液晶电子产品的静电分析及防护方法

李剑

液晶电子产品的静电分析及防护方法

李剑

随着信息技术跨越式的发展，人们对电子产品的可靠性提出了更高的要求。但是电子产品的防静电技术一直困扰着很多工程师。本文针对液晶电子产品在品质检测实际工作中的静电防护技术提出了切实可行的有效方法，对液晶电子产品的品质提升具有一定的现实意义。

静电的产生

由物体的接触分离、摩擦、传导、静电感应、介质极化和和带电微粒附着等物理过程产生；两物体经过接触压力分离后，因摩擦起点不同，一种物体上将带有正电荷，一种物体上将带有负电荷，形成静电。ESD（Electro-Static discharge）的意思是“静电释放”。

静电产生的主要方式是接触、感应与传导。不同物质的接触、分离或相互摩擦，即可产生静电。例如在生产过程中的挤压、切割、搬运、搅拌和过滤以及生活中的行走、起立、脱衣服等，都会产生静电。

静电对液晶电子产品的影响分析

液晶电子产品构造原理

液晶是一种规则性排列的有机化合物，它是一种介于固体和液体之间的物质，液晶本身不能发光，是靠背板光源发光产生图像，通过改变电场使液晶分子的排列产生变化来显示图像的。不加电场时，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层旋转，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，光线通过，使整个电极面光亮。

加入电场时，LC分子的光轴转向与电场方向一致。液晶层失去旋光能力，来自入射偏光片的偏光方向与另一偏光片的偏光方向垂直，光线无法通过，电极面呈现黑暗状。

为保证显示效果，保证显示正常，产生稳定、精确的电场来控制液晶分子非常重要。

静电对液晶电子产品的危害

静电放电失效模式。突发性失效指元器件受到静电放电损伤后，突然完全丧失其规定的功能，主要表现为开路、短路或参数严重漂移。

潜在性失效指静电放电能量较低，仅在元器件内部造成轻微损伤，放电后器件电参数仍然合格或略有变化。潜在性失效比突发性失效有更大的危险性，一方面难以通过检测发现，而在制造和装配过程中受到的潜在静电损伤会影响它装入整机后的使用；另一方面静电损伤有积累性，即使一次静电放电未能使器件失效，多次静电损伤累积起来危害更大。

静电导致的显示不良现象。静电测试时，经常会导致白屏、黑屏、花屏、横线、黑点、左右偏位等显示问题。一般来说敲击出现的失效模式主要是截屏和白屏，敲击数据线的主要不良现象是左右偏位，敲击玻璃封口处的主要不良现象是花屏。轻者在试验后屏幕能自动或者手动恢复，严重者能够导致屏幕的直接损坏。

ESD对液晶显示器件的危害。静电放电的实质就是电荷转移，由具有不同静电电位的物体直接接触或者相互靠近引起的。静电放电具有时间短，瞬间电流和电压大的特点，对电路系统危害及其严重，主要表现在以下几个方面：静电释放时过高的电压和电流超过器件额定功率，直接损坏器件和IC；由ESD 电流产生的热量使器件和电路过热失效；由ESD 引起的绝缘击穿；由ESD产生的尖峰电流含有高频谐波成分（频率可高达1GHz），会辐射出强大的电磁场，干扰电路系统和电子器件和正常工作；短时间内产生较大的电流突变，容易引起误触发，导致电路系统时序混乱。ESD通常发生在产品自身暴露的导电物体上，操作设备人员容易直接触到，形成直接放电；或者周围物体发生的ESD能量耦合到操作设备上，形成间接放电。

液晶显示器件防静电途径

液晶产品工艺静电防护

外用外层导电涂层，给内部电路间建立隔离层，阻止ESD影响内部电路。一个完整的封闭带有导电涂层的机壳能在辐射噪声中屏蔽电路，同时也是阻止ESD间接放电形成的辐射及传导耦合的关键。

由于从电路到屏蔽壳体的ESD副级电弧可能产生传导耦合，因而也可以采用绝缘体外壳设计。绝缘体外壳的优点是不会产生直接放电现象。如果绝缘体外壳上没有大的开孔，则绝缘体外壳能对电路起到保护作用，但不能抑制周围物体放电时耦合到内部形成的干扰。

液晶产品检测静电防护

静电耗散。将品质检测过程中的各类用品用静电防护材料制作，当静电产生时，通过静电消散使其静电不能在某点或某区域积累，降低单位面积的静电电量，从而起到降低静电电位的作用，防止静电放电发生。

接触对静电敏感的部件、半成品、成品的作业员（操作员&检查员）要穿上静电服、静电鞋、带上防静电手环，进出生产线时要用Wrist Strap Tester检查防静电手环后再进出。防静电服点对点小于1*10^11Ω，可接地的防静电服：点对地小于1*10^9Ω，可接地的防静电服系统：3.5*10^7Ω。防静电手腕带系统小于3.5*10^7Ω，防静电鞋电阻小于1.0*10^Ω9Ω，地板系统电压小于100V。所有静电敏感元件，当没有静电接地时，应当包装在静电周转箱，静电托盘或静电袋。

将辅助地连接到设备地，所有控制项目及设备将处于同一电位。设备地导体小于1.0Ω，辅助地小于25Ω，等电位联接小于1.0*10^9Ω。所有的工作平面（防静电垫，推车表面，座椅，传送带）：点对点电阻小于1*10^9Ω，点对接地点电阻小于1*10^9Ω。静电防护区内物品（周转车，工作台，货架，轨道，组装治具，机台）：点对接地点电阻小于1*10^9Ω。

静电中和。静电中和是消除静电的重要措施之一，即带电体上的电荷与其内部和外部相反符号的电荷的复合而使所带静电荷部分或全部消失，当不便使用静电防护材料时，必须将某些高绝缘以产生静电的用品存放在工作台上时，或治具设备不能良好接地时，为预防静电积累放电就必须对操作环境采取静电中和措施。

对某些要求较高的静电防护环境，可采取整体场地静电中和的措施。例如专业生产防静电产品和电子辅助产品，离子风机、离子风枪、离子风棒、离子风嘴、离子风蛇、静电除尘机、板面除尘机等能产生正负空气离子的静电消除设备。

环境湿度控制。采用喷雾或过加湿器等设备，使环境相对湿度提高到60～70%，以抑制静电的产生，环境湿度越大，越不容易产生静电。

液晶电子产品的显示效果的优劣性直接决定了电子产品的主观体验和市场定位；必须在其设计、加工、生产、检测过程中做好防静电处理，本文地对静电的产生，液晶电子产品的防静电方法结合工作实际做了简要分析，着重对产品检测方面的静电防护方案做了相关阐述，旨在对电子产品尤其是液晶显示器件的防静电处理上起到现实的积极推动作用。

（作者单位：北京京东方显示技术有限公司）