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Discusión sobre el mecanismo de formación de mácula amarilla en módulos de pantalla TFT-LCD y contramedidas de mejora
2025-08-28
Discusión sobre el mecanismo de formación de puntos amarillos en módulos de pantalla TFT-LCD y contramedidas de mejora
En los módulos de pantalla TFT-LCD, existen muchos defectos ópticos relacionados con la visualización, como flotación blanca o fuga de luz en imágenes completamente negras, paredes COG en imágenes en movimiento, paredes de marco en escala de grises y coloración amarillenta, azulada u oscurecida en imágenes blancas. Existen numerosas causas detrás de estos defectos y el impacto y la aceptabilidad de cada una varían significativamente. Algunos defectos son estables y no empeoran con el tiempo, mientras que otros pueden deteriorarse gradualmente a medida que pasa el tiempo. Por lo tanto, para los defectos relacionados con las pantallas ópticas, es esencial identificar primero la causa raíz, seguido de una evaluación de riesgos basada en el mecanismo subyacente, para evitar posibles pérdidas significativas.
Este artículo se centra en el análisis de los defectos relacionados con el rendimiento de la pantalla óptica LCD, específicamente los "puntos amarillos de la LCD". Se divide principalmente en tres partes: el fenómeno y las características de las manchas amarillas de LCD, el mecanismo de formación de las manchas amarillas y las causas comunes y contramedidas para mejorar las manchas amarillas de LCD.
1. Fenómeno y características de las manchas amarillas del LCD
Puntos amarillos de la pantalla LCD: normalmente, bajo una pantalla blanca, ciertas áreas localizadas aparecen de color amarillo o marrón amarillento en comparación con las áreas circundantes en términos de apariencia de la pantalla. Este fenómeno suele tener varias características clave:
●Las manchas amarillas en la pantalla LCD tienen forma irregular y aparecen como defectos localizados, presentándose comúnmente como patrones en forma de manchas, rayas o marcos. Además, se produce un color amarillento regional y no uniforme en toda la superficie. Según la forma y la ubicación, generalmente se clasifican como coloración amarillenta en zonas, coloración amarillenta en las esquinas o coloración amarillenta a lo largo de los cuatro bordes. Las diferentes formas y ubicaciones de las manchas amarillas de la pantalla LCD son causadas por diferentes factores subyacentes.
● Irreversibilidad de las manchas amarillas del LCD. Los puntos amarillos de la pantalla LCD suelen aparecer después de que el módulo LCD se somete a presión externa, lo que provoca daños físicos en el interior del panel LCD. Una vez que se produce este daño, suele ser permanente y no desaparece espontáneamente. Por tanto, el fenómeno de las manchas amarillas del LCD se caracteriza por su irreversibilidad.
●El color de las manchas amarillas de la pantalla LCD es claramente amarillo y prominente. Los puntos amarillos de la pantalla LCD suelen aparecer como un amarillo notable, amarillo claro o marrón amarillento, creando un claro contraste con las áreas blancas alrededor del módulo de pantalla LCD.
2. Mecanismo de formación de la mancha amarilla LCD
Independientemente de la apariencia, ubicación o gravedad de las manchas amarillas del LCD, su mecanismo subyacente es esencialmente el mismo. Antes de analizar el mecanismo de formación de la mancha amarilla, es importante explicar primero la relación entre la transmitancia de un panel LCD y su Cell Gap. Existe una relación definida entre la transmitancia de LCD y la brecha celular. Según la fórmula que relaciona la transmitancia de la pantalla LCD con el espacio de la celda, cuando la birrefringencia efectiva del cristal líquido es constante, cuanto mayor sea el espacio de la celda, mayor será la transmitancia de la pantalla LCD. Cuando el grosor de la celda está en su valor óptimo, la transmitancia de los tres colores primarios (rojo, verde y azul (RGB)) también está en su nivel ideal. Como resultado, la mezcla de estos tres colores produce luz blanca y el módulo LCD muestra una imagen blanca.
Debido a las características ópticas del cristal líquido, los diferentes espacios entre las celdas del LCD (Cell Gap) dan como resultado niveles de transmitancia variables para los tres colores primarios: rojo (R), verde (G) y azul (B). Cuando aumenta la separación de las celdas LCD, la transmitancia de la luz azul (B) disminuye significativamente, mientras que la transmitancia de la luz roja (R) y verde (G) permanece relativamente alta. La mezcla de luz roja y verde produce luz amarilla, lo que hace que la pantalla LCD parezca amarillenta. Por el contrario, cuando la brecha celular disminuye, la transmitancia de la luz azul se vuelve dominante, lo que hace que la pantalla parezca azulada.
