金屬網(wǎng)格（Metal Mesh）

　　蝕刻的銅金屬網(wǎng)格是一個(gè)成熟的產(chǎn)品，過(guò)去電漿顯示器（Plasma Display）就應用銅金屬網(wǎng)格作電磁遮蔽（EMI）。

　　以傳統曝光、顯影、蝕刻等黃光制程的金屬網(wǎng)格透明導電膜已經(jīng)商品化，并且應用到觸控面板產(chǎn)業(yè)。利用Cu2O／Cu／Cu2O結構，學(xué)者Kim發(fā)表線(xiàn)寬7um、格距450um的金屬網(wǎng)格透明導電膜，在電阻15．1Ω／sq時(shí)穿透率可達89％。

　　有別于黃光的蝕刻制程，直接在基板印制網(wǎng)格的制程更多樣。日本富士膠卷（Fujifilm）開(kāi)發(fā)銀鹽曝光技術(shù)，首先在基板上面進(jìn)行溴化銀涂布，然后經(jīng)過(guò)曝光、洗銀等程序制出網(wǎng)格圖案，再以化學(xué)增厚制作銀金屬網(wǎng)格。

　　或是利用準確網(wǎng)?。―irect Printing Technology，DPT）印制20um線(xiàn)寬的銀網(wǎng)，片電阻0．5～1．6Ω／sq，光穿透率達78％～88％。日本Komura－Tech以凹版轉?。℅ravure Offset）印制達5um線(xiàn)寬的透明導電膜。

　　也有學(xué)者以噴墨印刷方式直接印出網(wǎng)格，面阻值達0．3Ω／sq。印刷法制程非常大的挑戰在于大面積范圍，印制5um以下的線(xiàn)寬頗具挑戰。

　　此外、不管用哪一種印刷法，奈米金屬漿料都要經(jīng)過(guò)燒結才能形成導電性佳的網(wǎng)格，高分子柔性基板耐熱能力差，燒結時(shí)奈米金屬較易氧化等都是須克服的問(wèn)題。

　　雷射燒結可以同時(shí)達到網(wǎng)格圖案化與高溫燒結的目的，可用銅奈米粒子雷射燒結，或以奈米銀粒子雷射燒結，分別制出銅金屬網(wǎng)格、與銀金屬網(wǎng)格如（圖7）。其中銀金屬網(wǎng)格之片電阻在30Ω／sq以下，光穿透率大于85％。

　　金屬網(wǎng)絡(luò )（Metal Web）

　　相對于經(jīng)過(guò)設計，并透過(guò)制程成形的金屬網(wǎng)格，自然形成的金屬網(wǎng)絡(luò )可省略圖案化制程，卻可以達到形成導電網(wǎng)絡(luò )的目的。

　　利用懸浮液干燥時(shí)固體會(huì )聚集形成咖啡環(huán)（Coffee Ring）的效應，適當的懸浮液干燥成膜后可以自序組裝（Self Alignment）自然形成金屬網(wǎng)絡(luò )；利用奈米金屬線(xiàn)交錯也可以形成導電金屬網(wǎng)絡(luò )，分述如下。

　　懸浮液干燥時(shí)固體會(huì )聚集形成環(huán)稱(chēng)為咖啡環(huán)效應，奈米銀經(jīng)過(guò)特殊的墨水設計，可以在液體揮發(fā)干燥后讓奈米銀自動(dòng)形成網(wǎng)絡(luò )，而省去印刷圖案化的制程。

　　學(xué)者Tokuno巧妙的利用氣泡破裂自動(dòng)形成奈米銀線(xiàn)聚集網(wǎng)絡(luò )，經(jīng)過(guò)燒結可以形成面電阻6．2Ω／sq，穿透度達84％的透明導電膜（圖8），美國Cima Nano Tech也利用類(lèi)似的原理制作透明導電膜。圖9即為使用該公司開(kāi)發(fā)特殊墨水形成的金屬網(wǎng)絡(luò )。

