TFT-LCD制程中吸盤Mura分析及改善研究

摘 要：IJP液晶噴涂工藝和采用D-PSC的真空貼合系統(tǒng)是目前TFT-LCD生產(chǎn)中，ODF工藝的最新技術(shù)，兩者的結(jié)合對(duì)常見不良和異常有明顯的改善，但也出現(xiàn)了新的吸盤Mura不良。通過分析和實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)了不良改善的方法，并據(jù)此反推和驗(yàn)證了關(guān)于不良真因的推測(cè)。

關(guān)鍵詞：液晶噴涂;D-PSC;吸盤Mura

一、 引言

TFT-LCD行業(yè)的傳統(tǒng)液晶灌注工藝為液晶滴下工藝。其原理類似針管注射，單滴最小滴下量約為0.15mg。這種方式滴下的液晶，需要在貼合后由單滴擴(kuò)散為整面，均一性較難控制。而新型的IJP液晶噴涂工藝類似噴墨打印，以電壓控制上千個(gè)針孔的壓電陶瓷開閉，單滴滴下量可小至0.00004mg，使液晶天然具有較好的均一性。

真空貼合系統(tǒng)上基板在真空環(huán)境中的吸附方式包括ESC（靜電吸附盤）、PSC（物理吸附盤）等。分布式物理吸附盤（D-PSC）則是最新技術(shù)，在保證吸附能力的情況下，因?yàn)槲矫娣e小，使基板的剝離變得容易。

以上兩者均被運(yùn)用到最新型的高世代液晶面板產(chǎn)線中，對(duì)ODF產(chǎn)線常見的滴下痕、四角真空泡、塊狀Mura、貼合掉片等不良有明顯的改善，提升了產(chǎn)線的良率。

二、 不良現(xiàn)象

隨著新技術(shù)的運(yùn)用，新的不良也出現(xiàn)在生產(chǎn)過程中。出現(xiàn)的新的不良現(xiàn)象是規(guī)則排列的白色的小圓形Mura，位置與真空貼合設(shè)備的D-PSC完全一致，被命名為吸盤Mura。

通過收集發(fā)生異常的基板的履歷及制程數(shù)據(jù)，與正?；鍖?duì)比后發(fā)現(xiàn)，基板在真空貼合設(shè)備內(nèi)停留的時(shí)間越長，異常的發(fā)生率越高：正常制程時(shí)間下，發(fā)生率約0.1%，超過2倍制程時(shí)間后，發(fā)生率高達(dá)6.4%。

三、 解析

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，與設(shè)備機(jī)構(gòu)相關(guān)的Mura類異?？赡芤?yàn)橐韵略虍a(chǎn)生：①靜電;②盒厚差異;③液晶成分變化。為了確定異常產(chǎn)生原因，對(duì)異常基板和正?；暹M(jìn)行相應(yīng)的檢查和測(cè)量。

通過調(diào)取設(shè)備靜電監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異?；迮c正?；逯g，靜電數(shù)據(jù)無明顯差異。關(guān)閉除靜電棒，進(jìn)行惡化實(shí)驗(yàn)，異?，F(xiàn)象并未加重或減弱，可以排除靜電影響。

對(duì)異?；澹褂煤泻駵y(cè)量設(shè)備測(cè)量同一基板上OK區(qū)域與Mura區(qū)域的盒厚，對(duì)比其差異。通過OK區(qū)域與Mura區(qū)域各10個(gè)點(diǎn)的測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，Mura區(qū)域與OK區(qū)域盒厚無明顯差異，可以排除Mura是由盒厚差異造成。

將同一基板上Mura區(qū)域與OK區(qū)域的液晶進(jìn)行取樣后，使用氣相色譜進(jìn)行分析其成分。根據(jù)結(jié)果，Mura區(qū)域與OK區(qū)域和標(biāo)樣相比，各組分出峰時(shí)間、峰面積均無明顯差異，無法證明Mura是由液晶成分變化產(chǎn)生。

