ITO替代料研究報(bào)告全文

采ITO替代品投射式電容觸控面板開(kāi)始量產(chǎn)1Q'14邁向?qū)嵱没?08/29-中小尺寸FPD-0829-382-楊仁杰為取代氧化銦錫(ITO)，成為觸控面板透明導(dǎo)電薄膜的新興選擇，全球眾多業(yè)者紛紛研發(fā)各式技術(shù)意欲作為ITO替代品；這些技術(shù)雖從起即陸續(xù)導(dǎo)入試樣階段，但觸控面板廠(chǎng)一直因成本、設(shè)備投資等原因而愛(ài)好缺缺，或僅用以供應(yīng)工業(yè)應(yīng)用，出貨量很少。直到下半，因蘋(píng)果(Apple)將全球ITO透明導(dǎo)電膜龍頭廠(chǎng)商日東電工(NittoDenko)多數(shù)產(chǎn)能包攬，使一般觸控面板業(yè)者發(fā)生透明導(dǎo)電膜供應(yīng)局限性狀況，加上未來(lái)觸控面板市場(chǎng)將向大尺寸前進(jìn)，ITO薄膜的導(dǎo)電性局限性以因應(yīng)超過(guò)12寸觸控面板需求，使得觸控面板廠(chǎng)開(kāi)始考慮采用ITO替代品并導(dǎo)入市場(chǎng)規(guī)模較大應(yīng)用，例如智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、NB及AIOPC等。至3Q'13為止，采用ITO替代品的投射式電容觸控面板仍局限于幾款指標(biāo)性機(jī)種，亦即仍處在試水溫階段，且各項(xiàng)技術(shù)在量產(chǎn)過(guò)程中仍需面對(duì)部分技術(shù)障礙，雖然是有助于ITO替代品的觸控應(yīng)用別如NB及AIOPC，究竟前滲透率仍將低于10%；估計(jì)要到1Q'14，量產(chǎn)問(wèn)題獲處理后方可大量導(dǎo)入，且1~2年內(nèi)納米金屬技術(shù)及13~24寸之間的PC類(lèi)應(yīng)用仍是ITO替代品較有市場(chǎng)機(jī)會(huì)的應(yīng)用別。

ITO替代品近期技術(shù)進(jìn)展鑒于觸控面板必備的透明導(dǎo)電材料ITO恐將面臨供不應(yīng)求、ITO薄膜不適于可撓式顯示屏應(yīng)用、以及ITO導(dǎo)電性面臨極限等理由，全球眾多業(yè)者紛紛研發(fā)各式技術(shù)作為ITO薄膜的替代品，包括納米金屬網(wǎng)格(metalmesh)、納米金屬蒸鍍(nano-metal)、有機(jī)透明導(dǎo)電膜、納米碳管以及石墨烯等。目前納米金屬網(wǎng)格重要量產(chǎn)廠(chǎng)商為日廠(chǎng)富士(Fujifilm)、郡是(Gunze)及美商UniPixel等，另大陸觸控模塊廠(chǎng)歐菲光(O-film)、業(yè)際(Eachopto)等則意欲自行研發(fā)，而美國(guó)觸控IC大廠(chǎng)Atmel則推出由金屬網(wǎng)格到觸控IC統(tǒng)一供應(yīng)的處理方案；納米金屬蒸鍍技術(shù)目前由美廠(chǎng)Cambrios及康世(Carestream)主導(dǎo)，此外美廠(chǎng)Cimananotech、韓廠(chǎng)Nanopyxis等亦力圖打入；有機(jī)透明導(dǎo)電材料系由2家歐洲廠(chǎng)商愛(ài)克發(fā)(Agfa)及賀利氏(Heraeus)供應(yīng)；納米碳管技術(shù)原有多家業(yè)者分別投入研發(fā)，但目前導(dǎo)入量產(chǎn)者僅鴻海投資的識(shí)驊科技；石墨烯則仍處在研發(fā)階段，距可以量產(chǎn)的程度仍相稱(chēng)遙遠(yuǎn)。各項(xiàng)ITO替代品因其技術(shù)原理及物理特性不一樣，用以生產(chǎn)投射電容觸控面板亦各有優(yōu)缺陷，在部分特性上難以面面俱到。

