本文重点研究了降解型光控取向技术的制作工艺及其对产品性能的影响。通过分析不同光配向工艺参数下配向膜各向异性的数值可知，随着UV光光积量的增大和二次固化时间的延长，配向膜的各向异性值都有先升高后降低的趋势。测试材料在550 mJ/cm2和30 min的条件下，配向能力最优；配向膜材料二次固化温度在250 ℃以内时对配向性的影响是随温度升高，配向膜的各向异性值有直线上升趋势。通过改变光配向的工艺条件测试TFT特性的变化，发现完整的光配向工艺对TFT特性无明显影响。本文还分析了光配向形成的配向膜的低预倾角(约0.2°)对产品性能的影响，从结果可知，低预倾角下产品的对比度可达到1 500以上，与摩擦型产品对比提升了约50%。

本文结合产品开发过程中遇到的铜相关不良现象进行研究, 提出了有效的改善措施。结果表明, 在第一次氮化硅刻蚀中的后灰化工序有高含量的氧气, 会使过孔内部铜发生氧化而发黑。使用氢等离子体处理, 可以将氧化铜还原成铜, 在生产线光学设备测量时过孔反射出金属白色。在氧化铟锡刻蚀过程中, 高温退火会造成裸露的铜发生严重氧化, 需要去掉退火步骤或者更改设计来规避。在第二次氮化硅刻蚀步骤中, 高含量的氧会氧化过孔处的铜, 造成过孔连接异常, 降低刻蚀步骤中氧气含量可以解决该不良。

在采用摩擦配向工艺实现液晶取向的TFT-LCD显示屏中, 外形不规则亮点不良主要有两种: 一种是由可见异物造成的亮点, 可以通过加强摩擦后清洗等改善; 另一种亮点不良并没有伴随可见异物发生。为提升TFT-LCD良率, 亟需明确后者的形成机理并制定改善对策。经分析发现, 此种不可见异物亮点位置处液晶取向异常, 通过进一步对不良区域微观结构和成分的分析, 确认该区域表面有厚约7.5~10 nm的杂质区, 造成液晶取向异常; 然后通过液晶和配向膜取向异常的再现性测试, 锁定摩擦布中背胶和柔顺剂残留是造成液晶取向异常的主要因素, 明确了此不良的发生机理; 最后, 在生产线实际测试了减少背胶和柔顺剂的摩擦布, 非异物亮点不良由0.6%降至0%, 验证了我们的机理推测和实验室测试结果的有效性。

随着GOA(Gate On Array)技术的不断发展, 在小尺寸TFT-LCD窄边框显示屏上的应用也越来越频繁, 但是由于GOA电路的复杂性和TFT器件自身的稳定性, 以及外界温度、湿度的影响, 显示屏还存在显示不稳定的问题。本文针对小尺寸TFT-LCD GOA显示屏在高温高湿环境下产生的异常显示横纹, 进行了深入分析与改善研究。通过对GOA区域ITO过孔电阻测试、显微镜检查以及修复实验验证, 找出了不良产生的直接原因为ITO发生腐蚀, 过孔电阻增大, 导致GOA驱动信号无法上下导通。接着进一步研究ITO腐蚀发生的条件、ITO腐蚀情况、驱动信号对应关系以及腐蚀成分, 证明了ITO发生腐蚀原因为产品长期工作(200 h左右)在高温高湿环境下, 由于水汽的不断渗入, 使GOA区域ITO发生了电化学腐蚀效应。最后根据电化学腐蚀原理, 通过采用隔水性强的封框胶、增加ITO膜厚以及降低ITO电位差等措施对工艺进行了改善, 结果表明改善后的显示屏超过1 000 h, 未发生ITO腐蚀。

针对4-Mask工艺铜数据线腐蚀造成的锯齿状不良现象进行系统研究, 发现铜腐蚀发生的工艺步骤和机理, 并找到有效的措施。首先, 通过显微镜对每道刻蚀工艺后铜数据线形貌进行观测, 确定铜腐蚀发生的工艺步骤。接着, 通过扫描电子显微镜和X射线电子能谱测量腐蚀生产物成分, 对腐蚀机理提出合理解释。最后在铜腐蚀发生机理基础上, 提出有效的改善措施。铜腐蚀是在有源半导体层干刻和光刻胶的灰化综合作用下发生, 其主要产物为氧化铜、氯化铜。通过先进行灰化工艺然后进行有源半导体层干刻的工艺措施, 在铜数据线两侧形成氧化铜保护膜, 可以彻底改善铜腐蚀。改善措施可以解决铜腐蚀的问题, 彻底消除铜数据线锯齿状不良。

