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未來薄膜面板智能家居中的發展前景

未來(lai)移動終端(duan)、可穿戴設備、智能家電(dian)等(deng)產品,對觸(chu)摸面板的(de)有著強勁需求(qiu),同時隨著觸(chu)控面板大尺寸化、低(di)價(jia)化,以及傳(chuan)統(tong)ITO薄膜不(bu)能用(yong)于(yu)可彎(wan)曲應(ying)用(yong),導電(dian)性及透光率等(deng)本(ben)質問(wen)題(ti)不(bu)易克服(fu)等(deng)因(yin)素,眾面板廠(chang)商紛(fen)紛(fen)開(kai)始(shi)研究ITO的(de)替代品,包括(kuo)納米(mi)銀(yin)線、金屬(shu)網格(ge)、納米(mi)碳(tan)管以及石墨烯等(deng)材料。

新材(cai)(cai)(cai)料技(ji)(ji)(ji)(ji)術應(ying)用(yong)可以(yi)從(cong)智能手機的(de)(de)常用(yong)面板尺寸一(yi)路延(yan)伸到20英寸以(yi)上(shang)的(de)(de)設備,而(er)(er)且其(qi)阻值(zhi),延(yan)伸性(xing)(xing),彎曲(qu)性(xing)(xing)均優(you)于ITO薄(bo)膜(mo)。雖然,新材(cai)(cai)(cai)料技(ji)(ji)(ji)(ji)術在短時間內無法全面取代ITO薄(bo)膜(mo),但是新材(cai)(cai)(cai)料技(ji)(ji)(ji)(ji)術有著巨(ju)大的(de)(de)優(you)勢,而(er)(er)且從(cong)市場反應(ying)上(shang)來看,應(ying)用(yong)新材(cai)(cai)(cai)料技(ji)(ji)(ji)(ji)術生產(chan)的(de)(de)薄(bo)膜(mo)產(chan)品所占的(de)(de)比重在逐年提高。目前,石墨烯扔(reng)處于研發階段,距離量產(chan)還(huan)有很(hen)遠的(de)(de)距離。納米碳管工業(ye)化量產(chan)技(ji)(ji)(ji)(ji)術尚未完善,其(qi)制成的(de)(de)薄(bo)膜(mo)產(chan)品導電(dian)性(xing)(xing)還(huan)不(bu)能達到普通ITO薄(bo)膜(mo)的(de)(de)水平。因而(er)(er),從(cong)技(ji)(ji)(ji)(ji)術發展(zhan)與市場應(ying)用(yong)綜合評價,金屬網格與納米銀線技(ji)(ji)(ji)(ji)術將是近期新興觸(chu)控技(ji)(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)兩大主(zhu)角。

