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    ITO導電膜玻璃

    ITO導電膜玻璃

    發布日期:2021-08-03 02:22:53 瀏覽次數: 133

      (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 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、太陽能電池、特殊功能窗口涂層及其他光電器件領域,是目前 LCD、PDP、OLED、觸摸屏等各類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,會吸收空氣中的水份和二氧化碳并產生化學反應而變質,產生“霉變”,因此在存放時要防潮;ITO 膜層在活性正價離子溶液中易產生離子置換反應,形成其它導電和透過率不佳的反應物質,所以在加工過程中,盡量避免長時間放在活性正價離子溶液中。

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

      (2)ITO 導電膜玻璃發展概述及現狀

      從 20 世紀 50 年代到 20 世紀 70 年代,ITO 導電膜玻璃自發現以來一直處于研究的萌芽狀態。

      20 世紀 70 年代, ITO 導電膜玻璃開始逐步應用于液晶顯示領域,并實現了產業化生產,從而進入快速發展的階段。

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

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

      進入 21 世紀以來,隨著彩屏手機和觸摸屏產品的興起,ITO 導電膜玻璃除應用于TN-LCD、STN-LCD 以外,開始應用于 OLED、觸摸屏等諸多類別的產品領域。

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

      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,就可能形成氧化反應不充分,而使膜層透過率和蝕刻性能變差;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。

      隨著技術的不斷發展,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。

      隨著居民收入提升與消費升級,市場和技術方向的主流選擇以及產品的進口替代和政府產業政策的推進,尤其是目前超薄智能穿戴成為市場熱點,可以滿足不同人群對于健康、運動、溝通、社交、等一系列個性化需求,這些趨勢將共同促進智能穿戴設備市場快速增長。

      ITO 透明導電薄膜和導電玻璃處于整個智能穿戴設備產業鏈上游位置,是整個顯示觸控行業的關鍵基礎材料。

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

      (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、質量輕、能耗少、無污染、無輻射、無散熱影響等優點,是節能、潔凈的環保型電子材料產品。

      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 產品,已成為筆記本電腦、臺式電腦、各類監視器和數字彩電等電子產品中廣泛應用的液晶顯示器。

      此外,PDP(等離子體顯示器)、ECD(場致發光顯示器)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、紅外線式以及表面聲波式,目前市場上應用較多的以電容感應式為主。

      近年來,隨著智能手機的普及,電容感應式觸摸屏應用越來越廣泛。

      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 線條,這樣在導電體內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時,由于人體電場,手指與導體層間會形成一個耦合電容,四邊電極發出的電流會流向觸點,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計算電流的比例及強弱,準確算出觸摸點的位置。

     ?、?有機發光顯示(OLED)用導電膜玻璃

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

      它具有自主發光、視角寬、輕薄、便于攜帶等特點。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,再制作有機材料發光層。

     ?、?ITO 導電膜玻璃的其他領域應用

      ITO 導電膜玻璃作為面發熱體,可制作成多種功能的特種加工玻璃,如用于飛機、火車、汽車等風擋玻璃、宇航飛船的眩窗、坦克激光測距儀、機載光學偵察儀、潛望鏡觀察窗等,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、工業控制系統、軍事建筑物、外交部門的建筑物門窗玻璃以及有保密要求或防干擾要求的場合。

      (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

      玻璃基板產業是一個典型的資本和技術雙密集產業,具有明顯的規模效應,進入壁壘較高。

      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,玻璃基板行業要求制作技術難度極高。

      從國內玻璃基板的供給端來看,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 導電膜玻璃未來發展趨勢

      隨著顯示及觸控技術的不斷更新換代,特別是顯示及觸控技術應用的普及,使智能手機、平板電腦的市場容量逐年上升,ITO 導電膜玻璃的研發和生產工藝也隨之不斷進步。

      未來,ITO 導電膜玻璃主要有以下發展趨勢:

     ?、?大尺寸化

      縱觀 LCD 的發展,大尺寸化將是未來的發展趨勢。

      為滿足液晶面板廠商不斷增加的大尺寸顯示屏產品的開發,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,隨著玻璃基板的大尺寸化以及滿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展。

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

     ?、?柔性化

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

      與硬質基材 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。

      因此,隨著電子器件的“輕薄化”,必然會推動 ITO 導電膜的技術不斷進步,向“柔性化”的方向發展。

     ?、?輕薄化

      目前,ITO 導電膜玻璃的厚度主要在 0.3~1.1mm 之間。

      隨著手機、平板電腦等電子消費品輕薄化的發展趨勢,對玻璃基板的減薄需求也日益提高,同時,也帶動著 ITO 導電膜玻璃技術的發展。

      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品的外觀設計提供了更多的便利。

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