Masalah gumpalan hitam pada layar kristal cair TFT-LCD sangat umum terjadi pada modul LCD dan dapat menyebabkan efek samping yang serius. Penyebab gumpalan hitam sangat banyak, sehingga masalah ini sangat sulit untuk diatasi. Artikel ini terutama mengulas mekanisme di balik pembentukan gumpalan hitam dalam kristal cair LCD dan menguraikan tindakan pencegahan yang umum.

1. Mengapa gumpalan hitam LCD lebih parah pada gambar skala abu-abu dibandingkan gambar putih?  

Pertama, mari kita tinjau prinsip tampilan modul LCD. Ketika daya dialirkan ke LCD, perbedaan tegangan terbentuk antara elektroda piksel (Pixel ITO) dan elektroda umum (COM ITO). Perbedaan tegangan ini menyebabkan kristal cair pada lokasi piksel yang sesuai berputar. Perbedaan tegangan yang berbeda menghasilkan sudut rotasi kristal cair yang berbeda, yang menyebabkan variasi transmisi LCD. Akibatnya, ini menghasilkan gambar yang ditampilkan berbeda (hitam, abu-abu, putih).

Dari kurva karakteristik tegangan versus transmitansi (V-T) LCD terlihat bahwa kurva tersebut bersifat nonlinier. Kemiringan di wilayah bertegangan rendah (sesuai dengan tingkat abu-abu rendah) sangat curam. Karena kemiringan yang besar ini, fluktuasi tegangan sekecil apa pun akan sangat diperkuat, sehingga menghasilkan perbedaan nyata dalam transmisi LCD. Inilah salah satu alasan mengapa gumpalan hitam LCD lebih terlihat pada gambar skala abu-abu dibandingkan gambar putih.

Di sisi lain, karakteristik penglihatan manusia juga saling terkait, karena sensitivitas terhadap kecerahan bervariasi pada lingkungan pencahayaan yang berbeda.

2. Metode Pemantauan dan Eksitasi Umum untuk Gumpalan Hitam LCD

Untuk beberapa cacat gumpalan hitam LCD yang relatif kecil, fenomena cacat mungkin menjadi kurang terlihat atau bahkan hilang setelah jangka waktu tertentu, sehingga analisis selanjutnya menjadi tidak nyaman. Oleh karena itu, metode eksitasi tertentu digunakan untuk mereproduksi fenomena gumpalan hitam. Metode eksitasi ini bertujuan untuk mereproduksi cacat gumpalan hitam pada produk yang sudah menunjukkan masalah tersebut dan untuk menentukan apakah cacat gumpalan hitam disebabkan oleh kerusakan pada integritas penyegelan perekat bingkai LCD. Lagi pula, ada jenis gelembung lain dalam modul LCD, seperti gelembung udara di dalam Sel LCD (terkait dengan pelepasan gas, tingkat vakum sel, dll.) dan gelembung vakum di dalam Sel LCD (terkait dengan Celah Sel, kuantitas kristal cair, dll.).

① Pengujian Suhu Tinggi: Ukuran gumpalan hitam pada produk LCD yang rusak meningkat pada kondisi suhu tinggi (80–85°C). Ketika penyegelan perekat bingkai pada panel LCD memburuk, volume gelembung meningkat pada suhu tinggi, merusak area kristal cair dan dengan demikian memperbesar area gumpalan hitam. Sementara itu, pada suhu tinggi, viskositas kristal cair menurun, fluiditas meningkat, dan laju difusi kontaminan (seperti uap air, oksigen) meningkat, menyebabkan jangkauan kontaminasi meluas dan gumpalan hitam lebih terlihat. Eksitasi suhu tinggi terutama dilakukan di ruang uji suhu tinggi, karena ruang tersebut memberikan pemanasan yang lebih seragam untuk LCD; tentu saja, jika kondisinya terbatas, metode pelat panas suhu tinggi juga dapat digunakan untuk eksitasi, meskipun keseragaman pemanasan akan lebih buruk.

Ringkasan Inti dari Eksitasi Suhu Tinggi yang Menghasilkan Gumpalan Hitam Lebih Besar: Suhu Tinggi → Peningkatan Volume Gelembung + Difusi Kontaminan yang Dipercepat → Area Gumpalan Hitam yang Membesar atau Lebih Jelas.

