行業(yè)內(nèi)推出的新一代折疊屏手機(jī)主要強(qiáng)調(diào)的是屏幕可折疊性,在經(jīng)歷十多萬次的折疊后,依舊可以實(shí)現(xiàn)屏幕顯示觸控。那么柔性折疊屏背后的核心是什么呢?ITO還能依舊占據(jù)觸控屏領(lǐng)域嗎?ITO(氧化銦錫)作為一種金屬陶瓷半導(dǎo)體材料,其脆性讓其在使用中需要選擇玻璃保護(hù)內(nèi)部導(dǎo)體及感應(yīng)器,與此同時(shí)也限制了觸摸屏向柔性化的發(fā)展。
折疊屏對手機(jī)內(nèi)部構(gòu)造材料的要求都逐漸往柔性上轉(zhuǎn)移,同樣觸控屏幕材料也都需要具有柔性,ITO已不能滿足要求。因而讓具有柔性的金屬網(wǎng)格、納米銀線AgNWs、碳納米管以及石墨烯、導(dǎo)電聚合物等導(dǎo)電新材料嶄露頭角。
表一:柔性材料的性能對比;
ITO |
金屬網(wǎng)格 |
碳納米管 |
導(dǎo)電聚合物 |
石墨烯 |
銀納米線 |
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導(dǎo)電性 |
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透光性 |
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彎曲性 |
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材料成本 |
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制造成本 |
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穩(wěn)定性 |
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摩爾紋 |
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但目前能夠?qū)嶋H投入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的效果較好的有金屬網(wǎng)格與銀納米線。如上所示,在所有指標(biāo)中銀納米線堪稱七項(xiàng)全能。納米銀線除具有銀優(yōu)良的導(dǎo)電性之外,由于納米級別的尺寸效應(yīng),還具有優(yōu)異的透光性、耐曲撓性。
圖片來自蘇州諾菲科技
隨著導(dǎo)電膜新材料的不斷發(fā)現(xiàn),新工藝的的推出,納米銀導(dǎo)電膜具備的生產(chǎn)工藝簡單、成本低、良率高,穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,率先走在其它導(dǎo)電膜新材料的前面,是當(dāng)前柔性觸控向可折疊、卷曲屏發(fā)展的最優(yōu)方案!那么納米銀線是怎么產(chǎn)生的呢?
圖片來源:J. Mater. Chem. C 2017, 5, 2240-2246
納米銀線的起源
納米線是一個(gè)比值概念,縱橫比要在1000以上,同時(shí)橫向上的直徑必須在100納米以下。受到鮑魚殼的啟發(fā),麻省理工學(xué)院生化博士安吉拉·貝爾(AngelaBelcher)制造出了可供人類利用的納米結(jié)構(gòu)。制造工藝起源于13世紀(jì)的硝酸銀提煉法。到18世紀(jì),人們開始在干凈的玻璃上涂布火棉膠作為主材的溶劑,再浸入硝酸銀,取出趁著濕的時(shí)候進(jìn)行拍攝,這就是古老的濕版攝影法。
納米銀線導(dǎo)電膜的制造
納米銀線的合成
納米銀線的化學(xué)合成法大體分為四類:模板法、電化學(xué)法、濕化學(xué)法和多元醇法。模板法需要預(yù)制模板,孔道的質(zhì)量和數(shù)量決定得到的納米材料的質(zhì)量和數(shù)量;電化學(xué)法污染環(huán)境,效率低?,F(xiàn)在大量合成銀納米線的發(fā)法是濕化學(xué)法和多元醇法。
納米銀線形成的本質(zhì),是PVP對各晶面選擇性吸附的結(jié)果。選擇性吸附導(dǎo)致晶體生長速度不同,使得晶體能夠各向異性生長成銀金屬一維線狀結(jié)構(gòu)。
圖 納米銀線合成過程的向異性生長 來源百度文庫
圖 納米銀線 來源百度文庫
納米銀線導(dǎo)電膜
納米線通常被稱為一維材料,涂覆成膜則可形成網(wǎng)狀編織的二維結(jié)構(gòu)。采用化學(xué)法生長出直徑25-300納米,長度為10-300um的納米銀線,再制作出納米銀線墨水。通過RTOR工藝精密涂布將納米銀線墨水轉(zhuǎn)移到透明基材(PET、PMMA、PC等)。
圖 透明柔性導(dǎo)電材料納米銀線的制備流程 來源大連大學(xué)的孫晶教授課題組
TP廠家可通過傳統(tǒng)ITO黃光工藝進(jìn)行蝕刻、或者激光鐳射,此外還有蝕刻膏絲印工藝,壓印圖形納米導(dǎo)電膜、打印工藝等。納米銀線導(dǎo)電膜的制造難點(diǎn)在于納米銀導(dǎo)電膜與銀膠之間的搭配性,需保證搭接處的導(dǎo)電性和附著性。
納米銀線的龍頭企業(yè)Cambrios已開發(fā)出納米銀薄膜(film)和納米銀墨水(Ink)方案。納米銀線導(dǎo)電膜中所使用的銀與ITO所使用的銦礦,在原料價(jià)格上相去不遠(yuǎn),但在制造透明導(dǎo)電膜階段,加入銀原料的量卻只有透明導(dǎo)電膜成分中的百分之一,相比ITO生產(chǎn)成本低廉,而且其柔性相比ITO更佳。
