劉志軍

（廣州航海學(xué)院 船舶工程系，廣東 廣州510725）

1 引 言

GOA TFT LCD（GOA：Gate Drive IC on Array）是近年TFT LCD 的一種新類型，其把驅(qū)動(dòng)液晶Gate信號(hào)的IC 直接刻蝕在液晶面板上，省去了Gate Drive IC的成本和把IC綁定在液晶面板上的工序，更重要的是由于Gate Drive IC與液晶面板為一個(gè)整體，使得產(chǎn)品更薄、分辨率更高、穩(wěn)定性和抗振性更好。目前，GOA TFT LCD已經(jīng)成為移動(dòng)終端業(yè)的主流，智能手機(jī)幾乎都使用這種液晶面板。Shorting Bar Testing是GOA TFT LCD 生產(chǎn)過(guò)程中的一道重要的測(cè)試工序，Shorting Bar Testing原理是從面板上專門的測(cè)試線路注入測(cè)試信號(hào)把面板點(diǎn)亮，通過(guò)控制測(cè)試程序產(chǎn)生一些簡(jiǎn)單的測(cè)試畫(huà)面［1－3］，如果面板存在缺陷（如黑點(diǎn)、彩點(diǎn)、劃線和灰度不均等），缺陷就會(huì)在這些畫(huà)面顯示出來(lái)，再由人工或者缺陷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)把不良面板檢測(cè)出來(lái)，保證不合格的產(chǎn)品不進(jìn)入下道工序——IC 綁定［4－6］，避免不必要的IC、FPC 和ACF 等材料的浪費(fèi)，提高GOA TFT LCD 產(chǎn)品的合格率、降低物耗成本。GOA TFT LCD 產(chǎn)品由于高分辨率，超薄的特征，使得面板上線路間的空間距離非常小［7］，線路間的絕緣層很容易被電擊穿，而出現(xiàn)“燒傷”現(xiàn)象。有廠家把問(wèn)題歸結(jié)為Shorting Bar Testing測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高；有廠家把問(wèn)題歸結(jié)為Shorting Bar Testing 測(cè)試時(shí)驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間的沖擊；有廠家把問(wèn)題歸結(jié)為靜電擊傷。究竟是什么原因?qū)е略搯?wèn)題，一直困擾著業(yè)界，只有找到問(wèn)題的根源，才可能找到應(yīng)對(duì)的策略。

本文針對(duì)把根源歸結(jié)為Shorting Bar Testing工序測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高的假設(shè)，設(shè)計(jì)一個(gè)Source電壓遠(yuǎn)高于理論測(cè)試電壓的測(cè)試波形，分別以高壓值參數(shù)和理論值參數(shù)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種情況下燒傷概率一樣；針對(duì)把根源歸結(jié)為Shorting Bar testing工序驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間沖擊燒傷的假設(shè)，在測(cè)試驅(qū)動(dòng)板上每個(gè)測(cè)試信號(hào)輸入口加一個(gè)限流器，用加限流器和沒(méi)加限流器的測(cè)試治具分別對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者燒傷概率一樣；針對(duì)把根源歸結(jié)為靜電擊傷的假設(shè)，在Shorting Bar testing工序增加防靜電措，分別在改進(jìn)前后的測(cè)試環(huán)境對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后未出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象。

2 燒傷現(xiàn)象

圖1 GOA TFT LCD 的總制程Fig.1 Total process of GOA TFT LCD

圖1為GOA TFT LCD 的總制程［3］，模組制程最后工序?yàn)槟＝M電性能測(cè)試，GOA TFT LCD產(chǎn)品的缺陷基本在該工序被檢測(cè)出來(lái)。圖2為某GOA TFT LCD 產(chǎn)品模組電性能測(cè)試檢測(cè)出燒傷現(xiàn)象后進(jìn)行鏡檢的顯微圖像，從圖2可以發(fā)現(xiàn)燒傷把GOA TFT LCD 基板上相鄰電路間的絕緣層燒掉而導(dǎo)致線路間短路，這兩根線路一根是Source線；另一根是Vcom 線。鏡檢結(jié)果表明燒傷現(xiàn)象都集中在一點(diǎn)。既然是燒傷，很顯然需要熱能量（電能），然而在模組測(cè)試之前，除“Shorting Bar testing”工序，其他工序未上電（目前線代的面板產(chǎn)品顯示區(qū)的斷、短路defect概率較低，面板原廠省去Array testing工序，而以“Shorting Bar testing”工序替代），因此各個(gè)廠家都把責(zé)任歸結(jié)為“Shorting Bar testing”工序。有廠家把問(wèn)題歸結(jié)為Shorting Bar Testing測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高；有廠家把問(wèn)題歸結(jié)為Shorting Bar testing測(cè)試時(shí)驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間沖擊燒傷；有廠家把問(wèn)題歸結(jié)為靜電擊傷。

這里提出幾個(gè)疑問(wèn)：（1）確實(shí)是Shorting Bar testing導(dǎo)致的嗎？（2）如果是Shorting Bar testing導(dǎo)致的，究竟是Shorting Bar testing的什么原因?qū)е碌?？?duì)此，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)一一驗(yàn)證／排除。

