关于ITO薄膜微集群的初步研究(DOC)

1、i 贵阳国家高新技术 产业开发区 信息专报 二O三年第九期 签发人：童川 关于在贵阳国家咼新区打造 ITO 薄膜 微集群的初步研究 根据党工委主要领导指示精神，我局就 ITOITO 薄膜基础知识 及如何打造产业微集群进行初步分析研究， 通过广泛收集情况资 料，向有关专家学者及企业管理人员进行了解咨询、虚心请教， 现将初步研究成果报告如下： 一、ITOITO 薄膜产业基础知识 （一）概念 ITOITO 薄膜是 Indium Tin OxidesIndium Tin Oxides 的缩写。作为纳米铟锡金属氧 化物，具有很好的导电性和透明性， 可以切断对人体有害的电子 辐射，紫外线及远红外线。因此，

2、喷涂在玻璃，塑料及电子显示 屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐 射及紫外、红外。ITOITO 是一种 N N 型氧化物半导体- -氧化铟锡，ITO ITO 薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，通常有两个性能指标：电阻 率和透光率。 2 （二）应用 ITOITO 薄膜具有优良的光电性能，对可见光的透过率达 95%95%以 上，对红外光的反射率 70%,70%,对紫外线的吸收率85%,85%,对微波的衰 减率85%,85%,导电性和加工性能极好，硬度高且耐磨耐蚀，因而在工 业上应用广泛，在高技术领域中起着重要作用。主要用途有 ： 1 1、 用于平面显示 ITOITO 薄膜的透明

3、导电性及其良好的电极加工性能 ，所以它作 为液晶显示器用的透明电极获得高速发展 ，约占功能膜的 50%50%以 上，例如液晶显示（LCDLCD）、LEDLED、电致发光显示（ELDELD）、电致彩电 显示（ECDECD）等。随着液晶显示器件的大面积化、高等级化和彩色 化丄 CDCD 将超过 CRTCRT 成为显示器件中的主流产品。因而 ITOITO 薄 膜主要用于高清晰度的大型彩电、计算器、计算机显示器、 液晶 和电子发光屏幕等。 2 2、 用于触摸屏 目前市场上， 使用 ITOITO 材料的电阻式触摸屏和电容式触摸 屏应用最为广泛。 （1 1）电阻式触摸屏 薄的 ITOITO 透明性好，但是

4、阻抗高；厚的 ITOITO 材料阻抗低， 但是透明性会变差。在 PETPET 聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下 降到 150150 度以下，这会导致 ITOITO氧化不完全，之后的应用中 ITOITO 会暴露在空气或空气隔层里， 它单位面积阻抗因为自氧化而随时 间变化。这使得电阻式触摸屏需要经常校正。 电阻式触摸屏的多 层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源 来弥补透光性不好的问题， 但这样也会增加电池的消耗。 电阻式 3 触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜， 反应灵敏度也很 好。 （2 2）电容式触摸屏 电容式触摸屏也需要使用 ITOITO 材料，而且它的功耗低寿命 长

5、，自从 AppleApple推出 iPhoneiPhone 后，友好人机界面、流畅操作性能 使电容式触摸屏受到了市场的追捧， 各种电容式触摸屏产品纷纷 面世。而且随着工艺进步和批量化， 它的成本不断下降，正逐步 取代电阻式触摸屏。 表面电容触摸屏的 ITOITO 涂层通常需要在屏幕的周边加上线 性化的金属电极，来减小角落/ /边缘效应对电场的影响。 有时 ITO ITO 涂层下面还会有一个 ITOITO屏蔽层，用来阻隔噪音。表面电容触 摸屏至少需要校正一次才能使用。 感应电容式触摸屏与表面电容触摸屏相比， 可以穿透较厚的 覆盖层，而且不需要校正。电容式触摸屏技术是利用人体的电流 感应进行工作的

6、。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏， 玻璃屏 的内表面和夹层各涂有一层 ITOITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护 层，夹层 ITOITO涂层作为工作面，四个角上引出四个 电极，内层 ITOITO 为屏蔽层以保证良好的工作环境。 代表产品就是 苹果 iphoneiphone、 iPod iPod touchtouch 和 iPadiPad 系列产品，拥有其他产品难以超越的非凡触控 体验。 3 3、 用于交通工具风挡 ITOITO 薄膜能除雾防霜，是一种典型的透明表面发热体，可以 用作汽车、火车、电车、飞机等交通工具的风挡 ，用于陈列窗、 溜冰眼镜、双引自行战车及医疗喉镜。还可以用作烹调用加热板

