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折叠屏新型材料:金属网格还是纳米银

2019-11-15 15:20:11 暂无 阅读:773 评论:0

折叠屏的魅力锐不可当,市场的热烈反馈给了企业信心和决心。各种折叠产品跌跌撞撞,前仆后继向我们走来。

11月19日,三星将在武汉发布与电信合作的新5G折叠手机。从工信部电信设备认证中心网站上的图片来看,与年初发布的GalaxyFold非常相似,但价格可能会略有上升,大概率突破2万元,不过依然引起了业界的广泛关注。

折叠屏新型材料:金属网格还是纳米银

折叠屏虽好,却不乏拦路虎。材料、设备、零组件、工艺、产品设计等多方面都面临着新的挑战。其中,在功能机向智能机转变过程中起到重要作用的触控材料,因为折叠时代的到来也面临着变革。现有的主流氧化铟锡ITO,由于脆性和易断裂性,限制了其在折叠屏上的应用,人们开始寻找新的替代材料。

有潜质的材料很多,金属网格、纳米银导电薄膜、碳纳米管以及石墨烯、导电聚合物等等,到底谁会上位,目前还无法定论。不过从产业化的情况来看,应用效果较好的有金属网格与纳米银。所以我们这次就来聊聊,看看在折叠屏这个应用上,金属网格与纳米银。

折叠屏新型材料:金属网格还是纳米银

金属网格(MetalMesh)

金属网格是利用银、铜等金属材料在玻璃或PET等有机薄膜上生长形成导电金属网格图案。具有低电阻(15-30Ω/□)、高透过率、抗干扰以及良好的抗弯折性等优点,被认为是替代ITO的良好材料。

折叠屏新型材料:金属网格还是纳米银

金属网格的缺点是金属线宽较难控制,容易出现摩尔纹(Moirépattern)效应(图像上出现波纹)。为降低摩尔纹效应,要尽可能的降低金属网格的线宽(3μm以下),从而对制程带来了更高的要求,也大幅提升了成本。

金属网格的制备方法主要有激光烧结法、喷墨打印法、晶界模板自组装法、光刻法、纳米压印法等。各种方法的产业化进程有所不同,材料性能差别也很大。在大尺寸领域,线宽要求不是很苛刻,金属网格导电性能更加优异,因此在笔记本电脑、车载、工控、电子白板等大尺寸面板领域已经有所应用。在折叠手机应用上,金属网格采用的是光刻法,线宽更窄,但成本也更高。目前,三星GalaxyFold采用了金属网格方案,新近发布的小米CC9Pro也采用了维信诺柔性on-cell金属网格方案。

纳米银(AgNW)

纳米银导电薄膜是将纳米银线墨水材料涂覆在塑胶或者玻璃基板上,然后利用光刻技术制备具有导电网络图案的透明的导电薄膜。纳米银具有高导电性、透光性和可弯曲性,且成本低、稳定性好。

纳米银导电薄膜的主要问题是雾度。通过提高银纳米线的密度可以降低方块电阻,当方块电阻降低到一定阶段,薄膜的雾度会随之增加,从而限制了纳米银导电薄膜在显示器件的应用。减小银纳米线的直径可以降低薄膜的雾度,但也破坏了纳米线接触效果,导电性也随之降低。因此,解决雾度的方法之一是通过延长银纳米线长度改善导电性。

纳米银导电薄膜的制备方法主要有旋涂法、提拉法、滚涂法和印刷法等。其中,大尺寸主要采用印刷法,中小尺寸则以旋涂法为主。由宸鸿投资的Cambrios公司在纳米银领域占有垄断地位,行业应用超过100次的前10篇专利均来自该公司,近年来,该公司与宸鸿在厦门建立了合资公司,并与国内诸多从事纳米银的科创签署战略合作协议。2019年2月,Cambrios与C3Nano的专利官司吸引了诸多关注,也说明了纳米银领域知识产权竞争的激烈。

折叠屏新型材料:金属网格还是纳米银

当前的折叠屏手机采用金属网格居多的原因,主要有以下两点:

一是科技巨头在点亮科技树的时候,往往会有意无意选择不同的路径。苹果在2014年就采用了宸鸿的纳米银技术,如今折叠手机三星先行一步,采用与之不同的技术路线也很好理解。

二是纳米银方案知识产权过于集中,制程主要掌握在下游触控端企业。对面板企业而言,采用纳米银方案不仅增加了生产流程,同时也带来成本上升。虽然早期的on-cell金属网格方案会导致面板生产良率下降,但随着工艺制程水平提升,良率稳定后,成本也会随之下降,对面板企业来说是更有利的选择。

总体看来,金属网格和纳米银各具优缺点,均具备了大规模生产的能力,在柔性产品中也都有很好的应用前景。柔性时代刚刚到来,未来这两种技术还将继续竞争,正是有了竞争,才有了技术的不断完善,电阻触控、电容触控如此,液晶、等离子也是如此,相信金属网格和纳米银也会在竞争中互相促进,进而在柔性时代带给消费者更加完美的触控体验。

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