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Discussão sobre o mecanismo de formação de mácula amarela em módulos de display TFT-LCD e contramedidas de melhoria
2025-08-28
Discussão sobre o mecanismo de formação de manchas amarelas em módulos de display TFT-LCD e contramedidas de melhoria
Nos módulos de exibição TFT-LCD, existem muitos defeitos relacionados à exibição óptica, como flutuação branca ou vazamento de luz em imagens totalmente pretas, COG mura em imagens em movimento, mura de quadro em escala de cinza e amarelecimento, azulamento ou escurecimento em imagens brancas. Existem inúmeras causas por trás desses defeitos, e o impacto e a aceitabilidade de cada uma variam significativamente. Alguns defeitos são estáveis e não pioram com o tempo, enquanto outros podem deteriorar-se gradualmente com o passar do tempo. Portanto, para defeitos relacionados com ecrãs ópticos, é essencial identificar primeiro a causa raiz, seguida de uma avaliação de risco baseada no mecanismo subjacente, a fim de evitar potenciais perdas significativas.
Este artigo se concentra na análise de defeitos relacionados ao desempenho do display óptico de LCD, especificamente "manchas amarelas no LCD". É dividido principalmente em três partes: o fenômeno e as características das manchas amarelas no LCD, o mecanismo de formação das manchas amarelas e as causas comuns e contramedidas de melhoria para as manchas amarelas no LCD.
1. Fenômeno e características dos pontos amarelos do LCD
Manchas amarelas no LCD: Normalmente, sob uma tela branca, certas áreas localizadas aparecem amarelas ou marrom-amareladas em comparação com as áreas circundantes em termos de aparência da tela. Este fenômeno geralmente possui várias características principais:
●As manchas amarelas do LCD têm formato irregular e aparecem como defeitos localizados, geralmente apresentando padrões em forma de manchas, listras ou molduras. Além disso, a ocorrência é regional, e não um amarelecimento uniforme em toda a superfície. Com base na forma e localização, eles são normalmente classificados como amarelecimento pontual, amarelecimento nas áreas dos cantos ou amarelecimento nas quatro bordas. Diferentes formas e localizações de manchas amarelas no LCD são causadas por diferentes fatores subjacentes.
● Irreversibilidade das manchas amarelas no LCD. Manchas amarelas no LCD normalmente ocorrem depois que o módulo LCD é submetido a pressão externa, causando danos físicos dentro do painel LCD. Uma vez que esse dano ocorre, geralmente é permanente e não desaparece espontaneamente. Portanto, o fenômeno das manchas amarelas no LCD é caracterizado pela irreversibilidade.
●A cor dos pontos amarelos do LCD é nitidamente amarela e proeminente. Os pontos amarelos do LCD geralmente aparecem como amarelo perceptível, amarelo claro ou marrom-amarelado, criando um contraste claro com as áreas brancas ao redor do módulo do display LCD.
2. Mecanismo de formação de manchas amarelas no LCD
Independentemente da aparência, localização ou gravidade das manchas amarelas no LCD, o mecanismo subjacente é essencialmente o mesmo. Antes de discutir o mecanismo de formação da mancha amarela, é importante primeiro explicar a relação entre a transmitância de um painel LCD e o seu Cell Gap. Existe uma relação definida entre a transmitância do LCD e a lacuna da célula. De acordo com a fórmula que relaciona a transmitância do LCD ao Gap da célula, quando a birrefringência efetiva do cristal líquido é constante, quanto maior o Gap da célula, maior será a transmitância do LCD. Quando a espessura da célula está no seu valor ideal, a transmitância das três cores primárias – vermelho, verde e azul (RGB) – também está no seu nível ideal. Como resultado, a mistura destas três cores produz luz branca e o módulo LCD exibe uma imagem branca.
Devido às características ópticas do cristal líquido, diferentes lacunas nas células do LCD (Cell Gap) resultam em níveis variados de transmitância para as três cores primárias – vermelho (R), verde (G) e azul (B). Quando a lacuna da célula LCD aumenta, a transmitância da luz azul (B) diminui significativamente, enquanto a transmitância do vermelho (R) e do verde (G) permanece relativamente alta. A mistura de luz vermelha e verde produz luz amarela, fazendo com que o LCD pareça amarelado. Por outro lado, quando a lacuna celular diminui, a transmitância da luz azul torna-se dominante, fazendo com que a tela pareça azulada.
