1、ITO导电玻璃入门知识 ITO表面处理方法ITO導電玻璃入門知識ITO表面處理方法 ITO玻璃技術之SiO2阻擋膜層規格ITO導電玻璃入門知識 2006-5-30 -ITO導電玻璃是在鈉鈣基或矽硼基基片玻璃的基礎上，利用磁控濺射的方法鍍上一層氧化銦錫（俗稱ITO）膜加工製作成的。液晶顯示器專用ITO導電玻璃，還會在鍍ITO層之前，鍍上一層二氧化矽阻擋層，以阻止基片玻璃上的鈉離子向盒內液晶裏擴散。高檔液晶顯示器專用ITO玻璃在濺鍍ITO層之前基片玻璃還要進行拋光處理，以得到更均勻的顯示控制。液晶顯示器專用ITO玻璃基板一般屬超浮法玻璃，所有的鍍膜面為玻璃的浮法錫面。因此，最終的液晶顯示器都會沿浮
2、法方向，規律的出現波紋不平整情況。在濺鍍ITO層時，不同的靶材與玻璃間，在不同的溫度和運動方式下，所得到的ITO層會有不同的特性。一些廠家的玻璃ITO層常常表面光潔度要低一些，更容易出現“麻點”現象；有些廠家的玻璃ITO層會出現高蝕間隔帶，ITO層在蝕刻時，更容易出現直線放射型的缺劃或電阻偏高帶；另一些廠家的玻璃ITO層則會出現微晶溝縫。ITO導電層的特性：ITO膜層的主要成份是氧化銦錫。在厚度只有幾千埃的情況下，氧化銦透過率高，氧化錫導電能力強，液晶顯示器所用的ITO玻璃正是一種具有高透過率的導電玻璃。由於ITO具有很強的吸水性，所以會吸收空氣中的水份和二氧化碳並產生化學反應而變質，俗稱“黴
3、變”，因此在存放時要防潮。ITO層在活性正價離子溶液中易產生離子置換反應，形成其他導電和透過率不佳的反應物質，所以在加工過程中，儘量避免長時間放在活性正價離子溶液中。ITO層由很多細小的晶粒組成，晶粒在加溫過程中會裂變變小，從而增加更多晶界，電子突破晶界時會損耗一定的能量，所以ITO導電玻璃的ITO層在600度以下會隨著溫度的升高，電阻也增大。ITO導電玻璃的分類：ITO導電玻璃按電阻分，分為高電阻玻璃（電阻在150500歐姆）、普通玻璃（電阻在60150歐姆）、低電阻玻璃（電阻小於60歐姆）。高電阻玻璃一般用於靜電防護、觸控螢幕製作用；普通玻璃一般用於TN類液晶顯示器和電子抗干擾；低電阻玻璃
4、一般用於STN液晶顯示器和透明線路板。ITO導電玻璃按尺寸分，有14”x14”、14”x16”、20”x24”等規格；按厚度分，有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等規格，厚度在0.5mm以下的主要用於STN液晶顯示器產品。ITO導電玻璃按平整度分，分為拋光玻璃和普通玻璃。影響ITO玻璃性能的主要參數：長度、寬度、厚度及允差（0.20）垂直度（0.10%）翹曲度（厚度0.7mm以上0.10%，厚度0.55mm以下0.15%）微觀波紋度倒邊C倒邊（0.05mm寬度0.40mm）R倒邊（0.20mm寬度1.00mm，曲率半徑50mm）倒角（浮法方向2.0mmX
5、5.0mm；其餘1.5mmx1.5mm）SIO2阻擋層厚度（350埃50埃，550nm透過率90%）ITO層光學、電學、蝕刻性能（蝕刻液：600C 37%HCL:H2O:67%HNO3=50:50:3）：見表1-1。表1-1化學穩定性：耐鹼為浸入600C、濃度為10%氫氧化鈉溶液中5分鐘後，ITO層方塊電阻變化值不超過10%。耐酸為浸入250C、濃度為6%鹽酸溶液中5分鐘後，ITO層方塊電阻變化值不超過10%。耐溶劑為在250C、丙酮、無水乙醇或100份去離子水加3分EC101配製成的清洗液中5分鐘後，ITO層方塊電阻變化值不超過10%。附著力：在膠帶貼附在膜層表面並迅速撕下，膜層無損傷；或連
