ITO薄膜基础知识分析
- 格式:docx
- 大小:436.46 KB
- 文档页数:8
ITO薄膜简介与产品介绍1. ITO薄膜简介1.1 什么是ITO薄膜?ITO薄膜是一种具有透明导电性能的材料,其中ITO指的是氧化铟锡〔Indium Tin Oxide〕的缩写。
该薄膜具有高透过率和低电阻率的特性,被广泛应用在电子显示器、太阳能电池、触摸屏等领域。
1.2 ITO薄膜的制备方法常见的ITO薄膜制备方法包括物理蒸镀法和化学溶胶-凝胶法。
物理蒸镀法利用高纯度的ITO靶材,通过真空蒸发沉积在基底上形成薄膜;而化学溶胶-凝胶法那么是通过溶液中的化学反响生成ITO凝胶,再通过烧结得到薄膜。
2. ITO薄膜的特性2.1 高透过率ITO薄膜具有高透过率的特性,可在可见光频段保持较高的透过率。
这使得ITO薄膜在显示器等光学设备中可以提供清晰的图像和文字显示。
2.2 低电阻率ITO薄膜具有较低的电阻率,可以实现电流的良好导电性能。
这使得ITO薄膜在触摸屏、太阳能电池等应用中可以提供可靠的电流传输。
2.3 控制面阻抗通过调整ITO薄膜的厚度和微观结构,可以控制其面阻抗。
这对于触摸屏等电容式传感器应用非常重要,可以实现高灵敏度和快速响应的触摸体验。
2.4 抗氧化性能ITO薄膜具有良好的抗氧化性能,可以在高温环境下长时间稳定运行。
这使得ITO薄膜在高温工艺和特殊环境下的应用具有优势。
3. ITO薄膜产品介绍3.1 ITO玻璃ITO玻璃是将ITO薄膜沉积在玻璃基底上形成的产品。
它具有高透过率、低电阻率和良好的平整度,被广泛应用在液晶显示器、有机发光二极管〔OLED〕等光学设备中。
3.2 ITO膜ITO膜是将ITO薄膜沉积在柔性基底上形成的产品。
由于其柔性特性,ITO膜在可弯曲显示器、柔性电子产品等领域有着广阔的应用前景。
3.3 ITO导电布ITO导电布是利用ITO薄膜材料覆盖在纤维布上形成的产品。
它可以在触摸屏、抗静电材料、导电纤维等领域发挥导电和抗静电的功能,具有良好的耐久性和导电性能。
4. 结论ITO薄膜作为一种具有透明导电性能的材料,具有高透过率、低电阻率和良好的控制面阻抗等特性。
ITO薄膜基础知识一、ITO薄膜得概念ITO薄膜就是Indium Tin Oxides得缩写。
作为纳米铟锡金属氧化物,具有很好得导电性与透明性,可以切断对人体有害得电子辐射,紫外线及远红外线。
因此,喷涂在玻璃,塑料及电子显示屏上后,在增强导电性与透明性得同时切断对人体有害得电子辐射及紫外、红外。
ITO就是一种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:电阻率与透光率、二、ITO薄膜得应用ITO薄膜具有优良得光电性能,对可见光得透过率达95%以上,对红外光得反射率70%,对紫外线得吸收率≥85%,对微波得衰减率≥85%,导电性与加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。
主要用途有:(一)用于平面显示ITO薄膜得透明导电性及其良好得电极加工性能,所以它作为液晶显示器用得透明电极获得高速发展,约占功能膜得50%以上,例如液晶显示(LCD)、LED、电致发光显示(ELD)、电致彩电显示(ECD)等、随着液晶显示器件得大面积化、高等级化与彩色化,LCD将超过CRT 成为显示器件中得主流产品、因而ITO 薄膜主要用于高清晰度得大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶与电子发光屏幕等、(二)用于触摸屏目前市场上,使用ITO材料得电阻式触摸屏与电容式触摸屏应用最为广泛。
1、电阻式触摸屏ﻫ薄得ITO透明性好,但就是阻抗高;厚得ITO材料阻抗低,但就是透明性会变差。
在PET聚脂薄膜上沉积时,反应温度要下降到150度以下,这会导致ITO氧化不完全,之后得应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里,它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化、这使得电阻式触摸屏需要经常校正。
电阻式触摸屏得多层结构会导致很大得光损失,对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好得问题,但这样也会增加电池得消耗。
