ITO導電玻璃是在鈉鈣基或矽硼基基片玻璃的基礎上,利用磁控濺射的方法鍍上一層氧化銦錫(俗稱ITO)膜加工製作成的。液晶顯示器專(zhuan) 用ITO導電玻璃,還會(hui) 在鍍ITO層之前,鍍上一層二氧化矽阻擋層,以阻止基片玻璃上的鈉離子向盒內(nei) 液晶裏擴散。高檔液晶顯示器專(zhuan) 用ITO玻璃在濺鍍ITO層之前基片玻璃還要進行拋光處理,以得到更均勻的顯示控製。液晶顯示器專(zhuan) 用ITO玻璃基板一般屬超浮法玻璃,所有的鍍膜麵為(wei) 玻璃的浮法錫麵。因此,最終的液晶顯示器都會(hui) 沿浮法方向,規律的出現波紋不平整情況。
在濺鍍ITO層時,不同的靶材與(yu) 玻璃間,在不同的溫度和運動方式下,所得到的ITO層會(hui) 有不同的特性。一些廠家的玻璃ITO層常常表麵光潔度要低一些,更容易出現“麻點”現象;有些廠家的玻璃ITO層會(hui) 出現高蝕間隔帶,ITO層在蝕刻時,更容易出現直線放射型的缺劃或電阻偏高帶;另一些廠家的玻璃ITO層則會(hui) 出現微晶溝縫。
ITO導電層的特性:
ITO膜層的主要成份是氧化銦錫。在厚度隻有幾千埃的情況下,氧化銦透過率高,氧化錫導電能力強,液晶顯示器所用的ITO玻璃正是一種具有高透過率的導電玻璃。由於(yu) ITO具有很強的吸水性,所以會(hui) 吸收空氣中的水份和二氧化碳並產(chan) 生化學反應而變質,俗稱“黴變”,因此在存放時要防潮。
ITO層在活性正價(jia) 離子溶液中易產(chan) 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(jia) 離子溶液中。
ITO層由很多細小的晶粒組成,晶粒在加溫過程中會(hui) 裂變變小,從(cong) 而增加更多晶界,電子突破晶界時會(hui) 損耗一定的能量,所以ITO導電玻璃的ITO層在600度以下會(hui) 隨著溫度的升高,電阻也增大。
ITO導電玻璃的分類:
ITO導電玻璃按電阻分,分為(wei) 高電阻玻璃(電阻在150~500歐姆)、普通玻璃(電阻在60~150歐姆)、低電阻玻璃(電阻小於(yu) 60歐姆)。高電阻玻璃一般用於(yu) 靜電防護、觸控屏幕製作用;普通玻璃一般用於(yu) TN類液晶顯示器和電子抗幹擾;低電阻玻璃一般用於(yu) STN液晶顯示器和透明線路板。
ITO導電玻璃按尺寸分,有14”x14”、14”x16”、20”x24”等規格;按厚度分,有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等規格,厚度在0.5mm以下的主要用於(yu) STN液晶顯示器產(chan) 品。
ITO導電玻璃按平整度分,分為(wei) 拋光玻璃和普通玻璃。
透明導電氧化物薄膜主要包括In、Zn、Sb和Cd的氧化物及其複合多元氧化物薄膜材料,具有禁帶寬、可見光譜區光透射率高和電阻率低等特性。透明導電薄膜以摻錫氧化銦(IndiumTinOxide,ITO)為(wei) 代表,廣泛地應用於(yu) 平板顯示、太陽能電池、特殊功能窗口塗層及其他光電器件領域。平板顯示器市場廣闊,被認為(wei) 具有比半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 更高的增長率,特別是液晶顯示器(LCD)具有體(ti) 積小、重量輕、能耗低、無輻射、無閃爍、抗電磁幹擾等特點,廣泛應用於(yu) 筆記本電腦、台式電腦、各類監視器、數字彩電和手機等電子產(chan) 品,以全球顯示器市場來看,LCD產(chan) 值遠高於(yu) 其他顯示器。透明導電薄膜是簡單液晶顯示器的三大主要材料之一,隨著LCD產(chan) 業(ye) 的發展,市場對ITO透明導電膜的需求也隨之急劇增大。
ITO薄膜的製備方法多樣,研究較多的製備方法為(wei) 磁控濺射法,另外還有真空蒸發法、化學氣相沉積法、噴塗法、溶膠-凝膠法等方法。其中,溶膠-凝膠法的優(you) 點是生產(chan) 設備簡單、工藝過程溫度低,易實現製備多組元且摻雜均勻的材料。
采用溶膠-凝膠法製備ITO薄膜多以銦、錫的有機醇鹽為(wei) 前驅物。以銦、錫的無機鹽為(wei) 前驅物,采用溶膠-凝膠法製備的ITO薄膜,比以有機醇鹽為(wei) 前驅物的溶膠-凝膠法製備成本低,該方法製備ITO薄膜具有生產(chan) 設備簡單、成本低的優(you) 勢。本文以氯化銦和氯化錫為(wei) 前驅物,采用溶膠-凝膠法製備ITO薄膜,探索以銦、錫的無機鹽為(wei) 前驅物製備ITO薄膜的方法。
