納米銀線與金屬網(wǎng)格都具有比ITO導(dǎo)電性更佳、價(jià)格更低的優(yōu)勢(shì)，但截至目前，其中金屬網(wǎng)格仍存在不透光、高反射、莫瑞干涉(Moire)等問(wèn)題亟待解決，因此，納米銀線的相對(duì)優(yōu)勢(shì)似更為品牌廠商及觸控技術(shù)研發(fā)廠商所看好。
隨著觸控面板大尺寸化、低價(jià)化的需求，以及ITO薄膜不適用于可撓式顯示器應(yīng)用、導(dǎo)電性及透光率等本質(zhì)問(wèn)題不易克服等，眾廠商紛紛開(kāi)始研究ITO替代品，包括納米銀線、金屬網(wǎng)格、碳納米管以及石墨烯等材料，其中以納米銀線和金屬網(wǎng)格的發(fā)展較為成熟。
一、金屬網(wǎng)格(metalmesh)技術(shù)發(fā)展概況
金屬網(wǎng)格是利用銀、銅等金屬材料或氧化物，在PET等塑膠薄膜上所形成的金屬網(wǎng)格圖案。其理論最低面阻值可達(dá)0.1歐姆／□，并且具備電磁遮蔽功能而降低訊號(hào)干擾；但其所制得的觸控感測(cè)器圖形線幅稍粗(特別是線幅超過(guò)5μm以上)致莫瑞干涉波紋非常明顯，僅適用于觀測(cè)距離較遠(yuǎn)的顯示屏。
較早發(fā)展的日本企業(yè)是富士和郡是，都是在2009年起開(kāi)始生產(chǎn)金屬網(wǎng)格薄膜并之后提供觸控面板業(yè)者使用。富士和郡是是直接供應(yīng)觸控感測(cè)器甚至模組，以協(xié)助終端業(yè)者降低進(jìn)入的技術(shù)門(mén)檻。除此兩家之外，美國(guó)企業(yè)Atmel雖提供觸控IC至透明導(dǎo)電膜的解決方案，但因技術(shù)發(fā)展較晚，且在生產(chǎn)過(guò)程屢因制程問(wèn)題而影響其出貨，而大陸企業(yè)受Atmel發(fā)展結(jié)果的影響，于是企圖同時(shí)強(qiáng)化研發(fā)與制造能力，以獲得完整的解決方案。
金屬網(wǎng)格的基礎(chǔ)技術(shù)主要可分為三種，第一為直接以金屬油墨加以網(wǎng)印；第二為先于PET薄膜上涂布整面金屬，再透過(guò)黃光微影制程，洗去多余成分而產(chǎn)生網(wǎng)格；第三的技術(shù)和第二類(lèi)似，只是將其中的金屬改成溴化銀，利用化學(xué)還原成銀。原本生產(chǎn)銀鹽膠卷的富士就是采用第三種方法，并成為全球金屬網(wǎng)格薄膜的龍頭業(yè)者，而其他業(yè)者，例如郡是及大陸廠家都是采用第一種技術(shù)，Atmel則是使用第二種技術(shù)，另外也有獨(dú)自開(kāi)發(fā)其他技術(shù)的，例如日本企業(yè)阿基里斯(Achilles)，但尚未實(shí)用化。
金屬網(wǎng)格的量產(chǎn)訊息，2013年上半年，臺(tái)灣廠家華碩7寸平板電腦、大陸廠家聯(lián)想NB等率先采用金屬網(wǎng)格；大陸廠家華為、日本廠家恩益禧(NEC)智能手機(jī)也先后加入，特別是后者采用金屬蒸鍍技術(shù)來(lái)制作。再者，2013年也有搭載薄膜觸控制程的GFF方案或MetalMesh技術(shù)機(jī)種陸續(xù)推出。預(yù)期2014年，該技術(shù)雖仍處萌芽階段，但在取代ITO的薄膜式觸控面板的道路上，在中大尺寸產(chǎn)品領(lǐng)域具有潛力。
雖然MetalMesh因?yàn)橥度氲膹S商多，在市場(chǎng)中具話題性，而且價(jià)格也不貴，但至今MetalMesh卻尚未被真正地大量生產(chǎn)。誠(chéng)如SuperC_Touch總經(jīng)理李祥宇所指出，其問(wèn)題在于未達(dá)足夠的光穿透率，圖形化形成細(xì)線的過(guò)程中必須拿掉95%～99%的觸控感應(yīng)涂層面積，導(dǎo)致觸控訊號(hào)降低20～100倍，現(xiàn)今觸控IC難以支援；其二，為了讓眼睛看不到，金屬線幅必須小于5微米，而采用黃光顯影制程或精密印刷技術(shù)，但兩者費(fèi)用偏高。因此，欲使低于5微米金屬線幅不斷裂、解決金屬反射問(wèn)題、材料氧化等，都讓金屬網(wǎng)格技術(shù)備受考驗(yàn)。
二、納米銀線(SNW,silvernanowire)技術(shù)發(fā)展概況
納米銀線是透明導(dǎo)電材料，納米銀線的直徑小，在250nm以下，在可見(jiàn)光范圍下的透光性高，同時(shí)，銀具有高導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，可運(yùn)用在觸控感測(cè)導(dǎo)電圖型結(jié)構(gòu)的制程中，作為ITO透明導(dǎo)電膜的替代方案。目前的觸控式屏幕使用ITO薄膜大多色偏而發(fā)黃，而采用納米銀線為新材料便可實(shí)現(xiàn)幾乎無(wú)色的狀態(tài)。
