誰會是觸摸屏的超級英雄？

　　啥是觸摸屏?

　　觸摸屏(Touch panel)已經(jīng)成為了我們生活中必不可少的一部分，人們使用的手機、平板電腦、ATM機等各種終端基本都依賴于觸摸操作，正如你現(xiàn)在看本文所使用的手機/平板用的就是觸摸屏。但你真的了解觸摸屏嗎?目前，觸摸屏是由蓋板玻璃、OCA光膠、導(dǎo)電銀漿/ITO導(dǎo)電膜和SENSER(基板)等組成。

觸摸屏結(jié)構(gòu)示意圖

　　觸摸屏的主流工藝分析，貼合式還是嵌入式?

觸摸屏四大主流工藝

　　目前觸摸屏主要有兩大類、共四種工藝，分為貼合式(GG/GF、OGS)和嵌入式(on-cell、in-cell)。其中GF又衍生出G1F和GF2兩種方案，下面是對這幾種工藝的利弊分析對比：

　　那么觸摸屏未來將是貼合式工藝的天下還是嵌入式工藝的天下?2014年，臺灣勝華因缺少In-Cell相關(guān)的技術(shù)能力被蘋果果斷拋棄，而且小米、魅族等也紛紛投向In-Cell，最終勝華于2014年10月宣布破產(chǎn)。而與此同時，多家小模組廠也由于資金鏈斷裂而倒閉。目前觸摸屏市場正處于技術(shù)革新、洗牌重整階段，隨著In-Cell技術(shù)的不斷成熟，良率逐步提升，并且向中小尺寸發(fā)展，而這一技術(shù)的產(chǎn)線投入較大，中小面板廠將不得不面臨這個艱難的選擇。目前市場重組情況以及未來主流技術(shù)還不明朗，但是可以確定的是，由新技術(shù)所帶來的觸控產(chǎn)業(yè)大變革正在即將發(fā)生。

　　觸摸屏的市場有多大?

　　根據(jù)Display Search數(shù)據(jù)，2014年整體觸摸屏市場的規(guī)模將會增長至16.8億片，同比增速僅為11%。其中智能手機出貨量將可達到近12億臺的規(guī)模，同比增速23%，平板電腦市場同比增速將由2013年的59%快速收縮至14%。

　　據(jù)Display Search統(tǒng)計，2013年全年On-Cell觸摸屏出貨量僅470萬片，但2014年上半年出貨量就大增至2000多萬片，預(yù)估2018年出貨量將達1億2900萬片。具有類似內(nèi)嵌式觸控結(jié)構(gòu)的面板在2012年總出貨比重約20%，到2013年跳升到29%，預(yù)計2014年有機會攀升至32%。

　　Display Search預(yù)估，內(nèi)嵌式觸控應(yīng)用在2015年智能手機市場的滲透率將達到30-40%，若加計蘋果iPhone，出貨占比將超過50%，恐將壓縮外掛式觸摸屏生存空間。以O(shè)GS為代表的外掛式觸摸屏技術(shù)的未來前景堪憂。

　　觸摸屏市場路在何方?

　　根據(jù)國外媒體報告，未來觸摸屏的三大發(fā)展趨勢為大屏、柔性和透明，因此，與傳統(tǒng)的ITO觸摸屏相比，柔性觸摸屏具有很多優(yōu)點：

　　(1)耐沖擊，抗震能力更強;

　　(2)重量輕、體積小，攜帶更加方便;

　　(3)采用卷到卷(roll-to-roll)印刷工藝，成本更加低廉等。

　　柔性觸摸屏的時勢英雄

　　隨著柔性顯示產(chǎn)品的普及，ITO導(dǎo)電玻璃暴露了自身的缺點。由于ITO的脆性，使其在應(yīng)用中必須有玻璃作為保護層，以保護內(nèi)部導(dǎo)體及感應(yīng)器。玻璃保護層的加入，增加了工藝生產(chǎn)的難度(必須在真空下)，也限制了觸摸屏向柔性化發(fā)展的方向。為了解決這個問題，國內(nèi)外眾多觸控面板廠商不得不開始將發(fā)展重點轉(zhuǎn)向ITO的替代技術(shù)，包括納米銀線、金屬網(wǎng)格、納米碳管以及石墨烯等材料。

　　不過，石墨烯目前仍處于研發(fā)階段，距離量產(chǎn)還有很遠(yuǎn)的距離。納米碳管工業(yè)化量產(chǎn)技術(shù)尚未完善，其制成的薄膜產(chǎn)品導(dǎo)電性還不能達到普通ITO薄膜的水平。從技術(shù)與市場化來說，金屬網(wǎng)格與納米銀線技術(shù)將是近期新興觸控技術(shù)的兩大主角。

