$ITO 透明导电膜玻璃生产及应用

$ITO 透明导电膜玻璃生产及应用

ITO透明导电膜玻璃生产及应用

徐美君ΞΞΞ

(蚌埠玻璃工业设计研究院,安徽　蚌埠　233018)

摘要:简要地介绍了ITO透明导电膜玻璃生产及其应用领域和市场,并对国内和国际市场需求动态进行了预测。

关键词:ITO透明导电膜玻璃;工艺;应用;市场

中图分类号:TQ171.

73+6　　文献标识码:B　　文章编号:1000-2871(2001)02-0053-07

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1　ITO透明导电膜玻璃的发展与应用

ITO(氧化铟锡)透明导电膜玻璃是国际上70年代初研制成功的一种新型材料。它是制造液晶平板显示器(LCD)的主要材料。LCD顺应时代发展的潮流,作为人机接口产品而获得了高速增长。这种透明导电膜玻璃的膜层具有以下特性:

⑴膜层导电性能好,电阻率可达10-4Ω cm;

⑵膜层硬度高、耐磨、耐化学腐蚀;

⑶膜层加工性能好;

⑷膜层可见光透过率高,可达85%以上;

⑸膜层对紫外线具有良好的吸收性,吸收率不小于85%;

⑹对红外线具有良好的反射性,反射率不小于80%;

⑺对微波具有衰减性,衰减率不小于85%。

由于ITO透明导电膜玻璃生产技术难度高,工艺较为复杂,目前世界上仍只有少数工业发达国家能够工业化生产透明导电膜系列产品。日本已有数十条生产线,有效镀膜玻璃面积从300mm×400mm到850mm×1250mm等共有7种规格,美国多纳利公司、德国莱宝公司也先后推出了系列化产品,有效镀膜面积从350mm×900mm到830mm×1500mm不等,以争夺LCD市场。

1.1　ITO透明导电膜玻璃在LCD领域的应用

ITO玻璃在LCD领域的应用十分广泛,目前LCD有TN-LCD、STN-LCD和TFT-LCD,是信息产业的重要部件。

TN-LCD是液晶显示器中最早上市的初级产品,如电子表、计算器、游戏机等。STN-LCD则为较高档液晶显示器产品,如便携式电脑、电子记事本、翻译机、电子辞典及文字处理机等。TFT-LCD为平面真彩液晶显示器,是新一代的LCD。它具有体积小、重量轻、能耗低、图像精确、无辐射、无闪烁、抗电磁干扰、屏幕反Ξ收稿日期:2000-09-20

ΞΞ

徐美君(1942-),男,上海市人,国家建材局蚌埠玻璃工业设计研究院高级工程师,主要从事玻璃工业技术信息工作。玻璃与搪瓷　2001年　29卷2期 53

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应速度快等特点,已成为笔记本电脑、台式电脑、各类监视器和数字彩电等电子产品中广泛应用的液晶显示器。此外,还有PDP等离子体显示器、ELD场致发光显示器,均属于新一代平板显示器。用PDP制作的壁挂式电视机重量轻,可作公共信息标牌、会议厅演示系统以及台式计算机监视器。ELD场致发光显示器尺寸可加大,在太阳能电池面板等电子产品中的应用日益增加。LCD的增长大大拉动了电子工业对液晶显示器加工制作主要材料的需求。

目前我国已成为TN-LCD产品的主要生产国之一,生产的TN-LCD产品已大量用于计算器、电子(钟)表、温度计等各种小型显示器上,其中电子(钟)表用LCD约占世界市场的一半,计算器用LCD约占世界市场三分之一。我国已建有LCD生产线80余条,年需求ITO透明导电膜玻璃已超过400万m2。ITO透明导电膜玻璃生产线建有十多条,年产导电膜玻璃150～200万m2,市场缺口甚大。

随着电子产业的飞速发展,应用领域不断扩大,TN-LCD大量生产和普及,LCD已成为仅次于CRT(阴极射线管)的主要显示器件。现在我国正向高档的STN-LCD产品发展,国内已建多条生产线,安徽蚌埠华益导电膜玻璃公司第2条STN-LCD导电膜玻璃生产线近日已投产,可向国内已建的STN-LCD厂家提供优质的玻璃基片。未来10年中国可望成为世界最大的个人电脑市场,对LCD。

