北京时间11月04日消息，中国触摸屏网讯， 纳米银线与金属网格都具有比ITO导电性更佳、价格更低的优势，但截至目前，其中金属网格仍存在不透光、高反射、莫瑞干涉(Moire)等问题亟待解决，因此，纳米银线的相对优势似更为品牌厂商及触控技术研发厂商所看好。
本文来自：http://www.51touch.com/material/news/dynamic/2014/1104/32722.html
随着触控面板大尺寸化、低价化的需求，以及ITO薄膜不适用于可挠式显示器应用、导电性及透光率等本质问题不易克服等，众厂商纷纷开始研究ITO替代品，包括纳米银线、金属网格、碳纳米管以及石墨烯等材料，其中以纳米银线和金属网格的发展较为成熟。
一、金属网格(metalmesh)技术发展概况
金属网格是利用银、铜等金属材料或氧化物，在PET等塑胶薄膜上所形成的金属网格图案。其理论最低面阻值可达0.1欧姆／□，并且具备电磁遮蔽功能而降低讯号干扰；但其所制得的触控感测器图形线幅稍粗(特别是线幅超过5μm以上)致莫瑞干涉波纹非常明显，仅适用于观测距离较远的显示屏。
较早发展的日本企业是富士和郡是，都是在2009年起开始生产金属网格薄膜并之后提供触控面板业者使用。富士和郡是是直接供应触控感测器甚至模组，以协助终端业者降低进入的技术门槛。除此两家之外，美国企业Atmel虽提供触控IC至透明导电膜的解决方案，但因技术发展较晚，且在生产过程屡因制程问题而影响其出货，而大陆企业受Atmel发展结果的影响，于是企图同时强化研发与制造能力，以获得完整的解决方案。
金属网格的基础技术主要可分为三种，第一为直接以金属油墨加以网印；第二为先于PET薄膜上涂布整面金属，再透过黄光微影制程，洗去多余成分而产生网格；第三的技术和第二类似，只是将其中的金属改成溴化银，利用化学还原成银。原本生产银盐胶卷的富士就是采用第三种方法，并成为全球金属网格薄膜的龙头业者，而其他业者，例如郡是及大陆厂家都是采用第一种技术，Atmel则是使用第二种技术，另外也有独自开发其他技术的，例如日本企业阿基里斯(Achilles)，但尚未实用化。
金属网格的量产讯息，2013年上半年，台湾厂家华硕7寸平板电脑、大陆厂家联想NB等率先采用金属网格；大陆厂家华为、日本厂家恩益禧(NEC)智能手机也先后加入，特别是后者采用金属蒸镀技术来制作。再者，2013年也有搭载薄膜触控制程的GFF方案或MetalMesh技术机种陆续推出。预期2014年，该技术虽仍处萌芽阶段，但在取代ITO的薄膜式触控面板的道路上，在中大尺寸产品领域具有潜力。
虽然MetalMesh因为投入的厂商多，在市场中具话题性，而且价格也不贵，但至今MetalMesh却尚未被真正地大量生产。诚如SuperC_Touch总经理李祥宇所指出，其问题在于未达足够的光穿透率，图形化形成细线的过程中必须拿掉95%～99%的触控感应涂层面积，导致触控讯号降低20～100倍，现今触控IC难以支援；其二，为了让眼睛看不到，金属线幅必须小于5微米，而采用黄光显影制程或精密印刷技术，但两者费用偏高。因此，欲使低于5微米金属线幅不断裂、解决金属反射问题、材料氧化等，都让金属网格技术备受考验。
表一:主要金属网格业者成膜技术及优缺点
二、纳米银线(SNW,silvernanowire)技术发展概况
纳米银线是透明导电材料，纳米银线的直径小，在250nm以下，在可见光范围下的透光性高，同时，银具有高导电性和稳定性，可运用在触控感测导电图型结构的制程中，作为ITO透明导电膜的替代方案。目前的触控式屏幕使用ITO薄膜大多色偏而发黄，而采用纳米银线为新材料便可实现几乎无色的状态。
在制造方法上，原来的ITO制程使用真空工艺，而纳米银线油墨则能够用涂布法成膜，因此可以低成本制造；再者，现有ITO薄膜无法抗弯曲，而纳米银线则可轻松弯曲，匹配未来挠性器件的发展需要。
当触控面板尺寸大到14或15.6英寸以上时，ITO的使用限制就会更加明显。在CTIMES举办的2013第四届触控论坛中，厂商Cambrios的大中华区总监JeffreyChen指出，MetalMesh及纳米银线两者可量产度及成熟度应该相差不远。但如何架构完整的供应链，将是触控厂商在使用新材料与技术时，非常慎重考虑的一点，”Jeffrey说。目前ITO的替代技术中以纳米银线的量产化进度最快，有利于市占与价格降低。
有关纳米银线的量产信息，宸鸿与厂商Cambrios合作开发纳米银线触控技术已经超过3年，其中，日本企业写真印刷加入此一阵营，将引进塑胶薄膜触控制程与卷对卷生产技术进一步整合，一同制定纳米银线触控技术的产业规格与研发，开发出更具有价格竞争力的产品。该阵营将于2014年4月陆续量产纳米银线触控面板，规划月产能约200万片，初期锁定聚焦于5~7寸的移动终端。
日立化成，其纳米银线材料来源为美国CambriosTechnology公司，其产品结构是先在基材上湿式涂布一层纳米银线，在其上涂布感光剂(TransparentConductiveTransferFilm,TCTF)，然后透过黄光制程，进行曝光及硷性显影而形成所需电路图案，很适合中大尺寸之触控面板。
