Новости отрасли
Обсуждение механизма образования желтого пятна в модулях дисплея TFT-LCD и мерах по его улучшению
2025-08-28
Обсуждение механизма образования желтых пятен в модулях TFT-LCD-дисплеев и мерах по его улучшению
В модулях дисплея TFT-LCD существует множество дефектов, связанных с оптическим отображением, таких как белое плавание или утечка света в полностью черных изображениях, мура COG в движущихся изображениях, мура в рамке в оттенках серого, а также пожелтение, посинение или затемнение в белых изображениях. За этими дефектами стоит множество причин, и влияние и приемлемость каждой из них существенно различаются. Некоторые дефекты стабильны и не ухудшаются с течением времени, тогда как другие могут постепенно ухудшаться с течением времени. Таким образом, для дефектов, связанных с оптическим дисплеем, важно сначала определить первопричину, а затем провести оценку риска на основе основного механизма, чтобы предотвратить потенциальные значительные потери.
В данной статье основное внимание уделяется анализу дефектов, связанных с работой оптических ЖК-дисплеев, в частности «желтых пятен на ЖК-дисплее». В основном он разделен на три части: явление и характеристики желтых пятен на ЖК-дисплее, механизм образования желтых пятен, а также общие причины и меры по устранению желтых пятен на ЖК-дисплее.
1. Феномен и характеристики желтых пятен ЖК-дисплеев.
Желтые пятна на ЖК-дисплее. Как правило, под белым экраном определенные локализованные области кажутся желтыми или желтовато-коричневыми по сравнению с окружающими областями с точки зрения внешнего вида дисплея. Это явление обычно имеет несколько ключевых характеристик:
●Желтые пятна на ЖК-дисплее имеют неправильную форму и выглядят как локализованные дефекты, обычно имеющие вид пятен, полос или рамок. Причем возникновение локальное, а не равномерное пожелтение по всей поверхности. В зависимости от формы и расположения их обычно классифицируют на точечное пожелтение, пожелтение в угловых областях или пожелтение по четырем краям. Различные формы и расположение желтых пятен на ЖК-дисплее вызваны разными основными факторами.
● Необратимость появления желтых пятен на ЖК-дисплее. Желтые пятна на ЖК-дисплее обычно возникают после того, как модуль ЖК-дисплея подвергается внешнему давлению, что приводит к физическому повреждению внутренней части ЖК-панели. Как только это повреждение возникает, оно обычно является постоянным и не исчезает самопроизвольно. Поэтому феномену желтых пятен ЖК-дисплея свойственна необратимость.
●Цвет желтых пятен на ЖК-дисплее отчетливо желтый и заметный. Желтые пятна на ЖК-дисплее обычно выглядят как заметные желтые, светло-желтые или желтовато-коричневые пятна, создавая резкий контраст с белыми областями вокруг модуля ЖК-дисплея.
2. Механизм формирования желтого пятна ЖК-дисплея.
Независимо от внешнего вида, местоположения или тяжести желтых пятен на ЖК-дисплее, их основной механизм по существу один и тот же. Прежде чем обсуждать механизм образования желтого пятна, важно сначала объяснить взаимосвязь между коэффициентом пропускания ЖК-панели и ее зазором между ячейками. Существует определенная связь между коэффициентом пропускания ЖК-дисплея и зазором ячейки. Согласно формуле, связывающей коэффициент пропускания ЖК-дисплея с зазором ячейки, когда эффективное двойное лучепреломление жидкого кристалла постоянно, чем больше зазор ячейки, тем выше коэффициент пропускания ЖК-дисплея. Когда толщина ячейки находится на оптимальном значении, коэффициент пропускания трех основных цветов — красного, зеленого и синего (RGB) — также находится на идеальном уровне. В результате смесь этих трех цветов дает белый свет, а ЖК-модуль отображает белое изображение.
Из-за оптических характеристик жидкого кристалла разные зазоры ячеек ЖК-дисплея (Cell Gap) приводят к разным уровням пропускания трех основных цветов — красного (R), зеленого (G) и синего (B). Когда зазор ячейки ЖК-дисплея увеличивается, коэффициент пропускания синего света (B) значительно снижается, в то время как коэффициент пропускания красного (R) и зеленого (G) остается относительно высоким. Смесь красного и зеленого света дает желтый свет, в результате чего ЖК-дисплей выглядит пожелтевшим. И наоборот, когда зазор между ячейками уменьшается, пропускание синего света становится доминирующим, в результате чего дисплей становится голубоватым.
