11.2.1 TFT阵列缺陷的分类
TFT阵列制造中形成的缺陷一般可分为点缺陷,线缺陷,交叉串扰和姆拉缺陷。
1.点缺陷
阵列图形中造成某一个像素不能正常显示的缺陷称之为点缺陷。例如漏极与栅极间的短路、源极-漏极的短路、无接触孔都会形成典型的点缺陷。点缺陷一般是指用15倍放大镜在全黑、全绿、全蓝显示画面下观察看到的点状缺陷,包括明点和暗点缺陷。
ITO与该像素所在的信号线相连形成短路,称为self-leak。ITO与相邻像素的信号线相连,这种缺陷称为other-leak。
以子像素为单位的点缺陷,与视角无关。也有连续几个子像素的缺陷,屏解体后,用显微镜观察点缺陷位置。图11.5(a)中所示3个黑色子像素是暗点缺陷。(b)中所示5个彩色方块是明点缺陷。(c)中所示11个彩色方块明点缺陷连在一起形成漏白。
图11.5 点缺陷的显示表现
TFT生产制造过程中最多的缺陷就是点缺陷。在TFT的工艺中几乎每道工序都有可能产生点缺陷。清洗不净、溅射成膜缺陷,CVD成膜缺陷,光刻胶涂布缺陷导致水滴渗入,药液渗入,异物附着(涂敷前附着,涂敷后附着)可能造成刻蚀缺陷。在涂敷-刻蚀工艺,成膜涂敷工艺和剥离工艺中带电可能会造成静电破坏,形成点缺陷。
2.线缺陷
如果两条信号线短路,则与这两条信号线相连的所有像素均不能正常显示,这是线缺陷。栅线与信号线(S-G short)之间的绝缘膜失去作用,导致栅线与信号线相连而发生交叉短路,使该信号线与该栅线所在TFT像素均不能正常显示,造成两条线缺陷。
信号线与存储电容线之间的短路,这也会像S-G short一样会造成线缺陷。
栅线与存储电容线之间的短路,如果是以相邻栅线作为存储电容的TFT器件,则这种情况会造成线缺陷。
(1)G-G短路和G-COM短路:Gate方向上有两个以上连续的线缺陷,短路位置有点缺陷,如图11.6(a)所示。在短路位置上带有点缺陷时,点缺陷位置附近的线上亮度有差别。屏解体后显微镜观察点缺陷位置。如果没有点缺陷,用显微镜沿着线查找不良的位置。
(2)D-D短路:Drain方向上有两个以上连续的线缺陷,短路位置有点缺陷,如图11.6(b)所示。在短路位置上带有点缺陷时,点缺陷位置附近的线上有亮度差。屏解体后显微镜观察点缺陷位置,如果没有点缺陷,用显微镜沿着线查找不良的位置。
(3)G-D短路:有Gate方向、Drain方向的十字线,短路位置有点缺陷,各线上十字附近亮度差,如图11.6(c)所示。用显微镜观察十字部分。
(4)Drain和对面COM短路:Drain方向的线单线上有点缺陷,敲击后有亮暗变化,线上无亮度差,如图11.6(d)所示。屏解体后,显微镜观察点缺陷位置。
(5)Drain单线:Drain方向的线因单线,线上无点缺陷,线上无亮度差,如图11.6(e)所示。显微镜观察引出配线和端子部分。
(6)Gate单线:Gate方向的线单线上无点缺陷,线上无亮度差,如图11.6(f)所示。显微镜观察引出配线和端子部分。
图11.6 线缺陷显示表现
3.断路
这种断路包括信号线断路、栅线断路、存储电容线的断路。这种断路缺陷会使该缺陷所在的线有一部分不能正常工作,如图11.7所示。
(1)Gate线断路:Gate方向显示区内断线,线的亮度没有变化,如图11.7(a)所示。屏解体之后用显微镜观察,确认是否存在断线。
(2)Drain线断路:Drain方向显示区内断线,线的亮度没有变化,如图11.7(b)所示。屏解体之后用显微镜观察,确认是否存在断线。
(3)Gate方向静电破坏:Gate方向的线,线上有亮度差,如图11.7(c)所示。屏解体后,显微镜观察保护晶体管及近旁的像素晶体管。如果只有阵列基板侧有静电破坏痕迹,则阵列工艺缺陷的可能性大;如果彩膜基板也有静电破坏痕迹,则制屏工艺缺陷的可能性大。
图11.7 断路与静电破坏缺陷的显示表现
4.交叉串扰
在黑色背景下显示方形白色时,看到白色拖尾,称之为白模式交叉串扰,其原因是在数据信号和公用电极间的寄生电容和数据信号线与像素电极间的寄生电容导致RC延迟造成数据信号写入不足。
如果是白背景下的黑色拖尾,则称为黑模式交叉串扰,其原因是TFT的漏电流太大。
5.姆拉缺陷
姆拉缺陷是一种显示不均。白的画面中可见少许暗的显示部分,暗的画面中可见少许白的显示部分,中间阶调画面中可以见到明/暗的显示部分,如图11.8所示。阵列制造引起的姆拉主要是由于TFT特性缺陷引起的。常见的有(a)圆弧姆拉、(b)K-姆拉、L-姆拉、N-姆拉和其他(c)不定模式姆拉,如纵线姆拉、预烘姆拉等。
图11.8 姆拉缺陷的显示表现
(1)K-姆拉:由VG-on引起的显示不均,随VG-on电压降低,姆拉显示不均将看得更清楚。只在子像素时钟频率较高时存在。解剖显示屏,检测缺陷部的晶体管特性,测量得到开态电流比较小,并观察电压波形。用SEM观察半导体层的阶梯、断面,观察半导体层的颜色。
(2)L-姆拉:由VG-off引起的显示不均,随VG-off电压绝对值变小姆拉看得更清楚。只在子像素时钟频率较低时存在。解剖显示屏,检测缺陷部的晶体管特性,测量得到的关态电流比较大,并观察电压波形。用SEM观察半导体层的阶梯、断面,观察半导体层的颜色。
(3)N-姆拉:由VG-off引起的显示不均,随VG-off电压绝对值增大姆拉看得更清楚。只在子像素时钟频率较低时存在。解剖显示屏,检测缺陷部的晶体管特性,测量得到的关态电流比较大,并观察电压波形。用SEM观察半导体层的阶梯、断面,观察半导体层的颜色。
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