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由該圖可以發(fā)現,若以光穿透度大于80%為規格,在電阻大于100Ω/sq,上述各技術(shù)都能達到需求;但是到100Ω/sq以下時(shí),石墨烯與奈米碳管就必須以真空法成長(cháng),再以轉移技術(shù)成膜方能達到需求。
導電高分子與金屬網(wǎng)格、金屬網(wǎng)絡(luò )可以達到此規格,而10Ω/sq以下,就只有金屬網(wǎng)格與金屬網(wǎng)絡(luò )可以符合。其中奈米銀線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在100Ω/sq以下,甚至更低都能顯現出優(yōu)異的特性,這是由于銀的導電特性較佳,少量的奈米銀線(xiàn)即可達到低電阻與高穿透度的光電特性。
量產(chǎn)制程
量產(chǎn)制程的復雜度與軟性透明導電膜的成本息息相關(guān),上述幾個(gè)柔性透明導電膜技術(shù)的量產(chǎn)制程解析如表1中所示,薄金屬膜與氧化物/金屬薄膜/氧化物都是真空鍍膜制程,設備與制造成本高。
奈米碳管、石墨烯的干式轉移制程特殊,須要開(kāi)發(fā)新的設備。蝕刻法的金屬網(wǎng)格雖然制程復雜,曝光、顯影、蝕刻、剝膜的黃光設備昂貴,但是制造技術(shù)成熟,銅網(wǎng)格透明導電膜目前已經(jīng)量產(chǎn)應用到觸控面板產(chǎn)業(yè)。
印刷法的金屬網(wǎng)格將黃光圖案化的制程以印刷來(lái)取代,預計可以再簡(jiǎn)化圖案化設備投入資金,但是須增加低溫燒結的制程與設備。自序組裝的金屬網(wǎng)絡(luò )又省略圖案化制程,其制造成本又比印刷金屬網(wǎng)格簡(jiǎn)單。
涂布型奈米碳管涂布成膜后須做摻雜處理,石墨烯在氧化石墨烯涂布成膜后須還原處理,設備與制造成本應該與自序組裝的金屬網(wǎng)絡(luò )相近。奈米線(xiàn)搭接的金屬網(wǎng)絡(luò )與導電高分子利用涂布成膜設備即可制造生產(chǎn),是設備與制造成本具競爭力的技術(shù)。
商品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化是需要經(jīng)過(guò)材料開(kāi)發(fā)、制程開(kāi)發(fā)、量產(chǎn)開(kāi)發(fā)的流程。這過(guò)程中「量產(chǎn)開(kāi)發(fā)」是一個(gè)重要的關(guān)鍵,量產(chǎn)開(kāi)發(fā)牽涉到材料、制程與設備的整合,也是新技術(shù)商品化的重要關(guān)鍵。
銅金屬網(wǎng)格的觸控面板已經(jīng)上市,是所有柔性透明導電膜技術(shù)中發(fā)展快的技術(shù);奈米銀線(xiàn)觸控面板在許多有經(jīng)驗顯示器展覽有多家有經(jīng)驗觸控面板廠(chǎng)展示,也接近商品產(chǎn)業(yè)化。
導電高分子透明導電膜雖有多家膜廠(chǎng)展示產(chǎn)品,但實(shí)際應用仍在開(kāi)發(fā)模索中。以印刷、自組裝制程之金屬網(wǎng)絡(luò )在材料與制程部份已有些進(jìn)展,相關(guān)量產(chǎn)制程與設備則仍開(kāi)發(fā)中。石墨烯在墨水材料與制程技術(shù)上尚處于開(kāi)發(fā)階段。
從材料特性、量產(chǎn)制程與技術(shù)成熟度來(lái)看,奈米銀線(xiàn)透明導電膜具競爭力。在光電特性上,橫跨數Ω/sq到百Ω/sq范圍都有優(yōu)異的光穿透度;低成本涂布成膜制程,加上從奈米銀線(xiàn)、墨水、柔性透明導電膜材到觸控面板應用的產(chǎn)業(yè)鏈完整,有待加強的是設備與制程的整合。
奈米銀線(xiàn)墨水是低黏度高長(cháng)徑比的特殊墨水,涂布成膜時(shí)均勻度不易控制,針對奈米銀線(xiàn)導電網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)特殊的涂布設備,是打開(kāi)奈米銀線(xiàn)軟性透明導電膜生產(chǎn)瓶頸的一個(gè)關(guān)鍵。
光電商品由硬到軟
掌握關(guān)鍵性材料為發(fā)展契機
從1990年代開(kāi)始以濺鍍方式制作透明導電膜,ITO便是透明導電膜的代名詞,然而、光電產(chǎn)品由小到大、由硬到軟的趨勢使ITO透明導電膜的特性逐漸無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)光電產(chǎn)品需求。
柔性透明導電膜在新材料發(fā)展下,奈米碳管、石墨烯、導電高分子應用都有一定的進(jìn)展,惟各種技術(shù)在應用到產(chǎn)品上市前仍有制程開(kāi)發(fā)、設備整合等技術(shù)問(wèn)題待克服。
除此之外,制造成本仍是各技術(shù)能夠勝出的重要因素。
本文從材料特性、制程難易度比較到商品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展做整體概括性的整理與回顧,期待在光電產(chǎn)業(yè)商品化應用從硬到軟的關(guān)鍵時(shí)刻,相關(guān)產(chǎn)業(yè)能夠掌握軟柔性電產(chǎn)品的戰略關(guān)鍵性材料,成為柔性透明導電膜的發(fā)展契機。
2024-03-25
2023-04-13
2022-02-09
2021-11-23
2021-11-16
2021-10-29
2021-10-27
2021-10-20
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