在7月30日召開的“第二屆全球Mini/Micro LED TechDays顯示技術周”Mini LED背光專題會場,壹納光電營銷總監王志杰發表了題目為《厚積而薄發-氧化物溝道層材料及IZO靶材的材料學底層邏輯構建》的主題演講,以下是演講的部分內容。
壹納:年產百噸靶材
大家好!
我們壹納光電,今天帶來的是有關產業鏈上游材料的報告,主題是《厚積而薄發--氧化物溝道層材料及IZO靶的材料學底層邏輯構建》。這個報告我們分為三個部分,首先是我們壹納公司的介紹,再就是關于我們公司的底層邏輯以及核心能力的介紹,最后是我們TCO產品的一些實績。
首先關于壹納公司的介紹,正如報告題目所說的“厚積而薄發”,我們壹納源于1996年中南大學粉末冶金研究院國家九五攻關項目,我們在TCO靶材的研發生產方面已經深耕25年,我們也是國內首家提供商用ITO靶材的廠家,而正是有了這25年的沉淀,我們做到了全流程的工藝自主研發、以及全流程的設備自主研發,包括生產過程中的檢測控制手段都是我們自己開發的,我們建立了從客戶端應用到我們自身產品材料學底層邏輯的完整體系,從而可以快速響應客戶需求來定制化研發、生產,這在多個客戶行業領域得以成功應用,例如光伏行業異質結HIT電池、TFT-LCD高阻靶和溝道層靶材、OLED的IZO靶材,以及我們Mini/ Micro LED的特種蒸鍍靶,我們都是在非常短的時間里做出客戶想要的產品,成功替代并優于國外的產品。
這個是我們公司的一個歷程介紹。去年上海臻越在完成對我們壹納光電的收購后進行了增資擴產,目前我們正在建設新廠房,一期投產后產能將達到年產百噸靶材。
材料學的底層邏輯
剛是我們公司的一個簡單介紹,接下來介紹第二部分:我們壹納公司堅實的材料學底層邏輯以及核心能力。
首先對于客戶鍍膜應用這塊,我們會非常精準的清楚客戶對膜的特性需求,然后我們可以針對膜的特性設計出相對應的靶材相結構,而我們要得到這樣的相結構,我們需要怎樣的生產設備,什么樣的生產工藝,需要什么樣的原物料,在生產過程的監控以及最終產品怎么樣來評估,是好還是不好,我們是建立了一套非常完整的材料學底層邏輯體系,我們也有兩個非常核心的競爭能力,一是關于設備的:那就是適宜于反應條件的反應釜設計與制造適應于燒結的節能型燒結爐;二是工藝上,例如如何制備純凈邊界條件而適于擴散的粉末,以及合適的燒結工藝。
做一個好的靶材首先是解決粉體,因為TCO靶材一般是摻雜的固溶體,燒結的過程就是形成固溶體的過程,例如ITO靶燒結過程就是四價錫向三氧化二銦晶體結構擴散的一個過程,擴散距離越短越容易形成固溶體,燒結的粉體不好,那么擴散的距離就越長,同樣的時間同樣的溫度就不容易形成固溶體,所以首先要有好的粉體。而我們的粉體都是自己制作的,而且制作方法跟別人不一樣,我們粉體非常細小而彌散的分布,這樣就可以縮短擴散的距離,而且晶界會很純凈,晶界不純凈就相當于晶界上有一個雜質的東西影響阻礙了擴散。然后就是燒結工藝要合適,燒結工藝 + 好的粉體才能制作出好的靶材。
這是我們的一個產品及創新歷程。
2000年我們的ITO靶材就開始應用于ITO柔性導電膜,然后在2002年我們的靶材開始批量用于ITO導電玻璃,在2003年我們開發了CRT電視導電涂料ITO粉,當這個粉體我們占據了全球80%的市場份額,包括三星、LG,日本的住友他們都是用我們ITO粉做成涂料。
同年我們又開發了LED芯片專用的ITO靶材,目前國內應用ITO的基本都是我們的客戶。2013年我們又開發出RPD專用的蒸鍍靶材,而且我們當時這個靶材是跟日本同行去比的話,我們是大面積鍍膜是沒有粉塵的。粉塵點作為一個顯示來說,它會形成一個缺陷。2015年我們為韓國客戶開發了應用于印刷OLED的陽極ITO粉,2016年我們開發了TFT溝道層的IGZO靶和鑭系溝道層材料,以及隔熱涂料納米鎢酸銫粉,還有HIT電池的TCO靶材和低電阻ATO靶。2017年我們又開發了電致變色用氧化鎳、氧化鎢靶材,以及TFT減薄高阻高透的鍍膜靶材。
2019年我們成功開發了一種光通訊及激光用近中紅外高透過率TCO靶,同年我們也開發了OLED用的IZO靶,這個IZO靶現在已經批量交付給OLED客戶了。2020年我們開始為異質結HIT電池批量提供97/3的ITO旋轉靶。
這個是我們的一個生產流程:我們的粉末生產有個獨到創新的方法,那就是反應過程使用無機沉淀劑,這樣可以做到廢水完全達標排放,可以節約環保成本。
TCO產品實績
最后介紹一下我們TCO產品的實績,當然這里只簡單介紹下我們平板顯示行業用的一些靶材,例如TFT溝道層TCO靶材,像具有高遷移率的IGZO靶,我們的IGZO靶材可以做到高致密,從圖上可以看到基本上沒有什么孔洞的。
這是我們IGZO靶材做成器件的一些數據,這個均勻性和穩定性都是不錯的。這是我們合作伙伴華南理工大學金屬氧化物開發路線圖,例如Ln系IZO靶,我們也會配合他們一起去開發高遷移率的靶材。
我們靶材的外觀是色澤非常均勻,我們靶材的SEM做照片的也是沒有空洞的。靶材的尺寸也非常小,小于10微米。這是器件的一些數據,鑭系IZO靶當時已經做到21.2,這是一些數據報告,這是器件穩定性的一些數據。剛才講到 溝道層氧化物材料,我們已經成功應用于2.5代的TFT器件中。
目前我們為華南理工共同開發的新的鑭系IZO靶所做的遷移率已經達到了三十幾,這是我們用于OLED的IZO靶,這個IZO靶具有高分函數、高導電、高透明的特點。IZO靶同樣的可以做到高致密度,我們密度能夠達到6.95,而日本同行是6.7左右。我們IZO靶在鍍膜后是非常干凈的,如果不干凈容易在客戶的IZO膜上形成particle,它最終會影響最終器件的性能。
這是我們IZO靶材在國內OLED行業頭部客戶處驗證測試的部分數據,膜厚均勻性,方阻分布均一性,以及在不同波長所測的透射率、反射率數值,客戶反饋是非常不錯的。
以上是我們壹納光電今天給大家帶來關于TCO材料方面的一個報告,謝謝大家!