一種消除液晶屏高溫MURA的工藝研究

季春玲　吳添德

摘 要：液晶屏在生產時由于工藝存在一定的誤差，液晶量存在有一些偏多，有一些偏少的情況。常溫下液晶量的略多不會影響顯示質量，但在高溫下，由于熱脹冷縮的原理，液晶的熱膨脹系數大于液晶屏的玻璃基板，液晶量的偏多就會導致液晶向外鼓出，擠壓玻璃基板，形成白場黃色mura，影響顯示質量。

關鍵詞：液晶屏；高溫MURA；玻璃基板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.026

1 引言

本文介紹了一種消除液晶屏液晶量偏多導致高溫mura的方法，通過將多余的液晶擠出，并再次調盒，達到消除高溫mura的效果。

TFT液晶屏的生產工藝發展到今天已經非常成熟，但仍有一些頑固問題得不到很好的解決，比如高溫環境下的mura問題，就是難以解決的問題之一。由于液晶制造工藝存在誤差，液晶量的控制受到工藝條件的限制，不可能做到完全一樣，這樣就有一定比例的液晶屏存在液晶量偏多的情況。這些液晶屏高溫容易出現mura，導致了成品率因此下降。液晶顯示模塊加固技術發展及其迅速，目前已可以通過對工業屏的加固達到大大提高其高低溫性能的目的。而液晶屏制作完成之后，很少有手段可以影響液晶量等液晶屏的固有性能。本文減少液晶量的做法屬于加固液晶屏的方法之一，用較為方便的手段完成了對液晶屏的二次加工，解決了高溫mura問題，取得了較為滿意的結果。

2 高溫mura產生的基本原理

液晶屏基本結構形似三明治，如圖1所示，主要包括偏光片、ITO玻璃、液晶、框膠、間隙子，其中ITO玻璃是刻有特點圖案電極的液晶盒，間隙子作用是維持液晶盒厚均勻。當灌晶時液晶量偏多時，液晶在液晶盒內的厚度與間隙子接近，甚至超過間隙子，在高溫條件下（60℃～80℃），由于液晶的熱膨脹系數遠遠大于玻璃基板，當玻璃基板比較薄（<0.7mm）時，液晶膨脹并因自身重力作用而下沉，導致液晶屏下方出現液晶堆積的情況，使得盒厚改變，此時間隙子的作用進一步消失，使玻璃基板產生形變，影響液晶分子的旋轉，從而出現了白場mura的現象。

3 高溫mura消除的實現方法

3.1 設計原理

由于此高溫mura存在的根本原因是液晶量過多，因此消除的辦法著眼于如何設計消除多余的液晶。本設計主要依賴于三項關鍵技術，即液晶屏切割技術、液晶屏重新調盒技術以及高可靠重新封框技術。

3.1.1 液晶屏切割技術

通過對上下玻璃對應位置的精確對位與切割，改變液晶屏尺寸，且不影響顯示效果。本設計主要目的在于調整液晶量，而不需改變液晶屏有效顯示尺寸，因此只需要在液晶屏非可視區切開一小口，切開封接框，到達液晶區1～2mm即可。切割示意圖如圖2所示，在實際切割前，應算好工藝參數，如切割深度不夠，則不能切到液晶層內，還在封接框上，如深度太深，則容易切進液晶屏有效顯示區，使液晶屏有效顯示區的完整性受到破壞。

3.1.2 液晶屏重調盒技術

將切開小口的液晶屏放進調盒設備，通過加壓與加溫等手段，將液晶屏內多余的液晶擠出來，并使得液晶屏內剩余液晶均勻分布，從而達到重新調盒的目的。此處有兩個難點，一是確定需要擠出多少液晶，擠出的液晶量太少不能解決問題，擠出的液晶量太多會影響顯示均勻性。因此需要在切割前確認液晶多余的量，并通過實際工藝實踐摸索出重新調盒的工藝參數與擠出的液晶量之間的關系；二是保證此過程中液晶屏受力均勻，否則容易出現局部黃斑等mura。

