關(guān)于ITO薄膜微集群的初步研究

1、產(chǎn)業(yè)發(fā)展局 貴陽國家高新技術(shù)產(chǎn) 業(yè) 開 發(fā) 區(qū)信 息 專 報(bào)二一三年第九期 簽發(fā)人：童 川關(guān)于在貴陽國家高新區(qū)打造ITO薄膜微集群的初步研究根據(jù)黨工委主要領(lǐng)導(dǎo)指示精神，我局就ITO薄膜基礎(chǔ)知識及如何打造產(chǎn)業(yè)微集群進(jìn)行初步分析研究，通過廣泛收集情況資料，向有關(guān)專家學(xué)者及企業(yè)管理人員進(jìn)行了解咨詢、虛心請教，現(xiàn)將初步研究成果報(bào)告如下：一、 ITO薄膜產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)知識（一）概念I(lǐng)TO薄膜是Indium Tin Oxides的縮寫。作為納米銦錫金屬氧化物，具有很好的導(dǎo)電性和透明性，可以切斷對人體有害的電子輻射，紫外線及遠(yuǎn)紅外線。因此，噴涂在玻璃，塑料及電子顯示屏上后，在增強(qiáng)導(dǎo)電性和透明性的同時切斷對人體有害

2、的電子輻射及紫外、紅外。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,通常有兩個性能指標(biāo):電阻率和透光率。（二）應(yīng)用ITO薄膜具有優(yōu)良的光電性能,對可見光的透過率達(dá)95%以上,對紅外光的反射率70%,對紫外線的吸收率85%,對微波的衰減率85%,導(dǎo)電性和加工性能極好,硬度高且耐磨耐蝕,因而在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,在高技術(shù)領(lǐng)域中起著重要作用。主要用途有:1、用于平面顯示ITO薄膜的透明導(dǎo)電性及其良好的電極加工性能,所以它作為液晶顯示器用的透明電極獲得高速發(fā)展,約占功能膜的50%以上,例如液晶顯示(LCD)、LED、電致發(fā)光顯示(ELD)、電致彩電顯示(ECD)等。隨著

3、液晶顯示器件的大面積化、高等級化和彩色化,LCD將超過CRT 成為顯示器件中的主流產(chǎn)品。因而ITO 薄膜主要用于高清晰度的大型彩電、計(jì)算器、計(jì)算機(jī)顯示器、液晶和電子發(fā)光屏幕等。2、用于觸摸屏目前市場上，使用ITO材料的電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏應(yīng)用最為廣泛。（1）電阻式觸摸屏      薄的ITO透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性會變差。在PET聚脂薄膜上沉積時，反應(yīng)溫度要下降到150度以下，這會導(dǎo)致ITO氧化不完全，之后的應(yīng)用中ITO會暴露在空氣或空氣隔層里，它單位面積阻抗因?yàn)樽匝趸S時間變化。這使得電阻式觸摸屏需要經(jīng)常

4、校正。電阻式觸摸屏的多層結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致很大的光損失，對于手持設(shè)備通常需要加大背光源來彌補(bǔ)透光性不好的問題，但這樣也會增加電池的消耗。電阻式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)是它的屏和控制系統(tǒng)都比較便宜，反應(yīng)靈敏度也很好。 （2）電容式觸摸屏電容式觸摸屏也需要使用ITO材料，而且它的功耗低壽命長，自從Apple推出iPhone后，友好人機(jī)界面、流暢操作性能使電容式觸摸屏受到了市場的追捧，各種電容式觸摸屏產(chǎn)品紛紛面世。而且隨著工藝進(jìn)步和批量化，它的成本不斷下降，正逐步取代電阻式觸摸屏。表面電容觸摸屏的ITO涂層通常需要在屏幕的周邊加上線性化的金屬電極，來減小角落/邊緣效應(yīng)對電場的影響。有時ITO涂層下面還會有一個ITO屏蔽

5、層，用來阻隔噪音。表面電容觸摸屏至少需要校正一次才能使用。感應(yīng)電容式觸摸屏與表面電容觸摸屏相比，可以穿透較厚的覆蓋層，而且不需要校正。電容式觸摸屏技術(shù)是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作為工作面，四個角上引出四個電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。代表產(chǎn)品就是蘋果iphone、iPod touch和iPad系列產(chǎn)品，擁有其他產(chǎn)品難以超越的非凡觸控體驗(yàn)。3、用于交通工具風(fēng)擋ITO 薄膜能除霧防霜,是一種典型的透明表面發(fā)熱體,可以用作汽車、火車、電車、飛機(jī)等交通工具的風(fēng)擋,用

