1、透明导电玻璃 ITO 简介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 Sn 的 In2O3(ITO)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 In2O3 与Sn2O3 之比例来控制,通常 SnO2:In2O3=
2、1:9.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%以上,ITO 膜之透过率和阻值分别由 In2O3 与 Sn2O3 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=1:9,因为氧化锡之厚度超过 200?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
3、 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,P 和 d 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/(/),由此可所出方块电阻与 IOT 膜层电阻率 P 和 ITO 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 10/左右,膜厚为 100-200um,而一般低档 TN 产品的 I
4、TO 玻璃 R为 100-300 /,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:1. 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.2. L1/L2L1/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
5、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 10 时,其 R范围在 8-12 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 300C *30min 的环境中,会使 R增大 2-3 倍,而在 10wt%NaOH*5min 及6wt%HCL*2min(60C)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100/降至 60/.(Cell Gap 为 6um)左右,Vth 值会降低 0.03V 左右.
