因?yàn)榈蜏劐兡すに噾?yīng)用于面板Backside ITO可提高顯示面板價(jià)值,近來成為觸控及顯示同業(yè)間常被提及的課題。
隨著面板技術(shù)快速發(fā)展及趨于成熟,顯示產(chǎn)品必須不斷提升顯示效果及整合其他功能。業(yè)者近期比較矚目的發(fā)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(qiáng)調(diào)廣視角,電極采取并排陳列所以容易受到外界噪聲干擾,因此需要在濾光片背后再上一層ITO鍍膜作為噪聲屏障(ShieldingITO);而On Cell LCD需要在濾光片背面制作ITO線路作為觸控感應(yīng)線路。因?yàn)樵跒V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(xué)薄化制程后,才進(jìn)行ITO鍍膜,得以滿足輕薄化的產(chǎn)品要求,并顧及Cell制程中移載的便利性。但是ITO鍍膜制程必須在低溫(80°C)下進(jìn)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,屬于多晶質(zhì),具有較好的導(dǎo)電性;而在100°C以下成膜排列成不規(guī)則狀,屬于非晶質(zhì),導(dǎo)電效果較差;100至200°C則介于前述兩者之間,是非晶質(zhì)與多晶質(zhì)的混合體。
因?yàn)楣に嚦绦虻囊?,BackSide ITO必須使用低溫工藝,但又希望達(dá)到良好的導(dǎo)電性,這就是低溫ITO鍍膜工藝的困難點(diǎn)。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(xué)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(dǎo)電性,厚度約在70~150奈米,實(shí)際厚度視規(guī)格與制程能力而定。
二、電阻率的突破
低溫ITO因結(jié)晶性質(zhì)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制程氣體配方以及調(diào)整磁場,增加濺射能量,使非晶質(zhì)ITO結(jié)晶狀態(tài)更為致密、整齊,提升導(dǎo)電性。
一般業(yè)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(jīng)多年應(yīng)用在國際領(lǐng)先面板廠,電阻率可達(dá)到5*10-4Ω-cm且電阻均勻性為±2.19%的水平。
三、光學(xué)性能的提升
低溫成膜ITO結(jié)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(bǔ)低溫ITO光學(xué)特性上的缺陷,對(duì)應(yīng)作法是采取IM層的光學(xué)補(bǔ)償。搭配不同折射率的涂層(Index Matching,IM),可提升穿透率并校正ITO顏色,同時(shí)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(duì)ITO厚度、透光率等規(guī)格要求,并簡化工序的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(chǎn)出良率。因此鍍膜厚度均勻性越高,表示生產(chǎn)效益越好。
制程氣體、磁場、溫度都會(huì)影響鍍膜均勻度。勤友的膜厚均勻度可達(dá)±3.09%,遠(yuǎn)優(yōu)于市場±5%的水平。
(一)制程氣體均勻性
設(shè)計(jì)氣體配方以及管線分布,調(diào)配出最適制程氣體組合,并使用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣體濃度,以及追速系統(tǒng)避免載板間的空間不一致影響氣體分布。
(二)磁力均勻性
調(diào)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(jiān)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(jù)磁力場分布設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)造型屏蔽,遮蔽電子濃度較高的區(qū)域,避免局部濺鍍厚度過厚。
五、傳輸穩(wěn)定性減少破片
LCD模塊屬于高單價(jià)(30~50 USD/片)組件,加上產(chǎn)品越趨輕薄(0.2mm)更顯得脆弱,因此確保傳輸過程穩(wěn)定性,避免造成模塊破損是重要課題。增加傳輸穩(wěn)定性從傳輸機(jī)構(gòu)與氣流控制系統(tǒng)著手。
(一) 傾斜式載板(Carrier)設(shè)計(jì)
水平式載板全面性支撐玻璃基板,提高運(yùn)送的穩(wěn)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(jī)會(huì),但玻璃基板無法穩(wěn)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(yōu)點(diǎn),能支持基板也減少落塵機(jī)會(huì)。
(二)軌道設(shè)計(jì)
除了固定載板與基板,傳輸過程的穩(wěn)定性還得依賴軌道設(shè)計(jì)。例如:磁浮上軌道(勤友專利)運(yùn)用同極相斥的特性平衡載板,以非接觸力控制載板運(yùn)送,降低接觸力造成的變異性以及落塵堆積的機(jī)會(huì);U型下滾輪能限制載板前進(jìn)時(shí)左右滑動(dòng),并固定靶材與玻璃基板的距離。
小結(jié)
因?yàn)榈蜏劐兡すに噾?yīng)用于面板Backside ITO可提高顯示面板價(jià)值,近來成為觸控及顯示同業(yè)間常被提及的課題。勤友光電設(shè)備及技術(shù)團(tuán)隊(duì)具備多年開發(fā)經(jīng)驗(yàn),實(shí)際應(yīng)用于國際級(jí)客戶的小尺寸智能型手機(jī)面板以及中大尺寸平板計(jì)算機(jī)/筆記本電腦面板等產(chǎn)品中。現(xiàn)有方案已解決電性、光學(xué)、大面積均勻度及破片率等量產(chǎn)瓶頸,自有制程團(tuán)隊(duì)也可協(xié)助客戶要求,提供客制化功能,共同開發(fā)高性價(jià)比工藝。