為什么面板玻璃要鍍ITO導(dǎo)電膜,導(dǎo)電玻璃都有哪些分類和特點?
為什么面板玻璃要鍍ITO導(dǎo)電膜,ITO導(dǎo)電玻璃都有哪些分類和特點?
為什么面板玻璃要鍍ITO導(dǎo)電膜?
ITO導(dǎo)電膜,可以導(dǎo)電和透光,是“透明導(dǎo)電膜”的一種.在玻璃基板上鍍ITO導(dǎo)電膜后,好比如果玻璃用于“窗戶”,ITO膜通電后可以減少“窗戶”的霧氣;如果玻璃用于液晶顯示器的配件,ITO膜蝕刻成為電路,通電后可以控制液晶的偏轉(zhuǎn)(程度),我們就可以看到從液晶后面透過來的光,這些光就組成了圖像;由于液晶分子必須夾在兩電極之間,才便于控制其的偏轉(zhuǎn),所以在液晶面板的兩面:TF面和CF面都要鍍ITO。
一、ITO導(dǎo)電玻璃
什么是ITO導(dǎo)電玻璃?
ITO(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)導(dǎo)電玻璃是在鈉鈣基或硅硼基基片玻璃的基礎(chǔ)上,利用磁控濺射的方法鍍上一層氧化銦錫(俗稱ITO)膜加工制作成的。在平板顯示產(chǎn)業(yè)中主要應(yīng)用在觸摸屏和液晶面板領(lǐng)域。觸摸屏領(lǐng)域應(yīng)用的是TP-ITO導(dǎo)電玻璃,而液晶面板領(lǐng)域應(yīng)用的是LCD-ITO導(dǎo)電玻璃,兩者的主要區(qū)別在LCD-ITO導(dǎo)電玻璃還會在鍍ITO層之前,鍍上一層二氧化硅阻擋層,以阻止基片玻璃上的鈉離子向盒內(nèi)液晶里擴散。優(yōu)異LCD-ITO玻璃在濺鍍ITO層之前基片玻璃還要進行拋光處理,以得到更均勻的顯示控制。LCD-ITO導(dǎo)電玻璃基板一般屬超浮法玻璃,所有的鍍膜面為玻璃的浮法錫面。
ITO導(dǎo)電玻璃是一種既透明又導(dǎo)電的玻璃,它采用磁控濺射沉積成膜技術(shù),以ITO材料作為濺射靶材,在玻璃基板上生成一層很薄的ITO膜。這層ITO膜同時具有良好的導(dǎo)電性和透光性,適于制作透明顯示電極,是平板顯示器生產(chǎn)的重要原材料之一。玻璃基板的厚度通常只有0.3~1.1mm,它具有重量輕、透明度高、平整度高、有一定的機械硬度、容易切割加工等特點,因此被廣泛應(yīng)用于平板顯示器上。ITO導(dǎo)電玻璃隨著20世紀70年代初LCD顯示器的興起至今已經(jīng)歷了40多年的歷程,并從過去只能生產(chǎn)高電阻、小尺寸、普通表面、黑白顯示的產(chǎn)品,發(fā)展到了現(xiàn)在能夠生產(chǎn)低電阻、大尺寸、拋光表面、彩色顯示的產(chǎn)品。
早期的ITO導(dǎo)電玻璃是采用銦錫合金作為濺射靶材,通過氧化反應(yīng)而成膜的。此種靶材對濺射工藝控制有極其嚴格的要求,尤其是氧氣流量的稍許波動,就可能形成氧化反應(yīng)不充分,而使膜層透過率和蝕刻性能變差;或因氧氣流量較大,而造成靶面"中毒",使濺射效率下降,從而使膜層變薄、電阻升高。鑒于此,材料商開發(fā)出了氧化靶,即將高純度的氧化銦和氧化錫超細粉末,按一定比例充分混合好,再采用粉末冶金工藝燒結(jié)成固體靶材。隨著制作工藝的不斷改進,ITO靶材密度逐步提高,現(xiàn)在已達到99.5%以上,基本滿足了ITO導(dǎo)電玻璃的需要。ITO導(dǎo)電玻璃的性能指標(biāo)主要有基板玻璃的外形尺寸、表面電阻(或方塊電阻)、透光率、膜層厚度、蝕刻性能和可靠性等。
ITO導(dǎo)電玻璃按電阻分,分為高電阻玻璃(電阻在150~500歐姆)、普通玻璃(電阻在60~150歐姆)、低電阻玻璃(電阻小于60歐姆)。高電阻玻璃一般用于靜電防護、觸控屏幕制作用;普通玻璃一般用于TN類液晶顯示器和電子抗干擾;低電阻玻璃一般用于STN、TFT液晶顯示器和透明線路板。ITO導(dǎo)電玻璃按厚度分,有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等規(guī)格,厚度在0.5mm以下的主要用于STN、TFT液晶顯示器產(chǎn)品。ITO導(dǎo)電玻璃按平整度分,分為拋光玻璃和普通玻璃。
