（光学工程专业论文）背光模组异物不良分析.pdf

摘要 摘要 在科技开新月异的今天，平板显示领域中传统的c r t 显示器因存在高辐射、 高功耗、低分辨率、体积笨重等问题，逐步被以轻薄、省电、环保等为特点的 t f t - l c d 所取代。1 r i 叮一l c d 产业经过十几年的发展，目前已形成了一个新的 朝阳产业，其应用范围更宽广，对新一代信息终端产品和技术发展影响更深远。 随着人们消费水平的提高，轻薄、时尚、高画质的液晶显示器j 下逐步进入家庭， 成为人们的新宠。同时，伴随显示产业在中国的迅猛发展以及国家产业政策的 扶植，t f t l c i ) 产业已经成为新的经济增长点。作为n 叩一l c d 的关键零组件， 背光模组势必将随着t 下t l c d 产业的蓬勃发展而兴旺发达，但是背光模组的生 产却存在良率普遍偏低的现象，制约了背光模组行业的发展。因此，本文将针对 此问题进行分析，解决困扰行业发展的问题，以提高产品质量及产能。 关键词背光模组：t f t - l c o ；良率： a b s t r a c t a b s t r a c t c u r r e n t l y ，w i t ht h e f a s te v o l v e m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ，t h e t r a d i t i o n a lc r tm o n i t o r sh a v eg r a d u a l l yr e p l a c e db yt v r l c dm o n i t o r s c h a r a c t e r i z e db yi t ss m a r t n e s s ，l o wp o w e r c o n s u m p t i o na n dn oa n y p o l l u t i o n ，d u et oc r t h i g hr a d i a t i o n ，h i g hp o w e r c o n s u m p t i o n ，l o w r e s o l u t i o na n dp o n d e r o u sb u l ke t c v i ad e c a d e so fq u i c kd e v e l o p m e n t t f t l c dh a sb e c o m ean e wa n dr i s i n gi n d u s t r y w i t h i t s i d e - r a n g e a p p li c a t i o n ，w h i c hh a se x e r t e das t r o n ga n dd e e pi m p a c tu p o nt h et e r m i n a l p r o d u c t sa n dt e c h n o l o g yi nt h en e wi n f o r m a t i o na g e a l o n gw i t ht h e e n h a n c e m e n to fg e n e r a lp e o p l e sc o n s u m p t i o n t f t l c dm o n i t o r sw i t h s m a r t n e s s ，v o g u ea n dh i g h d e f i n i t i o np i c t u r eh a v eg r a d u a l l ye n t e r e di n t o t h e i rf 硼i l i e sa n dt u r no u tt ob et h e i rn e wp r e f e r r e dc h o i c e m e a n w h i l e i nt h el i g h to fs w i f td e v e i o p m e n to fd i s p l a yi n d u s t r y ，a n ds u p p o r ta st e l l a sa s s i s t a n c eo fn a t i o n a lp o l i c yi nt h ef i e l do fi n d u s t r yi f lc h i n a t f t l c d i n d u s t r yh a st u r n e do h tt ob et h en e we c o n o m i cg r o w t hp o i n t b e i n gt h e k e yc o m p o n e n to ft f t l c dm o r t i t o r n od o u b t b a c k l i g h tm o d u l ew i 儿b e f l o u r i s h i n ga l o n gw i t hv i g o r o u s n e s so ft f t l c di n d u s t r y ：h o w e v e r ，t h e1 0 w y i e i do fb a c k l i g h tm o d u l ee n c u m b e r si t sn o r m a ld e v e l o p m e n t h e n c e 。