在制造方法上，原來(lái)的ITO制程使用真空工藝，而納米銀線油墨則能夠用涂布法成膜，因此可以低成本制造；再者，現(xiàn)有ITO薄膜無(wú)法抗彎曲，而納米銀線則可輕松彎曲，匹配未來(lái)?yè)闲云骷陌l(fā)展需要。
當(dāng)觸控面板尺寸大到14或15.6英寸以上時(shí)，ITO的使用限制就會(huì)更加明顯。在CTIMES舉辦的2013第四屆觸控論壇中，廠商Cambrios的大中華區(qū)總監(jiān)JeffreyChen指出，MetalMesh及納米銀線兩者可量產(chǎn)度及成熟度應(yīng)該相差不遠(yuǎn)。但如何架構(gòu)完整的供應(yīng)鏈，將是觸控廠商在使用新材料與技術(shù)時(shí)，非常慎重考慮的一點(diǎn)，”Jeffrey說(shuō)。目前ITO的替代技術(shù)中以納米銀線的量產(chǎn)化進(jìn)度最快，有利于市占與價(jià)格降低。
有關(guān)納米銀線的量產(chǎn)信息，宸鴻與廠商Cambrios合作開(kāi)發(fā)納米銀線觸控技術(shù)已經(jīng)超過(guò)3年，其中，日本企業(yè)寫(xiě)真印刷加入此一陣營(yíng)，將引進(jìn)塑膠薄膜觸控制程與卷對(duì)卷生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步整合，一同制定納米銀線觸控技術(shù)的產(chǎn)業(yè)規(guī)格與研發(fā)，開(kāi)發(fā)出更具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。該陣營(yíng)將于2014年4月陸續(xù)量產(chǎn)納米銀線觸控面板，規(guī)劃月產(chǎn)能約200萬(wàn)片，初期鎖定聚焦于5~7寸的移動(dòng)終端。
日立化成，其納米銀線材料來(lái)源為美國(guó)CambriosTechnology公司，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是先在基材上濕式涂布一層納米銀線，在其上涂布感光劑(TransparentConductiveTransferFilm,TCTF)，然后透過(guò)黃光制程，進(jìn)行曝光及鹼性顯影而形成所需電路圖案，很適合中大尺寸之觸控面板。
目前市場(chǎng)上已陸續(xù)可看到采用納米銀線技術(shù)的產(chǎn)品，如華為Sprint、LG及聯(lián)想AIO、GVISION的POSMonitor等。
三、碳納米管(CNT,carbonnanotube)技術(shù)發(fā)展概況
碳納米管(carbonnanotube)是由單層或多層之石墨層，卷曲成直徑1納米至50納米間的中空柱狀體，主要分成多層碳納米管(multi-wallnanotubes，MWNT)及單層碳納米管(single-wallnanotubes，SWNT)兩種型式。CNT導(dǎo)電性質(zhì)隨CNT結(jié)構(gòu)之不同而有很大差異；在電性上，SWNT又可依直徑與旋度(chirality)之差異再區(qū)分為金屬性與半導(dǎo)體性，其電阻率分別約為5.1x10-6(與金屬銅相當(dāng))及1x10-4Ω-m(與鍺相當(dāng))；在觸控面板技術(shù)的應(yīng)用上，當(dāng)然以電阻率低且透光率高的金屬性單層碳納米管為主。
碳納米管透明導(dǎo)電膜的制程包含了一系列的工藝，由碳納米管的成長(zhǎng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)碳管純化、分散液與涂布液的配制、薄膜涂布、圖案化與應(yīng)用制程開(kāi)發(fā)，每一個(gè)步驟都對(duì)碳納米管透明導(dǎo)電膜的產(chǎn)品性能影響甚巨。控制CNT透明導(dǎo)電膜特性之因素大致包括CNT本質(zhì)導(dǎo)電度、管徑與網(wǎng)絡(luò)形貌等，但目前技術(shù)并無(wú)法獨(dú)立評(píng)估各因素之影響程度。
過(guò)去以碳納米管作為觸控面板用透明導(dǎo)電膜的嘗試，以亞洲廠商為主，例如日廠東麗(Toray)、臺(tái)廠遠(yuǎn)東新世紀(jì)以及韓廠三星電子等，但均因?qū)щ娦圆蝗缙渌鸌TO代替品、靶材成本較高、以及制程穩(wěn)定度不足等缺陷而始終無(wú)法量產(chǎn)。