　　另一種金屬網(wǎng)絡(luò )是由奈米金屬線(xiàn)所組成，奈米金屬線(xiàn)非常纖細，肉眼無(wú)法察覺(jué)線(xiàn)的存在，奈米金屬線(xiàn)交織的金屬網(wǎng)絡(luò )，可形成導電度較佳的透明導電膜。

　　利用奈米金屬線(xiàn)的搭接形成的金屬網(wǎng)絡(luò )（圖10），制造工序更簡(jiǎn)單，成本更低廉。

　　以化學(xué)法合成奈米銅線(xiàn)，學(xué)者Guo發(fā)表在51．5Ω／sq下，光穿透度可達到93．1％的透明導電膜；銀的導電度比銅好，少量奈米銀線(xiàn)即可交織成高導電度，高穿透率的透明導電膜。

　　另名學(xué)者Jia發(fā)表電阻21Ω／sq，光穿透度達93％的軟性透明導電膜，其優(yōu)越的可撓性與觸控面板的展示如圖11所示。

　　大面積奈米銀線(xiàn)透明導電膜連續生產(chǎn)的技術(shù)已日臻成熟，研究人員以連續卷對卷的狹縫涂布（Slot－die Coating），制出400mm幅寬的柔性奈米銀線(xiàn)透明導電膜，面電阻30Ω／sq時(shí)，光穿透度可達90％。

　　惟奈米銀線(xiàn)高長(cháng)徑比的材料特性，使得涂布均勻度難以控制，因此開(kāi)發(fā)能夠掌控均勻度的制程與設備是奈米銀線(xiàn)透明導電膜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之一。

　　柔性透明導電膜技術(shù)發(fā)展三大趨勢

　　綜觀(guān)以上幾種柔性透明導電膜技術(shù)發(fā)展，在可撓、光穿透、導電三大特性都有一定的開(kāi)發(fā)成果，以下就從材料特性、量產(chǎn)制程、技術(shù)成熟度探討其未來(lái)發(fā)展。

　　材料特性

　　導電度與光穿透度是柔性透明導電膜重要的光電特性，高導電度下仍然能維持高光穿透度是產(chǎn)品發(fā)展的趨勢。

　　為比較前述幾種柔性透明導電膜技術(shù)，筆者以近幾年各研究單位發(fā)表的面電阻與光穿透度成果來(lái)評價(jià)各種柔性透明導電膜技術(shù)，如圖12所示。

　　由該圖可以發(fā)現，若以光穿透度大于80％為規格，在電阻大于100Ω／sq，上述各技術(shù)都能達到需求；但是到100Ω／sq以下時(shí)，石墨烯與奈米碳管就必須以真空法成長(cháng)，再以轉移技術(shù)成膜方能達到需求。

　　導電高分子與金屬網(wǎng)格、金屬網(wǎng)絡(luò )可以達到此規格，而10Ω／sq以下，就只有金屬網(wǎng)格與金屬網(wǎng)絡(luò )可以符合。其中奈米銀線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在100Ω／sq以下，甚至更低都能顯現出優(yōu)異的特性，這是由于銀的導電特性較佳，少量的奈米銀線(xiàn)即可達到低電阻與高穿透度的光電特性。

　　量產(chǎn)制程

　　量產(chǎn)制程的復雜度與軟性透明導電膜的成本息息相關(guān)，上述幾個(gè)柔性透明導電膜技術(shù)的量產(chǎn)制程解析如表1中所示，薄金屬膜與氧化物／金屬薄膜／氧化物都是真空鍍膜制程，設備與制造成本較高。

　　奈米碳管、石墨烯的干式轉移制程特殊，須要開(kāi)發(fā)新的設備。蝕刻法的金屬網(wǎng)格雖然制程復雜，曝光、顯影、蝕刻、剝膜的黃光設備昂貴，但是制造技術(shù)成熟，銅網(wǎng)格透明導電膜目前已經(jīng)量產(chǎn)應用到觸控面板產(chǎn)業(yè)。

