ZAO薄膜的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)培訓(xùn)資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ZAO薄膜的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)-ZAO薄膜的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2010年01月16日星期六17:331引言在人類社會(huì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，功能材料總是起著重要的作用，尤其是第二次世界大戰(zhàn)以后，材料科學(xué)的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)高潮，伴隨著半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、太陽能等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)的一種功能材料透明導(dǎo)電氧化物薄膜隨之產(chǎn)生、發(fā)展起來。這種屬于半導(dǎo)體光電子材料的薄膜表現(xiàn)出異于一般材料的特異性能(透射、導(dǎo)電)，在壓電換能器、光電顯示器、太陽能電池、氣敏傳感器及光波導(dǎo)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，能滿足人類在信息時(shí)代特定條件下和不同

2、目的的特殊需求。目前市場(chǎng)上，使用的是透明導(dǎo)電氧化物薄膜In2：sn(f1D)，其技術(shù)是成熟的，但由于In、sn等材料有自然儲(chǔ)量少、制備工藝復(fù)雜、成本高、有毒、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，從而限制了在實(shí)踐中的廣泛使用，因此，急需一種替代產(chǎn)品問世，以滿足人們的需要。ZnO：A1(ZAO)薄膜是迄今為止最佳的ITO膜替代品。二者相比而言，zAO薄膜不僅具有與ITO可比擬的電學(xué)和光學(xué)特性，而且有儲(chǔ)量豐富、易于制造、成本較低、無毒、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而，從2O世紀(jì)7O年代末開始，人們對(duì)ZnO薄膜及摻雜體系的研究趣日益濃厚，近年來更成為研究透明導(dǎo)電氧化物薄膜的熱點(diǎn)，而ZAO薄膜是ZnO摻雜體系中最具代表性的。2ZA

3、O薄膜的性質(zhì)透明導(dǎo)電氧化物薄膜有Io3、SnO2、和ZnO三大體系，其性能對(duì)比見表1。ZAO薄膜是ZnO體系中摻雜元素A1而得來的。ZnO薄膜具有C軸擇優(yōu)生長(zhǎng)的眾多晶粒，每個(gè)晶粒都是呈生長(zhǎng)良好的六角形鉛鋅礦結(jié)構(gòu)。ZnO晶體是氧的六角密堆積和鋅的六角密堆積反向嵌套而成的。這種結(jié)構(gòu)的薄膜具有透明導(dǎo)電性，但電阻值高于l0nQTI。ZnO晶體中每一個(gè)鋅原子都位于四個(gè)相鄰的氧原子所形成的四面體間隙中，但只占據(jù)其中半數(shù)的氧四面體間隙，氧原子的排列情況與鋅原子相同。單位晶格中含有2個(gè)分子體積為0047651tun3。因而這種結(jié)構(gòu)比較開放，半徑較小的組成原子容易變成間隙原子，Al的離子半徑為0039m，比鋅的

4、離子半徑(0060nm)4，A1原子容易成為替位原子而占據(jù)zn原子的位置，也容易成為間隙原子而存在。在ZnO中摻雜之后，可以形成ZAO薄膜，導(dǎo)電性能大幅度提高，電阻率可降低到10ncrn。摻雜后，不僅可以降低電阻率，而且能提高薄膜的穩(wěn)定性。Minarni等_1J制備的ZAO薄膜，可見光透射率達(dá)90，電阻率已降至l0I4nClTI。這種性能完全可以與ITO薄膜相媲美。3ZAO薄膜的應(yīng)用前景看一種產(chǎn)品的應(yīng)用前景如何，主要從三個(gè)方面分析：一是原材料是否豐富，價(jià)格是否低廉；二是生產(chǎn)制造是否容易，在生產(chǎn)過程中有無環(huán)境污染；三是產(chǎn)品性能是否合乎要求，特別是穩(wěn)定性要好。根據(jù)這三方面的要求，可將目前廣泛應(yīng)用的

5、透明導(dǎo)電膜ITO膜，與ZAO薄膜作以對(duì)比分析，從中展現(xiàn)出的ZAO薄膜具有廣泛的應(yīng)用前景。(1)ITO薄膜的主要成分In、Sn自然資源少，特別是In在地層中的儲(chǔ)量更少，使得ITO薄膜的生產(chǎn)成本很高；相比而言組成ZAO薄膜的主體zn、A1在自然界中的儲(chǔ)量豐富，生產(chǎn)成本低，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。(2)In、sn材料的化學(xué)性質(zhì)比較活潑制造過程中工藝條件不易控制技術(shù)難度大，另外In、sn的原子量較大，成膜過程中容易滲襯底材料內(nèi)部，毒化襯底材料，尤其在液晶顯示器中污染現(xiàn)象嚴(yán)重；在這方面，ZAO薄膜具有ITO薄膜無法相比的優(yōu)越性，無毒、穩(wěn)定性高、制備技術(shù)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)摻雜等是ZAO薄膜能夠被廣泛應(yīng)用的主要原因。(3

6、)在光、電特性方面，ZAO薄膜的性能可滿足當(dāng)今商用ITO薄膜的一切指標(biāo)。從分析對(duì)比可見，ZAO薄膜應(yīng)該能取代ITO薄膜，何況目前ZAO已經(jīng)在某些領(lǐng)域獲得應(yīng)用。(1)液晶顯示器。透明導(dǎo)電薄膜是平板顯示的基礎(chǔ)材料，主要用于液晶顯示器。通常對(duì)液晶顯示器的要求為100500n口，電阻率應(yīng)低于2010I4nCITI，目前ZAO薄膜的電學(xué)性能完全能達(dá)到這個(gè)要求并且不污染液晶顯示器。此外，在場(chǎng)致發(fā)光顯示器(EL)、等離子顯示(PD)、有機(jī)薄膜顯示(OLD)、電致熒光顯示(E(D)等平板顯示領(lǐng)域里低電阻率和高透射率的ZAO薄膜將會(huì)在底電極部件的制備中被大量采用。(2)熱鏡。用于熱鏡的透明導(dǎo)電膜，主要是利用其在

7、可見光區(qū)的高透射性和對(duì)紅外光的高反射性，制成寒冷環(huán)境下的視窗或太陽能收集器的觀測(cè)窗，使能量保持在一封閉的空間里以起到熱屏蔽的作用。還可以大量節(jié)約能源，可以說ZAO薄膜是制造熱鏡的最佳材料。另外，還能用作汽車、火車、航天器等的視窗玻璃以及陳列窗的制造，其作用不僅可以隔熱節(jié)能，而且薄膜通電后，還可以收到防霧除霜的效果。(3)太陽能電池。在太陽能電池上透明導(dǎo)電膜作為減反射層和透明電極使用，可以提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率，如ITOSiOz口一Si太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)1316_2J。而用ZAO薄膜替代ITO薄膜，不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且無毒，穩(wěn)定性強(qiáng)(特別是在氫等離子體中)，對(duì)太陽能電池的發(fā)展具有重要意

8、義。(4)電磁防護(hù)屏。由于5n口的ITO薄膜具有一30dB的電磁波屏蔽能力，這一指標(biāo)完全達(dá)到了實(shí)用要求，CRT等實(shí)用電器對(duì)電磁防護(hù)屏的要求是方塊電阻小于2kD,口。因此，ZAO完全能夠取代ITO薄膜。4ZAO薄膜的研究現(xiàn)狀由于ZAO薄膜應(yīng)用前景廣闊，所以對(duì)ZAO薄膜的研究工作較多，主要集中在兩個(gè)方面：一是對(duì)ZAO薄膜的形成理論及性能研究，如晶體結(jié)構(gòu)、組成和光電特性等；二是對(duì)ZAO薄膜制備的方法的研究，如鍍膜設(shè)備和工藝。鍍膜設(shè)備的研究包括設(shè)備的選擇、性能要求、各參數(shù)的調(diào)整和控制；工藝的研究主要是選擇工藝過程和參數(shù)，其目的都是降低ZAO膜的電阻率，提高可見光區(qū)的透射率，使鍍膜性能穩(wěn)定，重復(fù)性好，成