Portanto, o mecanismo de formação da mancha amarela no LCD é um aumento na lacuna das células do LCD. A principal causa deste aumento da lacuna entre as células é a pressão mecânica externa aplicada ao módulo LCD, que força o cristal líquido dentro da célula a migrar para as áreas circundantes da região comprimida. Nessas áreas onde o cristal líquido se acumula, a lacuna celular é esticada ou alargada localmente, levando à redução da transmitância da luz azul e resultando em amarelecimento localizado – aparecendo como manchas amarelas ou manchas amareladas na tela.
3. Causas comuns de manchas amarelas no LCD e contramedidas de melhoria
Durante todo o processo de fabricação dos módulos de display LCD e nos testes do produto final, o módulo LCD pode ser submetido a pressão mecânica de diversas fontes. No entanto, as causas mais comuns de manchas amarelas devido à compressão normalmente surgem de:
- Compressão mecânica durante testes de confiabilidade do produto final
- Compressão durante o processo de colagem OCA (Adesivo Opticamente Transparente)
- Compressão durante a montagem da célula LCD (processo de fixação da célula)
● Compressão no LCD durante testes mecânicos do produto final (amarelecimento nas bordas)
Após a montagem final, o dispositivo completo normalmente passa por vários testes mecânicos para avaliar seu desempenho mecânico. Esses testes geralmente incluem rotação do tambor, micro-queda, queda controlada e testes de compressão. Durante esses testes mecânicos, fatores como a quantidade de cristal líquido dentro do painel LCD, a altura e a densidade dos PS principais (espaçadores de pilar), o nivelamento do módulo LCD e da caixa do dispositivo, a lacuna na direção Z entre o módulo LCD e a caixa e a resistência estrutural da caixa podem levar à compressão mecânica no módulo LCD. Essa compressão pode causar deformação local do espaço entre células, resultando em manchas amarelas, principalmente ao redor das quatro bordas da tela.
--- Causa do amarelecimento periférico: O processo específico pelo qual o teste mecânico do dispositivo completo leva a manchas amarelas no módulo LCD é o seguinte (o risco de formação de manchas amarelas é maior durante o teste de microgotas do dispositivo completo).
① Se a espessura total do módulo do display LCD for muito grande ou seu nivelamento for ruim, isso resultará em uma lacuna menor na direção Z entre o módulo e a caixa do dispositivo. Durante repetidos testes mecânicos em todo o dispositivo, esta pequena folga pode levar à compressão do módulo do display LCD pela caixa.
② Quando o módulo de exibição LCD é comprimido, os PS principais (espaçadores de pilar) na área central do LCD são normalmente comprimidos, fazendo com que a lacuna da célula no centro diminua. No entanto, a estrutura de vedação na periferia do LCD contém PS que fornece suporte, de modo que o PS principal nas áreas circundantes permanece em grande parte descomprimido.
③ Depois que a área central do LCD é comprimida e a lacuna entre as células diminui, o cristal líquido flui e se acumula em direção às bordas do LCD. Esse acúmulo aumenta a lacuna celular na periferia, levando a defeitos amarelados nas bordas do LCD.
--- Contramedidas de melhoria para amarelecimento periférico:
Para resolver o amarelecimento nas bordas do LCD, normalmente são feitas melhorias em dois aspectos: 1. Aprimoramento do próprio painel LCD, melhorando especificamente a estabilidade do espaço entre as células do LCD; 2. Otimizando a compatibilidade entre o módulo LCD e a caixa do dispositivo. Medidas comuns de melhoria:
① Reduza a quantidade de cristal líquido dentro da célula LCD. Quando o volume do cristal líquido é reduzido (enfraquecendo a sua capacidade de suportar o intervalo celular, com o PS tornando-se o suporte primário), o PS principal será comprimido mais facilmente sob condições iniciais, reduzindo assim a diferença de altura entre o PS principal e o PS secundário. Quando o LCD é submetido a pressão externa, o PS principal pode deformar-se e comprimir-se rapidamente, permitindo que o PS secundário forneça rapidamente um suporte eficaz para resistir à força externa.