Следовательно, механизм формирования желтого пятна ЖК-дисплея заключается в увеличении зазора ячейки ЖК-дисплея. Основной причиной увеличения зазора между ячейками является внешнее механическое давление, приложенное к модулю ЖК-дисплея, которое заставляет жидкий кристалл внутри ячейки мигрировать к окружающим областям сжатой области. В этих областях, где накапливаются жидкие кристаллы, зазор между ячейками локально растягивается или расширяется, что приводит к снижению пропускания синего света и локальному пожелтению, проявляющемуся в виде желтых пятен или желтоватых пятен на дисплее.
3. Распространенные причины появления желтых пятен на ЖК-дисплее и меры по их устранению
В течение всего процесса производства модулей ЖК-дисплея и при окончательном тестировании продукта модуль ЖК-дисплея может подвергаться механическому давлению из различных источников. Однако наиболее распространенные причины появления желтых пятен из-за сжатия обычно возникают из-за:
- Механическое сжатие во время испытаний на надежность конечного продукта.
- Сжатие во время процесса склеивания OCA (оптически прозрачный клей).
- Сжатие во время сборки ЖК-ячейки (процесс крепления ячейки)
● Сжатие ЖК-дисплея во время механических испытаний конечного продукта (пожелтение по краям).
После окончательной сборки все устройство обычно подвергается различным механическим испытаниям для оценки его механических характеристик. Эти испытания обычно включают в себя вращение барабана, испытания на микропадение, контролируемое падение и испытания на сжатие. Во время этих механических испытаний такие факторы, как количество жидких кристаллов внутри ЖК-панели, высота и плотность основных PS (прокладок), плоскостность модуля ЖК-дисплея и корпуса устройства, зазор в направлении Z между модулем ЖК-дисплея и корпусом, а также структурная прочность корпуса, могут привести к механическому сжатию модуля ЖК-дисплея. Это сжатие может вызвать локальную деформацию зазора между ячейками, что приведет к появлению желтых пятен, особенно по четырем краям дисплея.
--- Причина периферического пожелтения: Конкретный процесс, в результате которого механическое испытание всего устройства приводит к появлению желтых пятен на ЖК-модуле, заключается в следующем (риск образования желтых пятен наиболее высок во время испытания всего устройства на микрокапли).
① Если общая толщина модуля ЖК-дисплея слишком велика или его плоскостность недостаточна, это приведет к меньшему зазору в направлении Z между модулем и корпусом устройства. При повторных механических испытаниях всего устройства этот небольшой зазор может привести к сжатию модуля ЖК-дисплея корпусом.
② Когда модуль ЖК-дисплея сжимается, основные PS (проставки) в центральной части ЖК-дисплея обычно сжимаются, в результате чего зазор между ячейками в центре уменьшается. Однако герметизирующая рамка по периферии ЖК содержит PS, обеспечивающий поддержку, поэтому основные PS в окружающих областях остаются в значительной степени несжатыми.
③ После того, как центральная область ЖК-дисплея сжимается и зазор между ячейками уменьшается, жидкие кристаллы стекают и скапливаются к краям ЖК-дисплея. Это накопление увеличивает зазор между ячейками на периферии, что в конечном итоге приводит к дефектам пожелтения по краям ЖК-дисплея.
--- Меры по улучшению борьбы с периферическим пожелтением:
Чтобы устранить пожелтение по краям ЖК-дисплея, улучшения обычно вносятся в два аспекта: 1. Улучшение самой ЖК-панели, в частности улучшение стабильности зазора между ячейками ЖК-дисплея; 2. Оптимизация совместимости между ЖК-модулем и корпусом устройства. Общие меры по улучшению:
① Уменьшите количество жидких кристаллов внутри ячейки ЖК-дисплея. Когда объем жидкого кристалла уменьшается (ослабляется его способность поддерживать зазор ячейки, при этом ПС становится основной опорой), основной ПС будет легче сжиматься в начальных условиях, тем самым уменьшая разницу по высоте между основным ПС и вспомогательным ПС. Когда ЖК-дисплей подвергается внешнему давлению, основной PS может быстро деформироваться и сжиматься, позволяя вспомогательному PS быстро оказывать эффективную поддержку для сопротивления внешней силе.
