+86-757-8128-5193

Ausstellung

Was ist der Unterschied zwischen Silber Nanowire und ITO für Touchscreens?

Touchscreens haben sich zu einer der intuitivsten Schnittstellen in fast allen Verbraucherelektronikgeräten entwickelt. Sie sind beliebt in Tabletten, Laptops, Mobiltelefonen, Desktop-Monitoren, Kiosken, Spielautomaten, Point-of-Sale-Geräten, Automobilen, GPS-Systemen und vieles mehr. Das Windows 8-Betriebssystem hat sie in Laptops, Desktop-Monitoren und All-in-One-Computern beliebter gemacht. Die meisten Touchscreens verwenden die projizierte Kapazitätstechnologie und erfordern qualitativ hochwertige transparente Leiter, um eine reiche Benutzererfahrung zu bieten.

Die etablierte Technologie für transparente Leiter verwendet Indium Zinnoxid (ITO) .Indium ist ein Nebenprodukt des Zinkbergbaus, der hauptsächlich aus China stammt. Es gab Versorgungsengpässe von Zeit zu Zeit. ITO hat eine wichtige Rolle beim Wachstum verschiedener elektronischer Geräte, insbesondere elektronischer Displays und Solarzellen, gespielt. Um einen transparenten Leiter zu erzeugen, wird ITO auf ein Zielsubstrat unter Verwendung eines Dampfabscheidungsprozesses in einer Vakuumkammer aufgesputtert. Das resultierende beschichtete Substrat (üblicherweise Glas) wird chemisch geätzt und gemustert, um einen transparenten Leiter zu bilden, der in Touchscreens verwendet wird.

Cambrios 'ClearOhm Beschichtungsmaterial ist eine Tinte mit silbernen Nanodrähten (SNW), die innen aufgehängt ist. Die Nanodrähte sind aus kristallinem Silber mit einem Durchmesser in den Dutzenden von Nanometern und einer Länge in zehn Mikrometern, was ihm ein hohes Seitenverhältnis ergibt. Bei der Beschichtung auf einem Kunststoff (typischerweise PET) -Substrat weist der resultierende Film ein percoliertes Netzwerk aus hochleitfähigen, aber transparenten Silbernanodrähten auf (Fig. 1) . Die Einkristall-Silberdrähte überlappen sich und schaffen ein Netzwerk, das hochleitfähig ist, da Silber das leitfähigste Element auf dem Planeten ist.

0813WTDnanowire_Fig1.jpg

Voraussetzungen für Touchscreens

Die Anforderungen an transparente Leiter, die in Touchscreens verwendet werden, variieren je nach Anwendung und Größe des Touchscreens. Im Allgemeinen benötigen sie alle hochdurchlässige Materialien für eine gute Sichtbarkeit, gute Leitfähigkeit, um eine schnelle Reaktion auf Berührung zu ermöglichen, und dünnere Materialien, so dass Endprodukte weniger wiegen und ästhetisch ansprechend sind. Am wichtigsten ist, dass transparente Leiter eine geringere Betriebskosten für Touchscreen-Hersteller und damit ein günstigeres Gerät für den Verbraucher bieten.

Aber diese Anforderungen ändern sich über die meisten Anwendungen wie Monitore, All-in-One-Computer, Laptops, Tabletten und Handys. Eine noch höhere Leitfähigkeit unter 100 Ω / Quadrat wird gesucht, so dass die Touchscreens eher auf neuere Anwendungen reagieren und eine bessere Benutzererfahrung realisiert wird.

Für größere Touchscreens, die in Anwendungen wie 23-in verwendet werden. Monitore, die höhere Leitfähigkeit ist wichtig, um schnelle Reaktionszeit mit 10-Finger-Touch-Fähigkeit bieten. Für mobile Geräte wie Laptops, die Notwendigkeit für dünner, leichter und stärker Touchscreens ist die Notwendigkeit für transparente Leiter auf Film statt traditionellen Glas. Da flexible Anzeigen real werden, sind transparente Leiter, die konform, gebogen oder sogar auf nicht flache Oberflächen gerollt werden können, Teil der neuen Anforderungen. Am wichtigsten ist es, dass die Kosten für die elektronischen Geräte der Konsumenten weiterhin Werte erreichen, die eine Massenannahme verursachen, die Kosten der transparenten Leiter müssen Schritt halten.

Übertragung gegen Leitfähigkeit

Bei Touchscreen-Anwendungen, besonders kapazitiven Touchscreens für Laptops und All-in-One-Computern, hoher Transmission (über 90%) und niedrigem Widerstand (weniger als 80 Ω / Quadrat) ermöglichen eine 10-Finger-Touch, was für eine tolle Benutzererfahrung sorgt .