ITO薄膜供需緊俏加上觸控面板大尺寸化趨勢(shì)ITO替代品終導(dǎo)入量產(chǎn)采用ITO替代品的透明導(dǎo)電薄膜早在技術(shù)已經(jīng)成熟，但之前，無(wú)論觸控面板廠(chǎng)或終端業(yè)者均不愿當(dāng)?shù)谝恢话桌鲜?，采用此?lèi)透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)投射電容式觸控面板，供應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模較大的智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)及PC市場(chǎng)。首先，對(duì)于需要采用ITO替代品的薄膜式投射電容觸控面板業(yè)者來(lái)說(shuō)，成本優(yōu)勢(shì)是其相對(duì)于玻璃式觸控面板的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)所在，在智能型手機(jī)及平板計(jì)算機(jī)低價(jià)化趨勢(shì)下，需要額外添購(gòu)設(shè)備、革新制程、且初期材料成本較高的ITO替代品在終端客戶(hù)眼中并無(wú)太大吸引力。此外，終端客戶(hù)亦擔(dān)憂(yōu)觸控面板廠(chǎng)所承諾的出貨量屆時(shí)由于良率問(wèn)題而無(wú)法交貨，使得采ITO替代品的觸控面板彼時(shí)局限于工控應(yīng)用，且多為電阻式觸控面板。直到下半蘋(píng)果推出iPadmini，且率先采用雙面ITO薄膜(DITOfilm)技術(shù)，打破原本薄膜式投射電容觸控面板重要用于手機(jī)應(yīng)用的藩籬；而該款薄膜系由全球ITO薄膜龍頭業(yè)者日廠(chǎng)日東電工獨(dú)家供應(yīng)，且占去日東電工大量產(chǎn)能，導(dǎo)致市場(chǎng)發(fā)生ITO薄膜嚴(yán)重缺貨情形。在供需失調(diào)狀況下，觸控面板廠(chǎng)以及終端業(yè)者才開(kāi)始考慮使用ITO替代品的也許性。盡管日東電工在積極擴(kuò)產(chǎn)，但蘋(píng)果于下半，對(duì)9.7寸iPad新品亦轉(zhuǎn)采DITOfilm技術(shù)，使得長(zhǎng)期而言，ITO薄膜緊俏的狀況將難以改善。另一方面就是觸控面板尺寸大型化的議題，使得ITO薄膜的導(dǎo)電度無(wú)法因應(yīng)終端產(chǎn)品需求。原先薄膜式投射電容觸控面板重要應(yīng)用于智能型手機(jī)，但隨著iPadmini采用薄膜式觸控面板，較玻璃式觸控面板輕薄，獲消費(fèi)者肯定，引起眾多品牌業(yè)者效法，且由一開(kāi)始的7寸等級(jí)，迅速擴(kuò)大到10寸等級(jí)，且普獲終端業(yè)者接受。隨著NB用觸控面板可望成為觸控面板產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)新動(dòng)力，薄膜式觸控面板業(yè)者也不欲在此市場(chǎng)缺席。然而由于ITO薄膜導(dǎo)電度問(wèn)題，當(dāng)尺寸超過(guò)13寸，消費(fèi)者即也許感受觸控延遲問(wèn)題，因此需要具有更佳導(dǎo)電性的ITO替代品。上半，采用ITO替代品并使用于消費(fèi)性電子產(chǎn)品的投射電容觸控面板終于導(dǎo)入量產(chǎn)，臺(tái)廠(chǎng)華碩7寸平板計(jì)算機(jī)及陸廠(chǎng)聯(lián)想NB應(yīng)用率先采用金屬網(wǎng)格，陸廠(chǎng)華為、日廠(chǎng)恩益禧(NEC)智能型手機(jī)應(yīng)用則率先采用金屬蒸鍍技術(shù)，啟動(dòng)ITO替代品邁向市場(chǎng)之路。