6、撕三次後，ITO層方塊電阻變化值不超過10%。熱穩定性：在3000C的空氣中，加熱30分鐘後，ITO導電膜方塊電阻值應不大於原方塊電阻的300%。外觀質量：裂紋：不允許。粘附物：包括塵粒、玻璃碎等凸起物，TN型ITO導電玻璃鍍膜面不允許有不可去除的高度超過0.1mm的粘附物；STN型ITO導電玻璃鍍膜面不允許有不可去除的高度超過0.05mm的粘附物。沾汙：不可有不溶于水或一般清洗劑無法除去的沾汙。崩邊：長X寬2.0mmx1.0mm；深度不超過玻璃基片厚度的50%；總長度總邊長的5%。劃痕：見表1-2。表1-2玻璃體點狀缺陷：包括氣泡、夾雜物、表面凹坑、異色點等。點狀缺陷的直徑定義為：d=(缺陷
7、長+缺陷寬)/2。見表1-3。表1-3玻璃體線狀缺陷(寬度W)：包括玻筋、光學變形見表1-4。表1-4膜層點狀缺陷：SIO2阻擋層和ITO導電層的點狀缺陷包括針孔、空洞、顆粒等，點狀缺陷的直徑定義為：d=(缺陷長+缺陷寬)/2。見表1-5。表1-5ITO導電玻璃的工廠自適應測試方法及判定標準：尺寸：A、測試方法：用直尺和遊標卡尺測量待測玻璃原片的長度、寬度、厚度。B、判定標準：測量結果在供應商所提供的參數範圍之內為合格。面電阻: A、測試方法：把待測試玻璃整個區域做為測試區域，然後測試區域分成九等份後再用四探針測試儀分別測試各區域的面電阻。B、判定標準：根據測試結果計算出電阻平均值及電阻資料分
8、散值，結果在要求範圍內既是合格。ITO層溫度性能A、測試方法：把待測玻璃原片在3000C的空氣中，加熱30分鐘，測試其加溫前後的同一點面電阻阻值。B、判定標準：ITO導電膜方塊電阻值應不大於原方塊電阻的300%為合格。蝕刻性能：A、測試方法：把待測玻璃原片放入生產線所用的蝕刻液中測試其蝕刻完全的時間。B、判定標準：蝕刻完全的時間值小於生產工藝所設定時間的一半值為合格。或按表1-1蝕刻性能指標檢測。ITO層耐鹼性能A、測試方法：把待測玻璃原片放在600C、濃度為10%氫氧化鈉溶液中5分鐘後，測試其浸泡前後的同一點面電阻阻值。B、判定標準：ITO層方塊電阻變化值不超過10%為合格。光電性能與可靠性
9、：A、測試方法：把待測玻璃與現生產用玻璃按現生產工藝參數，選擇一型號製作成成品並測試其光電與可靠性性能；B、判定標準：光電性能與可靠性測試結果與現生產用玻璃結果相當，並在測試產品型號要求範圍之內。ITO導電玻璃的選用規則：模數在240以上的產品，一般可選用供應商B級品玻璃；模數在40模以上，240模以下的產品，一般選用普通A級品玻璃；模數在40模以下的產品，STN產品，一般選用低電阻拋光玻璃。COG產品，一般選用15歐姆拋光玻璃。附：工廠ITO玻璃參考選用原則：6、ITO導電玻璃的使用方法：任何時候都不容許疊放；除規定外，一般要求豎向放置；平放操作時，儘量保持ITO面朝下；厚度在0.55mm以
10、下的玻璃只能豎向放置；取放時只能接觸四邊，不能接觸導電玻璃ITO表面；輕拿輕放，不能與其他治具和機器碰撞；如果要長時間存放，一定要注意防潮，以免影響玻璃的電阻和透過率；對於大面積和長條形玻璃，在設計排版時要考慮玻璃基片的浮法方向。7、ITO導電玻璃的貯存及搬運方法：ITO導電玻璃的貯存方法：ITO導電玻璃應貯存在室溫條件下，濕度在65%以下乾燥保存；貯放時玻璃保持豎向放置，玻璃間堆放不可超過二層，木箱裝ITO導電玻璃貨物堆放不可超過五層。紙箱裝貨ITO導電玻璃貨物，原則上不能堆放。ITO導電玻璃搬運方法：易碎品，小心輕放，保持搬運過程中的穩定性，搬運時層高不得超過三層。 ITO表面處理方法 2
11、005-12-18 -林慧，成建波，陳文彬，楊剛，楊健軍（電子科技大學光電資訊學院，四川 成都610054） 摘 要：不同的表面處理會影響ITO薄膜的光學和電學性能，並對整個OLED器件的效率和壽命產生影響。因此需要通過表面性能。本文介紹了幾種常用的表面處理方法，並對各種處理方法進行比較。 1 引言 應用于彩色顯示器的有機發光器件（OLED）具有優秀的圖像質量，特別是在亮度以及對比度等方面。近十年來，對OLED的研究得到廣泛的關注，對未來的圖像顯示技術帶來無法估量的衝擊。OLED器件的性能與空穴注入過程有非常密切的關係，通過使用錫摻雜氧化銦（ITO）做OLED的陽極。 ITO具有低電阻率、高可