7、的发热体，也可以用于炉门、冷冻食品的显示器及低压钠灯等。 4 4 4、 用于太阳能 ITOITO 薄膜用于异质结 SISSIS 太阳能电池顶部氧化物层，可以得 到高的能量转换效率 例如 ITO/SiO2/PITO/SiO2/P- -SiSi 太阳能电池可以产生 13%13%16%16%的转换效率。ITOITO 玻璃还可以用于 SiSi 太阳能电池的反 射涂层以及用于异质结型 A A- -SiSi 基太阳能电池的透明电极。 具有电 致变色（ECEC）的灵巧窗的典型结构是在普通白玻璃上沉积多层膜 ， 其内外层为 ITOITO 膜。研究表明,EC,EC 玻璃可使建筑物内暖气、冷气 和照明等能耗减少

8、50%50%以上。 5 5、 用于微波屏蔽和防护镜 ITOITO 薄膜有良好的微波屏蔽作用，能防静电, ,可用于屏蔽电 磁波的地方，如计算机房、雷达的屏蔽保护区，甚至可用于防雷达 隐形飞机上。茶色 ITOITO 薄膜是铟、锡氧化物的新品种，它能防紫外 线和红外线，滤去对人体有害的紫外波段，因此镀 ITOITO 膜的玻璃镜 片可作特殊防护镜。 （三）制备方法5 ITOITO 导电薄膜是用物理的或化学的方法在基体表面上沉积 得到。基体材料一般采用玻璃， 如采用低温溅射工艺制备这种薄 膜，基体也可以采用塑料等聚合物材料。 基体的热膨胀系数对膜 的性质有较大的影响，所以选择基体时应考虑基体和膜的热膨胀

9、 系数的匹配问题。 主要制备方法： 1 1、 磁控溅射法：磁控溅射法是利用惰性气体离子轰击靶材 （一般为高密度的铟锡氧化物靶材 ），），轰击下来的原子沉积到衬底 上形成薄膜。磁控溅射法采用的靶材有 ITIT 靶和 ITOITO 靶两种。 2 2、 化学气相沉积（CVDCVD）法：CVDCVD 法首先是将铟、锡的有机 盐气化 然后在 N2N2 或 ArAr 的载气气氛中与 O2,H2OO2,H2O 或 H2O2H2O2 等反应而 得到 ITOITO 薄膜。 3 3、 喷雾热分解法：喷雾热分解法是将铟和锡的金属盐溶液 工艺流程大致为: 6 雾化后喷在处于高温区域的衬底上 ，经过液滴的干燥、热分解过

10、 程在基体表面得到 ITOITO 薄膜。 4 4、 溶胶- -凝胶法：首先得到氢氧化铟锡溶胶，然后通过浸 涂、煅烧等后续工艺得到薄膜。 5 5、 水热法：水热法制备薄膜是近年来发展起来的一种很有 潜力的液相制膜技术，它一般以廉价的无机盐或氢氧化物水溶 液或悬浮液为前驱体，以单晶片、金属片、玻璃片、甚至塑料等 为衬底，将前驱体和衬底臵于密闭反应容器里，通过对反应容器 加热，创造了一个咼温（通常低于 300 300 C C ）、咼压的反应环境，最 终在衬底上形成稳定结晶相薄膜。目前 ，水热法制备薄膜的研究 主要集中在制备压电和铁电薄膜。 （四）触摸屏产业 根据市场需求，ITOITO 薄膜在触摸屏上

11、应用最为广泛，现以 触摸屏产业链为例，分析其应用。 目前触控面板产业链大致可分为上游、中游与下游三部分， 上游是 ITOITO 玻璃、各种胶材、ITO filmITO film、控制 ICIC 等原材料供应商， 除了玻璃基板、ITOITO 玻璃、ITOITO 薄膜国内有少量供应商，其它都 需进口，包括 PetPet- -filmfilm 和大部分玻璃基板，中游是触控面板制造 和触摸屏组装厂商，下游则是不同类型产品整机制造厂商。 触摸屏产业是高科技行业， 技术门槛高。上游原材料在价值 链中所占比重很大，其中 PETPET 材料、各种胶体被日、美厂商控制， 玻璃基板、ITOITO 玻璃与薄膜国内少