1.2　ITO透明导电膜玻璃在工业、交通、建筑等领域的应用

ITO膜玻璃作为面发热体,、宇航飞船的眩窗、坦克激光测距仪、,

而且通电后还可除冰霜,另外,、国防等用建筑玻璃,如液晶调光玻璃、电加热、电磁屏蔽玻璃和大面积太阳能玻璃等。已有建筑师采用透明导电膜玻璃制作成大面积太阳能电池屋顶,该建筑的全部能耗都来自屋顶的太阳能电池供给,其中太阳能玻璃(ITO膜玻璃)功不可没。不论是ITO-nip型、ITO-pin型,还是肖特基型或异质结构型,均镀有一层ITO膜作为减反射层和透明电极。这种太阳能玻璃屋顶建筑已被誉为洁净的生态环境建筑物。另外,由于ITO导电膜层对微波具有衰减性,其衰减率不小于85%,因此,用ITO导电膜制成的电磁屏蔽玻璃,已作为特殊建筑物的窗玻璃或幕墙玻璃,可广泛用于计算机房、演播室、工业控制系统、军事建筑物、外交部门的建筑物门窗玻璃以及有保密要求或防干扰要求的场合。这种ITO膜电磁屏蔽玻璃在1GHz频率时具有衰减30～50dB的屏蔽能力(即仅有1/1000的入射量),用于计算机房、雷达的屏蔽保护区及国防、军事等建筑物防电磁干扰的透明门窗,可完全防止由于外界电磁波的入侵而使电子设备产生误差和保密信息的泄露。高档的防屏蔽玻璃产品对外界电磁微波可衰减到80dm,是国防、军工优先选用的玻璃制品。

目前日趋普及的家用电微波炉的观察门亦可用ITO膜屏蔽玻璃替代。利用ITO膜玻璃制作的防护眼镜,具有防紫外线和反射红外线功能,更是倍受眼镜玻璃业的欢迎。

近年来我国高层建筑物大量采用玻璃作为墙体材料,尤其是高寒地区高层建筑物,玻璃幕墙会使冬季室内热量向外散逸,使取暖的能源费用增加,如果在幕墙的双层中空玻璃内侧选用低辐射系数的ITO膜玻璃,可节能40%,十分可观。

在建筑上,大面积的ITO透明导电膜玻璃还可用作为各种商业建筑的贵重商品防盗厨窗,当玻璃被盗贼击破时,通过导电膜及传感器能及时发出报警信号。在医院和科研设施,ITO透明导电膜玻璃已被用作温室玻璃、透明加热保育箱和怛温槽等。

我国每年冰柜门玻璃需求量高达60万m2以上,以往均依靠进口,用这种ITO膜玻璃完全可替代传统的双层隔热玻璃,它用于冷冻冷藏柜具有防结露和反射红外线功能,可节能40%左右。随着银行、邮政、机场、旅游业车站的建筑设施现代化发展,亟需用ITO膜玻璃制作透明指触式控制板和显示操作器进行人机对话的电脑服务装置。如果以软件配合,还可用图型表面装键多重化,对于工业界多仪表集中控制操作既简便又直观。

人类已进入21世纪,随着电子工业的飞速发展,ITO透明导电膜玻璃的应用前景极其广泛。

2　ITO透明导电膜玻璃的生产工艺

54 玻璃与搪瓷　2001年　29卷2期

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2.1　ITO透明导电膜玻璃生产工艺简介

ITO透明导电膜玻璃的生产有三个必备条件,即:镀膜设备、ITO靶材和透明超薄玻璃(0.4～1.3mm)。ITO透明导电膜玻璃的膜层镀制是工艺的核心技术,它可以采用多种方法,有磁控溅射法(直流磁控溅射和射频磁控溅射)、真空蒸发法(电阻加热或电子束加热)、浸渍法、化学气相沉积法、喷涂法等5种工艺。目前采用较广的是直流磁控溅射法,用该工艺进行连续镀ITO膜层,具有膜层厚度均匀、易控制、膜重复性好、稳定、适于连续生产、可镀大面积、基片和靶相互位置可按理想设计任意放置、可在低温下制取致密的薄膜层、可采用合金靶反应溅射、也可采用氧化靶直接溅射等诸多优点。该工艺适用于大规模工业化生产,ITO透明导电膜玻璃质量好,规格品种多,耗能低。

首先备好规定厚度尺寸的(0.4～1.3mm)超薄玻璃片,预处理经去离子水洗、超声波洁净,进入真空室后,先进行SiO2镀制,然后进入ITO镀膜室镀制ITO膜,经加热固化退火后获得成品。ITO导电膜玻璃全工艺过程均在高真空状 …… 此处隐藏：3114字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……