ITO薄膜替代技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　ITO，即摻錫氧化銦(Indium Tin Oxide)。它是液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、電致發(fā)光顯示器(EL/OLED)、觸摸屏(Touch Panel)、太陽能電池以及其他電子儀表的透明電極最常用的薄膜材料。

　　未來移動終端、可穿戴設(shè)備、智能家電等產(chǎn)品，對觸摸面板的有著強(qiáng)勁需求，同時隨著觸控面板大尺寸化、低價化，以及傳統(tǒng)ITO薄膜不能用于可彎曲應(yīng)用，導(dǎo)電性及透光率等本質(zhì)問題不易克服等因素，眾面板廠商紛紛開始研究ITO的替代品，包括納米銀線、金屬網(wǎng)格、納米碳管以及石墨烯等材料。

　　新材料技術(shù)應(yīng)用可以從智能手機(jī)的常用面板尺寸一路延伸到20英寸以上的設(shè)備，而且其阻值，延伸性，彎曲性均優(yōu)于ITO薄膜。雖然，新材料技術(shù)在短時間內(nèi)無法全面取代ITO薄膜，但是新材料技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢，而且從市場反應(yīng)上來看，應(yīng)用新材料技術(shù)生產(chǎn)的薄膜產(chǎn)品所占的比重在逐年提高。目前，石墨烯扔處于研發(fā)階段，距離量產(chǎn)還有很遠(yuǎn)的距離。納米碳管工業(yè)化量產(chǎn)技術(shù)尚未完善，其制成的薄膜產(chǎn)品導(dǎo)電性還不能達(dá)到普通ITO薄膜的水平。因而，從技術(shù)發(fā)展與市場應(yīng)用綜合評價，金屬網(wǎng)格與納米銀線技術(shù)將是近期新興觸控技術(shù)的兩大主角。

　　金屬網(wǎng)格(Metal Mesh)技術(shù)利用銀，銅等金屬材料或者氧化物等易于得到且價格低廉的原料，在PET等塑膠薄膜上壓制所形成的導(dǎo)電金屬網(wǎng)格圖案。其理論的最低電阻值可達(dá)到0.1歐姆/平方英寸，而且就有良好的電磁干擾屏蔽效果。但是受限于印刷制作的工藝水平，其所制得的觸控感測器圖樣的金屬線寬較粗，通常大于5um，這樣會導(dǎo)致在高像素下(通常大于200ppi)莫瑞干涉波紋非常明顯。莫瑞干涉指數(shù)碼產(chǎn)品顯示屏中像素，光學(xué)膜片以及觸控導(dǎo)電的金屬圖案，在水平和垂直方向上，規(guī)則對齊的像素和物體的精細(xì)規(guī)則圖案重疊式稍有偏差，則會出現(xiàn)的干擾波紋圖案。由于莫瑞干涉的存在，金屬網(wǎng)格技術(shù)制成的薄膜產(chǎn)品不適用在高分辨率智能手機(jī)，平板電腦等高分辨率的產(chǎn)品上，僅僅適用于觀測距離較遠(yuǎn)的顯示器屏幕，例如臺式一體機(jī)器，筆記本電腦，智能電視等。

　　如果薄膜中金屬網(wǎng)格圖樣的線寬能夠大幅度下降，則能有效的降低金屬網(wǎng)格技術(shù)中的莫瑞干涉的問題，特別是如果金屬網(wǎng)格圖樣的線寬下降到1um左右，則該技術(shù)制成的薄膜同樣可以搭載在高分辨率的智能設(shè)備上。目前韓國三星公司利用微細(xì)線寬和圖樣化(Patterning)技術(shù)，將金屬網(wǎng)格圖樣的線寬由原來的5um~6um，縮減到3um左右。然而，欲將線寬大幅縮減并非易事，傳統(tǒng)的壓制印刷工藝無法滿足要求，需要采用黃光制程工藝，制作成本會大幅增加，而且會浪費(fèi)原材料;過細(xì)的金屬線寬易在外力擠壓時斷裂;網(wǎng)格的阻值升高，對下游的控制IC芯片提出更高的靈敏度要求。因此，目前金屬網(wǎng)格技術(shù)如何在降低成本的同時，滿足多場景的下游應(yīng)用是一個難點(diǎn)，還需整個產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步發(fā)展完善才行。