6、于陳列窗、溜冰眼鏡、雙引自行戰(zhàn)車及醫(yī)療喉鏡。還可以用作烹調(diào)用加熱板的發(fā)熱體,也可以用于爐門、冷凍食品的顯示器及低壓鈉燈等。4、用于太陽能ITO 薄膜用于異質(zhì)結(jié)SIS太陽能電池頂部氧化物層,可以得到高的能量轉(zhuǎn)換效率,例如ITO/SiO2/P-Si太陽能電池可以產(chǎn)生13%16%的轉(zhuǎn)換效率。ITO玻璃還可以用于Si太陽能電池的反射涂層以及用于異質(zhì)結(jié)型A-Si基太陽能電池的透明電極。具有電致變色(EC)的靈巧窗的典型結(jié)構(gòu)是在普通白玻璃上沉積多層膜,其內(nèi)外層為ITO膜。研究表明,EC玻璃可使建筑物內(nèi)暖氣、冷氣和照明等能耗減少50%以上。5、 用于微波屏蔽和防護(hù)鏡ITO 薄膜有良好的微波屏蔽作用,能防靜電

7、,可用于屏蔽電磁波的地方,如計(jì)算機(jī)房、雷達(dá)的屏蔽保護(hù)區(qū),甚至可用于防雷達(dá)隱形飛機(jī)上。茶色I(xiàn)TO薄膜是銦、錫氧化物的新品種,它能防紫外線和紅外線,濾去對人體有害的紫外波段,因此鍍ITO膜的玻璃鏡片可作特殊防護(hù)鏡。（三）制備方法ITO導(dǎo)電薄膜是用物理的或化學(xué)的方法在基體表面上沉積得到。基體材料一般采用玻璃，如采用低溫濺射工藝制備這種薄膜，基體也可以采用塑料等聚合物材料?；w的熱膨脹系數(shù)對膜的性質(zhì)有較大的影響，所以選擇基體時應(yīng)考慮基體和膜的熱膨脹系數(shù)的匹配問題。工藝流程大致為：主要制備方法：1、磁控濺射法：磁控濺射法是利用惰性氣體離子轟擊靶材(一般為高密度的銦錫氧化物靶材) ,轟擊下來的原子沉積到襯

8、底上形成薄膜。磁控濺射法采用的靶材有IT靶和ITO靶兩種。2、化學(xué)氣相沉積(CVD)法：CVD法首先是將銦、錫的有機(jī)鹽氣化,然后在N2或Ar的載氣氣氛中與O2,H2O或H2O2等反應(yīng)而得到ITO薄膜。3、噴霧熱分解法：噴霧熱分解法是將銦和錫的金屬鹽溶液霧化后噴在處于高溫區(qū)域的襯底上, 經(jīng)過液滴的干燥、熱分解過程在基體表面得到ITO薄膜。4、溶膠- 凝膠法：首先得到氫氧化銦錫溶膠, 然后通過浸涂、煅燒等后續(xù)工藝得到薄膜。5、水熱法：水熱法制備薄膜是近年來發(fā)展起來的一種很有潛力的液相制膜技術(shù), 它一般以廉價的無機(jī)鹽或氫氧化物水溶液或懸浮液為前驅(qū)體, 以單晶片、金屬片、玻璃片、甚至塑料等為襯底, 將

9、前驅(qū)體和襯底置于密閉反應(yīng)容器里, 通過對反應(yīng)容器加熱, 創(chuàng)造了一個高溫(通常低于300) 、高壓的反應(yīng)環(huán)境, 最終在襯底上形成穩(wěn)定結(jié)晶相薄膜。目前, 水熱法制備薄膜的研究主要集中在制備壓電和鐵電薄膜。（四） 觸摸屏產(chǎn)業(yè)根據(jù)市場需求，ITO 薄膜在觸摸屏上應(yīng)用最為廣泛，現(xiàn)以觸摸屏產(chǎn)業(yè)鏈為例，分析其應(yīng)用。目前觸控面板產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為上游、中游與下游三部分，上游是ITO玻璃、各種膠材、ITO film、控制IC等原材料供應(yīng)商，除了玻璃基板、ITO玻璃、ITO薄膜國內(nèi)有少量供應(yīng)商，其它都需進(jìn)口，包括Pet-film和大部分玻璃基板，中游是觸控面板制造和觸摸屏組裝廠商，下游則是不同類型產(chǎn)品整機(jī)制造廠商。

