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的真空貼合系統是目前TFT-LCD生產中，ODF工藝的最新技術，兩者的結合對常見不良和異常有明顯的改善，但也出現了新的吸盤Mura不良。通過分析和實驗，確認了不良改善的方法，并據此反推和驗證了關于不良真因的推測。

關鍵詞：液晶噴涂;D-PSC;吸盤Mura

一、 引言

TFT-LCD行業的傳統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。

真空貼合系統上基板在真空環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，在保證吸附能力的情況下，因為吸附面積小，使基板的剝離變得容易。

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

二、 不良現象

隨著新技術的運用，新的不良也出現在生產過程中。出現的新的不良現象是規則排列的白色的小圓形Mura，位置與真空貼合設備的D-PSC完全一致，被命名為吸盤Mura。

通過收集發生異常的基板的履歷及制程數據，與正常基板對比后發現，基板在真空貼合設備內停留的時間越長，異常的發生率越高：正常制程時間下，發生率約0.1%，超過2倍制程時間后，發生率高達6.4%。

三、 解析

根據經驗，與設備機構相關的Mura類異常可能因為以下原因產生：①靜電;②盒厚差異;③液晶成分變化。為了確定異常產生原因，對異常基板和正常基板進行相應的檢查和測量。

通過調取設備靜電監控數據，發現異常基板與正常基板之間，靜電數據無明顯差異。關閉除靜電棒，進行惡化實驗，異常現象并未加重或減弱，可以排除靜電影響。

對異常基板，使用盒厚測量設備測量同一基板上OK區域與Mura區域的盒厚，對比其差異。通過OK區域與Mura區域各10個點的測試后發現，Mura區域與OK區域盒厚無明顯差異，可以排除Mura是由盒厚差異造成。

將同一基板上Mura區域與OK區域的液晶進行取樣后，使用氣相色譜進行分析其成分。根據結果，Mura區域與OK區域和標樣相比，各組分出峰時間、峰面積均無明顯差異，無法證明Mura是由液晶成分變化產生。

四、 分析實驗

通過對異常基板的解析無法得知異常的原因，因此，對產生異常基板的生產過程進行進一步分析。

分析基板在真空貼合設備內經過的過程及其可能發生滯留的原因，并收集異常基板因不同原因在貼合機內滯留同樣時間后，造成的D-PSC吸盤Mura的比例，發現當基板滯留原因是粗對位異常時，D-PSC吸盤Mura的發生率（60%以上）遠遠高于因精對位異常和加壓對位異常滯留的基板（6%以下）。

不難推斷，粗對位異常時，基板所處的狀態造成了D-PSC吸盤Mura的發生。對各個狀態下兩個主要因素：真空度、上定盤高度的差異進行對比，發現相對于精對位和加壓對位階段，粗對位階段的上定盤高度較高（高10mm）。

為驗證異常是否由此差異產生，分別進行優化和惡化實驗，即將初始上定盤高度分別變更-10、-5、5、10mm進行實驗。結果顯示，高度變更-10mm以后，Mura未發生。將此優化參數通過小中大量驗證導入量產后，Mura發生率從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

根據異常的最終解決方法，推測異常發生的機理如下。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，扣除結構產生的厚度，上下基板間的間距差異實際達到4～5倍。

初始上定盤高度較高時，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。滯留時液晶分布持續受氣流影響，因此現象惡化。當初始上定盤高度較低時，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，即使滯留也很難產生差異，不會產生Mura的現象。

為驗證這一設想，進行了以下實驗：將上定盤高度恢復，在抽真空時，通過關閉一臺干泵的方式，降低抽真空的速度，從而減少氣流量。經過一段時間的驗證，在此期間，異常發生率為0.2%，也有明顯降低，設想得到佐證。

六、 結語

針對應用液晶噴涂與D-PSC真空貼合技術的液晶面板產線上出現的吸盤Mura，文章作者通過分析及實驗，最終鎖定了解決問題的關鍵是降低真空貼合設備的初始上定盤高度，使基板表面的液晶不會因為抽真空時的氣流發生改變。并且通過降低抽真空速度的方式驗證了對異常發生機理的推測。

參考文獻：

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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。