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ITO是氧化铟锡,一种显示行业比较常见的透明导电材料,可以做的PET光学膜上,做成ITO透明导电膜,也可以做在玻璃上,做成ITO感应玻璃或者显示液晶玻璃上。
ITO膜结构
这边主要讲的是ITO透明导电膜,是触摸屏行业的核心材料之一,常见的结构如下:
从上到下,最上面是一层保护ITO层,ITO厂家防止在包装出货过程中划伤ITO镀层的作用,ITO的加工厂家在使用前都要去掉这层保护膜。保护膜多为价格相对便宜的PE保护膜。
ITO层是主要的功能层,镀层有很多种生产工艺,但是光电行业多使用磁控溅镀的工艺,镀膜一般是镀多层,一层是几千个埃,市场上ITO层厚度是从20到50纳米之间。在溅射过程中,从靶材中轰击出的金属In、Sn原子在真空室内或衬底表面与氧原子反应并生成In2O3、InO、SnO2、SnO和Sn3O4等金属氧化物,这些反应产品与溅射工艺参数有密切关系并对ITO薄膜的光电特性产生影响。
UC层是光学性能调节层,也可以叫消影层,或者也叫IM层,折射率匹配层,还可以做防牛顿环的镀层。由于ITO层和PET层的折射率不一样,光线透过不同折射率的材料,相差越大,反射率越高,这个会导致后面ITO蚀刻后,线路的痕迹很明显,影响屏幕的外观,所以需要涂布一层折射率匹配层。需要如下图在ITO面与消影面的光线反射率接近,小于1%,这样才不会出现下图左边的不良。这个涂层的精密涂布要求比较高,现在能做的好的多是日本的企业,而很多ITO膜厂,干脆就购买IM膜。
往下就是光学级的基材PET,常见的厚度是188,125,50um的。需要好的透光率,低的雾度,稳定的尺寸,小的MDTD经纬向的差异,以及少的小分子析出。
PET基材的另外一面就是Hard Coating加硬涂层,防止ITO加工过程中被划伤,一般就是一些二氧化硅的涂层,可以防止PET小分子的析出,铅笔硬度在2H左右。
最下面的耐高温的PET保护膜,这个是可选择的一层,一般都是卷对卷工艺生产触摸屏的客户需要这一层,背面的保护膜需要耐ITO缩水和退火的工艺,150度2小时左右,保持尺寸稳定的同时,需要和ITO基材的PET保持接近的涨缩,否则非常容易引起材料的卷曲,从而引起不良。
ITO特性
ITO的主要成分是氧化铟和氧化锡,它是高可见光透过率的物质。
ITO在紫外线,可见光和红外线的波长频率上,有不同的透光率,主要是透过可见光,而UV紫外和IR红外的穿透都不高。这个特性和ITO材料的微观的电子能级跃迁等电性能有关,而不是涂布什么材料。
另外ITO的透光率和材料的结晶度有关,以前还会用非结晶的ITO出售,现在基本上厂家就可以做好退火的工艺,结晶后的ITO透光率会升高,电阻会稳定且电阻公差范围大幅度的缩小。
ITO的生产中一般会进行如下性能的管控。IQC的进料检验IM膜,工艺中管控的项目,以及出货的建议项目:
出货的时候,一般使用如下的规格:
而在TP厂一般会验证如下的典型的参数:
ITO的替代品
ITO膜是一个很成熟的行业,由于以前TP行业够大,所以有很多的透明导电材料想替代它,包括金属网格,纳米银,导电高分子,碳纳米管以及石墨烯等,但是各种方案目前各自有各自的问题。
ITO的市场
由于现在GF和GFF的薄膜电容式触摸屏的大量减产,无数的深圳东莞附近的厂关闭了,包括欧菲合力泰等也一直在亏损的经营这一个业务,所以整体行业的萧条,导致整个ITO膜行业也是步履维艰,再加上新的替代方案虎视眈眈。由于ITO的面电阻量产的话,更低可以做到60欧姆,勉强可以做大尺寸,但是由于电阻偏高,导致触控的灵敏等性能不如其他低电阻的透明材料,所以大尺寸也用的很少,另外ITO本身比较脆,不耐弯折,所以在可折叠的这个新兴市场上基本上就是排除在外了,所以这2个因素也造成了ITO的市场不能进一步扩大,而ITO可能可以拓展一下的楼宇上用的变色膜,汽车上用的加温膜,市场也没有很大的起色。整体上市场需求已经不大会增大了。
因此现在做ITO膜的厂家已经很少了,目前好像就只有江苏日久一家独大,整合上游IM膜,充分压低价格。而曾经这是一个多么繁荣的行业啊,比如日东,住友,TDK,铃寅,尾池,SONY,韩华,迎辉,康得新,欧菲,嵩阳……
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