Nei moduli display TFT-LCD si osservano frequentemente difetti "punti luminosi". Poiché i problemi relativi ai punti luminosi nei moduli LCD sono relativamente comuni, se la percentuale di difetti è bassa e la gravità è lieve, i criteri di accettazione possono essere opportunamente allentati a seconda dei requisiti del prodotto. In effetti, i punti luminosi degli LCD possono essere classificati in diversi tipi, ciascuno con meccanismi sottostanti distinti e corrispondenti misure di miglioramento. Ad esempio: punti luminosi causati da particelle estranee nello strato di poliimmide (PI) (punti luminosi di particelle estranee), punti luminosi di particelle non estranee derivanti da impurità che influenzano l'allineamento durante il processo di allineamento PI e punti luminosi di pixel causati da cortocircuiti di linea durante la fabbricazione del substrato dell'array. Tra questi, i punti luminosi dovuti a particelle estranee e non estranee sono relativamente rari nei pannelli LCD, poiché oggigiorno gli strati di allineamento PI utilizzano principalmente la "tecnologia di fotoallineamento", che riduce significativamente la comparsa di punti luminosi rispetto alla tradizionale "tecnologia di allineamento con sfregamento", dove i detriti PI generati durante lo sfregamento erano una delle cause principali.

Questo documento si concentra sull'analisi dei "punti luminosi dei pixel LCD" ed è strutturato in tre sezioni principali: classificazione e fenomeni comuni dei punti luminosi dei pixel LCD, meccanismo di generazione dei punti luminosi dei pixel LCD e strategie di miglioramento per i punti luminosi dei pixel LCD.

1. Classificazione comune e fenomeni dei punti luminosi degli LCD  

I punti luminosi degli LCD possono generalmente essere classificati in due tipi: punti luminosi pixel e punti luminosi irregolari. I punti luminosi irregolari possono essere ulteriormente suddivisi in punti luminosi con particelle estranee e punti luminosi con particelle non estranee. La seguente analisi affronta questi tre tipi di punti luminosi.

① Punti luminosi LCD contenenti particelle non estranee:  

La causa di questo tipo di punto luminoso sullo schermo LCD non è direttamente correlata a particelle estranee. Questo tipo di punto luminoso presenta tipicamente le seguenti caratteristiche:

●Le dimensioni e la forma del punto luminoso sono irregolari: potrebbe essere più piccolo di un singolo sub-pixel o estendersi su diversi sub-pixel, con un bordo irregolare e non uniforme.  

● La distribuzione di questi difetti sulle schede madri in vetro o sui pannelli tagliati non mostra alcuna concentrazione o raggruppamento.  

● Quando osservati al microscopio, lievi regolazioni della messa a fuoco non producono un effetto alone attorno al punto luminoso e i cambiamenti nella sua dimensione apparente sono minimi.

Le cause comuni di punti luminosi dovuti a particelle non estranee includono: forza di sfregamento irregolare durante l'allineamento dello sfregamento PI o impurità presenti durante il processo di allineamento PI che interferiscono con il corretto allineamento.

② Punti luminosi dovuti a particelle estranee sul display LCD:  

Questi si verificano tipicamente durante la fabbricazione del substrato dell'array LCD o i processi di assemblaggio della cella, come detriti PI generati durante il processo di allineamento dello sfregamento dello strato di allineamento PI, particelle estranee introdotte durante la deposizione di varie pellicole sottili sul substrato dell'array o contaminanti introdotti durante il processo di incollaggio del pannello della cella.

● La dimensione del punto luminoso corrisponde generalmente direttamente alla dimensione delle particelle del materiale estraneo.  

● La forma del punto luminoso è per lo più circolare o quasi circolare.  

●La dimensione del punto luminoso è solitamente inferiore a quella di un singolo sub-pixel.  