t h i s p a p e rw i l lf o c u so na n a l y z i n gt h ea b o v ei s s u e ，s o l v i n gp u z z l e so ft h i s i n d u s t r ya n dh o wt oi m p r o v eq u a li t ya n dc a p a c i t vo fp r o d u c t s k e yw o r d s ：b a c k ii g h tm o d u i e 。t f t l c d y i e i d 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下及在同事帮助下进行的对我 们公司背光源原材料实际存在的问题的研究改善工作及取得的研究成果。尽我 所知，除了文中参考文献和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的贡献已在论文中表示了 谢意。 签名 关于论文使用授权的说明 日期：川 j 力 l 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 躲巾0 黜辄柱 日期：占叫十- ) 口 ， 第 幸绪论 第一章绪论 t 1 课题背景 信息显示技术作为当前信息时代的尖端技术，被世界各国所重视，尤其是在 亚洲诸强国，更是把此技术作为国家产业发展的重中之重，比如说f l 本、韩国等。 在信息显示技术中，c r t 技术自出现以来，就直作为活动图象显示的主要手 段，目前绝大多数的电视机和台式电脑都是采用这种技术。但自2 0 世纪3 0 年代 以后，一种新型显示技术一一平板显示技术迅速发展。平板显示器以其体积小、 厚度薄、功耗低、无辐射等优异性能，迅速占领了中、小显示器市场”1 。液晶显 示器作为平板显示器的主流产品，经过长期的发展，已与c r t 显示器平分秋色。 液晶显示技术是通过电场的作用来改变液晶分子的排列取向，调节透过光的强 度，从而实现信息显示的技术。液晶显示面板本身不具有发光特性，它是通过后 面的光源来调节显示图象的”1 。因此，必须在液晶显示面板上外加一个发光源， 方能达到显示效果。背光模组( b a c kl i g h tm o d u l e ) 1 3 1 即是提供给液晶显示器 产品中背面光源的光学组件，简单柬说，背光模组( b a c kl i g h tm o d u l e ) 即为 液晶显示器的一个关键零组件，是依附于下游液晶显示器的非标准化产品。随着 液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不 断地拓宽。受液晶显示市场的拉动，作为液晶显示器重要组成部分的背光模组产 业，必将随着液晶显示器市场的发展而发展。 1 ：2 背光模组技术的发展概况 背光模组( b a c kl i g h tm o d u l e ) 是液晶显示器光源的提供者，由于液晶显 示砸板本身并不发光，因此背光模组的表现便决定了液晶显示器外在表现的视觉 感。液晶显示器由于其厚度薄，质量轻且携带方便，近年来需求快速增加，已能 在c r t 显示器的市场中占有一席之地n 。随着液晶显示器制造技术能力的提升， 在大尺寸及低价格的趋势下，背光模组的产能必将随之增大。 1 i 2 1 背光模组的构造 目i i 国内生产背光模组的厂商，约有一半是以发光二极管( l e d ) 为光源的 单色背光模组，主要提供给移动电话用单色液晶显示器；另一半是以冷阴极荧光 灯管为光源的白色背光模块，主要提供给笔记型计算机、监视器，可视电话，小 型电视等产品用彩色液品显示器”1 。不过由于发光二极管技术的发展日新月异， 再加上彩色液晶显示器的低价格化需求，小尺寸的白光背光模块，逐渐也使用发 光二极管光源 一般而言，背光模组依其规格的要求，发展出下列三大结构h ”： ( 蚺倒光式结构：一般常用于1 5 寸以下的背光模组，其侧边入射的光源设计，拥 有轻量、薄型、窄框化、低功耗的特点，办是笔记型计算机的光源，其结构 如图1 1 。其工作原理为光源( 冷阴极荧光灯管) 直接或日j 接( 经灯管反射罩反 射) 进入导光板传播，经由导光板下方的光学结构设计面与反射板对全反射现 象的破坏后，光源出导光板的正面以某一角度扩散射出，均匀分靠于发光区 域内，再经山扩散板及棱镜片l 、2 对光源视野角进行调整，使光线能聚集在 液晶显示器的视野角选择内，以配合液晶显示器对光学的特性要求。 图i - i 侧光式背光模组 ( 刁嘉：! 