ITO導(dǎo)電膜層基礎(chǔ)知識(shí)

觸摸顯示器現(xiàn)已成為技術(shù)密集、資金密集型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),透明導(dǎo)電材料則是觸摸顯示器的主要材料之一。觸摸顯示器之所以能顯示特定的

觸摸顯示器現(xiàn)已成為技術(shù)密集、資金密集型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),透明導(dǎo)電材料則是觸摸顯示器的主要材料之一。觸摸顯示器之所以能顯示特定的圖形,并對(duì)人們的觸控動(dòng)作有所互動(dòng),就是利用導(dǎo)電材料上的透明導(dǎo)電電膜,經(jīng)蝕刻制成特定形狀的電極,在這些電極上加適當(dāng)電壓信號(hào),顯示出與電極波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的圖形,并把偵測(cè)手指在觸摸顯示器上動(dòng)作時(shí)所產(chǎn)生的電容變量返回處理器中。

在氧化物導(dǎo)電膜中,以摻Sn的In2O3(ITO)膜透過(guò)率最高,導(dǎo)電性能也最好,而且容易在酸液中蝕刻出微細(xì)的圖形。

ITO是一種N型氧化物半導(dǎo)體-氧化銦錫,ITO薄膜即銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜,通常有兩個(gè)主要的性能指標(biāo):電阻率和光透過(guò)率。

目前ITO導(dǎo)電膜的電阻率一般在5*10-4左右,最好可達(dá)5*10-5,已接近金屬的電阻率,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),常以方塊電阻來(lái)表征ITO的導(dǎo)電性能,其透過(guò)率則可達(dá)90%以上,ITO膜的透過(guò)率和阻值分別由In2O3與Sn2O3的比例控制,增加氧化錮比例則可提高ITO透過(guò)率,通常Sn2O3: In2O3=1:9,因?yàn)檠趸a厚度超過(guò)200埃時(shí),通常透明度已不夠好---雖然導(dǎo)電性能很好。

如果是電流平行流經(jīng)ITO鍍層的情形,其中d為膜厚,I為電流,L1為在電流方向上膜厚層長(zhǎng)度,L2為在垂直于電流方向上的膜層長(zhǎng)度,當(dāng)電流流過(guò)方形導(dǎo)電膜時(shí),該層電阻

R=PL1/dL2。

式中P為導(dǎo)電膜的電阻率,對(duì)于給定膜層,P和d可視為定值,當(dāng)L1=L2時(shí),其正方形膜層,無(wú)論方塊大小如何,其電阻均為定值P/d,此即方塊電阻定義: R□=P/d,式中R□單位為:奧姆/□(Ω/□),由此可所出方塊電阻與IOT膜層電阻率P和ITO膜厚d有關(guān)且ITO膜阻值越低,膜厚越大。

目前在高檔觸摸顯示器中所用ITO導(dǎo)電膜,其R□可達(dá)10Ω/□左右,ITO膜厚為100~200um,而一般產(chǎn)品的ITO導(dǎo)電膜的R□為100~300Ω/□,ITO膜厚為20~30um。

在進(jìn)行觸摸顯示器走線設(shè)計(jì)時(shí),由ITO阻計(jì)算方式,可知影響ITO阻值有如下因素:

1、ITO膜層之方塊電阻。要確保走線電阻小,應(yīng)讓ITO膜層方塊電阻小,因?yàn)镽□=P/d,則必須選P小,d適當(dāng)大些的材料。

2、L1/L2

L1/L2即走線在平行電流方向與垂直電流方向上的長(zhǎng)度比,在R□一定時(shí),要保證走線電阻值小,就要讓L1/L2小,當(dāng)L1一定時(shí),只有增大L2,也說(shuō)法是在設(shè)計(jì)時(shí),走線應(yīng)盡可能加寬;而當(dāng)L2一定時(shí),L1就要小,即走線寬度一定時(shí),細(xì)線應(yīng)盡可能短。

3、在觸摸顯示器設(shè)計(jì)當(dāng)中,不僅要考慮走線布對(duì)ITO阻值的影響,還要考慮生產(chǎn)工藝對(duì)ITO阻值的影響,以便選擇適當(dāng)方塊電阻的ITO導(dǎo)電材料,如ITO膜厚的均勻性。因?yàn)镮TO的耙材及工藝的為穩(wěn)定,會(huì)使同樣長(zhǎng)度與寬度的ITO阻值發(fā)生變化,如目標(biāo)值為10Ω時(shí),其R□范圍在8~12Ω之間,所以在生產(chǎn)中要使用ITO膜厚均勻的導(dǎo)電膜層,以減少電阻的變化;其次為ITO膜層的耐高溫時(shí)性,酸堿性,因?yàn)橥ǔS|摸顯示器生產(chǎn)工藝中要使用高溫烘烤及各種酸堿液的浸泡,而一般在300°C *30min的環(huán)境中,會(huì)使R□增大2-3倍,而在10wt%NaOH*5min及6wt%HCL*2min(60°C)下也會(huì)增到1.1倍左右。由此可知,在生產(chǎn)工藝中不宜采用高溫生產(chǎn)及酸堿的長(zhǎng)時(shí)清洗,若無(wú)法避免,則應(yīng)盡量在低溫下進(jìn)行并盡量縮短動(dòng)作時(shí)間。

4、由于在觸摸顯示器中,ITO方塊電阻等效于電路圖中的分壓電阻,其阻值大小直接影響電路兩端電壓的大小,即方塊電阻越大,電壓越大。

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