Inoltre, i punti luminosi causati dai detriti PI generati durante l'allineamento per sfregamento dello strato di allineamento PI possono apparire come un punto singolo o punti multipli. Quando sono presenti numerosi punti di questo tipo, questo difetto viene comunemente chiamato nel settore "campo stellare" o "cielo stellato" (letteralmente "cielo pieno di stelle").

③ Punti luminosi dei pixel LCD:  

Questi si riferiscono tipicamente a guasti nell'area del dispositivo TFT, solitamente causati da collegamenti elettrici involontari (cortocircuiti) che si verificano nell'area del dispositivo TFT, tra il dispositivo TFT e le linee di segnale, tra le linee di segnale e gli elettrodi dei pixel o tra pixel adiacenti. Tali cortocircuiti fanno sì che un sub-pixel rimanga costantemente illuminato, determinando infine la comparsa di un punto luminoso del pixel LCD.

I punti luminosi dei pixel LCD sono generalmente visibili come punti luminosi in nero, scala di grigi, rosso (R), verde (G), blu (B) e altri modelli di test. Tuttavia, il punto luminoso non è visibile nel proprio campo di colore; in particolare, un punto luminoso rosso non può essere visto in un'immagine rossa.

Inoltre, i punti luminosi dei pixel LCD possono anche essere classificati in base al numero di pixel interessati: punti luminosi a pixel singolo, due punti luminosi pixel consecutivi, tre punti luminosi pixel consecutivi e tre o più punti luminosi pixel consecutivi.

2. Meccanismo di generazione dei punti luminosi dei pixel LCD

Nei moduli LCD IPS (In-Plane Switching), la causa principale dei punti luminosi dei pixel sono i "cortocircuiti".

Durante il processo di fabbricazione del substrato dell'array, diverse fasi del processo possono portare a difetti di cortocircuito nell'area del dispositivo di commutazione TFT. Le posizioni comuni dei cortocircuiti e i corrispondenti meccanismi per la formazione di punti luminosi sono descritti come segue:

① Cortocircuito tra i pixel:  

La causa principale è l'incisione incompleta dello strato finale Pixel ITO, con conseguente materiale ITO residuo che collega due pixel adiacenti. Ciò crea un cortocircuito elettrico tra di loro. Quando viene applicata la tensione di gate e il TFT si accende, i due elettrodi pixel ITO in cortocircuito diventano conduttivi in ​​modo anomalo, forzando l'equalizzazione della tensione tra di loro. Ciò porta a un campo elettrico irregolare, causando un'inclinazione anomala delle molecole di cristalli liquidi e determinando un punto luminoso dei pixel.  

In questo caso, il punto luminoso del pixel LCD presenta il seguente comportamento: il display appare normale (scuro) nello stato spento (nessuna tensione, schermo nero), ma appare un punto luminoso quando viene applicata la tensione durante il funzionamento.

② Cortocircuito tra pixel e linea di scansione:  

Ciò è causato principalmente dall'incisione incompleta della linea di scansione, che lascia materiale conduttivo residuo che fa ponte e va in cortocircuito con l'elettrodo del pixel ITO. Di conseguenza, la tensione del gate viene trasmessa direttamente all'elettrodo del pixel ITO, costringendo la tensione dell'elettrodo del pixel ITO a essere bloccata al livello della tensione del gate. Quando la tensione del Gate si spegne, l'elettrodo del pixel ITO viene abbassato a un potenziale basso, creando un campo elettrico inverso rispetto a Vcom. Ciò provoca una rotazione anomala delle molecole di cristalli liquidi, che alla fine porta alla formazione di un punto luminoso dei pixel LCD.  

In questa condizione di cortocircuito, il punto luminoso risultante del pixel LCD appare come un punto luminoso anche nello stato nero non alimentato (ovvero, un punto luminoso è visibile quando non viene applicata alcuna tensione).