电阻式触摸屏得优点就是它得屏与控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好。
你知道什么是ITO薄膜么?1、引言TCO( Transparent Conductive Oxide) 薄膜最早出现在20 世纪初,1907年Badeker首次制成CdO透明导电膜,从此引发了透明导电膜的开发与应用,1968年InSn氧化物和InSn合金被报道,在其理论研究和应用研究引起广泛的兴趣。
这些氧化物均为重掺杂、高简并半导体,半导体机理为化学计量比偏移和掺杂,其禁带宽度一般大于3eV ,并随组分不同而变化,它们的光电性能依赖于金属的氧化状态以及掺杂剂的特性和数量。
ITO薄膜有复杂的立方铁锰矿结构,最低电阻率接近10^- 5Ω·cm 量级,可见光范围内平均光透过率在90%以上,其优良光电性质使之成为具有实用价值的TCO薄膜。
ITO透明导电膜除了具有高可见光透过率和高电导率,还具备其它优良的性能,如高红外反射率、与玻璃有较强的附着力、良好的机械强度和化学稳定性、用酸溶液湿法刻蚀工艺容易形成电极图等,被广泛地应用于平板显示器件、微波与射频屏蔽装置、敏感器件和太阳能电池等很多领域。
特别是近年来液晶等平板显示器件的崛起,更促进了ITO薄膜的研究和需求。
2、ITO薄膜的导电机制和特性In2O3是直接跃迁宽禁带半导体材料,其晶体结构是立方铁锰矿结构。
由于在In2O3形成过程中没有构成完整的理想化学配比结构,结晶结构中缺少氧原子(氧空位) ,因此存在过剩的自由电子,表现出一定的电子导电性。
同时,如果利用高价的阳离子如Sn掺杂在In2O3 晶格中代替In^3 的位置,则会增加自由导电电子的浓度,进而提高氧化铟的导电性。
在ITO薄膜中,Sn一般以Sn^2 或Sn^4 的形式存在,由于In在In2O3中是正三价,Sn^4 的存在将提供一个电子到导带,相反Sn^2 的存在将降低导带中电子的密度。
另外,SnO自身呈暗褐色,对可见光的透过率较差。
在低温沉积过程中,Sn在ITO中主要以SnO的形式存在,导致较低的载流子浓度和高的膜电阻。
ITO薄膜基础知识分析首先,ITO薄膜的成分主要由铟(Indium)和锡(Tin)的氧化物组成,具有良好的导电性和透明性。
一般情况下,ITO薄膜的成分为90%的铟和10%的锡,但也有一些特殊需求的情况下会有不同的组成比例。
其次,ITO薄膜的制备可以通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)和化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)等方法进行。
在PVD方法中,常用的制备技术有直流磁控溅射(Direct Current Magnetron Sputtering)和电子束蒸发(Electron Beam Evaporation)等。
而在CVD方法中,主要有热氧化法(Thermal Oxidation)和化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition)等。
这些制备方法在ITO薄膜的导电性和透明性方面具有一定的影响。
同时,ITO薄膜的导电性和透明性是其最重要的特点。
由于ITO薄膜的成分及制备方法等因素的影响,其导电性和透明性可以通过调节薄膜的成分比例、制备参数等来优化。
通常情况下,ITO薄膜的透明度可达到80%以上,而其导电性可以达到10^3到10^4Ω/□(Ω/□是单位面积内的电阻值),满足了大部分电子产品的要求。
此外,ITO薄膜还具有较好的耐腐蚀性和耐热性。
对于电子产品而言,耐腐蚀性是非常重要的特性之一,因为一些触摸屏、液晶显示器等电子产品会接触到一些化学物质,因此要求薄膜具有较好的耐腐蚀性。
而耐热性则是由于一些电子产品在使用过程中会产生较高的温度,要求薄膜具有较高的耐热性,不易受热影响变形或损坏。
最后,ITO薄膜还具有一些其他的特性。
例如,由于ITO薄膜具有较好的导电性和透明性,因此可以作为电极材料广泛应用于太阳能电池中,提高太阳能电池的能量转换效率。
此外,ITO薄膜还具有一定的抗反射性能,可以用于减少显示器或触摸屏表面的反射,提高显示效果和触摸感应的精准度。
ito导电膜原理ITO导电膜是一种常见的导电膜材料,具有优良的光学和电学性能。
它被广泛应用于电子显示器、太阳能电池、触摸屏等领域。
本文将介绍ITO导电膜的原理及其在各个领域的应用。
ITO导电膜的原理主要基于其材料特性。
