氧化铟锡ITO

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氧化铟锡

氧化铟锡(ITO,或者掺锡氧化铟)是一种铟(III族)氧化物(In2O3) and 锡(I V族)氧化物(SnO2)的混合物,通常质量比为90% In2O3,10% SnO2。它在薄膜状时,为透明无色。在块状态时,它呈黄偏灰色。

氧化铟锡主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。然而,薄膜沉积中需要作出妥协,因为高浓度电荷载流子将会增加材料的电导率,但会降低它的透明度。

氧化铟锡薄膜最通常是用电子束蒸发、物理气相沉积、或者一些溅射沉积技术的方法沉积到表面。

因为铟的价格高昂和供应受限、ITO层的脆弱和柔韧性的缺乏、以及昂贵的层沉积要求真空,其它取代物正被设法寻找。碳纳米管导电镀膜是一种有前景的替代品。这类镀膜正在被Eikos发展成为廉价、力学上更为健壮的ITO替代品。PEDOT和P EDOT:PSS已经被爱克发和H.C. Starck制造出来.PEDOT:PSS层已经进入应用阶段(但它也有当暴露与紫外辐射下时它会降解以及一些其他的缺点)。别的可能性包括诸如铝-参杂的锌氧化物。

使用

ITO主要用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸等应用、有机发光二极管、以及太阳能电池、和抗静电镀膜还有EMI屏蔽的透明传导镀膜。

ITO也被用于各种光学镀膜,最值得注意的有建筑学中红外线-反射镀膜(热镜)、汽车、还有钠蒸汽灯玻璃等。别的应用包括气体传感器、抗反射膜、和用于VCSEL 激光器的布拉格反射器。

ITO薄膜应力规可以在高于1400 °C及严酷的环境中是用,例如气体涡轮、喷气引擎、还有火箭引擎

在化学上,ITO 是Indium Tin Oxides的缩写。

作为纳米铟锡金属氧化物,具有很好的导电性和透明性,可以切断对人体有害的电子辐射,紫外线及远红外线。因此,喷涂在玻璃,塑料及电子显示屏上后,在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。

ITO 是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率.

在氧化物导电膜中,以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形.其中透光率达90%以上,ITO中其透光率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制,通常Sn2O3:In2O3=1:9.

多用于触控面板、触摸屏、冷光片等。

透明导电膜屏蔽玻璃的导电膜层材料主要为ITO(铟锡氧化物半导体)膜、金属镀膜等,是通过真空磁控溅射镀膜工艺生产的,其特点是在150KHz~1GHz范围内有

适宜的屏蔽效能,透光性较普通网栅材料屏蔽玻璃好很对,电阻率介于10- 3~10- 4 Ω•cm 之间,透光率可达到85%以上。

液晶显示器现已成为技术密集,资金密集型高新技术产业,透明导电玻璃则是LCD的三大主要材料之一。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透明导电电膜,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。

在氧化物导电膜中,以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出微细的图形。其透过率已达90%以上,ITO中其透过率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制,通常SnO2:In2O3=1:9。

ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两回事个主要的性能指针:电阻率和光透过率。

目前ITO膜层之电阻率一般在5*10-4左右,最好可达5*10-5,已接近金属的电阻率,在实际应用时,常以方块电阻来表征ITO的导电性能,其透过率则可达90%以上,ITO膜之透过率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例控制,增加氧化锢比例则可提高ITO之透过率,通常Sn2O3:In2O3=1:9,因为氧化锡之厚度超过200Å时,通常透明度已不够好---虽然导电性能很好。

如用是电流平行流经ITO脱层的情形,其中d为膜厚,I为电流,L1为在电流方向上膜厚层长度,L2为在垂直于电流方向上的膜层长主,当电流流过方形导电膜时,该层电阻R=PL1/dL2式中P为导电膜之电阻率,对于给定膜层,P和d可视为定值,P/d,当L1=L2时,怒火正方形膜层,无论方块大小如何,其电阻均为定值P/d,此即方块电阻定义:R□=P/d,式中R□单位为:奥姆/□(Ω/□),由此可所出方块电阻与IOT膜层电阻率P和ITO膜厚d 有关且ITO膜阻值越低,膜厚越大。

目前在高档STN液晶显示屏中所用ITO玻璃,其R□可达10Ω/□左右,膜厚为100-200um,而一般低档TN产品的ITO玻璃R□为100-300Ω/□,膜厚为20-30um。

在进行LCD走线设计时,由ITO阻计算方式,可知影响ITO阻值有如下因素:

1、ITO玻璃之方块电阻

要确保走线电阻小,应酬让ITO玻璃方块电阻小,因为R□=P/d,则必须选P小,d 适当大些的材料。

2、L1/L2

L1/L2即走线在平行电流方向与垂直电流方向上的长度比,在R□一定时,要保证走线电阻值小,就要让L1/L2小,当L1一定时,只有增大L2,也说法是在设计时,走线应尽可

能加宽;而当L2一定时,L1就要小,即走线宽度一定时,细线应尽可能短。

3、ITO阻值影响

在LCD显示屏设计当中,不仅要考虑走线布对ITO阻值的影响,还要考虑生产工艺对ITO阻值的影响,以便选择适当方块电阻的ITO玻璃,以便设计到制作的全面控制,生产高对比的LCD产品,这时高占空比及COG产品无为重要,如ITO膜厚的均匀性,因为ITO 的耙材及工艺的为稳定,会使同样长度与宽度的ITO阻值发生变化,如目标值为10Ω时,其R□范围在8-12Ω之间,所以在生产中要使用ITO膜厚均匀的导电玻璃,以减少电阻的变化,其次为ITO玻璃的耐高温时性,酸碱性,因为通常LCD生产工艺中要使用高温烘烤及各种酸碱液的浸泡,而一般在300°C *30min的环境中,会使R□增大2-3倍,而在10wt%NaOH*5min及6wt%HCL*2min(60°C)下也会增到1。1倍左右,由此可知,在生产工艺中不宜采用高温生产及酸碱的长时清洗,若无法避免,则应尽量在低温下进行并尽量缩短动作时间。

4、由于在液晶显示器中,ITO方块电阻等效于电路图中的分压电阻,其阻值大小直接影响电路两端电压的大小,即方块电阻越大,LCD值电压越大。有数据表明,ITO之方块电阻由100Ω/□降至60Ω/□。(Cell Gap为6um)左右,Vth值会降低0。03V左右。

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