液晶导电薄膜：氧化铟锡(ITO)与银纳米线(SNW)对比

现有的透明导体主要使用氧化铟锡(ITO)；铟被归为稀土金属，主要储量位于中国。ITO对各种电子设备的普及作出了很大贡献，特别是电子显示器和太阳能电池。要制造透明导体，需要在真空腔中使用汽相沉积工艺将ITO溅镀到目标基板上，然后对带涂层的基板（通常是玻璃）进行化学蚀刻和图案设计处理，以形成用于触摸屏中的透明导体。

ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理，以得到更均匀的显示控制。液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃，所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。因此，最终的液晶显示器都会沿浮法方向，规律的出现波纹不平整情况。

在溅镀ITO层时，不同的靶材与玻璃间，在不同的温度和运动方式下，所得到的ITO层会有不同的特性。一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些，更容易出现“麻点”现象；有些厂家的玻璃ITO层会出现高蚀间隔带，ITO层在蚀刻时，更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带；另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。

ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。在厚度只有几千埃的情况下，氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强，液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃。由于ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质，俗称“霉变”，因此在存放时要防潮。

ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不佳的反应物质，所以在加工过程中，尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。ITO层由很多细小的晶粒组成，晶粒在加温过程中会裂变变小，从而增加更多晶界，电子突破晶界时会损耗一定的能量，所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高，电阻也增大。

ITO导电玻璃按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150~500欧姆）、普通玻璃（电阻在60~150欧姆）、低电阻玻璃（电阻小于60欧姆）。高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。

ITO导电玻璃制造工艺

（1）电化学扩散工艺：在玻璃上用电化学扩散方法可获得掺杂超导薄膜。玻璃在电化学处理装置中与熔融金属或化合物接触，在一定的电场作用下，熔融金属或化合物中的离子会扩散到玻璃表面，玻璃中的一价碱金属离子离解处来，等量地扩散至阴极表面，使玻璃表面的化学组成发生变化。性能随之改变。

（2）高温喷涂和等离子体喷涂工艺：这种技术是将粉末状金属或非金属、无机材料加热至熔化或未熔化状态，并进一步加温使其雾化，形成高温高速焰流喷向需喷涂的玻璃基体。采用这种方式可以先在基体上制备YBaGUOx等涂层，在经过热处理可成为超导性材料。

纳米线是一种纳米尺度(1纳米=10^-9米)的线。 换一种说法，纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构。这种尺度上，量子力学效应很重要，因此也被称作"量子线"。根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线（如：Ni，Pt，Au等），半导体纳米线（如：InP，Si，GaN 等）和绝缘体纳米线（如：SiO2，TiO2等）。分子纳米线由重复的分子元组成，可以是有机的（如：DNA）或者是无机的（如：Mo6S9-xIx）。　作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线可以被用来制作超小电路。　银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。因此被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能，并已有大量的研究将其应用于薄膜太阳能电池。此外由于银纳米线的大长径比效应，使其在导电胶、导热胶等方面的应用中也具有突出的优势。

来自Cambrios公司的ClearOhm涂层材料是其中包含银纳米线(SNW)悬浮物的墨水。纳米线是由直径为数十纳米、长度为数十微米的水晶银制成，因此纵横比较高。施涂到塑料（通常是PET）基板上时，生成的膜具有一层高度导电但透明的银纳米网线。单晶银线会重叠在一起，形成高度导电的网络（因为银是已知最具导电性的元素）。

ITO及SNW的优势对比

由于技术已趋成熟，ITO数年以来一直处于市场支配地位。一些制造商甚至已在汽相沉积/溅镀设备投资了数百万美元的资金。

ITO工艺较为简单易懂。虽然其传导效果不如SNW，ITO膜也无法提供低的薄层电阻率，但其性能对于小尺寸触摸屏的传统应用已足够。ITO非常一致，图案能见度最小化，且该材料非常稳定。

SNW在传导效果及低薄层电阻率上均比ITO出色，且该材料已在数种消费产品中应用成熟，其制造成本及每单位成本更低，扩大SNW生产规模也更为容易。卷对卷加工的SNW透明导体对那些要求产量高、工序简单的新建生产设施是一种极好的选择，且该材料非常适用于柔性显示触摸屏。

Viki 译 Alex 校对