9、本低，達(dá)到實(shí)用要求。在國(guó)外致力于ZAO薄膜形成理論及性能方面的研究有：Tominaga等_3J對(duì)ZAO薄膜作了XRD分析，表明樣品呈c軸取向，(002)峰的半寬值(FWHM)與樣品的晶粒尺寸成反比，當(dāng)FWHM電阻率最低達(dá)2x10n饑l時(shí)，同時(shí)樣品在可見光區(qū)的透射率應(yīng)達(dá)到80以上；Kim等_4認(rèn)為ZAO薄膜的導(dǎo)電性能優(yōu)于純ZnO薄膜，這是AP替代Zn2形成了氧空位和間隙原子之故，隨著AbO3含量的增加，ZAO薄膜的載流子濃度增高，最高要達(dá)7510crn，霍爾遷移率的降低是由于晶界散射和雜質(zhì)的離化等因素所致，在綜合考慮電阻率和透射性能的情形下，使用含Ab達(dá)3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的靶材制備出了電阻率達(dá)4710f

10、l饑l、透射率超過90的ZAO薄膜；Kwroyamagi51詳細(xì)探討了離子束輔助沉積ZAO薄膜。結(jié)果表明：退火處理能使ZAO薄膜的應(yīng)力釋放，造成在晶粒生長(zhǎng)過程中的凝聚并有微裂紋形成。Ghosh等研究了Al摻雜ZnO薄膜中的晶界散射。認(rèn)為在較低溫度下以晶界散射為主，而在較高溫度下以電離雜質(zhì)散射和聲子散射為主，同時(shí)導(dǎo)出霍爾遷移率計(jì)算公式。利用其研究成果，制備出電阻率最小為381x10I4n饑l、對(duì)應(yīng)的霍爾遷移率為128cVS-。、載流子濃度為127lo2饑l-3的薄膜。Zafar認(rèn)為薄膜的顯微結(jié)構(gòu)和電離雜質(zhì)散射機(jī)制對(duì)ZAO膜的導(dǎo)電性能起重要作用，其制備出的薄膜在可見光區(qū)和近紅外區(qū)有優(yōu)良的光學(xué)性能，

11、電阻率達(dá)510ncm，并且在大面積范圍內(nèi)能保持均勻的光、電性能。這些研究結(jié)果都回答了為什么在znO摻雜A1會(huì)提高導(dǎo)電性的問題。ZAO薄膜的制備技術(shù)發(fā)展很快，所有用于制備半導(dǎo)體材料的手段均可用于制備ZAO薄膜，其中磁控濺射技術(shù)是20世紀(jì)7O年代開始應(yīng)用于實(shí)踐的，特點(diǎn)是薄膜在低溫下沉積能獲得優(yōu)良的光學(xué)和電學(xué)性能。另外，還具有沉積速率高、基片溫度低、成膜黏附性好、易控制、成體低、能實(shí)現(xiàn)太面積制膜的優(yōu)點(diǎn)，因而成為當(dāng)今工業(yè)化生產(chǎn)中研究最多、最成熟、應(yīng)用最廣的一項(xiàng)成膜技術(shù)，也是ZAO薄膜制備技術(shù)的研究熱點(diǎn)。Wen&和Ellmer等8-1o3研究了ZAO薄膜磁控濺射制備過程中熱能的變化情況，并討論了不同能量

12、的離子對(duì)成膜質(zhì)量的影響。同時(shí)，還分別對(duì)在si、玻璃等基片上制備的ZAO薄膜的工藝參數(shù)(氧分壓、氬分壓、濺射電壓)進(jìn)行了分析，認(rèn)為氧分壓的工藝窗口較窄，是制備過程中較難控制的參數(shù)，對(duì)薄膜的光、電性能影響較大。Jin11J及其合作者利用反應(yīng)磁控濺射技術(shù)制備出了ZAO薄膜，分析了在不同沉積條件對(duì)薄膜性能的作用，用N型半導(dǎo)體有效質(zhì)量模型計(jì)算并解釋了薄膜的禁帶寬度值，得到直流電阻率在510n饑l時(shí)的紅外反射率達(dá)85的優(yōu)質(zhì)樣品。Minami等_1J研究了ZAO薄膜的射頻磁控濺射技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在基片垂直方向上的薄膜電阻率要低于基片平行方向。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)薄膜結(jié)晶性能同靶與基片的放置狀況有密切的依賴關(guān)系。另外還與T

13、akata【13合作對(duì)ZAO薄膜的穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在真空室中溫度為400時(shí)，制備的ZAO薄膜經(jīng)退火處理后，電阻率明顯下降，把此樣品在室溫下放置1年性能無明顯變化，證明ZAO薄膜的穩(wěn)定性能良好。不同的制備技術(shù)對(duì)應(yīng)于不同的應(yīng)用目的，而ZAO薄膜的制備方法多種多樣，其中化學(xué)氣相沉積、熱辣、溶膠一凝膠等方法被廣為利用。已有報(bào)道表明_1：利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)可以制備得到電阻率為3010I4ncrn、載流子濃度為801020cm-、霍爾遷移率達(dá)350ocm2vS和透射率超過85的ZAO薄膜，并詳細(xì)探討不同工藝條件對(duì)薄膜的光、電特性的影響。另外，熱噴涂法和溶膠一凝膠法也被廣泛地應(yīng)用于制備ZAO薄膜，它具有

14、成本低、容易控制、易于大面積成膜等特點(diǎn)。采用這兩種方法可以制備出電阻率達(dá)10nc【n、透射率達(dá)90的zAO薄膜10ll1，已能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。國(guó)內(nèi)開展透明導(dǎo)電氧化物薄膜的研究工作始于2O世紀(jì)8O年代末期，以ITO膜為主，年需ITO膜透導(dǎo)電玻璃超過200萬m，主要用于平板顯示(FPD)、熱鏡及汽車等的防霧除霜裝置。對(duì)ZAO薄膜的研究是20世紀(jì)90年代中期開始的，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所的聞立時(shí)等lt7Asl的研究工作開展得比較早，他們側(cè)重于ZAO膜的組織結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響、制備過程中的工作壓力、氧分壓、濺射功率、臺(tái)金靶中AJ的摻雜含量等參數(shù)與薄膜性能的關(guān)系探討。河北工業(yè)大學(xué)范志新it9除研究了Z

15、AO膜的結(jié)構(gòu)、光電特性外，還對(duì)磁控濺射、脈沖激光沉積、溶膠一凝膠等工藝進(jìn)行了研究。復(fù)旦大學(xué)章壯健等20J研究了混臺(tái)物靶的制備及對(duì)ZAO膜光電特性的測(cè)量原理。蘇州大學(xué)的葛水兵等21,22J使用脈沖激光沉積技術(shù)，對(duì)制備試樣進(jìn)行了霍爾系數(shù)測(cè)量及SEM、XRD測(cè)試分析，詳細(xì)探討了基片溫度、氧分壓等參數(shù)對(duì)膜的透光率和電阻率的影響。制備出的薄膜電阻率達(dá)9010I4ncm、載流子濃度為5810z0nc【n、透射率為90；山東大學(xué)陳源L23等采用射頻磁控濺射法在3種不同的有機(jī)材料村底上鍍制出附著性好、電阻率低、透射率高的zAO薄膜，并研究了結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)特性。從國(guó)內(nèi)外的研究情況來看，國(guó)內(nèi)的zAO膜還沒有達(dá)到

16、國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，仍有待于深入研究。5ZAO薄膜研究工作的發(fā)展趨勢(shì)和方向目前，ZAO薄膜還不能像ITO薄膜一樣具有市場(chǎng)價(jià)值，其原因在于對(duì)ZAO薄膜的研究還有不少缺欠，如制備工藝難以控制，導(dǎo)致產(chǎn)品性能穩(wěn)定性不好，重復(fù)性不理想等，但這些問題是能夠在今后的研究過程中逐步加以解決的。(1)應(yīng)提高可見光區(qū)透射率，降低直流電阻率，同時(shí)提高大面積制備薄膜性能的均勻性、穩(wěn)定性及可重復(fù)性。(2)制備技術(shù)要以磁控濺射制備方法為主。在磁控濺射技術(shù)中，由于直流磁控反應(yīng)濺射與射頻濺射相比，具有電氣控制簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、使用臺(tái)金靶、降低制靶成本等優(yōu)勢(shì)。因此，直流磁控反應(yīng)濺射制備技術(shù)是ZAO薄膜走向商品化的關(guān)鍵問題，對(duì)直