12、見光率和高紅外光反射率等優良特性，已經被廣泛應用於固態平板顯示器件。ITO的導帶主要由In和Sn的55軌道組成，價帶由氧的2S軌道占主導地位。氧空位及Sn取代摻雜原子，構成施主能級並影響導帶中的載流子濃度。在ITO澱積過程中，由於薄膜中產生氧空位和Sn攙雜取代，形成高度簡並的n型半導體。費米能級位於導帶底之上，因而具有很高的載流子濃度及低電阻率。此外，ITO的帶隙較寬，因而ITO薄膜對可見光和近紅外光具有很高的透過率。但是，由於ITO屬於非化學計量化合物，噴塗法、真空蒸發、化學氣相澱積、反映離子注入以及磁控濺射等沉積方法、沉積條件，以及表面處理方法，都將影響ITO薄膜的性能，導致ITO表面功函
13、數在45eV之間變化。目前，ITO玻璃的生產已經商業化，想要改善OLED的性能，需要對ITO的表面進行處理，使之適應有機物薄膜。 2 表面處理對ITO表面性能的影響 下面從電學及表面性質兩個方面，討論ITO表面處理的作用以及對OLED性能的影響。 2.1 表面處理對ITO表面性能的影響 ITO陽極是OLED光出射面，粗糙的ITO表面將使光線發生漫反射，減少出射光的強度，降低OLED的外量子效率。粗糙的ITO表面會影響OLED的內場分佈，ITO表面的局部高場會加速有機材料老化，從而降低器件的壽命和穩定性。 2.2 表面處理對ITO電性能的影響 OLED是空穴注入限制器件，空穴注入的數目直接影響整
14、個器件的性能。通過改變表面的In、O、Sn及表面C污染物的含量，可以提高表面功函數，減小空穴注入的勢壘，提高空穴注入的數目。ITO是n型半導體，由重攙雜的Sn4+以及氧空位提供電子，當減少這兩種成份在表面的含量時間，表面功函數就會降低。 3 ITO表面處理方法 常用的ITO表面處理方法有機械拋光處理、酸堿處理、等離子處理及以上各種方法的結合。在進行表面處理之前，要對ITO基片進行清洗，依次用去離子水、丙酮、無水醇超聲清洗各30分鐘後，再用純氮氣吹幹。下面詳細說明各種表面處理方法。 3.1 ITO表面處理方法 固體表面的結構和組成都與內部不同，處於表面的原子或離子表現為配位上的不飽和性，這是由於
15、形成固體表面時被切斷的化學鍵造成的。正是由於這一原因，固體表面極易吸附外來原子，使表面產生污染。因環境空氣中存在大量水份，所以水是固體表面最常見的污染物。由於金屬氧化物表面被切斷的化學鍵為離子鍵或強極性鍵，易與極性很強的水分子結合，因此，絕大多數金屬氧化物的清潔表面，都是被水吸附污染了的。在多數情況下，水在金屬氧化物表面最終解離吸附生成OH-及H+，其吸附中心分別為表面金屬離子以及氧離子。 根據酸堿理論，M+是酸中心，O-是堿中心，此時水解離吸附是在一對酸堿中心進行的。在對ITO表面的水進行解離之後，再使用酸堿處理ITO金屬氧化物表面時，酸中的H+、堿中的OH-分別被堿中心和酸中心吸附，形成一
16、層偶極層，因而改變了ITO表面的功函數。 3.2 等離子體處理 等離子體通常使用圖3所示的設備進行工作。將基片放在底座上，在真空系統中通入不同的混合氣體，並在金屬電極上家射頻電壓將氣體電離，形成等離子體，以非常快的速度轟擊ITO基片。為了形成較均勻的電場，電極採用金屬柵網結構。等離子體的作用通常是改變表面粗糙度和提高功函數。研究發現，等離子作用對表面粗糙度的影響不大，只能使ITO的均方根粗糙度從1.8nm降到1.6nm，但對功函數的影響卻較大。用等離子體處理提高功函數的方法也不盡相同。氧等離子處理是通過補充ITO表面的氧空位來提高表面氧含量的。氧同表面有機污染物反應生成CO2和H2O，去除了表