12、数厂商可以生产，但主要技术7 也掌握在日本厂商手中， 沿产业链自上而下，利润空间逐渐被挤 压，大量利润被上游厂商攫取。 触摸屏产业链及厂商如图示： 丄 卑 WARN * V FF T by* FP.FB.B.b.B1 2 3 4，. 皿1 从产业链构成来看，主要表现有二个特征： 1 1、上游及部分中游技术门槛高，进入困难 2 玻璃基板美日掌控 玻璃基板生产工艺技术复杂， 性能要求高，目前全球液晶玻 璃基板行业主要被 4 4 大厂商控制，分别是美国康宁、日本旭硝子、 电气硝子和板硝子，其中康宁的市场份额接近 60%60%，处于领先地 位。国内目前仅有彩虹股份小批量试产高世代玻璃基板。 3 ITO

13、ITO 玻璃国内部分厂商可以生产 目前国内有 ITOITO 导电玻璃生产线 2020 多条，主要厂商有南玻 A A、 莱宝高科、南亚、豪威、方兴科技、长信科技等，是全球主要的 中低档导电玻璃生产国，并能基本满足自身需求。 J * 8 触摸屏用 ITOITO 导电玻璃是当前的热点领域，不少国内厂商切 入，如南玻 A A、莱宝高科、长信科技、方兴科技等。 （3 3） ITOITO 薄膜日企控制，国内少数厂商尝试 ITOITO 薄膜是在 PETPET 膜上沉积一层 ITOITO 膜，技术难度高。日本厂 商掌握核心技术，产品多为自用，但日东电工以对外供应为主。 目前行业前景较好且下游需求旺盛， 部分台

14、企也切入导电薄膜供 应链，其技术分别来自德国、 日本等企业授权转让。 国内少数厂 商也积极进行尝试，欧菲光已批量生产 ITOITO 薄膜，满足自身触摸 屏生产需要，方兴科技将适时推进 200200 万平米的 PETPET 膜镀膜项目 的建设。 （4 4） 控制 ICIC 量产厂商少 电阻式触摸屏功能简单， 一般不需要独立控制 ICIC，其芯片可 集成在手机芯片上，但是电容式触摸屏对灵敏度要求高， 触摸控 制芯片须要有高分辨率的模拟侦测与转换电路能力， 需要独立控 制 ICIC，一般需要一颗甚至多颗。 各厂商 ICIC 产品推出时间不长，目 前能大批量供应的厂商少，仅博通、新思等几家厂商。 （5

15、 5） 电容式触控面板国内少数厂商量产 电容式触控面板是在 ITOITO 玻璃或薄膜上制作感应 SensorSensor，工 艺复杂技术难度高，可分为 GlassGlass 结构和 FilmFilm 结构两大类。台湾厂 商 TPKTPK、胜华等掌握了 GlassGlass 结构电容屏的核心技术，FilmFilm 结构电 容屏则是由先前电阻屏厂商洋华光电等积极推动。 国内厂商莱宝 高科、南玻 A A、长信科技等倾向于 GlassGlass 结构电容屏，其中莱宝高 科、南玻 A A 凭借多年 CFCF 技术储备迅速切入电容屏制造， 并实现量 9 产。 2 2、下游技术门槛低，企业纷纷切入 相对上游

16、的高技术门槛， 下游产品和中游电容屏组装的技术 门槛较低，企业纷纷切入。国内的触摸屏制造厂商有上百家主要 分布在珠江三角洲和长江三角洲一带， 其中华东科技子公司南京 华睿川是国内最大的电阻式触摸屏厂商。 同时很多液晶厂商也将 其液晶生产线改造转成触控面板线直接切入触控面板生产， 有的 甚至还跳过了电阻式触摸屏生产直接进入电容式触摸屏生产如 国内的超声电子、信利国际、深圳比亚迪等。 （五）主要供应厂商 从品牌、主营业务、主要客户和主要市场四个方面进行分类。 1 1、台湾电容屏主要供应厂商 Brand Business Customer Base Major Market 宸鸿 TPK TP Se

17、nsor/Module Apple 奇董 匚 TP Sensor/Module Apple/HTC 胜华 Wintek TP Sensor/Module Apple 达虹 Cando TP Sensor/M口dule： Apple/HP 和鑫 Sintek TP Sensor/Module Apple/SonyEris USA/Korea/Japan 凌达 giantplus LCM Module HTC 洋华 Young Fast Module HTC/S/LG 华映 Cptt LCM Module XiiirJ/Dell/HP 介而 J Touch LCM Module SonyEris/

