IPS模式液晶顯示器件中COG Mura的改善

尹剛李成龍陸建鋼

1 上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海，200000

2 昆山龍騰光電有限公司，江蘇昆山，215300

IPS模式液晶顯示器件中COG Mura的改善

尹剛1、2李成龍2陸建鋼1

1 上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海，200000

2 昆山龍騰光電有限公司，江蘇昆山，215300

COG mura作為液晶顯示器件中經常出現的不良現象，現階段通過采用相對溫度較低的ACF材料得到改進，在TN液晶顯示模式中，由于其為常亮顯示模式，可自然弱化COG mura的現象。但是當采用IPS的常黑模式時，COG mura的現象就顯得尤為明顯，同時IPS產品的對比度對溫度的敏感度也相對較高，COG mura就成為了其大規模量產所必須解決的工藝問題。本文采用新型熱平衡法，通過調節COG 壓著區溫度平衡率，解決COG mura的問題，為提高IPS液晶顯示的量產良率，降低器件的制備成本，做出了有益的嘗試。

COG mura；壓著區；溫度平衡

1 引言

IPS模式的液晶顯示器件目前是LCD 的主流產品，因其具有較大的視角以及豐富的色彩和良好的相應速度得到很多用戶的青睞。實際模塊生產過程中，COG 制程后，出現大量的mura現象，嚴重影響顯示效果，在客戶端以及終端客戶中反饋品味效果及體驗度下降。

當前傳統的生產中，大量采用降低COG制程壓著溫度的方法，減弱COG Mura的影響，而這種方法帶來的影響是，需要采用低溫參數的異方性導電膠（ACF）材料，而就現有的ACF生產技術而言，門檻很高。

本次課題的研究是通過調整COG 制程中本壓著的加熱方式，擺脫ACF材料本身的溫度限制，減弱COG mura的程度，提升顯示效果。

2 模塊生產過程工藝流程

2.1 COG 制程原理

COG（Chip on Glass）制程是將LCD 的驅動IC利用異方性導電膠（ACF）與LCD 驅動線路聯通，通過壓著頭(Hot head)高溫使ACF固化，從而將驅動IC固定在LCD 玻璃基板表面。

COG工藝流程是先將ACF貼附于LCD玻璃基板表面，再將驅動IC預定位在ACF表面上，再通過熱壓頭，對驅動IC表面進行壓著及加溫。壓力將迫使ACF內含有的導電粒子將IC引腳與LCD基板上的線路導通；溫度將使ACF的膠材由膠狀轉化為固態，從而將驅動IC固定在LCD基板表面。COG 制程工藝原理如圖1所示。

圖1 COG 制程原理

圖2 Bonding前后翹曲示意圖

圖3 COG mura現象圖

2.2 COG mura 產生原理

2.1 中提到的COG 制程中的高溫參數，使異方性導電膠（ACF）固化，同時也使驅動IC和LCD 玻璃基板發生脹縮。這兩種材料的膨脹量不同導致壓著后的形變量不同（圖2 所示），引起靠近驅動IC部分的LCD 液晶盒厚度(Cell Gap)局部不均勻（如圖3所示），進而在顯示時出現對比度差異——即Mura現象。

Cell Glass與Drive IC受熱膨脹差異>Cell Gap局部不均勻>COG mura，因此解決Cell Glass與Drive IC之間膨脹量的差異，即可改善COG mura現象。

3 改善方案

首先我們用以下公式模擬膨脹過程：

XIC膨脹量=L*ΔD * △Ta

XGlass膨脹量=L*ΔC * △Tb

其中：L為IC與Cell Glass重疊區域長度 ΔTa:上壓頭溫度變化，ΔTb:下支撐頭溫度變化，ΔC：Cell Glass膨脹系數，ΔD：Drive IC 膨脹系數要使XIC膨脹量≈XGlass膨脹量，也就是Driver IC 膨脹量與玻璃基板膨脹量相當，

那么L *ΔD * △Ta≈ L *ΔC * △Tb，同項相約掉后

調整公式為：△Ta/△Tb=ΔC/ΔD

可以描述為IC受熱后的溫度變化量與CELL Glass受熱后的溫度變化量的比值，與玻璃基板膨脹系數和IC膨脹系數比，大致相等時，可抵消材料膨脹量，從而改善COG mura，這種方法可稱之為熱平衡法。

從公式中可以看到ΔC和ΔD兩個材料的膨脹系數，在材料選定時其比值就已經確定了，也不再變更，在相關材料的參數說明中都會提供。因此我們只能通過調整IC溫度變化量和CELL Glass的溫度變化量（△Ta/△Tb）使兩種材料的膨脹量可達到一定平衡狀態，使兩種材料形變量大致相當，從而減弱COG mura現象。

4 實驗驗證

基于上述3的分析設計DOE實驗，進行驗證

實驗條件：

CELL實驗材料的膨脹系數（ΔC）為 4.7 ；

IC實驗材料的膨脹系數（ΔD）為3.4 ；

設計實驗條件如表1所示。

表1 DOE實驗條件

采用Minitabel工程實驗軟件進行隨機排序進行實驗驗證，結果如下表2：

表2 溫度變化與COG mura驗證關系結果

依據實驗條件中可以得出IC 和 Cell Glass的膨脹系數比例為ΔC / ΔD=4.7/3.4=1.38

實驗結果中最佳參數組為 NO.10組實驗條件，△Ta=155℃△Tb =110℃，△Ta/△Tb =155/110=1.4，基本與ΔC /ΔD的比值相等，此實驗結果驗證了我們所推導的理論公式，說明了熱平衡方法的可用性。

5 結語

采用熱平衡的方法對COG mura具有良好的改善效果，其優點是避免了頻繁更換低溫的ACF 而帶來的生產成本的上漲，能夠在現有的生產條件下，使COG mura得到良好的改善。更重要的是熱平衡法能夠在實際中對于不同材料所使用的工藝參數提供參考值，避免頻繁的參數調整，從而節省大量的實驗調整時間，提高生產效率。

[1]張麥麗,王秀峰,牟強,等.ITO玻璃光刻工藝的研究[J].液晶與顯示.2005(01):22-26.

[2]方省眾,李青璇,王震,等.異構化聚酰亞胺取向膜預傾角的研究[J].液晶與顯示.2003(01):18-20.

[3]周艷瓊,白木.液晶顯示技術綜述[J].影像技術.2002(04):10-15.

尹剛/1981年生/男/吉林吉林人/本科/研究方向為平板與顯示專業