2 0 0 6L C DL CD 制程对I T O 面电阻的影响王亚彬曾军辉龙定华新辉开科技深圳有限公司摘要I T O 面电阻值是L C D 重要的没计参数之一，直接影响L C D 的显示效果。本文通过试验分析I T O 面电阻值在不同的制程及工艺条件下的变化量，以及如何可以减少其变化。引言L C D 走线的线电阻值以及走线间线电阻值的均匀性，正在被越来越多的制造厂家所重视。为了得到完美的显示效果，设计工程师们要对每一根走线的长度、宽度等进行计算。但是实际的制程能力对I T O 电阻值的影响却往往被忽视。L C D在制造过程中会遇到酸，碱，水洗以及热处理等工序，其中热处理对I T O 面电阻值影响最大，本试验主要分析L C D 制造中热处理过程对I T O 面电阻值的影响。L C D 匍| 造中的热处理过程集中在T O P ，P I 和边框胶的固化阶段，而T O P 和P l 的固化又分热烘炉和热板两种工艺。在本试验中我们将对比不同的固化工艺对I T O 面电阻值的影响。1 I T O 导电玻璃表面结构I T O 导电玻璃是在玻璃基板上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡( S n O 。，l n 。O ，) 薄膜制做而成的。所用基板分钠钙基和硼硅基，为了阻挡玻璃基板中的钠离子向液晶盒内扩散，还要在镀I T O 膜之前，镀上一层二氧化硅阻挡层。另外，S T N 用玻璃基板还要经过抛光处理，而得到好的目视和显示效果。在扫描电镜下我们可以看到I T O 表面由许多细小的晶粒组成，由于这些细小的晶粒在加热过程会裂变，使晶粒的表面积增加，同时在高温时更容易表面氧化，从而使面电阻值增大。2 I T O 导电玻璃特性I T O 导电玻璃有很多种特性，其中受制程影响较大的是热稳定性，其次是化学稳定性。1 3 8图( 一lI T O 溅射膜的表面形状( S E M 照片4 0 0 0 倍) ( 1 ) I T OF i l mS u r f a c e图( 二) A F M ( 原子粒显微镜) 观察到的图片 ( 2 ) A F MP a t t e r n2 1 热稳定性在L C D 的制造过程中，通常会有几个工序要有热处理过程，导电膜暴露在2 0 0 一3 0 0o C 的高温状态，其面电阻值变化量有多少? 不同的膜厚变化量有多少差别?2 2 化学稳定性在L C D 的制造过程中，还会有酸，碱及清洗等工序，I T O膜的面电阻值变化量有多少?3 I T O 面电阻在L C D 设计中的应用I T O 膜的电阻率P ( Q c m ) 和面电阻R ( Q ，口) ，膜厚d ( 五) 之间的关系如下：P = R 口d则R 口= P d ，L C D 走线的线电阻值R = R 口L W ( L和w 分别为走线的长度和宽度)考虑到面电阻阻值在制造过程中的变化量，设定参数n 。则实际线电阻值为：R = nR 口L WL C D 的线电阻值对显示效果有显著影响。如线电阻值太大，I c 驱动时I T O 走线上功耗增大，电压降增大，易产生交叉效应。如各走线线电阻值相差过大，则易产生局部对比度不均，影响L C D 显示效果。在实际的L C D 设计过程中，不仅需要根据I c 驱动能力的强弱，选用不同面电阻的I T O 玻璃。还要在走线设计时考虑不同的线宽和长度，尽量减小线电阻值和各条走线的阻值差，并参考不同的面电阻变化量n 来估算实际的线电阻值。4 I T O 面电阻在L C D 制程中的变化通常，L C D 在制造过程中，T O P 和P I 的固化温度较高，而现在厂家常用的工艺有烘炉和热板两种。下面我们从这两种不同的工艺过程中比较其I T O 面电阻值的变化。同时，为了验征P l 膜对I T O 面电阻值的影响，本试验又分为无P I 膜和有P I 膜覆涂两种情况。4 3 现象及分析从上面的数据可以看出，I T O 玻璃在经过酸，碱及水洗后面电阻值的变化在4 以内，变化较小。而I T O 玻璃经过热处理后的面电阻值变化有以下几个特点：4 1 采用烘炉工艺固化T O P 和P I ：4 1 1 I T O 面电阻的变化I 无P I 膜)曩目1 0 ( O i l )1 5 ( o i l )3 0 ( o i l )5 0 l _ J8 0 ( O i l )来辑t 1 5 7衢3 7 8 1 4翦洗詹l0 1 6l _ O 1 0 t 74 3 7 t7 8 曲t O P 化后1 0 1 3 2 1 4 1l O Z 托23 6 02 l t l 8土8 7 9P I 化詹l _ 3 1 4 91 2 5 7 1 7l 肝2 2 2 1 2Z9 1 7进框固化后1 3 8 6i2 7 7瞄7 50 3 9Z6 3 24 1 2 I T O 面电阻的变化( P I 膜下l曩目z o ( o 叫1 5 a o ( 0 1 1 )郇曲面8 0 来料乱1 1 5 7筠H3M7 6 ，1 4l O P 固化后1 1 筠1 0 L 3 6 31 1 7 8钟7 t虬P I 圄化后1 2 1 4 4 81 _ 2 眈0 11 5 0 09 0 8 72 6 1 4边框面化后1 1 1 11 1 3 8 73 S 辫1 8 4 5l 盯2 8五1 卯4 2 采用热板工艺固化T O P 和P I ：1 3 94 2 2 i T O 面电阻的变化【P I 膜下J项目1 0 1 5 日D _ )3 0 ( 5 0 ( a 嘲1 0 0 素辩7 7 9T O P 圄化后l0 4 51 3 2 8n 固化后& 0 8胛1 3l1 3 4访框同化后8 1 01 15 5 7 91 l e9 91 ) 热板固化面电阻值变化量小于烘炉固化的变化量。2 ) 低电阻玻璃面电阻值变化量小于高电阻玻璃。3 ) 烘炉固化P I 膜下面电阻值变化量小于P I 膜外面电阻值变化量。4 ) 热板固化P I 膜下面电阻值变化量和P I 膜外面电阻值变化量相近。5 ) I T O 面电阻值在第一次高温后变化较大，而在第二，第三次高温后不会再有太大变化，有时还回降低。 对上述现象可以解释为：首先，L C D 在制造过程中I T O接触酸，碱的时间较短且温度较低，I T O 表面化学变化量教小，所以对其面电阻阻值影响不大。而对热处理后面电阻值1 4 0变化现象可以解释如下：1 ) 热板固化时间远远少于烘炉固化时间，I T O 表面氧化同样也远远小于烘炉固化。2 ) 低电阻玻璃I T O 膜相对较厚，表层氧化对总的电阻值影响较小。3 ) 烘炉固化时间相对较长，有P I 膜保护下的I T O 表层于空气接触面积减少，氧化程度会明显小于无P I 膜保护的情况。4 ) 热板固化因时间很短，所以表层氧化程度无明显差异。5 ) I T O 表层经高温氧化后会发生表面钝化，再经二次高温不会有明显变化，而且在L C D 制程中第一次高温温度最高，所以I T O 面电阻值变化最大。5 结论为了得到更好的显示效果，除了要选择合适的面电阻值玻璃，减小I T O 走线的线电阻值及不同走线的阻值差，还要尽量用T O P 或P I 覆盖I T O 走线，减小线电阻值的变化。对于高路数S T N 产品，最好选择用热板烘烤固化。