針對ITO薄膜的研究技術磚利分析

ITO在各種領域中的應用，均圍繞其透明和導電的優異特性。ITO薄膜的光學性質主要受兩方面的因素影響：光學禁帶寬度和等離子振蕩頻率。前者決定光譜吸收范圍，后者決定光譜反射范圍和強度。一般情況下，ITO在短波區吸收率較高，在長波長范圍反射率較高，可見光范圍透射率*高。以100nm ITO為例，400－900nm波長范圍平均透射率高達92.8％。

ITO薄膜的性能主要由制備工藝決定，熱處理常作為輔助優化的手段。為獲得導電性好，透射率高以及表面形貌平整的ITO薄膜，需選擇合適的沉積手段和優化工藝參數。常見的鍍膜方式包括電子束蒸發和磁控濺射。

電子束蒸發的主要原理：高真空環境下，通過電子槍發出的高能電子，在電場和磁場作用下，電子轟擊ITO靶材表面使動能轉化為熱能，靶材升溫，變成熔融狀態或者直接蒸發出去，在襯底表面沉積成ITO薄膜。

磁控濺射屬于輝光放電范疇，利用陰極濺射原理進行鍍膜。膜層粒子來源于輝光放電中，氬離子對陰極ITO靶材產生的陰極濺射作用。氬離子將靶材原子濺射下來后，沉積到襯底表面形成所需ITO膜層。

ITO上游產業鏈是原材料靶材的制造技術，目的是為了獲得內部均勻和密度較高的坯體，提高成形技術是提高ITO靶材產品質量的關鍵步驟。ITO靶材成形技術一般分為干法與濕法兩種。干法成形本質上是一種模具壓制的成形方法，易于實現自動化生產，而且在壓力作用下批件的致密度很高，通常不需要進行干燥處理，ITO靶材的干法成形工藝主要有冷等靜壓成形、沖壓成形、模壓成形及爆炸成形等。濕法成形是采用溶液、固液混合物、氣液混合物等原料進行反應，制備目標物質的過程。濕法工藝需要干燥處理，變形收縮較大，氣孔較多，坯體致密度較低，但可以生產大尺寸及形狀復雜的的靶材，通過合理的燒結工藝可以獲得高穩定性、高均勻性及高密度的ITO靶材。ITO靶材的濕法工藝主要有擠壓成形、凝膠注模成形及注漿成形等。

ITO下游產業主要是平板顯示產業中的導電玻璃技術，即在鈉鈣基或硅硼基基片玻璃的基礎上，鍍上一層氧化銦錫膜加工制作成的。在平板顯示產業中應用在觸摸屏和液晶面板領域。觸摸屏領域應用的是TP－ITO導電玻璃，而液晶面板領域應用的是LCD－ITO導電玻璃，兩者的主要區別在LCD－ITO導電玻璃還會在鍍ITO層之前，鍍上一層二氧化硅阻擋層，以阻止基片玻璃上的鈉離子向盒內液晶里擴散。

從國內外市場格局來看，日韓幾乎壟斷了透明導電膜市場，主要供應商有日東電工、尾池工業及帝人化成等。國內廠商逐漸向上游延伸，國內工藝日趨成熟，長信科技、南玻、康達克、萊寶高科和歐菲光等企業均有自己完整的產業鏈。

采用Incopat工具對ITO技術磚利進行檢索分析，得到該領域2000年至今的年申請量趨勢圖，各國ITO磚利量分布，以及主要申請人申請數量排名。從圖中可以看出，近二十年的時間里， ITO技術得到了飛速發展，相關的磚利布局平均每年1000件以上的申請量，2013年達到了頂峰。與市場格局一致的是，日本仍舊占據了ITO相關磚利技術的*大份額。同時值得慶幸的是國內申請人申請量排名**，國內在透明導電薄膜領域涌現出了大量上等企業和科研單位，韓國和美國分列三、四位。企業排名方面，老牌半導體企業松下電器，三星電子，精工愛普生，LG電子，日立，東芝排名居前。

相比于其他透明導電薄膜材料，ITO在諸多方面略有不足，如ZnO薄膜具有成本低、無毒性、無污染的優勢，但是由于對ZnO的研究起步相對較晚，光電性能整體較ITO薄膜差，目前還不能大規模取代ITO薄膜，所以在工業生產中應用*為廣泛的仍是氧化銦基的 ITO 薄膜。

幾十年來，針對ITO薄膜的研究主要集中在兩方面：一種是ITO材料基礎理論研究，涉及晶格常數與ITO薄膜光電性能之間的關系，*佳摻雜的優化和材料載流子上限的計算，ITO禁帶寬度的改變等方向；另一方面，主要探索ITO制備方法，低成本的沉積技術有：溶膠－凝膠法、噴霧熱解法和化學氣相沉積，高質量的沉積技術包括：磁控濺射法、電子束蒸發法和脈沖激光沉積法。

ITO技術的發展必須同時注重基礎科學研究和工業產業化，隨著我國液晶顯示和半導體器件的快速發展，ITO應用激增。擺在我們面前的任務是加快ITO技術的公關步伐，強化產業隊伍，嚴格制定并遵循行業質量標準，在一系列政策的的輔助下，加快ITO從靶材到設備再到ITO玻璃的國產化過程，使我國在透明導電領域立于不敗之地。

采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。