銀納米線——開啟柔性觸控新視界
來源:新材料
11月8日凌晨,三星在其全球開發者大會上發布并展示了首款可折疊屏手機原型機,以及面向這款新一代手機的創新屏幕技術Infinity Flex Display。三星表示會在幾個月內實現量產,并在2019年將其推向市場。在同期舉行的烏鎮互聯網大會上,由維信諾公司展出的可折疊手機柔性顯示產品吸引了無數目光。行業領軍者推出的折疊手機主要強調可折疊性,可經受數十萬次的折疊,意在將柔性顯示從曲面屏帶入可折疊時代。
產新君在此前發布的文章《OLED群雄并起,Micro-LED百家爭鳴,技術終將止兵戈》中描述了柔性顯示時代主要顯示技術的競爭,在《智能手機增長停滯,可折疊能否破局?》一文中講述了可折疊顯示的技術發展。未來已來,我們有必要繼續深入這個應用場景,探究關鍵技術,剖析關鍵角色——
01 尋找關鍵領域的關鍵角色
眾所周知,蘋果發布iPhone一代,創新性地采用了多點觸控屏,人性化的便捷交互方式成為其引爆市場的重要推手。而觸控屏的透明面板下有一個近乎隱形的關鍵角色,這就是ITO。十多年來,搭載ITO的觸控設備風靡全球,產品覆蓋智能手機、智能手表、會議面板、電視、電腦、廣告機等等。當前,以柔性顯示為代表的革新浪潮已出現在天際線,ITO在觸控領域的地位岌岌可危,柔性顯示時代需要新的“關鍵先生”。孰將脫穎而出?坊間最看好的是——銀納米線。
納米線是一個比值概念,縱橫比要在1000以上,同時橫向上的直徑必須在100納米以下。納米線通常也被稱為一維材料,涂覆成膜則可形成網狀編織的二維結構。銀納米線除具有金屬銀優良的導電性外,由于其極細微而具備優異的透光性、可撓性,這為實現柔性顯示提供了可能。因此銀納米線被視為最有可能替代傳統ITO透明電極的材料之一。
02 柔性電極選手眾多,銀納米線何以勝出?
ITO不適用于柔性觸控。ITO由于具有較低的電阻和較高的透光率,成為目前主流的觸控電極材料??上г谌嵝燥@示領域,ITO易脆性的短板就暴露出來了,這個場景需求的是“全才”而不是“專才”。實際上,ITO在供應鏈中的主流地位已經限制了觸摸屏向真正柔性化的發展。雖然在固定曲面柔屏面板上它仍能使用,但在可折疊和卷式柔性面板中,必須要有替代方案。
柔性觸控領域銀納米線并不是ITO的唯一替代材料。金屬網格、碳納米管以及石墨烯、導電聚合物等新材料都具備ITO替代功能,但目前能夠實際投入產業化應用的只有金屬網格與銀納米線,如圖1所示,在所有指標中銀納米線堪稱七項全能。
圖1 觸控電極性能比較
數據來源:華夏幸福產業研究院整理
銀納米線是當前柔性觸控向可折疊、卷曲屏發展的最優方案。折疊屏手機被認為是繼雙曲屏手機之后的下一代手機形態,面板廠商都在搶占折疊屏技術高地。目前,國內面板廠商正在積極攻克折疊屏的技術難題。銀納米線和金屬網格成為兩條可選路線。銀納米線的直徑很小,不存在遮擋發光點問題,因此比金屬網格技術更適合應用在中小尺寸的折疊式手機。
圖2 銀納米線和金屬網格比較
數據來源:華夏幸福產業研究院整理
03 柔性顯示時代來臨,納米銀觸控玩家來襲
受到智能手機柔性面板增長趨勢的刺激,柔性觸控技術的發展有望得以發酵。特別是以三星、維信諾、京東方為首的柔性AMOLED面板商對于可折疊路線青睞有加,柔性面板產線開始步入量產,三星、華為等紛紛表態要推出首款可折疊手機。因而,適合柔性顯示的柔性觸控材料必將逐步進入產業鏈條,或從各大公司技術布局的幕后走向臺前。
圖3 國內柔性面板產線及部分產品展示
