabiliser en raison des variations continues de tension. Cela conduit finalement à la formation d’un point lumineux de pixel LCD.  

Dans cette condition de court-circuit, le point lumineux du pixel LCD résultant se comporte comme suit : l'affichage apparaît normal (sombre) dans l'état noir non alimenté, mais un point lumineux devient visible lorsqu'une tension est appliquée pendant le fonctionnement.

④ Court-circuit entre source et drain :  

Ceci est principalement dû à une gravure incomplète des couches métalliques de source et de drain, entraînant un chemin conducteur résiduel entre elles. Lorsqu'un court-circuit se produit entre la source et le drain, la tension de l'électrode du pixel ITO devient essentiellement identique à la tension de la source. Par conséquent, que la tension de grille soit élevée ou faible, l'électrode de pixel ITO reste connectée en permanence à l'électrode source, ce qui fait que les molécules de cristaux liquides restent dans un état constamment dévié. Cela conduit finalement à la formation d’un point lumineux de pixel LCD.  

Dans cette condition de court-circuit, le point lumineux du pixel LCD résultant apparaît normal (sombre) dans l'état noir non alimenté, mais devient visible comme un point lumineux lorsqu'une tension est appliquée pendant le fonctionnement.

⑤ Court-circuit entre la vanne et le drain :  

Cela se produit principalement dans la région du canal de la couche active, où les sous-produits de gravure résiduels ou une gravure incomplète créent un chemin conducteur entre la grille et le drain, entraînant un court-circuit. Lorsqu'un court-circuit se forme entre la grille et le drain, la tension de grille est directement transmise à l'électrode du pixel ITO, forçant sa tension à être fixée au niveau de tension de grille. Lorsque la tension de grille s'éteint, l'électrode du pixel ITO est abaissée à un potentiel faible, créant un champ électrique inverse par rapport à Vcom. Cela provoque une rotation anormale des molécules de cristaux liquides, conduisant finalement à la formation d'un point lumineux de pixel LCD.  

Dans cette condition de court-circuit, le point lumineux du pixel LCD résultant est visible comme un point brillant même dans l'état noir non alimenté (c'est-à-dire qu'un point brillant apparaît sans tension appliquée).

3. Solutions d'amélioration pour les points lumineux des pixels LCD

Certains clients adoptent la « méthode de masquage ND à transmission différente » pour contrôler les points lumineux des pixels LCD. Par exemple, si un point lumineux devient invisible lorsqu'il est recouvert d'un filtre ND6%, il peut être jugé acceptable (OK). Cependant, si le point lumineux reste visible après l'application du filtre ND6%, l'acceptation est déterminée sur la base d'une évaluation complète du nombre de points lumineux, de leur diamètre et de la distance qui les sépare.

Les points lumineux des pixels LCD se produisent principalement pendant le processus de fabrication du substrat de la matrice LCD, provoqués par des connexions électriques involontaires (courts-circuits) entre les lignes conductrices et les films minces. Par conséquent, la principale approche d'amélioration consiste à utiliser la technologie de réparation au laser pour couper la ligne court-circuitée via l'ablation laser, convertissant ainsi le point lumineux en point sombre, atteignant ainsi l'objectif de réparation du défaut.