第八章透明导电薄膜.ppt

Display Application OLED Display Application PDP Touch Panel Solar cell Electrochromic Window （电致变色玻璃) 常用TCO之应用 ITO及TCO 薄膜未來需求之课题 高透光率ITO玻璃 极低表面电阻高穿透率之研究 超平坦透明导电膜 在塑料基板成膜(室溫成膜) 靶材回收 第八章 透明导电薄膜 (TCO) 1. ITO及各种透明导电氧化物材料的介紹 透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO) 2. TCO的导电原理 3. TCO的光学性质 4. TCO 薄膜之市场应用及发展 Outline 1. ITO及各种透明导电氧化物材料的介紹 透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO) 2. TCO的导电原理 3. TCO的光学性质 4. TCO 薄膜之市场应用与发展 什么是透明导电薄膜 ? 在可见光波長范围內具有可接受之透光度 ??以flat panel display 而言?透光度愈高愈好 ??以solar cell 而言?太阳光全波長范围之透光度及热稳定性 具有导电特性 ??电阻率 (resistivity) 愈小愈好，通常ρ 10-4 Ω? cm ?? 一般而言，导电性提高，透光度便下降，反之亦然。可见光范围具有80 % 以上的透光率，其电阻率低于1×10-4 Ω?cm，即是良好透明导电膜。 纯金属薄膜 ?? Au、Ag、Pt、Cu、Al、Cr、Pd、Rh，在 10nm厚度的薄膜， 均有某种程度的可见光透过率 早期使用之透明电极 缺点：光的吸收度大、硬度低、稳定性差 透明导电薄膜 透明导电薄膜 金属化合物薄膜(TCO) 泛指具有透明导电性之氧化物、氮化物、氟化物 a. 氧(氮)化物：In2O3、SnO2、ZnO、CdO、TiN b. 摻杂氧化物：In2O3:Sn (ITO)、ZnO:In (IZO)、ZnO:Ga (GZO) ZnO:Al (AZO)、SnO2:F、TiO2:Ta c. 混合氧化物：In2O3-ZnO、CdIn2O4、Cd2SnO4、Zn2SnO4 History of TCO 1907年最早使用CdO材料为透明导电膜，应用在photovoltaic cells. 1940年代，以Spray Pyrolysis及CVD 方式沉积SnOx在玻璃基板上. ?? 1970年代，以Evaporation 及Sputtering 方式沉积InOx及ITO. 1980年代，磁控溅射﹙magnetron sputtering﹚开发，不论在玻璃及塑胶板均能达到低面阻值、高透光性ITO薄膜. 1990年代，具有导电性之TCO陶瓷靶材开发，使用DC 磁控溅射ITO，使沉积过程更容易，各式TCO材料开始被广泛应用. 2000年代，主要的透明导电性应用以ITO 材料为主，磁控溅射ITO成为市场上制作的主流. 透明导电薄膜主角-- ITO 　中文名称：铟锡氧化物 　英文全名：Indium Tin Oxide（ITO） 　成分：摻杂锡之铟氧化物(Tin-doped Indium Oxide) 　年代：1934年被美国铟矿公司最早合成出來 　世界最大ITO薄膜制造国：日本 　选用率：在TCO材料中，75%应用在平面显示器 　主要应用：平面显示器、透明加热元件、抗靜电膜、电 　　　　　　磁、防护膜、太阳能电池之透明电极、防反 　　　　　　光涂层及热反射镜(heat reflecting mirror)等 　　　　　　电子、光学及光电裝置上。 ITO是什么？ ITO＝Indium Tin Oxide(In2O3＋SnO2) ?? ITO的成分＝90wt% In2O3与10wt% SnO2混合物 Why choose ITO ? 在TCO材料中有最佳的导电性(电阻率低) 在可见光波段有良好的透光度 良好的耐受性，受环境影响小 大面积镀膜工艺容易(成熟) 刻蚀过程容易(成熟) 成本低? ITO之结构及特性 ITO 结构在In2O3/SnO2 = 90/10时具有 ?? 最低的电阻率及最高的光穿透率 ITO 结构在In2O3/SnO2 = 90/10时 ?? 最快的刻蚀速率 ITO成膜时基板溫度：200oC ITO成膜时基板溫度：RT ITO之结构及特性 铟(In)矿的主要应用