En los módulos de visualización TFT-LCD se observan con frecuencia defectos de "puntos brillantes". Dado que los problemas de puntos brillantes en los módulos LCD son relativamente comunes, si la proporción de defectos es baja y la gravedad es leve, los criterios de aceptación pueden flexibilizarse adecuadamente según los requisitos del producto. De hecho, los puntos brillantes de las pantallas LCD se pueden clasificar en diferentes tipos, cada uno con distintos mecanismos subyacentes y las correspondientes medidas de mejora. Por ejemplo: puntos brillantes causados ​​por partículas extrañas en la capa de poliimida (PI) (puntos brillantes de partículas extrañas), puntos brillantes de partículas no extrañas resultantes de impurezas que afectan la alineación durante el proceso de alineación de PI y puntos brillantes de píxeles causados ​​por cortocircuitos de línea durante la fabricación del sustrato de la matriz. Entre estos, los puntos brillantes de partículas extrañas y no extrañas son relativamente raros en los paneles LCD, ya que hoy en día las capas de alineación de PI emplean principalmente "tecnología de fotoalineación", que reduce significativamente la aparición de puntos brillantes en comparación con la "tecnología de alineación por frotamiento" tradicional, donde los desechos de PI generados durante el frotamiento solían ser una causa importante.

Este artículo se centra en el análisis de los "puntos brillantes de píxeles de LCD" y está estructurado en tres secciones principales: clasificación común y fenómenos de los puntos brillantes de LCD, el mecanismo de generación de puntos brillantes de píxeles de LCD y estrategias de mejora para los puntos brillantes de píxeles de LCD.

1. Clasificación común y fenómenos de los puntos brillantes de LCD  

Los puntos brillantes de LCD generalmente se pueden clasificar en dos tipos: puntos brillantes de píxeles y puntos brillantes irregulares. Los puntos brillantes irregulares se pueden subdividir en puntos brillantes de partículas extrañas y puntos brillantes de partículas no extrañas. El siguiente análisis aborda estos tres tipos de puntos brillantes.

① Puntos brillantes de la pantalla LCD sin partículas extrañas:  

La causa de este tipo de punto brillante en la pantalla LCD no está directamente relacionada con partículas extrañas. Este tipo de punto brillante suele presentar las siguientes características:

●El tamaño y la forma del punto brillante son irregulares: puede ser más pequeño que un solo subpíxel o abarcar varios subpíxeles, con un borde desigual y no uniforme.  

● La distribución de estos defectos en las placas base de vidrio o paneles cortados no muestra concentración ni agrupamiento.  

● Cuando se observa bajo un microscopio, los ligeros ajustes de enfoque no producen un efecto de halo alrededor del punto brillante y los cambios en su tamaño aparente son mínimos.

Las causas comunes de puntos brillantes no extraños incluyen: fuerza de fricción desigual durante la alineación del PI o impurezas presentes durante el proceso de alineación del PI que interfieren con la alineación adecuada.

② Puntos brillantes de partículas extrañas en la pantalla LCD:  

Estos generalmente ocurren durante los procesos de fabricación del sustrato de la matriz LCD o de ensamblaje de la celda, como desechos de PI generados durante el proceso de alineación por frotamiento de la capa de alineación de PI, partículas extrañas introducidas durante la deposición de varias películas delgadas sobre el sustrato de la matriz o contaminantes introducidos durante el proceso de unión del panel de la celda.

● El tamaño del punto brillante generalmente corresponde directamente al tamaño de las partículas del material extraño.  

● La forma del punto brillante es mayoritariamente circular o casi circular.  

●El tamaño del punto brillante suele ser menor que el de un solo subpíxel.  

Además, los puntos brillantes causados ​​por los desechos de PI generados durante la alineación por frotamiento de la capa de alineación de PI pueden aparecer como un solo punto o como múltiples puntos. Cuando hay numerosos puntos de este tipo, este defecto se denomina comúnmente en la industria "campo de estrellas" o "cielo estrellado" (literalmente "cielo lleno de estrellas").

③ Puntos brillantes de píxeles LCD:  

Por lo general, se refieren a fallas en el área del dispositivo TFT, generalmente causadas por conexiones eléctricas no deseadas (cortocircuitos) que ocurren en la región del dispositivo TFT, entre el dispositivo TFT y las líneas de señal, entre líneas de señal y electrodos de píxeles, o entre píxeles adyacentes. Estos cortocircuitos hacen que un subpíxel permanezca continuamente iluminado, lo que en última instancia da como resultado la aparición de un punto brillante de píxel LCD.

Los puntos brillantes de los píxeles de la pantalla LCD suelen ser visibles como puntos brillantes en negro, escala de grises, rojo (R), verde (G), azul (B) y otros patrones de prueba. Sin embargo, el punto brillante no es visible en su propio campo de color; específicamente, un punto brillante rojo no se puede ver en una imagen roja.

Además, los puntos brillantes de los píxeles de la pantalla LCD también se pueden clasificar según el número de píxeles afectados: puntos brillantes de un solo píxel, puntos brillantes de dos píxeles consecutivos, puntos brillantes de tres píxeles consecutivos y puntos brillantes de tres o más píxeles consecutivos.

2. Mecanismo de generación de punto brillante de píxeles LCD

En los módulos LCD IPS (In-Plane Switching), la causa principal de los puntos brillantes de los píxeles son los "cortocircuitos".

