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    • 纳米银线-触控导电材料的新“角力场”
    • 发布时间:[2023-01-04]    阅读次数:[71]
    • 触摸屏(Touch Panel,简称"TP")又称为“触控屏”、“触控面板",是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。触摸屏在消费电子产品中的应用越来越广泛,从小型产品如智能手机、PDA、e-Book,到中型产品如平板电脑、车载导航仪、游戏机,再到大型产品如POS系统、公共查询系统、便携电脑等都可以看到触摸屏产品。目前触摸屏已经被广泛应用于公共事业、商务办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等与人类的生活、工作息息相关的场景中,并且仍在高速渗透,市场需求日益增大,前景十分可观。

       

      触控技术路径比较

      目前市面上的触控技术有很多,常见的比如电容式触控技术、电阻式触控技术、红外线触控技术、表面声波式触控技术、电磁触控技术等。其中,电容屏红外触摸屏因触摸敏捷、定位准确、成本较低、生产工艺可量产等优势被广泛应用于各行各业,其余的触控技术因各种因素的约束,应用场景十分受限。

       

      红外线发射与接收感测元件在屏幕表面形成红外线探测网, 触控操作的物体(比如手指) 可以改变触点的红外线, 进而被转化成触控的坐标位置而实现操作的响应。用户手指和工作面形成一个耦合电容,吸收走一个很小的电流,从屏的四个角上的电极中流出,控制器通过对四个电流比例的精密计算,得出位置,可以达到99%的精确度。

       

      导电材料(TP)—电容式触控产品的核心

      ITO是氧化铟锡的英文缩写,是电容屏发展至今的主流导电材料。ITO导电膜是一种半导体透明薄膜,因其具有良好的光学透光性能和导电性能,同时相比ITO导电玻璃可实现轻薄化,因而作为电极材料广泛应用于电容式触摸屏领域,如平板电脑、智能手机、工业控制、智能穿戴、智能家电及智能家具等产品。导电膜占电容TP成本35~40%,但在显示触摸设备大尺寸、透明化、柔性化的发展趋势下,ITO已不能满足新产品的功能要求。

       

      纳米银(SNW,silver nano-wire)是指将纳米银线墨水材料(即“银浆”)涂布在塑胶或者玻璃基板上,然后利用镭射或黄光雕刻技术刻画制成具有纳米级别的银线导电网络图案的透明导电薄膜的方案。纳米银透明导电薄膜、盖板玻璃、胶层三者组成了触控面板。

       

      金属网格(MetalMesh)电容触控技术是将铜等导电金属及其氧化物的丝线密布在PET基材导电层上,形成规则的网格,基于贴合的导电膜实现触摸信号的传输功能。

       

      理论上,纳米银线相较金属网格具有更多的优势,因此更多材料厂均将纳米银线作为替代ITO成为下一代触控导电材料。但在实践中,也有极少数厂家利用自身技术突破金属网格材料的瓶颈,使金属网格导电膜得到工业应用。

       

      与传统ITO导电膜相比,纳米银导电膜有以下优越性:(1)生产效率高,价格相对较低;(2)面阻值低,特别在大尺寸触摸屏制作上有很大优势,为实现超大尺寸触摸屏和大尺寸单边走线提供了可能性。(3)耐曲挠性好,可实现触摸屏的柔性、可弯折。

       

      综合来看,纳米银材料导电性、透光性、可弯折性、稳定性良好,是一种以较低的生产成本实现大尺寸和柔性触控的优质解决方案。


      纳米银材料制备工艺可分为前后两大工序。前道工序主要为墨水的制备合成及导电薄膜的制备,后道工序主要为TP模组的生产。前道工序核心能力在银线的提纯制备,后道工序的核心能力为流程管控、设备选型及对纳米银工艺的理解优化,最终体现为产线良率。

       

      商显大屏市场规模

      商用显示设备是集合了显示技术、交互技术、互联网技术与软件技术,并且实现了软硬件结合的系统产品,而大屏商显则泛指32寸以上设备主要包括:交互式白板、小间距LED、广告机、商用电视、LCD拼接。

       

      从细分产品看各市场情况:

      交互式电子白板

      交互式电子白板分为教育交互式电子白板商务交互式电子白板两种产品。中国视频会议市场需求持续增长,商用交互式电子白板具备双向操作、更大屏幕、更高清晰度的特点,满足智慧办公的需求,将大量替代投影产品;短期受疫情冲击,政府在教育财政投入下降,从长远看,教育市场依然庞大,政府投入不减,设备更新需求加上智慧教室的新建将驱动教育交互式白板的增长。

       

      大屏幕拼接

      大屏幕拼接包含LCD拼接和LED小间距拼接产品,以LED小间距的未来发展势头尤其迅猛。新冠疫情引起政府在城市应急、公共安全以及医疗信息化方面的高度重视,加强了智慧安防、智慧医疗等信息化建设的投入;重点行业加快推进智慧化转型:智慧园区、智慧水利、智慧农业、智慧环保等都需要建设大量的数据监测运营中心。以上两点将是拉动大屏幕拼接市场增长的主要动力。

       

      广告机

      虽然常态化的疫情防控对餐饮以及零售行业的负面影响抑制了广告机的市场需求。但专业定制化的智慧广告机产品,其良好的交互体验以及精准的广告投放极大赋能零售行业、传媒行业数字化转型,随着疫情防控政策的逐步解除,广告机蕴含较大的市场增长空间。

       

      商用电视

      商用电视的大尺寸化、智能化带动其在酒店、会议、零售等场景的应用。疫情过后,酒店、零售行业回暖,新的一轮升级改造来临,商用电视有机会迎来不小的增长。

       

      行业渗透情况

      除了使用体验上的差距,目前电容屏尚不能大规模替代红外屏还有两大原因:

      (1)成本。以86寸为例:红外框250~300元,电容触摸屏:700~900元。因此电容屏方案首先在价格接受度相对较高的交互式白板市场推广。终端厂商大批量替换电容方案的预期是其成本为红外方案的1.5~2倍

      (2)ITO大屏显示劣势。ITO触控灵敏度较低,且由于本身材料的脆性,不适合作为在32寸以上屏幕触控材料,从而影响了电容屏在大屏商显的推广

       

      电容TP市场规模

      电容TP一般占商显整机成本的10%~12%。截至2021年,中国电容TP的市场规模约10亿元,市场规模虽小,但增长强劲,其既受益于商显大市场的增长,又得益于电容屏对红外屏的替代。在触控材料端,2020年及2021年由于新型触控导电材料工业应用尚不成熟,彼时推出的大屏商显以ITO作为主要触控导电材料。而随着纳米银线工艺的逐步优化,产品良率的提升,自2022年起下游屏显厂以采购纳米银线电容TP为主。



      信息来源:金龙投资公司, 杭州金龙集团有限公司 2022-12-31 09:05发表于浙江 , 崇材电子整理发布。