透明导电薄膜TCO之原理及其应用发展

TCO薄膜简介透明导电氧化物(transparentconductiveoxide简称TCO)薄膜主要包括In、Sb、Zn 和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性，广泛地应用于太阳能电池、平面显示、特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域。

透明导电薄膜以掺锡氧化铟(tindopedindiumoxide简称ITO)为代表，研究与应用较为广泛、成熟，在美日等国已产业化生产。

近年来ZnO薄膜的研究也不断深入，掺铝的ZnO薄膜(简称AZO)被认为是最有发展潜力的材料之一。

同时，人们还开发了Zn2SnO4、In4Sn3O12、MgIn2O4、CdIn2O4等多元透明氧化物薄膜材料。

TCO薄膜的制备工艺以磁控溅射法最为成熟，为进一步改善薄膜性质，各种高新技术不断被引入，制备工艺日趋多样化。

本文综述以ITO和AZO为代表的TCO薄膜的研究进展及应用前景。

一、TCO薄膜的发展TCO薄膜最早出现于20世纪初，1907年Badeker首次制成了CdO透明导电薄膜，引起了人们的较大兴趣。

但是，直到第二次世界大战，由于军事上的需要，TCO薄膜才得到广泛的重视和应用。

1950年前后出现了SnO2基和In2O3基薄膜。

ZnO基薄膜兴起于20世纪80年代。

相当长一段时间，这几种材料在TCO薄膜中占据了统治地位。

直到上世纪90年代中期，才有新的TCO薄膜出现，开发出了多元TCO薄膜、聚合物基体TCO薄膜、高迁移率TCO薄膜以及P型TCO薄膜。

而SnO2基和In2O3基材料也通过掺加新的元素而被制成了高质量TCO薄膜。

最近，据媒体报导，美国俄勒冈大学研究人员对TCO材料的研究取得重大突破，他们研制出一种便宜、可靠且对环境无害的透明导电薄膜材料。

该材料可用于制作透明晶体管，用来制造非常便宜的一次性电子产品、大型平面显示器和可折叠又方便携带的电器。

科学家称，这项研究成果将引导新产业和消费领域的发展。

2024年TCO导电玻璃市场前景分析导电玻璃是一种特殊的玻璃材料，具有良好的导电性能和透明性，被广泛应用于电子产品和光伏行业。

TCO（透明导电氧化物）导电玻璃以其更高的导电性和更好的透光性在市场上占据主导地位。

本文将对TCO导电玻璃市场的前景进行分析。

1. TCO导电玻璃的市场需求随着移动通信、平板电脑、智能手机和其他电子设备的普及，对导电玻璃的需求日益增长。

传统的导电玻璃存在导电性差、透光性差等问题，而TCO导电玻璃由于其高导电性和良好的透光性，满足了这些电子设备对导电玻璃的需求，具有广阔的市场前景。

2. TCO导电玻璃的优势2.1 高导电性能TCO导电玻璃采用导电氧化物涂层，具有较高的电导率。

相对于传统的导电玻璃，TCO导电玻璃的导电性能更好，可以满足高性能电子设备对导电性的要求。

2.2 良好的透光性能TCO导电玻璃具有较高的透光率，能够满足电子设备对透光性的要求。

在光伏行业中，透光性对于太阳能电池的效率至关重要，TCO导电玻璃在此方面有着明显的优势。

2.3 优异的耐腐蚀性能TCO导电玻璃具有优异的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下稳定工作。

这使得TCO导电玻璃可用于各种特殊的应用场景，如户外显示屏等。

3. TCO导电玻璃市场前景3.1 电子设备市场随着智能手机、平板电脑和可穿戴设备等电子产品的快速发展，对导电玻璃的需求将持续增长。

TCO导电玻璃凭借其优秀的导电性能和透光性，在这一市场中有着广阔的应用前景。

3.2 光伏市场光伏行业是TCO导电玻璃的另一个重要应用领域。

太阳能电池的效率取决于光的吸收和转化过程，TCO导电玻璃的高透光性使得光能得到更好的利用，薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池等技术得到了快速发展。

3.3 其他领域应用除了电子设备和光伏行业，TCO导电玻璃也在其他领域中得到了广泛应用。

比如建筑行业中的智能窗户和导电玻璃幕墙，汽车行业中的导电玻璃后视镜等。

随着对新能源、智能建筑和智能交通等领域需求的增加，TCO导电玻璃在这些领域的市场前景也将不断扩大。

金屬氧化物透明導電材料的基本原理一、透明導電薄膜簡介如果一種薄膜材料在可見光範圍內(波長380-760 nm)具有80%以上的透光率，而且導電性高，其比電阻值低於1×10-3 ·cm，則可稱為透明導電薄膜。