近期，鴻海投資的識(shí)驊科技因具有量產(chǎn)觸控面板成功的實(shí)績(jī)而引人囑目。鴻海和國(guó)內(nèi)清華大學(xué)早在2002年就開(kāi)始合作研發(fā)碳納米管，并成立北京清華-富士康奈米研究中心。用于觸控面板的碳納米管是從化學(xué)氣相沉積設(shè)備(chemicalvapordeposition)中所形成碳納米管，利用每根碳納米管之間的凡德瓦爾力拉伸成薄膜，因?yàn)閱螌拥暮穸葮O薄而光透過(guò)率不差，且拉伸成膜中的每根首尾相接的碳納米管間可以直接電性連接，所以是CNT材料的翹楚，然而，盡管材料技術(shù)掌握了，卻還是遲至2010年在臺(tái)投資成立識(shí)驊科技(大陸同期另成立富納源創(chuàng)公司)之后，才真正展開(kāi)碳納米管做為透明導(dǎo)電膜的生產(chǎn)。
目前國(guó)內(nèi)的富納源創(chuàng)公司滿載月產(chǎn)能約150萬(wàn)片(以手機(jī)應(yīng)用計(jì))，實(shí)際產(chǎn)品則以手機(jī)應(yīng)用為主，而主要客戶為華為等大陸主要智能手機(jī)大廠，不過(guò)目前仍處于初期導(dǎo)入階段，先行導(dǎo)入1~2個(gè)機(jī)種測(cè)試市場(chǎng)水溫。
四、石墨烯(graphene)技術(shù)發(fā)展概況
石墨烯（graphene）是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的二維平面材料，石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，常溫下其理論電子遷移率超過(guò)15000cm2/V·s，而理論電阻率只約10-6Ω·cm，因?yàn)樗碾娮杪蕵O低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來(lái)發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的透明導(dǎo)電膜。
作為用于多種用途的透明導(dǎo)電膜，光透射率在理論上為97.5％；但在此條件下，所制成的實(shí)體薄膜電阻值仍高而距離觸控面板所需的規(guī)格仍遠(yuǎn)。
在石墨烯的研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，韓國(guó)企業(yè)一直處于全球領(lǐng)先地位。韓國(guó)GrapheneSquare公司開(kāi)發(fā)出大面積石墨烯薄膜的制造裝置，并在2012年春季開(kāi)始銷(xiāo)售日本等國(guó)家。韓國(guó)三星電子也極力發(fā)展大面積石墨烯薄膜技術(shù)，以匹配可撓性O(shè)LED顯示屏，然而，因?yàn)槭┍∧び|控面板與OLED顯示屏一樣，都因?yàn)槌杀咎叨鴥H少量供貨試水溫，距離可以大量生產(chǎn)的階段仍遠(yuǎn)。關(guān)于石墨烯制成實(shí)體薄膜的薄膜電阻值，TPK所制作的產(chǎn)品當(dāng)光透射率為87％時(shí)，薄膜電阻值為500-/，雖然還稍微有些大，但已較過(guò)去薄膜電阻值卻在1k-/.左右有所進(jìn)展。同時(shí)長(zhǎng)谷川正在考慮與導(dǎo)電性較高的金屬納米網(wǎng)片（MeshSheet）等組合使用(hybrid)來(lái)解決薄膜電阻值高的問(wèn)題。
不論過(guò)去是玻璃電容或是薄膜電容為主的廠商，走向新材料與技術(shù)是一必然的發(fā)展趨勢(shì)，理由在于，新材料與技術(shù)可以從手機(jī)尺寸一路用到20寸以上，其阻抗值、延展性與可撓性均優(yōu)于ITO薄膜，特別是在配合可穿戴設(shè)備的曲面玻璃設(shè)計(jì)上，顯得重要；再者，新材料可以補(bǔ)填OGS不足之處，OGS將感應(yīng)層與保護(hù)玻璃2合1后，雖然可以更顯輕薄，但觸控面板元件變成產(chǎn)品外觀件后，其不同機(jī)種間的共用性就大幅降低，其存料管理對(duì)手機(jī)這種機(jī)種繁多、產(chǎn)品生命周期又短的產(chǎn)品地來(lái)說(shuō)，更顯得嚴(yán)苛。因此，新材料技術(shù)有機(jī)會(huì)成為新一代的薄膜式電容，雖然不致在短時(shí)間內(nèi)全面取代ITO薄膜，但是取代比重卻會(huì)逐年提高。根據(jù)IHS資料，ITO目前在觸控面板透明導(dǎo)電薄膜市場(chǎng)仍有95%左右的市占率，不過(guò)到2017年底前，替代性技術(shù)如金屬網(wǎng)格、納米銀線等市占總和很可能來(lái)到34%，ITO的市占則會(huì)掉到66%。
綜觀目前，石墨烯則仍處于研發(fā)階段，距能夠量產(chǎn)的程度仍相當(dāng)遙遠(yuǎn)，而碳納米管從成長(zhǎng)至分散成膜各階段之能量也未完善，CNT在導(dǎo)電特性尚不易達(dá)到ITO的規(guī)格等級(jí)。基此，本文認(rèn)為就技術(shù)發(fā)展持續(xù)推演來(lái)看，金屬網(wǎng)格與納米銀線將是近期新興觸控技術(shù)的兩大核心主角。