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纳米银线,它为何这么火?

www.91jinshu.com   2019-08-10  来源:艾邦产业通  编辑部
摘要 行业内推出的新一代折叠屏手机主要强调的是屏幕可折叠性,在经历十多万次的折叠后,依旧可以实现屏幕显示触控。那么柔性折叠屏背后的核心是什么呢?ITO还能依旧占据触控屏领域吗?ITO(氧化铟锡)作为一种金属陶瓷半导体材料,其脆性让其在使用中需要选择玻璃保护内部导
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行业内推出的新一代折叠屏手机主要强调的是屏幕可折叠性,在经历十多万次的折叠后,依旧可以实现屏幕显示触控。那么柔性折叠屏背后的核心是什么呢?ITO还能依旧占据触控屏领域吗?ITO(氧化)作为一种金属陶瓷半导体材料,其脆性让其在使用中需要选择玻璃保护内部导体及感应器,与此同时也限制了触摸屏向柔性化的发展。

折叠屏对手机内部构造材料的要求都逐渐往柔性上转移,同样触控屏幕材料也都需要具有柔性,ITO已不能满足要求。因而让具有柔性的金属网格、纳米银线AgNWs、碳纳米管以及石墨烯、导电聚合物等导电新材料崭露头角。

表一:柔性材料的性能对比;

  ITO 金属网格 碳纳米管 导电聚合物 石墨烯 银纳米线
导电性 V V     V V
透光性 V V V   V V
弯曲   V V V V V
材料成本 V V       V
制造成本 V V V V   V
稳定性     V V V V
摩尔纹     V     V

但目前能够实际投入产业化应用的效果较好的有金属网格与银纳米线。如上所示,在所有指标中银纳米线堪称七项全能。纳米银线除具有银优良的导电性之外,由于纳米级别的尺寸效应,还具有优异的透光性、耐曲挠性。

       

图片来自苏州诺菲科技

随着导电膜新材料的不断发现,新工艺的的推出,纳米银导电膜具备的生产工艺简单、成本低、良率高,稳定性好等优势,率先走在其它导电膜新材料的前面,是当前柔性触控向可折叠、卷曲屏发展的最优方案!那么纳米银线是怎么产生的呢?

纳米银线的起源

纳米线是一个比值概念,纵横比要在1000以上,同时横向上的直径必须在100纳米以下。受到鲍鱼壳的启发,麻省理工学院生化博士安吉拉·贝尔(AngelaBelcher)制造出了可供人类利用的纳米结构。制造工艺起源于13世纪的硝酸银提炼法。到18世纪,人们开始在干净的玻璃上涂布火棉胶作为主材的溶剂,再浸入硝酸银,取出趁着湿的时候进行拍摄,这就是古老的湿版摄影法。

纳米银线导电膜的制造

纳米银线的合成

纳米银线的化学合成法大体分为四类:模板法、电化学法、湿化学法和多元醇法。模板法需要预制模板,孔道的质量和数量决定得到的纳米材料的质量和数量;电化学法污染环境,效率低。现在大量合成银纳米线的发法是湿化学法和多元醇法。

纳米银线形成的本质,是PVP对各晶面选择性吸附的结果。选择性吸附导致晶体生长速度不同,使得晶体能够各向异性生长成银金属一维线状结构。

图 纳米银线合成过程的向异性生长 来源百度文库

图 纳米银线 来源百度文库

纳米银线导电膜

纳米线通常被称为一维材料,涂覆成膜则可形成网状编织的二维结构。采用化学法生长出直径25-300纳米,长度为10-300um的纳米银线,再制作出纳米银线墨水。通过RTOR工艺精密涂布将纳米银线墨水转移到透明基材(PET、PMMA、PC等)。

图 透明柔性导电材料纳米银线的制备流程 来源大连大学的孙晶教授课题组

TP厂家可通过传统ITO黄光工艺进行蚀刻、或者激光镭射,此外还有蚀刻膏丝印工艺,压印图形纳米导电膜、打印工艺等。纳米银线导电膜的制造难点在于纳米银导电膜与银胶之间的搭配性,需保证搭接处的导电性和附着性。

纳米银线的龙头企业Cambrios已开发出纳米银薄膜(film)和纳米银墨水(Ink)方案。纳米银线导电膜中所使用的银与ITO所使用的铟矿,在原料价格上相去不远,但在制造透明导电膜阶段,加入银原料的量却只有透明导电膜成分中的百分之一,相比ITO生产成本低廉,而且其柔性相比ITO更佳。

纳米银线相关企业

在技术飞速发展同时,制造商必须能够创新,以应对快速变化的消费者需求。据研究机构HIS预测数据显示,2020年柔性屏幕的全球出货量将增至7.92亿个,营业收入增至413亿美元。作为柔性屏必用的纳米银线材料无疑正进入一个广阔的蓝海市场,这也为国内纳米银企业扩大了市场。目前已有多家企业在布局纳米银线的研发。小编收集了相关的企业名录,以供参考,排名不分先后;(如有遗漏,欢迎大家留言补充)


原文标题:纳米银线,它为何这么火?

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