面板显示不均分析及改善对策研究

艾 雨，刘利萍，周纪登

（合肥鑫晟光电科技有限公司，安徽 合肥 230012）

1 引 言

在显示领域中，TFT－LCD以其轻、薄、节能等特点，扩大了其应用优势［1－5］。目前家用电视普遍采用TFT－LCD作为显示面板，由于电视面板尺寸较大，Mura类不良对显示质量有很大影响。Mura主要表现为有效显示区域内亮度或者颜色显示不均匀［6－8］，本文讨论的显示不均即为一种Mura类不良。

显示不均是指面板的不同区域显示的灰度不一样，本文通过分析发现：面板的柱形隔垫物尺寸较小，且柱形隔垫物周围空间较大，在受到外力作用时柱形隔垫物会发生较大滑动，导致黑矩阵与金属线之间产生较大偏移，且发生滑动后无法恢复到原位置而产生漏光，宏观表现即为显示不均。

显示不均的改善需从工艺和设计两个角度进行：将面板平放在盒子中运输，或控制面板切割后装在卡夹中运输到检测工位的时间可防止显示不均发生，但对生产节奏的控制要求太高，不具量产性；将柱形隔垫物的尺寸增大，减小柱形隔垫物周围空间，可使柱形隔垫物在受到外力作用时，不会发生较大的位置偏移，可以有效改善显示不均不良。

2 不良现象

本文所述显示不均的不良现象为面板的局部区域泛蓝，如图1所示。

图1 不良现象Fig.1 Defect phenomenon

3 显示不均产生原因分析

3.1 显微镜观察

在显微镜下观察面板，发现不良区域有漏光现象。测量发现，不良区域金属线和黑矩阵之间的偏移较大，黑矩阵无法遮挡住金属线。正常区和不良区（如图2～图3）黑矩阵和金属线的偏移量测试值如表1所示。

图2 不良区域Fig.2 Defect area

图3 正常区域Fig.3 Normal area

表1 偏移量Tab.1 Shift amount

3.2 运输方式试验

在正常工艺流程中，面板切割后会放到卡夹中运输到检测工位，为验证显示不均不良与面板在卡夹中放置的关联性，进行如下两种运输方式（如图4～图7）的试验：

运输方式1：玻璃基板→切割工序→面板→卡夹运输→检测工位

运输方式2：玻璃基板→切割工序→面板→盒子平放运输→检测工位

图4 卡夹运输Fig.4 Cassette transportation

图5 盒子运输Fig.5 Box transportation

图6 卡夹运输不良现象Fig.6 Defect phenomenon of cassette transportation

图7 盒子运输不良现象Fig.7 Defect phenomenon of box transportation

两种运输方式造成的显示不均的不良等级如表2所示。

表2 不良等级Tab.2 Defect grade

由表2可见：卡夹运输显示不均不良较严重，泡沫盒平放运输，显示不均不良等级很低。

3.3 设计比对

选取同是电视面板的A产品和B产品与本产品的pillar spacer（PS）的位置和大小进行比较，结果如表3所示。

表3 设计比对Tab.3 Design comparison

通过设计比对发现：A产品的PS周边空间较小，可以利用周围的金属线等形成一个固定装置，阻挡柱形隔垫物的移动，在外力下不容易发生偏移；B产品的柱形隔垫物尺寸较大，可以利用周围的金属线等形成一个固定装置；而本产品的柱形隔垫物周边空间较大，导致受到外力时柱形隔垫物会发生较大偏移。

3.4 不良产生原因推测

综合以上分析，可以得出显示不均的产生原因：面板在卡夹中放置时会由于重力作用而产生弯曲（如图8），面板弯曲会引起柱形隔垫物同枕垫位移（如图9），本产品柱形隔垫物的尺寸小、周围空间较大，这种位置偏移短时间内无法恢复，导致黑矩阵与金属线之间出现偏移，发生漏光，宏观表现即为面板局部区域泛蓝。

图8 面板在卡夹中弯曲Fig.8 Curve of panel in cassette

图9 柱形隔垫物偏移Fig.9 Shift of pillar spacer

4 显示不均改善对策

4.1 缩短面板在卡夹中的放置时间

将面板放在卡夹中，每隔1h取出面板，测试显示不均的严重程度，结果如表4。

表4 不良等级与时间关系Tab.4 Relationship between defect grade and time

由试验结果可知，缩短面板切割后通过卡夹运输到检测工位的时间，可以减轻显示不均的不良程度，但此方案对生产节奏的控制要求太高，在实际生产中很难实现。

4.2 增大黑矩阵宽度

考虑将黑矩阵的宽度增大，使黑矩阵和金属线发生偏移时黑矩阵可以遮挡漏光，考虑到增大黑矩阵宽度会降低面板的透过率，因此将黑矩阵宽度增大9μm，由25μm增大到34μm，试验结果如表5。

表5 不良等级与黑矩阵宽度的关系Tab.5 Relationship between defect grade and black matrix width

由表5可见，在保证面板透光率的情况下将黑矩阵的宽度增大，显示不均不良无改善。

4.3 增大柱形隔垫物尺寸

由于本产品的柱形隔垫物尺寸较小，而周边空间较大，在面板受到外力作用导致柱形隔垫物发生滑动时，没有能够阻挡柱形隔垫物滑动的阻挡物。因此，考虑将柱形隔垫物的尺寸增大，使柱形隔垫物周围的空间变小，在柱形隔垫物发生滑动时，可以较早与周边金属线接触，从而阻挡柱形隔垫物的滑动。因此，将柱形隔垫物的尺寸由15 μm增加至23μm，示意图如表6所示。

表6 柱形隔垫物尺寸示意图Tab.6 Schematic diagram of the size of pillar spacer

由表6可见，尺寸增大后柱形隔垫物与金属线的距离远小于增大前柱形隔垫物与金属线的距离，对增大后的效果进行验证，结果如表7。

表7 不良等级与柱形隔垫物的关系Tab.7 Relationship between defect grade and pillar spacer

表8 评价项目Tab.8 Evaluation items

由表7可以看出，柱形隔垫物尺寸增大前，不良等级均为L4，柱形隔垫物尺寸增大后，不良等级均为L2.5，不良程度有明显减轻。

考虑到柱形隔垫物尺寸增大对产品性能的影响，进行了产品评价，表8为相关的评价项目。

其中残像的测试条件为：25℃、168h，7×5棋盘格，经过高温老化室老化，冷却1小时后切换到L127画面，进行线残像和面残像评价，评价结果如表9和表10。

表9 面残像Tab.9 Area image sticking

由表9和表10可见，线残像和面残像等级均为L3以下，符合评价标准。

5 结果与讨论

通过缩短面板在卡夹中的放置时间来解决显示不均不良，由于对生产节奏的控制要求太高，因此，不具有量产性；增加黑矩阵的宽度对显示不均的改善效果不明显，并且会降低面板的开口率，也不可行；通过增加柱形隔垫物的尺寸可以有效改善显示不均，并且不影响产品性能，因此，是解决显示不均不良的有效方法。

6 结 论

通过以上研究与实验可知，大尺寸电视面板由于尺寸较大，在卡夹中放置时，因为重力原因会产生较大的下垂，下垂区的柱形隔垫物会产生较大偏移，发生漏光，宏观表现即为显示不均不良；在设计大尺寸电视面板时，必须注重柱形隔垫物的设计，使柱形隔垫物具有足够大的尺寸，并使柱形隔垫物与阵列基板的接触处周围有金属线等阻挡物，防止柱形隔垫物由于面板受到重力时产生较大的偏移而引起面板出现显示不均不良。

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