ITO导电膜玻璃陈美龄41136025.docx

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ITO导电膜玻璃陈美龄41136025

ITO导电膜玻璃

——平板显示器中薄膜材料的应用

一、ITO导电膜玻璃的定义

ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。

液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。

高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理，以得到更均匀的显示控制。

液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃，所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。

因此，最终的液晶显示器都会沿浮法方向，规律的出现波纹不平整情况。

在溅镀ITO层时，不同的靶材与玻璃间，在不同的温度和运动方式下，所得到的ITO层会有不同的特性。

一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些，更容易出现“麻点”现象；有些厂家的玻璃ITO层会出现高蚀间隔带，ITO层在蚀刻时，更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带；另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。

二、ITO导电膜玻璃的分类

ITO导电玻璃按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150~500欧姆）、普通玻璃（电阻在60~150欧姆）、低电阻玻璃（电阻小于60欧姆）。

高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。

ITO导电玻璃按尺寸分，有14”x14”、14”x16”、20”x24”等规格；按厚度分，有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等规格，厚度在0.5mm以下的主要用于STN液晶显示器产品。

ITO导电玻璃按平整度分，分为抛光玻璃和普通玻璃。

根据基板玻璃表面状态的不同，通常分为以下三种类型：

3、ITO导电膜玻璃的基本结构

Si02层：

（1）Si02层的作用:

主要是防止钠钙型基板中的金属离子扩散渗透到ITO层中,影响ITO层的导电能力.

（2）SiO2层的膜厚:

标准膜厚一般为250±50埃

（3）SiO2层中的其它成份:

通常为了提高ITO玻璃的透过率,在SiO2中会掺入一定比例的Si3N4ITO（IndiumTinOxid）层:

为氧化铟锡的透明导电层,其中I表示In2O3，T表示SnO2,一般Sn（即Tin）的含量约为10%。

随着ITO层厚度的增加,ITO层的厚度逐渐减小.通常面电阻与ITO层膜厚的对应关系如下:

四、ITO玻璃的生产工艺流程

（1）主要分为以下三个步骤：

1、玻璃基片切割磨边的工艺流程：

切割磨边倒角清洗检查入库

2、磨边类型及规格要求：

通常分为C型和R型两种倒边C倒边（0.05mm≤宽度≤0.40mm）R倒边（0.20mm≤宽度≤1.00mm，曲率半径≤50mm）倒角（浮法方向2.0mmX5.0mm；其余1.5mmx1.5mm）

3、倒角的形状及公差：

（2）抛光工艺流程：

用研磨料将玻璃表面磨平，使玻璃表面平整。

对于STN型ITO玻璃是必须经过的一道生产流程。

（3）镀膜工艺流程：

镀膜的方法有：

喷雾法；涂覆法；浸渍法；化学气相沉积法；真空蒸发法；测射法，但目前工业化最有效的方法是磁控测射法。

磁控测射法：

在高真空反应室中充入一定比例的02和Ar的混合气体，在直流高压下，Ar被电离，在电场作用下轰击靶材，使铟和锡以原子和离子形式溅射出来，沉积在基板玻璃表面，同时被氧化，形成氧化铟锡膜。

五、ITO导电膜玻璃的评价参数

（1）透过率在波长为550nm的光波照射下，具有SI02阻挡层玻璃的透过率不小于80%，其主要取决于玻璃材料、ITO厚度和折射率。

透过率定义：

透过玻璃的光通量T2与入射光通量T1之比的百分率Tt=T2/T1X100%。

（2）方块电阻:

如图d为膜厚，I为电流，L1为膜厚在电流方向上的长度，L2为膜层在垂直电流方向的长度，ρ为导电膜的体电阻率。

ρ和d可以认为是不变的定值，当L1=L2时，为正方形的膜层，无论方块大小如何，其电阻率为定值ρ/d，这就是方块电阻的定义，即R□=ρ/dR=ρ×L1/（d×L2）

（3）平整度：

ITO玻璃基板平整度参数包括：

1、玻璃表面粗糙度；

2、基板表面波纹度；

3、基板翘曲度；

4、基板垂直度；

5、ITO膜表面粗糙度；

6、ITO玻璃基板、膜厚均匀度。

基板表面波纹度；指基板玻璃表面平整度.通常要求基板表面波纹度如下:

基板翘曲度:

用h/L表示（如图）即翘曲的高度与翘起边的长度之比：

其中要求如下:

——厚度≥0.7mm的基片玻璃，翘曲度（h/L）≤0.1%。

──厚度≤0.55mm的基片玻璃，翘曲度（h/L）≤0.15%。

——不允许有S形翘曲基板垂直度:

用a/L表示（如图）

用来描述玻璃基板四条边互相垂直的程度，通常a/L≤0.1%，长度、宽度、厚度及允差：

（±0.20）

（4）ITO层光学、电学、蚀刻性能

（蚀刻液：

60±2℃，37%HCL:

H2O:

67%HNO3=50:

50:

3）：

见下表

（5）ITO镀膜层的化学稳定性：

a）耐碱性

镀层在温度为60±2℃,浓度为10%的氢氧化钠（分析纯）溶液中浸泡5分钟,ITO膜的方电阻与浸泡前的方电阻相比不得超过110%。

b）耐酸性

在25±2℃,6%盐酸（分析纯）溶液中浸泡2分钟,ITO膜的方电阻与浸泡前的方电阻相比不得超过110%。

c）耐溶剂性能

将镀膜玻璃放入丙酮（分析纯）、无水乙醇（分析纯）中浸泡5分钟后，ITO膜的方电阻与浸泡前的方电阻相比不得超过110%。

d）热稳定性:

