第３２卷㊀第４期
２０１７年４月㊀㊀
㊀㊀㊀
㊀㊀液晶与显示
㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y
s ㊀㊀㊀㊀㊀
V o l ．３２㊀N o ．４
㊀A p
r ．２０１７㊀㊀收稿日期:２０１６Ｇ０８Ｇ２３；修订日期:２０１６Ｇ１０Ｇ１８．
㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :y
a n r u n
b a o ＠b o e ．
c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０１７)０４Ｇ０２６９Ｇ０６
T F T ＧL C DS t a g
eM u r a 的研究与改善肖㊀洋，周㊀鹏，闫润宝∗，郑云友, 齐勤瑞，魏崇喜，章㊀旭，张㊀然
(北京京东方显示技术有限公司，北京１００１７６)
摘要:T F T ＧL C D 面板在屏幕上有斑点或波浪状M u r a ，影响液晶显示器的品质，经过图形匹配，缺陷与曝光机机台形貌匹配.通过对异常区域特性分析，发现异常区域的B M C D ㊁B M 像素间距存在异常.对原因进行模型分析：玻璃在曝光机基台上局部区域发生弯曲，曝光距离变短，致使B M P R 受光区域变小,B M C D 会偏小，进而导致区域性透过光不均一产生M u r a ；玻璃弯曲后B M 像素间距相对于设计位置也会发生变化，从而导致漏光产生M u r a .经过实验验证,B M C D 和像素间距的偏差主要由机台凸起导致g l a s s 弯曲引起，可以通过降低吸附压力和研磨机台，来改善C D 差异和像素间距偏移，同时像素间距偏移漏光，也可以通过增加C D 来改善.最终通过B M C D 增加㊁研磨机台和降低吸附压力措施,S t a g eM u r a 不良率由１０．０５％下降至０．１１％.关㊀键㊀词：薄膜晶体管液晶显示器；斑；线宽；像素间距
中图分类号:T N １４１．９㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０１７３２０４．０２６９
R e s e a r c ha n d i m p r o v e m e n t o fT F T ＧL C DS t a g eM u r a X I A O Y a n g ,Z HO U P e n g ,Y A N R u n Ｇb a o ∗,Z H E N G Y u n Ｇy o u ,Q IQ i n Ｇr u i ,W E IC h o n g
Ｇx i ,Z H A N G R a n ,Z H A N G X u (B e i j i n g B O E D i s p l a y T e c h n o l o g y C o ．,L t d ．,B e i j i n g １
００１７６,C h i n a )A b s t r a c t :T h es p o t t e da n ds t r i p e d M u r ao n T F T ＧL C D P a n e ld e g r a d e d p r o d u c t q u a l i t y
．T h ed e f e c t p a t t e r nm a t c h e d t h e e x p o s u r es t a g eb y a n a l y z i n g
．I tw a s f o u n dt h a t t h eB M C Da n dP i x e lP i t c ha r e a b n o r m a l t h r o u g hr e s e a r c h i n g t h ea b n o r m a la r e ac h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r ．M o d e la n a l y
s i sb a s e do n S t a g eM u r a i n d i c a t e d t h a t t h eb e n d i n g o f g l a s s o ns t a g e s h o r
t e d t h eE x p o s u r e g a p ,w h i c hs h r a n k t h e E x p o s u r e a r e a ,a n dm i n i f i e dC Da n d f o r m e d t r a n s m i t t a n c e d i f f e r e n c e ．T h e b e n d i n g o f g
l a s s a l s o s h i f t e d t h eP i x e l P i t c h ,w h i c h r e s u l t e d i n l i g h t l e a ka n d M u r a ．T h e e x p e r i m e n t s h o w e d t h a t t h ed i f f e r e n c eo f B M C Da n dP i x e l P i t c hw e r e c a u s e d b y S t a g e f l a t n e s s ,w h i c h c o u l d b e i m p r o v e d b y p o l i s h i n g s t a g
e a n d d e c r e a s i n g v a c u u m a d s o r p t i o n p r e s s u r e ．T h el i g h tl e a k o fP i x e lP i t c hc o u l d b ea l s oi m p r o v e d b y
e x t e n d i n g C D．F i n a l l y ,t h e C F B M s t a g e M u r a w a si m p r o v e d g r e a t l y b y C D i n c r e a s i n g ,s t a g e p o l i s h i n g ,a n d v a c u u ma d s o r p t i o n p r e s s u r e d e c r e a s i n g ,a n d t h e S t a g
eM u r a d e f e c t r a t i o d e c r e a s e d f r o m １０ ５％t o ０．１１％．
K e y w
o r d s :T F T ＧL C D ;M u r a ;C D ;p i x e l p i t c h . All Rights Reserved.