3.1.3 高可靠重封框技術

擠出液晶并重新調盒后需要在液晶屏負壓條件下重新封口，達到密封的效果。采用封框膠后解壓，使膠水吸入的方法，達到滲膠深度1mm以上，從而完成了高可靠性消除液晶量偏多的方法。此過程需確保局部環境潔凈度在百級以上，否則將雜質帶入液晶層將影響液晶屏性能及顯示效果。

3.2 工藝方法（簡單介紹，不要詳細）

原材料與設備：液晶屏、TFT分斷機、點膠機、封框膠、烘箱、調盒工裝夾具、封框膠固化機等。

工藝方法：選取液晶屏的裸屏，在豎直的情況下70℃烘1小時全部在中下部出現黃斑，將液晶屏的方向旋轉180度后再次烘1小時，發現仍在中下部出現黃斑，因此確定高溫黃斑為重力斑，確為液晶量過多引起，并觀察黃斑的深淺和大小程度，面積越大、顏色越深則液晶量越多。使用TFT分斷機對液晶屏進行切角處理， 將切割后的液晶屏清潔干凈，放進調盒設備，先加上一定的氣壓，再升溫，在加壓加溫的情況下重新調盒，壓力與時間根據需擠出液晶量的多少調整。用干凈的無塵布輕輕擦拭切口，將擠出的液晶拭去。在切口處點封框膠，覆蓋住整個切口，然后慢慢地降低氣壓，直至為0，讓膠水充分滲透進切割邊內之后，用固化機固化封框膠。

3.3 結果及分析

3.3.1 溫度、壓力和時間對液晶量的影響

溫度、壓力和時間是影響最終擠出液晶量的多少的三個指標，為確定工藝參數，驗證了單一因素分別對液晶量的影響。實驗中選擇的固定參數為經驗證滿足范圍較廣的參數。實際試驗結果如圖3、圖4、圖5所示。

3.3.2 最優工藝方案分析

根據以上分析，液晶量隨溫度、壓力、時間的增加而增加，調整其中一個參數都可調整液晶量的多少。實際應用中，固定時間和溫度，調節壓力最為方便，因此選擇60℃、1小時為固定參數，而根據需擠出液晶量的多少來確定壓力的大小。

3.3.3 去除mura的實際效果分析

該工藝已驗證135塊液晶屏，70℃烘1小時，全部沒有黃斑，再烘1小時，仍沒有黃斑出現，確認通過重新調盒擠出一小部分液晶來消除高溫mura的措施是有效的。此135塊液晶屏中，9塊由于調盒過程中有異物擠壓液晶屏導致出現局部小面積黃斑，5塊由于參數設置不當導致液晶取出過多，出現低溫下液晶缺失，其余均能滿足實際應用要求，合格率達到89.6%。

4 結論

液晶屏高溫下重力mura是由于液晶量過多，間隙子失去作用導致的，可通過切割邊角，擠出多余液晶的方式得到解決，此方法通過實際工藝驗證，效果明顯，能夠在液晶屏制作完成后解決高溫mura問題，為液晶屏制作完成后的再加工提供了一種新思路。

參考文獻：

[1]Arash Malr，Michal Mlejnek.A Study of Visible defects caused by local cell gap variations in LCD panels[J].Opitcs Express（S1094—4087），2007，15（04）：1553-1560.

[2]Chang-Do Jung，Se-Yun Kim，Hee-Yul Lee.Fourier Spectrum based Periodic Cell Patter Elimination in Thin Film Transistor Liquid Crystal Display Cell Image[C].2011 IEEE International Conference on Consumer Electronics，Las Vegas，USA，Jan 9.12，2011：871-872.

[3]姚景昭，葉玉堂等.小型液晶屏盒內缺陷檢測中紋理的消除[J].光電工程，2012，39（10）：116-121.

作者簡介：季春玲（1983-），女，工程師，從事加固顯示器件的工藝技術研究。endprint