2022-08-19
柔性显示产品的普及，使ITO导电玻璃暴露了自身的缺点。
ITO的主要特性是其“电学传导”和“光学透明”的组合，是传统刚性产品制备的主要材料之一。然因ITO材料昂贵，且ITO层较为脆弱，缺乏柔韧性，无法做出可挠式面板，因而催生出银纳米线、金属网格、导电聚合物、石墨烯、碳纳米管等ITO替代方案。
理论上，石墨烯的透光度及电阻性能都占优势，但是由于其制程工艺复杂，在设备改进、工艺优化等方面都预示在前期需要有巨大的投入，售价也很高。在很长一段时间内，石墨烯都不具备量产的条件。纳米碳管工业化量产技术尚未完善，其制成的薄膜产品导电性还不能达到普通ITO薄膜的水平。从技术与市场化来说，金属网格与纳米银线技术将是有望替代ITO导电玻璃，成为柔性屏幕的主角。
虽然金属网格具有成本低且导电性佳的优势，但为了达到足透的光穿透率，在线细化过程中必须拿掉95%～99%的触控感应面积，导致触控讯号降低20～100 倍，现今触控IC难以支持；其二，为了让眼睛看不到金属网格，金属线宽必须小于5微米，使的其黄光显影制程或精密印刷技术费用高；此外，5微米金属线易断裂、金属易反射、材料氧化等问题都让金属网格技术备受考验。在解决以上难题时，成本也会随之增加，届时Metal Mesh是否还具备成本优势是厂商必须考量的问题。
相比之下，纳米银线在工艺制程上就拥有得天独厚的优势：生产工艺简单、良率高。由于线宽较小，银线技术制成的导电薄膜相比于金属网格技术制成的薄膜可以达到更高的透光率。再次，纳米银线薄膜相比于金属网格薄膜具有较小的弯曲半径，且在弯曲时电阻变化率较小，应用在具有曲面显示的设备，例如智能手表，手环等上的时候，更具有优势。银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。此外由于银纳米线的大长径比效应，使其在导电胶、导热胶等方面的应用中也具有突出的优势。
材料技术分析
ITO替代方案的优劣势
金属网格其技术优势在于阻抗低（小于10欧姆）、透明度比ITO佳、可挠度高，然导线＞5um时，图文可见性及莫瑞干涉现象严重，导线＜3um可减少莫瑞干涉效应，然生产成本大大增加。
碳纳米管和石墨烯或由于导电性及透过率方面的因素，或由于生产过程需高温、真空等条件，能耗较大及其他因素，两者目前均未能完全量产。
银纳米线技术目前已较为成熟，其延展性优于ITO及金属网格，色偏亦比ITO低、方阻相对较低的情况下透过率仍优于ITO，由于无需真空、高温等苛刻的生产条件，可大大降低成本。
银纳米线行业现状
目前，银纳米线上下游产业已趋于成熟。
上游油墨厂家主要有美国Cambrios、C3 Nano、Carestream、天津奈博等。
下游透明导电膜及触摸屏生产厂家主要有宸鸿与Cambrios、日本写真(NisshaPrinting)合资成立的TPK Film Solutions、韩国COSMO、日本大仓、苏州诺菲、中科纳通、LG、ATS、天津宝兴威、广州聚达光电、华科创智、珠海纳金、合肥微晶、成都崇越、中华意力、广东宸景光电等。
发展制约因素与解决方案
2011年，银纳米线行业龙头企业—Cambrios陆续与下游厂家：日立化成、日本写真等合作，成功开发出银纳米线导电膜，至今已历时6年，期间也经历过Cambrios因资金问题倒闭而后TPK再次注资而恢复正常运营的事件，银纳米线导电膜未如所预期般快速进入市场全面取代ITO主要受限于其雾度及可靠性方面的问题。
制约因素之一：雾度
银纳米线导电膜因其导电层组成物—银纳米线的纳米尺寸效应，随银线用量的增加，其导电膜成品的雾度增大，而又无类似于ITO导电膜用于消除刻蚀纹的消影层材料而导致其刻蚀文较ITO明显，限制了其在小尺寸方面的应用，仅适用于大尺寸或柔性产品，而小尺寸产品约占整个触控产品的70%，大尺寸产品又存在金属网格等的竞争，最终导致市场效应不佳。
消影层作用原理
目前相关企业已开发出降低产品雾度的方案，如银纳米线的直径减小，纳米尺寸效应降低；以金属离子还原为金属单质实现银线间导通，提高其接触面积和接触效果（部分实现银纳米线头尾相接），增强导电性，减少银线用量等，实现雾度降低的目标。
制约因素之二：可靠性
据悉，产品失效主要源于银纳米线导电膜的光稳定性，而银纳米线光失效主要源于银纳米线等离子效应而产生的对紫外波段的光吸收，导致Ag→Ag＋反应的发生，最终导致产品失效。
银纳米线吸收光谱
改善后导电膜的光稳定性测试：
柔性触摸屏在终端中的应用必将推动整个柔性电子行业的发展，银纳米线作为最具潜力的ITO替代方案，在解决了其前期制约因素的基础上将充分发挥其优势，实现全面量产，成为柔性产品制作的关键材料，基于银纳米线的柔性触摸屏也将迎来前所未有的发展机遇。