金屬網(wǎng)格技術(shù)－日廠(chǎng)富士及郡是技術(shù)領(lǐng)先陸廠(chǎng)急起直追金屬網(wǎng)格最重要的優(yōu)勢(shì)在于電阻值低，理論上最低面阻值可達(dá)0.1歐姆／□，并且具有電磁屏蔽功能，可減少訊號(hào)干擾；但有觸控傳感器圖形可見(jiàn)的缺陷，因此較合用于觀(guān)測(cè)距離較遠(yuǎn)，但需要較佳電阻特性的PC應(yīng)用觸控面板。日廠(chǎng)富士及郡是皆于開(kāi)始量產(chǎn)金屬網(wǎng)格薄膜，提供觸控面板業(yè)者使用，且2者皆提供觸控感應(yīng)器制作服務(wù)，其中郡是更自行生產(chǎn)觸控模塊，供應(yīng)終端業(yè)者。除2家技術(shù)領(lǐng)先的日廠(chǎng)之外，美廠(chǎng)Atmel雖提供觸控IC至透明導(dǎo)電膜的處理方案，但因技術(shù)發(fā)展較晚，在量產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生意外制程問(wèn)題而影響終端出貨量，而陸廠(chǎng)受此刺激，更積極意欲掌握自有技術(shù)。

■日廠(chǎng)富士及郡是直接供應(yīng)觸控傳感器甚至模塊減少終端業(yè)者進(jìn)入門(mén)檻金屬網(wǎng)格的基礎(chǔ)技術(shù)重要可分為三種，一為直接以金屬墨加以網(wǎng)印；二為先于PET薄膜上涂布整面金屬，再透過(guò)黃光微影制程，洗去多出成分而產(chǎn)生網(wǎng)格；三的技術(shù)和二類(lèi)似，只是將金屬改成溴化銀。原本生產(chǎn)銀鹽軟片的富士就是采用第三種措施，并成為全球金屬網(wǎng)格薄膜的龍頭業(yè)者，至于其他業(yè)者，郡是及大陸業(yè)者系采用第一種技術(shù)，Atmel則是使用第二種技術(shù)，此外也有獨(dú)自開(kāi)發(fā)其他技術(shù)的，例如日廠(chǎng)阿基里斯(Achilles)，但均尚未實(shí)用化。富士金屬網(wǎng)格的商品名稱(chēng)為Exclear，由于富士營(yíng)運(yùn)模式系對(duì)觸控面板廠(chǎng)供應(yīng)觸控傳感器，對(duì)于初期投入的觸控面板業(yè)者而言，技術(shù)門(mén)檻較低，僅需購(gòu)入觸控傳感器，自行貼合保護(hù)玻璃及觸控IC即可，出貨時(shí)程可以較快。不過(guò)如此一來(lái)在價(jià)格上即難與玻璃式觸控面板業(yè)者競(jìng)爭(zhēng)，但其較玻璃式觸控面板輕薄的長(zhǎng)處，仍有機(jī)會(huì)爭(zhēng)取終端業(yè)者青睞。目前包括臺(tái)廠(chǎng)英特盛、洋華、陸廠(chǎng)深越等業(yè)者，皆采用向富士直接采購(gòu)觸控傳感器，自身僅做后段模塊方式生產(chǎn)，初期以10.1寸平板計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主，未來(lái)將向主流NB甚至一體式計(jì)算機(jī)(All-in-onePC；AIOPC)應(yīng)用前進(jìn)。