Качественный ликбез | Контроль «DOT» (точечных дефектов) в монохромных ЖК-дисплеях (Monochrome LCD) 

Введение
Недавно один производитель бытовой техники при входном контроле обнаружил в партии монохромных ЖК-дисплеев единичные точечные дефекты. Согласно согласованному обеими сторонами «Детальному регламенту визуального контроля качества ЖК-дисплеев», наша компания признала продукцию годной, однако заказчик не понимает: какие именно «точки» допустимо пропускать, а какие необходимо браковать? Данная статья начинается с реальной рекламации и подробно разбирает метод контроля инородных частиц при ламинировании поляризатора ЖК-дисплея.

1. Описание инцидента: «мелкие точки» глазами заказчика и «невидимая зона» в стандарте
В данном спорном случае о качестве точки на экране, на которые ссылался заказчик, были перепроверены поставщиком: их диаметр составил от 0,08 мм до 0,12 мм. Согласно общепринятым отраслевым стандартам на внешний вид монохромных ЖК-дисплеев:
– Зона игнорирования: точки диаметром < 0,1 мм не учитываются по количеству, их наличие по умолчанию допускается;
– Контрольная зона: точки диаметром 0,1–0,25 мм оцениваются по количеству и расстоянию между собой;
– Зона браковки: одиночная точка диаметром ≥ 0,25 мм – безусловный брак.

Отдельные точки, обнаруженные заказчиком, попали в диапазон 0,08–0,12 мм, то есть пересекли нижнюю границу «зоны игнорирования». В ходе совместной перепроверки было установлено, что 73% из этих точек имеют размер менее 0,1 мм, что допустимо по стандарту; оставшиеся 27% точек незначительно превышают 0,1 мм, но максимальный диаметр не более 0,15 мм, при этом на каждом экране количество таких точек ≤ 2. В итоге стороны признали, что точки не превышают допустимых норм.
Данный случай вскрывает ключевое расхождение в восприятии качества: «видимое невооружённым глазом» не равно «неприемлемому». На промышленном уровне инородные частицы менее 0,1 мм практически не оказывают затеняющего эффекта на отображение пикселей монохромного ЖК-дисплея – поскольку ширина линий сегментного ЖК-дисплея обычно составляет 0,3–0,5 мм, точка 0,1 мм занимает всего 1/5–1/3 ширины линии, а точки под поляризатором трудно различимы при нормальном угле обзора.

2. Откуда берутся точки? «Микровторжение» при ламинировании поляризатора
Подавляющее большинство точек на монохромных ЖК-дисплеях по своей природе является твёрдыми инородными частицами между поляризатором и стеклянной подложкой. В процессе производства поляризатор прижимается к ITO-стеклу с помощью оптического клея (OCA). Операционная последовательность следующая:
1. Очистка стеклянной подложки
2. Снятие защитной плёнки с поляризатора
3. Совмещение и приклеивание поляризатора
4. Удаление пузырьков при高温 и высоком давлении

– Инородные частицы чаще всего попадают между этапами 2 и 3. Мы решаем эту проблему через «действия персонала, настройку оборудования, управление входящими материалами, методы работы и контроль окружающей среды».

3. Как построить защиту? Чистота + спецодежда + двойной контроль
Учитывая практическую невозможность полностью исключить частицы менее 0,1 мм, на производственной линии созданы три рубежа защиты:
Первый рубеж: контроль окружающей среды и поведения персонала
Ручная линия:
– Рабочая поверхность: протирать безворсовой салфеткой, смоченной спиртом, каждые 2 часа; раз в неделю проводить тщательную очистку роликов ламинатора;
– Требования к спецодежде: обязательное ношение чистового комбинезона, резиновых перчаток, маски; менять перчатки каждые 4 часа;
Автоматическая линия:
– Контроль через оборудование очистки воздуха;
Полуавтоматическая линия:
– Контроль через оборудование очистки воздуха.