在空气中经30分钟300±5℃（触摸屏用ITO玻璃是在200±5℃）高温后，ITO膜的方阻的变化率小于300%

e）附着力:

用3M胶带粘在玻璃表面迅速撕开,ITO层无明显开裂现象

f）摩擦力

在1KG条件下用橡片摩擦ITO层表面1000次,无明显开裂现象.,外观质量：

裂纹：

不允许。

粘附物：

包括尘粒、玻璃碎等凸起物，TN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.1mm的粘附物；STN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.05mm的粘附物。

沾污：

不可有不溶于水或一般清洗剂无法除去的沾污。

崩边：

长X宽≤2.0mmx1.0mm；深度不超过玻璃基片厚度的50%；总长度≤总边长的5%。

划痕：

见下表

玻璃体点状缺陷：

包括气泡、夹杂物、表面凹坑、异色点等。

点状缺陷的直径定义为：

d=（缺陷长+缺陷宽）/2。

见下表：

玻璃体线状缺陷（宽度W）：

包括玻筋、光学变形见下表

膜层点状缺陷：

SIO2阻挡层和ITO导电层的点状缺陷包括针孔、空洞、颗粒等，点状缺陷的直径定义为：

d=（缺陷长+缺陷宽）/2。

见下表：

6、通常ITO玻璃选用原则:

模数在240以上的产品，一般可选用供货商B级品玻璃；模数在40模以上，240模以下的产品，一般选用普通A级品玻璃；模数在40模以下的产品，STN产品，一般选用低电阻抛光玻璃。

COG产品，一般选用15欧姆抛光玻璃。

通常ITO玻璃厚度的选用原则:

常见ITO玻璃异常对LCD产品的影响:

七、ITO导电玻璃的使用方法：

任何时候都不容许叠放；除规定外，一般要求竖向放置；平放操作时，尽量保持ITO面朝下；厚度在0.55mm以下的玻璃只能竖向放置；取放时只能接触四边，不能接触导电玻璃ITO表面；轻拿轻放，不能与其它治具和机器碰撞；如果要长时间存放，一定要注意防潮，以免影响玻璃的电阻和透过率；对于大面积和长条形玻璃，在设计排版时要考虑玻璃基片的浮法方向。

七、ITO导电玻璃的贮存及搬运方法：

1、由于ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质，俗称“霉变”，因此在存放时要防潮。

ITO玻璃连同包装应存放在干燥、阴凉、清洁的环境中，温度5~3O度，湿度不大于70%RH为宜；贮放时玻璃保持竖向放置，玻璃间堆放不可超过二层，木箱装ITO导电玻璃货物堆放不可超过五层。

纸箱装货ITO导电玻璃货物，原则上不能堆放。

2、ITO玻璃的贮存期不应超过半年，包装打开后应尽快用完，如不能尽快用完，应重新密封；

3、拿取玻璃时应使用无尘手套，应用双手“夹持”玻璃的两边，严禁裸手接触玻璃表面；

4、严禁一支手拿两片以上的玻璃

5、在拿取玻璃时应轻拿轻放，保持玻璃的垂直放置，严禁水平叠放；

6、严禁玻璃间的直接接触

八、光学薄膜行业概况

我们先介绍一下光学薄膜和平板显示产业。

光学薄膜主要用在液晶显示（LCD）产业上。

大家应该对液晶有一些常识，一般都能用到液晶玻璃。

液晶和偏光片组成液晶显示部分，另外还有背光源部分组成显示屏。

我们现在做的是背光源用到的光学薄膜，即反射膜和扩散膜。

从LCD产业链的基本结构可以看出，膜材料是最前端的材料，接下来是背光源膜组和LCM液晶膜组，然后是平板显示器；外面是最终端的系统品牌商，比如说长虹、海尔、海信、康佳等。

我们现在做是最前端的膜材料。

这个行业的特点是专业性比较强，技术门槛比较高。

目前在膜行业日韩处于领先地位。

我国台湾的企业规模也很大，主要是中间加工这部分，例如大家熟悉的富士康。

富士康在中国的企业号称有百万员工。

国内的光学膜基本上处于起步阶段。

我们从2003年开始涉足，当时国内只有我们一家，现在已经有几家，但是现在我们的技术水平和能力还都赶不上日本和韩国。

目前平板显示产业链行业的发展是在中国大陆：

我们的规模在亚洲应该是最大的；据传日本的夏普现在被富士康收购了；韩国的LG和三星都在大陆建厂。

国内平板显示行业的企业主要有信利、京东方和武汉天马等，其中最大的应该是京东方，大概有5条生产线。

平板显示的生产线投资非常大，京东方现在合肥有六代线和八代线各一条，六代线投资175亿元，八代线投资280亿元。

从市场规模来看，光学膜今年大概14万吨，扩散膜约7485万平米，硬化膜4563万平米，日产容量比较大。

今年国家制订了新材料发展规划，把功能性光学膜用于光伏PET膜、太阳能电池、背板膜，都列为今后发展规划的新材料。

中国现在正在成为世界上最大的平板显示器材生产大国，但还不是一个强国。

现在光学膜这一块实际上已经成为我们发展平板显示行业的一个短板。

国内有几家都在做材料，例如，彩虹在做玻璃；中国建材、京东方做面板；还有做液晶的；我们在做光学膜。

但材料这一块和先进的日韩企业还是有一定差距。