至于郡是金屬網(wǎng)格的商品名稱(chēng)為DPT(DirectPrintingTechnology)，亦于開(kāi)始量產(chǎn)，初期重要提供47寸數(shù)碼看板應(yīng)用，且從觸控IC至觸控模塊皆自行生產(chǎn)。初，由于陸廠(chǎng)聯(lián)想對(duì)薄膜式投射電容觸控面板進(jìn)入PC應(yīng)用的需求，技術(shù)較為領(lǐng)先的郡是則成為聯(lián)想NB用觸控面板的首發(fā)供應(yīng)商。不過(guò)，伴隨陸廠(chǎng)歐菲光自有金屬網(wǎng)格技術(shù)逐漸成熟，郡是供應(yīng)聯(lián)想的訂單也逐漸減少，主力客戶(hù)轉(zhuǎn)向日本PC業(yè)者。

■美廠(chǎng)金屬網(wǎng)格技術(shù)遭遇意外困難陸廠(chǎng)積極掌握自有技術(shù)美廠(chǎng)Atmel本業(yè)為觸控IC，在Android智能型手機(jī)及平板計(jì)算機(jī)發(fā)展初期在觸控IC市場(chǎng)占有優(yōu)勢(shì)；然而隨著競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如美廠(chǎng)Synaptics在高階產(chǎn)品如內(nèi)嵌式觸控面板搶占市場(chǎng)比重，而陸廠(chǎng)敦泰及美廠(chǎng)Cypress則侵蝕中低階市場(chǎng)，使Atmel在全球觸控IC產(chǎn)業(yè)排名落居Synaptics之后。鑒于未來(lái)大尺寸PC應(yīng)用投射電容觸控面板必為未來(lái)重要成長(zhǎng)動(dòng)力，Atmel遂展開(kāi)自有金屬網(wǎng)格技術(shù)，稱(chēng)為XSense，于4月正式宣布。和富士、郡是采用銀為金屬材料不一樣，Atmel采用銅，雖導(dǎo)電度不如銀，但生產(chǎn)成本可大幅減少。因此，華碩在規(guī)劃其低階7寸平板計(jì)算機(jī)MeMOPad之初即決定采用之，期待此處理方案可減少觸控面板生產(chǎn)成本，并同步處理ITO薄膜緊俏問(wèn)題。且為減少成本，華碩更首度采用陸廠(chǎng)歐菲光作為觸控模塊供應(yīng)商。然而，當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入量產(chǎn)階段，卻發(fā)生觸控傳感器良率不如預(yù)期，難以支應(yīng)終端客戶(hù)在量上面的需求，歐菲光只好緊急改用老式ITO薄膜，采用老式GFF技術(shù)(2層ITO薄膜傳感器，搭配一層保護(hù)玻璃的投射電容觸控面板)交貨，以因應(yīng)需求。Atmel雖表達(dá)目前XSense良率已提高至「優(yōu)于OGS及GFF的程度」，但觸控模塊廠(chǎng)多見(jiàn)質(zhì)疑之聲；此外，其最大尺寸雖已可到達(dá)13.3寸，但要發(fā)展到14寸以上，仍需至底才有機(jī)會(huì)推出樣品。換言之，由于金屬網(wǎng)格技術(shù)理論上較合用于NB及AIO等較大尺寸應(yīng)用，相較其他業(yè)者，Atmel的金屬網(wǎng)格已落于競(jìng)爭(zhēng)不利地位。陸廠(chǎng)歷來(lái)積極掌握自有技術(shù)，不愿關(guān)鍵技術(shù)掌握其他廠(chǎng)商手中，歐菲光因通過(guò)和Atmel的合作，加上其重要客戶(hù)聯(lián)想的期待，決定掌握金屬網(wǎng)格自有技術(shù)，得以以更低的價(jià)格供應(yīng)聯(lián)想NB用觸控面板需求。