10、觸摸屏產(chǎn)業(yè)是高科技行業(yè)，技術(shù)門檻高。上游原材料在價值鏈中所占比重很大，其中PET材料、各種膠體被日、美廠商控制，玻璃基板、ITO玻璃與薄膜國內(nèi)少數(shù)廠商可以生產(chǎn)，但主要技術(shù)也掌握在日本廠商手中，沿產(chǎn)業(yè)鏈自上而下，利潤空間逐漸被擠壓，大量利潤被上游廠商攫取。觸摸屏產(chǎn)業(yè)鏈及廠商如圖示：觸摸屏材料成本構(gòu)成如圖示：2、從產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成來看，主要表現(xiàn)有二個特征：1、上游及部分中游技術(shù)門檻高，進(jìn)入困難（1）玻璃基板美日掌控玻璃基板生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜，性能要求高，目前全球液晶玻璃基板行業(yè)主要被4大廠商控制，分別是美國康寧、日本旭硝子、電氣硝子和板硝子，其中康寧的市場份額接近60%，處于領(lǐng)先地位。國內(nèi)目前僅有彩虹股份

11、小批量試產(chǎn)高世代玻璃基板。（2）ITO玻璃國內(nèi)部分廠商可以生產(chǎn)目前國內(nèi)有ITO導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)線20多條，主要廠商有南玻A、萊寶高科、南亞、豪威、方興科技、長信科技等，是全球主要的中低檔導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)國，并能基本滿足自身需求。觸摸屏用ITO導(dǎo)電玻璃是當(dāng)前的熱點(diǎn)領(lǐng)域，不少國內(nèi)廠商切入，如南玻A、萊寶高科、長信科技、方興科技等。（3）ITO薄膜日企控制，國內(nèi)少數(shù)廠商嘗試ITO薄膜是在PET膜上沉積一層ITO膜，技術(shù)難度高。日本廠商掌握核心技術(shù)，產(chǎn)品多為自用，但日東電工以對外供應(yīng)為主。目前行業(yè)前景較好且下游需求旺盛，部分臺企也切入導(dǎo)電薄膜供應(yīng)鏈，其技術(shù)分別來自德國、日本等企業(yè)授權(quán)轉(zhuǎn)讓。國內(nèi)少數(shù)廠商也積極進(jìn)

12、行嘗試，歐菲光已批量生產(chǎn)ITO薄膜，滿足自身觸摸屏生產(chǎn)需要，方興科技將適時推進(jìn)200萬平米的PET 膜鍍膜項(xiàng)目的建設(shè)。（4）控制IC量產(chǎn)廠商少電阻式觸摸屏功能簡單，一般不需要獨(dú)立控制IC，其芯片可集成在手機(jī)芯片上，但是電容式觸摸屏對靈敏度要求高，觸摸控制芯片須要有高分辨率的模擬偵測與轉(zhuǎn)換電路能力，需要獨(dú)立控制IC，一般需要一顆甚至多顆。各廠商IC產(chǎn)品推出時間不長，目前能大批量供應(yīng)的廠商少，僅博通、新思等幾家廠商。（5）電容式觸控面板國內(nèi)少數(shù)廠商量產(chǎn)電容式觸控面板是在ITO玻璃或薄膜上制作感應(yīng)Sensor，工藝復(fù)雜技術(shù)難度高，可分為Glass結(jié)構(gòu)和Film結(jié)構(gòu)兩大類。臺灣廠商TPK、勝華等掌握了

13、Glass結(jié)構(gòu)電容屏的核心技術(shù)，F(xiàn)ilm結(jié)構(gòu)電容屏則是由先前電阻屏廠商洋華光電等積極推動。國內(nèi)廠商萊寶高科、南玻A、長信科技等傾向于Glass結(jié)構(gòu)電容屏，其中萊寶高科、南玻A憑借多年CF技術(shù)儲備迅速切入電容屏制造，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2、下游技術(shù)門檻低，企業(yè)紛紛切入相對上游的高技術(shù)門檻，下游產(chǎn)品和中游電容屏組裝的技術(shù)門檻較低，企業(yè)紛紛切入。國內(nèi)的觸摸屏制造廠商有上百家主要分布在珠江三角洲和長江三角洲一帶，其中華東科技子公司南京華睿川是國內(nèi)最大的電阻式觸摸屏廠商。同時很多液晶廠商也將其液晶生產(chǎn)線改造轉(zhuǎn)成觸控面板線直接切入觸控面板生產(chǎn)，有的甚至還跳過了電阻式觸摸屏生產(chǎn)直接進(jìn)入電容式觸摸屏生產(chǎn)如國內(nèi)的超聲電

14、子、信利國際、深圳比亞迪等。（五）主要供應(yīng)廠商從品牌、主營業(yè)務(wù)、主要客戶和主要市場四個方面進(jìn)行分類。1、臺灣電容屏主要供應(yīng)廠商2、國內(nèi)電容屏主要供應(yīng)廠商3、國外電容屏主要供應(yīng)廠商4、觸控板材料價值分布1、Touch sensor （觸控感測器） 40%2、Cover glass （防護(hù)玻璃罩） 30%3、Touch sensor chip （觸摸傳感器芯片） 15%4、Printed circuit boards and other components（電路板及其他部件） 15%（六）ITO薄膜在中國1、觸摸屏顯現(xiàn)新商機(jī)我國已經(jīng)成為全球ITO主要生產(chǎn)國。隨著技術(shù)的不斷成熟，成本壓力越來越大，