納米銀線相關(guān)企業(yè)
在技術(shù)飛速發(fā)展同時(shí),制造商必須能夠創(chuàng)新,以應(yīng)對快速變化的消費(fèi)者需求。據(jù)研究機(jī)構(gòu)HIS預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,2020年柔性屏幕的全球出貨量將增至7.92億個(gè),營業(yè)收入增至413億美元。作為柔性屏必用的納米銀線材料無疑正進(jìn)入一個(gè)廣闊的藍(lán)海市場,這也為國內(nèi)納米銀企業(yè)擴(kuò)大了市場。目前已有多家企業(yè)在布局納米銀線的研發(fā)。小編收集了相關(guān)的企業(yè)名錄,以供參考,排名不分先后;(如有遺漏,歡迎大家留言補(bǔ)充)
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天材創(chuàng)新Cambrios
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深圳市華科創(chuàng)智技術(shù)有限公司
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C3Nano
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蘇州諾菲納米科技有限公司
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廣州宏武材料科技有限公司
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昆明貴金屬研究所
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合肥微晶材料科技有限公司
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珠海納金科技
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中科院廣州化學(xué)
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樂凱華光
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蘇州冷石納米材料科技有限公司
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廣東南海啟明光大科技有限公司
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浙江科創(chuàng)新材料科技有限公司
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濟(jì)寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司
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宇瑞(上海)化學(xué)有限公司
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成都崇越新材料有限公司
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珠海納金科技有限公司
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南京吉倉納米科技有限公司
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南京先豐納米材料科技有限公司
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啟明光大
折疊屏將對現(xiàn)有部分手機(jī)供應(yīng)鏈產(chǎn)生重大的變化,涉及的企業(yè)類型有終端、顯示觸控企業(yè)、柔性薄膜、FPC、柔性膠材、轉(zhuǎn)軸,設(shè)備有激光、點(diǎn)膠、貼合、檢測等類。如:
OPPO、三星、iPhone、華為、聯(lián)想、Moto、小米、中興、海信、柔宇TPK、LG、京東方、維信諾、華星光電、深天馬、和輝光電、群顯光電、天材創(chuàng)新Cambrios、深圳市華科創(chuàng)智技術(shù)有限公司、C3Nano、蘇州諾菲納米科技有限公司、廣州宏武材料科技有限公司、昆明貴金屬研究所、合肥微晶、珠海納金、北京載誠科技有限公司、深圳瑞華泰薄膜科技有限公司、桂林電科院、時(shí)代新材、丹邦科技、今山電子、合肥玖源新材料技術(shù)有限公司、天津市眾泰化工科技有限公司、深圳市捷度科技有限公司、福磊化學(xué)、康得新、臺灣永捷奇鋐科技股份AVC、韓國Diabell、深圳市匯能光電科技有限公司、廈門華爾達(dá)、勁豐電子、思捷精密、安費(fèi)諾、德龍激光、盛雄激光、正和匯通、富強(qiáng)科技等
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