第 1 期苏子芳, 等 : 制程停留时间对液晶显示器件影像残留的影响 71 越多的关注 IS 是指液晶显示器件于某画面持续工作一段时间后在查看另一画面时, 上一画面的影像于下一画面仍然可见的现象目前通常使用棋盘格作为 IS 测试画面画面保持数小时后切换至 50% 亮度阶调静置释放, 数分钟后使用

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砚褚
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1 第 27 卷 2012 年 2 月第 1 期液晶与显示 ChineseJournalofLiquidCrystalsandDisplays Vol.27,No.1 Feb.,2012 文章编号 : (2012) 制程停留时间对液晶显示器件影像残留的影响 1,2,3 1,2 1,2 1,2 苏子芳, 黄霞, 张少楠, 毛联波, 1,2 1,2 1,2 邱郁雯, 钟德镇, 简廷宪, 陆建钢 3 (1. 昆山龙腾光电有限公司, 江苏昆山 , Jesus.s.y@hotmail.com; 2. 江苏省 ( 龙腾 ) 平板显示技术研究院, 江苏昆山 ; 3. 上海交通大学电子信息与电气工程学院, 上海 ) 摘要 : 引入加权分数的方法评价 TFTLCD 的影像残留水平将液晶盒前段成盒制程从配向膜印刷开始至框胶固化结束所经历的时间分为 5 部分利用皮尔森相关系数及趋势图分别分析这 5 段时间与产品影像残留水平的相关性分析结果显示, 从摩擦配向后的水清洗结束到组立前的这段时间 (Q3) 与产品的影像残留有强相关性进一步细化 Q3 后得出水清洗制程后不宜停留的结论, 对实际生产具有指导性的作用关键词 : 影像残留 ; 制程停留时间 ; 水清洗 ; 杂质离子中图分类号 :TN141.9 文献标识码 :A 犇犗犐 : /YJYXS 犙犜犻犿犲犈犳犳犲犮狋狋狅犜犉犜犔犆犇狊犐犿犪犵犲犛狋犻犮犽犻狀犵 SUZifang 1,2,3,HUANG Xia 1,2,ZHANGShaonan 1,2,MAOLianbo 1,2, QIU Yuwen 1,2,ZHONG Dezheng 1,2,JIAN Tingxian 1,2,LUJiangang 3 (1. 犐狀犳狅犞犻狊犻狅狀犗狆狋狅犲犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊 ( 犓狌狀狊犺犪狀 ) 犆狅., 犔犜犇., 犓狌狀狊犺犪狀 , 犆犺犻狀犪, 犈犿犪犻犾 : 犑犲狊狌狊. 狊. 犺狅狋犿犪犻犾. 犮狅犿 ; 2. 犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犑犻犪狀犵狊狌 ( 犐犞犗 ) 犉犾犪狋犘犪狀犲犾犇犻狊狆犾犪狔犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊, 犓狌狀狊犺犪狀 , 犆犺犻狀犪 ; 3. 犛犮犺狅狅犾狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犪狀犱犈犾犲犮狋狉犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵, 犛犺犪狀犵犺犪犻犑犻犪狅狋狅狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔, 犛犺犪狀犵犺犪犻 , 犆犺犻狀犪 ) 犃犫狊狋狉犪犮狋 :ThelevelofTFTLCDsimagestickingisevaluatedbyintroducingtheweighted score.theperiodofpreprocessingduringliquidcrystalcelassemblyisdividedintofive partsfromalignmentfilmprintingtosealantcuring.thecorrelationbetweenthisfiveparts andimagestickingisanalyzedbypearsoncorelationcoeficientandtrendchart,respectively.the analysisresultsshowedthestrongrelationshipbetweenimagestickingandtheperiodofq3 whichisfromrubbingcleaningtolcdispensing.afterthedetailedanalysisofq3,thecon clusionisclearthatthelongkeepingtimeafterwetprocessisdisadvantageoustodecrease thelevelofimagesticking.ithasdirectedsignificancetorealmanufacture. 犓犲狔狑狅狉犱狊 :imagesticking;qtime;wetprocess;impurities 1 引言近年来, 液晶显示器从手机笔记本电脑发展到液晶电视逐步进入家庭, 与生活紧密相连随着科技的不断进步, 消费者对显示品质的要求也越来越高, 液晶显示器件制造商也越来越注重产品品质的提升其中液晶显示器件的影像残留问题 (IS:ImageSticking, 亦简称残像 ) 也得到越来收稿日期 : ; 修订日期 : 作者简介 : 苏子芳 (1984-), 男, 陕西榆林人, 硕士研究生, 主要从事 TFTLCD 光学设计及新产品开发通讯联系人, lujg@sjtu.edu.cn

