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(1)ITO 导电膜玻璃介绍及特性
① ITO 导电膜玻璃介绍
电阻率低。
ITO 导电膜玻璃在显示及触控器件领域有广泛应用,也用于太阳能电池、特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域。目前,它是 LCD、PDP、OLED、触摸屏等各类显示及触控器件最主要的透明导电电极材料。
② ITO 导电膜玻璃特性
ITO 膜层的主要成份为氧化铟锡。氧化铟具有透过率高的特性,氧化锡具有导电能力强的特性。所以,ITO 导电膜玻璃是一种具有高透过率的导电玻璃。
此外,ITO 导电膜玻璃吸水性很强。它会吸收空气中的水份以及二氧化碳,进而发生化学反应而变质,产生“霉变”。所以在存放时需要防潮。ITO 膜层在活性正价离子溶液中容易产生离子置换反应,会形成其他导电性能和透过率都不佳的反应物质。因此在加工过程中,应尽量避免长时间将其放在活性正价离子溶液中。
另外,ITO 膜层是由许多细小的晶粒构成的。在加温过程中,这些晶粒会发生裂变并变小。晶粒裂变变小后,会增加更多的晶界。电子在突破晶界时,会损耗一定的能量。因此,ITO 导电玻璃的 ITO 膜层在 600 度以下,随着温度的升高,其电阻也会增大。
(2)ITO 导电膜玻璃发展概述及现状
20 世纪 50 年代到 20 世纪 70 年代这段时间里,ITO 导电膜玻璃自从被发现之后,就一直处在研究的萌芽状态。
20 世纪 70 年代,ITO 导电膜玻璃开始逐渐应用于液晶显示领域。接着,它实现了产业化生产。之后,便进入了快速发展的阶段。
20 世纪 80 年代,ITO 导电膜玻璃在电子表领域有应用。ITO 导电膜玻璃在计算器领域有应用。ITO 导电膜玻璃在计时器等 TN-LCD 领域有应用。
20 世纪 90 年代,ITO 导电膜玻璃开始在 STN-LCD 中得到应用。它为手机、笔记本电脑、PDA 等提供了配套服务。
21 世纪开始后,彩屏手机和触摸屏产品兴起了。ITO 导电膜玻璃在应用于 TN-LCD、STN-LCD 的同时,也开始应用于 OLED、触摸屏等多种类别的产品领域。
目前的产品是低电阻、大尺寸、抛光表面、彩色显示的。
早期的 ITO 导电膜玻璃以铟锡合金作为溅射靶材,通过氧化反应来成膜。此种靶材对溅射工艺控制要求极为严格,特别是氧气流量稍有波动,就可能导致氧化反应不充分,进而使膜层的透过率和蚀刻性能变差。还有可能因为氧气流量较大,造成靶面“中毒”,使得溅射效率下降,最终使膜层变薄、电阻升高。
技术不断发展,氧化靶随之产生。需要将高纯度的氧化铟以及氧化锡的超细粉末,按照一定比例进行充分混合,之后运用粉末冶金工艺将其烧结成固体靶材。
居民收入提升且消费升级,市场和技术方向呈现主流选择,产品进行进口替代,政府产业政策不断推进。尤其是当下超薄智能穿戴成为市场热点,它能够满足不同人群在健康、运动、沟通、社交等方面的一系列个性化需求。这些趋势将会一同促使智能穿戴设备市场实现快速增长。
导电玻璃是整个显示触控行业的关键基础材料。
0.15mm 到 0.28mm 超薄 ITO 导电膜产品蓬勃发展。政府将超薄 ITO 导电膜产品当作重点工程进行专项扶持。一系列利好的政策支持为我国超薄 ITO 导电膜产品的突破奠定了基础。一系列利好的政策支持为我国平板显示产业的突破奠定了基础。一系列利好的政策支持为我国触摸屏产业的突破奠定了基础。国内一些有实力的科技公司纷纷进入 ITO 显示行业。国内一些有实力的科技公司纷纷进入 ITO 触控行业。国内一些有实力的科技公司掀起了一股产业投资热潮。