17、流磁控反應(yīng)濺射制備技術(shù)作進(jìn)一步研究是很有必要的。(3)注重靶材的制備方法和成分的均勻性。在磁控濺射技術(shù)中常采用兩類靶材：一類是ZnO：Ahq氧化物靶，另一類是Zn；A1臺(tái)金靶。研究這兩類靶材的制造工藝，使其成分均勻，并能采取一定的檢查措施，測(cè)試出成分含量及均勻性，這對(duì)提高ZAO薄膜質(zhì)量是很重要的。(4)要重視基片表面化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究。到目前為止，很少能看到研究基片表面附近化學(xué)反應(yīng)方面的文章，原因是這種化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，它受溫度、氣氛、磁場(chǎng)強(qiáng)度、氣體壓力等影響，研究起來比較困難，但它對(duì)成膜速度、膜的化學(xué)成分、附著力、光電特性都有直接關(guān)系，不容忽視。(5)要研究多因素之間的交互影響。一般研究者研

18、究鍍膜過程中某一因素對(duì)zAO薄膜質(zhì)量的影響，并給出了曲線，但許多因素在薄膜制備過程中同時(shí)存在，是互相制約的，應(yīng)該做正交實(shí)驗(yàn)，得出優(yōu)化結(jié)果。(6)應(yīng)深入研究氣體流動(dòng)狀態(tài)和傳熱傳質(zhì)過程。磁控濺射鍍zAO膜時(shí)需要通人氬和氧，通人氬和氧的位置應(yīng)該有最佳點(diǎn)，在鍍膜室內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)應(yīng)該能判斷，就不能形成氣體短路，否則通人量的控制就毫無意義了，鍍膜室內(nèi)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、金屬離子濺射區(qū)域、飛行距離與速度等都應(yīng)該是研究的對(duì)象。在眾多研究者的努力下，相信zA0薄膜的商品化一定能夠?qū)崿F(xiàn)。ZAO薄膜特性及發(fā)展方向發(fā)布時(shí)間:2009-8-812:28:33來源：玻璃工業(yè)網(wǎng)專業(yè)的玻璃行業(yè)網(wǎng)站系統(tǒng)，玻璃行業(yè)門戶的首選網(wǎng)

19、站信息中心紀(jì)毅璞（中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院北京100024）摘要：摻鋁氧化鋅（ZAO）具有一系列的獨(dú)特性能，近年來引起人們廣泛關(guān)注。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展背景，對(duì)近幾年來我國(guó)在ZAO薄膜研究領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r從結(jié)構(gòu)與機(jī)理、薄膜特性以及應(yīng)用三個(gè)方面給予回顧，并對(duì)今后的發(fā)展予以展望。關(guān)鍵詞：ZAO薄膜特性綜述1、引言透明導(dǎo)電膜以其接近金屬的導(dǎo)電率、可見光范圍內(nèi)的高透射比、紅外高反射比以及半導(dǎo)體特性，廣泛應(yīng)用于平板顯示器、太陽能薄膜電池、鍍膜玻璃等。目前應(yīng)用最為廣泛的是In2O3:Sn(ITO)薄膜，ITO薄膜具有透光率高、導(dǎo)電性好、襯底附著性強(qiáng)及硬度較高等優(yōu)點(diǎn)。基于磁控濺射技術(shù)的商業(yè)化生產(chǎn)，ITO薄膜己被

20、廣泛應(yīng)用于平面液晶顯示器件，并成功應(yīng)用于飛機(jī)風(fēng)擋玻璃、隱身玻璃、電磁兼容性屏蔽玻璃等。但是，由于銦為稀有元素，在自然界中貯存量少，價(jià)格較高，而且ITO應(yīng)用于太陽能電池時(shí)在等離子體中不夠穩(wěn)定。目前，摻雜Zn0基薄膜的研究進(jìn)展迅速，材料性能己可與ITO相比擬，其中摻鋁的Zn0薄膜ZnO:Al(ZAO)研究最為廣泛，它的突出優(yōu)勢(shì)是原料豐富，價(jià)格低廉，材料無毒，易摻雜，化學(xué)穩(wěn)定性好，易刻蝕，能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大面積鍍膜，因而被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ耐该鲗?dǎo)電薄膜之一。2、ZAO的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)理氧化鋅薄膜具有C軸擇優(yōu)生長(zhǎng)的眾多晶粒，每個(gè)晶粒都呈生長(zhǎng)良好的六角形鉛鋅礦結(jié)構(gòu)。氧化鋅晶體是由氧的六角密堆積和鋅的六角密堆

21、積反向嵌套而成的，晶格常數(shù)a=0.325nm，c=0.521nm，配位數(shù)為4：4，每一個(gè)鋅原子都位于四個(gè)相鄰的氧原子所形成的四面體間隙中，但只占據(jù)其中半數(shù)的氧四面體間隙，氧原子的排列情況與鋅原子相同。單位晶格中含有兩個(gè)分子，體積為0.047615nm3。如下圖1所示。在一定溫度下，一些電子獲得足夠的能量，從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，成為導(dǎo)帶的自由電子，同時(shí)價(jià)帶出現(xiàn)等數(shù)量的空穴，但由這種激發(fā)產(chǎn)生的平衡載流子的數(shù)量很少，所以純Zn0薄膜的導(dǎo)電性很差，幾乎不導(dǎo)電，電阻率高于106.cm。Al的原子半徑與格點(diǎn)的Zn原子半徑相近，它將占據(jù)晶格格點(diǎn)，與周圍元素形成共價(jià)鍵。A1價(jià)電子數(shù)比Zn多一個(gè)，出現(xiàn)了弱束縛的電子

22、，這個(gè)多余的電子只需要很少一點(diǎn)能量，就可以擺脫束縛并成為在Zn0薄膜中作共有化運(yùn)動(dòng)的自由電子，也就是成為導(dǎo)帶中的電子，此時(shí)ZAO薄膜的電阻率可降低到1O-4cm。圖1六角棱柱形纖鋅礦Zn0結(jié)構(gòu)3、ZAO薄膜的光電特性ZAO薄膜最顯著的特性就是光電特性，具有較低電阻率和對(duì)可見光的高透射率。ZAO薄膜為n型半導(dǎo)體，導(dǎo)電的非平衡載流子主要是A1原子作為施主向?qū)峁┑拇罅孔杂呻娮?，費(fèi)米能級(jí)進(jìn)入導(dǎo)帶，從而使其變成簡(jiǎn)并半導(dǎo)體。高度簡(jiǎn)并的載流子濃度很高，約為1018-1020cm3，電子遷移率約為7-102cm2/VS，所以具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，其低電阻率特性由載流子濃度決定，室溫電阻率為10-1-10-4

23、cm，Minami而等制備的ZAO薄膜的電阻率為10-4cm，與ITO相接近；陸峰等認(rèn)為A1元素相對(duì)含量的增加有助于提高載流子濃度，但對(duì)遷移率的提高卻不能起作用，電阻率有一個(gè)最低值，得到的最低電阻率為4.5l0-4cm。如圖2所示：圖2載流子濃度及遷移率隨摻雜A1的濃度變化曲線從圖中可以看出，載流子濃度在一定范圍內(nèi)隨摻雜濃度的上升而上升。當(dāng)摻雜濃度達(dá)到2%時(shí)，自由電子的濃度達(dá)到最大值41020cm-3，然后開始下降。這與ITO膜層相反的是，遷移率會(huì)隨著摻雜物濃度的上升而持續(xù)下降。ZAO薄膜的禁帶寬度約為3.4eV,它對(duì)電磁波的本征吸收限約等于360nm,處于紫外區(qū)，這是ZAO薄膜紫外截止的性能

