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触摸屏的出现改变了传统的人机互交方式,建立了新的更为直观人机互交。07年苹果推出的智能手机iPhone采用了全新的触摸屏技术,成为触摸屏加速发展的催化剂。ABI Research预测2008年采用触摸屏的手机出货量将超过1亿部,2012年具备触摸型用户界面的手机出货量将超过5亿部。
电阻式和电容式触摸屏不同于表面声波式和红外式触摸屏,必须使用关键原材料ITO导电薄膜。目前全球主要的ITO导电膜厂商主要为日东电工、尾池、帝人及东纺,韩国则有SKC,其中日本厂商份额近90%,掌握了关键原材料的供应。触摸屏发展初期,其增长主要来自于PDA的增长,从2004年开始PDA的增长受到智能手机的替代,增长放缓,因此上游关键原材料ITO膜的产能扩张也随之放缓
目前主要有几种类型的触摸屏,它们分别是:电阻式(双层),表面电容式和感应电容式,表面声波式,红外式,以及弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。它们又可以分为两类,一类需要ITO,比如前三种触摸屏,另一类的结构中不需要ITO, 比如后几种屏。
ITO 是铟锡氧化物的英文缩写,它是一种透明的导电体。通过调整铟和锡的比例,沉积方法,氧化程度以及晶粒的大小可以调整这种物质的性能。薄的ITO材料透明性好,但是阻抗高;厚的ITO材料阻抗低,但是透明性会变差。在PET聚脂薄膜上沉积时,反应温度要下降到150度以下,这会导致ITO氧化不完全,之后的应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里,它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。这使得电阻式触摸屏需要经常校正。
低电压溅射制 备ITO薄膜
由于ITO薄膜本身含有氧元素,磁控溅射制备ITO薄膜的过程中,会产生大量的氧负离子,氧负离子在电场的作用下以一定的粒子能量会轰击到所沉积的ITO薄膜表面,使ITO薄膜的结晶结构和晶体状态造成结构缺陷。溅射的电压越大,氧负离子轰击膜层表面的能量也越大,那么造成这种结构缺陷的几率就越大,产生晶体结构缺陷也越严重,从而导致了ITO薄膜的电阻率上升,磁控溅射的电压与ITO薄膜电阻率的关系曲线。一般情况下,磁控溅射沉积ITO 薄膜时的溅射电压在-400V左右,如果使用一定的工艺方法将溅射电压降到-200V以下,那么所沉积的ITO薄膜电阻率将降低50%以上(如图3所示),这样不仅提高了ITO薄膜的产品质量,同时也降低了产品的生产成本。根据豪威公司的实际工艺研究和应用的情况,下面介绍两种在直流磁控溅射制备 ITO薄膜时,降低薄膜溅射电压的有效途径
磁场强度对溅射电压的影响
磁控溅射制作ITO薄膜时,磁场对溅射电压影响的实验曲线。当磁场强度为300G时,溅射电压约为-350v;但当磁场强度升高到 1000G时,溅射电压下降至-250v左右(如图4)。一般情况下,磁场强度越高、溅射电压越低,但磁场强度为1000G以上时,磁场强度对溅射电压的影响就不明显了。
因此为了降低ITO薄膜的溅射电压,可以通过合理的增强溅射阴极的磁场强度来实现。
2、RF+DC电源使用对溅射电压的影响
为了有效的降低磁控溅射的电压,以达到降低ITO薄膜电阻率的目的,豪威公司还进行了以下的工艺实验。即采用了一套特殊的溅射阴极结构和溅射直流电源,同时将一套3KW的射频电源合理的匹配叠装在一套6KW的直流电源上,在不同的直流溅射功率和射频功率下进行降低ITO薄膜溅射电压的工艺研究。
当磁场强度为1000G,直流电源的功率为1200W时,通过改变射频电源的功率,经大量的工艺实验得出了如图5的实验曲线。当射频功率为 600W 时,ITO靶的溅射电压可以降到-110V。因此,RF+DC新型电源的应用和特殊溅射阴极结构的设计也能有效的降低ITO薄膜的溅射电压,从而达到降低薄膜电阻率的目的。
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