17、面有機污染物。SF6通過在ITO表面形成一層含氟層來提高表面功函數，對粗糙度的改變不明顯。Ar等離子處理是通過除區在裝載基片過程中吸附的氧來清潔ITO表面的。 3.3 機械拋光 用大量Al2O3微粉狀噴丸流高速噴向ITO表面，借助其動能將表面層的微觀凸起部位削平或壓平，以實現拋光的目的。此法操作簡單，表面微觀型貌良好，無方向性，主要用於清除表面積汙、微觀凸起及較淺線條，並具有強化表面的作用。但表面粗糙度僅能在原有基礎上略有改善。S。Jung等人發現，通過先拋光後退火對ITO進行預處理，可改善表面粗糙度及氧含量，使用有機層同ITO接觸介面更加光滑，OLED器件的發光效率和注入電流均提高了10倍左
18、右，ITO表面的TPD層結晶狀況也有所改變。 3.4 紫外臭氧處理 在真空室中安裝波長為253.7nm的低壓水銀燈，將臭氧發生器和光解臭氧的紫外燈管放在內貼反光鋁薄膜的圓筒內，以提高光能利用率。將3400V高電壓加在臭氧發生器玻璃管外的金屬網和管內芯柱所構成的兩個放電電極，當真空室通過氧氣時，流經金屬網的部分氧分子分解成氧原子，並與其他氧分子碰撞產生臭氧分子。通過紫外線直接對有機物作用使有機物分解，這樣不僅在表面形成了一層富氧層，而且去除了表面的碳污染。各種表面處理方法的比較如表1所示。 表 1 各種表面處理方法的比較 表面處理方法面阻（/）功函數（eV）表面粗糙度（nm）未處理16.14.5
19、2.6機械拋光16.34.22.3Ar等離子體16.7/17.3/17.04.510.9/15.4/23.0氧等離子體16.4/15.0/16.44.35/4.75/4.651.4/1.4/2.1王水18.5/23.5/28.64.6/4.3/4.73.8/8.4/8.8王水/氧等離子體27.74.66.0氧等離子體/王水30.04.71.8HCL26.34.541.34 結束語 通過上面的對比發現，使用機械拋光法能得到最光滑的ITO表面，氧等離子體處理能得到功函數最高的ITO表面，UV臭氧處理的ITO表面電阻率最低。只有通過結合使用多種方法才能得到最佳性能的ITO表面。 作者簡介：林 慧（1
20、980-），女，四川人，在讀碩士，在電子科技大學502教研室從事OLED器件製備以及性能的研究。E-mail:alphar_2002 ITO玻璃技術之SiO2阻擋膜層規格 2006-4-24 -SiO2 阻擋膜層規格1應用於液晶顯示器的鈉鈣（Na-Ca）玻璃，通常在其與液晶材料相接觸的一面需要鍍制一個膜層以阻擋來自玻璃中的鈉離子（Na+）向液晶層中遷移。1.1鍍膜面為錫面。1.2 SiO2膜層厚度為20.030.0納米(nm)。1.3成份為100%的SiO2。1.4阻擋層性能: 經過48小時、96以上溫度的水浴， 阻擋膜層允許的單位面積內的鈉離子滲透量不超過1.0mg/m2。1.5有效鍍膜面為
21、除去邊緣3mm區域的玻璃面。在距邊緣3mm內有四個裝架卡具處無鍍膜層，其餘邊緣部分均有膜層。1.6光學性能規格1.6.1在光波長為632.8nm處，折射率為1.570.10。1.6.2在波長為550.0nm時，其透過率(包括厚度小於或等於1.1mm的基片玻璃)大於91%。1.7耐化學性能要求a) 耐鹼性經溫度為602、濃度為10%的氫氧化鈉(A.R.)溶液浸泡5分鐘後, SiO2阻擋層性能仍符合5.1.4節所述的規格要求。b) 耐酸性經溫度為602的3份36%鹽酸（A.R.）、50份去離子水、3份67%硝酸(A.R.)配製的溶液浸泡5分鐘後，SiO2阻擋膜層性能仍符合1.4節所述的規格要求。c) 耐溶劑性能將鍍膜玻璃放入丙酮(A.R.)、無水乙醇(A.R.)或由100份去離子水加3份EC101配製成的清洗液中浸泡5分鐘後，SiO2阻擋層性能仍符合1.4節所述的規格要求。2應用於電阻式觸摸屏的鈉鈣（Na-Ca）玻璃，通常在其一面需要鍍制一個SiO2膜層以保證膜層的均勻性。2.1鍍膜面為錫面。2.2 SiO2膜層厚度為10.0納米(nm)。2.3成份為100%的SiO2。2.4有效鍍膜面為除去邊緣3mm區域的玻璃面。在距邊緣3mm內有四個裝架卡具處無鍍膜層，其餘邊緣部分均有膜層。