ITO auf Film ist typischerweise bei Blattwiderständen von mehr als 120 Ω / Quadrat erhältlich. Unterhalb dieses Bereichs ist ITO typischerweise auf Glas und nicht auf Film erhältlich (Abb. 2) . Das liegt vor allem daran, dass die Glühtemperatur von einigen hundert Grad Celsius für ITO für Plastiksubstrate zu hoch ist und deren Verwendung auf niedrigleitfähige Filme beschränkt ist. ITO auf Glas kann jedoch für solche Anwendungen gemacht werden. Eine höhere Leitfähigkeit wird durch Abscheiden einer dickeren Schicht von ITO auf dem Glassubstrat erhalten, obwohl der Durchsatz verringert wird, da er mehr Zeit zum Abscheiden verbraucht. Auch traditionelle Glassubstrate sind schwer und dicker als der Film, der Geräte sperrig macht.

OEMs bevorzugen zunehmend filmbasierte transparente Leiter. Kommerziell erhältliche, indexangepasste ITO-Filme haben eine gute Übertragung von über 98%, was sie für kleinere Diagonalgrößen-Touchscreens wie Mobiltelefone geeignet macht, wo ein geringerer Widerstand nicht zwingend vorgeschrieben ist (Abb. 2) .

0813_WTDnanowire_F2.gif



2. Nicht indiziertes ITO auf Film hat typischerweise einen Flächenwiderstand von 120 Ω / Quadrat, aber mit einer geringeren Lichtdurchlässigkeit.


Im Falle des SNW-transparenten Leiters kann das Material auf Folie aufgetragen werden, da die zum Beschichten benötigte Temperatur und die Trocknung etwa 100 ° C beträgt, viel niedriger als die Erweichungstemperaturen von Kunststofffolien. Auch die Produktionsrate ist gleich, unabhängig von den Anforderungen an die Schichtbeständigkeit. Um einen niedrigeren Schichtwiderstand zu erzielen, wird eine dickere Beschichtung der exakt gleichen SNW-Tinte mit der gleichen Beschichtungsgeschwindigkeit (daher gleicher Durchsatz) durchgeführt. SNW hat eine höhere Transmission als Best-in-Class ITO und bietet weit über 95% Lichtdurchlässigkeit bei Blechwiderständen deutlich unter dem, was über Film-basierte ITO erreicht wird.

Höhere Übertragung bedeutet helleres Display, da die Tastsensoren kein Licht behindern. Hochdurchlässige transparente Leiter bedeuten auch längere Batterielebensdauer pro Ladung in mobilen Geräten.

Muster Sichtbarkeit, Haze und Moireé

Sowohl SNW- als auch ITO-Technologien sind in diesem Bereich stark. Es leidet auch nicht an Moireé-Effekten. Die Mustersicht für ITO ist im Vergleich zu Technologien wie Metallgewebe nicht hoch. Angesichts der Zufälligkeit der Silber-Nanowire-Verteilung auf Film, hat diese Technologie fast keine Muster Sichtbarkeit. Haze, auf der anderen Seite, ist ein Problem mit beiden Technologien. Typische Trübungswerte für SNW auf Film und ITO auf Film sind ähnlich, mit ITO auf Glas mit einer viel besseren Leistung als ITO auf Film oder SNW.

Gewicht und Dicke

In dieser Kategorie ist weniger mehr. Transparente Leiter, die weniger wiegen, machen Verbraucher elektronische Geräte wie Tabletten und Laptops mehr tragbar und robust durch reduzierte Masse. Die Verringerung der Dicke bedeutet, dass die Entwürfe glatt und ästhetisch angenehmer sind. Im Falle von Touchscreens, die einen niedrigen Schichtwiderstand unter 100 Ω / Quadrat erfordern, ist der Einsatz von ITO auf Film nicht möglich. ITO wird dann meist auf Glas abgelegt, was den Berührungssensor auf Glas etwa 0,6 mm dick macht. Im Vergleich dazu ist SNW auf Folie so niedrig wie 0,2 mm und so hoch wie 0,4 mm. Ebenso sind herkömmliche Glas-basierte ITO-Sensoren deutlich schwerer als auf Folien basierende SNW-Sensoren. Im Allgemeinen sind SNW-Sensoren auf Film etwa 40% leichter und 40% dünner als ihre ITO-Pendants.

