浅谈彩色滤光片的修补和良率改善

摘 要：彩色滤光片（Color Filter）简称CF，是液晶显示屏实现色彩的重要材料。它与液晶显示面板搭配使用，彩色滤光片的技术发展与液晶显示面板的技术发展关联很大，彩色滤光片的成本也决定了整个显示面板的成本，彩色滤光片的修补可以降低报废率增加效益。本文介绍下彩色滤光片生产工艺流程，彩色滤光片的缺陷修补以及如何提高修补良率。

关键词：彩色滤光片；彩色滤光片的缺陷；修补方法；改善良率

中图分类号：TN873.93 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0311-01

前 言

彩色滤光片是液晶显示屏实现色彩的重要材料。彩色滤光片成本也决定了整个显示屏的成本，制造业中产能和良率是两个重要指标，其中良率目标的达成除了各种工艺的优化外，彩色滤光片的修补必不可少，修补可以降低彩色滤光片报废率增加效益，因此彩色滤光片的修补以及修补良率非常重要。

1 彩色滤光片的生产工艺

彩色滤光片是液晶屏实现色彩的核心材料，其原理是玻璃基板上通过各种工艺将R/G/B光刻胶均匀涂在上面，然后通过的白光过滤成红、绿、蓝三种基本色素点阵，根据驱动IC控制电压的不同，三种颜色依不同种类混合产生各式各样的色彩。一般的彩色滤光片生产过程分为BM，R，G，B，ITO，PS 6道制程工艺：BM（Black Matrix）工序：是玻璃基板上最初形成的层，其作用是隐藏TFT的配线，遮蔽光线，防止RGB的混色。RGB（Red/Green/Blue）工序：是BM的下一个工程，但RGB三道的形成顺序根据会各家厂家各种各样.其主要作用是利用光的3原色原理达到Full Color显示。ITO（Indium Tin Oxide）工序：RGB工序后通过Sputtering成膜，用氧化Indium和氧化锡烧结体，形成TFT对偶电极的透明薄膜。PS （photo spacer）工序：其作用是用来维持CF和TFT的Gap的柱子，向由这些形成的空间注入液晶。每一道制程都包含有自动光学检查机，检查机台会对CF判定OK，RP和NG，其中一般BM制程，B制程和PS制程后的RP进行修补。

2 彩色滤光片缺陷修补方法及修补良率

修补是一个循序渐进的过程，首先我们要发现缺陷并修补，目的是为了提升良率增加效益，最后有针对性的改善修补方法提升修补良率降低报废率。一般修补分为BM Repair，B Repair，PS Repair，下面分别以各制程的主要缺陷以及修补方法谈一下。

BM Repair主要分别BM白缺和黑缺两大类不良缺陷：对于BM白缺，修补规定可以根据实际量产规格设定，比如修补可以规定小于1个单画素判OK，大于1个单画素判NG。因BM Repair一般不进行INK修补，故BM制程后白缺暂不修补；对于BM黑缺，我们修补规定大于4个单画素统一判定BO，小于4个单画素，RGB画素区域异物直接镭射掉，BM上异物需研磨至设定高度以下。黑缺异物研磨至高度以下过程中我们现在采用手动研磨和自动测量加研磨两种方法，研磨操作容易导致BM白缺，然后在B制程后的B Repair还需进行INK修补。为了提高修补良率，我们采用先手动测量高度然后再分段研磨的方法。假设有一个高度为4.202的BM黑缺为例，我们可以在Remaining height of lapping中数值填写3.5然后点击Execute进行手动研磨，然后再次进行手动Measure，假如此时测量黑缺高度为3.5，我们可以Remaining height of lapping中数值填写3再进行研磨，这样慢慢降低研磨高度至研磨至高度以下，分段研磨可以有效降低研磨黑缺造成白缺的概率达到改善修补良率的目的。另外镭射时则需要根据不同的异物选择能量，Laser能量太小可能镭射不掉异物；Laser能量太大的话，不仅黑缺镭射掉也会导致BM被镭射掉。因此我们选择Laser能量小一点，镭射的失败可能也会相应减少，而对于Laser能量的选择则需要工作中随着经验慢慢累积。

B Repair除了研磨功能最主要的是Ink。Ink修补时选择相应的Recipe，然后选择修补的颜色，先对选定的区域进行镭射，镭射后做Ink Repair，一次如果没有补全白缺位置，可以Retry Ink直到無白缺，再点UV做固化。需要注意的是，Ink修补时应朝着一个方向，最好不要重复一个点吐Ink，持续吐造成膜厚过高。在画素中做Ink时，例如50×50的Laser，一次Ink吞吐不能填满整个区域，可以相应更改Ink修改喷涂量。Ink喷涂量设定非常重要，喷涂量变大，吐出的浓度也会变大，所以修补时不能为了一次性补完白缺就将喷涂量调高。一般新的针头，R，G，B喷涂量调整为100，即可修补镭射区域50×50的白缺，BM调整为30～40。B Repair最难修补的RGB光阻残，我们制定了修补步骤来提高修补良率：①将超过RGB半个画素以上区域进行镭射；②对RGB和BM进行研磨，将高度研磨至规格以内；③RGB镭射过的区域边缘再研磨，将镭射的溅射物研磨高度以下；④将镭射过的RGB画素再镭射一遍，防止研磨时带过来的脏东西；⑤再相应的画素上补上相应的光阻，确认透过光修补没问题，可UV固化；⑥UV完可对Ink后的区域进行高度研磨测量；⑦为避免漏研磨，可切换到X2，观察修补后的地方哪边颜色较深，则有可能高度超高，需再度研磨至规格内。

PS Repair主要是针对黑缺异物凸起研磨，我们可以选择和BM研磨一样先测高度后分段研磨方法，这样可以有效减少研磨剥落和过研磨提高修补良率。

3 结束语

彩色滤光片的良率目标的达成除了各种工艺流程的优化外，彩色滤光片的修补良率作用必不可少，修补方法的改进和优化可以有效提高修补良率降低报废率，我们在工作中要掌握彩色滤光片的制程和主要缺陷，除了基本修补方法外要积累主要缺陷的修补方法，基本修补和针对性修补相结合提高修补良率。

参考文献

[1]马群刚.TFT-LCD原理与设计.电子工业出版社.

[2]费民权，费 悦.MVA模式TFT-LCD用彩色滤光片制程解析.现代显示.

[3]马宝平，陈在良.LCD常见点缺陷.苏州大学学报.

收稿日期：2018-9-9

作者简介：张童童（1985-），男，工程师，主要从事产品的修补技术管理及修补质量管理工作。