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光电触摸显示屏背后的功臣:ITO靶材
2020年04月03日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:368
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信息时代,平板显示器已成为我们接受信息的一个重要视觉窗口。而像液晶电视、平板电脑、智能手机等电子商品,它们的制作都离不开一种关键组件,那就是ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)导电玻璃。

液晶显示器之所以能显示特定的图形,就是利用导电玻璃上的ITO透明导电膜,经蚀刻制成特定形状的电极,上下导电玻璃制成液晶盒后,在这些电极上加适当电压信号,使具有偶极矩的液晶分子在电场作用下特定的方面排列,仅而显示出与电极波长相对应的图形。

 

无源驱动液晶显示器件的基本结构

要给玻璃镀上ITO可不容易,它不能像油漆那样被刷到平板玻璃上,而是需要先被制作成标准尺寸的固体靶材,再由操纵磁控溅射的“枪手”不断“射击”,将其气化溅镀到玻璃基板或柔性有机薄膜上形成一层膜。这层膜的厚度因功能需求而有不同,一般在30纳米至200纳米之间。

可以说,ITO透明导电膜的好坏决定导电玻璃产品质量、生产效率成品率,而ITO透明导电膜的性能又与ITO靶材息息相关。具体下游对ITO靶材都有哪些要求,小编电询了来自专业生产ITO靶材、ITO粉及其他与靶材相关光电材料的洛阳晶联光电材料有限公司的总经理郭朋先生,接下来便来一起看看其中奥秘。

关键一:密度和纯度

ITO靶材属于稀有金属铟的锡掺杂氧化物半导体陶瓷,下游用户首先关注的就是它的密度和纯度。在制备的过程中,In2O3SnO2的质量比一般为90:10,SnO2会完全固溶到In2O3中形成单一的In2O3相,靶中的空隙和杂质、杂质相均会对ITO导电薄膜的导电性和透光率的均匀性产生影响。

 

因此,在ITO靶材的生产过程中,首先要严格控制化学氧含量及杂质含量,以确保靶材纯度达到99.99%以上,其次需要通过合适的成型烧结工艺,使靶材密度尽可能的大——靶材若为低密度,有效溅射表面积会减少,溅射速度也会降低,靶材表面黑化趋势加剧。高密度靶的表面变化少,可以得到低电阻膜。靶材密度与寿命也有关,高密度的靶材寿命较长,意味着可降低靶材成本,因而高品质ITO靶材应具有99.5%以上的相对密度。

关键二:大尺寸

受平板显示器尺寸大型化的影响,ITO玻璃基板也出现了明显的大型化的趋势因此ITO靶材单片尺寸大型化不可避免。但受限于技术能力,大面积的靶材往往都需要像拼美国瓷砖一样,将多个单片靶材拼焊成特定的尺寸——因此单片靶材的尺寸越大,需要拼接的块数就越少,溅射到平板上的拼缝就越少,价值也越高。据郭朋先生介绍,洛阳晶联已具备生产大型尺寸(400mm×650mm,或270×1400mm)ITO平面靶材的能力。

 

另外,近年来材料使用率更高的管状靶材也越来越受市场青睐,管靶越长,意味着生产中拼缝越少,生产出的触控液晶屏质量越高。目前洛阳晶联已开发出大尺寸ITO旋转靶材的近净成型技术,利用率可从平面靶材的30%左右提升到80%左右。

 

该如何提升靶材质量?

ITO靶材的市场,尤其是高端TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)应用领域,长期以来被日韩所垄断。国内如果想摆脱这种被掐脖子的困境,就必须勇于创新,研发出属于自己的生产高端ITO靶材核心技术。

综合来看,ITO粉末的制备是整个ITO靶材生产环节中最为重要的一环,其基本要求是颗粒尺寸小于100nm,团聚少,分散性好,烧结活性高,杂质含量不能超标。外,由于ITO靶材是由高温烧结而成,烧结技术工艺决定了产品质量,稍有出错,就容易出现批次质量不稳定的问题。洛阳晶联通过稳定的常压烧结工艺,不仅可获得使用寿命更长、靶材表面在镀膜时结瘤更少的ITO靶材,而且还能解决靶材生产使用压力气氛保护的安全性问题,靶材易开裂问题,成品率大幅提升。

目前,洛阳晶联的产品已通过G8.5、G6、G5、G4.5、G2.5等TFT-LCD产线和LTPs产线上的测试和供货,已稳定为京东方、天马、信利、华星光电、南玻等大尺寸液晶面板生产商量供,真正打破了进口靶材在该领域长多年的垄断。

而且由于近期疫情影响,日韩的多家企业无法正常供货,也让国内更多的下游客户开始将目光转向了洛阳晶联这样的优秀国内供应商。“目前我们在TFT-LCD领域已经有了很扎实的客户基础。”郭朋先生说,“接下来我们还将往AMOLED领域发力,进一步扩展业务,目前我们的技术已经完全能够满足这部分的需求。”

粉体圈 小榆

 


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