平板电脑类产品暗态均匀性影响因素的研究与改善
姜勇勇*，吴 健，郭 栋，廖伟经，陈 健，孙福坤，张志华，桂国友，何睿智 【摘 要】摘要：在TFT-LCD工艺制作过程中，平板电脑产品一直存在暗态画面不均问题，对产品良率的影响较大，本文主要从产品设计、工艺参数调整、制程控制等方面进行研究，分析产品暗态均匀性的影响因素。研究表明，产品暗态均匀性主要受到暗态画面亮度和液晶显示器模组平坦度两个方面影响，暗态画面亮度越低，暗态均匀程度越好；液晶显示器模组平坦度平坦度越好，暗态均匀程度越好。结合实际生产，通过这两个方面的改善，探讨出一套暗态均匀性的管控改善方案，有效地管控了暗态均匀性的程度。 【期刊名称】《液晶与显示》 【年(卷),期】2019(034)011 【总页数】6
【关键词】关 键 词:薄膜晶体管液晶显示器；暗态均匀性；暗态亮度；平坦度；背光源
1 引 言
近年来，随着平板电脑(TPC)产品的使用越来越广泛，人们对产品显示效果的要求越来越高[1-3]，因此对液晶面板的生产和制造也提出了更高的要求，特别是对产品暗态亮度均匀性的要求越来越严格，为了改善最终产品的暗态均匀性，本文首次针对影响暗态均匀性的两大影响因素：暗态亮度和液晶显示模组(LCM)平坦度进行试验和研究，探讨出一套管控和改善暗态均匀性的方案。其中暗态亮度是指由黑矩阵(BM)宽度[4] 、摩擦弱区[5]等因素导致的暗态画面亮度；LCM平坦度是指面板对盒后基板表面平坦度[6-7]和模组加工装配工艺影响的
LCM平坦度。
2 现象及机理分析
2.1 暗态均匀性的现象
暗态均匀性是用于衡量液晶显示器暗态亮度差异的现象，指的是在全黑画面下，液晶显示器局部亮度与平均亮度的差异程度。以宽视角产品为例，理论状态下在不加信号方向电压情况下，所有液晶分子与偏光轴成垂直状态，光无法透过液晶显示模块(Panel)传播出来故整个画面成全黑状态，画面亮度均一，暗态均匀性好。当液晶分子受其他外力影响而发生偏转，导致画面偏亮，从而产生暗态画面亮度不均匀，暗态均匀性差。图1和图2所示分别为暗态均匀性差与暗态均匀性好的对比。实际生产过程中，由于产品设计的差异、生产工艺的局限以及设备参数存在一定波动性，往往影响液晶分子偏转而影响最终产品的暗态均匀性。本文以京东方某产品暗态均匀性的改善为例，研究在实际生产中暗态均匀性的影响因素以及改善对策。 2.2 暗态不均机理分析
为衡量LCM状态下面板暗态均匀性的程度，本文对暗态均匀性进行程度区分，如表1所示，Lv1程度暗态均匀性最好，Lv2程度暗态均匀性一般，Lv3程度暗态均匀性差，Lv2以上视为暗态不均。
具体到单个像素，对比不同程度不良的面板，50倍显微镜下程度严重面板存在明显像素弱区现象，如表2所示。 2.2.1 暗态亮度分析
为分析暗态亮度与暗态均匀性的相关性，本文选择相同工艺条件下的液晶屏，测试其LCM下的暗态画面亮度及暗态不均不良发生率，并将暗态亮度划分范
围，统计暗态不均不良发生率，结果如图3所示，随着暗态亮度的增加，暗态不均不良率明显增加，测试结果说明，暗态均匀性与暗态画面亮度存在强相关。 2.2.2 平坦度分析
在相同暗态画面亮度下，由于LCM状态下基板平坦度存在差异，局部剧烈形变诱导液晶发生扭曲形变引起漏光[5]，从而造成暗态不均。为了验证平坦度与暗态均匀性的相关性，本文选择相同亮度的正常基板和暗态不均基板分别测试其平坦度情况，如表3示，暗态不均的液晶屏平坦度与正常液晶屏存在明显差异，说明平坦度与暗态均匀性存在很大相关性。
3 实 验
为验证暗态均匀性的影响因素，首先我们采用控制变量法，将某一影响因素进行改变，然后测试不同参数下暗态不均的发生率。
首先从影响暗态亮度的因素出发，针对BM宽度、摩擦方向及背光源3个方向进行实验，检测暗态不均的发生率，验证不同BM宽度、不同摩擦方向及不同背光源对暗态均匀性的影响。
其次从影响LCM平坦度的因素出发，从对盒设备平坦度和偏光片贴附速度两个方向进行实验，检测暗态不均的发生率，验证不同对盒设备平坦度、不同偏光片贴附速度对暗态均匀性的影响。
4 结果与讨论
4.1 暗态亮度影响因素及改善
4.1.1 BM宽度对暗态均匀性的影响和改善
如图3所示，暗态均匀性与暗态画面亮度存在明显相关性，而如图4所示，BM宽度(BM CD)的大小会影响像素开口率，进而影响暗态画面亮度。
平板电脑类产品暗态均匀性影响因素的研究与改善