圖2 GOA TFT LCD 產(chǎn)品燒傷現(xiàn)象顯微圖像Fig.2 GOA TFT LCD product die burn phenomenon microscopic image

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

因?yàn)檎麄€(gè)GOA TFT LCD 制程涉及工序很多，先假定燒傷現(xiàn)象就是Shorting Bar Testing導(dǎo)致的，問(wèn)題就簡(jiǎn)化為如果是Shorting Bar Testing導(dǎo)致的，究竟是Shorting Bar Testing什么原因?qū)е碌?？是Shorting Bar Testing測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高燒傷，還是Shorting Bar Testing測(cè)試時(shí)驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間沖擊燒傷，或是靜電擊傷。對(duì)此分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)環(huán)境一致，相對(duì)濕度：30%；溫度：25 ℃。以下設(shè)計(jì)的3 個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量集中在Shorting Bar Testing測(cè)試治具。

3.1 Shorting Bar Testing測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高燒傷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

板的理論測(cè)試波形源自SO8OA3 型產(chǎn)品的Shorting Bar規(guī)格書(shū)，OLED 面板樣件源于模組產(chǎn)品電性能測(cè)試工序檢測(cè)出的不良品，再卸掉IC、FPC 和ACF等，由于實(shí)驗(yàn)樣本源自成品模組電性能測(cè)試工序的不良品，其缺陷的類型和位置都已經(jīng)標(biāo)定，對(duì)樣品進(jìn)行鏡檢，把出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象的樣品去除，確保測(cè)試樣品100%未燒傷；數(shù)量：2 749片；檢測(cè)儀器：OLED 電性能測(cè)試波形發(fā)生儀器，為本研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的TFT LCD電性能測(cè)試波形自動(dòng)發(fā)生儀（專利號(hào)：ZL200920052079.7）。圖3為測(cè)試過(guò)程測(cè)試對(duì)象在測(cè)試治具上測(cè)試的實(shí)物圖。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：表1為鏡檢結(jié)果，由表1可見(jiàn)增加Source與Vcom 壓差沒(méi)有提高燒傷概率。因此可以判定燒傷現(xiàn)象產(chǎn)生的根源不在于測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高而燒壞玻璃。

表1 兩種測(cè)試參數(shù)對(duì)產(chǎn)品影響燒傷鏡檢結(jié)果Tab.1 Product die burn microscopic examination result of two kinds of testing parameters

圖3 Shorting Bar Testing具體參數(shù)設(shè)定Fig.3 Detailed parameter setting of shorting bar testing process

3.2 Shorting Bar Testing驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間電流沖擊燒傷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：如果問(wèn)題的根源在于測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間電流沖擊導(dǎo)致線路間絕緣層擊穿，則如果在測(cè)試驅(qū)動(dòng)板上每個(gè)測(cè)試信號(hào)輸入口加一個(gè)限流器，必然不存在測(cè)試信號(hào)在測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間電流過(guò)大而導(dǎo)致燒傷現(xiàn)象，以此Shorting Bar Testing測(cè)試驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行Shorting Bar Testing工序，測(cè)試對(duì)象將不出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象，或者燒傷概率降低。因此，設(shè)定兩套Shorting Bar Testing驅(qū)動(dòng)板，一套在測(cè)試驅(qū)動(dòng)板上每個(gè)測(cè)試信號(hào)輸入口加一個(gè)限流器，一套不加限流器。分別用兩套測(cè)試驅(qū)動(dòng)板對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品（各500片）進(jìn)行Shorting Bar Testing，再對(duì)測(cè)試過(guò)的樣品進(jìn)行鏡檢，如果加限流器后進(jìn)行Shorting Bar Testing能避免或降低燒傷率，則認(rèn)為問(wèn)題的根源之一在于測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間電流過(guò)大的沖擊，否則認(rèn)為與測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間電流沖擊無(wú)關(guān)。

實(shí)驗(yàn)樣品：與Shorting Bar Testing測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高燒傷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一致。

測(cè)試參數(shù)見(jiàn)圖3（a）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：表2為Shorting Bar Testing工序后的實(shí)驗(yàn)樣品的鏡檢結(jié)果，由表2可見(jiàn)增加限流器沒(méi)有降低燒傷概率。因此可以判定燒傷現(xiàn)象產(chǎn)生 的 根 源 不 在 于Shorting Bar testing 驅(qū) 動(dòng) 程 序啟動(dòng)瞬間電流沖擊而燒壞玻璃。

表2 加限流器前后產(chǎn)品燒傷現(xiàn)象鏡檢結(jié)果Tab.2 Results of product die burn microscopic examination with current limiter or no

