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椭偏仪在平板显示行业中应用

更新时间:2025-02-08      点击次数:202


 

01平板显示行业测量介绍

02平板显示行业的量测意义

03平板显示行业的测量解决方案

 01 平板显示行业测量介绍

平板显示器件于20世纪60年代出现,主要包括液晶显示器、发光二极管、等离子显示板、电致发光显示器等。目前液晶显示LCD(Liquid Crystal Display)与有机电致发光显示OLED(Organic Light-Emitting Diode)为平板显示行业主要显示技术,占据行业绝大部分产值。

检测是面板生产过程的必要环节。面板显示检测的作用是在面板显示器件的生产过程中进行光学、信号、电气性能等各种功能检测,发现制程中的缺陷,避免产品流片至后段造成更大损失。以市占率最大LCD为例,平板显示器件主要分为彩膜Color Filter(CF)、阵列 (Array)、成盒(Cell)和模组(Module)四个制程,生产制程中均需要相应的检测。

 

  02平板显示行业的量测意义

CF和Array制程中,成膜质量的好坏直接关系到产品性能和合格率。以CF制程为例主要由黑色矩阵(Black Matrix)、彩色光阻(RGB)、平坦层(Overcoat)、支撑柱(Photo Spacer)、配向膜(Polyimide Film)组成,结构示意图如图1所示。

img1 

1 CF侧结构示意图

CF制程膜层的光学性能和膜厚,与TFT-LCD的亮度(出光效率)、对比度等产品光学性能与直接相关黑色矩阵BM(Black Matrix),其主要作用是隔绝RGB色阻防止混色,以及防止漏光,因此BM材料要求透过率低。制作BM的材料一般有Cr、CrOx及黑色树脂等。RGB是显示的三原色,RGB用于组成和显示所有其他颜色,如图2所示。当白光照射时,色阻会反射单色光(RGB),色阻材料会吸收其余波段的光,形成所需颜色。PI配向膜是TFT-LCD显示屏的关键材料,该材料在成盒(Cell)工段被涂覆在基板与彩膜上,通过摩擦配向或光配向后,用以协助液晶分子按特定方向排列。这种结构一般具有多轴光学性质,因此表征需要考虑到光学各向异性。对这些膜层的光学参数和厚度进行快速、非破坏、准确的量测能有效提高平板显示器件的产品性能和合格率,具有重要的意义。

 

img2 

2 RGB三原色

 

03平板显示行业的测量解决方案

实物展示

 

 

椭圆偏振光谱法是一种物理测量方法,即使用偏仪(SE)来获取薄膜的厚度和光学常数。具有无损伤样件、灵敏度高和量测速度快等优点,可精确地表征介质膜(如SiOxSiNx等)、优异光电性能的氧化铟锡(ITO)、聚酰亚胺(PI)以及非晶硅(a-Si)等单层或多层薄膜的膜厚及材料的光学特性(如折射率、组分、各向异性和均匀性),是一种可以满足以上量测需求的解决方案。

img3 

 

型号

ME-Mapping

光斑大小

大光斑:2-4mm
微光斑:200μm/100μm/50μm

测量光谱

16*16阶穆勒矩阵

波段

380-1000nm(支持扩展至210-2500nm

单次测量时间

1-8s

入射角

65°

焦方式

自动找焦

Mapping行程

XY: 200*200mm

XY: 300*300mm

支持样件尺寸

2-8寸(可扩展至12寸)

产品优势

  集成激光测距仪找焦、多尺寸自动Mapping,最佳探测光强自动变档切换,图像识别与定位,一键生成报告等功能,极大的提升设备智能便利化程度。

 

 

 

img4 

型号

SE-VM-L

光斑大小

微光斑:200μm

测量光谱

16*16阶穆勒矩阵

波段

380-1000nm(支持扩展至210-2500nm

单次测量时间

1-8s

入射角

手动变角45-90°5度间隔°

焦方式

手动找焦

支持样件尺寸

2-8

产品优势

  高性价比光学偏测量解决方案,紧凑集成化,人机交互设计,使用便捷

 

 

 

 

 

样件膜层结构实测数据

 

 

 

 

黑色矩阵BM

玻璃基底单层BM膜层进行建模测量,其结构示意图见图3

 

 

3 BM膜层结构

 

 

黑色矩阵BM光谱拟合结果如图4所示使用偏建模软件仿真得到的透过率如图5所示,满足工艺预期。

img5 

4 Glass-BM偏光谱拟合图

 

img6 

5 仿真BM透过率曲线

 

 

阻层RGB

玻璃基底单层R进行建模测量,其结构示意图见图6

 

 

6 R膜层结构

 

R色阻的拟合结果如图7所示,测量偏参数与仿真参数匹配度高,GOF>0.95。其透过率拟合结果如图8所示,实测与建模仿真得到的透过率一致。

img7 

7 Glass-R偏拟合光谱曲线

 

img8 

8 Glass-R透过率拟合曲线

 

对样品进行多点测量,R色阻的厚度分布如图9所示,与参考一致,满足预期。

img9 img10

9 Glass-R薄膜wafermap

 

 

 

配向膜PI

Si或者玻璃基底的单层配向膜PI进行建模测量,其结构示意图见图10

 

 

10 PI膜层结构

 

配向膜PI偏光谱拟合结果如图11所示,测量偏参数与仿真参数匹配度高,GOF>0.95,其nk各项异性表征如图12所示。

img11 

11 配向膜偏光谱拟合曲线

 

img12 

12 PInk各项异性曲线

 

 

 

 


 



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