ITO特性及其相关

ITO基础知识讲解
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SnIn2O3ITO)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In2O3Sn2O3之比例来控制,通常SnOIn2O3=19
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%三维人体扫描以上,ITO膜之透过率和阻
值分别由In2O3Sn2O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=19,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,Pd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PITO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:
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。
2L1/L24
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、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图像识别系统及6wt%HCL*2min60°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 Gap6um)左右,Vth值会降低0.03V左右。
ITO特性及其相关
1.ITO导电层的特性
    ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。在厚度只有几千埃的情况下,氧化铟透过率高,氧化锡导电能力强,液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃。由于ITO具有很强的吸水性,所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质,俗称“霉变”,因此在存放时要防潮。
ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应,形成其它导电和透过率不佳的反应物质,所以在加工过程中,尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。ITO层由很多细小的
晶粒组成,晶粒在加温过程中会裂变变小,从而增加更多晶界,电子突破晶界时会损耗一定的能量,所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高,电阻也增大。
2.ITO导电玻璃的分类
    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、触控屏幕制作用;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液晶显示器和透明线路板。
ITO导电玻璃按尺寸分,有14”x14”、14”x16”、20”x24”等规格;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。
3.影响ITO玻璃性能的主要参数
    长度、宽度、厚度及允差(±0.20)
    垂直度(≤0.10%)
    翘曲度(厚度0.7mm以上≤0.10%,厚度0.55mm以下≤0.15%)
    微观波纹度
    倒边C倒边(0.05mm≤宽度≤0.40mm)R倒边(0.20mm≤宽度≤1.00mm,曲率半径≤50mm)倒角(浮法方向2.0mmX5.0mm;其余1.5mmx1.5mm)SIO2阻挡层厚度(350埃±50埃,550nm透过率≥90%)ITO层光学、电学、蚀刻性能(蚀刻液:600C 37%HCL:H2O:67%HNO3=50:50:3)
4.化学稳定性
  耐碱为浸入600C、浓度为10%氢氧化钠溶液中5分钟后,ITO层方块电阻变化值不超过10%。耐酸为浸入250C、浓度为6%盐酸溶液中5分钟后,ITO层方块电阻变化值不超过10%。耐溶剂为在250C、丙酮、无水乙醇或100份去离子水加3分EC101配制成的清洗液中5分钟后,ITO层方块电阻变化值不超过10%。附着力:在胶带贴附在膜层表面并迅速撕下,膜层无损伤;或连撕三次后,ITO层方块电阻变化值不超过10%。热稳定性:在3000C
的空气中,加热30分钟后,ITO导电膜方块电阻值应不大于原方块电阻的300%。
5.外观质量
  裂纹:不允许。粘附物:包括尘粒、玻璃碎等凸起物,TN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.1mm的粘附物;STN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.05mm的粘附物。沾污:不可有不溶于水或一般清洗剂无法除去的沾污。崩边:长X宽≤2.0mmx1.0mm;深度不超过玻璃基片厚度的50%;总长度≤总边长的5%。
划痕玻璃体点状缺陷:包括气泡、夹杂物、表面凹坑、异点等。点状缺陷的直径定义为:d=(缺陷长+缺陷宽)/2。
  玻璃体线状缺陷(宽度W):包括玻筋、光学变形。
  膜层点状缺陷:SIO2阻挡层和ITO导电层的点状缺陷包括针孔、空洞、颗粒等,点状缺陷的直径定义为:d=(缺陷长+缺陷宽)/2。
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6.测试方法及判定标准
    尺寸:
A、测试方法:用直尺和游标卡尺测量待测玻璃原片的长度、宽度、厚度。
B、判定标准:测量结果在供货商所提供的参数范围之内为合格。
 面电阻:
    A、测试方法:把待测试玻璃整个区域做为测试区域,然后测试区域分成九等份后再用四探针测试仪分别测试各区域的面电阻。
  B、判定标准:根据测试结果计算出电阻平均值及电阻资料分散值,结果在要求范围内既是合格。
 ITO层温度性能
  A、测试方法:把待测玻璃原片在3000C的空气中,加热30分钟,测试其加温前后的同一点面电阻阻值。B、判定标准:ITO导电膜方块电阻值应不大于原方块电阻的300%为合格。
  蚀刻性能:
  A、测试方法:把待测玻璃原片放入生产线所用的蚀刻液中测试其蚀刻完全的时间。
   B、判定标准:蚀刻完全的时间值小于生产工艺所设定时间的一半值为合格。
7.ITO层耐碱性能
倒档器
  A、测试方法:把待测玻璃原片放在600C、浓度为10%氢氧化钠溶液中5分钟后,测试其浸泡前后的同一点面电阻阻值。
  B、判定标准:ITO层方块电阻变化值不超过10%为合格。
    光电性能与可靠性:
    A、测试方法:把待测玻璃与现生产用玻璃按现生产工艺参数,选择一型号制作成成品并测试其光电与可靠性性能;
B、判定标准:光电性能与可靠性测试结果与现生产用玻璃结果相当,并在测试产品型号要求范围之内。
8.ITO导电玻璃的选用规则
  模数在240以上的产品,一般可选用供货商B级品玻璃;
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泵   模数在40模以上,240模以下的产品,一般选用普通A级品玻璃;
 模数在40模以下的产品,STN产品,一般选用低电阻抛光玻璃。
   COG产品,一般选用15欧姆抛光玻璃。
9.ITO导电玻璃的使用方法
    任何时候都不容许叠放;
   除规定外,一般要求竖向放置;平放操作时,尽量保持ITO面朝下;厚度在0.55mm以下的玻璃只能竖向放置;
  取放时只能接触四边,不能接触导电玻璃ITO表面;
   轻拿轻放,不能与其它治具和机器碰撞;
    如果要长时间存放,一定要注意防潮,以免影响玻璃的电阻和透过率;
 对于大面积和长条形玻璃,在设计排版时要考虑玻璃基片的浮法方向。
10.ITO导电玻璃的贮存及搬运方法
ITO导电玻璃的贮存方法:
 ITO导电玻璃应贮存在室温条件下,湿度在65%以下干燥保存;贮放时玻璃保持竖向放置,玻璃间堆放不可超过二层,木箱装ITO导电玻璃货物堆放不可超过五层。纸箱装货ITO导电玻璃货物,原则上不能堆放。
  ITO导电玻璃搬运方法:
  易碎品,小心轻放,保持搬运过程中的稳定性,搬运时层高不得超过三层。

本文发布于:2024-09-22 11:19:25,感谢您对本站的认可!

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