24、。禁帶寬度大于可見光子能量(3.1eV)，對(duì)整個(gè)可見光是透明的，透射率約在80%以上，這是由于波長(zhǎng)在本征吸收限以上時(shí)，薄膜對(duì)電磁波的吸收系數(shù)迅速下降，大部分可見光波段的能量能透射過去，只有極少數(shù)能量被反射以及吸收掉。一定程度的A1摻雜對(duì)膜的透射率影響不大，但是薄膜的禁帶寬度隨A1摻雜的濃度增加而增加。ZAO薄膜還具有較高的紅外吸收和反射性能，付恩剛等制備的薄膜紅外反射率可以達(dá)到84%。4、ZAO薄膜目前的應(yīng)用狀況ZAO薄膜與ITO薄膜的光電性能相近，但在成本、穩(wěn)定性、環(huán)境污染等方面比ITO膜有較大的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，主要介紹一下幾種應(yīng)用。4.1太陽能電池ZAO作為ITO的替代品，在太陽

25、能電池透明電極領(lǐng)域表現(xiàn)的相當(dāng)突出。在太陽能電池上，透明導(dǎo)電膜作為減反射層和透明電極使用，可以提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率，使太陽能的能量轉(zhuǎn)化率達(dá)11.9%，僅次于ITO的轉(zhuǎn)化率13-16。4.2電子工業(yè)ZAO薄膜具有良好的透明性與導(dǎo)電性，同時(shí)還具有良好的刻蝕性。因此可以用質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的ZAO替代ITO薄膜而大量地用于平面液晶顯示(LCD)、電致發(fā)光顯示(ELD)、電致彩色顯示(ECD)等。目前在各類顯示器件中，如：通訊設(shè)備、檢測(cè)儀器及辦公室自動(dòng)化設(shè)備等，LCD產(chǎn)品的應(yīng)用僅次于顯像管(CRT)。隨著液晶顯示器件向大面積化、高等級(jí)化和彩色化方向發(fā)展以及透明導(dǎo)電材料制備技術(shù)的提高，材料體系的拓展，LCD產(chǎn)品將超

26、過CRT成為顯示器件領(lǐng)域中的主流產(chǎn)品。4.3航空、軍事ZAO薄膜具備與ITO相似的電學(xué)性能，有良好的微波屏蔽作用，能防靜電，可用于屏蔽電磁波的地方，如計(jì)算機(jī)房、雷達(dá)的屏蔽保護(hù)區(qū)、防雷達(dá)隱型飛機(jī)的涂層等。4.4交通工具ZAO薄膜既導(dǎo)電又透明的特點(diǎn)，使其成為一種典型的透明表面發(fā)熱器。這種透明表面發(fā)熱器可用于汽車、火車、電車、輪船、飛機(jī)等交通工具的玻璃視窗上，使其能夠除霧防霜。4.5建筑工業(yè)將ZAO薄膜用于高層建筑的視窗上，利用其高透光性和熱效應(yīng)，在冬季使熱量保存在一封閉的空間里而起到熱屏蔽的作用。在高溫季節(jié)，利用其紅外區(qū)的高反射率，使外界熱量難以輻射入室內(nèi)。利用其對(duì)可見光的選擇性，自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)光線

27、的強(qiáng)弱。利用以上性能，可以使建筑物內(nèi)暖氣、冷氣和照明等能源消耗減少。此外，ZAO薄膜還可以用于氣敏傳感器、滑水眼鏡、冷凍箱顯示器、防紫外線、紅外線的防護(hù)鏡以及醫(yī)療用喉鏡等。5、ZAO薄膜發(fā)展方向5.1機(jī)理與性能的研究盡管近年來對(duì)ZAO的結(jié)構(gòu)及各種性能的機(jī)理進(jìn)行了積極的探索，但是由于ZAO薄膜復(fù)雜的摻雜機(jī)制（氧空位和Al3+對(duì)Zn2+的替換），導(dǎo)致了對(duì)薄膜基本性質(zhì)（導(dǎo)電機(jī)制、能帶結(jié)構(gòu)等）的認(rèn)識(shí)還存在著很大的差異，如何研究載流子的散射過程，摻雜物的作用、晶體陷阱態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)等對(duì)電阻率的影響，以及如何降低ZAO薄膜的電阻率是一個(gè)首要問題。中科院金屬研究所聞立時(shí)等的研究主要側(cè)重于ZAO薄膜的組織結(jié)構(gòu)對(duì)

28、性能的影響，探討了制備過程中的工作壓力、氧分壓、濺射功率、合金靶中AI的摻雜含量等參數(shù)與薄膜性能的關(guān)系，以及在不同襯底上用磁控濺射沉積的透明導(dǎo)電膜進(jìn)行了性能對(duì)比；清華大學(xué)莊大明等主要研究了氧流量、基體溫度、靶電流密度、鋁的摻雜量、本底真空壓力和工作氣體壓力對(duì)ZAO薄膜電學(xué)性能的影響；河北工業(yè)大學(xué)范志新研究了ZAO薄膜的結(jié)構(gòu)、光電特性，還對(duì)磁控濺射、脈沖激光沉積、溶膠一凝膠等工藝進(jìn)行了研究。Ghosh研究了Al摻雜Zn0薄膜中的晶界散射，制備出電阻率為3.81l0-4cm的ZAO薄膜；Wendt和Ellmer等研究了氧分壓、濺射電壓等工藝參數(shù)和離子質(zhì)量對(duì)ZAO薄膜的影響。另外隨著對(duì)以玻璃為襯底的

29、ZAO薄膜的廣泛深入研究，人們對(duì)低溫以至室溫下制備柔性襯底ZAO薄膜逐步地重視起來。因?yàn)槿嵝砸r底導(dǎo)電膜具有可撓曲、重量輕、不易碎、易于大面積生產(chǎn)和便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。但是柔性襯底與ZAO薄膜的結(jié)合機(jī)理還不很清楚，有待進(jìn)一步研究。5.2商業(yè)化以及擴(kuò)寬應(yīng)用領(lǐng)域ZAO薄膜的開發(fā)僅僅剛剛起步，目前尚無競(jìng)爭(zhēng)力，但是它們有望從無定型硅太陽能電池的市場(chǎng)開始進(jìn)行大批量生產(chǎn)。如果要在平板玻璃上沉積高質(zhì)量的ZAO薄膜，必須將玻璃加熱到至少300，這一技術(shù)特點(diǎn)與鍍ITO薄膜一樣，使用濺射工藝進(jìn)行鍍膜時(shí)，平板玻璃的最大尺寸受到了一定的限制。此外，ZAO薄膜的電阻率較高，如何降低其電阻率以及在合適的領(lǐng)域替代ITO膜是一個(gè)急

30、需解決的問題。5.3開發(fā)先進(jìn)的工藝技術(shù)大多數(shù)研究者采用濺射法制備ZAO薄膜，雖己廣泛應(yīng)用，但是，最佳參數(shù)控制與國(guó)外比還有一定差距oPVD，CVD、Sol-Gel、MOCVD、PCVD、LCVD、真空反應(yīng)蒸發(fā)技術(shù)，均處于實(shí)驗(yàn)室階段。6、結(jié)束語盡管ZAO薄膜光電性能良好，用途廣泛，材料來源豐富，價(jià)格低，易于制造，是很有發(fā)展前途的產(chǎn)品。但目前ZAO薄膜還處于幼年發(fā)育時(shí)期，薄膜性能的均勻性、工藝的穩(wěn)定性和可重復(fù)性等都有待提高，大面積高速均勻成膜工藝、光刻工藝的兼容性等問題尚未解決，希望能引起有關(guān)科技工作者的關(guān)注。作者簡(jiǎn)介紀(jì)毅璞，男，1982年2月生，河北省晉州市人，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：玻璃

31、深加工、光電子材料以及功能薄膜的開發(fā)應(yīng)用。通訊地址：北京市朝陽區(qū)管莊東里1號(hào)聯(lián)系電話子郵箱：打破技術(shù)壁壘加快ITO靶材產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相關(guān)專題：HYPERLINK/tags_list/v5000441-d1006114357.htmlt_blank市場(chǎng)行情時(shí)間：2009-07-2008:29來源：HYPERLINK/icbuy億芯網(wǎng)目前全球信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我們應(yīng)抓住ITO材料市場(chǎng)需求猛增的大好時(shí)機(jī)，加速ITO靶材的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，打破發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)置的技術(shù)壁壘，促進(jìn)ITO靶材國(guó)產(chǎn)化。平板顯示器上游的關(guān)鍵材料ITO靶材的生產(chǎn)，落后于我國(guó)平板顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。打造相對(duì)完整的平板