　　Metal-Mesh悄然成型的觸控新潮流

　　Metal-Mesh(金屬網(wǎng)格)是一種全新的ITO替代工藝，形狀有點像把極細(xì)的金屬線所組成的烤肉架，做在觸控感應(yīng)器上，其優(yōu)勢在于阻抗低(小于10歐姆)、資本支出非常低、製造成本比ITO稍低、透明度比ITO佳、可撓度高，有望成為一種工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù), 從根本上開辟了各種納米器件生產(chǎn)的廣闊前景。

　　目前，已有許多廠商加入角逐的行列，如韓商MNTech(已于2012年底供貨)、Atmel的XSense(于2013上半年推出，已有手機和7吋平板使用)、富士軟片(Fujifilm，2013第二季推出)、Unipixel的UniBoss(于2013下半年推出)、3M、PolyIC。此外，國內(nèi)的歐菲光最早投身納米壓印技術(shù)的工業(yè)化探索道路，目前已經(jīng)有較為成熟的工藝體系，在未來有可能全面替代ITO材料。

　　不過，Metal Mesh存在三個問題：一是Metal Mesh良率不穩(wěn)定;二是有能力量產(chǎn)Metal Mesh觸控面板的企業(yè)較少;三是采用Metal Mesh方案與LCD面板搭配時成本會有所增加。未來Metal Mesh能否成為觸摸屏的超級英雄，讓我們拭目以待。

　　銀納米線，能否戰(zhàn)勝Metal Mesh?

　　與Metal Mesh相比，納米銀線擁有得天獨厚的優(yōu)勢：

　　(1)生產(chǎn)工藝簡單、良率高。

　　(2)由于線寬較小，納米銀線技術(shù)制成的導(dǎo)電薄膜相比于金屬網(wǎng)格技術(shù)制成的薄膜可以達到更高的透光率。

　　(3)相比于金屬網(wǎng)格薄膜，納米銀線薄膜具有較小的彎曲半徑，且在彎曲時電阻變化率較小，應(yīng)用在具有曲面顯示的設(shè)備，例如智能手表，手環(huán)等上的時候，更具有優(yōu)勢。

　　(4)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。

　　(5)納米銀線的大長徑比效應(yīng)，使其在導(dǎo)電膠、導(dǎo)熱膠等方面的應(yīng)用中也具有突出的優(yōu)勢。

　　銀納米線已經(jīng)被認(rèn)為是最有可能替代ITO的材料之一。

　　目前，已經(jīng)有大量的研究證明銀納米線可用于制備觸摸屏、彎曲有機發(fā)光二極管(OLED)、可穿戴電子設(shè)備、電子皮膚和彎曲太陽能電池等透明電極中，彎折1000次后性能仍然很穩(wěn)定。另外，在智能家具的觸控屏，新型LOW-E玻璃中都有良好的應(yīng)用前景。

　　然而，國內(nèi)的納米銀線市場幾乎被美國Cambrios壟斷，但由于其過高的價格和不成熟的觸控模組生產(chǎn)工藝也讓這項技術(shù)未能在世界范圍內(nèi)進行大規(guī)模的觸控模組量產(chǎn)。在國內(nèi)也有中科納通等為代表的一批優(yōu)秀企業(yè)在進行銀納米線的研發(fā)工作，究竟能否打破進口產(chǎn)品的壟斷，讓我們拭目以待。

　　柔性印刷電路的新秀——納米銀導(dǎo)電墨水

　　從近日各大主流手機品牌發(fā)布的其下一代旗艦機模型來看，超窄邊框甚至無邊框的觸摸屏設(shè)計將是各大手機制造商爭奪市場的重要武器，目前觸摸屏邊框?qū)щ娭饕糟y漿材料為主，傳統(tǒng)的銀漿絲印方式的線寬、線距已經(jīng)不能滿足超窄邊框的需求，而近期較為流行的激光雕刻和曝光蝕刻技術(shù)達到量產(chǎn)的也30μm線寬工藝，目前有一種新技術(shù)或許可以大幅降低線寬，真正做到肉眼看不到的超窄邊框，這就是納米噴墨打印技術(shù)。

　　在美國、日本、德國及韓國等發(fā)達國家的帶動下,國際上興起了研發(fā)可應(yīng)用于噴墨打印的金屬微粒導(dǎo)電墨水的熱潮。通過噴墨打印設(shè)備將納米級的導(dǎo)電墨水一次成型打印在基材上，可印刷的線寬小于10μm，甚至可打印亞微米和納米級的線路。此外這種加法工藝可以大幅降低原料使用量，支持Roll To Roll的柔性屏自動化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了綜合成本。

　　除了在觸摸屏上的應(yīng)用，這種墨水在天線印刷、芯片制造等領(lǐng)域也有極大的應(yīng)用空間。目前這種技術(shù)在國外較為成熟，在國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)掌握該技術(shù)，其中中科納通等依靠其強大的技術(shù)背景和研發(fā)實力成功研制出納米銀噴墨導(dǎo)電墨水，目前已經(jīng)在世界范圍內(nèi)少量銷售，有望成為未來無邊框、超薄、柔性觸摸屏的革命性技術(shù)。