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易利凯STN点阵类LCD静电引起黑白条显示之初探

发布时间:2015/12/23 11:48:21 点击量:

近两年,LCD的生产在中国蓬勃兴起,华南一带最近两年就建立起了不少的新厂,因为工作的关系,经常与业内的很多人士来往,其中有从业于LCD厂也有从业于LCM厂的,发现这个行业中有许许多多的问题困绕着大家。本文摘选其中的ESD(ElectricalStaticDischarge)问题进行分析,因为在LCD、LCM生产过程中随时会产生因为ESD造成的不良,其中主要的不良有静电对PI层的击穿,静电对显示不良造成的影响。而本文着重对因静电造成的STN点阵类黑、白条缺陷进行解决,并对其它静电类缺陷提供可行的解决建议。

本文从ESD产生的成因分析,重点解决静电对LCD显示黑白条的影响,同时以实验为手段对问题进行验证,因为本人的水平有限,其中有些看法可能会有不当,希望大家谅解。只希望本文能对从事LCD、LCM行业中的技术人员有所帮助。

一、静电是如何产生的

自然界中的物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带正电的电子与带负电的质子组成。一般情况下,原子中的电子数与质子数相等,物体呈现出不带电现象。但是当两个不同物质相互接触时就会使一个物体失去电子带正电而另一个物质得到电子带负电,若在分离过程中电荷难以中和就会使物体带静电。

二、静电放电模式(ESD)

因为ESD产生的成因及放电的方式各异,综合分析,主要有以下几种ESD模式:

1、人体放电模式(HumanBodyMode)
HBM模式主要是操作人员在走动过程中,身体与衣物或鞋与地面发生摩擦积累静电,当人体与IC或LCD器件接触,静电会通过IC管脚或器件外电极导入IC器件内或LCD盒内。
2、设备放电模式(MachineMode)
MM模式是设备生产运行过程中积累静电(如玻璃基板自动运送过程),当设备接触器件时,如果有电位差别,会产生ESD。
3、器件充电模式(Charge—DeviceMode)
CDM模式是器件本身积累静电,尤其是LCD器件,当上下两片玻璃基板都积累了静电且有很大的电位差时,会产生ESD。CDM模式放电速度快,造成的破坏力大。成盒后的LCD在生产过程中盒内也会导入大量电荷,如果遇到适当的放电环境,也会产生ESD。
4、电场感应模式(Field-InducedMode)
FIM模式主要产生于LCM制程,当IC经过某一电场时,相对极性的电荷会通过一些管脚释放掉,当IC通过电场后便会积累一些静电荷,此静电电荷会通过类似CDM模式释放。
5、测试导入模式(Test-GuideMode)
TGM模式为常见的一种模式,为LCD、LCM测试过程中在加电场测试过程中相对极性的电荷通过引脚进入盒内,导致某几根电极呈带电状态,影响LC分子的扭转,表现为显示黑条、白条。

三、LCD制程分析

一个基本的LCD生产制程主要分为以下几个步骤:

玻璃基板装蓝—清洗—涂感光胶—UV暴光—坚膜—刻蚀—剥离—清洗—TOP涂覆—PI涂覆—摩擦—清洗—印框—印点—成盒—切割—灌晶—裂粒—光台检—电性能检—贴片

从以上步骤分析产生静电的主要环节。

表一
从表一可以看出,静电容易从滚轮传送后及产品与人手接触后产生。

四、静电表现类型

常见的静电对LCD的影响主要有以下几个方面:
1、静电对PI层击穿
多出现在不同层之间的ITO形成电位差后瞬间放电,强大的电流烧伤PI。
2、静电类显示不匀
多出现在高温带电实验后,表现为块状显示不匀。
3、显示深、浅条
多出现在STN点阵产品显示中,某一根或几根产品显示比其它的深黑或浅白。

五、静电防护

在制程中不可能完全杜绝静电的产生,但可以削弱其的影响。主要工作是在容易产生静电的位置放置等离子除静电装置,适当的提高室内的湿度,改善设计增加放静电线,可以有效的减少静电的产生,但以上措施只能适当的降低对PI层的影响,对显示黑、白条的影响并没有太大的改进。同时以上也不是本文要论述的重点。
为了解决静电对显示深、浅条的影响,采用DOE实验的方法设定了以下实验:

实验从PI的固含量及AT材料的防静电性能考虑,分别采用两个因素,两个位极,实验如下表:
表2
实验做出后,各组抽24粒产品,通过人为加静电的方法给每粒产品加上大致相同的静电,观察电测黑白条消失的时间,结果如下:
表3
通过计算分析计算,实验3效果最好。
根据实验结果,采用实验工艺,针对以前客户反馈的黑白条产品进行生产,效果良好。

六、结论

1、LCD制程中的静电可以通过增加除静电离子风及提高室内的湿度等方法减少静电的影响。
2、对静电造成的显示黑、白条等不良采用防静电钝化膜材料对释放静电的时间是有效的。实际从实验来看,钝化膜材料影响不如PI的固含量影响大。
3、PI固含量的影响是很大的,PI固含量小、PI薄的产品与与之相反的产品静电保持时间能减少一半以上,如果同防静电钝化膜材料配合用效果更好,释放静电均值更稳定,延伸想的话,能采用防静电的PI材料用此固含量可能更好,但应考虑PI薄是否会造成其他缺陷,如暗显等,最好采用此结论时根据自己公司的PI状态进行实验验证。

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