15、競爭日趨白熱化。實(shí)施差異化競爭是ITO企業(yè)必然的選擇。ITO透明導(dǎo)電膜玻璃是生產(chǎn)制造液晶顯示器的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，在儀器儀表、計(jì)算機(jī)、電子表、游戲機(jī)、家用電器等領(lǐng)域有極其廣泛的應(yīng)用。2、中國已成全球ITO生產(chǎn)重鎮(zhèn)ITO市場競爭的日趨激烈，使得生產(chǎn)逐漸向低成本制造地區(qū)轉(zhuǎn)移。近年來，基于勞動力和市場等因素，全TN/STN/CSTN-LCD產(chǎn)業(yè)不斷向中國轉(zhuǎn)移和集中，與之相對應(yīng)，作為LCD行業(yè)關(guān)鍵原材料的ITO產(chǎn)業(yè)也隨之加速向中國轉(zhuǎn)移。日韓等國已逐步退出ITO導(dǎo)電玻璃行業(yè)。目前可以說我國已經(jīng)成為ITO的最大生產(chǎn)國和出口國。3、差異化競爭關(guān)注新應(yīng)用經(jīng)過20多年的發(fā)展，ITO行業(yè)已經(jīng)步入了成熟期，因其下游顯示

16、器行業(yè)發(fā)展日新月異，使ITO行業(yè)不斷出現(xiàn)新的機(jī)遇和新的發(fā)展動向。從產(chǎn)品種類來看，中低端產(chǎn)品產(chǎn)能充足，但觸摸屏等高端產(chǎn)品成為新熱點(diǎn)，需要國內(nèi)廠商努力提升研發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量以應(yīng)對新商機(jī)。4、未來發(fā)展雖然我國在ITO國產(chǎn)化方面取得很大成就，但從ITO上游原材料來說，超薄玻璃基材和ITO靶材長期依賴進(jìn)口。國內(nèi)有些玻璃廠商和靶材廠商經(jīng)過不斷努力研發(fā)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模商用，但離全面替代國外進(jìn)口材料還相差甚遠(yuǎn)，ITO導(dǎo)電玻璃產(chǎn)業(yè)鏈的完善尚需時日。同時，在TFT用ITO方面特別是PVD(物理氣相沉積)設(shè)備領(lǐng)域我們還有很大差距。對ITO來講，我們還可以開發(fā)更多的應(yīng)用。二、對如何打造ITO薄膜微集群的工作建議從ITO

17、產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展?fàn)顩r來看，ITO核心技術(shù)為外國所掌握，我國ITO企業(yè)技術(shù)來自國外授權(quán)轉(zhuǎn)讓，且市場競爭日趨激烈，生產(chǎn)向低成本制造地區(qū)轉(zhuǎn)移。同時，隨著國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)貴州經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展的若干意見的頒布，以及省市明確提出要推動信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)、培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，為貴陽國家高新區(qū)趁勢打造ITO薄膜微集群創(chuàng)造有利條件。為此，我們要進(jìn)一步優(yōu)化投資政策環(huán)境、產(chǎn)業(yè)園區(qū)載體環(huán)境和生態(tài)鏈互動環(huán)境，凝聚產(chǎn)業(yè)資源，圍繞ITO薄膜產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)重點(diǎn)企業(yè)及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)配套項(xiàng)目加大產(chǎn)業(yè)招商力度，做好承接發(fā)達(dá)地區(qū)ITO薄膜產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和形成自身集聚發(fā)展的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。（一）實(shí)施定向招商，尋求產(chǎn)業(yè)配套。以我區(qū)成功獲批國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地（新材料方面）為載體，積極引進(jìn)ITO膜材料龍頭企業(yè)和項(xiàng)目，引進(jìn)掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的核心團(tuán)隊(duì)，積極打造ITO薄膜產(chǎn)業(yè)微集群。同時，針對產(chǎn)業(yè)集群薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)施專項(xiàng)招商、定點(diǎn)招商，加快引進(jìn)和培育關(guān)聯(lián)企業(yè)，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)配套能力，積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的橫向擴(kuò)散，縱向延伸，以降低成本和實(shí)現(xiàn)集群發(fā)展。通過ITO薄膜制造企業(yè)落戶高新區(qū)，形成一定帶動力。（二）培育龍頭企業(yè)，擴(kuò)大區(qū)域影響力。借助我區(qū)日益完善的配套設(shè)施、優(yōu)越的人文環(huán)境和便利交通條件，集聚起具有較強(qiáng)影響力的示范企業(yè)。重點(diǎn)扶持入駐我區(qū)的ITO薄膜企業(yè)迅速做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)