第 1 期苏子芳, 等 : 制程停留时间对液晶显示器件影像残留的影响 71 越多的关注 IS 是指液晶显示器件于某画面持续工作一段时间后在查看另一画面时, 上一画面的影像于下一画面仍然可见的现象目前通常使用棋盘格作为 IS 测试画面画面保持数小时后切换至 50% 亮度阶调静置释放, 数分钟后使用滤光片 (NDFilter) 或 JND(JustNoticeableDiference)

产业, 通过合理的 TFT 阵列设计及回路驱动设计, 可以有效地减轻由于 TFT 漏电流面内犞 com 分布不均等因素导致的 IS, 但由制程引起的 IS 却时有发生本文致力于解决由制程引发的偶发性 IS 2 实验表征方法本文中采用 5 7 的棋盘格作为 IS 测试画面, 如图 1 所示, 画面保持 8h 后切换至 50% 亮度阶调静置释放,10 min 后使用 ND Filter 判定

2 第 1 期苏子芳, 等 : 制程停留时间对液晶显示器件影像残留的影响 71 越多的关注 IS 是指液晶显示器件于某画面持续工作一段时间后在查看另一画面时, 上一画面的影像于下一画面仍然可见的现象目前通常使用棋盘格作为 IS 测试画面画面保持数小时后切换至 50% 亮度阶调静置释放, 数分钟后使用滤光片 (NDFilter) 或 JND(JustNoticeableDiference) 等方式判定 IS 程度影响 IS 的因子很多, 总体可分为设计与制程两方面设计方面主要有 TFT(ThinFilm Tran [1] sistor) 光漏电流过大面内参考电压 ( 犞 com) 均 [24] 一性差材料选择及电压保持率不佳等 ; 制程 [56] 方面主要有配向不佳制程中产生的离子聚 [7] [8] 集制程间的停留时间 (Qtime) 过长等目前的 TFTLCD 产业, 通过合理的 TFT 阵列设计及回路驱动设计, 可以有效地减轻由于 TFT 漏电流面内犞 com 分布不均等因素导致的 IS, 但由制程引起的 IS 却时有发生本文致力于解决由制程引发的偶发性 IS 2 实验表征方法本文中采用 5 7 的棋盘格作为 IS 测试画面, 如图 1 所示, 画面保持 8h 后切换至 50% 亮度阶调静置释放,10 min 后使用 ND Filter 判定与使用 NDfilter 简单判断产品 IS 是否合格的方法不同, 本文引入了影像残留加权分数 (ISV: ImageStickingValue) 这一指标来表征 IS 的程度若用犕表示与 NDFilter 判定结果相关的加权系数, 如表 1; 用犔表示与 IS 残留的位置相关的位置系数, 如表 2, 则定义 ISV= 犕犔例如某测试显示器判定结果为全面性 ND5% 不可遮, 则其 ISV=16 2.5=40 分由以上定义可知 ISV 分数越高,IS 越严重本文同时采用皮尔森相关系数 (PCC:Pearson 表 1 NDFilter 判定结果残影测试加权系数对照表 Table1 ISseverityscore 犕 ND3% 不可遮 32 ND5% 不可遮 16 ND8% 不可遮 8 ND10% 不可遮 3 ND25% 不可遮 2 ND50% 不可遮 1 目视不可见 0 表 2 影像残留发生位置残影测试位置系数对照表 Table2 ISpositionscore 犔全面 2.5 四周 2.0 角落 1.0 CorrelationCoeficient) 分析两个因子之间的相关性这是分析两组数据线性相关性的方法其主要参数有 PCC 与犘值其中 PCC 的定义式如式 1 所示, 其绝对值越大表示两组数据的线性相关性越强 PCC = 1 狀犡犻 - 犡狀 -1 狊犡犻 =1 犢犻 - 犢 ( )( ) 狊犢 (1) 犘值是一个假设检验结果, 表示数据中没有落在此相关性中的比例例如犘 =0.05 表示 95% 的数据落在此相关性的置信区间中图 1 残影测试棋盘格画面 Fig.1 Paternofimagestickingtest 图 2 PCC 表征图 Fig.2 ExampleofPearsoncorrelationcoeficient

