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石墨烯等触控新技术来袭 ITO挑战迫在眉梢

2013-09-27 10:49
Hsiao Chen
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  ——触控新技术反扑,ITO(IndiumTinOxide;铟锡氧化物)相关产业链挑战迫在眉梢。供应链业者分析,ITO透明导电膜声势不如以往,触控产业面临下一波技术竞赛。

  供应链业者指出,由于ITO的特性与原料有限,引发相关产业链忧心未来发展,推动众家厂商纷纷转向研发新材料,有意藉由新材料、新技术来抢回市场主导权。影响所及,近年来ITO替代品逐渐受到市场关爱眼光,包括:奈米碳管、奈米银线技术、奈米金属网格(metalmesh)薄膜、奈米金属蒸镀(nano-metal)薄膜、有机透明导电膜、奈米碳管以及石墨烯等。

  关于ITO材料

  ITO是IndiumTinOxides的缩写。作为纳米铟锡金属氧化物,具有很好的导电性和透明性,可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。因此,铟锡氧化物通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上,用作透明导电薄膜,同时减少对人体有害的电子辐射及紫外、红外。

  ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率。在氧化物导电膜中,以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形,其中透光率达90%以上。ITO中其透光率和阻值分别由In2O3与SnO2之比例来控制,通常SnO2:In2O3=1:9。

  目前ITO膜层之电阻率一般在5*10E-4左右,最好可达5*10E-5,已接近金属的电阻率,在实际应用时,常以方块电阻来表征ITO的导电性能,其透过率则可达90%以上,ITO膜之透过率和阻值分别由In2O3与SnO2之比例控制,增加氧化铟比例则可提高ITO之透过率,通常SnO2:In2O3=1:9,因为氧化锡之厚度超过200Å时,通常透明度已不够好---虽然导电性能很好。

  如用是电流平行流经ITO脱层的情形,其中d为膜厚,I为电流,L1为在电流方向上膜厚层长度,L2为在垂直于电流方向上的膜层长主,当电流流过方形导电膜时,该层电阻R=PL1/dL2式中P为导电膜之电阻率,对于给定膜层,P和d可视为定值,P/d,当L1=L2时,怒火正方形膜层,无论方块大小如何,其电阻均为定值P/d,此即方块电阻定义:R□=P/d,式中R□单位为:欧姆/□(Ω/□),由此可所出方块电阻与IOT膜层电阻率P和ITO膜厚d有关且ITO膜阻值越低,膜厚越大。

  在LCD显示屏设计当中,不仅要考虑走线布对ITO阻值的影响,还要考虑生产工艺对ITO阻值的影响,以便选择适当方块电阻的ITO玻璃,以便设计到制作的全面控制,生产高对比的LCD产品,这时高占空比及COG产品无为重要,如ITO膜厚的均匀性,因为ITO的靶材及工艺的不稳定,会使同样长度与宽度的ITO阻值发生变化,如目标值为10Ω时,其R□范围在8-12Ω之间,所以在生产中要使用ITO膜厚均匀的导电玻璃,以减少电阻的变化,其次为ITO玻璃的耐高温时性,酸碱性,因为通常LCD生产工艺中要使用高温烘烤及各种酸碱液的浸泡,而一般在300°C*30min的环境中,会使R□增大2-3倍,而在10wt%NaOH*5min及6wt%HCL*2min(60°C)下也会增到1.1倍左右,由此可知,在生产工艺中不宜采用高温生产及酸碱的长时清洗,若无法避免,则应尽量在低温下进行并尽量缩短动作时间。

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