●文/林彥甫、陳毓正、詹印豐
弘塑科技股份有限公司
前言
隨著蘋果(Apple)將采用touch in-cell(如圖1)內嵌式觸控技術在Iphone 5產品上，高階智能型手機產品無不爭先恐后的仿照跟進搭配in cell制程面板，觸控面板市場的戰(zhàn)國時代也逐漸引爆(如圖3)，這是一場純觸控面板廠(ex.臺廠TPK/洋華)的生存危機之爭，有專家學者認為未來觸控市場有可能會被TFT-LCD面板廠(ex.臺廠AUO/ChiMei)分食。Touch In-cell技術有著3C產品輕薄的概念，搭配產品透光率高，可增佳亮度與節(jié)能省電等三大優(yōu)勢，外加黃光技術門坎甚高一般競爭者不易切入，故Apple選擇技術門坎與獨占性高的產品為其市場，藉此區(qū)隔開與一般競爭對手的差異性；但也有學者認為in-cell在良率與生產依然有很大的問題，短期3~5年內應無機會取代外掛式觸控面板，例如OGS(One Glass Solution)和TOL(Touch On Lens)的市場地位，因此以目前技術門坎觀之，小尺寸產品可能可以走向Touch in-cell或是on-cell(如圖2)制程，但大尺寸面板如13吋以上采用OGS/TOL技術會是比較好的選擇方向。
一、OGS(One Glass Solution)和TOL(Touch On Lens)制程差異性與運用方向
OGS和TOL在制程上的區(qū)別(如圖4)主要是在于OGS為玻璃母基板(sheet)進行金屬線鍍膜(sputter)和BM/ITO制程，再經過切割(Cutting)和研磨精雕制程(Grinding)為小基板(chip),接下來用二次化強或是物理拋光研磨修整玻璃邊緣的細微裂痕(chipping)；TOL則是玻璃母基板(sheet)先進行切割和研磨精雕制程為小基板，再進行玻璃二次化強或是物理拋光修整玻璃段面因切割所產生的微小裂痕，修整完畢后再進行玻璃強化(以化學離子交換方式強化為主)，然后進行金屬鍍膜和BM制程。
OGS和TOL兩者都有業(yè)者采用，其主要目的有所不同,譬如OGS為了達到強度需求，必須采用強化玻璃如Corning fit,Gorilla等當作母基板材質，故玻璃成本容易墊高，而且在切割加工參數較難調整，容易產生切割后的玻璃邊緣龜裂(chipping),又因玻璃切割形狀無法有太特殊的形狀(ex.按鍵孔洞與耳機孔洞)；但TOL則采用非強化玻璃為母基板材質，玻璃切割制程較容易掌握與調控，若需要特殊形狀的切割是以TOL制程為較佳選擇。
二、沉浸式濕制程設備(DippingType Wet Bench System)化學二次強化制程簡介
不管是Touch in-cell/on-cell或是OGS/TOL，只要有牽涉到玻璃切割與加工的制程都會產生細微裂痕(chipping)問題，故玻璃端面的修復制程在觸控面板制程中就占了不可缺少的部份。
端面修復方式可分物理性拋光(polish)和化學蝕刻(etch)兩種方式，根據產品需求和公司產品策略規(guī)劃的有其適用性。
以化學方式而言，目前業(yè)界廣泛使用抗酸膜貼覆或抗酸油墨涂抹在OGS或TOL的玻璃兩側，僅僅露出玻璃切端面，然后針對玻璃切割端面進行蝕刻制程。
一般化學方是都采用沉浸式濕制程設備，此設備區(qū)分兩大系統(tǒng)：
(1)化學蝕刻系統(tǒng)(Chemical Etching System) 主要為蝕刻制程與清洗化學殘液，并將小基板(chip)上的水份移除，系統(tǒng)中也許會包含化學液體的濃度偵測儀器和溫控儀器，調整制程的溫度和監(jiān)控化學液體成分的濃度，穩(wěn)定制程條件，保持產品蝕刻均勻度(Uniformity)。
