Как проводится тестирование старения на TFT LCD?

Тест на старение, часто называемый "прогонкой" или "испытанием на надежность", подвергает TFT LCD модули повышенным электрическим и тепловым нагрузкам в течение длительного периода времени, имитируя годы нормальной работы в сжатые сроки. Основная цель - заставить скрытые дефекты, такие как слабые соединения транзисторов, примеси в жидких кристаллах или несоответствия подсветки, проявиться в виде видимых отказов до того, как продукт попадет к конечному пользователю. Этот процесс отбраковывает устройства с ранней смертностью, которые соответствуют модели надежности "кривой ванны".

Основные методики тестирования
Тесты на старение для TFT LCD не являются монолитными, а состоят из нескольких специализированных процедур:

1. Стандартное старение под воздействием постоянного и переменного тока
Это наиболее распространенная форма. ЖК-панель включается и непрерывно управляется с использованием определенных тестовых шаблонов.

Используемые шаблоны: К ним относятся полностью белый, полностью черный, шахматная доска, горизонтальные/вертикальные полосы и чередующиеся шаблоны. Различные шаблоны нагружают разные компоненты:

Полностью белый: Максимально нагружает блок подсветки (BLU) и подает напряжение на все пиксельные электроды.

Шахматная доска/Чередующиеся шаблоны: Создают максимальную разницу напряжений между соседними пикселями, нагружая массив TFT и сам материал жидких кристаллов, потенциально выявляя дефекты залипания изображения или перекрестных помех.

Электрическая нагрузка: Рабочие напряжения (VDD, VCOM, напряжения затвора/истока) могут быть повышены сверх номинальных спецификаций (например, от +10% до +20%), чтобы ускорить скорость отказов.

2. Тепловое старение
Температура является ключевым ускоряющим фактором. Испытания проводятся в климатических камерах.

Старение при высокой температуре: Обычно от 50°C до 70°C (иногда выше) в течение 48–168 часов. Нагрев ускоряет химическое разложение, ионную миграцию и может усугубить дефекты пикселей.

Циклирование температуры: Модуль циклически изменяется между экстремальными высокими и низкими температурами (например, от -20°C до +70°C). Это вызывает механическое напряжение из-за различных коэффициентов теплового расширения (CTE) материалов (стекло, поляризаторы, микросхемы, гибкие схемы), выявляя проблемы склеивания или расслоения.

Комбинированная нагрузка окружающей среды
Часто электрическое старение сочетается с тепловой нагрузкой (High-Temperature Operating Life, или HTOL), а иногда и с влажностью (Temperature Humidity Bias, или THB). Высокая влажность (например, 85% относительной влажности при 85°C) проверяет эффективность уплотнений против проникновения влаги, что может вызвать коррозию, электролиз или дуговой разряд.

3. Критические параметры, контролируемые во время и после испытания
Панели тщательно проверяются до, во время и после процесса старения:

Визуальные дефекты: Муара (неоднородность), яркие/темные пятна, линейные дефекты, сдвиг цвета и залипание изображения являются основными целями.

Электрические характеристики: Основные сигналы контролируются на предмет стабильности. Потребление тока (особенно ток подсветки) регистрируется для обнаружения аномалий.

Функциональное тестирование: После старения повторяется полное функциональное тестирование, включая проверку всех интерфейсов (LVDS, eDP, MIPI), контроллеров синхронизации и уровней гаммы/напряжения.

Анализ данных и режимы отказов
Результат испытаний на старение анализируется статистически:

Расчет частоты отказов: Количество отказавших устройств по отношению к общему количеству протестированных дает количественную оценку состояния процесса.

Анализ первопричин (RCA): Отказавшие устройства подвергаются судебно-медицинской экспертизе (например, микроскопическому осмотру, электрическому зондированию), чтобы определить физическую или конструктивную первопричину — будь то в массиве TFT, микросхеме драйвера, процессе склеивания или сборке подсветки.

Общие режимы отказов, выявленные: Включают мертвые пиксели, слабые TFT, приводящие к медленному отклику, деградацию светодиодов подсветки, обесцвечивание поляризаторов и обрывы/короткие замыкания в межсоединениях.