3 72 液晶与显示第 27 卷然而 PCC 只体现两个因子之间的线性相关盒成盒工艺中, 从配向膜 (PI) 印刷到组立成盒之性没有线性相关性 (PCC=0) 并不代表没有相间的制程, 由于 PI 与液晶 (LC) 直接与外界接触, 关性, 如图 2(d) 所示的两个因子也有某种相关很容易将外界水分等杂质带入液晶盒内造成污性因此必须将 PCC 与趋势图相结合来研究两染, 若定义此段时间为 Qtime, 则 Qtime 的长短个因子的相关性会影响液晶显示器件的 IS 水平相关实验研究 3 实验设计液晶盒中的离子来源可分为原材料引入与制 [2] 程引入两种原材料方面可以通过提高材料的介电常数减少杂质离子的引入 ; 制程方面, 在液晶表明,Qtime 越长, 液晶显示器件的 IS 越严 [7] 重与其他研究不同的是, 本文将成盒 (Cel) 前段制程分为如表 3 所示的 5 个阶段, 在保持其他 Qtime 不变的同时改变其中一个 Qtime 进行实验, 讨论各段 Qtime 与 ISV 的相关性表 3 犙狋犻犿犲定义 Table3 DefinitionofQtime Qx From To Standardtime/min Q1 PIPrintClose RubbingClose 200 Q2 RubbingClose AfterRubbingCleaning (ARC)Close 180 Q3 ARCclose LCDropclose 150 Q4 LCDropClose UVClose 20 Q5 UVClose MaincureClose 240 表 4 实验条件 Table4 Experimentcondition!" #""$ %&& ' ""$ & '!" ""$ & ' #""$ & '!" ""$ & ' ""$ & '!" ""$ & ' ""$ & '!" 4 实验结果分析与讨论对 Qtime 的皮尔森相关系数分析结果如表 5 所示 Q1 Q2 以及 Q4 与 ISV 的皮尔森相关系数均小于零并且其绝对值小于 0.5, 如图 3 的趋势图中也未显现明显的相关性, 所以 Q1 Q2 以及 Q4 与 ISV 无相关性 Q5 与 ISV 的皮尔森相关系数为但如图 3(e) 的趋势图,Q5 与 ISV 并不存在明显的相关性 Q3 与 ISV 的皮尔森相关系数为 0.783, 并且犘 =0, 即 Q3 与 ISV 呈现明显的正性线性相关性, 并且 100% 的数据落在这样的线性相关性中趋势图 3(c) 也显示出 Q3 与 ISV 明显的线性相关性趋势 (Q3 越大,ISV 越大 ), 即 Q3 越长,TFTLCD 的 IS 越严重表 5 犙狋犻犿犲与犐犛犞的相关性分析结果 Table5 CorrelationanalysisbetweenQtimeandISV Qx PCC α 犘 Q Q Q Q Q

4 第 1 期苏子芳, 等 : 制程停留时间对液晶显示器件影像残留的影响 73 ()! "##$%$& ' %$&" &$ # ' '& "+ *+! "##$%$& ' %$&" &$ # ' '&! "##$%$& ' %$&" &$ # ',+! "##$%$& ' %$&" &$ # ' '& '& '& $+! "##$%$& ' %$&" &$ # ' 图 3 Qtime 与 ISV 的趋势图.(a)Q1 与 ISV 的趋势图 ;(b)q2 与 ISV 的趋势图 ;(c)q3 与 ISV 的趋势图 ;(d)q4 与 ISV 的趋势图 ;(e)q5 与 ISV 的趋势图. Fig.3 TrendchartofQtimeandISV.(a)TrendchartofQ1andISV;(b)TrendchartofQ2andISV;(c)Trendchartof Q3andISV;(d)TrendchartofQ4andISV;(e)TrendchartofQ5andISV. Q3 表示从摩擦配向后的水清洗结束到液晶 (LC) 滴注结束的时间 Q3 流程如图 4 所示因此将 Q3 细化, 分析其与 ISV 的相关性, 分析结果如表 6 所示结合皮尔森相关分析结果及趋势图发现 Q32 Q33 以及 Q34 与 ISV 没有相关性而 Q31 与 ISV 的 PCC 为如趋势图 5 所示, 随着 Q31 的增大 ISV 体现出明显的增大趋 %" #" $ %" &'! " 图 4 '' ( Q3 流程图 Fig.4 Q3processflow &! &) 势故 Q31 与 ISV 有较强的正相关性 Q31 指从摩擦后清洗结束到高温回火结束的时间摩擦后清洗是水清洗制程,Q31 是指水 ) (! 表 6 犙 3 狓定义与相关性分析 Table6 Q3xdefineandcorrelationanalysis "#$ %&&''# ' ' & #! 图 5 Q31 与 ISV 的趋势图 Fig.5 TrendchartofQ31andISV Q3x From To PCC α 犘 Q31 ARCclose Annealingclose Q32 Annealingclose SealDispending(SD)close Q33 SDclose SealInspection (SI)close Q34 SIclose LCdropclose

