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解讀柔性可折疊AMOLED顯示之納米銀技術(shù)

  目前,市面上各家手機(jī)廠已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)推出了的柔性可折疊手機(jī),但是可折疊屏幕這個(gè)關(guān)鍵部件卻成為量產(chǎn)良率和成本的關(guān)鍵。那什么樣的技術(shù)才能量產(chǎn)出柔性可折疊的顯示屏,并且擁有足夠的分辨率、顯示質(zhì)量以及耐用性?最重要的是,什么樣的技術(shù)才能使顯示器和終端設(shè)備廠商接受、帶來(lái)可觀利潤(rùn)的成本并實(shí)現(xiàn)上述要求呢?
  過(guò)去,作為智能手機(jī)、平板電腦顯示屏導(dǎo)電層的ITO(氧化銦錫)材料幾乎被日本壟斷,但I(xiàn)TO材料因其阻值高、易折斷的缺點(diǎn),難以在大尺寸觸摸屏、柔性屏上應(yīng)用。
  另外,ITO屬于金屬陶瓷,當(dāng)觸控區(qū)成為曲面或是可撓式時(shí),ITO的易脆性容易造成阻抗值急速升高,阻抗穩(wěn)定性將變得很差。
  可見,ITO并不適用于中大型觸控屏和柔性觸控屏。因此具備高導(dǎo)通率和高柔性的金屬網(wǎng)格和納米銀線正在加速產(chǎn)業(yè)化,并已應(yīng)用于如筆記本電腦、計(jì)算機(jī)等大尺寸面板上。
  而相比于納米銀線,金屬網(wǎng)格由于存在摩爾紋的問(wèn)題,應(yīng)用受到限制。
  所以整體上看,納米銀線技術(shù)是現(xiàn)階段最好的ITO替代材料。
  納米銀只是一種材料,最終需要通過(guò)合成制備工藝將納米銀線墨水材料的合成,再到導(dǎo)電膜涂布,再到貼合觸控sensor,才會(huì)被顯示器應(yīng)用。
  那這里我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)納米銀線透明導(dǎo)電薄膜(簡(jiǎn)稱TCF),這是一種將無(wú)數(shù)納米銀線與合適的有機(jī)交聯(lián)體在柔性襯底上制成的導(dǎo)電薄膜。目前,可用作柔性襯底的材料有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亞胺(PI)等。相對(duì)于傳統(tǒng)的ITO等在硬質(zhì)材料襯底上沉積的透明導(dǎo)電薄膜,在有機(jī)柔性基片上制備的透明導(dǎo)電薄膜在透光性、導(dǎo)電性和柔性等方面的性能更好。
  從納米銀線導(dǎo)電膜的產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,上游是硝酸銀、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等常用基礎(chǔ)化工品原料,中游是納米銀線漿料/墨水與納米銀線導(dǎo)電膜,下游是觸控屏、柔性O(shè)LED、太陽(yáng)能電池、智能窗膜等。產(chǎn)業(yè)鏈的核心在于納米銀線漿料/墨水的制備,與納米銀線透明導(dǎo)電膜的生產(chǎn),前者涉及到原料配方及處理工藝,后者涉及到設(shè)備及工藝。

  納米銀線透明導(dǎo)電膜產(chǎn)業(yè)鏈
  透明導(dǎo)電薄膜是一種兼?zhèn)渫腹庑院蛯?dǎo)電性的材料,被廣泛應(yīng)用于觸摸屏、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)太陽(yáng)能電池、平面顯示器和智能玻璃等領(lǐng)域。
  目前,氧化銦錫(ITO)是市面上最主要的透明導(dǎo)電薄膜材料。ITO透明導(dǎo)電膜主要是通過(guò)噴濺涂覆沉積在透明的玻璃基質(zhì)上制備得到,存在制備條件苛刻、成本高和柔性差、大尺寸產(chǎn)品良率低及電阻過(guò)大等缺陷,且制備ITO所需的金屬銦(In)日漸稀缺,因此,需要尋找ITO材料的替代品。
  金屬網(wǎng)格、納米銀線、導(dǎo)電聚合物、碳納米管、石墨烯成為最有可能替代ITO材料的五大發(fā)展方向。其中,納米銀線的導(dǎo)電、透光、彎折性能最好,且可以使用涂覆工藝生產(chǎn)透明導(dǎo)電膜,生產(chǎn)成本比ITO低,是當(dāng)前ITO材料的最佳替代品,產(chǎn)業(yè)化正在進(jìn)行中。
  不同透明導(dǎo)電膜材料比較

