纳米银丝与金属网格材料技术的优缺点

2019-09-26

ITO,即锡掺杂的氧化铟(Indium Tin Oxide)。它是液晶显示器 (LCD)、等离子显示器 (PDP)、电致发光显示器 (EL/OLED)、触控面板、太阳能电池和其他电子仪器的透明电极最常用的薄膜材料。

 

未来移动终端、可穿戴设备、智能家电等产品对触控面板的需求旺盛。同时,随着触控面板的大尺寸和低成本,传统的ITO薄膜无法用于柔性应用、导电性和透明性。光速率等因素难以克服等因素,面板厂商已开始研究ITO的替代品,包括纳米银线、金属网、碳纳米管和石墨烯。

 

新材料技术应用可以从智能手机常见的面板尺寸延伸到大于 20 英寸的设备,其电阻、延伸率和柔韧性均优于 ITO 薄膜。虽然新材料技术不能在短时间内完全取代ITO薄膜,但新材料技术具有很大的优势,而且从市场反应来看,应用新材料技术生产的薄膜产品比例在逐年增加。目前,石墨烯投掷处于研发阶段,距离量产还有很长的路要走。碳纳米管的工业化量产技术尚未完善,其生产的薄膜产品的导电性无法达到普通ITO薄膜的水平。因此,从技术发展和市场应用的综合评价来看,金属网格和纳米银线技术将是新兴触控技术的两大主角。

 

Metal Mesh技术利用银、铜等金属材料或氧化物等容易获得且廉价的原材料,将形成的导电性金属网图案压制在PET等塑料薄膜上。其理论最小电阻可达每平方英寸0.1欧姆,具有良好的电磁干扰屏蔽效果。然而,由于印刷技术的现状,所生产的触控感应图案的金属线宽较粗,通常大于5um,这会导致高像素(通常大于200 ppi)处的摩尔干涉纹波。 .在默里干涉指数码产品的显示屏中,触摸导电的像素、光学膜和金属图案,在水平和垂直方向上,规则排列的像素和物体的精细规则图案重叠略有偏差,并且可能会发生干扰。波纹图案。由于摩尔干扰的存在,采用金属网格技术制成的薄膜产品不适用于高分辨率智能手机、平板电脑等高分辨率产品,仅适用于桌面一体机等距离较远的屏幕观看笔记本电脑、智能电视等。

 

如果能够大幅度减小薄膜中金属网格图案的线宽,则可以有效减少金属网格技术中的摩尔干涉问题,特别是如果金属网格图案的线宽下降到1um左右。完成的薄膜也可以安装在高分辨率的智能设备上。目前,韩国三星采用精细线宽和图案化技术,将金属网格图案的线宽从5um缩小到6um到3um。但是,要大幅度减小线宽并不容易。传统的印刷工艺无法满足要求。需要黄光工艺,制造成本大大增加,原材料浪费;细金属线宽易受外力挤压。断裂,栅极电阻增大,对下游控制IC芯片提出更高的灵敏度要求。因此,目前如何降低金属网格技术的成本,满足下游多场景应用是一个难点,整个产业链都需要进一步的发展和完善。

 

SNW(silvernano wire)技术是将纳米银线油墨材料应用在塑料或玻璃基板上,然后用激光光刻技术描绘出具有纳米级银线导电网络图案的透明导电薄膜。由于其特殊的物理机制,纳米银线的线宽直径非常小,约为50nm,远小于1um,因此不存在摩尔干涉问题,可应用于显示屏各种大小。另外,由于线宽小,银线技术制作的导电薄膜比金属网技术制作的薄膜可以达到更高的透光率。例如,3M公司可以实现微印法制作的薄膜产品。 89% 的透光率。再次,纳米银膜的弯曲半径比金属网膜小,弯曲时电阻变化率小,应用于具有曲面显示器的设备,如智能手表、腕带等。好处。

 

在薄膜上,金属网中的金属丝可以反射可见光的总面积;纳米银线不是网格而是不规则分布,覆盖在玻璃基板的整个表面上。相比之下,纳米银薄膜具有更严重的漫反射,都是雾度问题。屏幕的雾度问题会导致屏幕在室外场景照明的情况下出现反光,严重时会导致用户看不到屏幕。但是,可以使用一些技术手段来减少光扩散并解决雾度问题。例如,日产化学公司开发了一种高折射率材料涂覆在纳米银膜上以降低雾度,有效降低雾度值。此外,对纳米银线表面进行黑化、降低光反射强度、对纳米银线表面进行粗化等技术也可以有效改善雾度问题。

 

金属丝网技术以传统的银、铜等金属材料或氧化物为原料,通过传统的印刷方式生产薄膜面板。原材料和生产成本都非常低,但这样的产品是不可逾越的。瑞士干扰问题,应用有限。如果要减小金属网格中金属的线宽,就需要改变制造工艺,成本会增加,还会出现线脆等问题。与金属网格技术相比,纳米银线技术使用了异形纳米银墨水材料。这些纳米银线供应材料掌握在Cambrios科技等少数公司手中。原材料成本较高,但制造工艺简单。采用印刷工艺快速生产大面积触控面板,整体成本不高。随着规模化生产,成本将进一步降低。

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