慧黧：霎2 i 譬! 查墨寸堂登娄模组，翼硗熹为轻量化、高辉度、良好 璧堂聋塞，、。烹耄型曼婺釜笔塑旦易化等，缺矗墓羹葛写毳茁雀甭写蔷爱 薏耄裴冀警妻黧乎如图t - z 所示。光舔由最藉霰i ；褡锻芋；嚣孑 均每分散后于正面射出。 ”。1 “”肚戳 帝婚 自鳞t - i i k c 景黧辊2 黧麓嬲蕊麓煞阴极管作为发光源，其结构 詈翼鼎：竞丝箩以专曼盘娄嘎竺! 学媒介，光源高苄蠢器磊筲写，反蓊霰另 塞零羹羹星妻垂，：妻2 蜜圭窑整要誊板苗爵莩装蔷。，写写芬吝；：；茧岛 黼麓望嚣嚣勰粼秽淼磊光瓣黻莩凳板出射，或经连串折、反射作用再出射。 一一“”“ 图卜3 中空式背光模组 第1 申绪论 1 2 2 背光模组的组成 入射光源( c c f l ，l e do re le t c ) 导光扳( l i g h tg u i d ep l a t e ) 反射板( r e f l e c t o r ) 扩散板( d i f f u s e rs h e e t ) 棱镜片( p r i s ms h e e t ) 保护板( p r o t e c ts h e e t ) ( 根据要求使用) 灯管反射罩( l a m pr e f l e c t o r ) 外框架( m o l df r 锄c ) t 2 3 背光模组结构图n 0 1 图1 4 背光模组结构图 此京r 札人节t 程硕f 。学 迁论文 第二章背光模组材料介绍 2 1 入射光源 依据背光模组入射光源的出现年代、以及在液晶显示器的安装位置、发光形 态、发光效率以及发光强度等。将背光模组入射光源技术划分为四个时代d i o 目i j i 正在朝着亮度为5 0 0 0 1 7 0 0 0 c d 平方米，寿命可达l o 万小时的第5 代平板荧 光灯光源方向发展过渡。然而液晶显示器背光模组入射光源主流产品还是冷阴 极荧光灯( c c f l ) “。冷阴极荧光灯的发光效率很高，其寿命最少可达2 万小时， 这无疑是现阶段液晶显示器最理想的光源。 背光模组是提供液晶显示面板的光源，目前主要有冷阴极荧光灯管( c c f l ) 、 发光二极管( l e d ) 、以及有机e l 三种背光模组类型，依入射光源分布位霄不同 分为侧光式和直下式”“。随着液晶显示器不断向更亮、更轻、更薄方向发展， 侧光c c f l 式背光模组成为背光模组发展的主流”“。由于液晶面板本身不发光， 凼此液晶显示器的显示照明作用就完全落在背光模组身上。因此，背光模组部件 中的入射光源的好坏就将起到决定性作用。现在，背光模组所使用的入射光源主 要有以下几种： 2 1 1 冷阴极荧光灯管 冷阴极荧光灯管作为直管犁光源，由于其自身细管径化、寿命长、亮度高、 工作电流低等优异性能，目前被普遍用于液晶显示器、液晶电视及各种监视器上 1 5 2 1 2 发光二极管 发光二极管光源，是一种使用较早，工艺技术相对较为成熟的一种入射光源。 以往多用于小型的单色液晶显示器装胃。近年来由于成功开发出兰色光源的发光 二极管，该颜色光源经过导光板、反射板等作用形成白色光源显示，由于其辉度 高，逐渐成为具有实用价值的背光模组用入射光源“。 2 1 3 有机e l 一种能配合背光模组面光源形叁的光源形式，由于其辉度低，目前只能适用 于小型、全彩等使用的背光模组，现阶段正努力于三原色化，为未来市场增加其 应用性。 2 2 导光板 导光板作为背光模组光源的传播媒介，其形状及材料组成决定了出射光源的 辉度及在分布上的均一性。一般来说，较细的灯管配合厚的导光板有较佳的入光 效率，仅有在灯管紧靠在导光板上彳有最佳4 7 的入光效率。在实际的考虑上为 避免灯管电极过热对导光板造成的伤害，必须要求保证灯管与导光板1 日j 的相对距 离。进入导光板内部的光源，经过散射效应与反射板、扩散板及棱镜片等作用后， 出光效率约占内部光源的7 5 左右。现行导光板在薄形化的趋势f ，要求厚度逐 渐变小，出光效率逐渐提高，因此一体化的射出成型技术，将成为未来几年内的 产业走向。 导光板按工艺流程不同又可分为印刷式及非印刷式两种。印刷式是在压克力 第2 帝背光模舅l 村车i 介绍 平板上用具有高反射率且不吸光的材科，在导光板底面用网版印刷印上圆形或方 形的扩散点。非印刷式则是利用精密模具使导光板在射出成型时，在丙烯材料中 加入少量不同折射率的颗粒状材质，直接形成密布的微小凸点，其作用有如网点。 目前大部分背光模组厂商仍采用印刷式的导光板作为导光组件，印刷式导光板具 有开发成本低及生产快速的优点，而非印刷式的技术难度较高，模具开发技术难， 但在亮度表现上却非常优异。另外，根据形状不同又可分为平板状及楔形状，平 板状多用于监视器，而楔形状多用于笔记型计算机。 导光板印刷：导光板印刷是将光源均一化分布的常用形式。利用含高发散光 源物质的印刷材料，适当的分佰于导光板底面，借由印刷材料对光源吸收再扩散 放出的性质，破坏全反射效应造成的内部传播，使光由正面射出并均匀分布于发 光区，但因出光的散射角较大及印刷点亮度对比比较高，因此必须使用较厚的扩 散板及棱镜片爿。