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ITO取代材料需求成長有待利基市場開啟

上網時間: 2014年08月15日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:ITO  取代材料  觸控  DisplaySearch  奈米銀線 

根據 NPD DisplaySearch 觀察,隨著傳聞中 Apple iWatch 產品的日益臨近,關於 ITO 取代材料的話題亦再度火熱,成為近日業內人士關注的焦點;事實上,以目前的觸控市場格局而言,ITO取代材料的需求尚不強烈,產業成長動能來源於相關業者的積極佈局,惟未來相關利基市場開啟之後,ITO取代材料的相關投入方會彰顯價值。

NPD DisplaySearch 表示,ITO取代材料具備以下幾個基本要求:

˙導電性能和透光性能──做為取代產品,ITO取代材料首先需要滿足ITO自身的特性,即良好的導電性能與透光性能;做為觸控感測線路,新材料的導電性能將直接影響到觸控回應時間及觸控偵測的靈敏度,通常情況而言,針對10吋及以上尺寸產品,觸控感測線路的面阻值需維持150 (Ω/sq)以下。而以目前主流的投射電容式觸控技術而言,觸控線路通常處於顯示幕幕的上方,因而會要求新材料需保持良好的透光性能,以保障顯示器的畫面品質,通常情況下,應至少保證80~85%的透光率。

˙非稀有性──做為主流的透明導電體,ITO廣泛的應用於顯示面板和觸控面板等相關領域。雖然金屬銦為稀有金屬,但以目前狀況看稀土的供應暫時不會面臨短缺問題。DisplaySearch指出,以剛剛過去的7月份為例,稀有金屬銦的報價為4,970元人民幣,與金屬銀的報價(4,295元人民幣)相當。然而,目前全球稀土的供應主要來自於中國,雖然世貿組織裁定中國出口配額管制違規,但可以預期未來中國政府必然會會進一步加強對稀土資源開發的整合和管制。故而,雖然金屬銦的稀有特性並非是推動新材料的真正要素,但非稀缺性資源的新材料依舊可以提升其未來產業化過程中原材料採集的便利性。

˙可撓性──隨著79元人民幣小米手環的推出以及眾目以待的Apple iWatch產品即將問世,可穿戴設備市場再度成為市場關注的焦點,並被視為未來軟性顯示器件的重要應用市場。而由於ITO線路固有的脆性,在數次彎曲或較大幅度彎折後面阻值會急劇上升,從而致使觸控功能失效。而新材料的可撓性將使得其未來在軟性顯示領域展現出獨有的優勢。

ITO取代材料現狀

NPD DisplaySearch 指出,以目前研究進展看,ITO新取代材料主要集中於五種技術,包含金屬網格技術(Metal Mesh)、奈米銀線技術(Silver Nanowire)、奈米碳管技術(Carbon Nanotube),導電聚合物技術(PEDOT:PSS),以及做為理想目標的石墨烯技術(Graphene),其中金屬網格技術、奈米銀線技術及奈米碳管技術為目前最具量產性的技術,並且前二者皆有一線觸控業者投資佈局,甚至已量產出貨。

DisplaySearch研究總監謝忠利指出,對於目前產業最為關注的金屬網格技術和奈米銀線技術而言,二者皆具備了非常優秀的導電性能(非常容易達到面阻值100Ω/sq以下,甚至為50Ω/sq以下),使得其觸控感測性能優於傳統的ITO觸控線路,尤其是大尺寸應用產品。此外,金屬的延展特性保證了二者在多次彎曲或較大幅度彎折的狀態下依舊保持了良好的導電特性,成為軟性顯示觸控線路的主要候選技術。

同時,由於金屬自身並不透光,採用金屬網格技術和奈米銀線技術的觸控模組產品的透光性將依賴於非金屬區面積。以金屬網格技術為例,假設金屬網格觸控感測線路的面積佔據整體觸控模組產品面積的10%,則整體觸控模組的透光率將達到90% (觸控模組基板材料自身的透光率不計在內)。

此外DisplaySearch指出,更加精細化的金屬格線路結合一定的觸控線路圖案可有效的解決其存在的摩爾紋效益。通常情況下為避免金屬線路的可視性,金屬網格觸控感測線路的線寬會保持在4微米之內,而目前歐菲光的金屬網格產品則可達到約1.8微米,並以摻黑技術來改善金屬線路及摩爾紋效益視覺化問題。

謝忠利指出,奈米銀線技術同樣存在自身的挑戰。相對於金屬網格圖案單元是有秩序的排列與延伸,奈米銀線是多數細小銀線單體的隨機散佈,因此散佈均勻度的達成對日後線路的阻抗值一致性有重要影響。而且,金屬網格中每一個圖案單元彼此相連、較不易有斷線的問題,但是奈米銀線則是透過單體散佈中、彼此的交錯重迭來完成導電性,因此銀線墨水的塗布均勻性更顯關鍵。

觸控材料比較表
觸控材料比較表
(來源:DisplaySearch 2014 Touch Sensor Market and Evolution Report)

ITO取代材料的演進格局

目前新取代材料技術尚處於前期投入階段,單純進行成本比較為期尚早。以產業經驗來看,當產業投資聚集,技術、設備、制程能力得以改善,供應鏈資源充沛時,通常會帶動成本的快速下滑。以LCD產品為例,雖然LCD較PDP更為複雜,但充沛的產業投資和供應鏈資源最終帶來了巨大的成本下滑並最終全面戰勝了PDP產品。

與之相似,當下觸控產品依舊以手機及平板電腦為主力應用市場,而基於ITO基礎的傳統觸控產品技術已然成熟,供應極為充沛,且ITO面阻值亦可充分滿足產品需求,對ITO取代材料技術的需求並不強烈。故而ITO取代材料尚未有實質成本優勢可言,其未來的發展還將依賴可展現其獨有優勢的應用領域。

DisplaySearch指出,以目前產業發展動態觀察,針對新材料技術主要有兩個利基市場。其一為觸控筆電市場。儘管觸控筆電市場需求尚面臨挑戰,但對薄膜架構的觸控業者而言,在較大尺寸產品上,尤其筆電市場主力機型14吋,15.6吋產品上,觸控感測線路的面阻值面臨挑戰,使得其難以與玻璃架構為基礎的觸控業者相抗衡。而金屬網格和奈米銀線技術的優良導電性能則有機會使得薄膜式觸控架構產品在觸控筆電甚至更大尺寸產品市場上取得突破。

另外一個利基市場則是尚待崛起的可穿戴市場。謝忠利表示,儘管顯示器件並非可穿戴市場的必然配置,然而針對配備顯示器件的可穿戴設備而言,彎曲顯示(Curved display)或者軟性顯示(Flexible Display)將會具備更佳的體驗效果。

DisplaySearch指出,傳統的ITO觸控感測線路因其固有的脆性,容易因多次彎曲或較大幅度彎折而導致面阻值急劇上升,從而導致觸控功能失效。而新材料技術則可憑籍其優良的導電性能和可撓性能而受益於可穿戴設備市場的崛起。

因此DisplaySearch指出,目前ITO取代材料技術多處於觸控業者進行佈局的產業投入時期,尚無成熟的產業鏈可言,成長動能更多依賴於相關業者的積極推廣。但隨著利基市場的逐步開啟,將有機會帶動ITO取代材料產業日益成熟,並最終於長期演進後呈現其產品優勢。





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