18、. JJ/LG 全台 EDT LCM Module l/Lexmark/Symbol CHINA/Japan 明兴 Unidisplay TP Sensor/Module 群倉”三圮/邊匕 Ko rea/TW/Japan 10 2、国内电容屏主要供应厂商 BrandBrand Busi nessBusi ness Customer BaseCustomer Base Major MarketMajor Market 比叩迪 BYO LCM Module 金*/康桂/天时达 CHINA 天马 Tianma Module 华为/中兴/天语 南玻 Na30 Glass/ITO Glass 乐方/宇胖

19、/航天光电 牧东 Mutto TP Sensor 海尔/中買/海信/联想 信利 Truly TP Sensor/Module 华为/中兴/天语 超声 So world TP Sensor/Module 联想/天语 Laibao Glass/FTO Glsss 天马/信利/超声 CHINA 华意 EEiy TP Sensor 弩小仔尔/三号削联想 CHINA/Japan Success TP Sensor/Module 华为/屮兴ZBBK/“ CHINA 长信 Token Glass/ITO 石 1 曰站 .灭马/儁利/超卢 3 3、国外电容屏主要供应厂商 Brand Business Cust

20、omer Base Major Market Area LG 化学 LG Module LG/Others Korea Korea Digitech N/A TP Sensor 三星 Korea Konsa ELK N/A TP Sensor/Module Korea/Japsn Korea MELFAS 盼A TP Sensor 三星 Korea/Japan Korea Synopex N7A TP Sensor/Module 三星 Korea/Ja pan Konsa 写真 Mssha Module lire USA/Korea/Japan/TW Japan 11 4 4、触控板材料价值分

21、布 Printed circuit boards Cover glass 30% 1、 Touch sensor （触控感测器）40% 2、 Cover glass （防护玻璃罩）30% 3、 Touch sensor chip （触摸传感器芯片） 15% 4、 Printed circuit boards and other components （电路板及其他部件） 15% （六）ITOITO 薄膜在中国 1 1、 触摸屏显现新商机 我国已经成为全球 ITOITO 主要生产国。随着技术的不断成熟， 成本压力越来越大，竞争日趋白热化。实施差异化竞争是 企业必然的选择。ITOITO 透明导电膜

22、玻璃是生产制造液晶显示器的 关键基础材料， 在仪器仪表、计算机、电子表、游戏机、家用电 器等领域有极其广泛的应用。 2 2、 中国已成全球 ITOITO 生产重镇 ITOITO 市场竞争的日趋激烈，使得生产逐渐向低成本制造地区 转移。近年来，基于劳动力和市场等因素， 全 TN/STN/CSTNTN/STN/CSTN- -LCDLCD and other components 15% Toucti sensor chip / 15% ITOITO Touch sensor 40% 12 产业不断向中国转移和集中， 与之相对应，作为 LCDLCD 行业关键原 材料的 ITOITO 产业也随之加速向

23、中国转移。日韩等国已逐步退出 ITOITO 导电玻璃行业。目前可以说我国已经成为 ITOITO 的最大生产国 和出口国。 3 3、 差异化竞争关注新应用 经过 2020 多年的发展，ITOITO 行业已经步入了成熟期，因其下游 显示器行业发展日新月异，使 ITOITO 行业不断出现新的机遇和新的 发展动向。从产品种类来看， 中低端产品产能充足， 但触摸屏等 高端产品成为新热点，需要国内厂商努力提升研发和产品质量以 应对新商机。 4 4、 未来发展 虽然我国在 ITOITO 国产化方面取得很大成就，但从 ITOITO 上游原 材料来说，超薄玻璃基材和 ITOITO 靶材长期依赖进口。国内有些玻

24、璃厂商和靶材厂商经过不断努力研发生产，实现了小规模商用， 但离全面替代国外进口材料还相差甚远， ITOITO 导电玻璃产业链的 完善尚需时日。同时，在 TFTTFT 用 ITOITO 方面特别是 PVDPVD（物理气相沉 积）设备领域我们还有很大差距。 对 ITOITO 来讲，我们还可以开发更 多的应用。 二、对如何打造 ITOITO 薄膜微集群的工作建议 从 ITOITO 产业目前发展状况来看， ITOITO 核心技术为外国所掌 握， 我国 ITOITO企业技术来自国外授权转让，且市场竞争日趋激 烈，生产向低成本制造地区转移。同时，随着国务院关于进 13 步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见 的颁布，以及省 市明确提出要推动信息网络设施建设、培育发展战略性新兴产 业，为贵阳国家高新区趁势打造 ITO