TFT-LCD缺陷检测.doc

TFT-LCD显示屏缺陷判定摘要：本文介绍了薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)产品的基础知识，LCD液晶屏工作原理，质检过程中屏缺陷专业术语，及相关标准。1 TFT-LCD产品基础知识1.1 三基色原理大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光，这是色度学的最基本原理，即三基色原理。三种基色是相互独立的，任何一种基色都不能有其它两种颜色合成。红、绿、蓝是三基色，这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。1.2 LCD液晶屏LCD一般代指薄膜液晶显示器，是利用液晶的特性“主动的”对屏幕上的各个独立的象素进行控制，以达到成像目的一种终端显示设备。图像产生的基本原理很简单：显示屏由许多可以发出任意颜色的光线的点组成，只要控制各个点显示相应的颜色就能达到目的了。在TFT-LCD中一般采用背光技术，为了能精确地控制每一个象素的颜色和亮度就需要在每一个象素之后安装一个类似百叶窗的开关，当“百叶窗”打开时光线可以透过来，而“百叶窗”关上后光线就无法透过来。当外界环境变化它的分子结构也会变化，液晶从而具有不同的物理特性就能够达到让光线通过或者阻挡光线的目的。2 TFT-LCD工作原理简介一个成品TFT显示屏，一般由一个夹层组成，组成这个夹层的每一层大致是偏光板、彩色滤光片组成，这两层之间就是液晶层。偏光板、彩色滤光片决定了多少光可以通过以及生成何种颜色的光。这个夹层位于两层玻璃基板之间，在上层玻璃基板上有FED晶体管，而下层共同电极，他们共同作用可以生成能精确控制的电场，电场决定了液晶的排列方式和透光多少。大家知道三基色，所以构成显示屏上的每个象素需上面介绍的三个类似的基本组件来构成，分别控制红、绿、蓝三种颜色，目前使用的最普遍的是扭曲向列TFT液晶显示器（Twisted Nematic TFT-LCD）工作原理如图1所示：图1 TFT-LCD工作原理3 常见缺陷分类在TFT-LCD 的后工序生产中，经常会遇到一些缺陷。为了方便识别这些缺陷，给特定的缺陷一个特定代码。按照所缺陷发生的外观特征，我们将LCD后工序生产中的常见问题分为点缺陷，线缺陷，偏光片缺陷，显示功能缺陷等等。按照缺陷发生的相关工序可以TCP切割相关，TCP-Bonding相关，PCBA-Bongding相关，模组件组装相关等等。另外还有一类比较特别的缺陷，就是静电相关缺陷，这种坏品在TFT-LCD 的生产中随时都可能发生，因为静电伴随着每一道工序。将静电比喻成TFT-LCD 生产中的“无形杀手”一点都不过分。图2给出了TFT-LCD 生产中的常见问题分类。图2 TFT-LCD生产常见缺陷3.1 点缺陷点缺陷即为某个子像素有缺陷。假如一个子像素只有部分有缺陷，我们要量度缺陷的面积。如果面积大于子像素面积的50%，则称为点缺陷。如果面积小于或者等于子像素面积的50%，则不将其称为点缺陷。点缺陷是一个统称，即包括由于TFT的电极短路或者开路引起的子像素功能缺陷，也包括在前期的阵列工程中由于一些杂物或导电颗粒引起的点缺陷。常见点缺陷有亮点、暗点、相邻暗点、群集、模糊点以及尖峰点等。亮点及暗点缺陷常用激光修复机修复。群集，模糊点不可修复。实际生产中并不是只要玻璃上出现一个点缺陷，玻璃就要报废。以7英寸TFT-LCD为例，它的显示区域有1440*234 个子像素。如果说只要某个子像素出现问题就要报废该玻璃，那么在现在TFT 技术仍旧不是很成熟的状况下，会大大的提高玻璃的成本。所以一般在实际生产中都有一个可以接受的标准，这个标准的制定是根据客户的要求。如图3就是一个判断标准：图3 点缺陷判定标准光红，光绿，光蓝都是亮点缺陷，如果亮点缺陷发生在一个红色子像素上，那么这个亮点缺陷就叫光红；如果亮点缺陷发生在一个绿色子像素上，那么这个亮点叫光绿；如果亮点缺陷发生在一个蓝色子像素上，那么这个亮点叫光蓝。暗点缺陷也可以这样分类。要区分这些；亮点缺陷属于光红还是其他，一般只要把玻璃调到最暗的状态下，用显微镜就可以轻松的看到。3.2 线缺陷线缺陷包括由于短路或者开路或者其他原因引起的整行或者整列子像素的功能不全，也包括由于某列子像素中部分子像素功能不全引起的部分线缺陷，还包括不稳定的线缺陷。还有一种特殊的线缺陷，叫做垂直的尖峰，如图4。 图4 垂直的尖峰、水平双线所谓垂直的尖峰就是指在给玻璃模组加电后看到的一条部分垂直线，但是这个部分垂直线的末端并不是突然中断，而是像山峰一样，慢慢变细，最后中断。另外还有一种比较特殊的线缺陷，亮度不一的水平双线。线缺陷分类如下，图5：图5 线缺陷分类线缺陷的产生原因多样。常见的有由于TCP切割和TCP-Bonding引起的线缺陷，由于实际生产中存在这些切割不良的坏品，许多线缺陷并不是TCP本身的缺陷，而是在TCP-Bonding过程中由于一些外来的导电物质进入邦定区域进入到邦定区域，导通两个甚至更多的相邻的源线或者栅线。另外有静电以及一些特殊原因引起的线缺陷。3.3 其他缺陷（1） 偏光片缺陷：因各种原因引起的液晶屏表面偏光片划伤、凹痕、起泡等现象称为偏光片缺陷。一般来说偏振片的相关缺陷会在制盒工程中检测出来，但是有的时候贴完偏振片后的短接测试没有检测出相关缺陷，直到模块工程中的第二试电才可以将其检测出来。（2） 显示功能缺陷：由于驱动电路或者其他问题形成的显示图像不良。例如没有图像，不良图像，部分不良图像，不良灰色度/图像颜色，背景闪动等等。这里面有些缺陷是由于驱动电路板的毛病，例如不良灰色度/图像颜色。