Tabletten, Laptops und LCD-Monitore der Vergangenheit waren schwerer und dicker. Heute ist der Trend, wirklich tragbare Geräte und schlanke All-in-One-Computern, die dünner, leichtere Komponenten verlangen zu schaffen. Dies ist ein Vorteil für filmbasierte SNW-Sensoren.

Flexible, biegbare, rollbare Touchscreens

Verschiedene Display-Technologien und Touchscreens haben flexible Display-Anwendungen für Portabilität, Robustheit und einzigartige Designs verfolgt. Insbesondere werden organische LEDs (OLEDs) und e-paper auf neue mobile Anwendungen ausgerichtet. Die Touchscreens für diese Anwendungen müssen auch flexibel, dünn, leicht und robust sein.

Stellen Sie sich vor, dass flexible Mobiltelefone unzerbrechlich sind. Stellen Sie sich vor, Ihre 10-in zu falten. Tablette so passt es in deine Tasche. Stellen Sie sich vor, eine Anzeige aus Ihrem Stift zu rollen. Oder stellen Sie sich vor, Notizblock-Größe flexible Displays oder Displays, die um eine Säule oder Gebäude umwickeln. Diese Art von Produkten werden Wirklichkeit. Um diese Anwendungen zu ermöglichen, besteht ein Bedarf an flexiblen, biegbaren, rollbaren Touchscreens (Abb. 3) .ITO ist ein sprödes keramisches Material. Es kann leicht gebeugt werden, aber es ist wahrscheinlich zu knacken und werden nicht funktional in biegbaren, transparenten Leiter Anwendungen.


3. Flexible touchscreens can be a challenge to ITO displays.
3. Flexible Touchscreens können eine Herausforderung für ITO-Displays sein.


SNW-Materialien wurden auf flexiblen und rollbaren Displays aufgetragen und von Kunden getestet, die erfolgreich 100.000 Umdrehungen um einen 3-mm-Radius der Biegung passieren. Film-basierte Touch-Sensoren mit SNW-transparenten Leitern sind flexibel, robust und bereits im Einsatz, auch auf glasbasierten starren Displaymonitoren, Mobiltelefonen und All-in-One-Computern. Für diese Anwendungen reduzieren die flexiblen transparenten Leiter / Touchscreens das Gewicht und die Dicke, obwohl das Host-Display selbst nicht flexibel ist.

Eigentumsgesamtkosten

Silber ist der beste Stromleiter auf dem Planeten und ist etwa 100 mal leitfähiger als ITO. Aus einem materiellen Standpunkt verwendet ein gegebener Touchscreen viel weniger Silber als Indium. Es gibt drei Bereiche für den Kostenvergleich: die Infrastruktur / Ausrüstung, die benötigt wird, um das Material auf ein Substrat zu beschichten, die Kosten für die Strukturierung des Materials und die Kosten des Materialstapels, aus dem der Touchscreen besteht.

Die Infrastruktur, die benötigt wird, um ITO zu beschichten, erfordert eine Vakuumabscheidungsausrüstung, die mehrere Millionen Dollar an Investitionen beinhaltet und die Leitfähigkeitsanforderungen der Anwendung den Durchsatz beeinflussen. Beispielsweise ist der Durchsatz zur Beschichtung einer 50-Ω / quadratischen ITO-Schicht viermal kleiner als eine 200-Ω / quadratische ITO-Schicht.

Im Gegensatz dazu sind SNW-Materialien lösungsbeschichtet mit deutlich niedrigeren Vorwärtsinvestitionen in Geräten wie Pilotcoater (Abb. 4) . Der Durchsatz / die Kapazität einer gegebenen Leitung variiert nicht mit dem Leitfähigkeits- / Flächenwiderstand, der für verschiedene Anwendungen erforderlich ist. Das Roll-to-Roll-Verfahren zur Herstellung von SNW-beschichtetem Material ermöglicht eine sehr schnelle Kapazitätserweiterung. Der Prozess ist viel effizienter. Auch die Materialausnutzung ist besser und leidet nicht unter den riesigen Abfällen, die im ITO-Abscheidungsprozess entstehen.


4. Pilot coaters are used to make roll-to-roll flexible transparent conductors.
4. Pilot-Beschichter werden verwendet, um Roll-to-Roll flexible transparente Leiter zu machen.


Die Musterkosten für SNW und ITO sind gleich, wenn Fotomuster- oder Nassätzverfahren verwendet werden. Allerdings hat SNW einen Kostenvorteil, wenn das Material unter Verwendung eines Raumtemperatur-Laserprozesses gemustert wird. Die Kosten der Laser-Musterung ist etwa ein Viertel der Kosten der Foto-Musterung, da die Gerätekosten niedriger sind und es gibt keine Verbrauchsmaterialien wie Foto-Resist, Ätzungen oder Stripper. Darüber hinaus gibt es, da der Laserprozess keine Chemikalien verwendet, keine Abfallentsorgung.