5 74 液晶与显示第 27 卷分停留于配向膜上而未被烘干的等待时间因此, 影响液晶显示器件影像残留水平的制程停留时间主要是水分在配向膜上停留的时间有效地控制了水清洗制程后的等待时间, 可极大地改善产品的影像残留水平 5 结论化结束的时间分为若干部分, 应用皮尔森相关系数与趋势分布图相结合的方法分析了各段时间与 ISV 的相关性发现 : 水分于配向膜上停留的时间 (Q31) 是影响液晶显示器件影像残留水准的主要因素并通过验证实验证实, 有效地减小 Q3 能够显著提升 TFTLCD 的 IS 表现将液晶盒成盒工艺中从配向膜印刷到框胶固参考文献 : [1]ZhaoH Y,YouJ,RyuJL, 犲狋犪犾.Photoleakagecurrentimpactonimagesticking[C]// 犐犇犠 09 犇犻犵犲狊狋,Miyazaki, Japan:IDW,2009:6972. [2]MizusakiMasanobu,NakanishiYohei,YoshimuraYohji, 犲狋犪犾.InfluenceofiononvoltageholdingratioinLCD [C]// 犐犇犠 08 犇犻犵犲狊狋,Nigata,Japan:IDW,2008:3942. [3]AhnHJ,HwangH S,Kim D G, 犲狋犪犾.ImprovementofthelongtermimagestickinginanIPSLCDbydevelop mentoflcdcelmaterials[c]// 犐犇犠 08 犇犻犵犲狊狋,Nigata,Japan:IDW,2008: [4]MurakamiS,NaitoH,OkudaM, 犲狋犪犾.Transientphotocurrentinamorphousseleniumandnematicliquidcrystal doublelayers[j]. 犑. 犃狆狆犾. 犘犺狔狊.,1995,78(7): [5]ZhangP,ZhaoH Y,YouJ, 犲狋犪犾.LineimagestickinganalysisonaSiTFT LCDbychangingtherubbingdirec tionsanddcbias[c]// 犐犇犠 09 犇犻犵犲狊狋,Miyazaki,Japan:IDW,2009:6568. [6]Masanobu Mizusaki,Tetsuya Miyashita,TatsuoUchida, 犲狋犪犾.ThemechanismofimagestickingonLCDandits evaluationparametersrelatedtolcandalignmentmaterials[c]// 犛犐犇 06 犇犻犵犲狊狋,SanFrancisco,USA:SID,2006: [7]Kwak M,Kwon H,HanD, 犲狋犪犾.Analysisofcompareiondensity withimagestickinglevelonrealtftlcd panels[c]// 犐犇犠 10 犇犻犵犲狊狋,Fukuoka,Japan:IDW,2010: [8]HuangK T,ChaoA,YuC H, 犲狋犪犾.ImagestickinganalysisofdiferentQtimeLCcelbymachinevision[C]// 犛犐犇 07 犇犻犵犲狊狋,California,USA:SID,2007:

殐殐 27 1 Vol.27 No ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! "# #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., ;2., ) $ %:3 J = 2J4

殐殐 27 1 Vol.27 No ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! # #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., ;2., ) $ %:3 J = 2J4 殐殐 27 1 Vol.27 No.1 2009 1 ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! "# #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., 200092;2., 200092) $ %:3 J = 2J4 ',V T, _` * C?. + SU L 3 H4 E '.< 4 893?, V 9 P>?.