ITO靶材在LCD

ITO靶材在LCD之應用與發展趨勢

金屬中心產業資訊與企劃組

張嘉仁

TEL:07-3513121 EXT 2332 一、前言

靶材為鍍膜的材料之一，在電子資訊產品上應用很廣，近年來隨著國內3C 產業的蓬勃發展，靶材逐漸受到重視。其中ITO靶是較特殊的材料，形成薄膜後，因為透明並具導電性，因此通常又稱為透明導電膜。ITO透明導電薄膜在顯示器及光電產品的應用上，扮演著關鍵的角色，且由於國內平面顯示器在全球已具舉足輕重的份量，因此無論是靶材業者或使用者，都非常關注ITO靶材的動向，其後續發展更是值得觀察的課題。

二、ITO靶材的應用

ITO是Indium Tin Oxide的簡稱，所謂ITO是指Indinum及Tin的氧化和合物，ITO靶要形成特性優良的薄膜，除須有精密的濺鍍設備及豐富的實務經驗外，也需有高密度且高穩定性的ITO靶材配合。ITO成膜後，因為透明又具導電性，所以又稱透明導電膜，也因為須具備導電性與透光性，因此品質要求上須低電阻與高透光率。

在LCD的應用上，如【圖1】，所示其可形成電極，與液晶電極構成正負極以驅動液晶分子旋轉，以呈現出不同的文字、圖案與畫面。目前，ITO透明導電膜，除應用在液晶顯示器面板外，尚可應用在許多產品上，如接觸感應面板(Touch Panel)、有機發光平面顯示面板(Organic ELD Panel)、電漿顯示面板(PDP Panel)、汽車防熱除霧玻璃、太陽能電池、光電轉換器、透明加熱器防靜電膜、紅外線反射裝置等。

圖1 ITO在TFT-LCD之應用

資料來源：IEK化材組/金屬中心 ITIS計畫整理

三、ITO靶材發展趨勢

LCD經過長時間的發展後，產品品質不斷提升，成本也不斷下降，相對的，對ITO靶材之要求也隨之提高，因此，配合LCD的發展，未來ITO靶材大致有

以下的趨勢：

(1)降低低電阻率

LCD愈來愈精細化的趨向，以及隨著它的驅動程式不同，需要更小電阻率的透明導電膜。因此，ITO靶材的改良、濺散技術的改善及裝置的開發，都持續改進中，目前ITO靶材所形成的ITO膜電阻，在基板溫度350℃時，已可達到1.1×10-4Ω/cm以下，在基板溫度200℃時，可達到1.6×10-4Ω/cm以下。LCD的ITO膜製造，因特別講求低電阻，因此鍍膜時幾乎都是以物理蒸鍍法來製造，以達到低電阻要求。

(1)高密度化

靶材若為低密度時，有效濺射表面積會減少，而且濺射速度也會降低。高密度靶的表面變化少，可以得到低電阻膜。靶材密度與壽命也有關，高密度的靶材壽命較長，意味著可降低靶材成本。以粉末燒結法製作之ITO濺鍍靶之密度，在1985年時所開發之產品其相對密度大約為65 %左右，到了1990年已經可以達到85 %，目前一般商品化濺鍍靶之相對密度已達98 %以上，JAPAN ENERGY 公司甚至宣稱可達到密度99 %以上。使用高密度之ITO濺鍍靶具有使薄膜低電阻、高成膜速度、低放電電壓、降低薄膜表面形成突起物(Nodule)及降低異常放電(Arcing)等優點。

(2) 尺寸大型化

目前液晶顯示器(LCD)、電漿電視(PDP)及有機光激發顯示器(OLED)朝大型化發展之趨勢，ITO玻璃尺寸大型化將不可避免，【表1】為TFT-LCD各世代玻璃基板尺寸，從表中可瞭解其尺寸增加之快速。因此，靶材製造商為解決大尺寸之問題，部份廠商以數片小尺寸靶進行接合，較先進者則以大型一體成形製作，目前開發成功之最大尺寸以可達1030cm x 960cm。

表1 各世代TFT-LCD玻璃基板尺寸之分析

資料來源：金屬中心 ITIS計畫

(4) 靶材本體一體化

如前所述，靶材將朝大面積發展，以往技術能力不足時，必須使用多片靶材拼銲成大面積，但由於接合處會造成鍍膜品質下降，因此目前大多改成一體成形為主，以提升鍍膜品質與使用率，不過未來新一世代LCD之玻璃基板將再加大，對靶材業者是一項嚴苛之挑戰。

(3) 提升使用率

靶材使用率的提升，一直是設備商、使用者及靶材製造商共同努力之方向。設備製造商研發靶材後方磁鐵週期性前後移動之裝置(Moving Magnet Type)，靶材製造商針對靶材表面形成沖蝕程度不同之特性，製造出非平面式之濺鍍靶，使用者則針對製程參數改善，都已使靶材之使用率提高。目前其使用率已提升至40 %，未來在三方的努力下，預計將再往上提升。

四、結語

ITO靶材是LCD之關鍵材料之一，國內LCD產量預計未來幾年仍將持續成長，ITO靶材也將隨之穩定成長，但由於國內ITO靶材目前均為進口，基於產業整體發展之考量，ITO靶材應朝本土化發展，如此不僅有助於國內平面顯示器的發展，也能協助傳統金屬製品業升級，但在現階段環境，要達到上述目標仍有一段很長遠的路，此將有賴本土靶材廠商與下游業者合作，並結合政府與研究機構共同努力來達成。