② Оставьте количество жидких кристаллов неизменным, но увеличьте высоту основного PS. После увеличения высоты основного PS, когда ЖК-дисплей подвергается внешнему давлению, запас сжатия основного PS эффективно увеличивается. Это помогает подавить уменьшение зазора между ячейками в центральной области ЖК-дисплея во время механических испытаний всего устройства, что в конечном итоге обеспечивает лучшую стабильность зазора между ячейками во всех областях внутри ячейки ЖК-дисплея.
③ Увеличить плотность PS на единицу площади. За счет увеличения плотности PS повышается устойчивость ЖК-дисплея к сжатию и деформации, что помогает поддерживать стабильность зазора между ячейками во всех областях внутри ячейки ЖК-дисплея.
④ Обеспечьте необходимый зазор по оси Z между ЖК-дисплеем и корпусом устройства. Поддержание общей толщины ЖК-дисплея в пределах нижнего или среднего диапазона допуска, контроль плоскостности как ЖК-дисплея, так и корпуса устройства, а также повышение структурной прочности корпуса также являются распространенными мерами по уменьшению пожелтения по краям ЖК-дисплея.
● Сжатие ЖК-дисплея во время полного ламинирования OCA (локальное пожелтение).
Локальные неровности и остаточные напряжения во время процесса ламинирования OCA являются частыми причинами локального пожелтения ЖК-дисплея. Кроме того, внутренние помехи внутри ЖК-дисплея, такие как чрезмерная толщина силиконового клея, слишком толстый УФ-клей или проводящая серебряная паста, выступающая за пределы поляризатора, также часто могут привести к локальному пожелтению.
--- Причина локального пожелтения:
Если взять в качестве примера неровности после ламинирования OCA, то неравномерное давление во время процесса склеивания мягкого и твердого может вызвать локальную вогнутую деформацию OCA. На последующих этапах ламинирования и вакуумного прессования эти вогнутые области могут натягивать ЖК-панель, что приводит к увеличению зазора между ячейками (аналогично эффекту всасывающего сопла). В результате коэффициент пропускания синего света (B) значительно снижается, тогда как коэффициент пропускания красного света (R) и зеленого света (G) остается относительно неизменным. Комбинированный эффект доминирования красного и зеленого света приводит к появлению желтого цвета, что в конечном итоге приводит к появлению локализованных желтых пятен на ЖК-дисплее.
--- Меры по улучшению борьбы с локализованным пожелтением:
Проведите проверку DOE (планирование эксперимента) во время всего процесса ламинирования OCA, чтобы предотвратить локальное пожелтение, вызванное неравномерностью или остаточным напряжением в OCA.
- В процессе ламинирования от мягкого к твердому проверьте и установите оптимальное давление и скорость склеивания, обеспечивая при этом плоскостность склеивающей платформы.
- В процессе ламинирования «твердый-твердый» проверьте и установите оптимальное давление, продолжительность и уровень вакуума склеивания, одновременно проверяя параллельность камеры склеивания.
Эти меры помогают снизить риск локального пожелтения из-за сжатия ЖК-дисплея, вызванного OCA.
● Сжатие в процессе сборки элемента (пятнистое пожелтение):
В процессе сборки ЖК-элемента желтые пятна, вызванные сжатием посторонних частиц, встречаются относительно редко; обеспечение надлежащего контроля чистоты в процессе сборки элемента является ключом к предотвращению этой проблемы.
Механизм пожелтения пятен ЖК-дисплея аналогичен описанному выше: в процессе сборки элемента, когда подложки CF и TFT склеены вместе, инородные частицы, образующиеся в результате износа оборудования, могут вызвать локальный подъем элемента ЖК-дисплея. В позициях, поднятых инородными частицами, зазор между клетками увеличивается, что в конечном итоге приводит к пожелтению пятен. Как правило, пользователи не могут внедрять улучшения на этом этапе процесса и вместо этого должны сосредоточиться на мерах по улучшению, изложенных в двух предыдущих разделах, касающихся проблем пожелтения.