數據來源:華夏幸福產業研究院整理
目前涉及銀納米線觸控技術的國內外企業除了面板巨頭外,還有Cambrios(TPK)、蘇州諾菲、C3NANO、Nanopyxis、合肥微晶、啟明光大、華科智創等眾多新貴。
當前,銀納米線在柔性觸控領域還處于技術的研發和積累階段。作為一個新興領域,其行業技術趨勢如何?眾多競爭者中誰的技術儲備最雄厚?接下來產新君將從專利分析的角度予以解答。
04 技術新浪潮,專利揀真金
銀納米線觸控領域累積有近1500余個專利,申請量自08年之后快速增加,主要集中在導電材料、電極、觸摸屏三個領域,其中納米銀材料制備及電極制備專利量呈現逐漸上升的趨勢。
圖4 專利申請主要技術分布
數據來源:incopat數據庫,華夏幸福產業研究院分析整理
通過對技術主體的區域分布整理發現,相關專利主要聚集在江蘇、廣東、安徽、浙江、福建、北京、西安、重慶等地的企業和研究機構中,其中尤以廣東、江蘇兩地數量最多。這兩省在銀納米線領域創新最為活躍自有其原因。廣東地區電子信息產業發達,上游基于應用導向的電子材料創新也就異?;钴S;而江蘇地處長三角,電子信息產業也很發達、民營經濟實力雄厚,同時在常州、蘇州等地已經形成了規?;碾娮硬牧袭a業基地,聚集著大量中小型創新創業企業。
圖5 銀納米線專利中國主要專利申請主要技術分布
數據來源:incopat數據庫,華夏幸福產業研究院分析整理
公司專利儲備排座次。面板廠中三星位居首位,京東方、維信諾、華星光電等企業也均在銀納米線領域有專利布局,其中京東方領銜國內面板廠。材料企業依舊還是日美等材料強國處于領先地位,例如日本富士、柯尼卡-美能達、美國Cambrios、C3nano等。國內宸鴻科技、蘇州諾菲、合肥微晶、珠海納晶(接受部分浙江科創新材料轉讓)專利數較多。其中Cambrios目前和宸鴻科技屬于關聯方,并且Cambrios與蘇州諾菲簽署有專利互相開放協議。
科研機構實力分高下。國際上以美國加州大學、韓國先進技術研究院為翹楚。中國研究機構則在快速追趕,其中以廣州化學所、電子科技大學、合肥物質研究院、上海交通大學等為種子選手。
在導電材料、透明電極、觸控方案三個方面,企業布局各有側重。觸控領域以三星、京東方、宸鴻科技等為代表,具體技術上關注材料加工工藝和觸控方案;納米銀透明電極領域主要以三星、Cambrios、富士膠片、電子科技大學等為主;導電材料領域主要以三星、蘇州諾菲、富士膠片、Cambrios、C3NANO為主。后兩個領域更加注重材料的制備方法和工藝。
圖6 主要公司及研究機構專利布局方向分布
數據來源:incopat數據庫,華夏幸福產業研究院分析整理
Cambrios為當前最主要的納米銀專利擁有者。行業引用超過100次的10篇專利全部來自這家企業。目前,Cambrios已與國內實力企業蘇州諾菲簽署了專利互相開放的協議,意在共同打造行業領先者。同時,Cambrios與TPK在中國成立了合資公司,形成了從納米銀材料到觸控模組的完整業務鏈條,銀納米線觸控領域的未來之星已然成型。
圖7 銀納米線領域應用前十專利
數據來源:incopat數據庫,華夏幸福產業研究院分析整理