能达到其光学与外观要求 7 u 2 3 扩散板 扩散板的主要用途，在于提高液晶面板的正面亮度，让光的分布更加均匀。 扩散板的作用除了修正光行进的角度外，对于破坏全反射面的光学结构办具有覆 盖的作用。 2 4 棱镜片 棱镜片是提升萨面亮度的重要零部件，最有效且常用的棱镜片为b e f 系列， 其中顶角9 0 度及过期结构5 0 u m 宽的b e f 应用于导光板上可使辉度提升大约 1 4 - 1 8 倍。 2 5 灯管反射罩 灯管反射罩作用在包住灯管发出的光源，尽量送入导光板内，而灯管反射罩 的形状对导光板的入光效率有相当大的影响，一般中小型尺寸的背光模组常用包 含银蒸镀膜及p e t 的软性材质，约有8 0 的入光效率。 2 。6 反射板 反射板功能是将从导光板折射出的光源反射，在进入光传导区内。其本身对 光源也稍有散射的效应：在侧光式大型的背光模组中，为降低灯管入光处的扶线 效应，常在反射板对应灯管入光处做消光设计，得到较佳的外观效果及均一性。 2 7 外框架 外框架是一种热塑性工程材料，其材质是含1 5 玻璃纤维含量的增强等级聚 碳酸酯( p c ) ，其具有优良的尺寸稳定性和优良的物理性能。外框架在背光模组 种是将上述材科组装成一体的的最上层的零部件，起劐盖子的作用。 北京t 业，l 节t 挥硕i # 恤论丘 第三章背光原理介绍 3 1b a k li g h ti o d u l e 结构 图3 - 1 b a c k l i g h tm o d u l e 结构 3 2 光学原理 争光学原理 折射定律：n i s i n0i - - n t s i n0t 全反射；入射介质的折射率较大踌，即入射角大于临界角时 - - _ i - i _ _ _ _ l i _ - l - i _ - - l _ _ _ _ l _ i _ - ： 反射 图3 2 光学原理图 3 3l ( i p 的材料介绍及光学应用 导光板的作用在于引导光的散射方向，用柬提高液晶面板的亮度，并确保 渡品面板亮度的均匀性，导光板的良优对背光模组影响甚大，因此，导光板是侧 光式背光模组的关键技术之一“。导光板是利_ j 射出成型的方法将丙烯压制成 表面光滑的板块，然后利用具有高反射且具有不吸光的材料，在导光板的底面用 网版印刷的方式印上扩散点，冷刚极荧光灯位于导光板侧边，冷阴极灯管所发出 的光利用反射网网点印刷稀疏的方向传导，当光线射到扩散点时，反射光会往各 第3 搴前光蟓理介绢 个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出，利用各种疏密、大小不一的 扩散点，可使导光板均匀发光。 3 3 11 _ 6 p 材料 p m m a r p o l y m e t h y lm e t h a c r y l a t e ) z e o n o r ( c y c l o o l e f m 系的热可塑性树脂) 3 3 2l 印特性 特性单位p m m az e o n o r p c 比重1 2 1 o l 1 2 0 吸水率 d 3 金属反射 金属的昱鱼丞麴愈商，穿透深度愈浅，厘盟室愈直。因此，金属反 射膜材料大都使用商昱壹廑的金( a u ) 、银( a g ) 、铝( a 1 ) 与铜( c u ) 等 白色塑胶材料反射 一般为p e t + t i 0 2 3 5 2 金属反射原理 导体材料中的外层电子( 自由电子) 并没有被原予核束缚，当被光波照 射时，j ! 邀的虫扬使自由电子吸收了光的能量，而产生与光相同频率的 振荡，此振荡又放出与原来光线相同频率的光，称为光的反射。 3 6 反射板 j i ( m6 轴n m鬟 全晨牲期 反射卓 反射丰反射率 格a l u r e j i | 拍7伽i j9 1 s 觑s i l v e r 9 9 2 罅89 7 9 全g o l d9 9 09 5 j4 7 7 鹤c o p p e r 9 j | i 1 9 6 6 6 0 0 图3 - 6 金属反射原理 3 6 1 反射板的作用 防止从导光板下端部漏光，起再反射到导光板内的作用l 是高光利用效率 3 6 2 反射板的结构 图3 7 反射板结构 3 7 扩散板 3 7 1 扩散板结构 北京t 业人学t 程顾l 学位论正 雨n 、y r 门预期x 了石 p e t 基材 辅旆f ft 斛 ：l 图3 - 8 扩散板结构 3 7 2 扩散板光学原理 窖 图3 - 9 扩散扳光学原理 夸扩散板功能口” 通过扩散物质的折射与反射将光雾化 将光由小角度出光集中到正面 提高正面辉度 麓，f 阜 图3 一l o 扩散板结构 b i n d e r 第3 章秆光橡胖介绍 3 1 棱镜片 3 8 1 棱镜片作用 提高背光模组表面的亮度 3 8 2 棱镜片光学原理乜2 1 图3 - i l 棱镜片光学原理 3 8 3 棱镜片b e f 辉度增量 l e n s b r i g h t n e s sg a i n b e f l l1 5 3 b e f i i ( c r o s s ) 1 9 6 7 b e f l t i t1 5 l b e f i i i t ( c r o s s ) 1 9 1 b e f m1 5 b e f - m ( c r o s s ) 1 7 8 b e f i t i to v e rm 1 8 4 d b e f1 5 7 9 b e f i i + d b e f2 0 7 4 b e f 1 1 ( c r o s s ) + d b e f 2 3 7 7 3 8 4 棱镜片增光原理旧1 圈3 1 2 棱镜片增光原理 北京t 业人学1 程硕i 。