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分析:ITO导电玻璃市场现状及未来发展趋势

作者:王晓易来源:手机报在线 日期:2017年7月21日 09:57

当今世界正处于时代,平板是我们接受信息的一个重要视觉窗口。而、笔记本、、智能、相机、数码等商品在生产中都离不开ITO导电。ITO导电玻璃可用于多种显示终端,主要有(L)、有致发光(O)显示器、触摸屏等。随着近年来不断地发展,在我们的生活方方面面得到日益广泛应用。而ITO导电玻璃市场规模也相应地增长,今年将继续扩大。

  什么是ITO导电玻璃?

  ITO(IndiumTinOxide,氧化铟)导电玻璃是在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)制作成的。在产业中主要应用在触摸屏和液晶领域。触摸屏领域应用的是TP-ITO导电玻璃,而领域应用的是-ITO导电玻璃,两者的主要区别在LCD-ITO导电玻璃还会在镀ITO层之前,镀上一层阻挡层,以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。高端LCD-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。LCD-ITO导电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。

  ITO导电玻璃是一种既透明又导电的玻璃,它采用磁控溅射沉积成膜,以ITO材料作为溅射靶材,在玻璃基板上生成一层很薄的ITO膜。这层ITO膜同时具有良好的导电性和透光性,适于制作透明显示,是生产的重要原材料之一。玻璃基板的厚度通常只有0.3~1.1mm,它具有重量轻、透明度高、平整度高、有一定的硬度、容易切割加工等特点,因此被广泛应用于平板显示器上。ITO导电玻璃随着20世纪70年代初LCD显示器的兴起至今已经历了40多年的历程,并从过去只能生产高、小尺寸、普通表面、黑白显示的产品,发展到了现在能够生产低电阻、大尺寸、抛光表面、彩色显示的产品。

  早期的ITO导电玻璃是采用铟锡作为溅射靶材,通过氧化反应而成膜的。此种靶材对溅射工艺控制有极其严格的要求,尤其是流量的稍许波动,就可能形成氧化反应不充分,而使膜层透过率和蚀刻性能变差;或因氧气流量较大,而造成靶面"中毒",使溅射效率下降,从而使膜层变薄、电阻升高。鉴于此,材料商开发出了氧化靶,即将高纯度的氧化铟和氧化锡超细粉末,按一定比例充分混合好,再采用粉末工艺成固体靶材。随着的不断改进,ITO靶材密度逐步提高,现在已达到99.5%以上,基本满足了ITO导电玻璃的需要。ITO导电玻璃的性能指标主要有基板玻璃的外形尺寸、表面电阻(或方块电阻)、透光率、膜层厚度、蚀刻性能和可靠性等。

  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、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、TFT液晶显示器和透明。ITO导电玻璃按厚度分,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、TFT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。

  二、TP-ITO导电玻璃

  触摸屏虽然不是,但作为显示器件输入功能组件,其应用范围越来越广泛,发展迅速,已成为当今显示器不可或缺的部件。随着触摸屏产业不断地发展壮大,TP-LCD导电玻璃产业的发展也水涨船高。

  目前,TP-ITO导电玻璃的国际生产厂商主要集中在电子产品较为发达的日本、韩国和我国地区,国内主要生产厂商为南玻A、蚌埠华益、康达克和万德宏,以及众多的TP-ITO导电玻璃厂商争夺中低端市场。

  当今移动终端市场发展很多,对触摸屏需求也不断提升。今年TP-ITO导电玻璃市场商机将进一步加大。未来,随着触摸屏与液晶面板产业的融合趋势加快,相信TP-ITO导电玻璃在技术和高端市场方面将获得突破性进展。

  三、LCD-ITO导电玻璃

  经过多年的发展,中国的LCD产业从无到有,从小到大,已经具有相当的规模。与LCD产业相关的LCD-ITO导电玻璃产业,也得到了长足的发展,其月产能已经突破了550万片。加上国外的LCD-ITO导电玻璃进口量,国内的ITO导电玻璃已经达到每月700万片。但国内企业所生产的LCD-ITO导电玻璃大多处于STN-LCD/CSTN-LCD用ITO导电玻璃的中低端,而在高端的TFT-LCD/OLED-ITO导电玻璃生产上处于劣势。

  1、STN-LCD用ITO导电玻璃

  随着LCD的发展,80年代中期开发出了STN-LCD,对ITO导电玻璃提出了更高的要求,主要是基板玻璃表面更加平整,表面电阻要低。因此基板玻璃在镀制ITO膜层前增加了抛光工序,以降低玻璃表面的微观波纹度,保证STN-LCD的盒厚均匀性。STN-LCD的显示以点阵为主,其ITO线条很细,保证了其导电性,降低了ITO导电玻璃的电阻。此类显示器主要用于早期的黑白显示手机、电子辞典、、办公、普通MP3、电子等。