Der Durchsatz ist hoch, und die Qualität der Musterung ähnelt dem High-End-Foto-Prozess. Die Laserleistung, die erforderlich ist, um den SNW-Film zu strukturieren, ist ziemlich klein und die Qualität des Musters ist sehr hoch mit ausgezeichneter optischer Leistung. Laser-Musterung auf ITO könnte dazu führen, dass der Substratfilm beschädigt wird, da ITO mehr Leistung oder eine längere Dauer benötigt, um das Muster zu formen, und der resultierende gemusterte Film könnte eine Mustersicht aufweisen, die anstößig ist.

Stapelkosten oder pro Stückkosten variieren je nach Stapelkonfiguration. Viele weitere Konfigurationen sind mit SNW möglich, und diese Konfigurationen bieten für eine gegebene Anwendung bestmögliche Optionen. Einige haben weniger Prozessschritte (fünf Schritte gegen 15 mit traditionellem ITO) wie im Fall von SNW, eingebettet in ein Trockenfilm-Resistmaterial. In anderen Konfigurationen wie der Ein-Film-Lösung (OFS) verwendet der Stapel keine optisch klaren Klebstoffe (OCAs), die die Kosten weiter reduzieren. Insgesamt haben sich SNW-basierte Touchscreens etwas weniger gezeigt, um deutlich weniger teuer als äquivalente ITO-Film-basierte Lösungen zu sein.

Vorteile von ITO und SNW

ITO hat seit einigen Jahren Marktdominanz genossen, da es sich um eine bewährte Technologie handelt, die Hersteller verstehen. In einigen Fällen haben die Hersteller bereits Hunderte von Millionen Dollar in Dampfabscheidungs- / Sputteranlagen in gut abgeschriebenen Fabriken investiert.

Der ITO-Prozess ist gut verstanden. Die Übertragung ist nicht besser als SNW, noch kann ITO Film zu niedrigem Schichtwiderstand kommen, dennoch ist seine Leistung für traditionelle Anwendungen für kleine diagonale Größe Touchscreens ausreichend. ITO ist auch sehr einheitlich, die Mustersicht wird minimiert und das Material ist sehr stabil.

SNW hat einen Vorteil gegenüber ITO sowohl bei der Übertragung als auch bei niedrigem Schichtwiderstand. Das Material ist in mehreren Konsumgütern bewiesen, die Herstellung und die Stückkosten sind niedriger und die Skalierung mit SNW ist viel einfacher. Der roll-to-roll verarbeitete SNW-transparente Leiter ist eine gute Wahl für neuere Produktionsanlagen, die einen hohen Durchsatz, eine leichtere Verarbeitung und ein Material benötigen, das für flexible Display-Touchscreens geeignet ist.

Rahul Gupta ist der Senior Director der Geschäftsentwicklung bei Cambrios. Zuvor hatte er mehr als 13 Jahre Erfahrung in der Entwicklung neuer Technologien und Produkte wie Laser für optische Telekommunikation bei Lucent, vollfarbige OLED-Displays und OLED-Beleuchtung bei Osram und Tintenstrahldruckgeräte der Generation 8 für die Herstellung von Farbfiltern für LCDs bei AKT ( Angewandte Materialien). Er erhielt seinen Doktortitel von der University of California in Santa Barbara und einen MBA von der Hass School of Business an der University of California in Berkeley.

Sriram Peruvemba dient als Chief Marketing Officer für den weltweiten Einsatz von Cambrios. Er leitet die globalen Marketing-, Applikations-Engineering- und Business Development-Bemühungen des Unternehmens. Er verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Elektronikindustrie. Vor seinem Eintritt bei Cambrios war er als CMO für E Ink Holdings tätig, wo er globale Marketingbemühungen für seine E-Paper- und LCD-Geschäfte betreute. Er hat auch hochrangige Positionen bei Sharp Corp., Planar Systems und TFS Inc. gehalten. Er ist auch als Executive Advisor bei YFYJupiter tätig.


Startseite | Über uns | Produkte | News | Ausstellung | Kontaktieren Sie uns | Anfrage | Handy | XML

TEL: +86-757-8128-5193  E-mail: chinananomaterials@aliyun.com

Guangdong Nanhai ETEB Technology Co., Ltd