(2)化學混酸系統(tǒng)(Chemical Mixing System)：當主蝕刻設備的濃度監(jiān)控儀器，確認蝕刻槽內化學液體濃度下降到需補酸的范圍，偵測系統(tǒng)將傳遞訊號給化學混酸系統(tǒng)，將所需彌補的化學劑量計算出后，利用馬達(pump)將混酸槽(Mixing tank)的液體供給入化學蝕刻槽，讓化學蝕刻酸液均勻混和。圖5為玻璃化學二次強化制程之流程解說，首先將玻璃放置于載具(Cassette)內浸泡到化學蝕刻槽(Chemical Tank)，進行蝕刻制程，然后于水槽中去除化學蝕刻液體，最后將基板上的水分去除。
以化學的二次強化制程而言，要提升產品的蝕刻良率與產能將取決于五大因素：1)玻璃的材質、2)化學混酸種類與比例、3)化學混酸pH值、4)蝕刻制程溫度、5)蝕刻制程時間、6)蝕刻槽體的流場設計(如圖6)。操作者必須依照每個產品之規(guī)格需求，進而調整優(yōu)化的參數，以便達到最大產值和最佳良率。
由其是槽體的流場設計，占據化學蝕刻良率極大比例，弘塑科技GSD研發(fā)團隊以半導體的制程經驗與專利設計，開發(fā)適合光電面板產業(yè)的制程槽體，可在最短時間內達到槽體內化學液體均勻混合，簡短制程停機時間與提供良好的制程效率。
三、結論
早期雙片式電容觸摸屏，由于Lens和sensor分開，Lens是先切割、鉆孔、打磨、然后再強化，這樣的制程已非常成熟與穩(wěn)定，所以產品良率頗高。而OGS和TOL是Lens與sensor集合在一起，可達到產品輕薄的設計理念，目前各家廠商都積極研發(fā)這兩種制程產品。若以OGS來看通常是先以強化玻璃進行曝光、顯影、蝕刻、切割、精雕、二次化強。但由于OGS是在強化玻璃上進行切割，故容易造成玻璃邊緣形成毛細裂痕，這些裂痕降低了玻璃的強度。若是TOL則先切割為小基板，再強化，然后鍍膜蝕刻，但此種制程方式生產效率極低，不容易大量生產。但不管如何，如果要達到良好的機械抗壓強度, 勢必兩者產品制程都要進入玻璃板邊強化的修補方式(polish或chemical etching)，因此玻璃二次強化制程設備已是目前各觸控面板業(yè)者急需擴充的重要投資設備之一。
目前弘塑科技的玻璃薄化設備和強化設備已成功銷售到臺灣各TFT-LCD與觸控一線大廠(如：AUO、GTOC、Cando、CPTF等)，獲得各個廠家的認同與肯定，設備的安全性、穩(wěn)定性、精準性向來是弘塑科技產品設備基本的訴求。
OGS技術指導方面GPTC可提供較佳的玻璃切割制程經驗與CNC制程方案，搭配GPTC 二次化強設備，若以OGS soda lime樣本測試，4pb test result > 500Mpa以上，化學配方與抗酸膜方面，GPTC也可提供較具競爭力的供貨商。
弘塑科技公司(Grand Plastics Technology Corporation：GPTC)在半導體濕式設備已經有超過10年以上的豐富經驗，以半導體高規(guī)格的設備開發(fā)與制程理念，加上對于化學清洗與蝕刻制程的專業(yè)研發(fā)能力，將其運用在玻璃蝕刻和玻璃強化領域，可協助客戶量身打造專屬的化學二次強化設備和玻璃薄化設備。
文獻參考
1、LCD In-Cell Touch -- March 2010 Vol. 26,No.03 Touch Technology Issue.
2、2012觸控面板產業(yè)市場與技術發(fā)展
...... 更多精彩內容請見《國際光電與顯示》2012年11月刊，歡迎訂閱！ 訂閱咨詢：0755-86149014
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