纳米银及金属网格的对比分析

纳米银与金属网格对比分析

行业资讯2014-11-11

•一、市场因素的评价

关于市场因素决定于产品价格与技术规格，技术规格将于之后

再详细讨论。

评价产品价格的变动，包括初期生产价格，例如材料成本、制

造成本，IC及其器件的整合成本，假如企业一条龙式地能掌握从原料至器件，甚至IC器件的成本，则有机会端出具有竞争力的产品价格。第二种系量产价格，当不同材料技术与生产良率仍有提升空间，以及产品的应用领域扩大，因而具备更多压低成本的能力，例如掌

握了主要品牌商且成为市场的主流产品，或者进一步扩展到其他应

用领域，而造成市占及出货量的扩大。

从原料与制造成本的角度，金属网格材料可为银或铜原子，或

银的氧化物，以印刷方式形成金属网格，而该金属网格的线幅超过

5μm以上；由于银或铜原料取得并不是问题，原料成本系相对低廉，但超过5μm以上的金属线幅所产生的视觉莫瑞干涉过于明显致规格劣化，因此必须设法降低线幅至3μm以下始为市场所接受，如此，为降低线幅所增加的成本，包括放弃印刷法而改成黄光微影或雷射

制作遮罩、良率降低等制造成本增加，就占有很高比重。相对地，

纳米银线油墨包括纳米银线(线径约50nm、线长约23μm)、调制溶液配方等，并非能直接取得，而是购自如纳米银线材料供应商Cambriostechnologies等少数专业厂商，因此原料成本欲降不易，但相对地，纳米银线没有如金属网格的视觉莫瑞干涉现象，不必刻意要求线幅降低，加上可以搭配成本较低的卷对卷印刷方式生产，即能获得符合市场规格的触控面板。

为降低原料与制造成本，主推纳米银线触控面板的触控大厂宸鸿，即于2013宣布与日本写真印刷联手开发纳米银线触控技术，并搭配先前与Cambriostechnologies合资而提供的纳米银线材料。日本写真擅长塑胶薄膜生产技术与卷轴式(roll-to-roll)生产技术，而Cambriostechnologies系纳米银线材料的少数供应厂商，透过宸鸿专业的触控图案设计及制造技术，三者强强合作将会有不错的价格竞争力，打入高阶产品市场的机会也很高。虽然Cambriostechnologies的商业模式不单是与宸鸿技术合作而已。

进一步地，因为纳米银线材料也具有其他领域的应用价值，例如在太阳能电池的应用，因此未来可望吸引更多厂商投入研发与生产行列，而纳米银线的材料成本在供给增加之后或许有较大的降价机会。

二、技术因素的评价

1.莫瑞效应问题及克服

触控屏幕上有时会出现看似波纹状画面，这种情况被称之为「莫瑞效应(Moiréeffects)」，特别是当数位产品中之画素、光学膜片或触控图案，在水平与垂直方向上，若规则对齐的画素与物体的精细规则图案重叠时稍有偏差，则出现干扰图案与实际物体并不存在的条纹或干涉。

金属网格是在薄膜上制造出格状图案，并在其中涂布银、铜等金属物质的技术。由于图案系由银、铜等具有反光的金属所构成，特别是网格线幅稍粗(反光面积大)、上下网格图案交叠在一定角度时，例如金属网格触控面板用于200ppi以上高解析度显示器，例如手机，即容易出现该莫瑞效应，故在商用化上仍有重重障碍。而在AllinOne产品的电脑、监视器、笔记型电脑等，则因为视距较远及解析度较低，所以规格要求相对较低。

金属网格的莫瑞效应，例如三星，系以微细线幅与图样化(Patterning)技术来克服，通过将线幅由目前的约5~6μm缩减到3μm以下，特别是若能缩减到1μm.，则智能手机也将能搭载金属网格触控面板。

然而，欲将线幅大幅缩减并非易事，包括无法采用简易的印刷制程、过细的线幅制作前后容易断线、网格阻值升高而IC侦测技术需要更精进地配合才行，如此，即失去获得低制造成本的机会。

相对地，纳米银线并非格状图案而呈现不规则地分布，并且纳米银线的线径约50nm而低于1μm以下，故没有金属网格的莫瑞效应问题。例如Cambrios的银奈米线材料制成ClearOhm导电透明油墨，能提供比ITO更高的导电性与更快速的触控反应速度，92%以上透光率，同时没有特别图案纹与干涉叠纹的情况，适合各种尺寸的触控面板，包括华为Ascend，搭售日本NTTDoCoMo的NECMEDIASXN-07D等智能手机，LG23寸显示器/AIO一体机，GVision15寸POS屏幕，及英特尔13.3寸Ultrabook参考平台等。

2.雾度问题及克服

所谓雾度(Haze)系指透明或半透明材料的内部或表面，由于光漫射而造成的云雾状或混浊的外观。

就金属网格图案而言，呈现光漫射的在于金属图案材料，特别是银金属可以反射更宽范围的可见光波长。因为金属网格图案中的金属材料所占面积不大，而纳米银线因为分布整个基板表面，所以相对地，光漫射所形成的雾度问题，纳米银线显得较为严重。

为降低光漫射，日产化学工业开发出了通过在纳米银线薄膜上进行涂布可降低雾度的高折射率材料，利用涂布高分子材料实现了1.79的高折射率，可使薄膜电阻值为100Ω/□的纳米银线薄膜的雾度降至基本看不到的1以下。

另外ClearOhm技术除了触控板外，也可做为3DTV液晶电视、可挠式显示器、OLED显示器╱照明材料、太阳能光电转换板(转换率达12%)，以及车用电子等领域的更多应用。然而这些纳米银线材料的优异挠度，是金属网格所无法达成的。

4.线幅评价

为配合高解析度显示器及解决莫瑞效应问题，金属网格触控研发极力寻求降低线幅的技术方案。同时，为降低制作成本，也不放弃印刷工艺制作金属网格的前提，包括采用不同材料银膏或铜材料的丝网印刷或者压印方式填入金属材料。

再者，静电容量式触控面板，为了从触控电极区拉出的布线，可以在屏幕周边排列极小面积的布线要求(客户需求一小边框或无边框的设计规格)，因此此一区域的众多密集布线也必须细微化。实务上，线距为200μm左右的布线区可以采用丝网印刷或压印工艺；而线距小于150μm的布线区则须改用光刻（Photolithography）技术来达成。然而，以制程整合的观点，触控电极区与周边布线区的制程需要一致才能简化并降低成本，亦即，金属网格于高解析度显示器的制程整合中存在成本优化不易的缺点。

相对地，纳米银线的线径极细，没有网格而产生视觉莫瑞效应的问题及与周边布线区连接的制程整合问题。