金(jin)屬(shu)網格(ge)(ge)(Metal Mesh)技術(shu)利用(yong)(yong)銀,銅等(deng)金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)或者氧化物等(deng)易于(yu)得到(dao)且價格(ge)(ge)低廉的(de)(de)(de)(de)(de)原料(liao)(liao),在(zai)PET等(deng)塑膠薄膜上(shang)(shang)壓制(zhi)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)導電(dian)(dian)(dian)金(jin)屬(shu)網格(ge)(ge)圖案。其理論的(de)(de)(de)(de)(de)最低電(dian)(dian)(dian)阻值可達到(dao)0.1歐姆/平(ping)(ping)方英寸,而且就(jiu)有良好的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)屏(ping)(ping)蔽效果。但是受限于(yu)印刷(shua)制(zhi)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)水平(ping)(ping),其所制(zhi)得的(de)(de)(de)(de)(de)觸控(kong)感(gan)測器圖樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)線寬(kuan)較粗,通常大(da)于(yu)5um,這樣(yang)會(hui)導致在(zai)高(gao)像(xiang)素下(通常大(da)于(yu)200ppi)莫瑞干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)波紋非常明顯(xian)(xian)。莫瑞干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)指數(shu)碼產品(pin)(pin)顯(xian)(xian)示屏(ping)(ping)中像(xiang)素,光(guang)學(xue)膜片以及觸控(kong)導電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)圖案,在(zai)水平(ping)(ping)和垂直方向(xiang)上(shang)(shang),規(gui)則(ze)對齊的(de)(de)(de)(de)(de)像(xiang)素和物體的(de)(de)(de)(de)(de)精細規(gui)則(ze)圖案重疊式稍有偏差,則(ze)會(hui)出現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)波紋圖案。由于(yu)莫瑞干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)涉(she)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),金(jin)屬(shu)網格(ge)(ge)技術(shu)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)薄膜產品(pin)(pin)不(bu)適用(yong)(yong)在(zai)高(gao)分辨(bian)率智(zhi)能手機,平(ping)(ping)板電(dian)(dian)(dian)腦等(deng)高(gao)分辨(bian)率的(de)(de)(de)(de)(de)產品(pin)(pin)上(shang)(shang),僅僅適用(yong)(yong)于(yu)觀測距離較遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示器屏(ping)(ping)幕(mu),例如臺式一體機器,筆記本電(dian)(dian)(dian)腦,智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)視(shi)等(deng)。

如果(guo)薄(bo)膜中金(jin)屬網(wang)格(ge)圖樣的(de)(de)(de)(de)線寬能夠大(da)幅度下(xia)降,則(ze)能有效的(de)(de)(de)(de)降低金(jin)屬網(wang)格(ge)技術中的(de)(de)(de)(de)莫瑞干涉的(de)(de)(de)(de)問題,特別是如果(guo)金(jin)屬網(wang)格(ge)圖樣的(de)(de)(de)(de)線寬下(xia)降到1um左(zuo)右,則(ze)該(gai)技術制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)薄(bo)膜同樣可以(yi)搭載在(zai)高分(fen)辨率的(de)(de)(de)(de)智能設備上。目前韓國三(san)星公司利用(yong)(yong)微細(xi)(xi)線寬和圖樣化(Patterning)技術,將(jiang)金(jin)屬網(wang)格(ge)圖樣的(de)(de)(de)(de)線寬由(you)原來的(de)(de)(de)(de)5um~6um,縮減到3um左(zuo)右。然而(er),欲(yu)將(jiang)線寬大(da)幅縮減并非易事,傳統的(de)(de)(de)(de)壓制(zhi)印刷(shua)工(gong)藝無法滿(man)足要求(qiu),需要采用(yong)(yong)黃光制(zhi)程工(gong)藝,制(zhi)作成(cheng)本會大(da)幅增加,而(er)且會浪費原材料(liao);過(guo)細(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬線寬易在(zai)外力擠壓時(shi)斷裂;網(wang)格(ge)的(de)(de)(de)(de)阻值升(sheng)高,對下(xia)游的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)IC芯片提出更(geng)高的(de)(de)(de)(de)靈敏(min)度要求(qiu)。因此,目前金(jin)屬網(wang)格(ge)技術如何(he)在(zai)降低成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)同時(shi),滿(man)足多場(chang)景(jing)的(de)(de)(de)(de)下(xia)游應用(yong)(yong)是一個難點,還需整個產業鏈進(jin)一步發展完(wan)善才行。

