專利銀奈米線技術 讓觸控體驗更美好
做為觸控面板所使用的ITO導電玻璃層,在廠商導入專利的銀奈米線技術後,有助於縮減面板厚度並打造出可撓性面板,以開拓新一代的觸控顯示應用…
坎畢歐科技公司(Cambrios Technologies)總裁兼執行長John LeMoncheck認為,智慧手機與平板電腦到處可見,而Windows 8將驅使觸控應用深入Ultrabook以及AIO PC。預估觸控感測晶片市場,將從2011年2,000萬顆成長到2015年8,500萬顆。
同時業界對於觸控面板將要求高導電性、可撓╱可彎曲與低成本,找尋能取代既有的氧化銦錫(Indium Tin Oxide;ITO)導電層的替代材料:有金屬網(Metal Mesh)、銀奈米線(Silver Nanowires)、奈米碳管與碳球混合物(CNTs and Nanobuds)、導電聚合物(Conducting Polymers)與石墨烯(Graphene)等。
Cambrios以銀奈米線打造專利的ClearOhm材料,具備超高透光率(>98%)與每平方呎30~150歐姆的高導電特性,成為取代ITO導電層的最佳材料。
John LeMoncheck進一步解釋銀奈米線優點,具備高導電、透明度高、價格低廉、使用方便,目前已有產品商業化,也有相關供應鏈建立;其缺點則是要調配降低導電混濁度較為困難(<30 ohms/sq)。
透明導電材料的領導廠商
John LeMoncheck表示,Cambrios由美國加州大學聖塔芭芭拉分校與麻省理工學院(MIT)等科學家所創立,設計與製造工廠位於加州桑尼維爾(Sunnyvale,CA),在日本和台灣設有辦事處。策略投資夥伴有日本寫真印刷(Nissha Printing)、東麗(Toray)與三星(Samsung),有175項奈米材料專利申請中,22項專利獲准。應用Cambrios材料技術的觸控產品如智慧手機、AIO與顯示器已經在零售通路上架。
Cambrios以銀奈米線材料製造ClearOhm導電透明油墨,提供給日本大倉(Okura)、日立化學(Hitachi Chem.)、Toray、大日本化工(DIC)、信越(ShinEtsu),韓國LGE、Shinwha與中國、美國等導電膜供應商製造導電膜;相關感測元件由eTurboTouch、LGE、Nissha Printing、CNi、ShinEtsu與其他廠商提供。ClearOhm導電膜能提供比ITO更高的導電性與更快速的觸控反應速度,適用於大尺寸AIO PC的觸控應用,92%透光率比ITO OGS感測器提供更佳的亮度與較長的電池壽命,同時沒有特別圖案紋與干涉疊紋的情況。
使用ClearOhm技術可以打造僅0.2~0.4mm厚度的27吋感測面板,追加康寧(Corning)的Gorilla Glass也僅增加不到0.05mm厚度;具備低成本效益,可搭配任何尺寸觸控應用與平台設計。
目前採用到ClearOhm技術的實際產品,有美國Sprint營運商綁約銷售的華為 Ascend,搭日本NTT DoCoMo的NEC MEDIAS X N-07D等智慧手機,LG 23吋顯示器/AIO一體機,GVision 15吋POS螢幕,及英特爾13.3吋Ultrabook參考平台等。而在生產製程與材料成本上,ClearOhm技術可以搭配高速滾輪塗佈機台,大幅降低塗佈成本;內建電阻、光學膠與奈米線,可降低雷雕或日立化工TCTF製程成本。觸控組合製程上,可應用於透明塑膠膜,採GF1/GF2疊合結構且剔除OCA光學膠。
目前用於觸控螢幕內的金屬網薄膜,會依照顯示面板解析度的不同,而有不同內襯金屬網紋路;但使用內嵌銀奈米線的ClearOhm導電膜,無論是1080p、900p,或基本款768p解析度的液晶面板都能適用,如此也降低平台設計、面板後端測試組裝成本,以及供應鏈的庫存積壓成本。
與業界合作新導電塗佈技術 製造可撓式顯示器與其他應用
John LeMoncheck提到Cambrios與日立化工合作的透明導電膠膜,由上、下兩層Pet film,中間鍍上一道僅5μm厚的日立乾式光阻膠膜,以及僅0.1μm的ClearOhm奈米級導電油墨;採低溫貼合技術,X軸電極與Y軸電極疊合後厚度僅10μm,具備優異的顏色光源傳導性,跟任何膠膜基板或強化玻璃都能搭配,且可用捲筒或單元製程。
在使用轉印模生產流程部份,傳統ITO製程需要有上剝離層、光阻成型、圖刻、蝕刻及剝除五道製程;日立TCTF製程則為基板、TCT膜壓合、圖刻、TCT膜壓合與圖刻五道工序,跟既有的ITO薄膜製程有1/3可以轉移到TCT Film製程。
John LeMoncheck播放一段影片,跟友達(AUO)合作的可撓式電子紙的研發進程,即便電子紙以R=5mm彎曲半徑進行捲曲,裡面所使用的ClearOhm導電膜,每平方英呎電阻值從19.25歐姆,到彎曲超過50,000次時僅增加到28.79歐姆,維持相當耐久的高透光與高導電性。同時ClearOhm技術除了觸控板外,也可做為3D TV液晶電視、可撓式顯示器、OLED顯示器╱照明材料、太陽能光電轉換板(轉換率達12%),以及車用電子等領域的更多應用。