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Display Application OLED Display Application PDP Touch Panel Solar cell * 透明導電薄膜 (TCO) 之原理及其應用發展 HW　　 2008/04/17 1. ITO及各種透明導電氧化物材料的介紹 透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO) 2. TCO的導電原理 3. TCO的光學性質 4. TCO 薄膜之市場應用及發展 Outline 1. ITO及各種透明導電氧化物材料的介紹 透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO) 2. TCO的導電原理 3. TCO的光學性質 4. TCO 薄膜之市場應用及未來發展 什麼是透明導電薄膜 ? 在可見光波長範圍內具有可接受之透光度 ??以flat panel display 而言?透光度愈高愈好 ??以solar cell 而言?太陽光全波長範圍之透光度及熱穩定性 具有導電特性 ??電阻比(resistivity) 愈小愈好，通常ρ 10-4 Ω? cm ?? 一般而言，導電性提高，透光度便下降，反之亦然。可見光範圍具有80 % 以上的透光率，其比電阻低於1×10-4 Ω?cm，即是良好透明導電膜。 純金屬薄膜 ?? Au、Ag、Pt、Cu、Al、Cr、Pd、Rh，在 10nm厚度的薄膜， 均有某種程度的可見光透光度 早期使用之透明電極 缺點：光的吸收度大、硬度低、穩定性差 透明導電薄膜 透明導電薄膜 金屬化合物薄膜(TCO) 泛指具有透明導電性之氧化物、氮化物、氟化物 a. 氧(氮)化物：In2O3、SnO2、ZnO、CdO、TiN b. 摻雜氧化物：In2O3:Sn (ITO)、ZnO:In (IZO)、ZnO:Ga (GZO) ZnO:Al (AZO)、SnO2:F、TiO2:Ta c. 混合氧化物：In2O3-ZnO、CdIn2O4、Cd2SnO4、Zn2SnO4 History of TCO ??1907年最早使用CdO材料為透明導電鍍膜，應用在photovoltaic cells. 1940年代，以Spray Pyrolysis及CVD 方式沉積SnOx於玻璃基板上. ?? 1970年代，以Evaporation 及Sputtering 方式沉積InOx及ITO. ??1980年代，磁控濺鍍﹙magnetron sputtering﹚開發，使低溫沉膜製程，不 　 　　　　論在玻璃及塑膠基板均能達到低面阻值、高透性ITO薄膜. ??1990年代，具有導電性之TCO陶瓷靶材開發，使用DC 磁控濺鍍ITO，使 　　　　　沉積製程之控制更趨容易，各式TCO材料開始廣泛被應用. ??2000年代，主要的透明導電性應用以ITO 材料為主，磁控濺鍍ITO成為市 　　　　　場上製程的主流. 透明導電薄膜主角-- ITO 　中文名稱：銦錫氧化物 　英文全名：Indium Tin Oxide（ITO） 　成分：摻雜錫之銦氧化物(Tin-doped Indium Oxide) 　年代：1934年被美國銦礦公司最早合成出來 　世界最大ITO薄膜製造國：日本 　選用率：在TCO材料中，75%應用在平面顯示器 　主要應用：平面顯示器、透明加熱元件、抗靜電膜、電 　　　　　　磁、防護膜、太陽能電池之透明電極、防反 　　　　　　光塗佈及熱反射鏡(heat reflecting mirror)等 　　　　　　電子、光學及光電裝置上。 ITO是什麼？ ITO＝Indium Tin Oxide(In2O3＋SnO2) ?? ITO的成分＝90wt% In2O3與10wt% SnO2混合物 Why choose ITO ? 在TCO材料中有最佳的導電性(電阻比低) 在可見光波段有良好的透光度 良好的耐候性，受環境影響小 大面積鍍膜製程容易(成熟) 蝕刻製程容易(成熟) 成本低? ITO之組成及特性 ITO 組成在In2O3/SnO2 = 90/10時 ?? 最低的電阻比及最高的光穿透率 ITO 組成在In2O3/SnO2 = 90/10時 ?? 最快的蝕刻速率 ITO成膜時基板溫度：200oC ITO成膜時基板溫度：RT ITO之組成及特性 銦(In)礦的主要應用 資料來源：工研院經資中心 各種TCO材料--