觸控面板產業發展趨勢與展望

刊登日期:2015/1/28
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池茗權

Apple在 2007年推出 iPhone,掀起手機觸控面板旋風,藉由行動裝置的普及化,打開了觸控面板的大門。隨著消費性電子產品的發展,使得觸控技術廣泛運用在各種人機介面上,包含智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、導航機系統及穿戴式產品等,因此近年來觸控面板產業呈現大幅成長的盛況。不過筆電市場衰退,觸控筆電銷售不振,及隨著觸控面板技術成熟與成本降低,加上中國、韓國同業的價格競爭及觸控技術的變化,台灣觸控業者整體產值不但衰退,還因此導致停線、關廠,甚至面臨破產重整的危機,連中國的中小型觸控業者也同樣難逃利潤下滑和庫存增加的結果。
 
除了如雨後春筍般的眾多廠商導致外,觸控技術的轉變,則是壓倒觸控業者的最後一根稻草。因看好觸控面板的應用,吸引了各路人馬加入觸控產業的血戰,除了傳統外掛式觸控面板,TFT LCD面板廠也挾著整合的優勢,積極開發 In-cell 及 On-cell 內嵌式觸控面板。中國的華為約將 20%的機型轉向日本 JDI 採購In-cell觸控面板,中興、TCL、聯想等品牌也將部份機款改為面板廠的 On-cell 觸控面板,擠壓了本土觸控廠商的生存空間,所以前陣子除了勝華外,日本郡是(Gunze)關廠,中國也有近四十幾家觸控、面板廠關廠、停線、合併或轉向其他產業發展。觸控面板產業面臨著劇烈的淘汰賽,要看哪家的口袋夠深,才能夠存活下來。

新觸控材料的技術發展
不管是玻璃或薄膜式觸控面板,ITO都是主流的導電材料,除了其中所含的稀有金屬銦成分價格高昂及稀土金屬供應國限制出口的因素外,近年來流行的穿戴式裝置市場和被視為未來可撓性顯示器的應用,ITO本身的缺點將會造成產品使用上的限制。ITO是結晶性陶瓷材料,材質硬且脆,在大幅度彎折或多次彎曲後造成阻值急遽增加,會使觸控功能失效,無法符合未來新興應用耐撓的機械特性,不能應用在柔性電子產品,而且需要成本昂貴的高真空薄膜設備,因此廠商紛紛開始研究ITO替代材料,包括金屬網格( Metal Mesh )、奈米銀線( Ag Nanowire )、奈米碳管( Carbon Nanotube )、石墨烯( Graphene )等,以提供製程成本更低、觸控效能更佳的材料。以下針對低阻值、較具技術發展與市場化的金屬網格與奈米銀材料技術近況做說明。
1. 金屬網格
Metal Mesh 技術有別於傳統  ITO觸控導電層,其利用銀、銅金屬材料或銀氧化物,在塑膠薄膜上(如 PET Film)製作導電金屬網格圖案,最低面電阻可達小於 0.1Ω/□,只是受限於製造商的設備及技術水準,Mesh 線寬大多在 5µm以上,會產生 Moire 效應,影響可視性。Moire 效應簡單來講是指觸控層的金屬網格規則對齊圖案與顯示器的黑色矩陣( Black Matrix )及彩色濾光片層,因交疊所產生出的干擾波紋圖案,如圖三所示。因此較不適合用於高解析度的智慧型手機及平板電腦等產品上,如果金屬網格圖案線寬可降至 3µm以下,理論上可有效降低此現象,但須採用黃光或更精細的轉印製程,如Gravure Offset Printing 等,工研院產業經濟與趨勢研究中心整理了金屬網格製程種類如圖四。
 
 
圖三、Moire Pattern
 
由於阻抗低、製作成本低、透明度佳、可撓性高,加上製作導電圖案時可同時做外圍線路(Trace)及具細線寬窄邊框能力,因此有許多廠商投入開發,主要製作技術有三種,第一種直接用金屬油墨網印,第二種在 PET Film 鍍或壓膜上金屬層,再以黃光微影製程做出圖案,第三種則將第二種的金屬層改為鹵化銀,再利用化學還原方式形成銀網格。大多數金屬網格開發商都用第二種方法,Gunze、Henkel及歐菲光則採第一種,第三種只有 Fujifilm 及 Kodak開發。目前主要供應商有Toppan、DNP、Mitsubishi Paper Mills、Fujifilm、Gunze、Toray、Panasonic、Konica Minolta、Nippon Filcon、介面、洋華、歐菲光、蘇州維業達(蘇大維格)、Atmel、3M、Poly IC、Rolith、Unipixel、LG Chem、LG Innotek、Mirae Nanotech(MNTech)、Melfas、Kumhoelectric、i-KAIST、Iljin Display、Synopex、Trais、KETI、ISL、Semco、及Cima Nanotech ----以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


圖五、ClearJet Coffe-ring導電線路圖
 
★完整內容請見下方附檔。

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