③ Cortocircuito tra pixel e linea dati:  

Ciò è causato principalmente dall'incisione incompleta della linea dati, che lascia materiale residuo che crea un ponte conduttivo (corto) all'elettrodo del pixel ITO. Di conseguenza, la tensione della sorgente viene trasferita direttamente all'elettrodo del pixel ITO, costringendo la sua tensione a essere bloccata al livello della tensione della sorgente. Quando viene applicata la tensione della sorgente, la tensione sull'elettrodo del pixel ITO fluttua di conseguenza, impedendo alle molecole di cristalli liquidi di stabilizzarsi a causa delle continue variazioni di tensione. Ciò alla fine porta alla formazione di un punto luminoso dei pixel LCD.  

In questa condizione di cortocircuito, il punto luminoso del pixel LCD risultante si comporta come segue: il display appare normale (scuro) nello stato nero non alimentato, ma un punto luminoso diventa visibile quando viene applicata la tensione durante il funzionamento.

④ Cortocircuito tra sorgente e scarico:  

Ciò è causato principalmente dall'attacco incompleto degli strati metallici di source e drain, che risulta in un percorso conduttivo residuo tra di loro. Quando si verifica un corto tra la sorgente e il drain, la tensione dell'elettrodo del pixel ITO diventa essenzialmente identica alla tensione della sorgente. Di conseguenza, indipendentemente dal fatto che la tensione di Gate sia ad un livello alto o basso, l'elettrodo pixel ITO rimane continuamente collegato all'elettrodo Source, facendo sì che le molecole di cristalli liquidi rimangano in uno stato costantemente deviato. Ciò alla fine porta alla formazione di un punto luminoso dei pixel LCD.  

In questa condizione di cortocircuito, il punto luminoso risultante del pixel LCD appare normale (scuro) nello stato nero non alimentato, ma diventa visibile come un punto luminoso quando viene applicata la tensione durante il funzionamento.

⑤ Cortocircuito tra saracinesca e scarico:  

Ciò si verifica principalmente nella regione del canale dello strato attivo, dove i sottoprodotti dell'attacco residuo o l'attacco incompleto creano un percorso conduttivo tra il gate e il drain, provocando un cortocircuito. Quando si forma un cortocircuito tra gate e drain, la tensione di gate viene trasmessa direttamente all'elettrodo pixel ITO, costringendone la tensione a essere bloccata al livello di tensione di gate. Quando la tensione del Gate si spegne, l'elettrodo del pixel ITO viene abbassato a un potenziale basso, creando un campo elettrico inverso rispetto a Vcom. Ciò provoca una rotazione anomala delle molecole di cristalli liquidi, che alla fine porta alla formazione di un punto luminoso dei pixel LCD.  

In questa condizione di cortocircuito, il punto luminoso risultante del pixel LCD è visibile come un punto luminoso anche nello stato nero non alimentato (ovvero, un punto luminoso appare senza tensione applicata).

3. Soluzioni di miglioramento per i punti luminosi dei pixel LCD

Alcuni clienti adottano il "metodo di mascheramento ND a trasmittanza diversa" per controllare i punti luminosi dei pixel LCD. Ad esempio, se un punto luminoso diventa invisibile quando coperto da un filtro ND6%, può essere giudicato accettabile (OK). Se tuttavia il punto luminoso rimane visibile dopo l'applicazione del filtro ND6%, l'accettazione viene determinata sulla base di una valutazione complessiva del numero di punti luminosi, del loro diametro e della distanza tra loro.

I punti luminosi dei pixel LCD si verificano principalmente durante il processo di produzione del substrato dell'array LCD, causati da collegamenti elettrici involontari (cortocircuiti) tra linee conduttive e pellicole sottili. Pertanto, l'approccio di miglioramento principale prevede l'utilizzo della tecnologia di riparazione laser per tagliare la linea cortocircuitata tramite ablazione laser, convertendo il punto luminoso in un punto scuro, raggiungendo così l'obiettivo di riparare il difetto.