  資料來(lái)源:CNKI、廣證創(chuàng)投
  從各類透明導(dǎo)電膜產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程來(lái)看,同樣具有優(yōu)良導(dǎo)電性與透光性的金屬網(wǎng)格比納米銀線更早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,是納米銀線最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。經(jīng)調(diào)研,國(guó)內(nèi)金屬網(wǎng)格與國(guó)外金屬網(wǎng)格產(chǎn)品質(zhì)量差距較大,國(guó)內(nèi)金屬網(wǎng)格線距非常寬,金屬線較粗,近距離可以清楚看到屏幕中的金屬線,美觀性差,價(jià)格比納米銀線產(chǎn)品低;國(guó)外金屬網(wǎng)格線距非常窄,技術(shù)含量更高,價(jià)格比納米銀線產(chǎn)品高很多,比如微軟的Surface Hub,單臺(tái)售價(jià)22,000美元。因此,綜合成本與產(chǎn)品質(zhì)量,納米銀線較金屬網(wǎng)格具有很大的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
  各類透明導(dǎo)電膜產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

  資料來(lái)源:新電子期刊
  此外,納米銀線透明導(dǎo)電膜的彎折性能遠(yuǎn)好于金屬網(wǎng)格透明導(dǎo)電膜,經(jīng)歷幾十萬(wàn)次繞曲阻抗變化仍很小,而金屬網(wǎng)格、ITO卻達(dá)不到這樣的性能。未來(lái),在柔性觸控領(lǐng)域納米銀線是目前唯一可行的方案。
  納米銀線薄膜的缺點(diǎn)是存在霧度問(wèn)題,導(dǎo)致在室外場(chǎng)景光線照射的情況下看不清屏幕。隨著工藝的改進(jìn),納米銀線的直徑已下降至30nm以下,霧度問(wèn)題已顯著降低,與ITO材料接近。
  那有人就問(wèn)了,既然納米銀線這么好為啥沒有大規(guī)模使用呢?
  雖然納米銀線早已被研發(fā)出來(lái),而且替代ITO的呼聲也與日俱增,但直到今天仍未成為觸控市場(chǎng)的主流,主要問(wèn)題就是前期企業(yè)不能將性能穩(wěn)定的量產(chǎn)納米銀線柔性導(dǎo)電膜投放到市場(chǎng)。
  如今,納米銀線合成工藝技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化布局均已較為成熟。納米銀線原材料從最初的直徑80納米降至如今的量產(chǎn)18納米。
  在2017年之前,國(guó)內(nèi)以諾菲納米為龍頭等多家納米銀線柔性透明導(dǎo)電膜生產(chǎn)企業(yè)一直致力于布局產(chǎn)業(yè)化,目前均已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并進(jìn)行了相關(guān)市場(chǎng)布局,美、日、韓等相關(guān)外企也在強(qiáng)力推進(jìn),納米銀線真正產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的時(shí)代即將來(lái)臨。

  資料來(lái)源:廣證創(chuàng)投
  值得一提的是,2018年6月,諾菲納米與納米銀行業(yè)的全球領(lǐng)軍企業(yè)Cambrios在專利授權(quán)上強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手。達(dá)成交互授權(quán)之后,雙方合作將覆蓋包括從納米銀線材料合成和提純、卷對(duì)卷涂布工藝和觸摸屏應(yīng)用配方及結(jié)構(gòu)的許多核心技術(shù)專利。
  行業(yè)中,能生產(chǎn)納米銀線的企業(yè)數(shù)量不少,大多數(shù)企業(yè)可生產(chǎn)出納米銀線墨水以及透明導(dǎo)電膜,但只有諾菲一家實(shí)現(xiàn)了從銀線合成、墨水配方到涂布整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的自主研發(fā)。
  在國(guó)際上,Cambrios公司已經(jīng)可以給三星、LG、蘋果等高端品牌量產(chǎn)供貨,目前的重心在中小尺寸觸控屏,將直接沖擊ITO材料。
  國(guó)內(nèi)有多家納米銀線企業(yè)宣稱自己擁有量產(chǎn)納米銀線透明導(dǎo)電膜能力,但從供貨情況看,目前國(guó)內(nèi)量產(chǎn)能力處于領(lǐng)先位置的是蘇州諾菲納米,目前已經(jīng)進(jìn)入國(guó)內(nèi)主流的商顯客戶供應(yīng)體系,產(chǎn)品都以大尺寸觸控產(chǎn)品為主。而對(duì)于柔性可折疊市場(chǎng),目前諾菲正在積極與下游手機(jī)廠商進(jìn)入進(jìn)展性的合作。

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