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        ITO靶材的詳細介紹優點用途以及四種成型方法

        點擊量:344  更新時間:2019/8/6

        在有色金屬的“朋友圈”里,銦錫的氧化物是實現電學傳導和光學透明的組合。作為有色金屬氧化物,簡稱為ITO的氧化銦錫在平板上具有很好的導電性和透明性。

        一、什么是ITO靶材

        什么是ITO靶材?外行看熱鬧,內行看門道,不了解的人可能就覺得靶材是個稀有名詞,或者是比較高的產品,其實并不是,ITO靶材外形很像瓷磚,卻遠比瓷磚煅燒復雜得多,是由氧化銦和氧化錫粉末按定比例混合后經過系列的生產工藝加工成型,再高溫氣氛燒結(1700度,通氧氣燒結)形成的黑灰色陶瓷半導體。通常靶材尺寸越大,濺射到平板上的拼縫就越少,價值也越高。

        ITO靶材在薄膜狀時,它是略顯茶色的透明物質;在塊狀時,呈黃偏灰色。但它并不是像油漆樣被刷到平板玻璃上使用,而是先被制作成標準尺寸的固體靶材,由操縱磁控濺射的“槍手”,不斷“射擊”,將其氣化濺鍍到玻璃基板或柔性有機薄膜上,形成層ITO膜。這層膜的厚度因功能需求而有不同,般在30納米至200納米。

        二、ITO靶材優點及用途

        ITO靶材的優點

        ITO靶材有高的性能優勢,而且有比較高的耐熱沖擊性,在使用中不會對設備造成損壞,同時它的純度別的高。目前,市場中很多電子產品都用到了平面顯示器,液晶電腦、液晶電視進入到了千家萬戶,液晶的產品不管是在外觀上還是在質地上都是比較高的,而且能夠降低耗能。

        ITO靶材的用途

        ITO靶材被廣泛應用于各大行業之中,其主要應用分為:平板顯示器(FPD)產業,如薄膜晶體管顯示器(TFT-LCD)、液晶顯示器(LCD)、電激發光顯示器(EL)、電致有機發光平面顯示器(OELD)、場發射顯示器(FED)、等離子顯示器(PDP)等;光伏產業,如薄膜太陽能電池;功能性玻璃,如紅外線反射玻璃、抗紫外線玻璃如幕墻玻璃、汽車、飛機上的防霧擋風玻璃、光罩和玻璃型磁盤等三大域。但主要應用于還是在平板顯示器中,它是濺射ITO導電薄膜的主要原料,沒有它的存在,諸多的材料將無法實現正常加工以及設計。ITO薄膜由于對可見光透明和導電性良好的性,還被廣泛應用于液晶顯示玻璃、幕墻玻璃和飛機、汽車上的防霧擋風玻璃等。

        三、ITO靶材成型的四種方法

        目前,ITO靶材的主要成型的四種方法主要有:

        方法一、噴涂法

        噴涂法是利用高壓氣體(N2、H2 、混合氣體或空氣)攜帶粉末顆粒經縮放管產生超音速雙相流,在完固態下撞擊基體,通過較大的塑性流動變形沉積于綁定背板表面而形成涂層,涂層逐層增厚,獲得陶瓷靶材。

        近年來,由基本的噴涂法又衍生出等離子體噴涂、電弧噴涂、超音速火焰噴涂、冷噴涂等噴涂成型技術。用噴涂成型工藝在高的ITO、AZO、IGZO靶材成型上有了較大的突破,廣州、深圳等地的大型的靶材制造商已成功制備出高性能的靶材。

        方法二、冷等靜壓法

        冷等靜壓法是將預先成型的素坯放入橡膠包套內浸于高壓液體下使之承受各向同性的壓力,實現素坯密度的強化。冷等靜壓只是獲得密度盡可能高的素坯,使素坯的燒結致密化更為容易。由于冷等靜壓不具有熱等靜壓的燒結能力,需要立的燒結工藝對素坯進行燒制。

        冷等靜壓能夠壓制大尺寸的靶材,是目前多數企業優先選擇的成型方法。內外的成型研究表明,冷等靜壓法可以制備出滿足陶瓷靶材所需的高品質素坯。但冷等靜壓成型超大尺寸的素坯時,由于受到腔室尺寸的限制,會導致設備投資非常昂貴,而且在素坯較薄、尺寸較大時存在變形問題。同時,壓制不同尺寸的素坯時,需要制備不同規格的預壓模具,模具成本較高。

        方法三、熱等靜壓法

        是將粉末或預先壓成的素坯裝入包套后,再將套內抽真空焊接密封,放入高壓容器內,使粉末在高溫及等方壓力下燒結,成型和燒結同時進行。

        在ITO靶材的發展中,早期采用的熱等靜壓技術難以獲得高密度、大尺寸的材料。隨著常壓燒結方法的出現,熱等靜壓法制備的靶材尺寸偏小、密度偏低、失氧率高且該方法設備偏貴、成本偏高的缺點,使熱等靜壓法在ITO陶瓷靶材的制備上不再具備競爭優勢,后續的研究和產業化逐漸被產業界淡化,但還是比較適合需要缺氧的陶瓷靶材。

        方法四、濕法成型

        濕法成型是通過將氧化物粉體制備成漿料,然后通過自我凝固、吸水或者壓濾等方式實現定外形的素坯,干燥后獲得高密度的素坯。濕法成型不僅可以實現冷等靜壓成型的功能,而且還能彌補冷等靜壓成型的不足。陶瓷靶材的濕法成型有注漿成型、膠態成型、直接凝固成型等。

        溫馨提示:以上就是“ITO靶材成型的四種方法”,這四種方法中,噴涂法是目前應用較多的技術,其制備的產品品質高,穩定性好。

        四、ITO靶材發展的趨勢

        1.靶材本體體化。如前所述,靶材將朝大面積發展,以往技術能力不足時,必須使用多片靶材拼焊成大面積,但由于接合處會造成鍍膜質量下降,因此目前大多以體成形為主,以提升鍍膜質量與使用率。未來新世代LCD玻璃基板尺寸的加大,對靶材生產廠家是項嚴苛的挑戰。

        2.降低電阻率。隨著LCD愈來愈精細化發展的趨向,以及它的驅動程序不同,需要更小電阻率的透明導電膜。

        3.尺寸大型化。隨著液晶模塊產品輕薄化和低價化趨勢的不斷發展,相應的ITO玻璃基板也出現了明顯的大型化的趨勢,因此ITO靶材單片尺寸大型化不可避免。

        4.高密度化。靶材密度的改善直接帶來的益處主要表現在減少黑化和降低電阻率方面。靶材若為低密度時,有濺射表面積會減少,濺射速度也會降低,靶材表面黑化趨勢加劇。高密度靶的表面變化少,可以得到低電阻膜。靶材密度與壽命也有關,高密度的靶材壽命較長,意味著可降低靶材成本。

        5.使用高率化。靶材使用率的提升,直是設備商、使用者及靶材制造商共同努力的方向。目前靶材利用率可達40%,隨著液晶顯示器行業對材料成本要求的提高,提高ITO靶材的利用率也將是未來靶材研發的方向之。
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