１㊀引㊀㊀言
㊀㊀薄膜晶体管液晶显示器(T F TＧL C D)能够产生彩的变化，主要是来自彩滤光片(C o l o r F i l t e r，即C F).液晶面板是通过驱动集成电路(I C)的电压改变，使液晶分子排列呈站立或扭转状，形成闸门来选择背光源光线穿透与否，并通过彩滤光片的红(R)㊁绿(G)㊁蓝(B)三种彩层提供相，形成彩画面.随着T F TＧL C D高世代量产线投产以及更大尺寸L C D面板的研制，与之配套的大尺寸㊁高分辨率彩滤光片的品质显得越发重要,M u r a是评价彩滤光片宏观视觉品质的关键参数，因此对生产工艺中产生的M u r a 也管控越来越严格.(M u r a一词源自日语，是液晶面板生产过程中出现的各种斑类不良现象总称[１Ｇ２])目前国内主要研究了C e l l和A r r a y工艺的T o u c h M u r a㊁Z a r aM u r a和R u b b i n g M u r a，很少有人进行C F M u r a的研究与改善，尤其是黑矩阵(B l a c k m a t r i x，简称B M)S t a g e M u r a的形成机理研究与改善[３Ｇ５].
本文通过对２１．５T N(T w i s t e d N e m a t i c)产品模组段未确认M u r a，进行与设备图形匹配，出造成该缺陷的设备，同时进行M u r a区域B M特性数据测量，分析B M C D(C r i t i c a lD i m e n s i o n)，像素间距(即B M P a t t e r n相对于设计位置的偏移量)是否存在异常,B M P a t t e r n与玻璃平面的夹角(T a p e 角)和膜层厚度是否异常，对M u r a形成机理进行模型分析，并试验验证，最后提出合理的改善方法，使S t a g eM u r a得到了很大的改善.
２㊀现象和试验思路
２．１㊀不良现象
B M S t a g eM u r a在下游工艺模组段能够被检出，现象为白发亮的圆斑和波浪线，如图１左侧所示，该不良位置㊁大小等均与B M曝光机特有机台结构相吻合，如图１右侧所示.可以断定这种缺陷形貌是由B M E X PS t a g e产生，在M a c r o(宏观检查机)观察B M工艺产品，在特定光源角度下可以被检出，缺陷形态与图１左侧一致.
统计B M S t a g e M u r a从高发期至改善结
束
(a)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b
)
(c)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(d)
图１㊀B M S t a g e M u r a与曝光机基台结构．(a)圆斑M u r a,(b)圆斑曝光机基台结构,(c)波浪线
M u r a,(d)波浪线曝光机基台结构
F i g．１㊀B M S t a g eM u r a a n d e x p o s u r e s t a g e s t r u c t u r e．
(a)S p o t t e d M u r a;(b)S p o t t e de x p o s u r es t a g e
s t r u c t u r e;(c)S t r i p e d M u r a;(d)S t r i p e de x p oＧ
s u r e s t a g e s t r u c t u r e
模组段不良发生率，如图２所示.模组段不良最高时发生率达１０．０５％，对品质影响巨大，经过后续一系列测试改善，不良发生率最终降至０．１１％.
图２㊀B M S t a g eM u r a模组段不良发生率
F i g．２㊀B M S t a g eM u r am o d u l e d e f e c t r a t i o ２．２㊀试验思路
由于B M S t a g eM u r a发生原因明确，因此对B M相关特性参数进行详细测量，通过数据分析不良机理及改善方向.随机抽取一块模组段不良屏，分别测量C D㊁像素间距㊁膜层厚度及T B M p a t t e r n与玻璃平面夹角，测量结果如图３所示.
０７２㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀. All Rights Reserved.