　　納米銀線(SNW，silvernano wire)技術(shù)，是將納米銀線墨水材料涂抹在塑膠或者玻璃基板上，然后利用鐳射光刻技術(shù)，刻畫制成具有納米級別銀線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)圖案的透明的導(dǎo)電薄膜。由于其特殊的制成物理機(jī)制，納米銀線的線寬的直徑非常小，約為50nm，遠(yuǎn)小于1um，因而不存在莫瑞干涉的問題，可以應(yīng)用在各種尺寸的顯示屏幕上。另外，由于線寬較小，銀線技術(shù)制成的導(dǎo)電薄膜相比于金屬網(wǎng)格技術(shù)制成的薄膜可以達(dá)到更高的透光率，例如3M公司采用微印壓法制成的薄膜產(chǎn)品可以達(dá)到89%透光率。再次，納米銀線薄膜相比于金屬網(wǎng)格薄膜具有較小的彎曲半徑，且在彎曲時電阻變化率較小，應(yīng)用在具有曲面顯示的設(shè)備，例如智能手表，手環(huán)等上的時候，更具有優(yōu)勢。

　　在薄膜上，金屬網(wǎng)格中可以反射可見光的金屬線總體面積不大;而納米銀線并非是網(wǎng)格狀而是呈現(xiàn)不規(guī)則的分布，沾滿整個玻璃基板表面。相比較而言，納米銀線薄膜會有更嚴(yán)重的漫反射，既霧度(Haze)問題。屏幕的霧度問題會導(dǎo)致在室外場景光線照射的情況下，屏幕反射光強(qiáng)烈，嚴(yán)重的時候會使得用戶看不清屏幕。但是可以采用一些技術(shù)手段降低光漫射，解決霧度問題。例如日產(chǎn)化工公司開發(fā)出了在納米銀線薄膜上涂布可降低霧度的高折射率材料，有效將霧度值降低。另外，黑化納米銀線表面、減少反光強(qiáng)度、粗糙化納米銀線的表面等技術(shù)，也可以有效改善霧度的問題。

　　金屬網(wǎng)格技術(shù)因?yàn)椴捎闷胀ǖ你y，銅等金屬材料或者氧化物等作為原始材料采用傳統(tǒng)的印壓法制作薄膜面板，其原材料和制作成本都很低，但是這樣的產(chǎn)品卻有不可克服的莫瑞干涉問題，應(yīng)用受到限制。如果要降低金屬網(wǎng)格中金屬的線寬，需要更改制成工藝，成本會隨之增加，而且會有易斷線等問題。相比較金屬網(wǎng)格技術(shù)，納米銀線技術(shù)采用的是成型的納米銀線墨水材料，這些納米銀線供應(yīng)材料掌握在少數(shù)例如Cambrios Technologies公司手上，原材料的成本較高一些，但是制成工藝簡單，采用印刷制程快速生產(chǎn)大面積的觸控面板，整體的成本并不高，隨著大規(guī)模的生產(chǎn)，成本會進(jìn)一步的降低。

　　因此，綜合比較，納米銀線技術(shù)比金屬網(wǎng)格技術(shù)更有優(yōu)勢。就目前市場而言，也已經(jīng)分化出兩大技術(shù)陣營。其中納米銀線陣營中，臺灣面板供應(yīng)商TPK公司是主打納米銀線技術(shù)的廠商，并且結(jié)合上游的納米銀線材料供應(yīng)商Cambrios Technologies公司，以及生產(chǎn)工藝公司日本寫真成立一家子公司，專注于拓展納米銀線技術(shù)的研發(fā)，應(yīng)用和制造。TPK公司預(yù)計(jì)在2014第二季度實(shí)現(xiàn)納米銀線薄膜的量產(chǎn)出貨。

　　金屬網(wǎng)格技術(shù)陣營則加入的公司較多，例如蘇大維格和歐菲光，韓國三星等都由參與研發(fā)和制造。但是相比較于金屬網(wǎng)格陣營，納米銀線陣營的各個公司都在也內(nèi)屬于龍頭企業(yè)，業(yè)務(wù)專業(yè)能力強(qiáng)，上中下游產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合緊密。

　　此外，據(jù)媒體報道，蘋果(Apple)公司吸引大家關(guān)注的明星產(chǎn)品iWatch將采用TPK公司的納米銀線薄膜技術(shù)，證明了納米銀線產(chǎn)品確實(shí)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性。