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TFT-LCD工艺中Gap性不良的分析与改善

张明亮;黎海波;丁甲;刘俊豪;周保全

【摘要】CellGap是Cell工艺中最重要的控制参数之一,它对LCD的显示效果有

着至关重要的影响.本文分析了影响CellGap的因素,对Gap性不良的分析流程进

行阐述,并对各种不同原因产生的Gap性不良进行分析研究,为实际的生产改善此类

不良提供了指导作用.

【期刊名称】《电子世界》

【年(卷),期】2017(000)019

【总页数】3页(P64-66)

【关键词】TFT-LCD;CelGap;DummySeal;PSHeight

【作者】张明亮;黎海波;丁甲;刘俊豪;周保全

【作者单位】合肥京东方光电科技有限公司;合肥京东方光电科技有限公司;合肥京

东方光电科技有限公司;合肥京东方光电科技有限公司;合肥京东方光电科技有限公

司

【正文语种】中文

近年来，薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）以其高速度，高亮度，高对比度等

优点，在平板显示器中脱颖而出，在显示器市场中独占鳌[1-3]。

目前，TFT-LCD的制造主要包括阵列(Array)，彩膜(CF)，成盒(Cell）及模组

(Module)流程，其中的Cell流程，就是将Array玻璃基板和CF玻璃基板对组成

盒，形成完整的光学系统，在整个制造流程中起着至关重要的作用。

而盒厚(CellGap)，是整个Cell工艺中最重要的控制参数之一，它对整个LCD的

显示效果有着至关重要的影响[4-5]。但在实际生产工艺过程中，因为各种原因，

导致Gap性不良频繁发生，影响产品良率的提升。

本文通过对Gap性不良的分析流程进行阐述，并对各种不同原因产生的Gap性不

良进行分析研究，为实际的生产及改善此类不良提供了指导作用。

CellGap，即液晶盒厚，是指显示区内，像素(Pixel)透光部Array侧配向膜(PI)表

面与CF侧配向膜表面之间所夹的距离（图2.1），它对LCD的显示效果有着非常

关键的影响，是Cell工艺中最重要的控制参数之一。

下面，以TN(TwistedNematic)型液晶显示器为例，说明CellGap是如何影响

显示效果的。

TN型液晶显示器，可以简化为一个平行板电容器模型。平行板电容器的两极，分

别为Array侧的像素电极和CF侧的公共电极(Com)，两极间的距离d，就是Cell

Gap。

根据场强公式：E=U/d

其中，影响盒内液晶分子偏转的场强对应的电压：

U=Vpixel-Vcom

如果在液晶盒内某处的盒厚d1另一处的盒厚d2，对应的d1与d2处的液晶分

子偏转场强关系为E1E2。

在电场强度大的区域1，液晶分子偏转程度大；而电场强度小的区域2，偏转也小。

在TN型常白模式的Panel里，液晶分子的偏转越强，相应位置越黑。所以，如

果区域2是正常的，那么区域1就表现为较黑的低Gap。

实际生产过程中，导致CellGap异常的因素很多，主要有：①PS的高度及所处的

位置；②LC的滴下量；③GlassFiber或SiBall的大小(影响周边的CellGap)；

④Sealant的宽度，包括MainSeal和DummySeal；⑤断差，包括CF的断差和

TFT的断差；⑥Particle等异物[6-7]。

由前文所述，CellGap会存在高、低、不均等问题，在实际生产过程中，就会产

生对应的不良，主要表现为黑Gap、白Gap、周边黑/白Mura。

那么，对于Gap性不良，如何进行分析，才能达到最终改善不良的目的呢？

分析的过程主要如下：

(1)旋Pol(偏光片)确认：只打开背光源，不加驱动信号，旋转上偏光片观察。此时，

上下偏光片为平行组合，由于液晶的旋光特性，背光产生的光线可从Panel透射

出来。如果存在Gap异常的地方，宏观上就表现为颜色差异(一般为偏黄或偏紫)。

需要说明的是，不加信号旋Pol是最简单直接判断是否为Gap异常的方法，但不

是绝对的，液晶本身的配向异常也会表现出同样颜色差异。

为什么Gap异常时旋Pol会出现颜色差异的现象呢？

根据JonesVector，常白模式下Panel的透过率为：

其中，Tr为透过率，△n为液晶的双折射率，d为CellGap，λ为透射光的波长。

再