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ITO取代材料发展现状及演进格局

导读: 随着传闻中Apple iWatch产品的日益临近,关于ITO取代材料的话题亦再度火热,成为近日业内人士关注的焦点。

  根据观察,随着传闻中Apple iWatch产品的日益临近,关于ITO取代材料的话题亦再度火热,成为近日业内人士关注的焦点;事实上,以目前的触控市场格局而言,ITO取代材料的需求尚不强烈,产业成长动能来源于相关业者的积极布局,惟未来相关利基市场开启之后,ITO取代材料的相关投入方会彰显价值。

  ITO取代材料具备以下几个基本要求:

  导电性能和透光性能──做为取代产品,ITO取代材料首先需要满足ITO自身的特性,即良好的导电性能与透光性能;做为触控感测线路,新材料的导电性能将直接影响到触控回应时间及触控侦测的灵敏度,通常情况而言,针对10英寸及以上尺寸产品,触控感测线路的面阻值需维持150(Ω/sq)以下。而以目前主流的投射电容式触控技术而言,触控线路通常处于显示幕幕的上方,因而会要求新材料需保持良好的透光性能,以保障显示器的画面品质,通常情况下,应至少保证80~85%的透光率。

  非稀有性──做为主流的透明导电体,ITO广泛的应用于显示面板和触控面板等相关领域。虽然金属铟为稀有金属,但以目前状况看稀土的供应暂时不会面临短缺问题。以刚刚过去的7月份为例,稀有金属铟的报价为4,970元人民币,与金属银的报价(4,295元人民币)相当。然而,目前全球稀土的供应主要来自于中国,虽然世贸组织裁定中国出口配额管制违规,但可以预期未来中国政府必然会会进一步加强对稀土资源开发的整合和管制。故而,虽然金属铟的稀有特性并非是推动新材料的真正要素,但非稀缺性资源的新材料依旧可以提升其未来产业化过程中原材料采集的便利性。

  可挠性──随着79元人民币小米手环的推出以及众目以待的Apple iWatch产品即将问世,可穿戴设备市场再度成为市场关注的焦点,并被视为未来软性显示器件的重要应用市场。而由于ITO线路固有的脆性,在数次弯曲或较大幅度弯折后面阻值会急剧上升,从而致使触控功能失效。而新材料的可挠性将使得其未来在软性显示领域展现出独有的优势。

  ITO取代材料现状

  以目前研究进展看,ITO新取代材料主要集中于五种技术,包含金属网格技术(Metal Mesh)、纳米银线技术(Silver Nanowire)、纳米碳管技术(Carbon Nanotube),导电聚合物技术(PEDOT:PSS),以及做为理想目标的石墨烯技术(Graphene),其中金属网格技术、纳米银线技术及纳米碳管技术为目前最具量产性的技术,并且前二者皆有一线触控业者投资布局,甚至已量产出货。

  DisplaySearch研究总监谢忠利指出,对于目前产业最为关注的金属网格技术和纳米银线技术而言,二者皆具备了非常优秀的导电性能(非常容易达到面阻值100Ω/sq以下,甚至为50Ω/sq以下),使得其触控感测性能优于传统的ITO触控线路,尤其是大尺寸应用产品。此外,金属的延展特性保证了二者在多次弯曲或较大幅度弯折的状态下依旧保持了良好的导电特性,成为软性显示触控线路的主要候选技术。

  同时,由于金属自身并不透光,采用金属网格技术和纳米银线技术的触控模组产品的透光性将依赖于非金属区面积。以金属网格技术为例,假设金属网格触控感测线路的面积占据整体触控模组产品面积的10%,则整体触控模组的透光率将达到90% (触控模组基板材料自身的透光率不计在内)。

  此外,更加精细化的金属格线路结合一定的触控线路图案可有效的解决其存在的摩尔纹效益。通常情况下为避免金属线路的可视性,金属网格触控感测线路的线宽会保持在4微米之内,而目前欧菲光的金属网格产品则可达到约1.8微米,并以掺黑技术来改善金属线路及摩尔纹效益视觉化问题。

  谢忠利指出,纳米银线技术同样存在自身的挑战。相对于金属网格图案单元是有秩序的排列与延伸,纳米银线是多数细小银线单体的随机散布,因此散布均匀度的达成对日后线路的阻抗值一致性有重要影响。而且,金属网格中每一个图案单元彼此相连、较不易有断线的问题,但是纳米银线则是透过单体散布中、彼此的交错重迭来完成导电性,因此银线墨水的涂布均匀性更显关键。

触控材料比较表

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