В модулях дисплея TFT-LCD часто наблюдаются дефекты «ярких пятен». Поскольку проблемы с яркими пятнами в ЖК-модулях относительно распространены, если процент дефектов невелик и серьезность незначительна, критерии приемки могут быть соответствующим образом смягчены в зависимости от требований к продукту. Фактически, яркие пятна ЖК-дисплея можно разделить на разные типы, каждый из которых имеет свои основные механизмы и соответствующие меры по улучшению. Например: яркие пятна, вызванные посторонними частицами в слое полиимида (PI) (яркие пятна с посторонними частицами), яркие пятна без посторонних частиц, возникающие в результате примесей, влияющих на выравнивание во время процесса выравнивания PI, и яркие пятна пикселей, вызванные короткими замыканиями линий во время изготовления подложки массива. Среди них яркие пятна с посторонними и не посторонними частицами относительно редки в ЖК-панелях, поскольку в слоях PI-выравнивания в настоящее время в основном используется «технология фотовыравнивания», которая значительно уменьшает возникновение ярких пятен по сравнению с традиционной «технологией выравнивания при трении», где основной причиной был мусор PI, образующийся во время трения.

Этот документ посвящен анализу «ярких пятен ЖК-пикселей» и состоит из трех основных разделов: общая классификация и явления ярких пятен ЖК-дисплея, механизм генерации ярких пятен ЖК-пикселей и стратегии улучшения ярких пятен ЖК-пикселей.

1. Общая классификация и явления ярких пятен на ЖК-дисплее.  

Яркие пятна ЖК-дисплея обычно можно разделить на два типа: яркие пиксельные пятна и неравномерные яркие пятна. Яркие пятна нерегулярной формы можно дополнительно разделить на яркие пятна с инородными частицами и яркие пятна без посторонних частиц. Следующий анализ посвящен этим трем типам ярких пятен.

① Яркие пятна на ЖК-дисплее без посторонних частиц:  

Причина появления ярких пятен на ЖК-дисплее не связана напрямую с посторонними частицами. Этот тип яркого пятна обычно демонстрирует следующие характеристики:

●Размер и форма яркого пятна нерегулярны — оно может быть меньше одного субпикселя или охватывать несколько субпикселей, с неровным, неоднородным краем.  

● Распределение этих дефектов на стеклянных материнских платах или вырезанных панелях не демонстрирует концентрации или кластеризации.  

● При наблюдении под микроскопом небольшие изменения фокуса не вызывают эффекта ореола вокруг яркого пятна, а изменения его видимого размера минимальны.

К частым причинам появления ярких пятен, не содержащих посторонних частиц, относятся: неравномерная сила трения во время выравнивания PI или примеси, присутствующие в процессе выравнивания PI, которые мешают правильному выравниванию.

② Яркие пятна на ЖК-дисплее с посторонними частицами:  

Они обычно возникают во время изготовления подложки ЖК-матрицы или процессов сборки ячейки, например, мусор PI, образующийся в процессе трения выравнивающего слоя PI, инородные частицы, попадающие во время осаждения различных тонких пленок на подложку матрицы, или загрязнения, попадающие во время процесса склеивания панели ячейки.

● Размер яркого пятна обычно напрямую соответствует размеру частиц инородного материала.  

● Форма яркого пятна в основном круглая или почти круглая.  

●Размер яркого пятна обычно меньше, чем размер одного субпикселя.  

Кроме того, яркие пятна, вызванные мусором PI, образовавшимся во время выравнивания выравнивающего слоя PI, могут выглядеть как одно или несколько пятен. Когда таких пятен много, этот дефект обычно называют в отрасли «звездным полем» или «звездным небом» (буквально «полным звездным небом»).

③ Яркие пятна пикселей ЖК-дисплея:  

Обычно они относятся к сбоям в области устройства TFT, обычно вызванным непреднамеренными электрическими соединениями (короткими замыканиями), возникающими в области устройства TFT, между устройством TFT и сигнальными линиями, между сигнальными линиями и электродами пикселей или между соседними пикселями. Такие короткие замыкания приводят к тому, что субпиксель остается постоянно светящимся, что в конечном итоге приводит к появлению яркого пятна на ЖК-пикселе.

Яркие пятна пикселей ЖК-дисплея обычно отображаются в виде ярких точек черного, серого, красного (R), зеленого (G), синего (B) и других тестовых шаблонов. Однако яркое пятно не видно в собственном цветовом поле — в частности, красное яркое пятно нельзя увидеть на красном изображении.

Кроме того, яркие пятна пикселей ЖК-дисплея также можно классифицировать по количеству затронутых пикселей: однопиксельные яркие пятна, два последовательных ярких пятна пикселей, три последовательных ярких пятна пикселей и три или более последовательных ярких пятна пикселей.

2. Механизм генерации ярких пятен пикселей ЖК-дисплея

В ЖК-модулях IPS (с плоскостной коммутацией) основной причиной появления ярких пятен на пикселях являются «короткие замыкания».