納(na)米(mi)銀(yin)(yin)(yin)線(xian)(SNW,silvernano wire)技(ji)術(shu)(shu),是將納(na)米(mi)銀(yin)(yin)(yin)線(xian)墨水材(cai)料涂抹在(zai)(zai)塑膠(jiao)或者玻(bo)璃基板上,然(ran)后利用鐳(lei)射(she)光(guang)(guang)刻技(ji)術(shu)(shu),刻畫(hua)制(zhi)成(cheng)具有納(na)米(mi)級別銀(yin)(yin)(yin)線(xian)導電(dian)(dian)網絡圖案的(de)(de)透(tou)(tou)明的(de)(de)導電(dian)(dian)薄(bo)膜。由于(yu)其特(te)殊(shu)的(de)(de)制(zhi)成(cheng)物理(li)機(ji)制(zhi),納(na)米(mi)銀(yin)(yin)(yin)線(xian)的(de)(de)線(xian)寬(kuan)的(de)(de)直徑非常小(xiao),約為50nm,遠(yuan)小(xiao)于(yu)1um,因(yin)而不存在(zai)(zai)莫(mo)瑞(rui)干涉(she)的(de)(de)問(wen)題(ti),可以(yi)應用在(zai)(zai)各(ge)種(zhong)尺寸的(de)(de)顯示(shi)屏幕上。另(ling)外,由于(yu)線(xian)寬(kuan)較小(xiao),銀(yin)(yin)(yin)線(xian)技(ji)術(shu)(shu)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)導電(dian)(dian)薄(bo)膜相(xiang)比(bi)于(yu)金屬網格技(ji)術(shu)(shu)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)薄(bo)膜可以(yi)達(da)到更高的(de)(de)透(tou)(tou)光(guang)(guang)率(lv)(lv),例如3M公司采用微印壓法制(zhi)成(cheng)的(de)(de)薄(bo)膜產品可以(yi)達(da)到89%透(tou)(tou)光(guang)(guang)率(lv)(lv)。再次,納(na)米(mi)銀(yin)(yin)(yin)線(xian)薄(bo)膜相(xiang)比(bi)于(yu)金屬網格薄(bo)膜具有較小(xiao)的(de)(de)彎曲(qu)半徑,且在(zai)(zai)彎曲(qu)時電(dian)(dian)阻變化率(lv)(lv)較小(xiao),應用在(zai)(zai)具有曲(qu)面(mian)顯示(shi)的(de)(de)設備,例如智能手表,手環等(deng)上的(de)(de)時候,更具有優勢。

在薄(bo)膜(mo)上,金屬(shu)網格(ge)中可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)反射(she)可(ke)(ke)見光(guang)(guang)的(de)金屬(shu)線(xian)總體面積(ji)不(bu)大;而納米(mi)(mi)銀(yin)(yin)線(xian)并非是網格(ge)狀而是呈(cheng)現不(bu)規則(ze)的(de)分布,沾滿整個玻璃基(ji)板表(biao)面。相比較而言(yan),納米(mi)(mi)銀(yin)(yin)線(xian)薄(bo)膜(mo)會有更嚴重的(de)漫(man)反射(she),既(ji)霧(wu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(Haze)問題(ti)。屏幕的(de)霧(wu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)問題(ti)會導致在室外場景(jing)光(guang)(guang)線(xian)照射(she)的(de)情況下,屏幕反射(she)光(guang)(guang)強(qiang)烈,嚴重的(de)時候會使(shi)得用(yong)戶看(kan)不(bu)清屏幕。但是可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)采用(yong)一些技(ji)術(shu)(shu)手段降低(di)(di)光(guang)(guang)漫(man)射(she),解決霧(wu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)問題(ti)。例如(ru)日產化(hua)工公司(si)開(kai)發出了(le)在納米(mi)(mi)銀(yin)(yin)線(xian)薄(bo)膜(mo)上涂布可(ke)(ke)降低(di)(di)霧(wu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)高折射(she)率材料,有效(xiao)(xiao)將霧(wu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)值(zhi)降低(di)(di)。另外,黑(hei)化(hua)納米(mi)(mi)銀(yin)(yin)線(xian)表(biao)面、減(jian)少反光(guang)(guang)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)、粗糙(cao)化(hua)納米(mi)(mi)銀(yin)(yin)線(xian)的(de)表(biao)面等技(ji)術(shu)(shu),也可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)有效(xiao)(xiao)改善霧(wu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)問題(ti)。