ITO是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide)的简称,它是一种无机材料,具有透明、导电的特性。
ITO薄膜通常通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方法制备。
ITO导电膜的导电机制主要是由于铟离子(In3+)和锡离子(Sn4+)在氧气的作用下形成了氧化物晶格,并通过掺杂的方式引入了一定数量的自由电子。
这些自由电子在ITO薄膜中能够自由移动,从而形成了良好的电子导电性。
同时,ITO薄膜的晶格结构对光的透过性也有一定影响,使得ITO导电膜既具有良好的导电性能,又具备较高的透光率。
ITO导电膜在电子显示器中的应用非常广泛。
例如,在液晶显示器中,ITO导电膜作为透明电极,被用于驱动液晶分子的排列,实现图像的显示。
而在有机发光二极管(OLED)中,ITO导电膜则用作电极材料,使得电子和空穴能够在导电膜中注入并发光。
此外,ITO 导电膜还可以用于电子墨水屏、柔性显示器等各种新型显示技术中。
除了电子显示器,ITO导电膜还在太阳能电池领域有着广泛的应用。
在太阳能电池中,ITO导电膜作为透明电极,用于收集光电池发出的电流。
由于ITO导电膜具有较高的透光率和导电性能,能够最大限度地提高太阳能电池的光电转换效率。
ITO导电膜还被广泛应用于触摸屏技术中。
触摸屏是一种通过感应用户触摸位置来实现交互的技术,而ITO导电膜则作为触摸屏的感应电极。
当用户触摸屏幕时,ITO导电膜上的电流会发生变化,从而被感应器检测到,并通过算法计算出触摸位置。
ITO导电膜在触摸屏技术中的应用使得触摸屏具有了高灵敏度和精准度。
ITO导电膜是一种重要的导电材料,其原理基于铟锡氧化物的导电特性。
它在电子显示器、太阳能电池、触摸屏等领域具有广泛的应用。
ITO导电玻璃及相关透明导电膜之原理及应用ITO(氧化铟锡)导电玻璃是一种具有透明度和导电性能的材料,由透明的玻璃基底上涂布一层氧化铟锡薄膜而成。
它的导电性能源自薄膜中的氧化铟锡纳米颗粒,这些颗粒具有优异的导电性质。
以下是ITO导电玻璃及相关透明导电膜的原理和应用。
原理:ITO导电玻璃的导电性原理是利用其在可见光范围内具有很高的透光性和很低的电阻率。
ITO薄膜是一种高度透明的导电材料,其电导率主要由氧化铟和氧化锡的摩尔百分数以及沉积过程中的结晶度和缺陷控制。
氧化铟锡纳米颗粒之间的晶格缺陷能帮助电子从一个颗粒跳到另一个颗粒,从而实现电荷的传导。
应用:1.平板显示器和触摸屏:ITO导电玻璃广泛应用于平板显示器和触摸屏技术中。
它可用于制造透明导电电极,使电子信号能够在屏幕上自由传输。
ITO导电玻璃的高透明性和高导电性能使得屏幕具有清晰度和触摸灵敏度。
2.太阳能电池:ITO导电玻璃也被用于太阳能电池电极中。
由于它的导电性和透明性,ITO薄膜可以作为电池的正极和负极,使得光线可以穿过电极层并和光敏材料发生相互作用,从而产生电流。
3.液晶显示器:ITO导电玻璃也用于LCD显示器中的透明导电电极。
这些导电电极可用于在液晶屏幕上创建电场,控制液晶的定向和排列,从而实现像素的显示和图像的变化。
4.柔性电子学:ITO导电薄膜可以被用于制备柔性电子设备。
由于其高柔韧性和可塑性,ITO导电薄膜可以在弯曲或弯折的形状下维持导电性能,因此可以用于在可弯曲或可折叠的电子设备中,如可弯折的显示屏幕和柔性电子电路中。
5.光学涂层:除了导电性能,ITO导电玻璃还具有抗反射和防紫外线功能。
因此它可以用于制备抗反射涂层和防紫外线涂层,用于光学领域中的镜片、窗户和透镜等。
总结:ITO导电玻璃是一种重要的导电材料,具有高透明性和优异的导电性能,具有广泛的应用潜力。
从平板显示器到太阳能电池,从液晶显示器到柔性电子学,以及光学涂层,ITO导电玻璃在许多领域中都发挥着重要作用。
ITO薄膜性能及制成技术的发展ITO薄膜,即氧化铟锡(indium tin oxide),是一种广泛应用于电子器件、光电器件和显示器件等领域的透明导电薄膜材料。
随着电子产品和光电器件的快速发展,ITO薄膜的性能和制成技术也在不断改进和发展。
一、ITO薄膜的性能改进:1.透明性能:ITO薄膜具有很好的透明性,可以使光线透过材料而不受太大影响。
随着技术的进步,ITO薄膜的透明度得到了显著提高,目前常见的ITO薄膜透明度可达到90%以上。
