解析:應用於IPS及On Cell的Back Side ITO鍍膜工藝

2020-11-22 中國觸控螢幕網

    北京時間01月08日消息，中國觸控螢幕網訊，      低溫鍍膜工藝應用於面板Backside ITO可提高顯示面板價值，近來成為觸控及顯示同業間常被提及的課題。勤友光電設備及技術團隊具備多年開發經驗，實際應用於國際級客戶的小尺寸智能型手機面板以及中大尺寸平板計算機/筆記本電腦面板等產品中。現有方案已解決電性、光學、大面積均勻度及破片率等量產瓶頸，自有製程團隊也可協助客戶要求，提供客制化功能，共同開發高性價比工藝。

    本文來自：http://www.51touch.com/material/news/dynamic/2015/0108/33758.html

       隨著面板技術快速發展及趨於成熟，顯示產品必須不斷提升顯示效果及整合其他功能。業者近期比較矚目的發展包含改善廣視角色差的IPS工藝、集成觸控功能的In-Cell/On-Cell面板顯示模塊等。

 

       IPS LCD強調廣視角，電極採取並排陳列所以容易受到外界噪聲幹擾，因此需要在濾光片背後再上一層ITO鍍膜作為噪聲屏障(ShieldingITO)；而On Cell LCD需要在濾光片背面製作ITO線路作為觸控感應線路。因為在濾光片背面，一般稱作Back SideITO。

 

       Back Side ITO鍍膜，工藝程序是先完成Cell、化學薄化製程後，才進行ITO鍍膜，得以滿足輕薄化的產品要求，並顧及Cell製程中移載的便利性。但是ITO鍍膜製程必須在低溫(80°C)下進行，否則封裝好的液晶受到壓力、高溫影響可能膨脹、溢出造成模塊損壞。

 

       一、高溫與低溫ITO成膜特性差異

 

       一般ITO在200°C以上成膜排列整齊，屬於多晶質，具有較好的導電性；而在100°C以下成膜排列成不規則狀，屬於非晶質，導電效果較差；100至200°C則介於前述兩者之間，是非晶質與多晶質的混合體。

 

       因為工藝程序的要求，BackSide ITO必須使用低溫工藝，但又希望達到良好的導電性，這就是低溫ITO鍍膜工藝的困難點。另外，低溫ITO還有顏色偏黃且透明度較低的問題。

 

       不同Back SideITO鍍膜位置相同，但電性與光學特性要求不同，鍍膜厚度相異。IPS LCD的Shielding ITO追求透光度，厚度約16~18奈米；On-Cell ITO追求導電性，厚度約在70~150奈米，實際厚度視規格與製程能力而定。

 

       二、電阻率的突破

 

       低溫ITO因結晶性質電阻率高約為10-3Ω-cm左右。勤友光電提出的解決方向是改變製程氣體配方以及調整磁場，增加濺射能量，使非晶質ITO結晶狀態更為緻密、整齊，提升導電性。

       一般業界較高水平的低溫ITO鍍膜性能為電阻率6*10-4Ω-cm均勻性±7%，而勤友光電低溫ITO鍍膜工藝經多年應用在國際領先面板廠，電阻率可達到5*10-4Ω-cm且電阻均勻性為±2.19%的水平。

 

       三、光學性能的提升

 

       低溫成膜ITO結晶的穿透率較低且顏色偏黃，加上ITO(1.7~2.2)與玻璃(1.5~1.9)的折射率差異大，蝕刻痕常常顯而易見。

 

       為了彌補低溫ITO光學特性上的缺陷，對應作法是採取IM層的光學補償。搭配不同折射率的塗層(Index Matching,IM)，可提升穿透率並校正ITO顏色，同時縮小ITO與IM的折射率差異，降低蝕刻痕可視程度。

 

       勤友光電完整的IM ITO能力，可依照客戶對ITO厚度、透光率等規格要求，並簡化工序的IM組合，解決蝕刻痕問題。

 

       四、膜厚均勻性

 

       同一片基板的膜厚均勻性影響LCD色彩的顯示效果；不同基板間的膜厚均勻度影響產出良率。因此鍍膜厚度均勻性越高，表示生產效益越好。

 

       製程氣體、磁場、溫度都會影響鍍膜均勻度。勤友的膜厚均勻度可達±3.09%，遠優於市場±5%的水平。

 

       (一)製程氣體均勻性

 

       設計氣體配方以及管線分布，調配出最適製程氣體組合，並使用實時監控系統調節氣體濃度，以及追速系統避免載板間的空間不一致影響氣體分布。

 

       (二)磁力均勻性

 

       調整各磁鐵與靶材之間的距離，使得靶材與玻璃基板之間的磁力場接近。

 

       (三)基板溫度均勻性

 

       使用多組加熱器監測整體玻璃基板溫度，避免使用單一加熱器無法掌控基板角落的溫度。

 

       (四)屏蔽

 

       根據磁力場分布設計對應造型屏蔽，遮蔽電子濃度較高的區域，避免局部濺鍍厚度過厚。

 

       五、傳輸穩定性減少破片

 

       LCD模塊屬於高單價(30~50 USD/片)組件，加上產品越趨輕薄(0.2mm)更顯得脆弱，因此確保傳輸過程穩定性，避免造成模塊破損是重要課題。增加傳輸穩定性從傳輸機構與氣流控制系統著手。

 

       (一) 傾斜式載板(Carrier)設計

 

       水平式載板全面性支撐玻璃基板，提高運送的穩定度，惟此法基板容易沾染落塵；垂直式載板可以減少落塵沾附機會，但玻璃基板無法穩固的平躺在載板上方，僅依靠夾持方式固定基板；傾斜式的載板綜合前述兩種載板優點，能支持基板也減少落塵機會。

 

       (二)軌道設計

 

       除了固定載板與基板，傳輸過程的穩定性還得依賴軌道設計。例如：磁浮上軌道(勤友專利)運用同極相斥的特性平衡載板，以非接觸力控制載板運送，降低接觸力造成的變異性以及落塵堆積的機會；U型下滾輪能限制載板前進時左右滑動，並固定靶材與玻璃基板的距離。

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