32、彩電產(chǎn)業(yè)鏈，以著力提高自主發(fā)展能力為核心，提高ITO靶材的生產(chǎn)品質(zhì)，是我國(guó)平板顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展首要解決的問題之一。中國(guó)大陸今年ITO靶材需求量將超過300噸2007年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：生產(chǎn)低端TN導(dǎo)電玻璃的ITO靶材的廠商主要有：韓國(guó)的三星康寧、美國(guó)的優(yōu)美可(Umicore)、日本三井和德國(guó)的賀力士，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家也有少量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)年總需求量120噸。生產(chǎn)中檔STN的ITO靶材的廠商主要有：日本能源、韓國(guó)的三星康寧、美國(guó)的優(yōu)美可(Umicore)、日本三井和德國(guó)的賀力士。年需求量為200噸。用于生產(chǎn)高端TFT-LCD的ITO靶材均來自日本的東曹、日立、住友、VMC，日本在高端ITO靶材生產(chǎn)技術(shù)方面

33、一直處于領(lǐng)先地位，幾乎壟斷了大部分TFT液晶市場(chǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，年需求量為24噸。隨著2009年計(jì)劃7-9條TFT面板產(chǎn)生線的投產(chǎn)，2010年國(guó)內(nèi)用于高端TFT-LCD的ITO靶材將增加到120噸-140噸。國(guó)內(nèi)目前能生產(chǎn)TFT-LCD大尺寸液晶面板生產(chǎn)廠家主要有京東方、上廣電、龍騰光電、深超科技、天馬公司5家，產(chǎn)能占全球的5%，所用ITO靶材目前全部依賴進(jìn)口。除這5家將在未來幾年大規(guī)模擴(kuò)大產(chǎn)能外，彩虹集團(tuán)、四川長(zhǎng)虹、廣東佛山南海等內(nèi)地廠商和我國(guó)臺(tái)灣廠商高世代TFT生產(chǎn)線也將逐步落戶大陸，高密度ITO靶材的需求量呈快速遞增趨勢(shì)，目前正以每年15%20%的速度增長(zhǎng)。據(jù)臺(tái)灣業(yè)者粗略統(tǒng)計(jì)，2008年

34、各國(guó)業(yè)者對(duì)ITO靶材年均需求量，韓國(guó)約320噸，中國(guó)臺(tái)灣約為300噸，日本則約為250噸。目前中國(guó)大陸用于生產(chǎn)TFT-LCD的生產(chǎn)線有5條，預(yù)計(jì)2009年將再增加6條，如全部投產(chǎn)將需求ITO靶材150噸/年以上，因此，中國(guó)大陸2009年合計(jì)需ITO靶材將超過300噸。至此，國(guó)內(nèi)對(duì)ITO靶材的需求將超過日本，成為世界第三大ITO靶材的消費(fèi)大國(guó)。高端ITO靶材全部依賴進(jìn)口中國(guó)是全球中低端ITO導(dǎo)電玻璃的主要生產(chǎn)地，也是ITO靶材的主要需求市場(chǎng)之一。自1994年以來華錫集團(tuán)就開始熱壓技術(shù)的研發(fā)，株冶、寧夏905工廠、山東藍(lán)狐材料等眾多廠家與高等院校多年來不斷努力，但至今尚無法掌握高品質(zhì)ITO靶材制作

35、所需之氣氛燒結(jié)技術(shù)。從1998年起，我國(guó)的筆段型液晶顯示器、點(diǎn)陣顯示器產(chǎn)量已躍居世界第一，國(guó)內(nèi)目前能生產(chǎn)TFT-LCD大尺寸液晶面板的生產(chǎn)廠家主要有京東方、上廣電、龍騰光電3家，產(chǎn)能占全球的5%，可是，所用ITO靶材全部依賴進(jìn)口。我國(guó)銦儲(chǔ)量和產(chǎn)量均居世界第一，然而銦金屬卻主要外銷，對(duì)其深加工高新技術(shù)產(chǎn)品尚處于起步階段。為使資源增值，合理利用銦資源的重要途徑而銦金屬卻主要外銷，對(duì)其深加工高新技術(shù)產(chǎn)品尚處于起步階段。為使資源增值，合理利用銦資源的重要途徑之一是生產(chǎn)ITO靶材。目前ITO靶材生產(chǎn)通常采用冷等靜壓燒結(jié)法制備的ITO磁控濺射靶材，相對(duì)密度小于99%，未突破下游行業(yè)需求指標(biāo)(單相結(jié)構(gòu)、相對(duì)

36、密度大于99.5%)，產(chǎn)品只限部分用于生產(chǎn)低端的TN導(dǎo)電玻璃。自主開發(fā)ITO靶材意義重大目前工業(yè)ITO靶材都是以ITO粉末為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，其燒結(jié)成型方法主要有3種：熱壓法HP、冷等靜壓法CIP、高溫氣氛燒結(jié)法MMP。國(guó)內(nèi)目前ITO靶材的生產(chǎn)，多采用高成本的熱等靜壓工藝。該技術(shù)工藝生產(chǎn)的靶材，一旦產(chǎn)品規(guī)格超過200mm200mm，就會(huì)出現(xiàn)斷裂、密度低等問題，而且在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)靶材中毒現(xiàn)象。這也是我國(guó)靶材行業(yè)落后于先進(jìn)國(guó)家的主要原因之一。自主開發(fā)生產(chǎn)ITO靶材對(duì)于促進(jìn)我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大，主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，打破技術(shù)壁壘，讓高端靶材不再依賴進(jìn)口。國(guó)外對(duì)ITO靶材生產(chǎn)技

37、術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密封鎖使我國(guó)對(duì)這一關(guān)鍵的信息功能材料的制造技術(shù)嚴(yán)重滯后，致使ITO靶材不得不長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)鏈的建立，限制了我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展。因此，必須優(yōu)先發(fā)展具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ITO靶材制備技術(shù)，加快ITO產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，促進(jìn)高端ITO靶材國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。第二，有利于資源保護(hù)，提高銦產(chǎn)品高附加值。突破限制我國(guó)平板顯示器產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展的瓶頸制約，對(duì)提高我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，開發(fā)對(duì)稀缺金屬原材料的深加工具有重大的戰(zhàn)略意義和深遠(yuǎn)歷史意義。第三，填補(bǔ)我國(guó)ITO靶材在中、高端平板顯示器制造領(lǐng)域應(yīng)用的空白。第四，有利于ITO靶材平板生產(chǎn)工藝研究開發(fā)與人才培養(yǎng)。第五，有利于提高國(guó)內(nèi)ITO

38、靶材原料加工、鍍膜等整體技術(shù)水平。目前全球信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我們應(yīng)抓住ITO材料市場(chǎng)需求猛增的大好時(shí)機(jī)，加速ITO靶材的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，打破發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)置的技術(shù)壁壘，促進(jìn)ITO靶材國(guó)產(chǎn)化，改變目前ITO靶材主要依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)我國(guó)成為光電產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先國(guó)家的目標(biāo)。ITO玻璃和彩色濾光片國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展概況發(fā)布日期:2007-09-26來源:HYPERLINKt_blank統(tǒng)計(jì)整理HYPERLINK/sum/display/20070926/comment_145115_1.htmlt_blank作者:COEMA閱讀:1323字體選擇：HYPERLINKjavascript:doZoom(16)大HY

39、PERLINKjavascript:doZoom(14)中HYPERLINKjavascript:doZoom(12)小ITO導(dǎo)電玻璃和彩色濾光片是制造液晶顯示面板(簡(jiǎn)稱“LCD面板”)的關(guān)鍵原材料。其中彩色濾光片與LCD面板為一對(duì)一搭配使用關(guān)系，即大尺寸彩色濾光片用于生產(chǎn)大尺寸LCD面板，中小尺寸彩色濾光片用于生產(chǎn)中小尺寸LCD面板。LCD面板廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，其中大尺寸LCD面板主要應(yīng)用于筆記本電腦和液晶電視；中小尺寸LCD面板主要應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP4、車載顯示屏等。隨著此類消費(fèi)電子產(chǎn)品的市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)，LCD面板擁有廣闊的市場(chǎng)前景，相應(yīng)為ITO導(dǎo)電玻璃和彩色濾光片的發(fā)展創(chuàng)