2. 导电性能:ITO薄膜具有良好的导电性能,可用于制作导电膜、电极、传感器等。
随着研究的深入,不仅提高了ITO薄膜的导电性,使其电阻率降低到了10-4 Ω·cm以下,而且还改善了薄膜的稳定性和可靠性。
3.光学性能:ITO薄膜不仅具有透明性,还具有一定的光学性能,如折射率和反射率。
通过调整材料成分和制备工艺参数,可以改变ITO薄膜的折射率和反射率,以满足具体的应用需求。
4.力学性能:ITO薄膜的力学性能直接影响其耐用性和可靠性。
随着研究的深入,研究人员提出了一些改善ITO薄膜力学性能的方法,如控制薄膜的晶体结构和晶界形貌,以提高其硬度和耐磨性。
二、ITO薄膜的制成技术发展:1.真空蒸发法:真空蒸发法是一种常用的制备ITO薄膜的方法。
通过在真空环境下加热ITO靶材,使其蒸发并沉积到基底上形成薄膜。
该方法操作简单、成本较低,但对于大面积均匀性要求较高。
2.磁控溅射法:磁控溅射法是一种利用靶材表面离子轰击溅射出材料并沉积到基底上的方法。
通过控制溅射时间、功率和沉积温度等参数,可以得到具有不同性能的ITO薄膜。
磁控溅射法能够得到高质量、均匀性好的薄膜,但设备较为复杂、成本较高。
3.溶胶凝胶法:溶胶凝胶法是一种通过溶解或胶化ITO前驱体,然后沉积到基底上并经过热处理得到薄膜的方法。
该方法具有工艺灵活、适用于大面积薄膜制备的优点,同时还可以通过添加掺杂剂来调控薄膜的性能。
ITO 薄膜基础知识
一、ITO薄膜的概念
ITO 薄膜是Indium Tin Oxides 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,喷涂在玻璃,塑料
及电子显示屏上后,在增强导电性和透明性的同时切断对人
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.
二、ITO薄膜的应用
ITO薄膜具有优良的光电性能,对可见光的透过率达95%以上,对红外光的反射率70%,对紫外线的吸收率≥85%,对微波的衰减率≥85%,导电性和加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。
主要用途有:(一)用于平面显示
ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能,所以它作为液晶显示器用的透明电极获得高速发展,约占功能膜的50%以上,例如液晶显示(LCD)、LED、电致发光显示(ELD)、
电致彩电显示(ECD)等。
随着液晶显示器件的大面积化、高等
级化和彩色化,LCD将超过C RT成为显示器件中的主流产品。
因而I TO薄膜主要用于高清晰度的大型彩电、计算器、计算
机显示器、液晶和电子发光屏幕等。
(二)用于触摸屏
目前市场上,使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏应用最为广泛。
1、电阻式触摸屏
薄的ITO透明性好,但是阻抗高;厚的ITO材料阻抗低,但是透明性会变差。
在PET聚脂薄膜上沉积时,反应温度要下降到150度以下,这会导致ITO氧化不完全,之后的应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里,它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。
这使得电阻式触摸屏需要经常校正。
电阻式触摸屏的多层结构会导致很大的光损失,对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题,但这样也会增加电池的消耗。
电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好。
2、电容式触摸屏
电容式触摸屏也需要使用I TO材料,而且它的功耗低寿
命长,自从A pple推出i Phone后,友好人机界面、流畅操作性能使电容式触摸屏受到了市场的追捧,各种电容式触摸屏产品纷纷面世。
而且随着工艺进步和批量化,它的成本不断下降,正逐步取代电阻式触摸屏。
表面电容触摸屏的ITO涂层通常需要在屏幕的周边加上线性化的金属电极,来减小角落/边缘效应对电场的影响。
有时ITO涂层下面还会有一个I TO屏蔽层,用来阻隔噪音。
表面电容触摸屏至少需要校正一次才能使用。
感应电容式触摸屏与表面电容触摸屏相比,可以穿透较厚的覆盖层,而且不需要校正。
