觸控元件多元化材料與關鍵技術概述
- 莊永莉
自從2007年初蘋果發表的iPhone引發觸控式面板商機以來,旗下產品iPhone、iPad陸續問世後,全球吹起一股觸控技術應用之旋風,從攜帶型消費性電子產品到家電及車用裝置等,其應用範圍越來越廣。觸控的原理可分為電阻式、電容式等數種,皆有其使用之適合環境及優缺點。從疊構的模式又可分為G/G、G/F/F、G/F及OGS等,其製作流程及工藝皆有所不同,但其中之透明導電薄膜為關鍵材料之一。
目前透明導電薄膜之材料供應商研發不同之複合材料,有單純之ITO/PET FILM、Cu/ITO/PET FILM、Ni-Cu/ITO/PET FILM等不同材料,而其製程亦會因材料之不同而有所差異。
透明導電薄膜(ITO)為關鍵材料之一,所使用之稀有金屬─「銦」,因近幾年來TFT-LCD使用量大增且生產礦場由少數國家控制,造成「銦」數量持續減少且取得不易,價格應會持續上揚,造成ITO的成本逐年提高。故有研究報告預估於2015年ITO使用率會降低至50%以下。近年來已有諸多企業投入資源開始研發ITO之替代品,例如:「CNT」碳奈米管材料(Carbon Nano Tube)、「ZnO基TCO薄膜」、「PEDOT」導電高分子...等。
「CNT」碳奈米管材料(Carbon Nano Tube)是一具有奈米級直徑與長寬高比的石墨管。可由單層或多層的石墨層捲曲形成中空管柱狀結構,改變CNT捲曲方向可以表現出碳管金屬、半金屬、半導體等特性。製造成本雖已逐年降低,但依目前技術,其面電阻若要達到500Ω/□以下,透光度會是一個問題。
「ZnO基TCO薄膜」ZnO的光學禁帶寬度約為3.2 eV,對可見光的透明性很好。Zn的蘊藏豐富,無毒,價格便宜,比ITO更容易蝕刻。但若環境溫度高於150℃時,其電性之穩定度不佳。此材料之瓶頸點為於大面積製程下,ZnO基TCO薄膜之導電度均勻性較ITO差,仍待突破。
「PEDOT」導電高分子於1970年代由日本筑波大學的白川英樹(Hideki Shirakawa)教授於實驗中偶然發現,2007年日本富士通公司開發出採用導電高分子之觸控面板,其優點具有與ITO相同之透光度且使用壽命較ITO為長約10倍。PEDOT的另一優勢是於大氣及較低溫環境中即可成膜。但目前導電高分子之耐候性較ITO差,故此材料仍須於技術上持續研發。
事實上,觸控技術於現代人之生活環境中無所不在,觸控面板帶動更多消費電子產品的應用,因而觸控面板需求量大增,目前已有數十家廠商投入觸控面板生產,如何掌握關鍵材料及技術、整合上中下游供應鏈,為當務之急。「奇奕國際」在此同時亦投入研究、發展,並與觸控廠商及觸控設備商合作,期許能脫穎而出,共同找出降低成本、提升良率的解決方案,提升台灣觸控產業競爭力。
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