1、TCO玻璃简介,吴立东,2012-09-17,TCO（Transparent conducting oxide）玻璃,TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。TCO玻璃主要分为ITO（Indium tin oxide)氧化铟锡玻璃、FTO(Fluorine doped Tin Oxide )氟掺杂氧化锡玻璃、AZO（Aluminum Doped Zinc Oxide ）铝掺杂氧化锌玻璃.此外还有B
2、ZO（硼掺杂ZnO），GZO（镓掺杂ZnO）等等。,素玻璃基板,目前，玻璃基板的供应商主要是美国康宁（Corning）、 日本旭硝子（Ashahi glass）、日本电气硝子（NEG）以及日本 板硝子（Avanstracte）四家。目前常用的玻璃基板生产工艺主要有3种：溢流法、浮法、 槽口下引法。,溢流熔融法,前段工序是经过特别配料的石英砂、硼酸氧化铝等原料经过熔化炉、马弗炉溶化后，形成的玻璃膏以输送管输送到溢流槽的凹槽中，当玻璃膏充满溢流槽凹槽后就由顶部溢满流出，从两侧分流成两股，分别流向溢流槽底端，并在底端处融合成单片的玻璃薄板，然后继续延续着垂直方向进行引板、退火、切割。,浮式法,玻璃坯
3、料在熔炉中熔融成玻璃膏后，经由管道并利用垂直的隔板来控制流入充满液态锡金属浮式床的玻璃膏量。当均质的玻璃膏经由流料口流入充满液态锡的浮式床室后，会扩展成具有一定宽度的玻璃带，而这玻璃带将沿着水平方向被拉引并逐步冷却，然后从液态锡床室中被拉引出来，退火切割。,槽口下拉法,该法系以低黏度的均质玻璃膏导入铂合金所制成的流孔漏板（ Slot Bushing ）槽中，利用重力和下拉的力量及模具开孔的大小来控制玻璃之厚度，其中温度和流孔开孔大小共同决定玻璃产量，而流孔开孔大小和下引速度则共同决定玻璃厚度，温度分布则决定玻璃之翘曲。因槽口在承受外力时流孔常会变形，导致厚度不均匀及表面平坦度无法符合规格需求。
4、,镀膜工艺,镀膜的方法有：喷雾法、涂覆法、浸渍法、化学气相沉积法、真空蒸发法、溅射法。目前工业化最有效的方法是磁控溅射法。其中磁控溅射原理如下：电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar离子和新的电子；Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射，使铟、锡等以原子和离子形式溅射出来，沉积在基板上，同时被氧化，形成氧化物薄膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场的影响，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内作圆周运动，在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材。,ITO玻璃,ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基板玻璃的基础上
5、，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。其中氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强，一般铟和锡的比例为1:9。液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。,ITO导电层特性,ITO玻璃具有透过率高、膜层牢固、导电性好的优点。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
6、高，电阻也增大。,ITO玻璃分类,按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150500欧姆）、普通玻璃（电阻在60150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。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(STN)和普通玻璃(TN)。,ITO玻璃评价参数,1、透过率在波长为550nm的光波照射下，透过率不小于80%，其主要取决于玻
7、璃材料、ITO膜厚和折射率。 2、方块电阻d为膜厚，I为电流，L1为膜层在电流方向上的长度，L2为膜层在垂直电流方向的长度，为导电膜的体电阻率，当L1=L2时，其电阻率为定值，这就是方块电阻的定义，即R口为/d。 3、基板、膜厚均匀性 4、玻璃表面波纹度 5、基板翘曲度即翘曲的高度与翘起边的长度之比。其中，厚度大于0.7mm的基板玻璃，翘曲度要小于0.1%；厚度小于0.55mm的基板玻璃，翘曲度要小于0.15%；不允许有S形翘曲。 6、基板垂直度（通常要求下于0.1%） 7、化学稳定性即耐酸碱性、耐溶剂性，在相应溶液中电阻变化不能超过一定值。 8、热稳定性在300高温后，ITO膜方阻变化率小于
8、300%。,FTO玻璃,FTO导电玻璃为掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2：F)，简称为FTO。FTO玻璃被作为ITO导电玻璃的替换用品被开发利用，可被广泛用于液晶显示屏，光催化，薄膜太阳能电池基底、染料敏化太阳能电池、电致变色玻璃等领域。在掺了氟之后，SnO2薄膜具有对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强等优点。目前主要是用于生产建筑用Low-E玻璃。其导电性能比ITO略差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。,AZO玻璃,AZO是铝掺杂的氧化锌（ZnO）透明导电玻璃的简称。ZnO体系中掺杂Al得到ZnO：Al透明导电薄膜，即AZO薄膜。掺杂后薄膜导电性能大幅度提高，电阻率可降低到10-4 ohmcm，而且透明导电薄膜AZO薄膜在氢等离子体中稳定性要优于ITO，同时具有可同ITO相比拟的光电特性，而且AZO薄膜的制备方便，元素资源比In元素丰富，且无毒，逐渐成为ITO薄膜最佳替代者。AZO薄膜目前已经在平板显示器和薄膜太阳能电池中得到了部分应用。可广泛应用于制造柔性衬底发光器件、塑料液晶显示器和非晶硅太阳能电池。,ITO、FTO、AZO比较,THANK YOU!,
