纳米银及金属网格的对比分析(共13页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上纳米银与金属网格对比分析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5m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5m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3m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23m)、

2、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

3、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(Moireffects)，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56m缩减到3m以下，特别是若能缩减到1m.，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

4、，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1m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

5、.79的高折射率，可使薄膜电阻值为100/的纳米银线薄膜的雾度降至基本看不到的1以下。其次，黑化纳米银线表面、减少散射光强度，或者粗糙化纳米银线表面等手段，也可以改善雾度问题。3.挠度评价替代ITO的材料技术需求，不只是低价与薄化考虑，更包括一些可挠性产品问世的需要，从小尺寸穿戴式眼镜、智慧型手表或手环类运动器材，至配合的可挠性显示器产品。金属网格与纳米银线材料技术均可符合这些可挠性产品的性能规格，但如果比较穿戴频繁较高的穿戴式眼镜、智慧型手表或手环类产品，纳米银线材料技术因为具有比金属网格更大的曲率，而能获更长的耐久性。例如，Cambrios与日立化工合作所制作的透明导电胶膜，由上、下两层PETfilm，中间镀上一道仅5m厚的日立乾式光阻胶膜，以及仅0.1m的ClearOhm奈米级导电油墨；采低温贴合技术，X轴电极与Y轴电极叠合后厚度仅10m，具备优异的颜色光源传导性，跟任何胶膜基板或强化玻璃都能搭配，且能适用简易的卷筒(roll-to-roll)或单元制程。再者，(AUO)的可挠式电子纸产品，系以弯曲半径R=5mm来进行卷曲，该电子纸也是采用Cambrios的ClearOhm导电膜

6、，每平方英尺电阻值从19.25欧姆，到弯曲超过50,000次时仅增加到28.79欧姆，可以维持相当耐久的高透光与高导电性。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200m左右的布线区可以采用丝网印刷或压印工艺；而线距小于150m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

7、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。理解到金属网格的本质问题与纳米银线的优点，开始有趋势期待着采用纳米银线为材料，然后藉以形成纳米银线网格结构这样的概念产生。目前导入纳米银线材料之后，辅以印刷工艺可以制得线幅小于10m的进展，最低已到2m左右的梦想线幅，在成本降低上具有很大的潜力，故全球相关电子应用产品厂商无不聚焦该技术的发展状况，冀望能即时掌握此关键技术优势，大幅提升市场占有率，以及所衍生出之庞大印刷电子产品市场商机。三、产业供应链的评价1.SNW的产业供应链概况如前所评析，纳米银线材料供应掌握在少数如CambriosTechnologies厂家手上。目前CambriosTechnologies的策略投资夥伴包括与宸鸿合资成立一家FilmSolution，并于2013年再与日本写真进一步策略结盟；另外与东丽(Toray)、南韩三星(Samsung)亦有合作关系，而销售纳米银线材料的对象更扩及金属网格研发及制造阵营的中台企业，例如苏大维格、欧菲光与胜华等。纳米银线材料是SNW触控面板最重要的一环，宸鸿

8、是触控面板最重要的制造商，而南韩三星极力发展挠性面板，更是SNW触控面板潜在的重要出海口，因此，CambriosTechnologies透过策略结盟初步可以站稳此一供应链的防线，进一步地，因为金属网格也可能改采以纳米银线作为网格的制作材料而渔利双收。日本写真印刷的加入宸鸿与CambriosTechnologies之间的策略结盟，将引进塑胶薄膜触控制程，加上卷对卷(roll-to-roll)生产技术，可以进一步整合并制定纳米银线触控技术的产业规格，开发出更具有价格竞争力的产品。至于下游相关感测元件部分，则由eTurboTouch、LGE、NisshaPrinting、CNi、ShinEtsu与其他厂商所提供。整体而言，纳米银线触控的产业供应链尽管加入总家数不若金属网格家数多，但因为原料供应商、制造商与品牌出海口之间所专擅的业务与专业能力非常明确，单一企业体不易一条龙式垂直整合，呈现上中下游产业供应链结构紮实的型态，再者，由于纳米银线触控技术具有横跨全尺寸与不同领域的潜力，因此可以促进此一供应链参与者更潜心于研发改进，而避免不公平的低价倾销与违反营业秘密等冲突。2.MetalMesh的产业

9、供应链概况及可能遭遇的利益冲突以金属网格感测器而言，透明导电膜主要架构包括金属材料图案与基材搭配而成，上游厂商于完成透明导电膜后，其实可以进一步完成中游的组装成触控感测器的业务而降低成本，甚至再进一步延伸至下游的触控模组业务；反之，周边末端的厂亦能跨步进入金属网格触控图案的设计与生产业务，或者，由下游端往上游端延伸发展，身为MetalMesh的产业供应链一环者，彼此都有垂直整合的空间，也因此，金属网格的产业供应链分界开始趋于模糊，在此产业供应链分不清楚的态样下，容易产生利益冲突，包括供应链关系不稳定，商业模式建立在彼此防范的脆弱基础上。技术名称相较ITO的成本良率莫瑞干涉纹及克服雾度问题及克服商业模式冲突SilverNanaWire(纳米银线)低高无干莫瑞干涉问题有雾度问题，但可经由添加光散射物、调整奈米线的尺寸与奈米线改质等无MetalMesh(金属网格)(银制程)低中有莫瑞干涉问题，需进一步利用不规则网格设计、网格尺寸变化与角度偏移等手段克服无雾度问题部分厂商可能有供应链冲突问题资料来源:本文推论表四:新兴技术方案的评价:以SNW对MetalMesh为例新兴材料、技术与方案对比之后的结论一、金属网格仍存在视觉莫瑞干涉的问题在去年(2013/9/1，金属网格触控技术与先进内嵌式触控技术分析)，业界原本看好用金属网格取代ITO来降低触控面板的成本、使用卷对卷的技术来增加生产速度、使用凹凸版印刷、纳米印刷来做触控的图案化等，而寄厚望于金属网格的触控技术，并誉之为中大尺寸触控面板的救星，然而时至目前，仍有下列几个问题待解：(1)金属是不透光的材料，要达到可接受的穿透率，在细线化的过程中必须拿95%99%的触控sensor面积，在这个条件下是否还有可以支援这个金属网格的触控面板。(2)要让眼睛看不到，金属网格中的金属线幅最好要小于5微米。现有触控面板厂的黄光显影设备无法达成，必须用LCD面板厂等级的黄光显影设

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