Por lo tanto, el mecanismo de formación de la mancha amarilla de LCD es un aumento en el espacio entre las células de LCD. La causa principal de este aumento de la brecha entre las celdas es la presión mecánica externa aplicada al módulo LCD, que obliga al cristal líquido dentro de la celda a migrar hacia las áreas circundantes de la región comprimida. En estas áreas donde se acumula el cristal líquido, el espacio entre las celdas se estira o ensancha localmente, lo que reduce la transmitancia de la luz azul y produce un color amarillento localizado, que aparece como manchas o parches amarillentos en la pantalla.
3. Causas comunes de las manchas amarillas en la pantalla LCD y medidas para mejorarlas
Durante todo el proceso de fabricación de los módulos de pantalla LCD y en las pruebas del producto final, el módulo LCD puede estar sujeto a presión mecánica de diversas fuentes. Sin embargo, las causas más comunes de las manchas amarillas por compresión suelen surgir de:
- Compresión mecánica durante las pruebas de confiabilidad del producto final.
- Compresión durante el proceso de unión OCA (Adhesivo Ópticamente Transparente)
- Compresión durante el ensamblaje de la celda LCD (proceso de unión de la celda)
● Compresión en la pantalla LCD durante las pruebas mecánicas del producto final (amarillamiento alrededor de los bordes)
Después del montaje final, el dispositivo completo suele someterse a varias pruebas mecánicas para evaluar su rendimiento mecánico. Estas pruebas generalmente incluyen pruebas de rotación del tambor, microcaída, caída controlada y compresión. Durante estas pruebas mecánicas, factores como la cantidad de cristal líquido dentro del panel LCD, la altura y densidad de los PS principales (espaciadores de pilares), la planitud del módulo LCD y la carcasa del dispositivo, el espacio en la dirección Z entre el módulo LCD y la carcasa y la resistencia estructural de la carcasa pueden provocar una compresión mecánica en el módulo LCD. Esta compresión puede causar una deformación local del espacio de la celda, lo que resulta en puntos amarillos, particularmente alrededor de los cuatro bordes de la pantalla.
--- Causa del color amarillento periférico: El proceso específico por el cual las pruebas mecánicas del dispositivo completo generan puntos amarillos en el módulo LCD es el siguiente (el riesgo de formación de puntos amarillos es mayor durante la prueba de microcaída del dispositivo completo).
① Si el grosor total del módulo de pantalla LCD es demasiado grande o su planitud es deficiente, se producirá un espacio más pequeño en la dirección Z entre el módulo y la carcasa del dispositivo. Durante repetidas pruebas mecánicas en todo el dispositivo, este pequeño espacio puede provocar la compresión del módulo de pantalla LCD por la carcasa.
② Cuando se comprime el módulo de pantalla LCD, los PS principales (espaciadores de pilares) en el área central de la pantalla LCD generalmente se comprimen, lo que hace que el espacio de las celdas en el centro disminuya. Sin embargo, el marco del sellador en la periferia de la pantalla LCD contiene PS que brinda soporte, por lo que el PS principal en las áreas circundantes permanece en gran medida sin comprimir.
③ Después de que se comprime el área central de la pantalla LCD y el espacio entre las celdas disminuye, el cristal líquido fluye y se acumula hacia los bordes de la pantalla LCD. Esta acumulación aumenta el espacio entre las celdas en la periferia y, en última instancia, provoca defectos de color amarillento alrededor de los bordes de la pantalla LCD.
--- Contramedidas de mejora para el amarillamiento periférico:
Para solucionar el color amarillento alrededor de los bordes de la pantalla LCD, normalmente se realizan mejoras en dos aspectos: 1. Mejorar el panel LCD en sí, mejorando específicamente la estabilidad del espacio entre las celdas de la pantalla LCD; 2. Optimización de la compatibilidad entre el módulo LCD y la carcasa del dispositivo. Medidas de mejora comunes:
① Reduzca la cantidad de cristal líquido dentro de la celda LCD. Cuando se reduce el volumen del cristal líquido (debilitando su capacidad para soportar el espacio de la celda, convirtiéndose el PS en el soporte principal), el PS principal se comprimirá más fácilmente en las condiciones iniciales, reduciendo así la diferencia de altura entre el PS principal y el PS secundario. Cuando la pantalla LCD se somete a presión externa, la PS principal puede deformarse y comprimirse rápidamente, lo que permite que la PS secundaria proporcione rápidamente un soporte eficaz para resistir la fuerza externa.