В процессе изготовления подложки матрицы несколько этапов процесса могут привести к дефектам короткого замыкания в области переключающего устройства TFT. Общие места короткого замыкания и соответствующие механизмы образования ярких пятен описаны следующим образом:

① Короткое замыкание между пикселями:  

Основная причина — неполное травление окончательного слоя Pixel ITO, в результате чего остаточный материал ITO соединяет два соседних пикселя. Это создает между ними короткое замыкание. Когда на затвор подается напряжение и TFT включается, два закороченных пиксельных электрода ITO становятся аномально проводящими, вызывая выравнивание напряжения между ними. Это приводит к неравномерному электрическому полю, вызывающему ненормальный наклон молекул жидкого кристалла и появление яркого пятна пикселя.  

В этом случае яркое пятно пикселя ЖК-дисплея ведет себя следующим образом: в выключенном состоянии дисплей выглядит нормальным (темным) (нет напряжения, черный экран), но яркое пятно появляется при подаче напряжения во время работы.

② Короткое замыкание между пикселем и линией сканирования:  

В основном это вызвано неполным травлением линии сканирования, в результате чего остается остаточный проводящий материал, который замыкает и замыкает пиксельный электрод ITO. В результате напряжение затвора напрямую передается на электрод пикселя ITO, заставляя напряжение электрода пикселя ITO фиксироваться на уровне напряжения затвора. Когда напряжение затвора отключается, электрод пикселя ITO понижается до низкого потенциала, создавая обратное электрическое поле по отношению к Vcom. Это вызывает аномальное вращение молекул жидкого кристалла, что в конечном итоге приводит к образованию яркого пятна на ЖК-пикселе.  

В этом состоянии короткого замыкания полученное яркое пятно пикселя ЖК-дисплея выглядит как яркая точка даже в состоянии черного без питания (т. е. яркое пятно видно, когда напряжение не подается).

③ Короткое замыкание между пикселем и линией данных:  

В первую очередь это вызвано неполным травлением линии данных, в результате чего остается остаточный материал, который создает проводящий мост (короткий) к электроду пикселя ITO. В результате напряжение источника передается непосредственно на электрод пикселя ITO, заставляя его напряжение фиксироваться на уровне напряжения источника. Когда подается напряжение источника, напряжение на пиксельном электроде ITO соответственно колеблется, предотвращая стабилизацию молекул жидкого кристалла из-за непрерывных изменений напряжения. В конечном итоге это приводит к образованию яркого пятна ЖК-пикселя.  

В этом состоянии короткого замыкания полученное яркое пятно на ЖК-пикселе ведет себя следующим образом: дисплей выглядит нормальным (темным) в выключенном черном состоянии, но яркое пятно становится видимым при подаче напряжения во время работы.

④ Короткое замыкание между истоком и стоком:  

В основном это вызвано неполным травлением металлических слоев истока и стока, что приводит к образованию остаточного проводящего пути между ними. Когда между истоком и стоком происходит короткое замыкание, напряжение пиксельного электрода ITO становится практически идентичным напряжению истока. В результате, независимо от того, находится ли напряжение затвора на высоком или низком уровне, электрод пикселя ITO остается постоянно подключенным к электроду-источнику, в результате чего молекулы жидкого кристалла остаются в постоянно отклоненном состоянии. В конечном итоге это приводит к образованию яркого пятна ЖК-пикселя.  

В этом состоянии короткого замыкания полученное яркое пятно пикселя ЖК-дисплея выглядит нормальным (темным) в неактивном черном состоянии, но становится видимым как яркое пятно при подаче напряжения во время работы.

⑤ Короткое замыкание между затвором и сливом:  

В основном это происходит в области канала активного слоя, где остаточные побочные продукты травления или неполное травление создают проводящий путь между затвором и стоком, что приводит к короткому замыканию. Когда между затвором и стоком образуется короткое замыкание, напряжение затвора напрямую передается на электрод пикселя ITO, заставляя его напряжение фиксироваться на уровне напряжения затвора. Когда напряжение затвора отключается, электрод пикселя ITO понижается до низкого потенциала, создавая обратное электрическое поле по отношению к Vcom. Это вызывает аномальное вращение молекул жидкого кристалла, что в конечном итоге приводит к образованию яркого пятна на ЖК-пикселе.  

В этом состоянии короткого замыкания полученное яркое пятно пикселя ЖК-дисплея видно как яркая точка даже в черном состоянии без питания (т. Е. Яркое пятно появляется без приложенного напряжения).

3. Решения по улучшению ярких пятен ЖК-пикселей

Некоторые клиенты используют «метод маскировки ND с другим коэффициентом пропускания» для управления яркими пятнами пикселей ЖК-дисплея. Например, если яркое пятно становится невидимым при закрытии фильтром ND6%, его можно считать приемлемым (ОК). Однако, если яркое пятно остается видимым после применения фильтра ND6%, приемлемость определяется на основе комплексной оценки количества ярких пятен, их диаметра и расстояния между ними.

Яркие пятна на ЖК-пикселях в основном возникают в процессе производства подложки ЖК-матрицы и вызваны непреднамеренными электрическими соединениями (короткими замыканиями) между проводящими линиями и тонкими пленками. Таким образом, основной подход к улучшению включает использование технологии лазерного ремонта для отрезания короткозамкнутой линии посредством лазерной абляции, превращая яркое пятно в темное пятно, тем самым достигая цели устранения дефекта.