納米銀技術專利逐漸向三星聚集。在專利轉讓和受讓人中,三星、冠偉國際、Cambrios是三個主要的身影。需要指出的是冠偉國際為TPK董事長家族基金,董事長個人收購Camborios,冠偉國際和Cambrios直接的專利轉讓關系主要是將Cambrios美國專利轉為中國合資公司專利。其余專利轉讓人主要為個人,受讓人則以三星、蘇州諾菲、京東方、C3NANO等代表——三星為最大的專利受讓人。相較三星而言,國內面板廠在銀納米線專利受讓上還沒有形成足夠的體量,但事實上國內科研機構在銀納米線領域有豐富的技術成果,這些成果沉睡在實驗室是很可惜的。企業可以加大與研究機構的合作,減少技術流失,促進成果轉化,借外力推動產業端創新。
圖8 銀納米線領域主要專利轉讓人和受讓人
數據來源:incopat數據庫,華夏幸福產業研究院分析整理
05 柔性觸控新視界大門開啟
行業巨頭推出的可折疊手機引領行業進入柔性觸控時代,新的觸控時代呼喚新的關鍵先生——銀納米線。具體來說,銀納米線在手機等中小尺寸柔性、可折疊領域很有優勢,但目前尚處于研發和送樣階段。主流面板廠商三星、京東方、華星光電、LG在積極儲備銀納米線技術,銀納米線導電材料明星企業Cambrios與TPK、蘇州諾菲抱團組成了技術鐵三角。銀納米線領域重點創新型公司有:Cambrios、蘇州諾菲、C3NANO、華科創智、合肥微晶、珠海納晶、Nanopyxis等。
當前,銀納米線柔性觸控領域創新活躍,雖然也有技術難點尚未解決,但在業內同仁的共同努力下,其產業化將加速到來,柔性觸控新視界的大門即將開啟!
附錄:納米銀行業主要創新創業企業(排名不分先后)
1、Cambrios
公司前身Cambrios Technologies于2004年創立于美國硅谷,多年來投入巨資致力于納米銀的技術研發及產品創新,專利布局數量行業第一。目前擁有位于美國亞利桑拉州、中國廈門的兩個生產基地。
2、蘇州諾菲
成立于2012年初,誕生于美國硅谷,主體運營在蘇州工業園區,致力于銀納米線材料的開發、生產及應用。2014年Q4開始量產,至今已累計出貨60萬平米,與Cambrios簽署有專利開放協議,產業鏈整合能力強。2015、2017年先后完成A、B兩輪融資,其中1000萬A輪融資由英特爾投資領投,1億B輪融資由深創投領投。
3、C3Nano
C3Nano是一家新型透明電極材料制造商,成立于2010年,誕生于美國硅谷,技術來源于斯坦福大學鮑哲南教授課題組。公司總部位于美國硅谷,在韓國建有生產基地,中國大陸及中國臺灣設有技術支持部。
4、華科創智
華科創智成立于2014年9月,是一家以銀納米線技術(全球領先)為核心的集研發、生產與銷售為一體的戰略新材料領域的國家級高新技術企業,并提供柔性透明導體全套解決方案,致力于打造以柔性透明電極為核心的全產業鏈。華科創智的銀納米線技術來源于香港科技大學溫維佳技術團隊。成立以來華科創智發展迅速,2016年至今,先后完成A、B、B 輪融資,受到深創投、國科瑞華、IDG等頂級投資機構的青睞。
5、合肥微晶
合肥微晶科技是一家石墨烯及納米新材料研發商,成立于2013年,產品門類豐富,以石墨烯、碳管等碳材料居多,石墨烯透明導電膜為其新品;銀納米線領域專利主要集中在材料制備方面。2014年11月獲得合肥高新創投領投的1億元戰略投資。
6、珠海納金
納金科技成立于2015年2月,并獲得500萬天使輪投資。公司專注于納米銀材料、納米透明導電漿料和新一代圖形化透明導電薄膜的研發、生產和銷售,致力于為國內外下游廠商提供先進的柔性透明導電材料應用解決方案。納金科技擁有先進的納米材料制備技術和獨創的印刷電子工藝,在國內處于領先地位。
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