目前市场上已陆续可看到采用纳米银线技术的产品，如华为Sprint、LG及联想AIO、GVISION的POSMonitor等。
三、碳纳米管(CNT,carbonnanotube)技术发展概况
碳纳米管(carbonnanotube)是由单层或多层之石墨层，卷曲成直径1纳米至50纳米间的中空柱状体，主要分成多层碳纳米管(multi-wallnanotubes，MWNT)及单层碳纳米管(single-wallnanotubes，SWNT)两种型式。CNT导电性质随CNT结构之不同而有很大差异；在电性上，SWNT又可依直径与旋度(chirality)之差异再区分为金属性与半导体性，其电阻率分别约为5.1x10-6(与金属铜相当)及1x10-4Ω-m(与锗相当)；在触控面板技术的应用上，当然以电阻率低且透光率高的金属性单层碳纳米管为主。
碳纳米管透明导电膜的制程包含了一系列的工艺，由碳纳米管的成长开始，经过碳管纯化、分散液与涂布液的配制、薄膜涂布、图案化与应用制程开发，每一个步骤都对碳纳米管透明导电膜的产品性能影响甚巨。控制CNT透明导电膜特性之因素大致包括CNT本质导电度、管径与网络形貌等，但目前技术并无法独立评估各因素之影响程度。
过去以碳纳米管作为触控面板用透明导电膜的尝试，以亚洲厂商为主，例如日厂东丽(Toray)、台厂远东新世纪以及韩厂三星电子等，但均因导电性不如其他ITO代替品、靶材成本较高、以及制程稳定度不足等缺陷而始终无法量产。
近期，鸿海投资的识骅科技因具有量产触控面板成功的实绩而引人嘱目。鸿海和国内清华大学早在2002年就开始合作研发碳纳米管，并成立北京清华-富士康奈米研究中心。用于触控面板的碳纳米管是从化学气相沉积设备(chemicalvapordeposition)中所形成碳纳米管，利用每根碳纳米管之间的凡德瓦尔力拉伸成薄膜，因为单层的厚度极薄而光透过率不差，且拉伸成膜中的每根首尾相接的碳纳米管间可以直接电性连接，所以是CNT材料的翘楚，然而，尽管材料技术掌握了，却还是迟至2010年在台投资成立识骅科技(大陆同期另成立富纳源创公司)之后，才真正展开碳纳米管做为透明导电膜的生产。
目前国内的富纳源创公司满载月产能约150万片(以手机应用计)，实际产品则以手机应用为主，而主要客户为华为等大陆主要智能手机大厂，不过目前仍处于初期导入阶段，先行导入1~2个机种测试市场水温。
四、石墨烯(graphene)技术发展概况
石墨烯（graphene）是一种由碳原子组成六角型呈蜂巢晶格的二维平面材料，石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，常温下其理论电子迁移率超过15000cm2/V·s，而理论电阻率只约10-6Ω·cm，因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的透明导电膜。
作为用于多种用途的透明导电膜，光透射率在理论上为97.5％；但在此条件下，所制成的实体薄膜电阻值仍高而距离触控面板所需的规格仍远。
在石墨烯的研究开发领域，韩国企业一直处于全球领先地位。韩国GrapheneSquare公司开发出大面积石墨烯薄膜的制造装置，并在2012年春季开始销售日本等国家。韩国三星电子也极力发展大面积石墨烯薄膜技术，以匹配可挠性OLED显示屏，然而，因为石墨烯薄膜触控面板与OLED显示屏一样，都因为成本太高而仅少量供货试水温，距离可以大量生产的阶段仍远。关于石墨烯制成实体薄膜的薄膜电阻值，TPK所制作的产品当光透射率为87％时，薄膜电阻值为500-/，虽然还稍微有些大，但已较过去薄膜电阻值却在1k-/.左右有所进展。同时长谷川正在考虑与导电性较高的金属纳米网片（MeshSheet）等组合使用(hybrid)来解决薄膜电阻值高的问题。
不论过去是玻璃电容或是薄膜电容为主的厂商，走向新材料与技术是一必然的发展趋势，理由在于，新材料与技术可以从手机尺寸一路用到20寸以上，其阻抗值、延展性与可挠性均优于ITO薄膜，特别是在配合可穿戴设备的曲面玻璃设计上，显得重要；再者，新材料可以补填OGS不足之处，OGS将感应层与保护玻璃2合1后，虽然可以更显轻薄，但触控面板元件变成产品外观件后，其不同机种间的共用性就大幅降低，其存料管理对手机这种机种繁多、产品生命周期又短的产品地来说，更显得严苛。因此，新材料技术有机会成为新一代的薄膜式电容，虽然不致在短时间内全面取代ITO薄膜，但是取代比重却会逐年提高。根据IHS资料，ITO目前在触控面板透明导电薄膜市场仍有95%左右的市占率，不过到2017年底前，替代性技术如金属网格、纳米银线等市占总和很可能来到34%，ITO的市占则会掉到66%。
综观目前，石墨烯则仍处于研发阶段，距能够量产的程度仍相当遥远，而碳纳米管从成长至分散成膜各阶段之能量也未完善，CNT在导电特性尚不易达到ITO的规格等级。基此，本文认为就技术发展持续推演来看，金属网格与纳米银线将是近期新兴触控技术的两大核心主角。
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