TFT-LCD面板高温Cell Gap预警重力Mura

摘要：重力Mura是TFT-LCD行业顽固不良，其形成原因为Cell Gap均匀性差导致透光率不均，在视觉上呈现出色不均现象。为解决传统监控方式重力Mura不易拦截的缺陷，基于重力Mura形成原理，本文通过探究液晶量对Cell Gap的影响，Cell Gap变化的敏感区间，不同液晶量面板在高温条件下其Cell Gap随加热时间的变化趋势以及不同位置Cell Gap差异性，总结出通过高温Cell Gap变化趋势预警重力Mura的模型，为行业内预防重力 Mura 提供了一种全新思路。

关键词：高温Cell Gap；重力Mura；预警模型

1 引言

随着 TFT-LCD（Thin film transistor liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器）面板市场竞争的日益激烈，用户对产品画质的要求也越来越高，因此改善画面质量成为企业取得客户信任及用户认可的关键。其中 Mura 类不良为一种常见不良，且很难避免，成为业内需要攻克的难题。重力 Mura 为其中一种顽固不良，在常温下很难拦截，但是在加热或长时间通电条件下会在面板底部呈现出色不均现象，严重影响显示效果。

传统监控重力 Mura 方法大致分为三种：第一种方法是在产线生产过程中，常温条件下抽测 Cell Gap 值，判断是否满足设计规范；第二种方法是在产线生产过程中，抽取一定数量 Glass 进行高温重力 Mura 测试；第三种方法是抽取一定数量的 TFT-LCD 面板，在实验室进行高温重力 Mura 测试；但这几种方法都存在一定局限性，第一种方法受产线条件限制，只能在大板 Glass 上选取相应点位进行测试，每个面板只能测到个别点，无法观测变化趋势，只有当测得 Cell Gap 值超过设计规范时才能发现，此时再评估出现重力 Mura 的风险性大小，无法做到提前预警。第二种和第三种方法同样是在出现重力 Mura 时才可被发现，无法做到提前预警，且由于重力 Mura 对比度低，边缘模糊等特点，人眼观察易造成漏检，不利于不良的识别与改善。

基于以上对重力 Mura 监控的局限性，本文创新性提出一种通过高温 Cell Gap 预警重力 Mura 的方法，此方法可以根据竖直放置的 TFT-LCD 面板其 Cell Gap 在高温条件下的变化趋势，判断出现重力 Mura 的可能性，并探索出针对重力 Mura 的预警模型，可做到提前预警重力 Mura。

根据先前研究及探讨，选择测试方法如下：将 TFT-LCD 面板竖直放置（如图 1 所示），横向 X 轴选取坐标原则为面左右边缘 10 mm，及中间区域每隔 200 mm 各一条线，根据不同尺寸面板适当增减；纵向 Y 轴选取坐标分别为 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。测试温度选取 60 ℃，测试时间分别为 5 min、 30 min、60 min、120 min。

3 实验结果

3.1 液晶量对Cell Gap的影响及Cell Gap敏感区间

根据重力 Mura 形成原理，当液晶量超过 LC Margin 时，在高温条件下液晶因重力作用下沉会在 Panel 底部形成色不均现象 ^[6]，因此探究不同液晶量时 Cell Gap 的变化趋势对预防重力 Mura 具有重要指导意义。本文 选取液晶量分别为 0%、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%（设定中心液晶量为 0%）TFT-LCD 面板探究了在 60℃条件下加热 120 min 后的 Cell Gap 变化趋势，测试结果如 图 2 所示。

3.2 加热时间对Cell Gap影响

根据重力 Mura 形成原理，当液晶量较少时，在高温加热条件下液晶不会下沉，此时 Cell Gap 较稳定；但当液晶量超过 LC Margin 上限时，液晶会因重力作用逐渐下沉，最终在 Panel 底部呈现出色不均现象。

根据第三部分的探讨，我们提出对量产阶段 TFTLCD 面板重力 Mura 监控的预警模型如下。

以上四种模型可相互佐证，共同判定 TFT-LCD 面板是否存在重力 Mura 风险。采用上述预警模型，我们已对多款量产 TFT-LCD 面板进行测试验证，证明其准确性，包含 ADS 和 TN 产品。

5 结语

针对传统监控重力 Mura 方法只有当重力 Mura 出现或 Cell Gap 超出设计规范时才可被发现这一痛点，本文创新性提出通过 TFT-LCD 面板高温 Cell Gap 变化趋势预警重力 Mura 这一思路。通过探究液晶量和加热时间对 Cell Gap 的影响、Cell Gap 变化的敏感区间及不同位置 Cell Gap 的差异性，得出以下规律：

（1）随液晶量增加，Cell Gap 呈上升趋势；

（2）在纵向 Y <10 mm 范围内，Cell Gap 变化较为敏感，易出现重力 Mura；

（3）液晶量接近中心值时，Cell Gap 随加热时间 延长无明显变化，但当液晶量接近 LC Margin 时，Cell Gap 随加热时间延长呈现出明显增大趋势；

（4）液晶量接近中心值时，同一面板不同位置 Cell Gap 无差异，但当液晶量接近 LC Margin 时，同一面板不同位置 Cell Gap 呈现出较大差异性。

通过以上规律，本文提出通过高温 Cell Gap 预警重力 Mura 的四种模型，并取多款量产 TFT-LCD 面板（包含 ADS 和 TN 产品）验证了预警模型的准确性，为业内预防重力 Mura 提供了一种新思路。

参考文献：

[1] 罗丽平,贠向南,金基用.TFT-LCD生产及发展概况[J].现代显示,2012,(3):31-38.

[2] 石天雷,杨国波,刘亮等.ODF工艺用封框胶的研究[J].光电子技术,2011,31(3):211-214.

[3] 陈宏宇.液晶面板中Cell Gap不匀称性的建模分析[J].通信与广播电视,2014,(3):47-52.

[4] 王健,王超.TFT-LCD重力Mura的影响因素[J].液晶与显示,2019,34(5):496-500.

[5] 李汝乐,陈正弟等.TFT-LCD_Panel...ell_Gap变化趋势探究[J].电子世界,2022,(1):76-78.

[6] 季春玲,吴添德.一种消除液晶屏高温Mura的工艺研究[J].工业技术,2017,(20):34-35.

(注：本文转载自《电子产品世界》杂志2022年9月期)