ITO靶材在LCD之应用与发展趋势

ITO靶材LCD之應用與發展趨勢
1、 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,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。
2、 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。
1  ITOTFT-LCD之應用
資料來源:IEK化材組/金屬中心 ITIS計畫整理
3、 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。
铸造涂料表各世代TFT-LCD玻璃基板尺寸之分析
水平除雾器
水塔控制器
世代
玻璃基板尺寸
马蹄去皮机G3
550mm x 650mm
G3.5
620mm x 750mm
G4
高压
680mm x 880mm
G4.5
730mm x 920mm
G5
1000mm x 1200mm
1100mm x 1250mm
滚动鼠标1100mm x 1300mm
1200mm x 1300mm
G6
1500mm x 1800mm
1800mm x 2100mm
G7
1870mm x 2200mm
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。
4、 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。

本文发布于:2024-09-21 01:52:28,感谢您对本站的认可!

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