二、TP-ITO導(dǎo)電玻璃
觸摸屏雖然不是顯示器件,但作為顯示器件輸入功能組件,其應(yīng)用范圍越來越廣泛,發(fā)展迅速,已成為當(dāng)今顯示器不可或缺的部件。隨著觸摸屏產(chǎn)業(yè)不斷地發(fā)展壯大,TP-LCD導(dǎo)電玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也水漲船高。
目前,TP-ITO導(dǎo)電玻璃的國際生產(chǎn)廠商主要集中在電子產(chǎn)品較為發(fā)達的日本、韓國和我國臺灣地區(qū),國內(nèi)主要生產(chǎn)廠商為南玻A、蚌埠華益、康達克和萬德宏,以及眾多的TP-ITO導(dǎo)電玻璃廠商爭奪中低端市場。
當(dāng)今移動終端市場發(fā)展很多,對觸摸屏需求也不斷提升。今年TP-ITO導(dǎo)電玻璃市場商機將進一步加大。未來,隨著觸摸屏與液晶面板產(chǎn)業(yè)的融合趨勢加快,相信TP-ITO導(dǎo)電玻璃在技術(shù)和優(yōu)異市場方面將獲得突破性進展。
三、LCD-ITO導(dǎo)電玻璃
經(jīng)過多年的發(fā)展,中國的LCD產(chǎn)業(yè)從無到有,從小到大,已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。與LCD產(chǎn)業(yè)相關(guān)的LCD-ITO導(dǎo)電玻璃產(chǎn)業(yè),也得到了長足的發(fā)展,其月產(chǎn)能已經(jīng)突破了550萬片。加上國外的LCD-ITO導(dǎo)電玻璃進口量,國內(nèi)的ITO導(dǎo)電玻璃已經(jīng)達到每月700萬片。但國內(nèi)企業(yè)所生產(chǎn)的LCD-ITO導(dǎo)電玻璃大多處于STN-LCD/CSTN-LCD用ITO導(dǎo)電玻璃的中低端,而在優(yōu)異的TFT-LCD/OLED-ITO導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)上處于劣勢。
1、STN-LCD用ITO導(dǎo)電玻璃
隨著LCD的發(fā)展,80年代中期開發(fā)出了STN-LCD,對ITO導(dǎo)電玻璃提出了更高的要求,主要是基板玻璃表面更加平整,表面電阻要低。因此基板玻璃在鍍制ITO膜層前增加了拋光工序,以降低玻璃表面的微觀波紋度,保證STN-LCD的盒厚均勻性。STN-LCD的顯示以點陣為主,其ITO線條很細,保證了其導(dǎo)電性,降低了ITO導(dǎo)電玻璃的電阻。此類顯示器主要用于早期的黑白顯示手機、電子辭典、游戲機、辦公設(shè)備、普通MP3、電子儀表等。
2、CSTN-LCD用ITO導(dǎo)電玻璃
彩色STN-LCD是90年代初發(fā)展起來的,通過在黑白STN-LCD中使用彩色ITO導(dǎo)電玻璃的方法,從而達到顯示彩色畫面的目的。CSTN-LCD用ITO導(dǎo)電玻璃,又稱為彩色濾光片(colorfilter,CF),它是先在基板玻璃上做出紅綠藍(RGB)三原**素圖形,然后在其上鍍制ITO膜層。通過相應(yīng)的LCD制造工序,可以實現(xiàn)控制每個RGB色素的透光率的變化,合成出不同顏色的像素,從而實現(xiàn)彩色顯示。
CF與普通ITO導(dǎo)電玻璃有著兩方面根本的不同。**,結(jié)構(gòu)不同。CF要采用涂布、光刻等圖形加工技術(shù),將RGB三原色顏料預(yù)先制作在基板玻璃上。**,ITO膜制作工藝不同。普通ITO導(dǎo)電玻璃鍍膜時,玻璃溫度可高達約350℃,濺射電源采用DC(直流)方式。但由于RGB顏料為樹脂型材料,不能經(jīng)受如此高的溫度,只能低溫鍍膜,玻璃溫度不得超過230℃。而為了保證較好的ITO膜特性,如表面電阻、膜厚、透光率、蝕刻性能等,CF上鍍制ITO膜層時,濺射電源通常采用RF+DC(射頻+直流)方式。
