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奈米銀線讓觸控無所不在

103/04/24 17480

黃承揚｜英商牛津儀器

2014年3月，根據專業市調機構Displaybank所指：「為降低原料成本，觸控面板廠乃積極找新材料，盼取代原占成本40%左右的透明導電膜銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱ITO)薄膜；而金屬網格、奈米銀線、碳奈米管、石墨烯等都是替代的材料。」

走在大街上或搭乘大眾運輸工具時，低頭族已是一種常態景象。人手1支智慧型手機加上iPad，讓每個人隨時隨處都可上網瀏覽、查詢資訊，或與好友分享訊息，這代表觸控已無所不在。而下一世代的觸控會是什麼樣的場景？大尺寸智慧電視(smart TV)與可撓曲顯示器面板正是科學家們描繪的新一代觸控電子產品；其中奈米銀的柔軟與高延展性，將取代目前透明導電膜銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱ITO)，讓觸控體驗更美好。

觸控已滲透生活中每個角落，直覺式的圈點所要物件不再藉由滑鼠鍵盤，是生活邁向未來的最佳方式。目前主要的觸控面板以電阻式與電容式多點觸控技術為主，須具備高導電度(1~5 × 10^-6 Ωm)、高透光度及耐候性等特點。

透明導電材料銦錫氧化物仍是市場主流，然而ITO薄膜中主要材料銦礦源全球含量有限，且大部分掌握在中國手中，導致ITO原料價格波動大且成本逐年上漲，另外ITO質脆無法撓曲，已無法滿足未來顯示器的需求，欲應用於軟性觸控面板也將受限制。

近年為了解決機械彎曲與高延展的特性，同時又要維持透明導電膜的高穿透率與高導電度需求，紛紛導入奈米技術於軟性透明導電材料的應用，熱門開發且較為成熟的技術主要有：導電高分子(Conducting Polymer)、奈米銀線(Silver Nanowires)、奈米碳管(Carbon Nanotube，簡稱CNT)及石墨烯(Graphene)。然而考慮成本與耐候性，有機高分子、奈米碳管，與石墨烯的表現，短期間內還是無法滿足量產需求。

銀具有優越的導電性，約為6.3 × 10⁵ S/cm，比銦錫氧化物高出100倍以上，提供比ITO更快的反應速度。藉由奈米化使線徑降至100nm以下成為線材網格結構，奈米銀線的長寬比很高，一般規格約200um長、50nm線徑，其長寬比約>4000，透過控制奈米銀線的分布密度，穿透率可達92%以上，使達成穿透率高且導電通路的功效。

由於奈米銀線是散亂分布，不會有圖樣干擾視覺或是莫列波紋(Moire)，大幅改善視覺效果。在生產方面，美國坎畢歐科技公司(Cambrios Technologies)與日本大倉(Okura)、日立化學(Hitachi Chem.)等公司合作，利用奈米銀線的高延展性，搭配導電油墨，用低成本的噴印或網印方式，直接在0.2~0.4mm厚度的PET軟性基材上進行圖案化製程，成為取代ITO的最佳選擇，打造可撓曲面板。

全球信息公司IHS大膽推估可撓曲顯示器市場在7年後將成長250倍。奈米銀線是一重要技術里程碑，將觸控領域從平板推到彎曲；從玻璃推進到塑膠。想想看在未來的世界裡，手機顯示可以繞著邊框走，捲收的電腦，有弧度的牆面可配上大型影視廣告看板，可繞式顯示器的潛在應用實力，將讓設計師更可天馬行空的想像科技了。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊撰稿／103年/03月）

責任編輯：楊谷洋｜國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊

科發月刊(5210)

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