黑矩阵遮挡法修复液晶显示屏亮点成功率的研究

The Research about the Success Ratio of using Black MatrixCovering Method to Repair TFTLCD S bright Pixel defectJiang Yaohua，Chen Si(BOE OT，Beijing，1 001 76，China)Abstract：Pixel defects especialy bright pixel defects happen among the TFT-LCD fthin mtransistor-liquid crystal display)productive process because of the complex manufacturingprocess.NormaI repair method iS to destroy the pixel S circuit by Jaser to make it dark.Recentlya new repair method of covering the pixel using black matrix granulation by laser is developed。

But its success ratio S Iower than expected.W ith the theory of different colors absorbing lightenergy and some experiment，the repair success ratio iS sharply raised to nearly 1 00% by Red、Green、Blue pixel respectively using diferent laser power instead of the same power。

Keywords：Iaser power，bright pixel repair，success ratio。

1 0 现代显示 Advanced Display May.2013，总第148期 收稿日期：2O13-01-31蒋耀华.陈 思：黑矩阵遮胆修复液晶显示屏亮点成功率的研究1 液晶显示屏亮点产生在液晶显示屏生产过程 中要经过阵列、成盒两大工序 ，而这两大工序 中又包含若干个子工序。每-个工序都对环境、设备、材料、工艺、操作 等方面有很高的要求，而这些因素的偏离有时会影Ⅱ向像素结构，严重的形成缺陷。这些缺陷中亮点是比较常见的，材料中混入异物、有源层残留、像素电路沟道异常、像素 电极残 留等等原 因都可以造成亮点缺 陷。而亮点是有可能通过激光进行修复成为暗点，由于人眼对暗点敏感度不高，故而修成暗点后整个液晶屏级别得以提升，从而提高良品率。

2 传统的维修方法对于液晶屏产生的亮点可 以通过激光使其变成暗点 ，-般是利 用焊接工艺将 Gate线路与 IT0层导通提供像素 电压强迫液 晶旋转让该像素永远呈现 暗点化状态 I1]。但是 当产生 亮点缺陷的原 因是导 电异物 、像素沟道异常、-些残 留物连 接了栅极和漏极等情况时，采用激光焊接的维修方式常常会导致 TFT和彩膜上的像素电极，造成更为严重的缺陷不良。大量的生产实践总结表明激光焊接的维修方式只能维修 30%左右的亮点。

3 黑矩阵遮挡修复法的研究3.1 黑矩阵遮挡修复法由于传统的激光焊接法维修范围的局 限，近年来又发展了-种使用液晶屏彩膜上的黑矩阵的颗粒对亮点缺陷像素进行遮挡的方法，使其视觉效果为暗点，达到修复的目的。这种维修方法因为不涉及到电压相关的因素，所以维修范围适用于所有的亮点。其具体步骤如下：首先用激光将需要维修的像素的彩膜与玻璃基板上形成缝隙(gap making)，如图 1，然后用激光将该像素周围的黑矩阵进行颗粒化处理 ，并将生成的黑色颗粒推入上述 的缝隙中，不断重复这-过程直至黑色颗粒全部覆盖在该像素上时维修完成[2，如图 23.2 黑矩阵遮挡修复法的应用情况由于此种维修方法克服了传统维修方法使用激光焊接强行引入电压而可能引起的更为严重缺陷的弊端，因此其维修范围很广，几乎适用于各种原因引BM cove On the pixei图 2 截 面 图起的亮点修复↑年来被各大液晶面板厂商引入以维修亮点，逐渐取代原来传统的激光焊接的修复方法。

但是在使用过程中此方法的维修成功率却没有达到预期。维修失败的现象大致分为两种 ：-种是整个激光动作完成以后进行点灯检测吲，该像素上虽然基本覆盖了黑矩阵颗粒但仍有-些亮光透过，按照判定标准仍然不能提级；另-种是该像素维修完后在点灯检测时像素周围泛自，也不能提级，均属维修失败。第-种情况是黑矩阵的颗粒不够多，没有完全覆盖像素；第二种情况是激光穿过了黑矩阵影响到了像素的液晶排列 ，产生了新的 目视缺陷。无论如何调整激光能量，整体的成功率也在 70%以下的水平。

3.3 修复失败的原因分析综合大量的维修失败的现象分析，出现第-种情况即覆盖不完全的情况主要出现在红色像素的维修上，而第二种情况即激光打穿黑矩阵的情况主要出现在蓝色像素的维修上∩以推断和像素的颜色有关。

自然界里常见的各种色光都可以由红、绿、蓝三种色May.2013，总第148期 现代显示 Advanced Display 1 1技 术 交 琉 蒋耀华，陈 思：黑矩阵遮胆修复液晶显示屏亮点成功率的研究光按不同比例相配而成，同样绝大多数色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光，这是色度学中最基本的原理三基色原理。当然三基色的选择并不是唯- 的。由于人眼对红、绿、蓝三种色光最为敏感，三种颜色相配所得的彩色范围也最广，所以-般都选这三种颜色作为基色 ，液晶显示面板也是选用的这三种颜色。物体表现出来不同的颜色，是因为物体对光的选择吸收特性[51，反射-定波长的光而吸收其它波长的辐射，则表现出-定的颜色。由红橙黄绿青蓝紫组成的可见光就对应 780nm 380nm 的波长1 。不同颜色的物体反射相对应的波长辐射，而吸收波长相差大的光波辐射。

同时黑矩阵遮挡修复法使用的激光器的激光波长是355nm，可见蓝色像素对激光辐射的能量吸收较少，那么作用在黑矩阵上的能量就较多；而红色像素对激光辐射的能量吸收较多，那么作用在黑矩阵上的能量就较 少。

3.4 实验根据以上的分析结果，由于红、绿、蓝像素对激光能量吸收各不相同使得没有-个固定的激光能量适合所有像素的亮点修复。所以必须针对不同颜色的像素配置不同的激光能量来对应。通过对控制激光器软件的修改，对不同颜色的像素点设定不同的激光能量，根据经验选定-组能量，每个能量值分别维修红、绿、蓝像素各 50个，然后点灯检测判定，以此比较成功率，找出适合红、绿、蓝像素各 自的激光能量。实验结果如下 图 3。

从实验结果可以看出，对于红色像素，比较适合激光能量是 21ON220 j；对于绿色像素比较合适的激光能量是 195-205 uj；对于蓝色像素，比较合适的激光能量是 180190 j。

4 结论液晶屏在生产过程中不可避免的会产生亮点缺陷，传统的激光修复方法由于涉及到电压相关使得维修范围很悬来发展的黑矩阵遮胆由于对亮点缺陷的维修范围广而逐步被各家面板生产商所采用。但其维修成功率-直在 70%以下的水平。分析三基色对光波能量吸收的理论，并结合设备所使用激光器的波长进行分析，设计相关的方案进行实验。从理论上和实验得出的结论都-致。修改相应的软件，将原来所有亮点缺陷修复的时候使用同-种激光能量修改成区分红、绿、蓝像素，不同颜色像素对应不同的激光能量，以不同的激光能量来修复不同颜色像素的亮点缺陷，使黑矩阵遮挡修复法的成功率大幅提高至99%左右。