学化论文 第四章背光模组生产环境 4 1 洁净厂房( c l e a nr o o m ) 定义 为了使生产环境空间中的扶尘、微粒子、静电、温湿度、室内压力等维 持在标准( 或以下) 而使用的特殊环境设备洁净厂房主要包括： 1 ) i c r ( i n d u s t r i a lc l e a nr o o m ) 一般工业用c l e a nr o o m ，主要目的消除p a r t i c l e ( 主要用在电子产业) 。 2 ) b c r ( b i o c 1 e a r lr o o m ) 用于生物性c l e a nr o o m ，以消除空气中的微生物( 细菌，真菌，寄生虫等) 为目的，主要用在医院，食品，制药工程。 3 ) b i o h a z a r dc l e a nr o o m 是防止病菌流出为目的的生物性防止污染设备，主要用在各种研究所。 4 2 洁净厂房构造 图4 - 1 洁净厂房构造 一般在空调的出口罩安装过滤系统使室内减少污染，空气更清新洁净度能提 高军| l 鳓别1n f l n 、钳翱ii n nn n n 讨渍磊纬能伸富内的牵与滴诵# 维椿洁净府1 ” 4 3 洁净厂房等级 洁净产房是根据室内空气的清洁度来分类的。最简便而且普遍的测量方法是 美联防规格为f s2 0 9 a d 。能测量1 c f ( c u b i cf o o t = 2 8 5 l ) 的空气中0 5 u m 以上的颗粒的数蛙，根据这个数量来区分沾净厂房的等级。 4 4c l e a nr o o m 设计条件 场所 c l e a n 度温度湿度 组装l i 骶 1 ，0 0 0c l a s s 2 2 士2 5 0 + 5 ( r h ) 准备室、印刷室 l o 0 0 c l a s s 投入室1 0 ，0 0 0c l a s s 第4 亭背光攘细乍产环埯舟绍 4 5 洁净厂房设备 区风辩室( a i r 斟胱只) 为了防止从外部带入灰尘和异物进入c r ， 用高速洁净空气消除附着在人体的灰尘和 异物的清洁过滤设备 四通道( p a s s b o x ) 安装在洁净厂房两个房间中的，防止原材料进 入时发生污染的装备。所有的零部件、设备、 装备等必须从通道进入洁净厂房 园洁净椅子 刨造无尘、无真菌的工作空间而具备的装 备。价廉，适合在产业，实验室食品制药 等高清净度的工作场所中使用 园洁净柜( c i c e r ol o c k e r ) 防尘服是洁净厂房中穿着的特殊服 装，保管及清洗必须按特殊规定进行 洁净柜是保护、保管防尘服的 场所 北京f 业人孕r 稃硕i 学位论文 园送风箱( h e p af i l t e rb o x ) 空气经过空调设备和其他过滤后最终 通过送风箱将清洁空气流入洁净厂房。 能过滤9 9 的0 5 舯以上的异物 园回风箱( r e t u 刚b o x ) 进入洁净厂房内部的空气被污染后，经 回风箱排出。即平衡空气的流入和流出 量。在它的周围不许放任何东西 团服装 洁净厂房不同于一般环境，为了保持洁净度必须穿戴不产生异物的服装 第5 母异物分析 第五章异物分析 5 。1 背光模组生产现状 全球液晶面板及背光模组产业一直以亚洲为生产重心。其中，日本、韩国和 中国台湾几乎包办全部产能m 。以液晶面板为例：只本市占率为6l 、韩国 24 、台湾9 ，其次是大陆3 、欧洲2 、北美1 。不同的液晶显示器 产品主要生产地区不相同，但明显看出f l 本主导整个市场走向，尤其是在高价产 品市场上。号称液晶显示器王国的r 本，不仅液晶发展历史完整悠久，而且能够 提供各项材料及设备，加上每家厂商拥有下游应用产品品牌、开发、生产能力， 产业结构完整是晟大优势。韩国厂商规模够大且集中力量在大尺寸面板，短时间 内创造：“液晶显示器世界前两大厂地位。后起之秀台湾，因其世界最重要下游应 用产品生产王国，庞大内需市场，加上资会全力支援，快速抢占市场。1999 年，台湾液晶显示器销售额约为4 36 亿美元；20 00 年产值甄i 达到25 5 7 美元：预估到2005 年，台湾tft lcd 产值可达ll6 29 亿美元， 占全球液晶显示器市场份额的三分之一。 背光模组市场主要根据液晶显示器产品市场的变化而变化，根据台湾资策会 统计：全球液晶显示器市场在整体数量上每年将以15 以上的速度成长( 见下 图) 汹，消费大众对产品高画质、高清晰度及宽视角的要求，必将使得背光模组 发展迅猛。