40、造了良好的市場(chǎng)空間。液晶顯示在未來幾年仍將為平板顯示技術(shù)的主流平板顯示技術(shù)主要包括液晶顯示(LCD)、等離子顯示(PDP)、有機(jī)電致發(fā)光顯示(OLED)、真空熒光顯示(VFD)和投影顯示(LCOS)等技術(shù)。與其他類型的平板顯示器件相比，液晶顯示器件具有工作電壓低、功耗小、分辨率高、抗干擾性好、大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)成熟、成本較低等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而已成為FPD產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。根據(jù)知名調(diào)研機(jī)構(gòu)DisplaySearch統(tǒng)計(jì)，2005年LCD產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占整個(gè)FPD產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比例已超過75%，并且預(yù)計(jì)未來這一比例仍將繼續(xù)提高。根據(jù)LCD生產(chǎn)采用的技術(shù)類型不同，LCD一般分為TN-LCD、STN-LCD、CSTN

41、-LCD、TFT-LCD四種類型。其中TN-LCD、STN-LCD僅能實(shí)現(xiàn)單色顯示，CSTN-LCD和TFT-LCD才能彩色顯示。隨著人們生活水平的提高，計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA等資訊產(chǎn)品從商用型迅速向家用型、個(gè)人用戶型普及，從而帶動(dòng)LCD技術(shù)從黑白顯示向彩色顯示快速發(fā)展。2003年以來，彩屏手機(jī)在全球市場(chǎng)快速普及，帶動(dòng)了LCD市場(chǎng)的彩色化升級(jí)浪潮，LCD彩色化已成為大勢(shì)所趨。根據(jù)知名市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)iSuppli公司的統(tǒng)計(jì)，2004年彩色LCD產(chǎn)值已經(jīng)占到整個(gè)LCD產(chǎn)業(yè)的63%，開始占據(jù)LCD市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。預(yù)計(jì)到2010年，LCD彩色化比率將高達(dá)94%。在彩色顯示面板中，CSTN-LCD具有耗電低

42、、價(jià)格便宜、開模費(fèi)用低和開發(fā)時(shí)間短等特性，為初期手機(jī)彩屏的主流技術(shù)。與CSTN-LCD相比，TFT-LCD具有分辨率更高、反應(yīng)速度更快，以及畫質(zhì)更佳(更具有動(dòng)畫顯示效果)等優(yōu)勢(shì)，目前正逐漸取代CSTN-LCD在手機(jī)主屏領(lǐng)域占據(jù)主要地位，并廣泛應(yīng)用于液晶電視、液晶監(jiān)視器、筆記本電腦和數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品領(lǐng)域。液晶產(chǎn)業(yè)鏈：涉及眾多技術(shù)層面，上下游企業(yè)分工合作由于LCD產(chǎn)品制造涉及光學(xué)、半導(dǎo)體、電子工程、化工、高分子材料等各領(lǐng)域，所需技術(shù)層面極廣，所以LCD產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的專業(yè)分工較為明確，很少有單一廠商能做到從上游材料到下游成品的全部自主生產(chǎn)。在LCD產(chǎn)業(yè)鏈中，上游為原材料生產(chǎn)廠商，主要原材料包括

43、玻璃基板、ITO導(dǎo)電玻璃、偏光片、彩色濾光片等；中游為面板生產(chǎn)廠商，采用各種上游材料制造LCD面板；下游為各類整機(jī)產(chǎn)品廠商，采用中游的LCD面板提供給各類整機(jī)產(chǎn)品搭配使用。在LCD產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，LCD面板位于產(chǎn)業(yè)中游，在整個(gè)LCD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中占有重要地位。根據(jù)終端產(chǎn)品應(yīng)用面板尺寸的大小不同，LCD面板可分為小尺寸面板(13英寸)、中尺寸LCD面板(310.4英寸)和大尺寸LCD面板(10.4英寸以上)。其中中小尺寸LCD面板泛指小于10.4英寸的LCD面板(行業(yè)習(xí)慣將TN-LCD、STN-LCD、CSTN-LCD及中小尺寸TFT-LCD統(tǒng)稱為中小尺寸LCD面板)。中小尺寸LCD面板主要用于手機(jī)、

44、PDA、數(shù)碼相機(jī)(DC)、數(shù)碼攝像機(jī)(DV)、車載顯示屏(如GPS、車載DVD等)等產(chǎn)品；大于10.4英寸的大尺寸LCD面板，由于主要采用TFT-LCD技術(shù)，因此又稱大尺寸TFT或大尺寸TFT-LCD，主要用于筆記本電腦、液晶監(jiān)視器和液晶電視等產(chǎn)品。萊寶高科現(xiàn)有的ITO導(dǎo)電玻璃和彩色濾光片產(chǎn)品全部用于中小尺寸LCD面板，必須與LCD面板一對(duì)一搭配使用，因此萊寶高科現(xiàn)有的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)與中小尺寸LCD面板市場(chǎng)密切相關(guān)。中小尺寸LCD面板大都是客戶定制型產(chǎn)品，其規(guī)格品種很多且成系列化，強(qiáng)調(diào)個(gè)性化設(shè)計(jì)與服務(wù)，其應(yīng)用范圍比較廣泛(如手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、車載顯示屏等)，客戶數(shù)量也很多。而大尺寸

45、LCD面板基本上為大規(guī)模生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)品，應(yīng)用范圍比較窄(主要集中在筆記本電腦、液晶監(jiān)視器、液晶電視等產(chǎn)品上)，制造商通常情況下一年只生產(chǎn)34種尺寸的產(chǎn)品，客戶相對(duì)集中，一般只需幾家大批量采購的客戶即可。上述因素使得生產(chǎn)中小尺寸LCD產(chǎn)品的企業(yè)與生產(chǎn)大尺寸TFT-LCD產(chǎn)品的企業(yè)在經(jīng)營(yíng)管理方式上有很大的不同，二者面向兩個(gè)不同的細(xì)分市場(chǎng)。中小尺寸液晶面板產(chǎn)業(yè)仍將穩(wěn)步發(fā)展作為資金密集型和技術(shù)密集型行業(yè)，近年來LCD行業(yè)以每年平均高于30%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)而被譽(yù)為全球明星產(chǎn)業(yè)，其中中小尺寸LCD面板產(chǎn)業(yè)在手機(jī)市場(chǎng)的帶動(dòng)下發(fā)展更為迅猛。據(jù)臺(tái)灣資策會(huì)(MIC)的最新統(tǒng)計(jì)，2005年全球中小尺寸LCD面板出貨量為

46、21.25億片，產(chǎn)值為187.39億美元，預(yù)計(jì)2010年全球中小尺寸LCD面板出貨量為27.15億片，產(chǎn)值達(dá)到257.92億美元，由此可見，未來數(shù)年內(nèi)中小尺寸LCD面板市場(chǎng)將一直保持較高的增長(zhǎng)速度，市場(chǎng)容量十分巨大。ITO導(dǎo)電玻璃行業(yè)ITO俗稱氧化銦錫，是一種具有良好導(dǎo)電性能的金屬化合物，可利用磁控濺射等方法把ITO膜鍍?cè)诟黝惢宀牧?基板材料包括鈉鈣玻璃、硼硅玻璃、PET塑料等)上用作導(dǎo)電的電極，廣泛應(yīng)用于LCD、OLED、PDP、觸摸屏等各類平板顯示器件在20世紀(jì)70年代至90年代初，能夠提供LCD用ITO導(dǎo)電玻璃的生產(chǎn)廠商只有美國(guó)Donnelly、瑞士Balzers及日本少數(shù)幾個(gè)廠商。隨