(3)ITO 导电膜玻璃的应用
① 液晶显示(LCD)用 ITO 导电膜玻璃
另外两种主要材料为液晶和偏光片。
LCD 显示器以 ITO 导电膜玻璃为基片材料,它具有体积小的优点,也具有厚度薄的优点,还具有质量轻的优点,同时能耗少,无污染,无辐射,无散热影响等,是节能且洁净的环保型电子材料产品。
目前,LCD 分以下几种:
TN-LCD 是液晶显示器的初级产品,它被应用于电子表、计算器、游戏机等设备中。
STN-LCD 属于液晶显示器的中档产品。它被应用于便携式电脑等设备中,也用于电子记事本等,还可用于翻译机等,同时也在电子辞典以及文字处理机等领域有应用。
TFT-LCD 是有源矩阵寻址液晶显示器的代表。它是新一代的高档 LCD 产品。如今它已在笔记本电脑、台式电脑、各类监视器和数字彩电等电子产品中得到广泛应用,成为这些电子产品中所使用的液晶显示器。
此外,等离子体显示器(PDP)和场致发光显示器(ECD)都属于新一代平板显示器。ITO 导电膜玻璃是它们所需要的透明电极的最佳常用显示材料。

② 触摸屏(TP)用 ITO 导电膜玻璃
触摸屏(TP)按感应原理来划分,有电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式等。其中,ITO 导电膜玻璃制成的触摸屏属于这些类型。目前在市场上,应用较多的是电容感应式这种类型。
近年来,智能手机得到了普及。于是,电容感应式触摸屏的应用也就越来越广泛了。
电容感应式触摸屏会在其表面镀上 ITO 导电膜,并且将其制作成 ITO 线条,通过这种方式,能够在导电体内形成一个低电压交流电场。手指触摸屏幕时,因为人体电场的作用,会在手指与导体层之间形成一个耦合电容。四边电极发出的电流会流向触点,并且电流的强弱和手指到电极的距离呈正比关系。位于触摸屏幕后的控制器会对电流的比例以及强弱进行计算,从而准确算出触摸点的位置。

③ 有机发光显示(OLED)用导电膜玻璃
有机发光显示器(OLED)在电流驱动下,会有载流子注入和复合的过程,进而形成激子,激子会进行辐射衰减从而发光,它是一种显示器件。
它具备自主发光的特性,视角较为宽广,自身轻薄,便于携带。OLED 显示器依旧需要 ITO 膜层来充当透明电极,其基本结构是先在玻璃基板上镀制 ITO 膜层,然后在此基础上制作有机材料发光层。

④ ITO 导电膜玻璃的其他领域应用
ITO 导电膜玻璃可作为面发热体,能制作多种功能的特种加工玻璃。比如用于飞机、火车、汽车等的风挡玻璃,以及宇航飞船的眩窗、坦克激光测距仪、机载光学侦察仪、潜望镜观察窗等。它不仅能起到隔热降温的作用,而且在通电后还可以去除冰霜。
ITO 导电膜玻璃能够制成多种具有不同功能的工业用建筑玻璃,例如液晶调光玻璃;也能制成多种用于科研的建筑玻璃,像电加热玻璃;还能制成多种用于国防等领域的建筑玻璃,如电致变色玻璃、防盗玻璃、电磁屏蔽玻璃和大面积太阳能玻璃等。
另外,ITO 导电膜层对微波有衰减作用,衰减率不低于 85%。所以,用 ITO 导电膜制作的电磁屏蔽玻璃,已被用作特殊建筑物的窗玻璃或幕墙玻璃,能够广泛应用于计算机房、演播室、工业控制系统、军事建筑物、外交部门的建筑物门窗玻璃等有保密要求或防干扰要求的场合。
(4)原材料供应状况
ITO 导电膜玻璃主要包括玻璃基板和靶材。
① 玻璃基板
玻璃基板产业属于典型的资本密集型产业,同时也是技术密集型产业。它具有显著的规模效应,并且进入该产业的壁垒比较高。
ITO 对玻璃基板的制程条件要求严格,其性能要求也很高。它不仅不能含有钾、钠等碱金属,还必须具备高精度的表面平整度以及起伏度。所以,玻璃基板行业对于制作技术的要求难度是极高的。