另报据r 本富士总研对全球背光源模组市场的统计资辩显示：19 9 9 年全球背光源模组的销售额已达590 亿日元，虽然背光模组的价格会随液晶 显示器价格的不断下调会有所降低，预计仍会以l2 以上的比例快速成长，到 200 4 年销售金额会达到l130 亿日元。 l 此全聋市蝎- 囊- 磺l 僵自下_ 中国大陆由于缺少真j 下的液晶面板厂和液品模组厂，从而导致背光模组产业 发展速度缓慢。背光模组产业是伴随平板显示器特别是液品显示器的发展而逐步 形成气候的。国内外研究丌发商和生产企业主要有：开本的斯坦雷电气、富士通 化成；韩国的y u y o o ：我国台湾省的瑞仪、大亿；德国的0 6 r l i is y l v a m a 以及 我国的帝光、伟志等。那么，背光源产业的市场在哪里，究竟有多大? 大家知道： 世界显示器产业主要集中在东哑的只本、韩国和中国。中国已经成为世界撮大的 c g r 、t n l c d 生产国。据统计：2 0 0 0 年中国显示器产业销售额约为4 0 7 亿元。其 中液品显示器为6 0 亿元。到2 0 0 5 年，中国显示器产业的i t 业总产值约为6 0 0 亿 元其中液晶最示器约为8 0 1 0 0 亿元，中蝈是液晶显示器背光模组能量巨大的 潜在市场。据h 本i d c 和夏普提供的资料，2 0 0 5 年全世界液晶显示器( 包括t f t ) 北京t 业人擘丁界倾i 学位论空 市场约为3 6 0 亿美元。这是令背光模组开发商和生产企业为之心动的数字。我国 的背光模组，主产仍处在起步阶段，目前尚未形成规模经济，超扭曲向列型液晶显 示器( t f f l c d ) 背光模组几乎全部依赖进口。因而，研究歼发t f t l c d 背光模 组并逐步推进产业化进程，具有重要的经济和社会意义。 展近几年，由于国家产业政策的倾斜以及京东方、上广电等企业相继投入巨 资生产t f t l c d ，从而加速了背光模组产业的快速发展汹7 。但是，由于中国大陆 从事中大尺寸背光模组的时问较短，致使现在的生产良率与只、韩、台相比还有 很大的差距。我公司作为中国大陆北方最大的背光模组生产厂，现有良率只有 7 0 5 ，而f 、韩、台等厂商已达到8 5 左右，甚至达到9 0 5 。为了降低不良率，提 高生产效率，提高市场竞争力，中国国内背光模组厂家必须致力于改善产品的质 量，改善现场环境。表5 一l 是全球主要背光模组厂商不良率对比，图5 1 是世元达 不良现况，从数据可以直观看到，导致背光模组良率低下的主要原因是异物。 异物问题对于背光模组生产企业以及液晶模组生产企业来讲，都是最头疼的 事情，如果能够很好的解决此问题，对于背光模组企业来讲将会获得可观的经济 收益。以世元达为例：现有产品良率为7 0 ，月生产能力5 0 力- 片，背光模组单价 平均1 7 美会，如果良率提高1 0 5 ，则年收益会增$ f 1 5 0 0 0 0 0 1 0 * 1 7 1 2 5 0 5 = 5 ，1 0 0 ， 0 0 0 美金。因此，选择以此为研究课题。 背光模组 厂商 日本韩 国台湾 大陆 n e c茶 = n a n oo n n u 友达瑞科世盛尿 一一 谷洋星 r i 仪 侨 兀 纳东 达路方 良 9 0 9 0 9 5 9 5 9 0 8 5 9 0 9 0 8 5 7 0 7 5 7 0 塞 表5 一l 全球主要背光模纽厂商不良率对比 i 墨i5 - 1 世元达不良现况 第5 章异物分所 5 2 异物改善方案设计 1 ) 现场搜集不良背光模组样品并拍照 2 ) 根贽：墩样结果，对不良样品的异物来源进行分析 3 ) 针对分析结果寻找对策 4 ) 对策实验 5 ) 统计实验结果，确认改善效果 5 3 异物改善计划表( 2 6 年) 2 月3 月 4 月5 月6 月7 月8 月9 月1 0 月 样本取样 样本分析 对策分析 对策树立 5 4 样本取样 表5 2 异物改善计划表 5 4 1 取样方法 异物取样通常是将生产过程中的异物，用3 m 胶带从背光模组上祛取 5 4 2 取样标记 0110l4z3 8 0 3 _ j个人当r 异物编号 组立人员标签 图5 - 2 取样标记 北京t 业人7 丁捍顾i 产位论业 5 4 3 取样位置 a 1a 2a 3a 4 b 1b 2b 3b 4 c 1c 2c 3c a 5 5 分析仪器 图5 3 取样位置”3 图5 4 电子显微镜 - l b 第5 争异物分析 5 6 取样分析 5 6 1 取样分析卜2 0 0 6 2 2 0 0 6 2 取样，共计2 8 4 个异物样品，经电子显微镜观察分析，此2 8 4 个样品分 属如下类型： j异物类型数量 比例” ? 。 一穗 衣服纤维5 41 9 ，o 环境悬浮物 5 01 7 6 皮肤碎屑1 13 9 j 金属 41 4 m fu d d e r 。 7 52 6 4 胶 2 79 5 # 。 