ITO 靶材有中低端和高端之分:中低端 ITO 靶材有建筑玻璃鍍膜靶材、發熱膜和熱反射膜靶材,應用包括部分傳統的汽車顯示屏、部分儀器儀表的顯示;高端ITO 靶材主要用于平面顯示、集成電路半導體、太陽能光伏以及磁記錄和光記錄等領域,尤其用于大面積、大規格的 TFT-LCD、OLED 等領域,具備高密度、高純度、高均勻性等特點。
平面顯示面板生產是 ITO 靶材當前的主要需求領域。在平面顯示面板的生產工藝中,玻璃基板要經過多次濺射鍍膜形成 ITO 玻璃,加工組裝用于生產 LCD 面板、OLED 面板等。觸控屏(TP)的生產,則還需將 ITO 玻璃進行加工處理、經過鍍膜形成電極,再與防護屏等部件組裝加工而成。一般而言,ITO 靶材在顯示面板全部靶材成本中的占比接近 50%。
太陽能光伏電池是 ITO 靶材未來需求的增長點。目前市場主要需求在異質結電池。異質結電池(HIT)在制備透明導電膜階段需要應用 ITO 靶材,其生產成本低、轉化效率高,有助于進一步提升對 ITO 的市場需求。
與濺射靶材整體的情況類似,前期 ITO 靶材制備幾乎由日、韓壟斷,代表企業有 JX 金屬、三井礦業、東曹、韓國三星等,其中日礦和三井兩家幾乎占據了高端 TFT-LCD 市場用 ITO 靶材的絕大部分份額和大部分的觸控屏面板份額,中國 ITO 靶材供應超一半左右依賴進口。本土廠商生產的 ITO 靶材主要供應中低端市場,約占國內 30%的市場份額;而高端TFT-LCD、觸控屏用 ITO 靶材主要依賴日、韓進口,進口比例約占國內 70%的市場份額。
與此同時,國內 ITO 濺射靶材領域內部分優勢企業正逐漸突破 ITO 濺射靶材的關鍵技術,已進入到國內下游知名企業的供應鏈體系,從試樣、小批量生產到批量生產供應,在 ITO 靶材的關鍵技術上已逐步接近或達到國外廠商的技術水平,正逐漸改變國內高端平面顯示用 ITO 靶材產品長期依賴進口的局面。
根據中國光學光電子行業協會液晶分會出具的情況說明,2019 年至 2021 年國內 ITO 靶材市場容量從 639 噸增長到 1,002 噸,年復合增長率為 25.22%。根據其預測,未來 2-3 年內,雖然國內平面顯示行業的固定資產投資增速將有所放緩,但由于平面顯示行業存量需求及太陽能光伏電池的增量需求,國內 ITO 靶材市場容量仍將保持一定幅度的增長,具體情況如下:
資料來源:中國光學光電子行業協會液晶分會、普華有策整理
(2)ITO 靶材的技術發展趨勢
①尺寸大型化
隨著電視、PC 等面板面積加速向大尺寸化邁進,相應的 ITO 玻璃基板也出現了明顯的大型化的趨勢,這使得對 ITO 靶材尺寸的要求越來越大。為滿足大面積鍍膜工藝要求,往往需使用多片或多節小尺寸靶材拼焊成大尺寸靶材,但焊縫的存在會導致靶材鍍膜質量的下降。因此,研發大尺寸單片(單節)靶材,減少焊縫數量成為 ITO 靶材技術發展趨勢。
②高密度化
提高靶材的密度有助于減少毒化現象,并降低電阻率,提高靶材的使用壽命。毒化是指濺射過程中 ITO 靶材表面出現凸起物的結瘤現象,毒化會導致靶材濺射速率降低,弧光放電頻率增加,所制備的薄膜電阻增加,透光率降低且均勻性變差,此時必須停止濺射,清理靶材表面或更換靶材。高密度 ITO 靶材具有較好的熱傳導性和較小的界面電阻,不易在濺射過程中發生熱量蓄積,可減少毒化概率。因此,高密度化成為 ITO 靶材的技術發展趨勢。
③提高利用率
提高靶材利用率一直是靶材制備行業研究的熱點和難點。在濺射過程中,ITO平面靶材表面會形成環形磁場,并在環形表面進行刻蝕,這使得環形區域的中心部分無法被濺射,導致平面靶材的利用率較低,目前 ITO 平面靶材的靶坯利用率一般不超過 40%。ITO 旋轉靶材相較平面靶材在利用率上有較大提升,旋轉靶材圍繞固定的條狀磁鐵組件進行旋轉,使得整個靶面都可以被均勻刻蝕,提高了靶材的利用率,目前 ITO 旋轉靶材的靶坯利用率可達 70%以上。提高 ITO 靶材利用率有助于提高生產效率,降低生產成本,因此成為 ITO 靶材的技術發展趨勢。