ITO靶材向大尺寸高密度方向發展



發布時間:2010-8-23  發布作者:廣西晶聯  新聞來源:新靶網 http://www.newbud.com.cn 靶材 資訊 點擊:3799次





ITO靶材是LCD產業鏈的重要一環,是基本的配套材料。近年來隨著平面顯示器行業的蓬勃發展,對ITO靶材的需求也大大增長。

ITO靶材供應以日本為主

ITO材料是一種n型半導體材料,該種材料包括ITO粉末、靶材、 導電漿料及ITO透明導電薄膜。其主要應用分為:平板顯示器(FPD)產業,如液晶顯示器(LCD)、薄膜晶體管顯示器(TFT-LCD)、電激發光顯示 器(EL)、場發射顯示器(FED)、電致有機發光平面顯示器(OELD)、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、飛機、汽車上的防霧擋風玻璃、光罩和玻璃型磁盤等三大領域。

2008年全球ITO靶材年需求量1500噸左右,價格1000美元/公斤左右,市場總量15億美元左右。

目前國內ITO靶材需求量約150噸。隨著中國經濟的發展和全球產業分工的深化,日本、我國臺灣地區、韓國的許多平板顯示器制造企業都將他們的制造基地移到中國大陸,未來中國大陸將成為全球最大的液晶顯示器制造中心。預計2010國內ITO靶材需求量將超過500噸。

ITO靶材的供應,主要的供應商以日本為主,其中日本能源、日本三井礦業公司、日本東曹3家廠商囊括了80%以上的ITO市場。

國內主要生產廠家有山東威海藍狐特種材料開發有限公司、株洲冶煉集團、柳州華錫集團有限責任公司、中色(寧夏)東方集團公司等。國內由于ITO靶材生產工藝的局限性,靶材產品尺寸小,品質不高,產品大多只能用于中、低端市場,國內高端顯示器用靶材全部依賴進口。

ITO靶材3種生產工藝各具特色

ITO靶材的生產工藝可以分為3種:熱等靜壓法(HIP)、熱壓法(HP)和氣氛燒結法。各種生產工藝及其特點簡介如下。

熱等靜壓法

ITO靶材的熱等靜壓制作過程是將粉末或預先成形的胚體,在800℃~1400℃及1000kgf/cm2~2000kgf/cm2的壓力下等方加壓燒結。熱等靜壓工藝制造產品密度高、物理機械性能好,但設備投入高,生產成本高,產品的缺氧率高。

熱壓法

ITO靶材的熱壓制作過程是在石墨或氧化鋁制的模具內充填入適當粉末以后,以100kgf/cm2~1000kgf/cm2的壓力單軸向加壓,同時以1000℃~1600℃進行燒結。

熱壓工藝制作過程所需的成型壓力較小,燒結溫度較低,燒結時間較短。但熱壓法生產的ITO靶材由于缺氧率高,氧含量分布不均勻,從而影響了生產ITO薄膜的均勻性,且不能生產大尺寸的靶。

燒結法

ITO靶材燒結制作法是在以銦錫氧化物共沉淀粉末或氧化銦和氧化錫混合粉末為原料,加入黏結劑和分散劑混合后,壓力成型,脫脂,然后于1400℃~1600℃燒結。

燒結法設備投入少,成本低,產品密度高、缺氧率低,尺寸大、但制造過程中對粉末的選擇性很強。

大尺寸高密度是研發重點

國外于上世紀70年代開始研制ITO靶材,主要集中于日本、美國和德國,目前已形成規模產業,主要采用冷壓———燒結工藝成形和致密化,同時兼顧熱壓和 熱等靜壓工藝,以獲得不同質量檔次的靶材。日本在靶材制備技術和裝備技術上走在世界前列,已形成了從粉末、靶材制備、鍍膜到液晶顯示器件制造較完整的產業 鏈。國內于上世紀90年代初開始研制ITO靶材,主要集中在大學和科研單位,主要工藝是熱壓法。

近年來,隨著平板顯示器尺寸大型化的發展,對ITO靶材尺寸及密度的要求也越來越高,熱壓設備與技術已遠遠不能滿足其要求。因此,以燒結工藝生產大尺寸、高密度ITO靶材已成為國內各大靶材生產廠家研發的重點。

LCD經過長時間的發展后,產品質量不斷提升,成本也不斷下降,對ITO靶材的要求也隨之提高,因此,配合LCD的發展,未來ITO靶材發展大致有以下的趨勢:

 1.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。

2.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,有效濺射表面積會減少,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。

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.靶材本體一體化。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,因此目前大多以一體成形為主,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,對靶材生產廠家是一項嚴苛的挑戰。

5.使用高效率化。靶材使用率的提升,一直是設備商、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一。

 
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