② Pengujian Suhu Tinggi dan Kelembapan Tinggi: Ukuran gumpalan hitam pada produk LCD yang rusak berubah pada kondisi suhu tinggi dan kelembapan tinggi (80–85°C/90–95%RH). Ketika penyegelan perekat bingkai pada panel layar LCD memburuk, sejumlah besar uap air memasuki sel kristal cair pada kondisi suhu tinggi dan kelembapan tinggi, menyebabkan volume gelembung meningkat dan area gumpalan hitam serta tingkat keparahannya semakin parah.

Ringkasan Inti dari Eksitasi Suhu Tinggi dan Kelembapan Tinggi yang Menghasilkan Gumpalan Hitam Lebih Besar: Suhu Tinggi dan Kelembapan Tinggi → Peningkatan Volume Gelembung → Area Gumpalan Hitam yang Membesar atau Lebih Jelas.

③ Tes Mendidih/Memasak Air / PCT (Tes Pemasak Bertekanan): Ukuran gumpalan hitam pada produk LCD yang rusak meningkat pada kondisi Uji Pemasak Tekanan (PCT) atau kondisi pengujian memasak air mendidih/memasak. Mekanisme pembesaran gumpalan hitam pada kondisi perebusan/PCT serupa dengan kondisi suhu tinggi dan kelembapan tinggi, namun kondisi pengujian perebusan/PCT lebih parah, yang selanjutnya dapat mempersingkat waktu eksitasi untuk mereproduksi cacat gumpalan hitam LCD.

④ Uji Vakum Tinta Merah: Setelah uji vakum tinta merah pada produk LCD cacat yang memiliki gumpalan hitam, tinta merah menembus ke dalam sel LCD, dan secara bersamaan, volume gumpalan hitam meningkat.

⑤ Pengamatan tusukan perekat bingkai di bawah mikroskop: Jika tidak pasti apakah cacat gumpalan hitam LCD disebabkan oleh masalah penyegelan penutup bingkai LCD, mikroskop dapat digunakan untuk memeriksa apakah ada cacat tusukan pada penutup bingkai LCD. Jika penutup bingkai telah tertusuk oleh kristal cair, cacat gumpalan hitam LCD pada dasarnya dapat diidentifikasi sebagai disebabkan oleh masalah penyegelan penutup bingkai LCD. Tusukan pada penutup bingkai LCD tidak dapat dihindari dalam proses ODF; hanya dengan mengoptimalkan proses panel LCD maka lebar tusukan frame sealant dapat dikurangi. Jika lebar tusukan penutup bingkai LCD adalah ≤1/3 dari lebar penutup bingkai, maka dianggap OK; jika lebar tusukan penutup bingkai LCD >1/3 dari lebar penutup bingkai, maka dianggap NG.

⑥ Uji pengelupasan segel bingkai LCD adalah metode paling umum untuk mengevaluasi kekuatan rekat segel bingkai LCD. Jika pelapis rangka LCD rusak, jenis pelapis tidak sesuai, atau bila kombinasi pelapis, lapisan penyelaras PI, dan kristal cair tidak sesuai, kekuatan pengelupasan antara kaca TFT dan kaca CF pada panel LCD akan menurun, sehingga uji pengelupasan penutup bingkai LCD gagal. Standar industri biasanya mensyaratkan hasil pengujian pengelupasan segel bingkai LCD adalah ≥10 kgf, dengan persyaratan yang lebih ketat adalah ≥15 kgf. Tes peeling umumnya dilakukan pada lima titik yang telah ditentukan.

⑦ Pengujian Suhu Rendah: Ukuran gumpalan hitam LCD berkurang pada kondisi suhu rendah (-20°C hingga -40°C). Ketika integritas penyegelan perekat bingkai panel LCD memburuk, prinsip ekspansi dan kontraksi termal menyebabkan gelembung menyusut pada suhu rendah. Secara bersamaan, viskositas kristal cair meningkat, memperlambat laju difusi kontaminan, yang menyebabkan pengurangan ukuran gumpalan hitam. Selain itu, saat gumpalan hitam mengembang dalam kondisi suhu tinggi, saat produk dikeluarkan dari wadah bersuhu tinggi dan secara bertahap kembali ke suhu ruangan seiring berjalannya waktu, ukuran gumpalan hitam perlahan berkurang.

Ringkasan Inti dari Eksitasi Suhu Rendah yang Menghasilkan Gumpalan Hitam yang Lebih Kecil: Suhu Rendah → Kontraksi Volume Gelembung + Difusi Kontaminan yang Memperlambat → Mengurangi Area Gumpalan Hitam.