Au, Ag, Pt, Cu, Rh, Pd, A1, Cr等金屬，在形成3-15 nm厚的薄膜時，都有某種程度的可見光透光性，因此在歷史上都曾被當成透明電極來使用。

但金屬薄膜對光的吸收太大，硬度低而且穩定性差，因此人們開始研究氧化物、氮化物、氟化物等透明導電薄膜的形成方法及物性。

其中，由金屬氧化物構成的透明導電材料(transparent conducting oxide, 以下簡稱為TCO)，已經成為透明導電膜的主角，而且近年來的應用領域及需求量不斷地擴大。

首先，隨著3C產業的蓬勃發展，以LCD 為首的平面顯示器(FPD)產量逐年增加，目前在全球顯示器市場已佔有重要的地位，其中氧化銦錫(In2O3:Sn, 意指摻雜錫的氧化銦，以下簡稱為ITO)是FPD的透明電極材料。

另外，利用SnO2等製成建築物上可反射紅外線的低放射玻璃(low-e window)，早已成為透明導電膜的最大應用領域。

未來，隨著功能要求增加與節約能源的全球趨勢，兼具調光性與節約能源效果的electrochromic (EC) window (一種透光性可隨施加的電壓而變化的玻璃)等也可望成為極重要的建築、汽車及多種日用品的材料，而且未來對於可適用於多種場合之透明導電膜的需求也會越來越多。

二、常用的透明導電膜一些目前常用的透明導電膜如表1所示，我們可看出TCO佔了其中絕大部分。

這是因為TCO具備離子性與適當的能隙(energy gap)，在化學上也相當穩定，所以成為透明導電膜的重要材料。

表1 一些常用的透明導電膜三、代表性的TCO材料代表性的TCO材料有In2O3，SnO2，ZnO，CdO，CdIn2O4，Cd2SnO4，Zn2SnO4和In2O3-ZnO等。

ITO导电玻璃及相关透明导电薄膜的原理及应用当今世界正处于信息时代，平板显示器（flat panel display，FPD）是我们接受信息的一个重要视觉窗口，其在生产制造中都离不开ITO 导电玻璃，ITO导电玻璃可用于多种平板显示器，主要的有液晶显示器（LCD）、有机电致发光（OLED）显示器、触摸屏等。

由于平板显示器，尤其是液晶显示器在整个显示行业应用领域最为广泛，制造技术最为成熟。

液晶显示组件的发展，也就是由被动式矩阵驱动向列型（TN）/超扭向型（STN）液晶显示器，推向主动式矩阵驱动薄膜晶体管液晶显示器，并更加发展至所谓的新世代的显示器，-有机电发光显示器或有机发光二极管（OLED），无论如何发展而铟锡氧化物薄膜的重要性并无任何地变化。

使用于液晶显示器的ITO膜，不仅作为透明的画素电极之功能而且也作为简单矩阵型STN-LCD的扫描电极和信号电极，以及主动型TFT-LCD的共通电极和阵列电路中配线之重要角色，随着彩色化、高解析化和人机界面化（触控面板），促使相关液晶显示器和其它平面显示器的成长快速，因此本文我们重点介绍ITO导电玻璃在液晶显示器中的应用。

一、什么是ITOITO （indium tin oxide，氧化铟锡）透明导电薄膜的主要功能是在于其极佳的电极材料而应用于平面面板显示器，具有发热、热反射、电磁波防止和静电防止等不同的用途。

ITO导电玻璃是一种既透明又导电的玻璃，它采用磁控溅射沉积成膜技术，以ITO 材料作为溅射靶材，在玻璃基板上生成一层很薄的ITO 膜。

这层ITO 膜同时具有良好的导电性和透光性，适于制作透明显示电极，是平板显示器生产的重要原材料之一，玻璃基板的厚度通常只有0.3～1.1mm，它具有重量轻、透明度高、平整度高、有一定的机械硬度、容易切割加工等特点，因此被广泛应用于平板显示器上。

ITO 导电玻璃随着20世纪70年代初LCD显示器的兴起至今已经历了30 多年的历程，并从过去只能生产高电阻、小尺寸、普通表面、黑白显示的产品，发展到了现在能够生产低电阻、大尺寸、抛光表面、彩色显示的产品。