3.3 Shorting Bar Testing靜電燒傷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：從圖2 可以發(fā)現(xiàn)燒傷現(xiàn)象在于Source線和Vcom 線間的絕緣層，如果問(wèn)題的根源在于Shorting Bar testing工序時(shí)，測(cè)試環(huán)境的靜電在測(cè)試過(guò)程通過(guò)測(cè)試探針進(jìn)入液晶面板而燒傷絕緣層。則通過(guò)消除測(cè)試環(huán)境靜電的方法（包括：把測(cè)試環(huán)境的濕度提高到70%、用防靜電離子風(fēng)機(jī)的風(fēng)對(duì)準(zhǔn)測(cè)試機(jī)器探針部位吹、在測(cè)試治具殼體表面加離子棒、測(cè)試治具接地）能減低或消除燒傷現(xiàn)象。因此，設(shè)定相同的Shorting Bar Testing參數(shù)，在不同的測(cè)試環(huán)境下進(jìn)行Shorting Bar testing，一種測(cè)試環(huán)境沒(méi)有考慮消除靜電，一種考慮消除靜電。分別在兩種測(cè)試環(huán)境下用同一臺(tái)測(cè)試機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品（各500片）進(jìn)行Shorting Bar Testing，再對(duì)測(cè)試過(guò)的樣品進(jìn)行鏡檢，如果增加防靜電措施能降低燒傷率，則認(rèn)為問(wèn)題的根源之一在于測(cè)試過(guò)程的靜電燒傷，否則認(rèn)為與靜電無(wú)關(guān)。

實(shí)驗(yàn)樣品：與Shorting Bar Testing測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高燒傷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一致。

測(cè)試參數(shù)見(jiàn)圖3（a）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：表3為測(cè)試工序后的樣品燒傷現(xiàn)象的鏡檢結(jié)果，由表3可見(jiàn)采取防靜電措施靜電燒傷現(xiàn)象幾乎消失，可見(jiàn)燒傷現(xiàn)象的根源在于測(cè)試環(huán)境的靜電擊傷。

表3 兩種測(cè)試環(huán)境對(duì)產(chǎn)品燒傷現(xiàn)象的影響鏡檢結(jié)果Tab.3 Results of product die burn microscopic examination in the anti－static electrostatic and in normal environments

4 結(jié) 論

（1）增加Source與Vcom 壓差沒(méi)有提高燒傷概率，可見(jiàn)燒傷現(xiàn)象的根源不在于測(cè)試參數(shù)電壓過(guò)高而燒壞玻璃；

（2）增加限流器沒(méi)有降低燒傷概率，可見(jiàn)燒傷現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 的 根 源 不 在 于Shorting Bar testing 測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)瞬間電流沖擊而燒壞玻璃；

（3）采取防靜電措施燒傷現(xiàn)象幾乎消失，可見(jiàn)燒傷現(xiàn)象的根源在于測(cè)試環(huán)境的靜電擊傷。采取相應(yīng)的防止靜措施能消除靜電擊傷現(xiàn)象。

［1］ Meinstein K，Ludden C，Hagge M.et al.A low－voltage source driver for column inversion applications［C］／／SID’96 Digest，San Diego，USA：SID，1996：255－258.

［2］ 唐惠玲，劉志軍，何紅宇.三階驅(qū)動(dòng)原理在TFT LCD 電測(cè)波形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.液晶與顯示，2009，24（4）：606－609.Tang H L，Liu Z J，He H Y.Application of three－stage driver principle in electromotive waveform design of TFT LCD［J］.Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays，2009，24（4）：606－609.（in Chinese）

［3］ International Electro technical Commission.IEC61747－6－2004.Liquid crystal and solid－state display devices，Part 6：Measuring methods for liquid crystal modules－Transmissive type［S］.IEC，2004.

［4］ 劉毅，鄭學(xué)仁，王亞南，等.MATLAB在TFT－LCD屏顯示MURA 缺陷檢測(cè)的應(yīng)用［J］.液晶與顯示，2007，22（6）：725－731.Liu Y，Zheng X R，Wang Y N，et al.Application of MATLAB in TFT－LCD’s Mura defect detection［J］.Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays，2007，22（6）：725－731.（in Chinese）

［5］ 王搖麗，吳曉明，華玉林，等.插入電荷控制層對(duì)藍(lán)色OLED 發(fā)光性能的提高［J］.發(fā)光學(xué)報(bào)，2014，35（1）：84－89.Wang Y L，Wu X M，Hua Y L，et al.Improvement of performance of a blue organic light－emitting diode by inserting charge control layers［J］.Chinese Journal of Luninescence，2014，35（1）：84－89.

［6］ 劉士奎，王超，楊雪，等.液晶顯示領(lǐng)域之GOA 技術(shù)專利分析［J］.中國(guó)發(fā)明與專利，2013（6）：21－28.Liu S K，Wang C，Yang X.Analysis of LCD technology patents in the field of GOA［J］.Chinese Journal of Chinese Inventions and Patents，2013（6）：21－28.（in Chinese）

［7］ 唐惠玲，劉漢瑞，劉志軍.一種TFT LCD 可編程綜合性能電測(cè)儀：中國(guó)，ZL200920052079.7［P］.Tang H L，Liu H R，Liu Z J.A kind of TFT LCD electric performance testing instruments：CN，ZL200920052079.7［P］.（in Chinese）