47、著LCD行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)導(dǎo)電玻璃需求量的增大，德國(guó)Leybold、日本真空、美國(guó)AFC開始推出商業(yè)化的導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)線，韓國(guó)、中國(guó)內(nèi)地及臺(tái)灣地區(qū)在90年代開始引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)導(dǎo)電玻璃，并成為導(dǎo)電玻璃市場(chǎng)發(fā)展最快的區(qū)域。近年來，隨著手機(jī)彩屏化和液晶顯示器件的普及應(yīng)用，以低電阻(面電阻率5/)、低表面缺陷、超薄基板玻璃為代表的中高檔ITO導(dǎo)電玻璃的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)迅速。中高檔ITO導(dǎo)電玻璃市場(chǎng)需求增長(zhǎng)迅速由于ITO導(dǎo)電玻璃與TN/STN/CSTN-LCD面板之間存在著一對(duì)一的搭配關(guān)系，隨著TN/STN/CSTN-LCD面板市場(chǎng)逐漸進(jìn)入成熟期，ITO導(dǎo)電玻璃的市場(chǎng)需求也漸趨穩(wěn)定(如下圖所示。單位：萬平方米/

48、年)。從產(chǎn)能與下游配套的角度來看，由于目前TN/STN-LCD行業(yè)在技術(shù)發(fā)展上已經(jīng)退出主流行列，市場(chǎng)容量增長(zhǎng)空間有限，實(shí)際產(chǎn)量與產(chǎn)能之間存在較大差距，從而也造成低檔ITO導(dǎo)電玻璃市場(chǎng)需求增長(zhǎng)乏力，產(chǎn)能已超過市場(chǎng)實(shí)際需求。而隨著LCD面板性能的不斷改進(jìn)以及CSTN-LCD面板市場(chǎng)近年來的快速發(fā)展，帶動(dòng)中高檔ITO導(dǎo)電玻璃市場(chǎng)需求增長(zhǎng)迅速，市場(chǎng)容量不斷擴(kuò)大。行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)：中國(guó)已成全球最大生產(chǎn)基地近年來，基于勞動(dòng)力和市場(chǎng)等因素，全球TN/STN/CSTN-LCD產(chǎn)業(yè)不斷向中國(guó)內(nèi)地轉(zhuǎn)移和集中，與之相對(duì)應(yīng)，作為L(zhǎng)CD行業(yè)關(guān)鍵原材料的ITO導(dǎo)電玻璃產(chǎn)業(yè)也隨之加速向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移。日本等國(guó)已逐步退出ITO導(dǎo)電玻璃

49、行業(yè)，僅保留部分高檔ITO導(dǎo)電玻璃及其上游關(guān)鍵原材料的生產(chǎn)，韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)廠商亦僅保留中高檔STN/CSTN型ITO導(dǎo)電玻璃的生產(chǎn)。目前我國(guó)已成為ITO導(dǎo)電玻璃的最大生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的50%以上。據(jù)FPDisplay調(diào)研統(tǒng)計(jì)，截止2005年底，我國(guó)大陸ITO導(dǎo)電玻璃企業(yè)主要有12家，ITO導(dǎo)電玻璃生產(chǎn)線約20條，主要生產(chǎn)廠商包括進(jìn)口大型生產(chǎn)線企業(yè)萊寶和南?？萍嫉龋馍酞?dú)資企業(yè)蘇州美日，國(guó)產(chǎn)生產(chǎn)線企業(yè)蚌埠華益、深圳南亞、金壇康達(dá)克和長(zhǎng)信等。盡管我國(guó)已成為ITO導(dǎo)電玻璃的主要生產(chǎn)基地，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)偏向低檔化，中高檔產(chǎn)品所占比重不高。目前國(guó)內(nèi)TN型ITO導(dǎo)電玻璃和中、低檔STN型ITO

50、導(dǎo)電玻璃已呈現(xiàn)供大于求的趨勢(shì)，生產(chǎn)廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，價(jià)格逐年下降；但中高檔ITO導(dǎo)電玻璃市場(chǎng)仍然供不應(yīng)求，部分產(chǎn)品尚需進(jìn)口滿足，價(jià)格走勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)。彩色濾光片行業(yè)彩色濾光片是LCD面板實(shí)現(xiàn)彩色化顯示的關(guān)鍵原材料，約占彩色LCD面板材料成本的25%左右。此外，彩色濾光片還可應(yīng)用于OLED等其他平板顯示產(chǎn)品。彩色濾光片是由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成的濾色膜，有規(guī)律地制作在一塊玻璃基板上，利用濾光的原理，產(chǎn)生紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種顏色，根據(jù)驅(qū)動(dòng)IC控制電壓的不同，三種顏色依不同種類混合產(chǎn)生各式各樣的色彩。彩色濾光片是LCD面板實(shí)現(xiàn)彩色化顯示的關(guān)鍵原材料，必須與LCD面板一對(duì)一同樣大小搭配使

51、用，因此彩色濾光片的技術(shù)發(fā)展與LCD面板的技術(shù)發(fā)展息息相關(guān)。彩色濾光片市場(chǎng)增長(zhǎng)較快目前彩色LCD面板包括CSTN-LCD和TFT-LCD兩種類型，因此彩色濾光片相應(yīng)分為CSTN-LCD用CF和TFT-LCD用CF兩種類型，二者的生產(chǎn)工藝流程基本相同(因此行業(yè)習(xí)慣將二者統(tǒng)稱為彩色濾光片)，只是在基板玻璃、ITO膜電阻、套合精度等方面存在一定差異日本是最早制造CF的國(guó)家，目前也是全球CF的最大供應(yīng)商，且生產(chǎn)CF的許多關(guān)鍵技術(shù)、重要生產(chǎn)設(shè)備以及光刻膠等關(guān)鍵原材料仍主要掌握在少數(shù)日本廠商手中。隨著2003年以來全球彩屏手機(jī)的興起和迅速普及、液晶監(jiān)視器、筆記本電腦、液晶電視等產(chǎn)品銷量的快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)CS

52、TN-LCD和TFT-LCD彩色面板市場(chǎng)快速擴(kuò)張，生產(chǎn)LCD面板的關(guān)鍵原材料CF的產(chǎn)量也隨之獲得大幅增長(zhǎng)。韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)和中國(guó)內(nèi)地抓住LCD行業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，推動(dòng)本地CF產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。隨著CSTN/TFT-LCD面板產(chǎn)量的穩(wěn)步擴(kuò)大，作為CSTN/TFT-LCD面板的關(guān)鍵原材料，CF市場(chǎng)需求也保持著穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。根據(jù)FPDisplay預(yù)測(cè)，2005-2009年全球CF產(chǎn)值將以年復(fù)合增長(zhǎng)率12.37%持續(xù)成長(zhǎng)。由于中小尺寸LCD面板多為定制的非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，規(guī)格品種很多，要求新品開模周期短、生產(chǎn)轉(zhuǎn)換快，中小尺寸LCD面板生產(chǎn)商如果自行生產(chǎn)CF產(chǎn)品，將面臨管理與成本控制難題。上述兩個(gè)因素導(dǎo)致中小尺寸LC

53、D面板生產(chǎn)商內(nèi)制CF的動(dòng)力不足，基本依賴上游專業(yè)CF制造商，使得中小尺寸LCD面板與CF企業(yè)之間的專業(yè)分工較為明確，中小尺寸CF廠商面臨的替代壓力較小。行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)：中國(guó)生產(chǎn)比例仍低，未來發(fā)展空間仍大目前全球生產(chǎn)CSTN-LCD用CF的專業(yè)廠商主要有日本的安德斯(Andes)、微技研(Microtec)和日本光村(Mitsumula)、萊寶以及臺(tái)灣勝華(Wintek)等企業(yè)。國(guó)內(nèi)方面，萊寶是國(guó)內(nèi)最早涉足CF產(chǎn)業(yè)并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)，打破了國(guó)內(nèi)CF供應(yīng)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的不利局面。自萊寶2003年投產(chǎn)CF后，南玻偉光和比亞迪開始陸續(xù)引進(jìn)CF生產(chǎn)線。由于比亞迪所產(chǎn)CF主要為其自身LCD面板生產(chǎn)配套使用

