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ITO導電膜玻璃

發(fā)布日期:2021-08-03 02:22:53 瀏覽次數: 2036

  (1)ITO 導電膜玻璃介紹及特性

 ?、?ITO 導電膜玻璃介紹

  ITO 導電膜玻璃是在鈉鈣基或硅硼基基片玻璃的基礎上,利用磁控濺射的方法沉積二氧化硅(SiO2)和氧化銦錫(通稱(chēng) ITO)薄膜加工制作成的一種具有良好透明導電性能的金屬化合物,具有禁帶寬、可見(jiàn)光譜區光透射率高和電阻率低等特性。

  ITO 導電膜玻璃廣泛地應用于顯示及觸控器件、太陽(yáng)能電池、特殊功能窗口涂層及其他光電器件領(lǐng)域,是目前 LCD、PDP、OLED、觸摸屏等各類(lèi)顯示及觸控器件最主要的透明導電電極材料。

 ?、?ITO 導電膜玻璃特性

  由于 ITO 膜層的主要成份是氧化銦錫,而氧化銦具有透過(guò)率高的特性,氧化錫具有導電能力強的特性。因此,ITO 導電膜玻璃是一種具有高透過(guò)率的導電玻璃。

  此外,由于 ITO 導電膜玻璃具有很強的吸水性,會(huì )吸收空氣中的水份和二氧化碳并產(chǎn)生化學(xué)反應而變質(zhì),產(chǎn)生“霉變”,因此在存放時(shí)要防潮;ITO 膜層在活性正價(jià)離子溶液中易產(chǎn)生離子置換反應,形成其它導電和透過(guò)率不佳的反應物質(zhì),所以在加工過(guò)程中,盡量避免長(cháng)時(shí)間放在活性正價(jià)離子溶液中。

  另外,ITO膜層由很多細小的晶粒組成,晶粒在加溫過(guò)程中會(huì )裂變變小,從而增加更多晶界,電子突破晶界時(shí)會(huì )損耗一定的能量,所以 ITO 導電玻璃的 ITO 膜層在 600 度以下會(huì )隨著(zhù)溫度的升高,電阻也增大。

  (2)ITO 導電膜玻璃發(fā)展概述及現狀

  從 20 世紀 50 年代到 20 世紀 70 年代,ITO 導電膜玻璃自發(fā)現以來(lái)一直處于研究的萌芽狀態(tài)。

  20 世紀 70 年代, ITO 導電膜玻璃開(kāi)始逐步應用于液晶顯示領(lǐng)域,并實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),從而進(jìn)入快速發(fā)展的階段。

  20 世紀 80 年代,ITO導電膜玻璃主要應用于電子表、計算器、計時(shí)器等 TN-LCD。

  20 世紀 90 年代,ITO 導電膜玻璃開(kāi)始應用于 STN-LCD,為手機、筆記本電腦、PDA 等配套。

  進(jìn)入 21 世紀以來(lái),隨著(zhù)彩屏手機和觸摸屏產(chǎn)品的興起,ITO 導電膜玻璃除應用于TN-LCD、STN-LCD 以外,開(kāi)始應用于 OLED、觸摸屏等諸多類(lèi)別的產(chǎn)品領(lǐng)域。

  ITO 導電膜玻璃隨著(zhù) 20 世紀 70 年代初 LCD 顯示器的興起至今已經(jīng)歷了 40多年的歷程,并從早期的高電阻、小尺寸、普通表面、黑白顯示的產(chǎn)品,發(fā)展到了目前的低電阻、大尺寸、拋光表面、彩色顯示的產(chǎn)品。

  早期的 ITO 導電膜玻璃是采用銦錫合金作為濺射靶材,通過(guò)氧化反應而成膜的;此種靶材對濺射工藝控制有極其嚴格的要求,尤其是氧氣流量的輕微波動(dòng),就可能形成氧化反應不充分,而使膜層透過(guò)率和蝕刻性能變差;或因氧氣流量較大,而造成靶面“中毒”,使濺射效率下降,從而使膜層變薄、電阻升高。

  隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展,氧化靶應運而生,即將高純度的氧化銦和氧化錫超細粉末,按一定比例充分混合好,再采用粉末冶金工藝燒結成固體靶材。