  2、CSTN-LCD用ITO导电玻璃

  彩色STN-LCD是90年代初发展起来的,通过在黑白STN-LCD中使用彩色ITO导电玻璃的方法,从而达到显示彩色画面的目的。CSTN-LCD用ITO导电玻璃,又称为彩色滤光片(colorfilter,CF),它是先在基板玻璃上做出红绿蓝(RGB)三原色色素图形,然后在其上镀制ITO膜层。通过相应的LCD制造工序,可以实现控制每个RGB色素的透光率的变化,合成出不同颜色的像素,从而实现彩色显示。

  CF与普通ITO导电玻璃有着两方面根本的不同。第一,结构不同。CF要采用、光刻等图形加工技术,将RGB三原色预先制作在基板玻璃上。第二,ITO膜制作工艺不同。普通ITO导电玻璃镀膜时,玻璃温度可高达约350℃,溅射采用DC(直流)方式。但由于RGB颜料为料,不能经受如此高的温度,只能低温镀膜,玻璃温度不得超过230℃。而为了保证较好的ITO膜特性,如表面电阻、膜厚、透光率、蚀刻性能等,CF上镀制ITO膜层时,溅射电源通常采用RF+DC(射频+直流)方式。

  CSTN-LCD的构造与普通黑白STN-LCD的构造基本相同。简单地讲就是将黑白STN-LCD的一面透明ITO导电玻璃换成了彩色滤光片。其制作工序与普通黑白STN-LCD的制作工序相似,但在曝光对位、PI材料、、SPACER材料、成盒、IC和良率等方面有着与普通黑白STN-LCD本质的不同,因此增加了工艺难度和提高了对材料性能的要求。

  伴随着来自TFT-LCD方面的强大竞争压力,近年来CSTN-LCD也得到了快速的发展,生产技术日趋成熟。其产品的色彩再现性、响应速度和良率等方面均得到了大幅提升,而原材料成本和生产成本逐年下降。因此,CSTN-LCD产品仍然会有一定的市场份额,并将开拓出一些新的应用领域。目前CSTN-LCD产品主要用于彩屏手机、彩屏MP3、、高档控制面板、等。

  3、TFT-LCD用ITO导电玻璃

  TFT-LCD的结构是,一面为TFT阵列玻璃,另一面为彩色滤光片。TFT-LCD用的彩色滤光片与通常的彩色滤光片相似,但又有着以下三方面的不同:第一,基板玻璃材质不同,通常LCD用ITO导电玻璃的材质为钠钙玻璃,而TFT-LCD用ITO导电玻璃均使用无碱低膨胀系数的硼硅玻璃,以保证其较高的温度稳定性;第二,表面质量要求更高,由于在TFT-LCD结构中,彩色滤光片对应的是价格较高的TFT阵列玻璃,彩色滤光片的缺陷必然会造成TFT阵列玻璃的报废,因此,对彩色滤光片每个单粒的表面质量要求很高,粒合格率几乎接近100%;第三,工艺不同,因为TFT-LCD的显示控制主要在于TFT阵列玻璃上,彩色滤光片上不需膜层镀制时,采用掩膜镀的方式,即在彩色滤光片上镀制ITO膜层时用掩膜板遮挡,只在需要的区域镀上ITO膜,从而省略TFT-LCD制作时的蚀刻工序。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问题。TFT-LCD液晶屏主要应用于高端显示器上,主要有彩色液晶、、、平板电脑、机、数码照相机等。目前TFT-LCD显示器发展迅速,占平板显示市场约80%的份额。

  4、OLED-ITO导电玻璃

  有机发光显示器(英文简称OLED),是一种在电流驱动下,通过载流子注入和复合,复合后形成激子,由激子辐射衰减而发光的显示器件。它具有自主发光、视角宽、轻薄、便于携带等特点。OLED显示器仍然需要ITO膜层作为透明的电极。其基本结构是:首先在玻璃基板上镀制ITO膜层,然后再制作有机材料发光层。由于OLED显示是以电流驱动的,ITO膜层表面的微小突起会形成尖端电流异常,而影响显示效果,因此必须除去ITO膜层表面的微小突起。目前主要的去除方法是在镀制ITO膜层后,再采用特殊的膜层抛光技术,将ITO膜层表面的微小突起抛掉。可以说OLED用ITO导电玻璃联合应用了ITO导电玻璃方面的镀膜和抛光技术。

  

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