‧ 誰會是觸控式螢幕的超級英雄？

來源：RFID世界網作者：中科納通供稿

什麼是觸控式螢幕?

觸控式螢幕(Touch panel)已經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於觸摸操作，正如你現在看本文所使用的手機/平板用的就是觸控式螢幕。但你真的瞭解觸控式螢幕嗎?目前，觸控式螢幕是由蓋板玻璃、OCA光膠、導電銀漿/ITO導電膜和SENSER(基板)等組成。

觸控式螢幕結構示意圖

觸控式螢幕的主流製程分析，貼合式還是嵌入式?

觸控式螢幕四大主流製程

目前觸控式螢幕主要有兩大類、共四種製程，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，下面是對這幾種製程的利弊分析對比：

那麼觸控式螢幕未來將是貼合式製程的天下？還是嵌入式製程的天下? 2014年，台灣勝華因缺少In-Cell相關的技術能力被蘋果果斷拋棄，而且小米、魅族等也紛紛投向In-Cell，最終勝華於2014年10月宣佈破產。

而與此同時，多家小模組廠也由於資金鏈斷裂而倒閉。目前觸控式螢幕市場正處於技術革新、洗牌重整階段，隨著In-Cell技術的不斷成熟，良率逐步提升，並且向中小尺寸發展，而這一技術的產線投入較大，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還不明朗，但是可以確定的是，由新技術所帶來的觸控產業大變革正在即將發生。

觸控式螢幕的市場有多大?

根據Display Search資料，2014年整體觸控式螢幕市場的規模，將會增長至16.8億片，同比增速僅為11%。其中智慧手機出貨量將可達到近12億台的規模，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Display Search統計，2013年全年On-Cell觸控式螢幕出貨量僅470萬片，但2014年上半年出貨量就大增至2000多萬片，預估2018年出貨量將達1億2900萬片。具有類似內嵌式觸控結構的面板在2012年總出貨比重約20%，到2013年跳升到29%，預計2014年有機會攀升至32%。

Display Search預估，內嵌式觸控應用在2015年智慧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%，恐將壓縮外掛式觸控式螢幕生存空間。以OGS為代表的外掛式觸控式螢幕技術的未來前景堪憂。

觸控式螢幕市場路在何方?

根據國外媒體報告，未來觸控式螢幕的三大發展趨勢為大螢幕、柔性和透明，因此，與傳統的ITO觸控式螢幕相比，柔性觸控式螢幕具有很多優點：

(1)耐衝擊，抗震能力更強;

(2)重量輕、體積小，攜帶更加方便;

(3)採用卷到卷(roll-to-roll)印刷製程，成本更加低廉等。

柔性觸控式螢幕的時勢英雄

隨著柔性顯示產品的普及，ITO導電玻璃暴露了自身的缺點。由於ITO的脆性，使其在應用中必須有玻璃作為保護層，以保護內部導體及感應器。玻璃保護層的加入，增加了製造過程生產的難度(必須在真空下)，也限制了觸控式螢幕向柔性化發展的方向。

為了解決這個問題，眾多觸控面板廠商不得不開始將發展重點轉向ITO的替代技術，包括納米銀線、金屬網格、納米碳管以及石墨烯等材料。

不過，石墨烯目前仍處於研發階段，距離量產還有很遠的距離。納米碳管工業化量產技術尚未完善，其製成的薄膜產品導電性還不能達到普通ITO薄膜的水準。從技術與市場化來說，金屬網格與納米銀線技術將是近期新興觸控技術的兩大主角。

Metal-Mesh悄然成型的觸控新潮流

Metal-Mesh(金屬網格)是一種全新的ITO替代製程，形狀有點像把極細的金屬線所組成的烤肉架，做在觸控感應器上，其優勢在於阻抗低(小於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，有望成為一種工業化生產技術, 從根本上開闢了各種納米器件生產的廣闊前景。

目前，已有許多廠商加入角逐的行列，如韓商MNTech(已於2012年底供貨)、Atmel的XSense(於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(於2013下半年推出)、3M、PolyIC。

此外，中國大陸的歐菲光最早投身納米壓印技術的工業化探索道路，目前已經有較為成熟的製程體系，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良率不穩定;二是有能力量產Metal Mesh觸控面板的企業較少;三是採用Metal Mesh方案與LCD面板搭配時成本會有所增加。未來Metal Mesh能否成為觸控式螢幕的超級英雄，讓我們拭目以待。

銀納米線，能否戰勝Metal Mesh?

與Metal Mesh相比，納米銀線擁有得天獨厚的優勢：

(1)生產製程簡單、良率高。

(2)由於線寬較小，納米銀線技術製成的導電薄膜，相比於金屬網格技術製成的薄膜，可以達到更高的透光率。

(3)相比於金屬網格薄膜，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，應用在具有曲面顯示的設備，例如智慧手錶，手環等上的時候，更具有優勢。

(4)納米銀線除具有銀優良的導電性之外，由於納米級別的尺寸效應，還具有優異的透光性、耐曲撓性。

(5)納米銀線的大長徑比效應，使其在導電膠、導熱膠等方面的應用中也具有突出的優勢。

銀納米線已經被認為是最有可能替代ITO的材料之一。

目前，已經有大量的研究證明銀納米線可用於製備觸控式螢幕、彎曲有機發光二極體(OLED)、可穿戴電子設備、電子皮膚和彎曲太陽能電池等透明電極中，彎折1000次後性能仍然很穩定。

另外，在智慧傢俱的觸控螢幕，新型LOW-E玻璃中都有良好的應用前景。

然而，納米銀線市場幾乎被美國Cambrios壟斷，但由於其過高的價格和不成熟的觸控模組生產製程，也讓這項技術未能在世界範圍內進行大規模的觸控模組量產。在大陸也有中科納通等為代表的一批優秀企業在進行銀納米線的研發工作，究竟能否打破進口產品的壟斷，讓我們拭目以待。

柔性印刷電路的新秀——納米銀導電墨水

從近日各大主流手機品牌發佈的其下一代旗艦機模型來看，超窄邊框甚至無邊框的觸控式螢幕設計，將是各大手機製造商爭奪市場的重要武器，目前觸控式螢幕邊框導電主要以銀漿材料為主，傳統的銀漿絲印方式的線寬、線距已經不能滿足超窄邊框的需求，而近期較為流行的鐳射雕刻，和曝光蝕刻技術達到量產的也30μm線寬製程，目前有一種新技術或許可以大幅降低線寬，真正做到肉眼看不到的超窄邊框，這就是納米噴墨列印技術。

在美國、日本、德國及韓國等國家的帶動下,國際上興起了研發可應用於噴墨列印的金屬微粒導電墨水的熱潮。通過噴墨列印設備將納米級的導電墨水一次成型列印在基材上，可印刷的線寬小於10μm，甚至可列印亞微米和納米級的線路。此外這種加法製程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，提高了生產效率，降低了綜合成本。