② Mantenga la cantidad de cristal líquido sin cambios, pero aumente la altura del PS principal. Después de aumentar la altura del PS principal, cuando la pantalla LCD se somete a presión externa, el margen compresible del PS principal aumenta efectivamente. Esto ayuda a suprimir la reducción del espacio entre celdas en el área central de la pantalla LCD durante las pruebas mecánicas del dispositivo completo, lo que en última instancia garantiza una mejor estabilidad del espacio entre celdas en todas las regiones dentro de la celda LCD.
③ Aumente la densidad de PS por unidad de área. Al aumentar la densidad del PS, se mejora la resistencia de la pantalla LCD a la compresión y la deformación, lo que ayuda a mantener la estabilidad del espacio entre celdas en todas las regiones dentro de la celda LCD.
④ Asegúrese de que haya un espacio libre adecuado en la dirección Z entre la pantalla LCD y la carcasa del dispositivo. Mantener el espesor total de la pantalla LCD hacia el extremo inferior al medio del rango de tolerancia, controlar la planitud tanto de la pantalla LCD como de la carcasa del dispositivo y mejorar la resistencia estructural de la carcasa también son medidas de mejora comunes para reducir el color amarillento alrededor de los bordes de la pantalla LCD.
● Compresión en la pantalla LCD durante la laminación OCA completa (amarilleo localizado)
Las irregularidades locales y la tensión residual durante el proceso de laminación OCA son causas comunes de coloración amarillenta localizada en la pantalla LCD. Además, las interferencias internas dentro de la pantalla LCD, como un espesor excesivo del pegamento de silicona, un adhesivo UV demasiado espeso o una pasta de plata conductora que sobresale más allá del polarizador, también pueden provocar un color amarillento localizado.
--- Causa del amarillamiento localizado:
Tomando como ejemplo las irregularidades después de la laminación de OCA, cuando se aplica una presión desigual durante el proceso de unión de suave a duro, puede causar una deformación cóncava local en la OCA. Durante las siguientes etapas de laminación dura a dura y prensado al vacío, estas áreas cóncavas pueden tirar del panel LCD, lo que lleva a un aumento en el espacio de la celda (similar al efecto de la boquilla de succión). Como resultado, la transmitancia de la luz azul (B) disminuye significativamente, mientras que la transmitancia de la luz roja (R) y la luz verde (G) permanece relativamente sin cambios. El efecto combinado del predominio de la luz R y G produce amarillo, lo que en última instancia provoca puntos amarillos localizados en la pantalla LCD.
--- Contramedidas de mejora para el amarillamiento localizado:
Realice una verificación DOE (Diseño de experimento) durante todo el proceso de laminación de OCA para evitar el amarillamiento localizado causado por irregularidades o tensión residual en el OCA.
- En el proceso de laminación de blando a duro, verificar y establecer la presión y velocidad de unión óptimas, asegurando al mismo tiempo la planitud de la plataforma de unión.
- En el proceso de laminación de difícil a difícil, verifique y establezca la presión, duración y nivel de vacío de unión óptimos, mientras confirma el paralelismo de la cámara de unión.
Estas medidas ayudan a reducir el riesgo de coloración amarillenta localizada debido a la compresión inducida por OCA en la pantalla LCD.
● Compresión durante el proceso de ensamblaje de células (amarilleo puntual):
Durante el proceso de ensamblaje de la celda LCD, las manchas amarillas causadas por la compresión de partículas extrañas son relativamente raras; Garantizar un control de limpieza adecuado durante el proceso de montaje de la celda es clave para prevenir este problema.
El mecanismo del amarillamiento del punto LCD es similar a lo que se describió anteriormente: durante el proceso de ensamblaje de la celda, cuando los sustratos CF y TFT se unen entre sí, las partículas extrañas generadas por el desgaste del equipo pueden provocar el levantamiento local de la celda LCD. En las posiciones levantadas por las partículas extrañas, la brecha celular aumenta, lo que en última instancia provoca que las manchas se pongan amarillentas. Generalmente, los usuarios no pueden implementar mejoras en esta etapa del proceso y, en cambio, deben centrarse en las medidas de mejora descritas en las dos secciones anteriores con respecto a los problemas de amarillamiento.