液晶顯示器現已成為(wei) 技術密集,資金密集型高新技術產(chan) 業(ye) ,透明導電玻璃則是LCD的三大主要材料之一。液晶顯示器之所以能顯示特定的圖形,就是利用導電玻璃上的透明導電電膜,經蝕刻製成特定形狀的電極,上下導電玻璃製成液晶盒後,在這些電極上加適當電壓信號,使具有偶極矩的液晶分子在電場作用下特定的方麵排列,僅(jin) 而顯示出與(yu) 電極波長相對應的圖形。
在氧化物導電膜中,以摻Sn的In2O3(ITO)膜的透過率最高和導電性能最好,而且容易在酸液中蝕刻出微細的圖形。其透過率已達90%以上,ITO中其透過率和阻值分別由In2O3與(yu) Sn2O3之比例來控製,通常SnO2:In2O3=1:9。
ITO是一種N型氧化物半導體(ti) -氧化銦錫,ITO薄膜即銦錫氧化物半導體(ti) 透明導電膜,通常有兩(liang) 回事個(ge) 主要的性能指針:電阻率和光透過率。
目前ITO膜層之電阻率一般在510-4左右,最好可達510-5,已接近金屬的電阻率,在實際應用時,常以方塊電阻來表征ITO的導電性能,其透過率則可達90%以上,ITO膜之透過率和阻值分別由In2O3與(yu) Sn2O3之比例控製,增加氧化錮比例則可提高ITO之透過率,通常Sn2O3:In2O3=1:9,因為(wei) 氧化錫之厚度超過200Å時,通常透明度已不夠好---雖然導電性能很好。
如用是電流平行流經ITO脫層的情形,其中d為(wei) 膜厚,I為(wei) 電流,L1為(wei) 在電流方向上膜厚層長度,L2為(wei) 在垂直於(yu) 電流方向上的膜層長主,當電流流過方形導電膜時,該層電阻R=PL1/dL2式中P為(wei) 導電膜之電阻率,對於(yu) 給定膜層,P和d可視為(wei) 定值,P/d,當L1=L2時,怒火正方形膜層,無論方塊大小如何,其電阻均為(wei) 定值P/d,此即方塊電阻定義(yi) :R□=P/d,式中R□單位為(wei) :奧姆/□(Ω/□),由此可所出方塊電阻與(yu) IOT膜層電阻率P和ITO膜厚d有關(guan) 且ITO膜阻值越低,膜厚越大。
目前在高檔STN液晶顯示屏中所用ITO玻璃,其R□可達10Ω/□左右,膜厚為(wei) 100-200um,而一般低檔TN產(chan) 品的ITO玻璃R□為(wei) 100-300Ω/□,膜厚為(wei) 20-30um。
在進行LCD走線設計時,由ITO阻計算方式,可知影響ITO阻值有如下因素:#p#分頁標題#e#
1、ITO玻璃之方塊電阻
要確保走線電阻小,應酬讓ITO玻璃方塊電阻小,因為(wei) R□=P/d,則必須選P小,d適當大些的材料。
2、L1/L2
L1/L2即走線在平行電流方向與(yu) 垂直電流方向上的長度比,在R□一定時,要保證走線電阻值小,就要讓L1/L2小,當L1一定時,隻有增大L2,也說法是在設計時,走線應盡可能加寬;而當L2一定時,L1就要小,即走線寬度一定時,細線應盡可能短。
3、在LCD顯示屏設計當中,不僅(jin) 要考慮走線布對ITO阻值的影響,還要考慮生產(chan) 工藝對ITO阻值的影響,以便選擇適當方塊電阻的ITO玻璃,以便設計到製作的全麵控製,生產(chan) 高對比的LCD產(chan) 品,這時高占空比及COG產(chan) 品無為(wei) 重要,如ITO膜厚的均勻性,因為(wei) ITO的耙材及工藝的為(wei) 穩定,會(hui) 使同樣長度與(yu) 寬度的ITO阻值發生變化,如目標值為(wei) 10Ω時,其R□範圍在8-12Ω之間,所以在生產(chan) 中要使用ITO膜厚均勻的導電玻璃,以減少電阻的變化,其次為(wei) ITO玻璃的耐高溫時性,酸堿性,因為(wei) 通常LCD生產(chan) 工藝中要使用高溫烘烤及各種酸堿液的浸泡,而一般在300°C30min的環境中,會(hui) 使R□增大2-3倍,而在10wt%NaOH5min及6wt%HCL2min(60°C)下也會(hui) 增到1。1倍左右,由此可知,在生產(chan) 工藝中不宜采用高溫生產(chan) 及酸堿的長時清洗,若無法避免,則應盡量在低溫下進行並盡量縮短動作時間。
4、由於(yu) 在液晶顯示器中,ITO方塊電阻等效於(yu) 電路圖中的分壓電阻,其阻值大小直接影響電路兩(liang) 端電壓的大小,即方塊電阻越大,LCD值電壓越大。有數據表明,ITO之方塊電阻由100Ω/□降至60Ω/□。(CellGap為(wei) 6um)左右,Vth值會(hui) 降低0。03V左右。
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