　　印刷法的金屬網(wǎng)格將黃光圖案化的制程以印刷來(lái)取代，預計可以再簡(jiǎn)化圖案化設備投入資金，但是須增加低溫燒結的制程與設備。自序組裝的金屬網(wǎng)絡(luò )又省略圖案化制程，其制造成本又比印刷金屬網(wǎng)格簡(jiǎn)單。

　　涂布型奈米碳管涂布成膜后須做摻雜處理，石墨烯在氧化石墨烯涂布成膜后須還原處理，設備與制造成本應該與自序組裝的金屬網(wǎng)絡(luò )相近。奈米線(xiàn)搭接的金屬網(wǎng)絡(luò )與導電高分子利用涂布成膜設備即可制造生產(chǎn)，是設備與制造成本具競爭力的技術(shù)。

　　商品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

　　新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化是需要經(jīng)過(guò)材料開(kāi)發(fā)、制程開(kāi)發(fā)、量產(chǎn)開(kāi)發(fā)的流程。這過(guò)程中「量產(chǎn)開(kāi)發(fā)」是一個(gè)重要的關(guān)鍵，量產(chǎn)開(kāi)發(fā)牽涉到材料、制程與設備的整合，也是新技術(shù)商品化的重要關(guān)鍵。

　　銅金屬網(wǎng)格的觸控面板已經(jīng)上市，是所有柔性透明導電膜技術(shù)中發(fā)展快的技術(shù)；奈米銀線(xiàn)觸控面板在許多有經(jīng)驗顯示器展覽有多家有經(jīng)驗觸控面板廠(chǎng)展示，也接近商品產(chǎn)業(yè)化。

　　導電高分子透明導電膜雖有多家膜廠(chǎng)展示產(chǎn)品，但實(shí)際應用仍在開(kāi)發(fā)模索中。以印刷、自組裝制程之金屬網(wǎng)絡(luò )在材料與制程部份已有些進(jìn)展，相關(guān)量產(chǎn)制程與設備則仍開(kāi)發(fā)中。石墨烯在墨水材料與制程技術(shù)上尚處于開(kāi)發(fā)階段。

　　從材料特性、量產(chǎn)制程與技術(shù)成熟度來(lái)看，奈米銀線(xiàn)透明導電膜具競爭力。在光電特性上，橫跨數Ω／sq到百Ω／sq范圍都有優(yōu)異的光穿透度；低成本涂布成膜制程，加上從奈米銀線(xiàn)、墨水、柔性透明導電膜材到觸控面板應用的產(chǎn)業(yè)鏈完整，有待加強的是設備與制程的整合。

　　奈米銀線(xiàn)墨水是低黏度高長(cháng)徑比的特殊墨水，涂布成膜時(shí)均勻度不易控制，針對奈米銀線(xiàn)導電網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)特殊的涂布設備，是打開(kāi)奈米銀線(xiàn)軟性透明導電膜生產(chǎn)瓶頸的一個(gè)關(guān)鍵。

　　光電商品由硬到軟，掌握關(guān)鍵性材料為發(fā)展契機

　　從1990年代開(kāi)始以濺鍍方式制作透明導電膜，ITO便是透明導電膜的代名詞，然而、光電產(chǎn)品由小到大、由硬到軟的趨勢使ITO透明導電膜的特性逐漸無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)光電產(chǎn)品需求。

　　柔性透明導電膜在新材料發(fā)展下，奈米碳管、石墨烯、導電高分子應用都有一定的進(jìn)展，惟各種技術(shù)在應用到產(chǎn)品上市前仍有制程開(kāi)發(fā)、設備整合等技術(shù)問(wèn)題待克服。

　　除此之外，制造成本仍是各技術(shù)能夠勝出的重要因素。

　　本文從材料特性、制程難易度比較到商品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展做整體概括性的整理與回顧，期待在光電產(chǎn)業(yè)商品化應用從硬到軟的關(guān)鍵時(shí)刻，相關(guān)產(chǎn)業(yè)能夠掌握軟柔性電產(chǎn)品的戰略關(guān)鍵性材料，成為柔性透明導電膜的發(fā)展契機。