TFTLCD制造中的阵列缺陷分析和修复.pdf
辛坤++厉余超
[摘 要]基于TFT上的液晶显示技术拥有一般液晶显示技术所没有的发展空间。随着智能手机得到普及，TFT液晶显示技术更是在很大程度上扩展了其生存空间。并且已经被应用到智能手机的内部驱动电路上，成为显示的主流技术。液晶显示制造中的阵列缺陷检测和修复工艺是提高产品良率的重点工艺，也是融合了缺陷检测、修复技术、激光处理、薄膜特性分析和电路等效分析等多种技术的综合性工艺技术。
[關键词]液晶显示器；缺陷处理；缺陷检测；缺陷修复
中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0351-01
1、TFT-LCD相关概述
1.1、基本介绍
TFT（Thin Film Transistor）LCD即薄膜场效应晶体管LCD，属于有源矩阵类型液晶显示器（AM-LCD）。液晶平板显示器，尤其是TFT-LCD，综合性能较具优势，而且甚至超过了CRT的显示器件，对比度、寿命、亮度、功耗、重量以及体积等都优于其它器件。TFT-LCD已经成为21世纪的主流，生产具有较大规模、性能良好、原材料成本较低廉、自动化程度较高等优势，在全球经济增长上具有促进作用。
1.2、主要特点
TFT与TN的技术不一样，TFT显示照射采用的是“背透式”方式，TN液晶的光源途径是从上至下，TFT的的光源路径正好相反，而是从下向上。这种方法是在液晶的背部设置了特殊光管，光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子会发生改变。遮光和透光会显示出来，响应时间也提高到80ms左右。因为具有比TN-LCD更高的对比度和更丰富的色彩，荧屏更新的频率也更快，所以TFT俗称“真彩”。
和DSTN相比，TFT-LCD为每个像素配置了一个半导体开关器件。由于点脉冲直接控制每个像素。每个节点都相对独立，并可以进行连续控制。这样的设计方法精确控制显示灰度，显示屏的反应速度提高，这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。
2、TFT-LCD制造中的阵列缺陷分析和修复
2.1、TFT-LC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-Bong ding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1给出了TFT-LCD生产中的常见问题分类。
2.2、检测缺陷
实际检测过程中，有一种open & short检测方法，指的是在经过阵列gate mas后及时电性检测。若有导线断路、短路，对工艺进行分析，对缺陷进行修复，着大大使工艺异常的反馈时间缩短，由于修复时没有其他沉积层的干扰，很大程度上提高了成功率。其检测原理就是把两个检测头悬空，放在导线的两端，进行扫描，检测头与玻璃基板之间空隙在1OO微米左右，一个检测头可以施加两种高低不同的交流电压信号，接收低交流电压信号，另一个检测头可以接收高交流电压信号。若检测时出现导线断路，扫描时接收端高电压瞬间下降，若出现导线的短路，则接收端低电压瞬间上升。
2.3、修复缺陷
我们下面研究了几种主要的激光修复方法。
2.3.1、激光切割
激光切割是根据激光自身的强方向性以及高强度特点，即是在单位面积上产生高能量密度，处于微米级别，在狭缝装置准确控制下，极细光束口径轰击在覆有金属或非金属薄膜的玻璃表面，金属或非金属材料会受热熔融或蒸发，使缺陷特征达成修复改变的目的。
对应缺陷就是：部分remain类点缺陷以及线缺陷等，就是激光切割后，把导线切离或者切除残留物质，起到了电容消除的影响，将可以实现暗点、亮点、、暗线、亮线修复成正常点和正常线的目的。
2.3.2、激光焊接
原理同激光的切割一样，但所处位置都不同。由于激光作用，切割一般在单层金属层上进行，焊接一般在多层层叠金属层上进行，不同金属层会有熔融的状态，冷却后会合在一起，就会形成导电通道。
对应缺陷位novia以及n+a-Sire main，还有部分无法通过切割方式彻底切除或切离的remain类点缺陷、线缺陷等。通过焊接将扫描信号引入到像素电极处，再利用扫描信号的负性等效电压把像素强制性维持在暗点状态。
2.3.3、激光沉积
在激光催化作用下，w（CO）6经过光、热分解，把分解产物W原子聚集在需要沉积的表面，导电金属膜形成，达到了连接断开的金属线的目的。
对应缺陷即open类点缺陷和线缺陷，可以利用沉积的金属层来填补缺失处，点缺陷和线缺陷就会修复成正常点和线。
另外，在行业发展中，还有一种检测方式，开发激光烧结的修复方式，用功率更大的激光束将成盒后的取向膜烧毁，使其失去了对液晶的定向锚定功能，将亮点修成暗点。由于不能精确控制在烧毁区域和烧毁程度，所以此方法修复效果比较差，成功率也就非常低，在实际应用中较少。
综上所述，在TFT-LCD制造的未来发展中，激光修复技术发展方向会向更严格广阔的工艺环境控制以及更复杂的冗余设计方向发展，准分子激光修复技术达到了控制精度更高、性能更优异的方向，真正实现了零容忍以及零缺陷的制造。
参考文献
[1] 张磊.TFT-LCD基板玻璃配方及工艺性能研究[D].北京工业大学，2011.
[2] 封少坤.基于多特征融合的LCD微小瑕疵自动分类[D].上海交通大学，2015.endprint