  隨著(zhù)居民收入提升與消費升級,市場(chǎng)和技術(shù)方向的主流選擇以及產(chǎn)品的進(jìn)口替代和政府產(chǎn)業(yè)政策的推進(jìn),尤其是目前超薄智能穿戴成為市場(chǎng)熱點(diǎn),可以滿(mǎn)足不同人群對于健康、運動(dòng)、溝通、社交、等一系列個(gè)性化需求,這些趨勢將共同促進(jìn)智能穿戴設備市場(chǎng)快速增長(cháng)。

  ITO 透明導電薄膜和導電玻璃處于整個(gè)智能穿戴設備產(chǎn)業(yè)鏈上游位置,是整個(gè)顯示觸控行業(yè)的關(guān)鍵基礎材料。

  伴隨著(zhù)0.15mm~0.28mm 超薄 ITO 導電膜產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展,政府也將超薄 ITO 導電膜產(chǎn)品作為重點(diǎn)工程專(zhuān)項扶持,一系列利好的政策支持為我國超薄 ITO 導電膜產(chǎn)品、平板顯示及觸摸屏產(chǎn)業(yè)的突破奠定了良好的基礎,國內一些有實(shí)力的科技公司紛紛涉足 ITO 顯示及觸控行業(yè),掀起一股產(chǎn)業(yè)投資熱潮。

  (3)ITO 導電膜玻璃的應用

 ?、?液晶顯示(LCD)用 ITO 導電膜玻璃

  ITO 導電膜玻璃是制作 LCD 的三大主要材料之一(另兩個(gè)為液晶和偏光片)。

  采用 ITO 導電膜玻璃為基片材料制作的 LCD 顯示器具有體積小、厚度薄、質(zhì)量輕、能耗少、無(wú)污染、無(wú)輻射、無(wú)散熱影響等優(yōu)點(diǎn),是節能、潔凈的環(huán)保型電子材料產(chǎn)品。

  目前,LCD 分以下幾種:

  TN-LCD(扭曲向列相液晶顯示器),是液晶顯示器的初級產(chǎn)品,應用于電子表、計算器、游戲機等;

  STN-LCD 是液晶顯示器的中檔產(chǎn)品,應用于便攜式電腦、電子記事本、翻譯機、電子辭典及文字處理機等;

  TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器),是有源矩陣尋址液晶顯示器的代表,是新一代的高檔 LCD 產(chǎn)品,已成為筆記本電腦、臺式電腦、各類(lèi)監視器和數字彩電等電子產(chǎn)品中廣泛應用的液晶顯示器。

  此外,PDP(等離子體顯示器)、ECD(場(chǎng)致發(fā)光顯示器)均屬于新一代平板顯示器,ITO 導電膜玻璃也是它們所需要的透明電極的最佳常用顯示材料。

 ?、?觸摸屏(TP)用 ITO 導電膜玻璃

  觸摸屏(TP)用 ITO 導電膜玻璃按感應原理可以分為電阻式、電容感應式、紅外線(xiàn)式以及表面聲波式,目前市場(chǎng)上應用較多的以電容感應式為主。

  近年來(lái),隨著(zhù)智能手機的普及,電容感應式觸摸屏應用越來(lái)越廣泛。

  電容感應式觸摸屏在觸摸屏表面鍍上 ITO 導電膜,并制作成 ITO 線(xiàn)條,這樣在導電體內形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。在觸摸屏幕時(shí),由于人體電場(chǎng),手指與導體層間會(huì )形成一個(gè)耦合電容,四邊電極發(fā)出的電流會(huì )流向觸點(diǎn),而電流強弱與手指到電極的距離成正比,位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì )計算電流的比例及強弱,準確算出觸摸點(diǎn)的位置。

 ?、?有機發(fā)光顯示(OLED)用導電膜玻璃

  有機發(fā)光顯示器(OLED)是一種在電流驅動(dòng)下,通過(guò)載流子注入和復合形成激子,由激子輻射衰減而發(fā)光的顯示器件。

  它具有自主發(fā)光、視角寬、輕薄、便于攜帶等特點(diǎn)。OLED 顯示器仍然需要 ITO 膜層作為透明的電極,其基本結構是在玻璃基板上鍍制 ITO 膜層的基礎上,再制作有機材料發(fā)光層。