电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应进行工作的。
电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层I TO,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层I TO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。
代表产品就是苹果i phone、iPod touch和iPad系列产品,拥有其他产品难以超越的非凡触控体验。
(二)用于交通工具风挡
ITO 薄膜能除雾防霜,是一种典型的透明表面发热体,可以用作汽车、火车、电车、飞机等交通工具的风挡,用于陈列窗、溜冰眼镜、双引自行战车及医疗喉镜。
还可以用作烹调用加热板的发热体,也可以用于炉门、冷冻食品的显示器及低压钠灯等。
(三)用于太阳能方面
ITO 薄膜用于异质结SIS太阳能电池顶部氧化物层,可以
得到高的能量转换效率,例如I TO/SiO2/P-Si太阳能电池可以
产生13%~16%的转换效率。
ITO玻璃还可以用于Si太阳能电池的反射涂层以及用于异质结型A-Si基太阳能电池的透明电极。
具有电致变色(EC)的灵巧窗的典型结构是在普通白玻璃上沉积多层膜,其内外层为I TO膜。
研究表明,EC玻璃可使建筑物内暖气、冷气和照明等能耗减少50%以上。
(四)用于微波屏蔽和防护镜
ITO 薄膜有良好的微波屏蔽作用,能防静电,可用于屏蔽电磁波的地方,如计算机房、雷达的屏蔽保护区,甚至可用于防雷达隐形飞机上。
茶色I TO薄膜是铟、锡氧化物的新品种,它能防紫外线和红外线,滤去对人体有害的紫外波段,因此镀ITO膜的玻璃镜片可作特殊防护镜。
三、ITO薄膜的主要制备方法
ITO导电薄膜是用物理的或化学的方法在基体表面上沉积得到。
基体材料一般采用玻璃,如采用低温溅射工艺制备这种薄膜,基体也可以采用塑料等聚合物材料。
基体的热膨胀系数对膜的性质有较大的影响,所以选择基体时应考虑基体和莫的热膨胀系数的匹配问题。
(一)磁控溅射法:磁控溅射法是利用惰性气体离子轰击靶材(一般为高密度的铟锡氧化物靶材) ,轰击下来的原子沉积到衬底上形成薄膜。
磁控溅射法采用的靶材有I T靶和ITO 靶两种。
(二)化学气相沉积(CVD)法:CVD法首先是将铟、锡的
有机盐气化,然后在N2或Ar的载气气氛中与O 2
,
H
2
O或
H
2
O2等
反应而得到ITO薄膜。
(三)喷雾热分解法:喷雾热分解法是将铟和锡的金属盐溶液雾化后喷在处于高温区域的衬底上, 经过液滴的干燥、热分解过程在基体表面得到I TO薄膜。
(四)溶胶- 凝胶法:首先得到氢氧化铟锡溶胶, 然后通过浸涂、煅烧等后续工艺得到薄膜。
(五)水热法:水热法制备薄膜是近年来发展起来的一种很有潜力的液相制膜技术, 它一般以廉价的无机盐或氢氧化物水溶液或悬浮液为前驱体, 以单晶片、金属片、玻璃片、甚至塑料等为衬底,将前驱体和衬底置于密闭反应容器里, 通过对反应容器加热, 创造了一个高温(通常低于300℃) 、高压的反应环境, 最终在衬底上形成稳定结晶相薄膜。
目前, 水热法制备薄膜的研究主要集中在制备压电和铁电薄膜。
四、电容屏主要供应厂商
(一)台湾电容屏主要供应厂商
(二)国内电容屏主要供应厂商
(三)国外电容屏主要供应厂商
(四)触控板材料价值分布
1、Touch sensor (触控感测器)40%
2、Cover glass(防护玻璃罩)30%
3、Touch sensor chip (触摸传感器芯片)15%
4、Printed circuit boards and other components
(电路板及其他部件)15%
五、ITO材料在电容式触摸屏产业链中的基本情况
(一)行业综述
ITO 靶材,约占原材料采购成本20%左右。
主要由日本提供,日本目前提供了全球70%左右ITO靶材。
日东电工目前在电阻屏和电容屏的ITO film领域都是第一品牌,采取的是高端市场战略,大陆厂商由于和日东合作的历史不长,从日东采购的ITO film 的价格要比日本和台湾厂商高30%-50%。
(二)ITO导电膜应用空间广阔
ITO 导电膜通过不断技术革新,在物理性能上与ITO 导电玻璃的差距在不断缩小,而自身独特的某些性能更适合于
大尺寸触屏,加之其较为明显的成本优势,在日益增长的中低端市场更受青睐,ITO导电膜可能出现新一轮景气周期。