54、，因此公司和南玻偉光是目前國(guó)內(nèi)CSTN-LCD用CF產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。目前國(guó)內(nèi)CSTN-LCD用CF市場(chǎng)仍處于供不應(yīng)求狀態(tài)。由于新的生產(chǎn)線從投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)存在一定的時(shí)間差，同時(shí)達(dá)產(chǎn)后產(chǎn)品合格率的提升也需要較長(zhǎng)的過程，因此，預(yù)計(jì)未來一段時(shí)期內(nèi)現(xiàn)有CSTN-LCD用CF生產(chǎn)商面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力仍然較小。截至2005年底，日本安德斯(Andes)的產(chǎn)量位居全球第一，萊寶CSTN-LCD用CF的產(chǎn)量位居全球前三名和國(guó)內(nèi)第一名。由于成本居高不下，迫于競(jìng)爭(zhēng)壓力，日本的安德斯(Andes)和微技研(Microtec)等公司已逐步調(diào)低了CSTN-LCD用CF的產(chǎn)量，并將CSTN-LCD用CF生產(chǎn)線陸續(xù)向TFT-LCD

55、用CF轉(zhuǎn)移?；诖耍S著萊寶于2006年6月再次引進(jìn)一條CF生產(chǎn)線后，預(yù)計(jì)未來兩至三年內(nèi)萊寶CSTN-LCD用CF的產(chǎn)量將有望超過微技研(Microtec)，產(chǎn)能躍居全球前二名。在TFT-LCD用CF方面，目前日本的凸版印刷(Toppan)、大日本印刷(DNP)和Toray仍是大尺寸TFT-LCD用CF專業(yè)制造商的三大巨頭，合計(jì)占全球大尺寸TFT-LCD用CF市場(chǎng)份額近70%。目前國(guó)內(nèi)在大尺寸TFT-LCD用CF的生產(chǎn)方面尚處于空白，而在中小尺寸TFT-LCD用CF的生產(chǎn)方面則已積極介入(主要為萊寶高科和南玻偉光)。截至目前萊寶公司對(duì)CSTN用彩色濾光片生產(chǎn)線的投入將告一段落，下面公司將投資技

56、術(shù)上更為先進(jìn)的TFT用彩色濾光片的研發(fā)生產(chǎn)。另外公司還將進(jìn)入高端電阻式觸摸屏的市場(chǎng)。在新產(chǎn)品規(guī)模量產(chǎn)前，公司的增長(zhǎng)性將減弱，根據(jù)公司的招股資料，2008年將是公司重新進(jìn)入高速增長(zhǎng)的時(shí)間。萊寶高科的盈利能力非常突出，在國(guó)內(nèi)電子類上市公司非常少見(只有軍工類的航天電器有高毛利的記錄)。公司的高盈利得益于其在中小尺寸平板顯示器領(lǐng)域的領(lǐng)先一步的產(chǎn)業(yè)布局。國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入ITO導(dǎo)電玻璃和彩色濾光片市場(chǎng)，現(xiàn)有一大批成熟穩(wěn)定的客戶，彩色濾光片的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率為70%，中高檔ITO導(dǎo)電玻璃的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率為30%。近三年來，國(guó)內(nèi)ITO導(dǎo)電玻璃和CF產(chǎn)品的銷售價(jià)格盡管有所反復(fù)，但總體趨勢(shì)仍然以下降為主。萊寶公司生產(chǎn)

57、的ITO導(dǎo)電玻璃和CF產(chǎn)品絕大部分都是非標(biāo)準(zhǔn)的定制產(chǎn)品，具有多品種、小批量的特征。定制化的產(chǎn)業(yè)特征決定了公司與客戶的關(guān)系是長(zhǎng)期穩(wěn)定的，相互依賴性較強(qiáng)。萊寶高科的客戶基本都在國(guó)內(nèi)，而國(guó)內(nèi)從事中小尺寸液晶面板生產(chǎn)的企業(yè)屈指可數(shù)，比較有名氣的深天馬、比亞迪、信利國(guó)際等企業(yè)都是公司的大客戶。隨著公司銷售規(guī)模的擴(kuò)大，客戶集中度也在不斷提高，05年前5名客戶銷售額所占比例為74%，06年上半年上升到87.9%。TFT-LCD用彩色濾光片生產(chǎn)線萊寶高科在CSTN用彩色濾光片領(lǐng)域取得成功，但是CSTN技術(shù)的市場(chǎng)前景并不美好。隨著中小尺寸TFT顯示面板的價(jià)格快速下降，CSTN的成本優(yōu)勢(shì)已經(jīng)不太明顯，而TFT技術(shù)

58、特性明顯要好，因此CSTN的市場(chǎng)將部分被TFT取代。萊寶公司目前已經(jīng)擁有了12條CSTN用濾光片生產(chǎn)線，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)70%，雖然這個(gè)市場(chǎng)仍可繼續(xù)開拓，但是已經(jīng)不適宜繼續(xù)做大，而發(fā)展TFT用彩色濾光片才是公司維持在濾光片行業(yè)國(guó)內(nèi)龍頭地位、保持高盈利能力的正確道路。國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)的是1代線，設(shè)備和技術(shù)來源都是日本，不過由于公司實(shí)力問題，這些生產(chǎn)線都沒實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。估計(jì)汕尾信利的2.5線將會(huì)成為國(guó)內(nèi)首條量產(chǎn)的中小尺寸TFT面板生產(chǎn)線，投產(chǎn)時(shí)間可能會(huì)提前到明年上半年。而由深天馬參股的上海天馬4.5代線目前還不能確定開工日期。此外還有美國(guó)世基公司在國(guó)內(nèi)設(shè)立的獨(dú)資公司上海慧城顯示技術(shù)有限公司也準(zhǔn)備投資9,

59、800萬美元建設(shè)14英寸以下中小尺寸LCD面板生產(chǎn)線。根據(jù)前面的行業(yè)討論，國(guó)內(nèi)中小尺寸的TFT用彩色濾光片的生產(chǎn)還處于空白，而下游液晶面板生產(chǎn)線已經(jīng)率先建立。國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的完整是這個(gè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)，因此萊寶高科發(fā)展TFT用彩色濾光片的投資行為是必要的，從公司的技術(shù)水平看，也是可行的。電阻式觸摸屏本項(xiàng)目的產(chǎn)品為電阻式觸摸屏，與10.4英寸以下的中小尺寸LCD面板配套使用，主要應(yīng)用于帶有觸摸屏的手機(jī)、PDA、車載顯示屏等消費(fèi)電子產(chǎn)品。市場(chǎng)成長(zhǎng)性強(qiáng)，中高端產(chǎn)品被日韓臺(tái)廠商壟斷據(jù)臺(tái)灣拓?fù)洚a(chǎn)業(yè)研究所(TRI)2005年5月預(yù)測(cè)，未來幾年傳統(tǒng)的PDA本身的市場(chǎng)將小幅萎縮；而PDA手機(jī)市場(chǎng)則增長(zhǎng)迅速，預(yù)計(jì)

60、2006年市場(chǎng)上PDA手機(jī)出貨量達(dá)到711萬部，至2008年將增長(zhǎng)至1,682萬部，年均增長(zhǎng)率達(dá)50%以上；智能手機(jī)(SmartPhone)市場(chǎng)容量最大，2006年預(yù)計(jì)出貨量可達(dá)8,855萬部，2008年將增至15,063萬部，年均增長(zhǎng)率超過30%。目前我國(guó)觸摸屏市場(chǎng)尚處于起步階段，國(guó)內(nèi)電阻式觸摸屏廠商主要有南京華睿川、廣州華意、深圳深越、深圳北泰等。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電阻式觸摸屏廠商的生產(chǎn)規(guī)模均較小，且產(chǎn)品檔次不高；南京華睿川是國(guó)內(nèi)最大的電阻式觸摸屏廠商，也是目前唯一一家可以提供手機(jī)用觸摸屏的廠商，但是其總體產(chǎn)能規(guī)模較小。國(guó)內(nèi)電阻式觸摸屏生產(chǎn)廠商盡管在生產(chǎn)數(shù)量上已形成一定規(guī)模，但是目前各生產(chǎn)廠商的生