l g p 1 0 4 s h e e t 2 4 8 5 其他 2 7 9 ，5 l a m ow i r e1 03 5 胶带 o0 o 玻璃。 1 o 4 表5 - 3 异物不良类型表 1 9 小结：1 通过对上述数据进行分析，可以将异物大致分为环境异物和 部品异物。 2 环境异物包括衣服纤维、环境悬浮物、皮肤碎屑、胶和其他 3 环境异物主要是由着装引起的 4 部品异物包括金属、l i fu p p e r 、l g p 、s h e e t 、l a m pw i r e 和玻璃。 5 部品异物中，m fu p p e r 异物占部品异物的6 5 图5 5 异物种类分类 环境异物 16 95 9 5 部品异物 115 4 0 5 t o t a l ：2 8 4 部品异物 4 0 5 表5 - 4 异物分类比例 异物 5 j l 第5 争异物分析 5 6 2 异物样本 取样日期0 6 0 2 0 5 产品型号 h 1 1 0 v o l r 异物期苦码 0 2 0 5 l 2 2 3 2 0 2 水平位置c 4 垂直位，臣 来源分析： 与标准异物对比，判定此为环 境中的灰尘颗粒 取样日期 产品型号 t t 7 e t 3 异物编码0 2 0 6 l 2 2 3 5 0 4 水一平位置 垂直位置 来源分析： 根据异物所在靠近黑边框和它 的形状颜色分析，应该来自 m o l df r a m eu p p 臼 r 样日期 产型号h t l 7 e - 3 异物编码0 2 0 6 l 2 2 3 5 0 2 水 1 i 置 垂直位置 来源分析： 根据异物所在靠近黑边框和它 的形状颜色分析。应该来自 m o l df r a m eu 仰嚼，并且是检查 时从侧面进行保护板下的。 5 6 3 异物位置分析 北京t 业人学t 秤硕i 他论正 m 样日期 产* j 1 7 0 e o - 一l o l = 异编日0 2 0 6 i l 一5 2 5 l o l 女十一1 m 鞋 直1 女噩 来源分析： 根据异物在l g p 上和形状分 析，是来自作业者身上的衣服 纤维。 图5 - 6 异物样本 ”絮 彳上看医屏斯暑例 a l2 692 a 2r l1 09 a 32 4 85 a 44 71 65 b 12 4r 5 b 2725 b 351 8 b 44 i1 4 4 c 12 n7n c 2 176o c 31 44 9 c 42 8 99 表5 - 5 水平位置异物分析 表5 - 6 唾直位置 2 2 各位匿比例 管 ”嘲 ! d 11 97 。d 2 9 63 4 b d 316 95 9 小结：l 从垂直位置分析，d 3 位置处异物出现比例较大，亦即导光 板与扩散板之间异物出现较多。 2 从水平位置分析，异物主要出现在四周位置。 3 综合上述分析，为了解决异物问题，需加强对m f 及导光板 的管理。 5 ：6 4 异物取样分析2 2 0 0 6 3 2 0 0 6 3 取样，共计1 7 8 个异物样品，经电子显微镜观察分析，此1 7 8 个 样品分属如下类型： 衣服纤维 3 41 9 1 i环境异物 1 69 o 皮屑42 2 。” 金属屑 。鬻 ”6 ，2 篓 m fu p p e r驾”5 8 3 2 6 胶 3 41 9 1 ， f 。is h e e t _ ”雾 ，9 6 一 一1 不详21 1 i l a m p 州陀 i 2 1 蘑虹m m 一# * ，f f m m _ j ；女* m 辫 表5 - 8 异物不良类型表 l 环境异物 9 05 0 6 i 部品异物 8 8 。4 9 4 女 l t o t a l ： 17 8 表5 - 9 异物分类比例 小结：从上述数据分析得到： 1 环境异物中衣服纤维占3 8 ，因此必须加强对着装的管理 2部品异物中m f 异物占部品总不良的6 5 以上，因此，改 善m f 将成为重中之重。 i分布反域釉鼍 。i k f f l l 要 ；a l2 31 29 ； l a 215r4 l 51 l 。 a 1 9 # 女a 42 71 52 ； 1 07 l，b 11 9 i 2r 1。 b 2 5 2r 。 b 35 51 lib 42 4 ；l c 1 1 01 12 8 ， c 21 1 62 i ； c 3 845 i 1 毛 c 42 21 24 l 表5 1 0 水平位置异物分析 表5 - 1 1 垂直位置异物分析 坠蠢 第5 争异物分析 小结：l 从垂直位置分柝，d 3 位置处异物出现比例较大，亦即导光 板与扩散板之闻异物出现较多。 2 从水平位置分析，异物主要出现在四周位置。 3 综合上述分析，为了解决异物问题，需加强对m f 及导光板 的管理。 5 7 不良对策 5 7 1 不良对策计划( 工程) 3 月4 、5 月6 月7 月 8 月 入室检尘产线榆作业厂所段- k 改善使用物品- k 工程原材料改善 查查 盖 - k 改善推车 ( l a m pa s s y ) 。 