 ?、?ITO 導電膜玻璃的其他領(lǐng)域應用

  ITO 導電膜玻璃作為面發(fā)熱體,可制作成多種功能的特種加工玻璃,如用于飛機、火車(chē)、汽車(chē)等風(fēng)擋玻璃、宇航飛船的眩窗、坦克激光測距儀、機載光學(xué)偵察儀、潛望鏡觀(guān)察窗等,不僅起隔熱降溫作用,而且通電后還可除冰霜。

  ITO 導電膜玻璃還可制成多種多功能的工業(yè)及科研、國防等用建筑玻璃,如液晶調光玻璃、電加熱玻璃及電致變色玻璃、防盜玻璃、電磁屏蔽玻璃和大面積太陽(yáng)能玻璃等。

  另外,由于 ITO 導電膜層對微波具有衰減性,衰減率不小于 85%;因此用 ITO 導電膜制成的電磁屏蔽玻璃,已作為特殊建筑物的窗玻璃或幕墻玻璃,可廣泛用于計算機房、演播室、工業(yè)控制系統、軍事建筑物、外交部門(mén)的建筑物門(mén)窗玻璃以及有保密要求或防干擾要求的場(chǎng)合。

  (4)原材料供應狀況

  ITO 導電膜玻璃主要包括玻璃基板和靶材。

 ?、?玻璃基板

  玻璃基板產(chǎn)業(yè)是一個(gè)典型的資本和技術(shù)雙密集產(chǎn)業(yè),具有明顯的規模效應,進(jìn)入壁壘較高。

  ITO用玻璃基板制程條件嚴格,性能要求高,除不含鉀、鈉等堿金屬外,還必須具備高精密的表面平整度與起伏度。因此,玻璃基板行業(yè)要求制作技術(shù)難度極高。

  從國內玻璃基板的供給端來(lái)看,目前國內可以提供玻璃基板的供應商主要為南玻、洛玻、東旭集團、彩虹股份等。

  (5)ITO 導電膜玻璃未來(lái)發(fā)展趨勢

  隨著(zhù)顯示及觸控技術(shù)的不斷更新?lián)Q代,特別是顯示及觸控技術(shù)應用的普及,使智能手機、平板電腦的市場(chǎng)容量逐年上升,ITO 導電膜玻璃的研發(fā)和生產(chǎn)工藝也隨之不斷進(jìn)步。

  未來(lái),ITO 導電膜玻璃主要有以下發(fā)展趨勢:

 ?、?大尺寸化

  縱觀(guān) LCD 的發(fā)展,大尺寸化將是未來(lái)的發(fā)展趨勢。

  為滿(mǎn)足液晶面板廠(chǎng)商不斷增加的大尺寸顯示屏產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),玻璃基板尺寸也在不斷增加。玻璃基板尺寸越大,能夠切割的面板數量就越多,可以切割的顯示屏尺寸就越大。

  因此,隨著(zhù)玻璃基板的大尺寸化以及滿(mǎn)足消費者需求的基礎上,促使平板顯示和觸控屏向大尺寸化發(fā)展。

  此外,為順應平板顯示和觸控屏的發(fā)展,對 ITO導電膜玻璃的鍍膜技術(shù)提出了更高的要求。

 ?、?柔性化

  目前,應用最為廣泛的 ITO 導電膜玻璃是在玻璃、陶瓷等硬質(zhì)基材上制備,但這些基材存在質(zhì)脆、不易變形等缺陷,限制了 ITO 導電膜玻璃的應用。

  與硬質(zhì)基材 ITO 導電膜玻璃相比,在有機柔性基材上制備的 ITO 導電膜玻璃不僅具有相同的光電特性,而且還具有可彎曲、重量輕、不易破碎、便于運輸等特點(diǎn)。

  因此,隨著(zhù)電子器件的“輕薄化”,必然會(huì )推動(dòng) ITO 導電膜的技術(shù)不斷進(jìn)步,向“柔性化”的方向發(fā)展。

 ?、?輕薄化

  目前,ITO 導電膜玻璃的厚度主要在 0.3~1.1mm 之間。

  隨著(zhù)手機、平板電腦等電子消費品輕薄化的發(fā)展趨勢,對玻璃基板的減薄需求也日益提高,同時(shí),也帶動(dòng)著(zhù) ITO 導電膜玻璃技術(shù)的發(fā)展。

  輕薄化不僅減輕了手機和平板電腦等電子消費品的重量,也在一定程度上給產(chǎn)品的外觀(guān)設計提供了更多的便利。