从国内玻璃基板的供给方面来看,当下国内能够提供玻璃基板的供应商主要有南玻,还有洛玻,以及东旭集团和彩虹股份等。
2013 年我国玻璃基板年供给量未达 900 万平方米。这些供给的玻璃基板均为 6 代线及以下。在 8.5 代线面板厂的玻璃基板供应领域,国内玻璃基板厂未曾涉足。核心技术一直被美国康宁(Corning)、旭硝子(AGC)、电气硝子(NEG)以及板硝子(NSG)这四大厂商所掌握。
目前,全球玻璃基板的主要生产厂商包括:
② 靶材
目前,日本的能源公司以及美国的 Umicore 公司、日本的三井公司、日本的东曹公司等少数几家公司垄断了靶材 80%的市场份额。
日本企业生产的靶材在尺寸方面较大,性能也较为出色,从而占据了显示器的中高端领域。其主要是以常压烧结法来作为靶材的主要生产方法,并且常压烧结法目前也是靶材生产的主流技术。
全球靶材需求市场的主要集中地在亚洲国家,像日本、韩国以及中国等。其中,中国在全球总需求中所占的比例超过 35%。
平板显示、触控屏等下游产业快速发展,这让其受益。预计到 2016 年,全球靶材需求会达到 2,500 吨左右。其中,中国需求所占比例将超过 40%。
我国是世界第一产铟大国,铟产量在世界产量中占 70%(原生铟)。然而,在深加工领域却处于初级阶段。为突破技术、打破瓶颈并有效利用资源,近年来中国企业加快了靶材的技术研发工作,也加快了靶材的引进,建成了多项高端靶材国产化项目。
目前,全球靶材的主要生产厂商包括:
(5)ITO 导电膜玻璃未来发展趋势
显示及触控技术在不断更新换代,并且其应用越来越普及。这使得智能手机、平板电脑的市场容量逐年上升,同时也促使 ITO 导电膜玻璃的研发和生产工艺不断进步。
未来,ITO 导电膜玻璃主要有以下发展趋势:
① 大尺寸化
纵观 LCD 的发展,大尺寸化将是未来的发展趋势。
为满足液晶面板厂商对大尺寸显示屏产品开发的需求,玻璃基板尺寸在不断增大。玻璃基板尺寸增大后,能够切割出的面板数量会增多,同时可以切割出的显示屏尺寸也会更大。
因此,玻璃基板实现了大尺寸化。并且在满足消费者需求的基础上,这促使了平板显示向大尺寸化发展,也促使了触控屏向大尺寸化发展。
此外,为了顺应触控屏的发展,对 ITO 导电膜玻璃的镀膜技术提出了更高要求。
② 柔性化
目前,ITO 导电膜玻璃在应用方面最为广泛。它是在玻璃、陶瓷等硬质基材上制备的。然而,这些基材存在一些缺陷,比如质脆,并且不易变形。这些缺陷限制了 ITO 导电膜玻璃的应用。
ITO 导电膜玻璃在有机柔性基材上制备后,与在硬质基材 ITO 导电膜玻璃相比,不但具备相同的光电特性,还具备可弯曲的特点,同时重量较轻,不易破碎,便于运输。
因此,电子器件呈现出“轻薄化”的趋势,这必然会促使 ITO 导电膜的技术持续进步,使其朝着“柔性化”的方向发展。
③ 轻薄化
目前,ITO 导电膜玻璃的厚度情况是:主要处于 0.3mm 到 1.1mm 这个范围之内。 目前,ITO 导电膜玻璃的厚度主要是在 0.3mm 到 1.1mm 之间。 目前,ITO 导电膜玻璃的厚度主要为 0.3mm 至 1.1mm 之间。
手机、平板电脑等电子消费品呈现出轻薄化的发展趋势。在这种情况下,对玻璃基板的减薄需求日益提高。并且,这也带动了 ITO 导电膜玻璃技术的发展。
轻薄化既减轻了手机和平板电脑等电子消费品的重量,又在一定程度上为产品的外观设计提供了更多便利。
(6)国内领军企业
目前,国内的主要领军企业有安徽立光电子材料股份有限公司。
本文由unima新材网综合整理

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