歐菲光從金屬網(wǎng)格薄膜至觸控模塊均自行生產(chǎn)，期待以?xún)r(jià)格戰(zhàn)獲得終端業(yè)者支持。歐菲光金屬網(wǎng)格薄膜技術(shù)系與大陸中科院蘇州納米所技術(shù)合作，該合作關(guān)系于9月正式宣布。此外，聯(lián)想為防止單一供應(yīng)商的風(fēng)險(xiǎn)，除前述日廠(chǎng)郡是外，另將部分訂單釋出給臺(tái)廠(chǎng)接口光電。亦即，接口并非如其他采用金屬網(wǎng)格的臺(tái)廠(chǎng)，僅向富士購(gòu)置現(xiàn)成金屬網(wǎng)格觸控傳感器并制作成模塊，而是具有自有觸控傳感器制作技術(shù)。不過(guò)，掌握自有技術(shù)也意味必須承擔(dān)量產(chǎn)初期良率不佳的風(fēng)險(xiǎn)，歐菲光及接口采用金屬網(wǎng)格的PC用觸控面板原本6月就要大量出貨，但實(shí)際需至9月才能正式放量。

金屬蒸鍍技術(shù)－Cambrios擁較佳供應(yīng)鏈關(guān)系其他業(yè)者仍待客戶(hù)驗(yàn)證相對(duì)于金屬網(wǎng)格系由整潔排列的網(wǎng)狀金屬納米細(xì)線(xiàn)構(gòu)成，金屬蒸鍍技術(shù)系由金屬溶液涂布于PET薄膜上，金屬構(gòu)造排列不齊，因此導(dǎo)電性不如金屬網(wǎng)格。不過(guò)相對(duì)地，出現(xiàn)于采金屬網(wǎng)格的觸控面板傳感器的觸控傳感器圖形可見(jiàn)的缺陷，在金屬蒸鍍技術(shù)也就不存在。金屬蒸鍍技術(shù)的龍頭業(yè)者是美商Cambrios，其與另一家美商康世皆于開(kāi)始生產(chǎn)此類(lèi)薄膜，但差異在于Cambrios積極與其他業(yè)者從鍍膜、傳感器制作乃至觸控模塊，建立上下游的合作關(guān)系；而康世則采用自行生產(chǎn)薄膜，再對(duì)觸控模塊廠(chǎng)送樣方式。除了這2家業(yè)者之外，目前亦有許多美、韓、陸業(yè)者展出類(lèi)似技術(shù)，但這些新興業(yè)者多僅展出金屬溶液，薄膜成品僅樣品，能否穩(wěn)定量產(chǎn)還是問(wèn)號(hào)。金屬蒸鍍技術(shù)亦有技術(shù)門(mén)檻，因透明導(dǎo)電薄膜上金屬的密度攸關(guān)導(dǎo)電性，導(dǎo)電均勻度若不佳，觸控面板則將產(chǎn)生不良。假如金屬溶液自身均勻度局限性，經(jīng)鍍膜制程之后產(chǎn)生的導(dǎo)電薄膜亦難以具有金屬密度均勻的特性。因此，無(wú)論溶液配置或鍍膜技術(shù)，均有門(mén)檻。由于Cambrios已經(jīng)爭(zhēng)取到多家日韓PET鍍膜廠(chǎng)的支持，而一般鍍膜廠(chǎng)和一家企業(yè)簽約，就不輕易和另一家企業(yè)維持良好合作關(guān)系。這也使得能否爭(zhēng)取到生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富、規(guī)模較大的鍍膜廠(chǎng)支持，成為新興業(yè)者打入金屬蒸鍍式透明導(dǎo)電膜技術(shù)的進(jìn)入障礙。