制定施行作业 场所标准 n o目的 改善点旋行内容适_ i l j 日期幽片 1 作业者异物 发生管理 1 入室检查3 1 3 2 无尘室入室 俭查 环境 l3 正5 s 管理 2 生产线检查2 无尘室环境4 1 0 管理 北京t 啦人毕丁稃硕1 学似沧芟 1 除掉组立者 6 ，7 ， ： ! 3作业者 除掉组立者手套及检夯者手套 i ， 2 改善线异物 n 0 目的改善点施行内容适j h 日时 p h o t o 1l g p 异物改 兰 改善l g p 保管2 印刷完后的 4 7 2 8 推车l g p 专h j 推乍增 加了防i t 外部 异物流入墙 改善? 成品 防止环境异物 5( b ca s s y )流入半成品b 7 没备 保管推车( b ca s s y ) l 适_ l i i 放置 d o l df r a m e 推 改善放置m o l d午 6b 1 4 f r a m e 推乍2 减少m f 接 触而发生的m f 断裂，异物 2 6 第5 帝异物分忻 适川确认效 h o目的改善点 施行内容p h o t o fj 时果 l a m p s s 7 y昕有入库的灯预计9 7 资材8 2 l 异物管管组进行清洗月确认 理 5 7 2 不良对策实施情况 q ( 1 业务滠动内容艇| 天文t ： 特别事项 对丁服装，禁j r 携带 品，作业者整理不良标准恬管理对 l 入室检查 等不符合要求的作帐 标准制定及公告完 业者禁j r 入室 9 1 0 现实施入室检查 生产线检卉标 2 生产线检查 3 正5s 不符合事项准停管理列 帐 1 入室检查： 2 生产线检查 2 7 北京丁植足学t 靠硕 i 化 空 7 0业务活动内容h 1 火文什精别1 托项 除掉线异物发生 3 除掉作业者手套 s o u r c e 的作业者手 套 3 除掉作业者手套 作业者用的手套中发生异物并流入b l o 业务活动内容相天文什 特别事项 l g p 异物改善 l g p 专川推下增加 4 改善l g p 保管推午 改善p i c t u r e 了防j 外部异物流 入墙 改善前v s 后异物异物 改善半成品( b c 防j p 环境异物流入 司内异物发生率减少6 l 鼍 f 成品 ( b c改善p i c t u r e a s s y ) 保管推下 a s s y ) 改善放置m o l d 适川放m o l df r a m e 6推午改善p i c t u r e f r a m e 推乍 ，减少m f 异物 2 8 第5 幸异物分析 4 改善l g p 保管推车 5 改善半成品( b ca s s y ) 保管推车 改菩前半成品保管状态 6 改善放置_ o i df r a m e 推车 改菩前m f 保管 设置环境异物流人膜 改善后m f 保管推车 j 匕京r 幢久学t 器颇 4 乍住论上 n ( ) 业务 洒动内容相j c = 文件 特别事项 ： 1 l a m pa s s y 异物噌加灯管纽清洗i l作业步骤佶 ； 管理 拌 ! 复书号 撇 t 讨 竹翟 罩认 日扣d b0 2 lb l u 拿取步骤书 ：改正日精 ，墨号 l e 晕兰* 怍量毛l l a 叩删i i 矗 p g eii 2 i怍生， 拄童尊辅 十狮罩寰穰鼻艘生冀日避去 注嘉灯 i n l 晴- 。嚣：鬓三器：嚣熬 灯t 年镌甩手- 蠢i h i 上手季) l 。黼鹜懋鞋滁嚣盈。 手柏f ，臻手轻拿不麓导譬蔓童 ；景曼紫i 铸薯勰”引。“ 靴灯f 一脓手 l i 认簋i 生上i l 点量瞢一曩 婵迓灯f 时姆砖上目 嚏 ，i a r | e m 口 甘l 汗一 s s y l q j 写鳢罡oh u 抽矗a l 丘 正垂酊翻唾e 鼍 空气格挺2 罩 啧目：一i 威l 忡描v 蕾，垂看誓嚣 置工 判定蠹澶粕：_ t 臣墨吾脯 灯罩张开糕熹鼠庠 量柚i 曩 改正晨历 阱1 e 量：一龃 1 科定 3 0 一 第5 章异物分析 5 7 3 总结 i 鳘i5 9 异物发生率 由图5 9 分析知道，经过几个月的努力，公司内不良率和顾客处异物不良 发生比率都得到了明显的改善。公司内不良率由1 月份的3 0 降到8 月份的 1 5 ，不良率降低了1 5 。顾客处异物不良率由2 4 ，9 6 1 p p m 降到1 5 ，4 3 0 p p m 。 应该讲通过几个月的工程改善，公司内的不良率已经得到了明显的改善。但 是在顾客处不良率仍然很高，异物改善工作仍然很艰巨。在顾客处异物中还 是以m f 异物为最，因此，必须针对m f 异物进行有效分析改善。 j t 京r 业人擘t 稃颤i 学位论文 5 7 4 异物不良分析( _ f ) 5 7 4 1 公司内不良分析 期间：0 6 年2 月2 0 0 6 年5 月( 0 6 年6 月除外) 数鼙：2 ，0 1 2 队 结果：线异物( 1 i r e ) ( 2 2 9 ) ! 二：! f ：! ：! 型 橡胶( r u b b e r ) ( 1 3 3 ) 粘 胶( s t i c k i n e s ) ( 6 6 ) 金属( m e t a l