淺談彩色濾光片的修補和良率改善

摘 要：彩色濾光片（Color Filter）簡稱CF，是液晶顯示屏實現色彩的重要材料。它與液晶顯示面板搭配使用，彩色濾光片的技術發展與液晶顯示面板的技術發展關聯很大，彩色濾光片的成本也決定了整個顯示面板的成本，彩色濾光片的修補可以降低報廢率增加效益。本文介紹下彩色濾光片生產工藝流程，彩色濾光片的缺陷修補以及如何提高修補良率。

關鍵詞：彩色濾光片；彩色濾光片的缺陷；修補方法；改善良率

中圖分類號：TN873.93 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0311-01

前 言

彩色濾光片是液晶顯示屏實現色彩的重要材料。彩色濾光片成本也決定了整個顯示屏的成本，制造業中產能和良率是兩個重要指標，其中良率目標的達成除了各種工藝的優化外，彩色濾光片的修補必不可少，修補可以降低彩色濾光片報廢率增加效益，因此彩色濾光片的修補以及修補良率非常重要。

1 彩色濾光片的生產工藝

彩色濾光片是液晶屏實現色彩的核心材料，其原理是玻璃基板上通過各種工藝將R/G/B光刻膠均勻涂在上面，然后通過的白光過濾成紅、綠、藍三種基本色素點陣，根據驅動IC控制電壓的不同，三種顏色依不同種類混合產生各式各樣的色彩。一般的彩色濾光片生產過程分為BM，R，G，B，ITO，PS 6道制程工藝：BM（Black Matrix）工序：是玻璃基板上最初形成的層，其作用是隱藏TFT的配線，遮蔽光線，防止RGB的混色。RGB（Red/Green/Blue）工序：是BM的下一個工程，但RGB三道的形成順序根據會各家廠家各種各樣.其主要作用是利用光的3原色原理達到Full Color顯示。ITO（Indium Tin Oxide）工序：RGB工序后通過Sputtering成膜，用氧化Indium和氧化錫燒結體，形成TFT對偶電極的透明薄膜。PS （photo spacer）工序：其作用是用來維持CF和TFT的Gap的柱子，向由這些形成的空間注入液晶。每一道制程都包含有自動光學檢查機，檢查機臺會對CF判定OK，RP和NG，其中一般BM制程，B制程和PS制程后的RP進行修補。

2 彩色濾光片缺陷修補方法及修補良率

修補是一個循序漸進的過程，首先我們要發現缺陷并修補，目的是為了提升良率增加效益，最后有針對性的改善修補方法提升修補良率降低報廢率。一般修補分為BM Repair，B Repair，PS Repair，下面分別以各制程的主要缺陷以及修補方法談一下。

BM Repair主要分別BM白缺和黑缺兩大類不良缺陷：對于BM白缺，修補規定可以根據實際量產規格設定，比如修補可以規定小于1個單畫素判OK，大于1個單畫素判NG。因BM Repair一般不進行INK修補，故BM制程后白缺暫不修補；對于BM黑缺，我們修補規定大于4個單畫素統一判定BO，小于4個單畫素，RGB畫素區域異物直接鐳射掉，BM上異物需研磨至設定高度以下。黑缺異物研磨至高度以下過程中我們現在采用手動研磨和自動測量加研磨兩種方法，研磨操作容易導致BM白缺，然后在B制程后的B Repair還需進行INK修補。為了提高修補良率，我們采用先手動測量高度然后再分段研磨的方法。假設有一個高度為4.202的BM黑缺為例，我們可以在Remaining height of lapping中數值填寫3.5然后點擊Execute進行手動研磨，然后再次進行手動Measure，假如此時測量黑缺高度為3.5，我們可以Remaining height of lapping中數值填寫3再進行研磨，這樣慢慢降低研磨高度至研磨至高度以下，分段研磨可以有效降低研磨黑缺造成白缺的概率達到改善修補良率的目的。另外鐳射時則需要根據不同的異物選擇能量，Laser能量太小可能鐳射不掉異物；Laser能量太大的話，不僅黑缺鐳射掉也會導致BM被鐳射掉。因此我們選擇Laser能量小一點，鐳射的失敗可能也會相應減少，而對于Laser能量的選擇則需要工作中隨著經驗慢慢累積。

B Repair除了研磨功能最主要的是Ink。Ink修補時選擇相應的Recipe，然后選擇修補的顏色，先對選定的區域進行鐳射，鐳射后做Ink Repair，一次如果沒有補全白缺位置，可以Retry Ink直到無白缺，再點UV做固化。需要注意的是，Ink修補時應朝著一個方向，最好不要重復一個點吐Ink，持續吐造成膜厚過高。在畫素中做Ink時，例如50×50的Laser，一次Ink吞吐不能填滿整個區域，可以相應更改Ink修改噴涂量。Ink噴涂量設定非常重要，噴涂量變大，吐出的濃度也會變大，所以修補時不能為了一次性補完白缺就將噴涂量調高。一般新的針頭，R，G，B噴涂量調整為100，即可修補鐳射區域50×50的白缺，BM調整為30～40。B Repair最難修補的RGB光阻殘，我們制定了修補步驟來提高修補良率：①將超過RGB半個畫素以上區域進行鐳射；②對RGB和BM進行研磨，將高度研磨至規格以內；③RGB鐳射過的區域邊緣再研磨，將鐳射的濺射物研磨高度以下；④將鐳射過的RGB畫素再鐳射一遍，防止研磨時帶過來的臟東西；⑤再相應的畫素上補上相應的光阻，確認透過光修補沒問題，可UV固化；⑥UV完可對Ink后的區域進行高度研磨測量；⑦為避免漏研磨，可切換到X2，觀察修補后的地方哪邊顏色較深，則有可能高度超高，需再度研磨至規格內。

PS Repair主要是針對黑缺異物凸起研磨，我們可以選擇和BM研磨一樣先測高度后分段研磨方法，這樣可以有效減少研磨剝落和過研磨提高修補良率。

3 結束語

彩色濾光片的良率目標的達成除了各種工藝流程的優化外，彩色濾光片的修補良率作用必不可少，修補方法的改進和優化可以有效提高修補良率降低報廢率，我們在工作中要掌握彩色濾光片的制程和主要缺陷，除了基本修補方法外要積累主要缺陷的修補方法，基本修補和針對性修補相結合提高修補良率。

參考文獻

[1]馬群剛.TFT-LCD原理與設計.電子工業出版社.

[2]費民權，費 悅.MVA模式TFT-LCD用彩色濾光片制程解析.現代顯示.

[3]馬寶平，陳在良.LCD常見點缺陷.蘇州大學學報.

收稿日期：2018-9-9

作者簡介：張童童（1985-），男，工程師，主要從事產品的修補技術管理及修補質量管理工作。