应用于IPS及On Cell的Back Side ITO镀膜工艺

因为低温镀膜工艺应用于面板Backside ITO可提高显示面板价值，近来成为触控及显示同业间常被提及的课题。

随着面板技术快速发展及趋于成熟，显示产品必须不断提升显示效果及整合其他功能。业者近期比较瞩目的发展包含改善广视角色差的IPS工艺、集成触控功能的In-Cell/On-Cell面板显示模块等。

IPS LCD强调广视角，电极采取并排陈列所以容易受到外界噪声干扰，因此需要在滤光片背后再上一层ITO镀膜作为噪声屏障(ShieldingITO)；而On Cell LCD需要在滤光片背面制作ITO线路作为触控感应线路。因为在滤光片背面，一般称作Back SideITO。

Back Side ITO镀膜，工艺程序是先完成Cell、化学薄化制程后，才进行ITO镀膜，得以满足轻薄化的产品要求，并顾及Cell制程中移载的便利性。但是ITO镀膜制程必须在低温(80°C)下进行，否则封装好的液晶受到压力、高温影响可能膨胀、溢出造成模块损坏。

一、高温与低温ITO成膜特性差异

一般ITO在200°C以上成膜排列整齐，属于多晶质，具有较好的导电性；而在100°C以下成膜排列成不规则状，属于非晶质，导电效果较差；100至200°C则介于前述两者之间，是非晶质与多晶质的混合体。

因为工艺程序的要求，BackSide ITO必须使用低温工艺，但又希望达到良好的导电性，这就是低温ITO镀膜工艺的困难点。另外，低温ITO还有颜色偏黄且透明度较低的问题。

不同Back SideITO镀膜位置相同，但电性与光学特性要求不同，镀膜厚度相异。IPS LCD的Shielding ITO追求透光度，厚度约16~18奈米；On-Cell ITO追求导电性，厚度约在70~150奈米，实际厚度视规格与制程能力而定。

二、电阻率的突破

低温ITO因结晶性质电阻率高约为10-3Ω-cm左右。勤友光电提出的解决方向是改变制程气体配方以及调整磁场，增加溅射能量，使非晶质ITO结晶状态更为致密、整齐，提升导电性。

一般业界较高水平的低温ITO镀膜性能为电阻率6*10-4Ω-cm均匀性±7%，而勤友光电低温ITO镀膜工艺经多年应用在国际领先面板厂，电阻率可达到5*10-4Ω-cm且电阻均匀性为±2.19%的水平。

三、光学性能的提升

低温成膜ITO结晶的穿透率较低且颜色偏黄，加上ITO(1.7~2.2)与玻璃(1.5~1.9)的折射率差异大，蚀刻痕常常显而易见。

为了弥补低温ITO光学特性上的缺陷，对应作法是采取IM层的光学补偿。搭配不同折射率的涂层(Index Matching,IM)，可提升穿透率并校正ITO颜色，同时缩小ITO与IM的折射率差异，降低蚀刻痕可视程度。

勤友光电完整的IM ITO能力，可依照客户对ITO厚度、透光率等规格要求，并简化工序的IM组合，解决蚀刻痕问题。

四、膜厚均匀性

同一片基板的膜厚均匀性影响LCD色彩的显示效果；不同基板间的膜厚均匀度影响产出良率。因此镀膜厚度均匀性越高，表示生产效益越好。

制程气体、磁场、温度都会影响镀膜均匀度。勤友的膜厚均匀度可达±3.09%，远优于市场±5%的水平。

(一)制程气体均匀性

设计气体配方以及管线分布，调配出最适制程气体组合，并使用实时监控系统调节气体浓度，以及追速系统避免载板间的空间不一致影响气体分布。

(二)磁力均匀性

调整各磁铁与靶材之间的距离，使得靶材与玻璃基板之间的磁力场接近。

(三)基板温度均匀性

使用多组加热器监测整体玻璃基板温度，避免使用单一加热器无法掌控基板角落的温度。

(四)屏蔽

根据磁力场分布设计对应造型屏蔽，遮蔽电子浓度较高的区域，避免局部溅镀厚度过厚。

五、传输稳定性减少破片

LCD模块属于高单价(30~50 USD/片)组件，加上产品越趋轻薄(0.2mm)更显得脆弱，因此确保传输过程稳定性，避免造成模块破损是重要课题。增加传输稳定性从传输机构与气流控制系统着手。

(一) 倾斜式载板(Carrier)设计

水平式载板全面性支撑玻璃基板，提高运送的稳定度，惟此法基板容易沾染落尘；垂直式载板可以减少落尘沾附机会，但玻璃基板无法稳固的平躺在载板上方，仅依靠夹持方式固定基板；倾斜式的载板综合前述两种载板优点，能支持基板也减少落尘机会。

(二)轨道设计

除了固定载板与基板，传输过程的稳定性还得依赖轨道设计。例如：磁浮上轨道(勤友专利)运用同极相斥的特性平衡载板，以非接触力控制载板运送，降低接触力造成的变异性以及落尘堆积的机会；U型下滚轮能限制载板前进时左右滑动，并固定靶材与玻璃基板的距离。

小结

因为低温镀膜工艺应用于面板Backside ITO可提高显示面板价值，近来成为触控及显示同业间常被提及的课题。勤友光电设备及技术团队具备多年开发经验，实际应用于国际级客户的小尺寸智能型手机面板以及中大尺寸平板计算机/笔记本电脑面板等产品中。现有方案已解决电性、光学、大面积均匀度及破片率等量产瓶颈，自有制程团队也可协助客户要求，提供客制化功能，共同开发高性价比工艺。