四、 分析實(shí)驗(yàn)

通過對(duì)異?；宓慕馕鰺o法得知異常的原因，因此，對(duì)產(chǎn)生異常基板的生產(chǎn)過程進(jìn)行進(jìn)一步分析。

分析基板在真空貼合設(shè)備內(nèi)經(jīng)過的過程及其可能發(fā)生滯留的原因，并收集異常基板因不同原因在貼合機(jī)內(nèi)滯留同樣時(shí)間后，造成的D-PSC吸盤Mura的比例，發(fā)現(xiàn)當(dāng)基板滯留原因是粗對(duì)位異常時(shí)，D-PSC吸盤Mura的發(fā)生率（60%以上）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于因精對(duì)位異常和加壓對(duì)位異常滯留的基板（6%以下）。

不難推斷，粗對(duì)位異常時(shí)，基板所處的狀態(tài)造成了D-PSC吸盤Mura的發(fā)生。對(duì)各個(gè)狀態(tài)下兩個(gè)主要因素：真空度、上定盤高度的差異進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于精對(duì)位和加壓對(duì)位階段，粗對(duì)位階段的上定盤高度較高（高10mm）。

為驗(yàn)證異常是否由此差異產(chǎn)生，分別進(jìn)行優(yōu)化和惡化實(shí)驗(yàn)，即將初始上定盤高度分別變更-10、-5、5、10mm進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，高度變更-10mm以后，Mura未發(fā)生。將此優(yōu)化參數(shù)通過小中大量驗(yàn)證導(dǎo)入量產(chǎn)后，Mura發(fā)生率從1.6%下降到0.01%，成功解決此異常，每月減少超過10000片因此異常降等的基板。

五、 根因推測(cè)

根據(jù)異常的最終解決方法，推測(cè)異常發(fā)生的機(jī)理如下。上定盤高度決定了上下基板間的距離。上定盤高度相差10mm時(shí)，扣除結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的厚度，上下基板間的間距差異實(shí)際達(dá)到4～5倍。

初始上定盤高度較高時(shí)，由于上下基板間的氣體量大，其氣流量也較大。由于IJP工藝，液晶在基板表面的分布更加平坦，使液晶表面組分分布更容易受到氣流影響。同時(shí)在D-PSC吸附的作用下，基板有輕微的形變，造成D-PSC位置與其他位置的液晶受氣流影響程度不同。滯留時(shí)液晶分布持續(xù)受氣流影響，因此現(xiàn)象惡化。當(dāng)初始上定盤高度較低時(shí)，由于上下基板間的氣體量小，其氣流量也較小，液晶表面組分分布受氣流的影響也較小，即使滯留也很難產(chǎn)生差異，不會(huì)產(chǎn)生Mura的現(xiàn)象。

為驗(yàn)證這一設(shè)想，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：將上定盤高度恢復(fù)，在抽真空時(shí)，通過關(guān)閉一臺(tái)干泵的方式，降低抽真空的速度，從而減少氣流量。經(jīng)過一段時(shí)間的驗(yàn)證，在此期間，異常發(fā)生率為0.2%，也有明顯降低，設(shè)想得到佐證。

六、 結(jié)語

針對(duì)應(yīng)用液晶噴涂與D-PSC真空貼合技術(shù)的液晶面板產(chǎn)線上出現(xiàn)的吸盤Mura，文章作者通過分析及實(shí)驗(yàn)，最終鎖定了解決問題的關(guān)鍵是降低真空貼合設(shè)備的初始上定盤高度，使基板表面的液晶不會(huì)因?yàn)槌檎婵諘r(shí)的氣流發(fā)生改變。并且通過降低抽真空速度的方式驗(yàn)證了對(duì)異常發(fā)生機(jī)理的推測(cè)。

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作者簡介：唐樂，南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司。