FDV Mura改善研究

張勇 李林 彭林 王志剛 神戶誠

摘? 要：為提升產(chǎn)品品質(zhì)，滿足市場需求。B19采用光配向工藝（UV2A）對(duì)PI膜進(jìn)行配向，其具有透過率高及廣視角等優(yōu)點(diǎn)，但其又有明顯缺陷──拼接Mura（FDV曝光機(jī)名稱，統(tǒng)稱FDV Mura）。通過調(diào)整Mask位置、改變PI液種類、調(diào)整照度等方法進(jìn)行Mura改善研究，結(jié)果表明：通過優(yōu)化Mask Y方向offset（將中心暗線調(diào)至子像素中心）、選擇更為穩(wěn)定的PI液（或加強(qiáng)曝光能量波動(dòng)控制）、提升TFT側(cè)照度或降低CF側(cè)照度，對(duì)改善Mura效果具有較好效果。

關(guān)鍵詞：Mask offset;暗線;照度;方位角

中圖分類號(hào)：TP394.1;TH691.9? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2021）19-0034-04

Research on Improvement of the FDV Mura

ZHANG Yong， LI Lin， PENG Lin， WANG Zhigang， MAKOTO Kambe

（Display Business B19 Cell Department， BOE Technology Group Co.， Ltd.， Chengdu? 610207， China）

Abstract： In order to improve product quality and meet market demand. B19 uses the optical alignment process （UV2A） for PI film alignment， which has the advantages of high transmittance and wide viewing angle. But it also has an obvious defect—splicing Mura （FDV exposure machine name， collectively known as FDV Mura）. Mura improvement research is carried out by adjusting the position of Mask， changing the type of PI liquid and adjusting the illumination and other methods. And the results show that the Mura effect can be improved by optimizing Mask Y direction offset （adjusting the center dark line to the center of sub-pixel）， selecting more stable PI liquid （or strengthening exposure energy fluctuation control）， increasing TFT side illuminance or decreasing CF side illuminance.

Keywords： Mask offset; dark line; illuminance; azimuth angle

0? 引? 言

近年，隨著LCD液晶面板行業(yè)的不斷發(fā)展，大尺寸、高分辨率、廣視角、高透過率等液晶面板越來越受到市場追捧[1]。品質(zhì)要求的不斷提升，對(duì)面板制造行業(yè)提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[2]，也促進(jìn)了其工藝、材料等不斷改進(jìn)與創(chuàng)新。

為提高產(chǎn)品性能（光視角、高透過率），B19 Cell部采取UV2A技術(shù)（Photo-alignment technology），對(duì)PI配向膜進(jìn)行光配向工藝。UV2A技術(shù)即通過紫外光照射使基板表面的PI液中的趨光分子定向排列，進(jìn)而誘導(dǎo)液晶分子定向排列[3]。其具有廣視角、高透過率、高良率等優(yōu)點(diǎn)[4-6]，但也有其明顯的缺陷──區(qū)塊Mura（FDV為設(shè)備名稱，后統(tǒng)稱FDV Mura）。FDV Mura產(chǎn)生對(duì)產(chǎn)品性能及產(chǎn)線良率等都產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，因此改善Mura刻不容緩。

在對(duì)FDV Mura改善的過程中發(fā)現(xiàn)，其形成受曝光能量、曝光精度、材料及像素大小等諸多因素影響，因此，加大了Mura改善難度。本文特對(duì)其重要的影響因子──Mask offset值、PI配向膜類型、曝光照度等，進(jìn)行了相應(yīng)探究及分析。為改善光配向Mura（Panel點(diǎn)燈時(shí)的區(qū)塊Mura）提供解決方案及工藝參考。

1? Mura形成原理

FDV Mura的形成：基板曝光過程中受曝光精度、曝光能量變化等影響，曝光后，導(dǎo)致相鄰Mask曝光區(qū)域透過率、預(yù)傾角有所差異。當(dāng)panel點(diǎn)燈時(shí)，宏觀表現(xiàn)出：不同視角亮度不均一，且亮度變化寬度與Mask寬度一致，從而導(dǎo)致Mura的形成，如圖1所示。

而透過率&預(yù)傾角易受暗線、曝光能量的影響。其中，暗線為UV2A工藝所特有缺陷（T、C側(cè)子像素2個(gè)配向方向）。暗線形成可分為中心十字暗線、邊緣暗線，如圖2所示。中心十字暗線→1/2子像素配向方向相反，液晶倒向相逆所引起。邊緣暗線→邊緣電場與各疇液晶分子倒向相逆所引起（當(dāng)液晶旋轉(zhuǎn)方向>90°時(shí)，形成暗線）[7]。

2? 暗線對(duì)Mura的影響

2.1? Mask Y方向Offset值對(duì)暗線的影響

調(diào)整Mask Y方向offset調(diào)整，改變中心暗線位置。 通過鐳射機(jī)臺(tái)拍攝像素照片，對(duì)比1/2子像素寬度變化，如3所示。

由圖4可發(fā)現(xiàn)：Mask Y方向Offset值調(diào)整后，a與b寬度之差有所減小。通過實(shí)際測量a、b寬度值發(fā)現(xiàn)，調(diào)整后，a與b寬度差減小（3.35→1.74）。Mask Y方向offset值優(yōu)化：（1）中心暗線位置調(diào)整，可改變1/2子像素a與b區(qū)域亮區(qū)的寬度;（2）可改變邊緣暗線裸露的寬度。

當(dāng)a、b差異變大或邊緣暗線裸露寬度變大，就會(huì)造成整個(gè)區(qū)域透過率與相鄰Head區(qū)域有差異，宏觀表現(xiàn)為明暗程度不同，從而形成Mura。因此，在改善Mura時(shí)，可將Mask曝光區(qū)域a與b寬度之差減小，即：將中心暗線調(diào)整至子像素中心。

