彩色濾光片RGB漏光不良工藝改善探究

龐華山 高雪松 陳潤(rùn) 蔣遷 盛大德

摘 要：針對(duì)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(guò)程中出現(xiàn)的RGB漏光不良進(jìn)行工藝改善探究。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了Align Tolerance、PCP溫度及Overlay補(bǔ)正等改善方法對(duì)產(chǎn)品的影響情況，同時(shí)結(jié)合成本及對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的影響進(jìn)行比較，成功導(dǎo)入最合適的PCP溫度、新的Overlay補(bǔ)正方案，降低了高開口率產(chǎn)品的漏光不良發(fā)生率。

關(guān)鍵詞：彩色濾光片；漏光不良；工藝改善

中圖分類號(hào)：TN873+.93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(guò)率產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，液晶面板的關(guān)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(duì)位成盒時(shí)所需的精度也越來(lái)越高，極易出現(xiàn)對(duì)位偏差，而對(duì)位偏差又會(huì)導(dǎo)致漏光不良。實(shí)際生產(chǎn)中不同時(shí)間建立的TFT-LCD生產(chǎn)線的設(shè)備精度均有差異，因此，在現(xiàn)有生產(chǎn)線設(shè)備精度的基礎(chǔ)上對(duì)彩色濾光片的RGB工藝圖形位置和精度的改善研究對(duì)控制漏光不良發(fā)生及適應(yīng)高開口率產(chǎn)品的導(dǎo)入具有重要意義。本文從RGB工藝制作過(guò)程控制角度，在現(xiàn)有設(shè)備精度和開發(fā)工藝的基礎(chǔ)上探討如何減少漏光不良的發(fā)生。

1 漏光不良及工藝管控

1.1 不良現(xiàn)象

如圖1，2所示，分別為三種亞像素透射光下漏光現(xiàn)象，多數(shù)情況下漏光是對(duì)應(yīng)亞像素向Overlap方向偏移，不良在成盒工序完成后會(huì)形成規(guī)則的亮點(diǎn)或亮線。

1.2 漏光不良工藝管控

為保證不同layer位置精度，設(shè)計(jì)引入Overlay Mark 作為過(guò)程監(jiān)控標(biāo)志。如圖3所示（差異放大20000倍示意圖），采用6shot 曝光時(shí)，color Pattern和BM Pattern圖形并非完全重合，總會(huì)出現(xiàn)偏差，在BM 圖形制作時(shí)分別在shot四角位置為后工序制作RGB時(shí)預(yù)留出RGB Overlay Mark（如圖4所示），在RGB各工序完成后，通過(guò)測(cè)量新的Overlay Mark 與BM Mark 中心點(diǎn)坐標(biāo)的偏移量來(lái)表示 RGB圖形偏移的程度。圖4中內(nèi)部黑色框?yàn)锽M Overlay Mark，外部為G Overlay Mark。

因此，統(tǒng)一用Overlay Mark的形狀和偏移量來(lái)表征量化漏光不良工藝管控的標(biāo)志。

2 實(shí)驗(yàn)與分析

2.1 Align Tolerance相關(guān)性及改善

RGB基板曝光通過(guò)BM align Mark對(duì)位，以確定shot曝光精度，通過(guò)Align Tolerance加嚴(yán)，對(duì)改善Overlay偏移應(yīng)當(dāng)起到改善作用。

通過(guò)對(duì)比圖5Overlay波動(dòng)及圖6Overlay x、y方向的Range比較，我們得出Align Tolerance 加嚴(yán)后有如下結(jié)論：

（1）對(duì)Overlay x波動(dòng)性無(wú)改善，對(duì)Overlay y有較大改善。

（2）只對(duì)數(shù)據(jù)較差的點(diǎn)位有改善。

（3）加嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致曝光機(jī)Tact time慢2s。

綜上，Align Tolerance加嚴(yán)，對(duì)改善漏光不良影響小，但產(chǎn)能損失大。

2.2 PCP溫度相關(guān)性及改善

針對(duì)不同溫度條件下曝光時(shí)膨脹和收縮情況不同會(huì)導(dǎo)致圖形的變化，考慮驗(yàn)證PCP溫度的最優(yōu)條件。如圖7為不同溫度條件下單一shot Overlay map 內(nèi)縮和外擴(kuò)的示意圖。

如圖8可知隨著溫度的降低Overlay y方向內(nèi)縮明顯。雖然調(diào)整PCP溫度可以改善Overlay map向設(shè)計(jì)規(guī)格方向偏移，但微觀像素上卻仍存在漏光的風(fēng)險(xiǎn)；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(shè)計(jì)中Overlap方向的偏移是最容易漏光的，而像素長(zhǎng)邊方向發(fā)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(shí)，應(yīng)考慮產(chǎn)品子像素在基板上的排布方向。如圖10所示，不同產(chǎn)品像素在基板上的排列方向不同，當(dāng)像素沿長(zhǎng)邊Shift時(shí)，漏光風(fēng)險(xiǎn)較像素Overlap方向小，但是為了降低風(fēng)險(xiǎn)，需要根據(jù)不同產(chǎn)品Overlay伸縮特點(diǎn)分別測(cè)試，兼顧x，y兩個(gè)方向，通過(guò)將像素最易發(fā)生漏光的方向的Overlay通過(guò)PCP溫度改善到合適的值，之后確認(rèn)Shot邊緣的像素x，y兩個(gè)方向的Overlap量，判斷是否OK；以43寸某型號(hào)產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果如圖11所示。

結(jié)論：PCP溫度調(diào)整Overlay x略有惡化，Overlay y改善明顯，滿足要求。

2.3 Overlay補(bǔ)正模板對(duì)比驗(yàn)證

在實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品Overlay測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)與設(shè)計(jì)值存在差異，為保證產(chǎn)品在規(guī)格內(nèi)生產(chǎn)，需要對(duì)Overlay進(jìn)行補(bǔ)正；如圖12所示，為業(yè)界常用的四點(diǎn)平均補(bǔ)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(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)正使其重疊以保證Overlay的位置精度。然而，實(shí)際生產(chǎn)中內(nèi)縮、外擴(kuò)的情況會(huì)出現(xiàn)Overlay組成的map不是矩形而是非規(guī)則四邊形的情況，此時(shí)采用中心點(diǎn)重疊的補(bǔ)正方法在不能將Overlay持續(xù)的穩(wěn)定在規(guī)格范圍內(nèi)，仍造成漏光的情況，因此，引入極值平均法進(jìn)行補(bǔ)正，補(bǔ)正方法和原理如圖13所示。

極值平均法補(bǔ)正后，新圖形中心點(diǎn)并未與Mask 中心點(diǎn)重合，但能將Overlay四角均補(bǔ)正至相對(duì)比較安全的規(guī)格內(nèi)，能有效地避免區(qū)域漏光的情況發(fā)生。通過(guò)實(shí)際產(chǎn)品測(cè)試，兩種方法對(duì)比結(jié)果如表1。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)影響彩色濾光片RGB Overlay變化的各項(xiàng)工藝因素進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)合對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的影響對(duì)比各項(xiàng)改善方案，成功導(dǎo)入合適的PCP溫度及Overlay補(bǔ)正等改善方法，降低了高開口率產(chǎn)品的漏光不良發(fā)生率，為后續(xù)高開口率產(chǎn)品的開發(fā)或類似問(wèn)題的改善積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，具有較高的參考價(jià)值。

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