② Mantenha a quantidade de cristal líquido inalterada, mas aumente a altura do PS principal. Após aumentar a altura do PS principal, quando o LCD é submetido a pressão externa, a margem compressível do PS principal é efetivamente aumentada. Isto ajuda a suprimir a redução do espaço entre as células na área central do LCD durante os testes mecânicos do dispositivo completo, garantindo, em última análise, uma melhor estabilidade do espaço entre as células em todas as regiões dentro da célula do LCD.
③ Aumente a densidade de PS por unidade de área. Ao aumentar a densidade PS, a resistência do LCD à compressão e à deformação é melhorada, ajudando a manter a estabilidade do intervalo da célula em todas as regiões dentro da célula do LCD.
④ Garanta uma folga adequada na direção Z entre o LCD e a caixa do dispositivo. Manter a espessura total do LCD na extremidade inferior a média da faixa de tolerância, controlar o nivelamento do LCD e do invólucro do dispositivo e aumentar a resistência estrutural do invólucro também são medidas de melhoria comuns para reduzir o amarelecimento nas bordas do LCD.
● Compressão no LCD durante a laminação OCA completa (amarelecimento localizado)
Desigualdades locais e tensões residuais durante o processo de laminação OCA são causas comuns de amarelecimento localizado no LCD. Além disso, interferências internas no LCD – como espessura excessiva de cola de silicone, adesivo UV excessivamente espesso ou pasta de prata condutora projetando-se além do polarizador – também podem comumente levar ao amarelecimento localizado.
--- Causa do amarelecimento localizado:
Tomando como exemplo a irregularidade após a laminação OCA, quando uma pressão irregular é aplicada durante o processo de colagem suave-duro, isso pode causar deformação côncava local no OCA. Durante as etapas subsequentes de laminação difícil a dura e prensagem a vácuo, essas áreas côncavas podem puxar o painel LCD, levando a um aumento na folga da célula (semelhante ao efeito do bocal de sucção). Como resultado, a transmitância da luz azul (B) diminui significativamente, enquanto a transmitância da luz vermelha (R) e da luz verde (G) permanece relativamente inalterada. O efeito combinado da dominância da luz R e G produz amarelo, causando manchas amarelas localizadas no LCD.
--- Contramedidas de melhoria para amarelecimento localizado:
Realize a verificação DOE (Design of Experiment) durante todo o processo de laminação do OCA para evitar amarelecimento localizado causado por irregularidades ou tensão residual no OCA.
- No processo de laminação suave a dura, verifique e estabeleça a pressão e velocidade de colagem ideais, garantindo ao mesmo tempo o nivelamento da plataforma de colagem.
- No processo de laminação hard-to-hard, verifique e defina a pressão de colagem, a duração e o nível de vácuo ideais, ao mesmo tempo que confirma o paralelismo da câmara de colagem.
Estas medidas ajudam a reduzir o risco de amarelecimento localizado devido à compressão induzida por OCA no LCD.
● Compressão durante o processo de montagem da célula (amarelecimento pontual):
Durante o processo de montagem da célula LCD, manchas amarelas causadas pela compressão de partículas estranhas são relativamente raras; garantir o controle adequado da limpeza durante o processo de montagem da célula é fundamental para evitar esse problema.
O mecanismo de amarelecimento pontual do LCD é semelhante ao descrito acima: durante o processo de montagem da célula, quando os substratos CF e TFT são unidos, partículas estranhas geradas pelo desgaste do equipamento podem causar levantamento local da célula LCD. Nas posições levantadas pelas partículas estranhas, o Cell Gap aumenta, levando ao amarelecimento das manchas. Geralmente, os utilizadores não podem implementar melhorias nesta fase do processo e devem, em vez disso, concentrar-se nas medidas de melhoria descritas nas duas secções anteriores relativamente às questões de amarelecimento.