Durante el proceso de fabricación del sustrato del Array, varios pasos del proceso pueden provocar defectos de cortocircuito en el área del dispositivo de conmutación TFT. Las ubicaciones comunes de cortocircuitos y los mecanismos correspondientes para la formación de puntos brillantes se describen a continuación:

① Cortocircuito entre píxeles:  

La causa principal es el grabado incompleto de la capa final de Pixel ITO, lo que da como resultado material de ITO residual que conecta dos píxeles adyacentes. Esto crea un cortocircuito eléctrico entre ellos. Cuando se aplica el voltaje de la puerta y el TFT se enciende, los dos electrodos de píxeles ITO en cortocircuito se vuelven anormalmente conductores, lo que obliga a la ecualización de voltaje entre ellos. Esto genera un campo eléctrico desigual, lo que provoca una inclinación anormal de las moléculas de cristal líquido y produce un punto brillante de píxeles.  

En este caso, el punto brillante del píxel LCD muestra el siguiente comportamiento: la pantalla aparece normal (oscura) en estado apagado (sin voltaje, pantalla negra), pero aparece un punto brillante cuando se aplica voltaje durante la operación.

② Cortocircuito entre el píxel y la línea de escaneo:  

Esto se debe principalmente a un grabado incompleto de la línea de exploración, lo que deja material conductor residual que forma puentes y cortocircuitos con el electrodo de píxel ITO. Como resultado, el voltaje de la Puerta se transmite directamente al electrodo de píxel de ITO, lo que obliga a que el voltaje del electrodo de píxel de ITO se fije en el nivel de voltaje de la Puerta. Cuando el voltaje de la puerta se apaga, el electrodo de píxel ITO se reduce a un potencial bajo, creando un campo eléctrico inverso con respecto a Vcom. Esto provoca una rotación anormal de la molécula de cristal líquido, lo que en última instancia conduce a la formación de un punto brillante de píxel en la pantalla LCD.  

En esta condición de cortocircuito, el punto brillante del píxel LCD resultante aparece como un punto brillante incluso en el estado negro sin alimentación (es decir, un punto brillante es visible cuando no se aplica voltaje).

③ Cortocircuito entre el píxel y la línea de datos:  

Esto se debe principalmente a un grabado incompleto de la línea de datos, que deja material residual que crea un puente conductor (corto) hacia el electrodo de píxel de ITO. Como resultado, el voltaje de la Fuente se transfiere directamente al electrodo de píxel ITO, lo que obliga a que su voltaje se fije al nivel del voltaje de la Fuente. Cuando se aplica el voltaje de la fuente, el voltaje en el electrodo de píxel de ITO fluctúa en consecuencia, evitando que las moléculas de cristal líquido se estabilicen debido a las variaciones continuas de voltaje. En última instancia, esto conduce a la formación de un punto brillante de píxeles de LCD.  

En esta condición de cortocircuito, el punto brillante del píxel LCD resultante se comporta de la siguiente manera: la pantalla aparece normal (oscura) en el estado negro sin alimentación, pero un punto brillante se vuelve visible cuando se aplica voltaje durante el funcionamiento.

④ Cortocircuito entre fuente y drenaje:  

Esto se debe principalmente a un grabado incompleto de las capas de metal fuente y drenaje, lo que da como resultado un camino conductor residual entre ellas. Cuando ocurre un cortocircuito entre la fuente y el drenaje, el voltaje del electrodo de píxel ITO se vuelve esencialmente idéntico al voltaje de la fuente. Como resultado, independientemente de si el voltaje de la Puerta está en un nivel alto o bajo, el electrodo de píxel ITO permanece conectado continuamente al electrodo Fuente, lo que hace que las moléculas de cristal líquido permanezcan en un estado constantemente desviado. En última instancia, esto conduce a la formación de un punto brillante de píxeles de LCD.  

En esta condición de cortocircuito, el punto brillante del píxel LCD resultante aparece normal (oscuro) en el estado negro sin alimentación, pero se vuelve visible como un punto brillante cuando se aplica voltaje durante el funcionamiento.

⑤ Cortocircuito entre compuerta y drenaje:  

Esto ocurre principalmente en la región del canal de la capa activa, donde los subproductos residuales del grabado o el grabado incompleto crean un camino conductor entre la compuerta y el drenaje, lo que resulta en un cortocircuito. Cuando se forma un cortocircuito entre la compuerta y el drenaje, el voltaje de la compuerta se transmite directamente al electrodo de píxel ITO, lo que obliga a que su voltaje se fije en el nivel de voltaje de la compuerta. Cuando el voltaje de la puerta se apaga, el electrodo de píxel ITO se reduce a un potencial bajo, creando un campo eléctrico inverso con respecto a Vcom. Esto provoca una rotación anormal de la molécula de cristal líquido, lo que en última instancia conduce a la formación de un punto brillante de píxel en la pantalla LCD.  

En esta condición de cortocircuito, el punto brillante del píxel LCD resultante es visible como un punto brillante incluso en el estado negro sin alimentación (es decir, aparece un punto brillante sin voltaje aplicado).

3. Soluciones de mejora para puntos brillantes de píxeles de LCD

Algunos clientes adoptan el "método de enmascaramiento ND de diferente transmitancia" para controlar los puntos brillantes de los píxeles de la pantalla LCD. Por ejemplo, si un punto brillante se vuelve invisible cuando se cubre con un filtro ND6%, se puede considerar aceptable (OK). Sin embargo, si el punto brillante permanece visible después de aplicar el filtro ND6%, la aceptación se determina basándose en una evaluación exhaustiva del número de puntos brillantes, su diámetro y la distancia entre ellos.

Los puntos brillantes de los píxeles de la pantalla LCD se producen principalmente durante el proceso de fabricación del sustrato de la matriz LCD, causados ​​por conexiones eléctricas no deseadas (cortocircuitos) entre líneas conductoras y películas delgadas. Por lo tanto, el principal enfoque de mejora implica el uso de tecnología de reparación láser para cortar la línea en cortocircuito mediante ablación láser, convirtiendo el punto brillante en un punto oscuro, logrando así el objetivo de reparar el defecto.