针对网状斑点 (Emboss Mura)不良现象进行系统研究, 确定不良发生的机理, 并找到有效的改善措施。首先通过半导体参数测试设备和改变电压、频率等方法测试Mura电学特性, 然后采用扫描电子显微镜、椭偏仪对栅极绝缘层进行测量, 最后采用扫描电子显微镜、X射线电子能谱对玻璃基板背面Mura形貌和成分进行测试, 对Mura产生的原因提出合理的解释, 并给出有效的改善措施。结果表明, Emboss Mura是干刻反应腔下部电极的阵列凸起划伤玻璃基板背面和凸起碎屑粘附在划伤处形成的。通过更改电极凸起的形状、结构、材质以及下部电极清洁方式、优化电极温度、增加PI膜厚等方式可以极大降低不良的发生率。

为了扩大公司产品布局, 尽快将RGBW产品推入市场, 本文对该类产品关键的RGBW 彩色滤光片(Color filter, CF)技术进行开发, 并结合公司产线特点, 对RGBW CF技术应用能力提升进行研究。首先通过产线测试, 从高平坦保护膜(Over coating, OC)材料特性、OC厚度设计、OC工艺条件等角度出发, 对该技术的关键特征参数RGB-W段差进行优化, 建立像素尺寸、OC厚度与段差关系的数据模型, 并进行产品验证。接着, 建立段差与液晶盒厚、色温、透过率的关系, 对OC Mura的影响因素进行分析及优化, 降低新技术应用可能造成的产品品质风险。最后, 针对产线特点造成的OC异物高发问题, 通过异物检查机、SEM、显微镜等分析设备对异物发生率及发生原理进行分析, 从材料、工艺参数、设备参数及设备状态等角度制定改善对策, 提升产品良率。最终实现RGB-W段差0.6 μm以下, CF良率99.5%以上。该技术满足产品品质及量产稳定性要求。

在大世代线液晶面板厂，因产品切换便捷、产能高等优势，配向膜材料涂布多采用喷墨印刷方式。但随着高分辨率、无边框等技术升级，喷墨印刷方式面临的挑战也随之增加，产生了很多新的配向膜不良。本文研究了一种周边配向膜Mura，分析原因为阵列基板上的配向膜固化时，在基板周边过孔处出现堆积，造成周边显示区配向膜厚不均匀，导致显示区边缘形成暗线不良。文章从配向膜边界位置、预固化温度、预固化环境气压和配向膜膜厚4个方面进行分析实验，证明了外扩配向膜边界、降低预固化温度、降低预固化环境气压和降低配向膜膜厚，可以有效减轻配向膜在周边过孔处堆积，进而成功解决此不良，获得优异的显示品质。

针对于液晶显示器出现的侧视角发红不良, 本文从定性及定量角度进行机理分析。初步实验定性确定影响侧视角发红的主要因素为材料Rth和颜料颗粒分布。定量分析方面, 通过对Rth、膜层厚度、上偏振片偏振方向与主观察方向的夹角(A-UPMO)、透过光主波长4个方面的分析, 得到侧视角不良程度的理论计算公式。根据上述结论, 通过减小Rth, 减薄膜层厚度以及缩小A-UPMO可以有效改善不良程度。给出通常情况下, 新材料开发过程中Red/Green/Blue Rth的阈值分别为6.0 nm/5.4 nm/4.0 nm, 为未来新材料开发及不良改善提供有益的参考。

本文对氮化硅的增强电容耦合等离子刻蚀进行研究, 为氮化硅刻蚀工艺的优化提供参考。针对SF6+O2气体体系, 通过设计实验考察了功率、压强、气体比、氦气等对刻蚀速率和均一性的影响, 并对结果进行机理分析和讨论。实验结果表明: 功率越大, 刻蚀速率越大, 与源极射频电力相比, 偏置射频电力对刻蚀速率的影响更为显著; 压强增大, 刻蚀速率增大, 但压强增大到一定程度后, 刻蚀速率基本不变, 刻蚀均匀性随着压强增大而变差; 在保证SF6/O2总流量保持不变下, O2的比例增大, 刻蚀速率先增大后减小, 刻蚀均匀性逐步变好; He的添加可以改善刻蚀均匀性, 但He的添加量过多时, 会造成刻蚀速率降低。