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解讀柔性可折疊AMOLED顯示之納米銀技術
編輯:雁楓 [ 2019-4-10 14:05:03 ] 文章來源:群銦薈萃
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  目前,市面上各家手機廠已經陸陸續續推出了的柔性可折疊手機,但是可折疊屏幕這個關鍵部件卻成為量產良率和成本的關鍵。那什么樣的技術才能量產出柔性可折疊的顯示屏,并且擁有足夠的分辨率、顯示質量以及耐用性?最重要的是,什么樣的技術才能使顯示器和終端設備廠商接受、帶來可觀利潤的成本并實現上述要求呢?
  過去,作為智能手機、平板電腦顯示屏導電層的ITO(氧化銦錫)材料幾乎被日本壟斷,但ITO材料因其阻值高、易折斷的缺點,難以在大尺寸觸摸屏、柔性屏上應用。
  另外,ITO屬于金屬陶瓷,當觸控區成為曲面或是可撓式時,ITO的易脆性容易造成阻抗值急速升高,阻抗穩定性將變得很差。
  可見,ITO并不適用于中大型觸控屏和柔性觸控屏。因此具備高導通率和高柔性的金屬網格和納米銀線正在加速產業化,并已應用于如筆記本電腦、計算機等大尺寸面板上。
  而相比于納米銀線,金屬網格由于存在摩爾紋的問題,應用受到限制。
  所以整體上看,納米銀線技術是現階段最好的ITO替代材料。
  納米銀只是一種材料,最終需要通過合成制備工藝將納米銀線墨水材料的合成,再到導電膜涂布,再到貼合觸控sensor,才會被顯示器應用。
  那這里我們就來說說納米銀線透明導電薄膜(簡稱TCF),這是一種將無數納米銀線與合適的有機交聯體在柔性襯底上制成的導電薄膜。目前,可用作柔性襯底的材料有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亞胺(PI)等。相對于傳統的ITO等在硬質材料襯底上沉積的透明導電薄膜,在有機柔性基片上制備的透明導電薄膜在透光性、導電性和柔性等方面的性能更好。
  從納米銀線導電膜的產業鏈來看,上游是硝酸銀、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等常用基礎化工品原料,中游是納米銀線漿料/墨水與納米銀線導電膜,下游是觸控屏、柔性OLED、太陽能電池、智能窗膜等。產業鏈的核心在于納米銀線漿料/墨水的制備,與納米銀線透明導電膜的生產,前者涉及到原料配方及處理工藝,后者涉及到設備及工藝。

  納米銀線透明導電膜產業鏈
  透明導電薄膜是一種兼備透光性和導電性的材料,被廣泛應用于觸摸屏、有機發光二極管(OLED)、有機太陽能電池、平面顯示器和智能玻璃等領域。
  目前,氧化銦錫(ITO)是市面上最主要的透明導電薄膜材料。ITO透明導電膜主要是通過噴濺涂覆沉積在透明的玻璃基質上制備得到,存在制備條件苛刻、成本高和柔性差、大尺寸產品良率低及電阻過大等缺陷,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。
  金屬網格、納米銀線、導電聚合物、碳納米管、石墨烯成為最有可能替代ITO材料的五大發展方向。其中,納米銀線的導電、透光、彎折性能最好,且可以使用涂覆工藝生產透明導電膜,生產成本比ITO低,是當前ITO材料的最佳替代品,產業化正在進行中。
  不同透明導電膜材料比較

  資料來源:CNKI、廣證創投
  從各類透明導電膜產業化進程來看,同樣具有優良導電性與透光性的金屬網格比納米銀線更早實現產業化,是納米銀線最大的競爭對手。經調研,國內金屬網格與國外金屬網格產品質量差距較大,國內金屬網格線距非???,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,價格比納米銀線產品低;國外金屬網格線距非常窄,技術含量更高,價格比納米銀線產品高很多,比如微軟的Surface Hub,單臺售價22,000美元。因此,綜合成本與產品質量,納米銀線較金屬網格具有很大的性價比優勢。
  各類透明導電膜產業化進程

  資料來源:新電子期刊
  此外,納米銀線透明導電膜的彎折性能遠好于金屬網格透明導電膜,經歷幾十萬次繞曲阻抗變化仍很小,而金屬網格、ITO卻達不到這樣的性能。未來,在柔性觸控領域納米銀線是目前唯一可行的方案。
  納米銀線薄膜的缺點是存在霧度問題,導致在室外場景光線照射的情況下看不清屏幕。隨著工藝的改進,納米銀線的直徑已下降至30nm以下,霧度問題已顯著降低,與ITO材料接近。
  那有人就問了,既然納米銀線這么好為啥沒有大規模使用呢?
  雖然納米銀線早已被研發出來,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的主流,主要問題就是前期企業不能將性能穩定的量產納米銀線柔性導電膜投放到市場。
  如今,納米銀線合成工藝技術及產業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18納米。
  在2017年之前,國內以諾菲納米為龍頭等多家納米銀線柔性透明導電膜生產企業一直致力于布局產業化,目前均已實現量產并進行了相關市場布局,美、日、韓等相關外企也在強力推進,納米銀線真正產業化應用的時代即將來臨。

  資料來源:廣證創投
  值得一提的是,2018年6月,諾菲納米與納米銀行業的全球領軍企業Cambrios在專利授權上強強聯手。達成交互授權之后,雙方合作將覆蓋包括從納米銀線材料合成和提純、卷對卷涂布工藝和觸摸屏應用配方及結構的許多核心技術專利。
  行業中,能生產納米銀線的企業數量不少,大多數企業可生產出納米銀線墨水以及透明導電膜,但只有諾菲一家實現了從銀線合成、墨水配方到涂布整個產業鏈的自主研發。
  在國際上,Cambrios公司已經可以給三星、LG、蘋果等高端品牌量產供貨,目前的重心在中小尺寸觸控屏,將直接沖擊ITO材料。
  國內有多家納米銀線企業宣稱自己擁有量產納米銀線透明導電膜能力,但從供貨情況看,目前國內量產能力處于領先位置的是蘇州諾菲納米,目前已經進入國內主流的商顯客戶供應體系,產品都以大尺寸觸控產品為主。而對于柔性可折疊市場,目前諾菲正在積極與下游手機廠商進入進展性的合作。


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