间岛问题
(a
)(b
)(c
)(d
)图３㊀B M S t a g
eM u r a 不良屏特性相关参数．(a )不良屏B M C D 数据;(b )不良屏B M P i x e lP i t c h
d a t a ;(c )不良屏B M 膜厚数据;(d )不良屏B M T a p
e 角数据F i g ．３㊀B M S t a g
eM u r a c h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r ．(a )B M C Dd a t a o f a b n o r m a l p a n e l ;(b )B M P i x e l P i t c h d a t a o f a b n o r m a l p a n e l ;(c )B M T h i c k n e s sd a t a o fa b n o r m a l p a n e l ;(d )B M T a p e a n g
l e o f a b n o r m a l p a n e l ㊀㊀从上述数据可以看出:M u r a 区C D 较O K 区
偏小０．５μm ，像素间距发生偏移成对称性偏移，像素间距数值为１．５２(S p e c ＜１),B M T a p e 角和膜厚数据则无变化.由此推断出B MS t a g eM u r a 与上述两种发生变化特性参数有关.基于B M 工艺特点及曝光机结构特点，对S t a g eM u r a 发生机理构建下述模型:①玻璃在曝光机基台上局部区
域发生玻璃弯曲,E x p o s u r eG a p 变小,
致使B M P R 受光区域变小，由于C F 使用负性光刻胶，故显影后B M C D 会偏小;②玻璃弯曲后B M
核雾霾P a t t e r n 相对于设计位置也会发生变化，故像素间距会呈现对称性偏移.简单机理描绘图如图４
所示
.
图４㊀S t a g
eM u r a 发生机理模型构建F i g ．４㊀S t a g
eM u r a g e n e r a t i o nm e c h a n i s m m o d e l 通过构建机理模型分析，初步认为B M
S t a g
eM u r a 发生根本原因为玻璃弯曲导致B M P a t t e r n 发生偏移导致漏光，同时B M C D 偏小导致局部区域透光过大.从生产工艺及设备实际情况出发，以曝光工艺变更及设备变更为改善方向.
３㊀实验和分析
农业经济与管理
３．１㊀工艺相关
品控第三方检测机构３．１．１㊀B M C D 改善测试
工艺方面，通过增加B M C D ，达到减弱B M 漏光的目的.由于B M C D 增加后，会导致产品透过率下降，因此为了弥补产品透过率，将R G B 像素膜厚相应减薄，以补偿由于B M C D 增加而降低的透过率，实现平衡.针对２１．５T N 产品,B M C D 由
２８．２μm 增加到２９μm (产品透过率下降０．９５％)，为了弥补透过率的下降,R G B 像素膜厚，相应由２ ２５μm 下降到２．２１μm (
产品透过率提高０ ９５％)，实现平衡(见表１)，并且相关信赖性评价１
７２第４期
㊀㊀㊀㊀㊀㊀肖㊀洋，等:T F T ＧL C DS t a g
eM u r a 的研究与改善. All Rights Reserved.
无异常(见表２).通过上述工艺优化调整，达到减弱B M 漏光(见图４)，最终实现B M S t a g eM u r a 不良发生率(MM T R e s u l t _Q 级)由６．４３％降低为
２ ２１％(下降３．６２％)
，改善效果明显.表１㊀２１．５T NB M C D 透过率模拟结果
T a b ．１㊀t r a n s m i s s i o n s i m u l a t i o n r e s u l t o f ２１．５T NB M C D
B M
C
D (μ
m )透过率/％
T r ．
/％R G
B
１５０n m １３５n m R a t i o
/％２８．２５２．３０４８．７０５．４０５．２７Ｇ
２８．５
５２．１０４８
５．３７５．２４０．５７２８．７５５２．００４７．８０５．３６５．２３０．７６２９５１．９０４７．５０Ｇ
５．２２０．９５２９．２５５１．８０４７．２０５．３４５．２１１．１４２９．５５１．５０４６．９０５．３１５．１８１．７１２９．７５５１．２０
４６．６０５．２８５．１５
２．２８
表２㊀２１．５T N R G B 膜厚透过率模拟结果
T a b ．２㊀T r a n s m i s s i o n s i m u l a t i o n r e s u l t o f ２１．５T N R G BT h i c k n e s s
R G BT h i c k (μ
m )域/％T r ．
2010年安徽高考作文
/％１５０n m
１３５n m R a t i o (ʏ)
/％２．２５７３．７０７２．３＠５．４
５．２７Ｇ
２．２４７３．５０７２．１＠５．４１５．２８０．１９２．２３７３．３０７１．９＠５．４２５．２９０．３８２．２２７３．１０７１．７＠５．４３５．３００．５７２．２１７２．９０７１．５＠５．４５５．３２０．９５２．２
７２．７０Ｇ
５．３３１．１４２．１９７２．５０７１．１＠５．４７５．３４１．３３２．１８７２．２０
７０．９＠５．４８
５．３５
１．５２
表３㊀２１．５T NB M C D２９．２μm ＋R G BT h i c k２．２１μm 信赖性评价结果T a b ．３㊀R e l i a b i l i t y a s s e s s r e s u l t o f ２１．５T NB M C D２９．２μm ＋R G BT h i c k２．２１μm T e s t I t e m
S p e c A v g
．２１．５
O R TC W １４R e s u l t A v g
．C h r o m a t i c i t y
W x
０．３１３０．３２１０．３０５W y
０．３２９０．３３８０．３２０C o l o rG a m u t
Ｇ
７４．３７３．０温
６５００６０３０７０４５O K
M a xB r i g h t (W ２５５)C e n t e r ２００２１７２６５O K M i nB r i g
h t (０００)C e n t e r Ｇ０．２２３０．２９８O K
２
７２㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀
第３２卷㊀
. All Rights Reserved.
