纳米银线让显示屏进入“柔性”时代

随着触屏设备尺寸的放大和耗电量升级，为维持产品电池续航力、降低成本并持续朝着轻薄化发展，终端品牌、触控面板大厂已从触控屏幕结构的轻薄化，着手开发新的触控技术。

受此驱使，一种新型的光学功能的导电材料“纳米银线”应运而生。纳米银线透光度和导电性能更好，被视为传统ITO透明电极的最佳替代，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏提供了可能。

我们印象中，iPad的10英寸屏幕已经算是平板中较大的了，其2048×1536的分辨率也是无出右者，谁想到今年年初CES展台上的众多新产品才真叫“惊世骇俗”。

且不说松下20英寸4K平板和LG公司23寸Windows8触屏一体机，著名的3M公司更是推出了巨屏多点触摸4k平板，尺寸约为84英寸，堪称平板中的“怪兽”机。

触屏设备得以流行，自当感谢触摸面板制造商的不懈努力。不过尽管触屏设备市场规模不断扩大，触屏面板也越做越大，但其偏高的成本仍让不少消费者望而却步。

触摸屏一般由多部分构成，包括带有防滑涂层的玻璃层、粘性绝缘液体材料、阻性导体层和电极。其中电极多选用导电性能好的材料，而触摸屏中最关键的要素是阻性导体层，即由铟锡氧化物(ITO)包裹的上层塑料和下层玻璃。

ITO是一种透明导体，淀积在玻璃和塑料上，作为电极使用。ITO的透光率好，但材料昂贵、制造工艺复杂，尽管可被回收利用，但仍然限量开采。

纳米银线

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。而作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线可以被用来制作超小电路，可替代ITO的纳米银线材料诞生了。

银纳米线除具有银优良的导电性之外，还具有优异的透光性、耐曲挠性。尽管银的价格与ITO基本相同，但银的导线性能是后者的百倍以上。

将纳米银线涂布在玻璃或PET基板上，构成的导电薄膜更透明，导电性更好，抗挠度也更好。

沉积在玻璃表面的纳米银线呈网状结构，透光度更好，因此覆盖与其上的LCD面板并不需要十分明亮。换句话说，采用纳米银线导体层的触摸屏设备电量消耗更小。

正因为如此，纳米银线被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏都提供了可能。

　　仿古工艺

纳米银线制造工艺起源于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。

纳米银线开发的龙头是总部设于硅谷的Cambrios。该公司最先使用纳米银线为ITO的替代材料。因使用银的含量不多，所以使用起来仍有透明的效果，而银的导电性比铟高100倍，且可藉由液态形式当作涂料，以印刷方式将材料涂布于塑胶或玻璃介质上，在使用或应用上具有更大的弹性。

Cambrios集结来自MIT与加州大学的科学家，坚持开发了十年，发展出纳米银薄膜(film)和纳米银墨水(Ink)方案，称为ClearOhm。前者主要是提供给触控面板制造商或电子纸制造商，后者则供应给涂布业者或设备制造商。Cambrios的客户包括NEC、华为、Gvision、LG和英特尔。

而除了纳米银线外，制造商们也在寻求别的替代材料，例如石墨烯和碳纳米管。但这些材料在透光度还是导电性能上，都不如纳米银线出色。

纳米银线的优势

Cambrios总裁JohnLeMoncheck透露，纳米银线导体层的制造成本约为每英寸4美元，到明年，有望降到3.5或3美元。

每英寸节省1美元，对5英寸智能手机来说也许意义不大。但对大屏制造商则意味着，最终零售价减少差30-50美元。LeMoncheck认为，纳米银线技术会使“巨型”触摸屏制造商，例如微软的PerceptivePixel公司受惠。

纳米银线也可被用于电子墨水屏幕以及柔性显示屏之中。

美国北卡州立大学某研究小组去年使用纳米银线生产出了弹性十足的导体。该研究小组成员首先将纳米线平铺在硅片上，将液体聚合物倾倒在上面并加热，这样液体就转化成带有弹性的固体物质。随后玻璃硅片，剩下纳米线被封印其中。伸缩这个聚合物片时，封印纳米线一边的表面会恢复成波浪状，每拉伸一次，它的长度就会增加约50%，但不会对纳米银线的导电性产生任何影响。

另一家触屏面板制造商Nissha也在进行同样的尝试。该公司进行了一项测试，将3mm纳米银线沉积在玻璃上制成薄膜传感器，在被弯曲了10万次之后，该导体仍能正常工作。也许不久的将来，我们能够将平板电脑“卷起”放进口袋之中。

更大、更薄、更柔软，这就是纳米银为我们带来的全新触摸屏世界。