金屬(shu)(shu)(shu)(shu)網格(ge)技術(shu)因為采(cai)用普通(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)銀(yin),銅(tong)等金屬(shu)(shu)(shu)(shu)材(cai)料(liao)或者(zhe)氧化物等作(zuo)為原始材(cai)料(liao)采(cai)用傳統的(de)(de)(de)(de)(de)印壓法(fa)制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)薄膜面板,其原材(cai)料(liao)和制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)成(cheng)(cheng)本(ben)都很低,但是(shi)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)卻(que)有不可克服的(de)(de)(de)(de)(de)莫瑞干(gan)涉問題,應用受到限(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)。如(ru)果要降低金屬(shu)(shu)(shu)(shu)網格(ge)中金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)寬,需要更(geng)改制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)工(gong)藝(yi),成(cheng)(cheng)本(ben)會隨之增加,而且會有易(yi)斷線(xian)等問題。相比較金屬(shu)(shu)(shu)(shu)網格(ge)技術(shu),納米(mi)銀(yin)線(xian)技術(shu)采(cai)用的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)成(cheng)(cheng)型的(de)(de)(de)(de)(de)納米(mi)銀(yin)線(xian)墨水材(cai)料(liao),這些(xie)納米(mi)銀(yin)線(xian)供應材(cai)料(liao)掌握(wo)在少數例如(ru)Cambrios Technologies公司手上,原材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)較高一(yi)些(xie),但是(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)工(gong)藝(yi)簡單(dan),采(cai)用印刷制(zhi)(zhi)(zhi)程快速生產(chan)大面積的(de)(de)(de)(de)(de)觸(chu)控面板,整(zheng)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)并不高,隨著大規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan),成(cheng)(cheng)本(ben)會進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)降低。

因此,綜(zong)合比較,納(na)米(mi)銀(yin)(yin)線技術比金屬網格技術更有(you)優勢。就目(mu)前市(shi)場而言,也已經分化出兩(liang)大技術陣營。其中(zhong)納(na)米(mi)銀(yin)(yin)線陣營中(zhong),臺灣面(mian)板供(gong)應商TPK公(gong)(gong)司(si)是(shi)主打(da)納(na)米(mi)銀(yin)(yin)線技術的(de)廠商,并(bing)且結合上游的(de)納(na)米(mi)銀(yin)(yin)線材料供(gong)應商Cambrios Technologies公(gong)(gong)司(si),以及生產(chan)(chan)工(gong)藝公(gong)(gong)司(si)日本(ben)寫(xie)真(zhen)成(cheng)立一(yi)家(jia)子公(gong)(gong)司(si),專注于(yu)拓展納(na)米(mi)銀(yin)(yin)線技術的(de)研發,應用和制造。TPK公(gong)(gong)司(si)預計在2014第二(er)季(ji)度(du)實現(xian)納(na)米(mi)銀(yin)(yin)線薄膜的(de)量(liang)產(chan)(chan)出貨(huo)。

金屬網格技術(shu)陣營(ying)則加入(ru)的(de)公司較多,例如(ru)蘇大維格和歐(ou)菲光,韓國三(san)星等都由參與(yu)研發和制造。但是相比較于金屬網格陣營(ying),納米銀(yin)線陣營(ying)的(de)各個公司都在(zai)也內屬于龍頭(tou)企業(ye),業(ye)務(wu)專業(ye)能力強,上中下游產業(ye)鏈(lian)結合緊密。

此外(wai),據媒體報道,蘋果(Apple)公(gong)司吸引大家(jia)關注的(de)(de)明星產品iWatch將采用TPK公(gong)司的(de)(de)納米銀(yin)線薄(bo)膜技術,證明了納米銀(yin)線產品確實具有明顯的(de)(de)技術優勢和產業(ye)鏈的(de)(de)穩定性。

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