2.2? 預(yù)傾角對(duì)暗線的影響

預(yù)傾角為液晶分子初始狀態(tài)下，長軸與配向?qū)颖砻姹３值慕嵌取A模式，透過率與預(yù)傾角關(guān)系如下[8]：

θ為兩偏光片偏光軸夾角，α為偏光片偏光軸與液晶分子夾角，即預(yù)傾角。當(dāng)θ=90°時(shí)，α=90°時(shí)，T最?。ú煌腹猓?，當(dāng)α=45°時(shí)，T最大。因此，VA模式，當(dāng)預(yù)傾角增大時(shí)，透過率降低，從而變暗。

預(yù)傾角的波動(dòng)不僅影響透過率還影響暗線寬度。測試預(yù)傾角變化對(duì)中心暗線、邊緣暗線寬度的影響。

通過模擬分析：暗線寬度（邊緣暗線、中心暗線）隨預(yù)傾角角度增大而變寬，如圖5所示。說明預(yù)傾角的變化可影響暗線寬度。而預(yù)傾角增大，透過率降低，暗線寬度也變寬，Mura現(xiàn)象也越明顯。因此，在曝光過程中，不僅需控制Mask曝光精度，各Mask曝光區(qū)域還需得到更為穩(wěn)定的預(yù)傾角。

2.3? 像素大小對(duì)暗線的影響

選取3款產(chǎn)品（同PI液，同曝光能量），測其中心暗線寬度對(duì)比（中心暗線=暗線寬度/子像素寬度）。

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)：50寸中心暗線寬度占子像素寬度比最大，達(dá)到5.89%，如圖6所示。說明像素越小，暗線占比越大。對(duì)于小像素產(chǎn)品，當(dāng)暗線受Mask Y方向offset、預(yù)傾角影響時(shí)，Mura越易受到波動(dòng)。因此，追求高分辨率產(chǎn)品時(shí)（像素尺寸減小），為提升產(chǎn)品品味，需對(duì)其制程參數(shù)（照度、Mask offset）應(yīng)更為嚴(yán)格的管控。

3? 曝光能量對(duì)Mura影響

3.1? 曝光能量對(duì)預(yù)傾角的影響

選擇3款PI液（PI-1、PI-2、PI-3），對(duì)其進(jìn)行預(yù)傾角隨曝光能量變化測量。

通過測量發(fā)現(xiàn)：隨著曝光能量的增加，預(yù)傾角呈降低趨勢，如圖7所示。這是由于曝光能量的增加，PI分子對(duì)液晶分子的作用力加強(qiáng)，致使液晶分子預(yù)傾角減?。╒A模式：Off狀態(tài)趨近于90°）[9]。且不同PI分子對(duì)曝光能量穩(wěn)定性不同。通過線性模擬：PI-3斜率最大（-0.045），說明該款PI液對(duì)曝光能量變化最為敏感，預(yù)傾角變化影響透過率，從而導(dǎo)致該區(qū)域明暗程度變化，最終形成FDV Mura。

因此，為提升Mura水準(zhǔn)：（1）需要加強(qiáng)照度波動(dòng)管控，（2）需選擇對(duì)曝光能量變化更為穩(wěn)定的PI液。

3.2? 曝光能量對(duì)方位角的影響

曝光能量=照度×曝光時(shí)間。對(duì)Mura區(qū)域及OK區(qū)域進(jìn)行方位角測量。如表1所示。

通過測量：OK區(qū)域方位角差a-b、c-d相對(duì)較小（方位角a、c大，b、d?。玀ura區(qū)域方位角差較大（理想狀態(tài)a、b、c、d為90°）。說明Mura區(qū)域方位角存在較大差異。

為改善Mura區(qū)域方位角，特對(duì)Mura區(qū)域進(jìn)行預(yù)傾角變化模擬驗(yàn)證。條件1：理想狀態(tài)T/C預(yù)傾角角度;條件2-3：TFT預(yù)傾角角度增大，CF角度不變（理想狀態(tài)），條件5：TFT角度不變（理想狀態(tài)），CF預(yù)傾角角度增大。如表2所示。

模擬結(jié)果，如表3所示。

通過模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）條件2方位角與OK方位角最為接近，即TFT預(yù)傾角角度降低;（2）條件5可提升方位角b、d角度，即CF預(yù)傾角角度增大。說明降低TFT側(cè)預(yù)傾角或提升CF側(cè)預(yù)傾角角度，可改善Mura區(qū)域的方位角。而對(duì)通過預(yù)傾角與曝光能量的關(guān)系可知：TFT側(cè)提升照度可降低預(yù)傾角&CF側(cè)照度降低可升高預(yù)傾角。

4? 結(jié)? 論

暗線及曝光能量影響Mura水準(zhǔn)。通過優(yōu)化Mask Y方向offset（中心暗線至子像素中心）、選擇更為穩(wěn)定的PI液（或加強(qiáng)照度波動(dòng)管控）、調(diào)整TFT或CF照度，可改善預(yù)傾角、方位角等，從而改善FDV Mura。

今后，針對(duì)不同尺寸的產(chǎn)品，為提升產(chǎn)品品質(zhì)，需考慮加強(qiáng)制程參數(shù)管控及相應(yīng)參數(shù)調(diào)整，以及選擇更為穩(wěn)定性的PI液。

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作者簡介：張勇（1981—）男，漢族，吉林吉林人，工程師，本科，研究方向：TFT-LCD顯示器開發(fā)與工藝改善研究。