ITO薄膜基础知识分析

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CRT 成为显示器件中的主流产品。因而ITO 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ITO材料，而且它的功耗低寿命

长，自从Apple推出iPhone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ITO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ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO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iphone、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ITO/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ITO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ITO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IT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O2,H2O或

H2O2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ITO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。