纳米银线透明导电薄膜加速“跑”


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  紧跟行业发展步伐,创新引领未来方向。据了解,公司首条年产100万平方米纳米银线导电薄膜生产线已于近期投入运行,研发生产的新一代透明导电薄膜材料,将在触摸传感, 光热调控, 柔性光伏与显示等方面满足移动终端、可穿戴设备、车载设备,教育医疗及智能家居产品的需要,是未来物联网不可或缺的基础材料。公司专注于纳米材料高分子复合薄膜的结构设计,深耕高效纳米组装技术,高性能纳米银线透明导电薄膜是其系列产品之一。《现代触摸显示屏》杂志有幸采访了这一独有技术的创造者王海量博士。

  就目前触摸屏产业而言,纳米银线导电薄膜的应用前景如何?

  触摸屏是目前人机交互必需的终端设备,自从电容式触摸屏在移动通信设备上获得广泛应用后,应用范围不断向新的产品领域拓展。目前的主导材料ITO因为材料日益稀缺, 加上薄膜性能及生产工艺竞争性等方面的欠缺,已不能满足市场需要,据Touch Display Research预估,2021年ITO将在触摸屏领域退出主导材料市场,2023年ITO替代材料市场规模约为130亿美元。

  在料(基础原料),材(透明导电薄膜, IC 芯片),器(触摸模组),用(终端设备)的触摸屏产业链上,科廷光电处于产业链技术与产品的中上端, 包括基础原料的合成与优化,薄膜的设计及工艺, 并为下游触摸模组厂商提供整体制程解决方案。如果将触膜产业链类比为纺织行业,那么,科廷光电目前所做的是纺线和织布这一段, 只不过我们将金属银“纺 ” 成比棉线细万倍的纳米银线, 然后卷对卷“织”成导电薄膜。

  在触膜屏应用领域, ITO替代性材料包括纳米银线、纳米碳管、石墨烯及导电高分子等。目前纳米碳管及石墨烯因为缺乏有效的纳米组装技术,技术成熟尚待时日。金属网格技术采用普通的银,铜等金属材料等作为原始材料采用传统的印压法直接制备触摸传感器,虽然原材料和制作成本都较低,但金属网格受到微米级线宽导致的摩尔纹的制约,降低金属网格中金属的线宽,又将引起断线等器件缺陷而降低良率。

  充分考虑下游触摸模组企业已有的湿法(丝网蚀刻, 黄光线蚀刻)及干法(激光蚀刻)制程的要求,将为现有的中小尺寸触摸屏提高产品性价比,为开拓大尺寸及柔性触摸全新市场提供有力支撑, 因而将与触摸屏厂商一起迎接新一轮的产业春天。

  纳米银线透明导电薄膜和最新进展。

  从纳米银线合成方法的发现到现在,已经过去了十余年的时间,鉴于纳米银线材料对光电子产品深远的影响力,吸引了包括美日韩等国大量的研发投入。为了实现纳米银线材料的产业化, 前期的研发,主要集中在纳米银线合成方法的优化,纯化方法及量产过程的建立。目前,纳米银线的主要技术指标包括直径,长径比及均一性都取得了长足的进展,可量产合成的纳米银线的直径从30纳米降到20纳米并向更细的15纳米进展,纳米银线的长径比也已达到或超过1000, 为实现纳米组装实现透明导电薄膜的量产打下了坚实的基础。

  直观的来看我们可以看到纳米银线透明导电薄膜的结构特点:可以看到纳米银线直径小于20纳米,通过特有的方法形成了一个网络,并将网络牢牢的固定于PET基材的表面,达到一种用纳米银线在PET表面形成类似刺绣的效果。由于银线之间的交叉点紧密接触,接触电阻很低,从而形成导电网络。

  纳米银线导电薄膜5万倍放大电子显微镜照片, 聚焦部分为暴露于表面的纳米银线,非聚焦部分为埋入薄膜的纳米银线

  在过去的几年里, 通过基于自主知识产权的薄膜结构设计和工艺, 不断改善薄膜的光电性能、机械性能、可加工性及稳定性等一系列技术指标。最新的进展包括:例如,为满足大尺寸触摸屏的市场需求,在保证高透光率及低雾度的指标下,实现了10欧姆方阻的突破;为满足柔性触摸屏需求,在保证3H铅笔硬度抗刮性能的指标同时,通过了10万次3mm 抗弯折测试;为满足触摸屏前段制程银浆边线烘烤要求,实现了薄膜摄氏135度烘烤无卷曲性能突破;为满足湿法制程蚀刻剂清洗要求,改进了导电层抗水洗/抗碱洗性能。这一系列的创新及产品性能的优化,为触摸屏企业导入激光蚀刻产线,丝印蚀刻产线及黄光蚀刻产线提供了完备的整体解决方案。