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ITO导电膜层基础知识

作者:王晓易 来源:手机报在线  日期:2017-7-21 9:59:00 人气:208

触摸显示器现已成为技术密集、资金密集型高新技术产业,透明导电材料则是触摸显示器的主要材料之一。触摸显示器之所以能显示特定的图形,并对人们的触控动作有所互动,就是利用导电材料上的透明导电电膜,经蚀刻制成特定形状的电极,在这些电极上加适当电压信号,显示出与电极波长相对应的图形,并把侦测手指在触摸显示器上动作时所产生的电容变量返回处理器中。

在氧化物导电膜中,以掺Sn的In2O3(ITO)膜透过率最高,导电性能也最好,而且容易在酸液中蚀刻出微细的图形。

ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个主要的性能指标:电阻率和光透过率。

目前ITO导电膜的电阻率一般在5*10-4左右,最好可达5*10-5,已接近金属的电阻率,在实际应用时,常以方块电阻来表征ITO的导电性能,其透过率则可达90%以上,ITO膜的透过率和阻值分别由In2O3与Sn2O3的比例控制,增加氧化锢比例则可提高ITO透过率,通常Sn2O3: In2O3=1:9,因为氧化锡厚度超过200埃时,通常透明度已不够好---虽然导电性能很好。

如果是电流平行流经ITO镀层的情形,其中d为膜厚,I为电流,L1为在电流方向上膜厚层长度,L2为在垂直于电流方向上的膜层长度,当电流流过方形导电膜时,该层电阻

R=PL1/dL2。

式中P为导电膜的电阻率,对于给定膜层,P和d可视为定值,当L1=L2时,其正方形膜层,无论方块大小如何,其电阻均为定值P/d,此即方块电阻定义: R□=P/d,式中R□单位为:奥姆/□(Ω/□),由此可所出方块电阻与IOT膜层电阻率P和ITO膜厚d有关且ITO膜阻值越低,膜厚越大。

目前在高档触摸显示器中所用ITO导电膜,其R□可达10Ω/□左右,ITO膜厚为100~200um,而一般产品的ITO导电膜的R□为100~300Ω/□,ITO膜厚为20~30um。

在进行触摸显示器走线设计时,由ITO阻计算方式,可知影响ITO阻值有如下因素:

1、ITO膜层之方块电阻。要确保走线电阻小,应让ITO膜层方块电阻小,因为R□=P/d,则必须选P小,d适当大些的材料。

2、L1/L2

L1/L2即走线在平行电流方向与垂直电流方向上的长度比,在R□一定时,要保证走线电阻值小,就要让L1/L2小,当L1一定时,只有增大L2,也说法是在设计时,走线应尽可能加宽;而当L2一定时,L1就要小,即走线宽度一定时,细线应尽可能短。

3、在触摸显示器设计当中,不仅要考虑走线布对ITO阻值的影响,还要考虑生产工艺对ITO阻值的影响,以便选择适当方块电阻的ITO导电材料,如ITO膜厚的均匀性。因为ITO的耙材及工艺的为稳定,会使同样长度与宽度的ITO阻值发生变化,如目标值为10Ω时,其R□范围在8~12Ω之间,所以在生产中要使用ITO膜厚均匀的导电膜层,以减少电阻的变化;其次为ITO膜层的耐高温时性,酸碱性,因为通常触摸显示器生产工艺中要使用高温烘烤及各种酸碱液的浸泡,而一般在300°C *30min的环境中,会使R□增大2-3倍,而在10wt%NaOH*5min及6wt%HCL*2min(60°C)下也会增到1.1倍左右。由此可知,在生产工艺中不宜采用高温生产及酸碱的长时清洗,若无法避免,则应尽量在低温下进行并尽量缩短动作时间。

4、由于在触摸显示器中,ITO方块电阻等效于电路图中的分压电阻,其阻值大小直接影响电路两端电压的大小,即方块电阻越大,电压越大。

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