Come viene eseguito il test di invecchiamento su LCD TFT?

Il test di invecchiamento, spesso definito "Burn-in" o "Test di affidabilità", sottopone moduli TFT LCD a stress elettrici e termici elevati per un periodo prolungato, simulando anni di normale funzionamento in un lasso di tempo compresso. L'obiettivo principale è quello di forzare i difetti latenti — come connessioni deboli dei transistor, impurità nei cristalli liquidi o incongruenze nella retroilluminazione — a manifestarsi come guasti visibili prima che il prodotto raggiunga l'utente finale. Questo processo elimina le unità con mortalità infantile, che seguono il modello di affidabilità a "curva a vasca da bagno".

Metodologie di test chiave
I test di invecchiamento per gli LCD TFT non sono monolitici, ma consistono in diverse procedure su misura:

1. Invecchiamento con stress DC e AC standard
Questa è la forma più comune. Il pannello LCD viene acceso e pilotato con specifici modelli di test in modo continuo.

Modelli utilizzati: Questi includono bianco pieno, nero pieno, scacchiera, strisce orizzontali/verticali e modelli alternati. Modelli diversi sollecitano componenti diversi:

Bianco pieno: Massimizza lo stress sull'unità di retroilluminazione (BLU) e applica tensione su tutti gli elettrodi dei pixel.

Scacchiera/Modelli alternati: Creano la massima differenza di tensione tra pixel adiacenti, sollecitando l'array TFT e il materiale a cristalli liquidi stesso, rivelando potenzialmente difetti di image sticking o crosstalk.

Stress elettrico: Le tensioni operative (VDD, VCOM, tensioni gate/source) possono essere elevate oltre le specifiche nominali (ad esempio, +10% a +20%) per accelerare i tassi di guasto.

2. Invecchiamento termico
La temperatura è un fattore chiave di accelerazione. I test vengono condotti in camere ambientali.

Invecchiamento ad alta temperatura: Tipicamente da 50°C a 70°C (a volte superiore) per 48-168 ore. Il calore accelera la degradazione chimica, la migrazione ionica e può esacerbare i difetti dei pixel.

Cicli termici: Il modulo viene ciclicamente sottoposto a temperature estreme alte e basse (ad esempio, -20°C a +70°C). Questo induce stress meccanico a causa dei diversi coefficienti di dilatazione termica (CTE) dei materiali (vetro, polarizzatori, IC, circuiti flessibili), rivelando problemi di incollaggio o delaminazione.

Stress ambientale combinato
Spesso, l'invecchiamento elettrico viene combinato con lo stress termico (High-Temperature Operating Life, o HTOL) e talvolta con l'umidità (Temperature Humidity Bias, o THB). L'elevata umidità (ad esempio, 85% RH a 85°C) testa l'efficacia delle guarnizioni contro l'ingresso di umidità, che può causare corrosione, elettrolisi o arco elettrico.

3. Parametri critici monitorati durante e dopo il test
I pannelli vengono rigorosamente ispezionati prima, durante e dopo il processo di invecchiamento:

Difetti visivi: Mura (non uniformità), punti luminosi/scuri, difetti di linea, sfasamento del colore e image sticking sono gli obiettivi principali.

Prestazioni elettriche: I segnali chiave vengono monitorati per la stabilità. Il consumo di corrente (soprattutto la corrente di retroilluminazione) viene registrato per rilevare anomalie.

Test funzionali: Dopo l'invecchiamento, viene ripetuto il test funzionale completo, incluso il controllo di tutte le interfacce (LVDS, eDP, MIPI), dei controller di temporizzazione e dei livelli gamma/tensione.

Analisi dei dati e modalità di guasto
L'esito dei test di invecchiamento viene analizzato statisticamente:

Calcolo del tasso di guasto: Il numero di unità che falliscono rispetto al totale testato fornisce una misura quantitativa della salute del processo.

Analisi delle cause principali (RCA): Le unità difettose vengono sottoposte ad analisi forensi (ad esempio, ispezione microscopica, probing elettrico) per determinare la causa principale fisica o di progettazione — sia nell'array TFT, nel driver IC, nel processo di incollaggio o nell'assemblaggio della retroilluminazione.

Modalità di guasto comuni scoperte: Includono pixel morti, TFT deboli che portano a una risposta lenta, degradazione dei LED della retroilluminazione, scolorimento dei polarizzatori e circuiti aperti/corti di interconnessione.