关于TV液晶面板信赖性残像的研究报告
作者：刘志诚 周皇 赵辉 何方 黄建峰
来源：《名城绘》2018年第02期
        摘要 ：在TFT-LCD显示模式中，信赖性残像项目测试后都存在或轻或重的残像。残像全称影像残留（Image Sticking），指长时间显示一个画面，在切换下一个画面后出现上一个画面现象。而残像分面残像和线残像，其中面残像又可细分DC残像和AC残像。平常大家
讨论的残影一般指面残像，而线残像在IPS产品中出现的概率相对比较频繁，这与IPS的电场结构、材料特性、有很大相关性，TV机种有ITO覆盖，线残像发生率相对较小，那如何确保生产出的产品残像合格这是大家一直都在研究的。
        关键词：信赖性；面残像；线残像
        一、引言
tilt        目前TFT LCD的残像问题是一个业内比较棘手的问题，常见残像可归结为三类：AC面残像、DC面残像、线残像，残像不良皆是因信号驱动时液晶透光率存在差异导致，这个差异又可以依据现象有着不同的根因。AC残像：整个显示屏的残像相对均匀，它主要是由产品的配向能力不足导致。DC残像：左右残像不均一，它主要是由不纯物离子及驱动时电场不均一导致。线残像：是在黑白交界处出现线条mura，它的形成也是由不纯物离子及驱动时电场不均一导致。
        二、残像根因分析
        1、面残像（AC残像）形成原因：PI膜配向能力不足。当显示屏在残像画面信号驱动时，
白格子区域的液晶开始旋转，而黑画格子区域液晶不旋转。旋转液晶同时受到外加电场作用力和分子间作用力，PI表层液晶分子受PI分子作用力>外加电场作用力，表层液晶分子不会旋转。但是越靠近中间层液晶受外加电场作业力
        越大，驱动液晶旋转角度越接近理论角度。在信号持续输出时，白格子区域液晶分子间通过分子间的电性力和散力影响到PI表层液晶，若PI膜配向能力差，PI表层预倾角随液晶转动发生变化。当在灰阶信号下点灯时，因白画面区域的预倾角较黑格子区域的预倾角已经发生偏转，在相同灰阶电压下，已发生角度偏转区域的液晶更加有效的偏转到理论角度，其透过率增大。改善方向--PI材料，PI膜层的侧链分子优化，选用弹性恢复力和刚性较强材料。
        2、面殘像（DC残像）形成原因：①面板驱动时存在电压差异，即DC偏置（DC偏置：指产品受到制程工艺波动，使面板出现区域与区域间存在驱动电压不对称，而偏离理论值的那部分电压就是DC偏置）。TV机种面板尺寸大，TFT开关特性、电极结构、配线结
        构等容易出现细微差异，易导致驱动电压不均，这种不均就常见的DC偏置。②屏内存在不纯物离子电荷。TFT-LCD屏有使用多种有机材料如CF的各阻，还有TFT有机层等等，
不纯物离子通过PI膜进入液晶，配向膜在DC偏置下会有选择性的吸附液晶中不纯物离子，进而影响该区域电场，影响液晶旋转。DC残像在静置下，随时间延长，现象变轻微。改善方向，优化TFT设计工艺，加强PI膜隔绝能力，提升PI的电荷保持率。
        3、线残像形成原因：线产线发现在边界线，说明在黑白显示区域之间存在一个DC偏置电压，边界线的DC偏置电压促使不纯物离子向边界聚集，使离子聚集处的像素电压发生起伏，影响液晶偏转，导致透过率发生偏移，形成线残像。
        DC面残像与线残像都存在DC偏转和不纯物离子，但两者现象差异大，主要与DC偏转值的大小及DC偏转区域大小紧密相关（线残像DC偏置值大，DC偏置的范围小）。发生线残像往往有DC面残像，但两者也不是必然的，主要还与产品驱动信号、材料等设计相关。
        三、实验结果及讨论分析
        AC面残像与PI配向能力强相关，而DC面残像及线残像中PI膜有起隔绝作用，故PI膜成型的好坏直接影响残像结果，故针对PI膜做如下测试
        （一）预烘烤、烘烤温度与时间对残影影响
        PI液预烘烤目的是将PI液的溶剂等非PI液材质进行蒸发，烘烤制程是让PI的两种单体进行反应形成聚合物，故从预烘烤及烘烤制程加温或者延长时间方向测试。条件如图四所示
        依据测试结果可见线残像及DC残像有改善，预烘烤温度升高及时间延长使溶剂挥发更完全，PI膜上残留溶剂的杂质更少，烘烤温度上升及时间延长使PI环化率升高，环化越高PI膜隔绝T/C杂质渗透越好，而VHR数据直接证明这个结论。 虽然线残像有改善，但面残像依旧有待提高。
        （二）不同膜厚对面残像改善的影响
        固定预烘烤及烘烤参数，依次印刷出① -⑧ 共8组样品。从PI膜厚与从面残像结果看上，随着膜厚增加残像ND值越来越好，等膜厚达到⑥ 后残影不可见。
        依据分析信赖性前预倾角与信赖性后预倾角差值，可以看出随着膜厚增加，其△tilt越来越小，其面残像越来越淡，膜厚是影响AC残像的一个重要因素。
        四、总结
        本文依据残像形成原因通过对PI膜材料成型关键工艺参数（温度、时间、膜厚）研究发现，随着PI膜厚增加AC残像效果越好，增加预烘烤、烘烤工艺参数的温度及时间延长有改善DC残像及线残像，结合三者参数，可以制造出合格的残像产品，由此，通过对以上研究，成功采用印刷膜厚⑥、预烘烤条件⑤制程工艺条件。
        参考文献：
        [1] 马刚 .TFT-LCD原理与设计，北京：电子工业出版社 2011.12
        [2] 范志新，液晶器件工艺基础【M】.北京；邮政大学出版，1998.
        [3] 绍喜斌，林景波；薄盒中液晶分子预倾角的测试方法{J}，液晶与显示；2000.02
        [4] 周强，李金英，梁汉东，伍昌平；二次离子质谱（SIMI）分析技术及运用进展{J}质谱学报；2004.02
        （作者单位：南京中电熊猫液晶平板显示科技有限公司制程技术部）

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