续㊀表
T e s t I t e m
S p
e c A v g ．２１．５
O R TC W １４R e s u l t A v g
．U n i f o r m i t y
(W ２５５)９P o i n t s ８０
８２８６
O K
G r a y S c a l e L ２５５１００．００１００．００１００．００L １２７２１．５８２４．１１２１．３６L ０
０．０００．１００．１１g a mm a ２．２
１．９５２．１６O K金冠涂料
C o n t r a s t r a t i o C e n t e r ６００９７４８８９
O K C r o s s ＧT a l k
H X (％)Ｇ０．４０％０．３７％V X (％)Ｇ０．２７％０．１９％O K
R e s p
o n s eT i m e T r ．１．５４．２４３．９５T f ３．５１．０２１．３９T r ＋T f ５５．２６５．３４O K
G r e e n i s h １D o t
Ｇ０．００４０．００３１＋２D o t Ｇ０．００３０．００２２D o t Ｇ
０．００５０．００５O K T R
５．００％５．０６％４．９７％O K
３．２㊀
设备相关
图５㊀曝光基台C h u c kF l a t n e s sA d j
u s tH o l e 结构F i g ．５㊀E x p o s u r eC h u c kF l a t n e s sA d j
u s tH o l e s t r u c t u r e ３．２．１㊀曝光机基台吸附压力改善测试
设备方面，在曝光过程中需要通过真空吸附
将玻璃吸附在基台表面，因此在吸附过程中，会导致与基台C h u c kF l a t n e s sA d j u s tH o l e 结构接触区域的玻璃发生凸起，每个基台上有１４处C h u c k F l a t n e s s A d j
u s t H o l e 结构(见图５)，导致E x p o s u r eG a p 变小，光路衍射角较小，曝光后形成的C D 较小.同时，玻璃凸起曝光形成的B M C DP a t t e r n 发生偏移.B M C D 较小导致该区域
透过光相对正常区域多，同时C DP a t t e r n 发生偏移，导致此处漏光.最终产生B M S t a g
e M u r a .为了减弱基台吸附玻璃过程中，导致的特定区域处玻璃弯曲凸起，因此在保证玻璃可以被正常吸附的前提下，将基台吸附压力由－３０k P a 下降到－２０k P a
.通过上述吸附压力优化调整，实现B M S t a g e M u r a 不良发生率(MMT R e s u l t _Q 级)由２．２１％降低为１．２４％(ˌ０．９７％)，改善效果明显
.
图６㊀改善后B M C D 数据
F i g ．６㊀I m p
r o v e dB M C DD a t a ３．２．２㊀曝光机基台研磨测试
设备方面，为了彻底改善曝光过程中由于基台真空吸附导致的玻璃弯曲凸起导致的B M 漏光
(见图６)，因此采取对基台C h u c k F l a t n e s s
A d j u s tH o l e 结构(见图５)进行研磨作业，已达到降低玻璃弯曲凸起的目的，改善
B MS t a g
eM u r a .３
７２第４期
㊀㊀㊀㊀㊀㊀肖㊀洋，等:T F T ＧL C DS t a g
eM u r a 的研究与改善. All Rights Reserved.
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