針對(duì)ITO薄膜的研究技術(shù)磚利分析

ITO在各種領(lǐng)域中的應(yīng)用，均圍繞其透明和導(dǎo)電的優(yōu)異特性。ITO薄膜的光學(xué)性質(zhì)主要受兩方面的因素影響：光學(xué)禁帶寬度和等離子振蕩頻率。前者決定光譜吸收范圍，后者決定光譜反射范圍和強(qiáng)度。一般情況下，ITO在短波區(qū)吸收率較高，在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍反射率較高，可見光范圍透射率*高。以100nm ITO為例，400－900nm波長(zhǎng)范圍平均透射率高達(dá)92.8％。

ITO薄膜的性能主要由制備工藝決定，熱處理常作為輔助優(yōu)化的手段。為獲得導(dǎo)電性好，透射率高以及表面形貌平整的ITO薄膜，需選擇合適的沉積手段和優(yōu)化工藝參數(shù)。常見的鍍膜方式包括電子束蒸發(fā)和磁控濺射。

電子束蒸發(fā)的主要原理：高真空環(huán)境下，通過(guò)電子槍發(fā)出的高能電子，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下，電子轟擊ITO靶材表面使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，靶材升溫，變成熔融狀態(tài)或者直接蒸發(fā)出去，在襯底表面沉積成ITO薄膜。

磁控濺射屬于輝光放電范疇，利用陰極濺射原理進(jìn)行鍍膜。膜層粒子來(lái)源于輝光放電中，氬離子對(duì)陰極ITO靶材產(chǎn)生的陰極濺射作用。氬離子將靶材原子濺射下來(lái)后，沉積到襯底表面形成所需ITO膜層。

ITO上游產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)窃牧习胁牡闹圃旒夹g(shù)，目的是為了獲得內(nèi)部均勻和密度較高的坯體，提高成形技術(shù)是提高ITO靶材產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。ITO靶材成形技術(shù)一般分為干法與濕法兩種。干法成形本質(zhì)上是一種模具壓制的成形方法，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，而且在壓力作用下批件的致密度很高，通常不需要進(jìn)行干燥處理，ITO靶材的干法成形工藝主要有冷等靜壓成形、沖壓成形、模壓成形及爆炸成形等。濕法成形是采用溶液、固液混合物、氣液混合物等原料進(jìn)行反應(yīng)，制備目標(biāo)物質(zhì)的過(guò)程。濕法工藝需要干燥處理，變形收縮較大，氣孔較多，坯體致密度較低，但可以生產(chǎn)大尺寸及形狀復(fù)雜的的靶材，通過(guò)合理的燒結(jié)工藝可以獲得高穩(wěn)定性、高均勻性及高密度的ITO靶材。ITO靶材的濕法工藝主要有擠壓成形、凝膠注模成形及注漿成形等。

ITO下游產(chǎn)業(yè)主要是平板顯示產(chǎn)業(yè)中的導(dǎo)電玻璃技術(shù)，即在鈉鈣基或硅硼基基片玻璃的基礎(chǔ)上，鍍上一層氧化銦錫膜加工制作成的。在平板顯示產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用在觸摸屏和液晶面板領(lǐng)域。觸摸屏領(lǐng)域應(yīng)用的是TP－ITO導(dǎo)電玻璃，而液晶面板領(lǐng)域應(yīng)用的是LCD－ITO導(dǎo)電玻璃，兩者的主要區(qū)別在LCD－ITO導(dǎo)電玻璃還會(huì)在鍍ITO層之前，鍍上一層二氧化硅阻擋層，以阻止基片玻璃上的鈉離子向盒內(nèi)液晶里擴(kuò)散。

從國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)格局來(lái)看，日韓幾乎壟斷了透明導(dǎo)電膜市場(chǎng)，主要供應(yīng)商有日東電工、尾池工業(yè)及帝人化成等。國(guó)內(nèi)廠商逐漸向上游延伸，國(guó)內(nèi)工藝日趨成熟，長(zhǎng)信科技、南玻、康達(dá)克、萊寶高科和歐菲光等企業(yè)均有自己完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

采用Incopat工具對(duì)ITO技術(shù)磚利進(jìn)行檢索分析，得到該領(lǐng)域2000年至今的年申請(qǐng)量趨勢(shì)圖，各國(guó)ITO磚利量分布，以及主要申請(qǐng)人申請(qǐng)數(shù)量排名。從圖中可以看出，近二十年的時(shí)間里， ITO技術(shù)得到了飛速發(fā)展，相關(guān)的磚利布局平均每年1000件以上的申請(qǐng)量，2013年達(dá)到了頂峰。與市場(chǎng)格局一致的是，日本仍舊占據(jù)了ITO相關(guān)磚利技術(shù)的*大份額。同時(shí)值得慶幸的是國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人申請(qǐng)量排名**，國(guó)內(nèi)在透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域涌現(xiàn)出了大量上等企業(yè)和科研單位，韓國(guó)和美國(guó)分列三、四位。企業(yè)排名方面，老牌半導(dǎo)體企業(yè)松下電器，三星電子，精工愛普生，LG電子，日立，東芝排名居前。

相比于其他透明導(dǎo)電薄膜材料，ITO在諸多方面略有不足，如ZnO薄膜具有成本低、無(wú)毒性、無(wú)污染的優(yōu)勢(shì)，但是由于對(duì)ZnO的研究起步相對(duì)較晚，光電性能整體較ITO薄膜差，目前還不能大規(guī)模取代ITO薄膜，所以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用*為廣泛的仍是氧化銦基的 ITO 薄膜。

幾十年來(lái)，針對(duì)ITO薄膜的研究主要集中在兩方面：一種是ITO材料基礎(chǔ)理論研究，涉及晶格常數(shù)與ITO薄膜光電性能之間的關(guān)系，*佳摻雜的優(yōu)化和材料載流子上限的計(jì)算，ITO禁帶寬度的改變等方向；另一方面，主要探索ITO制備方法，低成本的沉積技術(shù)有：溶膠－凝膠法、噴霧熱解法和化學(xué)氣相沉積，高質(zhì)量的沉積技術(shù)包括：磁控濺射法、電子束蒸發(fā)法和脈沖激光沉積法。

ITO技術(shù)的發(fā)展必須同時(shí)注重基礎(chǔ)科學(xué)研究和工業(yè)產(chǎn)業(yè)化，隨著我國(guó)液晶顯示和半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展，ITO應(yīng)用激增。擺在我們面前的任務(wù)是加快ITO技術(shù)的公關(guān)步伐，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍，嚴(yán)格制定并遵循行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在一系列政策的的輔助下，加快ITO從靶材到設(shè)備再到ITO玻璃的國(guó)產(chǎn)化過(guò)程，使我國(guó)在透明導(dǎo)電領(lǐng)域立于不敗之地。

采用德國(guó)薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。