TFT-LCD面板高溫Cell Gap預警重力Mura

摘要：重力Mura是TFT-LCD行業頑固不良，其形成原因為Cell Gap均勻性差導致透光率不均，在視覺上呈現出色不均現象。為解決傳統監控方式重力Mura不易攔截的缺陷，基于重力Mura形成原理，本文通過探究液晶量對Cell Gap的影響，Cell Gap變化的敏感區間，不同液晶量面板在高溫條件下其Cell Gap隨加熱時間的變化趨勢以及不同位置Cell Gap差異性，總結出通過高溫Cell Gap變化趨勢預警重力Mura的模型，為行業內預防重力 Mura 提供了一種全新思路。

關鍵詞：高溫Cell Gap；重力Mura；預警模型

1 引言

隨著 TFT-LCD（Thin film transistor liquid crystal display，薄膜晶體管液晶顯示器）面板市場競爭的日益激烈，用戶對產品畫質的要求也越來越高，因此改善畫面質量成為企業取得客戶信任及用戶認可的關鍵。其中 Mura 類不良為一種常見不良，且很難避免，成為業內需要攻克的難題。重力 Mura 為其中一種頑固不良，在常溫下很難攔截，但是在加熱或長時間通電條件下會在面板底部呈現出色不均現象，嚴重影響顯示效果。

傳統監控重力 Mura 方法大致分為三種：第一種方法是在產線生產過程中，常溫條件下抽測 Cell Gap 值，判斷是否滿足設計規范；第二種方法是在產線生產過程中，抽取一定數量 Glass 進行高溫重力 Mura 測試；第三種方法是抽取一定數量的 TFT-LCD 面板，在實驗室進行高溫重力 Mura 測試；但這幾種方法都存在一定局限性，第一種方法受產線條件限制，只能在大板 Glass 上選取相應點位進行測試，每個面板只能測到個別點，無法觀測變化趨勢，只有當測得 Cell Gap 值超過設計規范時才能發現，此時再評估出現重力 Mura 的風險性大小，無法做到提前預警。第二種和第三種方法同樣是在出現重力 Mura 時才可被發現，無法做到提前預警，且由于重力 Mura 對比度低，邊緣模糊等特點，人眼觀察易造成漏檢，不利于不良的識別與改善。

基于以上對重力 Mura 監控的局限性，本文創新性提出一種通過高溫 Cell Gap 預警重力 Mura 的方法，此方法可以根據豎直放置的 TFT-LCD 面板其 Cell Gap 在高溫條件下的變化趨勢，判斷出現重力 Mura 的可能性，并探索出針對重力 Mura 的預警模型，可做到提前預警重力 Mura。

根據先前研究及探討，選擇測試方法如下：將 TFT-LCD 面板豎直放置（如圖 1 所示），橫向 X 軸選取坐標原則為面左右邊緣 10 mm，及中間區域每隔 200 mm 各一條線，根據不同尺寸面板適當增減；縱向 Y 軸選取坐標分別為 1 mm、3 mm、5 mm、7 mm、 9 mm、11 mm、13 mm、15 mm、17 mm、21 mm、 23 mm、25 mm、30 mm、35 mm、40 mm、45 mm、 50 mm。測試溫度選取 60?℃，測試時間分別為 5 min、 30 min、60 min、120 min。

3 實驗結果

3.1 液晶量對Cell Gap的影響及Cell Gap敏感區間

根據重力 Mura 形成原理，當液晶量超過 LC Margin 時，在高溫條件下液晶因重力作用下沉會在 Panel 底部形成色不均現象 ^[6]，因此探究不同液晶量時 Cell Gap 的變化趨勢對預防重力 Mura 具有重要指導意義。本文 選取液晶量分別為 0%、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%（設定中心液晶量為 0%）TFT-LCD 面板探究了在 60℃條件下加熱 120 min 后的 Cell Gap 變化趨勢，測試結果如 圖 2 所示。

3.2 加熱時間對Cell Gap影響

根據重力 Mura 形成原理，當液晶量較少時，在高溫加熱條件下液晶不會下沉，此時 Cell Gap 較穩定；但當液晶量超過 LC Margin 上限時，液晶會因重力作用逐漸下沉，最終在 Panel 底部呈現出色不均現象。

根據第三部分的探討，我們提出對量產階段 TFTLCD 面板重力 Mura 監控的預警模型如下。

以上四種模型可相互佐證，共同判定 TFT-LCD 面板是否存在重力 Mura 風險。采用上述預警模型，我們已對多款量產 TFT-LCD 面板進行測試驗證，證明其準確性，包含 ADS 和 TN 產品。

5 結語

針對傳統監控重力 Mura 方法只有當重力 Mura 出現或 Cell Gap 超出設計規范時才可被發現這一痛點，本文創新性提出通過 TFT-LCD 面板高溫 Cell Gap 變化趨勢預警重力 Mura 這一思路。通過探究液晶量和加熱時間對 Cell Gap 的影響、Cell Gap 變化的敏感區間及不同位置 Cell Gap 的差異性，得出以下規律：

（1）隨液晶量增加，Cell Gap 呈上升趨勢；

（2）在縱向 Y <10 mm 范圍內，Cell Gap 變化較為敏感，易出現重力 Mura；

（3）液晶量接近中心值時，Cell Gap 隨加熱時間 延長無明顯變化，但當液晶量接近 LC Margin 時，Cell Gap 隨加熱時間延長呈現出明顯增大趨勢；

（4）液晶量接近中心值時，同一面板不同位置 Cell Gap 無差異，但當液晶量接近 LC Margin 時，同一面板不同位置 Cell Gap 呈現出較大差異性。

通過以上規律，本文提出通過高溫 Cell Gap 預警重力 Mura 的四種模型，并取多款量產 TFT-LCD 面板（包含 ADS 和 TN 產品）驗證了預警模型的準確性，為業內預防重力 Mura 提供了一種新思路。

參考文獻：

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[6] 季春玲,吳添德.一種消除液晶屏高溫Mura的工藝研究[J].工業技術,2017,(20):34-35.

(注：本文轉載自《電子產品世界》雜志2022年9月期)