最早與Cambrios合作，量產(chǎn)投射式電容觸控面板的觸控模塊廠(chǎng)以日韓業(yè)者為主，包括前全球觸控面板產(chǎn)業(yè)龍頭日廠(chǎng)日本寫(xiě)真印刷(Nissha)以及韓廠(chǎng)LGInnotek等，供應(yīng)日廠(chǎng)恩益禧(NEC)及陸廠(chǎng)華為智能型手機(jī)應(yīng)用，以及樂(lè)金電子的高階液晶監(jiān)視器機(jī)種。8月，全球觸控面板產(chǎn)業(yè)龍頭宸鴻宣布，將與Cambrios合作，以金屬蒸鍍技術(shù)生產(chǎn)大尺寸觸控面板，期待以該技術(shù)挑戰(zhàn)LCD廠(chǎng)友達(dá)及群創(chuàng)所主導(dǎo)的低階單層玻璃式觸控面板(OGS)，并估計(jì)于第1季導(dǎo)入量產(chǎn)，而在此之前，另一臺(tái)廠(chǎng)宇辰已于6月展出與Cambrios合作生產(chǎn)的AIO用觸控面板，但因觸控傳感器制程仍有障礙(觸控傳感器需架橋，影響良率體現(xiàn))，估計(jì)量產(chǎn)時(shí)間亦為第1季。

納米碳管技術(shù)－鴻海投資識(shí)驊主攻陸廠(chǎng)手機(jī)應(yīng)用唯仍處起步階段過(guò)去以納米碳管作為觸控面板用透明導(dǎo)電膜的嘗試以亞洲廠(chǎng)商為主，例如日廠(chǎng)東麗(Toray)、臺(tái)廠(chǎng)遠(yuǎn)東新世紀(jì)以及韓廠(chǎng)三星電子等，但均因?qū)щ娦圆蝗缙渌鸌TO替代品、靶材成本較高、以及制程穩(wěn)定度局限性等缺陷而一直無(wú)法量產(chǎn)，其中東麗將納米碳管轉(zhuǎn)為可撓式電子紙用透明導(dǎo)電膜應(yīng)用。至于全球首家以納米碳管作為ITO替代品，量產(chǎn)觸控面板成功的業(yè)者是鴻海投資的識(shí)驊科技。鴻海和大陸清華大學(xué)合作研發(fā)納米碳管，并做為觸控面板用透明導(dǎo)電膜的努力，系早于即開(kāi)始，但真正要到達(dá)靠近商業(yè)化，則需至在臺(tái)投資成立識(shí)驊科技，并于在大陸天津成立富納源創(chuàng)，展開(kāi)采納米碳管做為透明導(dǎo)電膜的觸控面板生產(chǎn)。的TouchTaiwan展中，同屬鴻海投資的英特盛(時(shí)稱(chēng)英特飛)攤位中，亦展出了富納源創(chuàng)所生產(chǎn)的觸控面板，尺寸橫跨3.5~10.1寸，應(yīng)用則包括手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、外接鍵盤(pán)以及可撓式書(shū)寫(xiě)板等。不過(guò)由當(dāng)時(shí)圖說(shuō)來(lái)看，該觸控面板構(gòu)造應(yīng)為G1F，亦即由一層玻璃式觸控傳感器以及一層納米碳管觸控傳感器貼合而成。目前富納源創(chuàng)滿(mǎn)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，而重要客戶(hù)為華為等大陸重要智能型手機(jī)大廠(chǎng)，不過(guò)目前仍處在初期導(dǎo)入階段，先行導(dǎo)入1~2個(gè)機(jī)種測(cè)試市場(chǎng)水溫。

有機(jī)導(dǎo)電膜技術(shù)－導(dǎo)電性改善速度較其他技術(shù)緩慢市場(chǎng)前景暫不樂(lè)觀(guān)2家歐洲業(yè)者愛(ài)克發(fā)及賀利氏系于同步成功研發(fā)并量產(chǎn)有機(jī)透明導(dǎo)電物質(zhì)PEDOT:PSS(聚3,4-亞乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸；Poly3