CSTN-LCD的構(gòu)造與普通黑白STN-LCD的構(gòu)造基本相同。簡單地講就是將黑白STN-LCD的一面透明ITO導(dǎo)電玻璃換成了彩色濾光片。其制作工序與普通黑白STN-LCD的制作工序相似,但在曝光對位、PI材料、液晶材料、SPACER材料、成盒、IC和良率等方面有著與普通黑白STN-LCD本質(zhì)的不同,因此增加了工藝難度和提高了對材料性能的要求。
伴隨著來自TFT-LCD方面的強大競爭壓力,近年來CSTN-LCD也得到了快速的發(fā)展,生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟。其產(chǎn)品的色彩再現(xiàn)性、響應(yīng)速度和良率等方面均得到了大幅提升,而原材料成本和生產(chǎn)成本逐年下降。因此,CSTN-LCD產(chǎn)品仍然會有一定的市場份額,并將開拓出一些新的應(yīng)用領(lǐng)域。目前CSTN-LCD產(chǎn)品主要用于彩屏手機、彩屏MP3、PDA、上等電器控制面板、數(shù)碼照相機等。
3、TFT-LCD用ITO導(dǎo)電玻璃
TFT-LCD的結(jié)構(gòu)是,一面為TFT陣列玻璃,另一面為彩色濾光片。TFT-LCD用的彩色濾光片與通常的彩色濾光片相似,但又有著以下三方面的不同:**,基板玻璃材質(zhì)不同,通常LCD用ITO導(dǎo)電玻璃的材質(zhì)為鈉鈣玻璃,而TFT-LCD用ITO導(dǎo)電玻璃均使用無堿低膨脹系數(shù)的硼硅玻璃,以保證其較高的溫度穩(wěn)定性;**,表面質(zhì)量要求更高,由于在TFT-LCD結(jié)構(gòu)中,彩色濾光片對應(yīng)的是價格較高的TFT陣列玻璃,彩色濾光片的缺陷必然會造成TFT陣列玻璃的報廢,因此,對彩色濾光片每個單粒的表面質(zhì)量要求很高,粒合格率幾乎接近100%;第三,ITO鍍膜工藝不同,因為TFT-LCD的顯示控制主要在于TFT陣列玻璃上,彩色濾光片上不需膜層鍍制時,采用掩膜鍍的方式,即在彩色濾光片上鍍制ITO膜層時用掩膜板遮擋,只在需要的區(qū)域鍍上ITO膜,從而省略TFT-LCD制作時的蝕刻工序。但此做法也存在一定的不利因素,如掩膜板的制造及其固定等問題。TFT-LCD液晶屏主要應(yīng)用于優(yōu)異顯示器上,主要有彩色液晶電視機、筆記本電腦、智能手機、平板電腦、數(shù)碼攝像機、數(shù)碼照相機等。目前TFT-LCD顯示器發(fā)展迅速,占平板顯示市場約80%的份額。
4、OLED-ITO導(dǎo)電玻璃
有機發(fā)光顯示器(英文簡稱OLED),是一種在電流驅(qū)動下,通過載流子注入和復(fù)合,復(fù)合后形成激子,由激子輻射衰減而發(fā)光的顯示器件。它具有自主發(fā)光、視角寬、輕薄、便于攜帶等特點。OLED顯示器仍然需要ITO膜層作為透明的電極。其基本結(jié)構(gòu)是:首先在玻璃基板上鍍制ITO膜層,然后再制作有機材料發(fā)光層。由于OLED顯示是以電流驅(qū)動的,ITO膜層表面的微小突起會形成**電流異常,而影響顯示效果,因此必須除去ITO膜層表面的微小突起。目前主要的去除方法是在鍍制ITO膜層后,再采用特殊的膜層拋光技術(shù),將ITO膜層表面的微小突起拋掉??梢哉fOLED用ITO導(dǎo)電玻璃聯(lián)合應(yīng)用了ITO導(dǎo)電玻璃方面的鍍膜和拋光技術(shù)。
采用德國薄膜制備工藝,形成了一套具有嚴格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系,能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜,包括紅外薄膜、增透膜,ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜,應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館,低反射櫥窗玻璃,畫框等。