文/京东方显示技术有限公司

封宾 林鸿涛 王章涛 崔晓鹏 邵喜斌

　　随着九十年代初TFT技术的成熟，薄膜晶体管液晶显示屏（TFT-LCD）得到了突飞猛进的发展，依靠其优异的性能（如低功耗、便携以及低辐射等）已经逐渐取代了CRT，PDP等传统的显示模式，成为目前市场的主流产品。但随着TFT-LCD生产线的高世代化以及产品性能的提高，对产品设计及生产工艺等方面都提出了更加苛刻的要求。伴随而来的是各种不良的高发，对良率的提升以及产品品质产生前所未有的挑战。其中Black-gap作为一种常见的不良，其受到生产过程中的多方面因素影响，与设计及材料等方面也密切相关，给不良解析工作造成诸多困难，改善方案的提出也受到众多限制。

　　本文针对Black-gap不良，利用盒厚测试仪、3D显微镜以及硬度仪，通过对面板相关性能参数的测定，从不良产生的机理，相关材料的性能以及面板的设计等方面有针对性的对其进行了全面的分析和讨论，并提出相应的改善方案，对预防此类不良的出现具有积极的意义。

　　一、实验及数据

　　1 不良现象 

　　正常L127画面下点屏，如图1所示，在不良区域会出现发暗的圆点，圆点周边无明显界限，较模糊。其形状不固定，某些情况下也呈现出长条形，这主要是由生产过程中施加压力的接触物的形状所决定。经调查圆点形成主要是由于生产线中机械手臂的吸盘或支撑脚施压所造成。不良区域的分布不固定，在整张玻璃基板上的分布随着施压物的不同，其分布有明显区别。另外，此不良具有可恢复性，放置较长时间或经过短时间高温处理后不良现象会减轻或消失。

　　   2、不良区域参数测试

　　为确认Black-gap不良区域相关面板参数是否存在异常，本实验利用盒厚测试仪对相应不良区域进行测试，测试结果如图2所示，a为测试位置示意图，b为不良区域盒厚数值，c为不良区域扭转角数值，d为不良区域预倾角数值。由以上数据可知，Black-gap不良区域的盒厚发生明显变化，不良区比正常区域的盒厚明显减小，减小幅度在0.1um左右。因样品面板为FFS显示模式，属于常黑显示模式，根据透过率随盒厚变化曲线可以判断[7]，当盒厚减小时此区域会发暗，与Black-gap不良现象相符合。由以上分析可判断造成此不良的直接原因为面板在生产过程中受到外界压力导致盒厚发生变化，且无法恢复。究其根本原因，在下文将一一赘述。

　　3、隔垫物形貌确认  

　　为进一步分析导致不良区域盒厚变化的直接原因，本实验将样品面板拆屏后对彩膜基板的隔垫物进行了3D显微镜观测，图3为正常区域隔垫物的3D显微镜照片，可以看到其顶端表面光滑，没有受到任何损伤。与之相反，图4为不良区域隔垫物的3D显微镜照片，由图可以看到，不良区域的隔垫物表面存在明显的凹槽压痕，其产生的原因是成盒工艺后，彩膜基板上的隔垫物与阵列基板对应位置在外力作用下相互挤压造成，导致该区域盒厚减小形成Black-gap不良。

　　二、机理及改善方案的探讨分析

　　1、隔垫物材料性能的影响

　　隔垫物本身的弹性恢复率较差时，当受到外界压力后难以恢复到原始高度最终导致盒厚变小。我们对不良发生率为0%和92.4%的不同两批样品的隔垫物进行了弹性恢复率的测量，测试方法为，首先在固定时间内（36s）施加固定压力（5gf）于隔垫物顶端，其发生的最大形变记为hmax，去除压力后隔垫物弹性恢复后的形变记为hp，根据公式：recovery ratio=（hmax-hp）/hmax可以求出其弹性恢复率。由表1中数据可以看出，弹性恢复率存在较大差异，恢复率较高的样品其Black-gap不良发生率偏低，由此可知在隔垫物材料的选择上，为降低此类不良的发生，应选择弹性恢复率较高的隔垫物材料。

　　表1不同面板的隔垫物弹性恢复率比较

　　......

　　更多精彩内容请见《国际光电与显示》2013年1月刊，欢迎订阅！

　　订阅咨询：0755-86149014