Результаты: после внедрения указанных мер на линии уровень серьёзных дефектов (частицы диаметром ≥ 0,25 мм) снизился с 0,15% (примерно 180 штук на 120 000 экранов) до 0,033% (40 штук), то есть сокращение на 78%.
Второй рубеж: визуальный контроль оператором
После ламинирования контролёр проверяет каждый экран поштучно на специальном столе с подсветкой (освещённость 800–1200 Люкс, чёрный фон). Однако разрешающая способность человеческого глаза для частиц менее 0,1 мм крайне низка – человек с нормальным зрением на расстоянии 30 см может различить минимальный контрастный объект размером около 0,1 мм, но такие точки легко пропустить. Фактические испытания показывают, что вероятность обнаружения оператором точки диаметром 0,08 мм составляет всего 35%, а точки 0,12 мм – около 78%. Именно это служит физиологической основой для установления «зоны игнорирования» до 0,1 мм в стандарте.
Третий рубеж: автоматический оптический контроль (AOI)
На линии установлено высокоразрешающее AOI-оборудование с линейными сканерами, способное стабильно выявлять инородные частицы размером ≥ 0,05 мм. AOI не только количественно измеряет размеры точек, но и автоматически определяет их соответствие стандарту. Сравнение с ручным контролем:
В настоящее время на линии используется схема «100% контроль AOI + выборочный повторный контроль оператором»: AOI отвечает за 100% отбраковку критических дефектов ≥ 0,25 мм, а оператор повторно проверяет пограничные образцы размером 0,1–0,25 мм, чтобы избежать ошибочной браковки.

4. Качественный ликбез: почему точками менее 0,1 мм «не стоит заниматься»?
Многие потребители или клиенты недоумевают: «Я же вижу точку, почему вы говорите, что качество не страдает?» Это необходимо понимать с трёх точек зрения:
– Предел зрения: минимальный разрешающий угол человеческого глаза на расстоянии наилучшего зрения (25–30 см) для тёмной точки на светлом фоне составляет примерно 1 угловую минуту, что соответствует линейному размеру около 0,087 мм. 0,1 мм уже близко к порогу видимости, а из-за рассеяния света поляризатором фактический контраст точки на ЖК-дисплее ниже, чем на стандартной тестовой таблице, поэтому разглядеть её ещё сложнее.
– Избыточность отображения: каждый сегмент монохромного ЖК-дисплея состоит из множества пикселей; инородная частица размером 0,1 мм перекроет менее 10% площади свечения одного пикселя, и весь сегмент остаётся чётко различимым. Для медицинского оборудования, промышленных приборов и т.п. такая степень дефекта не приводит к ошибочному считыванию показаний.
– Экономический баланс: если ужесточить контрольный стандарт до <0,1 мм, выход годной продукции на линии снизится с текущих ~99,94% (поскольку даже среди текущих 0,06% брака по точкам почти 70% приходится на частицы <0,1 мм, и если считать их все дефектами, процент брака подскочит выше 0,1%), что приведёт к значительному росту себестоимости, которая в итоге ляжет на плечи заказчика. Промышленные стандарты обычно выбирают сбалансированную точку, где «визуальное влияние отсутствует, а достижимость технологического процесса обеспечена».

Заключение: стандарт – это не оковы, а консенсус
Вернёмся к рекламации, упомянутой в начале статьи: в итоге стороны достигли согласия путём совместной перепроверки и толкования стандарта. Проблема точек на ЖК-дисплеях кажется незначительной, но она отражает основную логику управления качеством: не бывает абсолютного «нуля дефектов», есть лишь общий язык, основанный на научных данных и пользовательском опыте. Как специалисты по качеству компании EASTERN DISPLAY, мы обязаны с помощью AOI видеть истинное положение вещей в каждом микроне, а также доходчиво объяснять заказчику смысл той самой «невидимой линии» в 0,1 мм.