彩色濾光片RGB漏光不良工藝改善探究

龐華山 高雪松 陳潤 蔣遷 盛大德

摘 要：針對高清晰液晶顯示器制作所需的高開口率彩色濾光片制作過程中出現的RGB漏光不良進行工藝改善探究。實驗驗證了Align Tolerance、PCP溫度及Overlay補正等改善方法對產品的影響情況，同時結合成本及對實際生產的影響進行比較，成功導入最合適的PCP溫度、新的Overlay補正方案，降低了高開口率產品的漏光不良發生率。

關鍵詞：彩色濾光片；漏光不良；工藝改善

中圖分類號：TN873+.93 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）22-0118-04

Abstract： In view of the poor RGB leakage caused by the fabrication of high aperture color filters in the production of high-definition liquid crystal display（LCD）， process improvement is explored. The experiment verified the effect of Align Tolerance， PCP temperature and Overlay correction on the product. At the same time， compared with the cost and the effect on the actual production， the most suitable PCP was introduced. The temperature and the new Overlay correction scheme have reduced the incidence of poor leakage of products with high opening rate.

Keywords： color filter； bad light leakage； process improvement

引言

隨著高清晰，高透過率產品技術的發展，液晶面板的關鍵組件彩色濾光片制作工藝中BM線寬需要更窄，開口率需要更高，陣列基板與彩色濾光片基板對位成盒時所需的精度也越來越高，極易出現對位偏差，而對位偏差又會導致漏光不良。實際生產中不同時間建立的TFT-LCD生產線的設備精度均有差異，因此，在現有生產線設備精度的基礎上對彩色濾光片的RGB工藝圖形位置和精度的改善研究對控制漏光不良發生及適應高開口率產品的導入具有重要意義。本文從RGB工藝制作過程控制角度，在現有設備精度和開發工藝的基礎上探討如何減少漏光不良的發生。

1 漏光不良及工藝管控

1.1 不良現象

如圖1，2所示，分別為三種亞像素透射光下漏光現象，多數情況下漏光是對應亞像素向Overlap方向偏移，不良在成盒工序完成后會形成規則的亮點或亮線。

1.2 漏光不良工藝管控

為保證不同layer位置精度，設計引入Overlay Mark 作為過程監控標志。如圖3所示（差異放大20000倍示意圖），采用6shot 曝光時，color Pattern和BM Pattern圖形并非完全重合，總會出現偏差，在BM 圖形制作時分別在shot四角位置為后工序制作RGB時預留出RGB Overlay Mark（如圖4所示），在RGB各工序完成后，通過測量新的Overlay Mark 與BM Mark 中心點坐標的偏移量來表示 RGB圖形偏移的程度。圖4中內部黑色框為BM Overlay Mark，外部為G Overlay Mark。

因此，統一用Overlay Mark的形狀和偏移量來表征量化漏光不良工藝管控的標志。

2 實驗與分析

2.1 Align Tolerance相關性及改善

RGB基板曝光通過BM align Mark對位，以確定shot曝光精度，通過Align Tolerance加嚴，對改善Overlay偏移應當起到改善作用。

通過對比圖5Overlay波動及圖6Overlay x、y方向的Range比較，我們得出Align Tolerance 加嚴后有如下結論：

（1）對Overlay x波動性無改善，對Overlay y有較大改善。

（2）只對數據較差的點位有改善。

（3）加嚴會導致曝光機Tact time慢2s。

綜上，Align Tolerance加嚴，對改善漏光不良影響小，但產能損失大。

2.2 PCP溫度相關性及改善

針對不同溫度條件下曝光時膨脹和收縮情況不同會導致圖形的變化，考慮驗證PCP溫度的最優條件。如圖7為不同溫度條件下單一shot Overlay map 內縮和外擴的示意圖。

如圖8可知隨著溫度的降低Overlay y方向內縮明顯。雖然調整PCP溫度可以改善Overlay map向設計規格方向偏移，但微觀像素上卻仍存在漏光的風險；如圖9所示，在不同溫度下像素存在不同程度的偏移，在條狀RGB像素設計中Overlap方向的偏移是最容易漏光的，而像素長邊方向發生漏光的可能性是很小的；因此，考慮采用PCP溫度改善漏光時，應考慮產品子像素在基板上的排布方向。如圖10所示，不同產品像素在基板上的排列方向不同，當像素沿長邊Shift時，漏光風險較像素Overlap方向小，但是為了降低風險，需要根據不同產品Overlay伸縮特點分別測試，兼顧x，y兩個方向，通過將像素最易發生漏光的方向的Overlay通過PCP溫度改善到合適的值，之后確認Shot邊緣的像素x，y兩個方向的Overlap量，判斷是否OK；以43寸某型號產品測試結果如圖11所示。

結論：PCP溫度調整Overlay x略有惡化，Overlay y改善明顯，滿足要求。

2.3 Overlay補正模板對比驗證

在實際生產的產品Overlay測量數據會與設計值存在差異，為保證產品在規格內生產，需要對Overlay進行補正；如圖12所示，為業界常用的四點平均補正方法和原理。

其中心思想是將Overlay組成的矩形圖型的中心點坐標進行補正使其重疊以保證Overlay的位置精度。然而，實際生產中內縮、外擴的情況會出現Overlay組成的map不是矩形而是非規則四邊形的情況，此時采用中心點重疊的補正方法在不能將Overlay持續的穩定在規格范圍內，仍造成漏光的情況，因此，引入極值平均法進行補正，補正方法和原理如圖13所示。

極值平均法補正后，新圖形中心點并未與Mask 中心點重合，但能將Overlay四角均補正至相對比較安全的規格內，能有效地避免區域漏光的情況發生。通過實際產品測試，兩種方法對比結果如表1。

3 結束語

本文通過對影響彩色濾光片RGB Overlay變化的各項工藝因素進行分析和實驗驗證，結合對實際生產的影響對比各項改善方案，成功導入合適的PCP溫度及Overlay補正等改善方法，降低了高開口率產品的漏光不良發生率，為后續高開口率產品的開發或類似問題的改善積累了豐富經驗，具有較高的參考價值。

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