｜大氣電漿技術在透明導電高分子膜圖案化之應用

摘要：根據Nanomarkets（2008）的研究報告[1]指出，到2015年氧化銦錫 （Indium Tin Oxide, ITO）的使用比例將會下降至45 %，並由導電高分子（18 %）、奈米碳管（15 %）與奈米材料（9 %）等材料取代。除了銦元素蘊藏量有限及成本等因素考量外，最重要的是可撓性的產品需求趨勢使然。圖案化是任何一種材料應用於投射式電容觸控元件的必要關鍵製程，本文將針對導電高分子膜圖案化技術作介紹。

Abstract: As reported by a study in Nanomarkets (2008), the use of ITO (Indium Tin Oxide) will decline to 45 % in 2015 and be replaced in part by conducting polymers (18 %), carbon nanotubes (15 %) and nano-materials (9 %). [1] In addition to the limited resources of indium and cost considerations, the most important cause is the trend towards flexible products. Patterning is a key process applied to any kind of material used for projected capacitive touch sensors, and this article will be focused on the introduction of conductive polymer patterning technology.

關鍵詞：透明導電膜、大氣電漿、圖案化

Keywords：transparent conductive film, atmospheric pressure plasma, patterning

前言
1977年H. Shirakawa, A. G. MacDiarmid及A. J. Geeger 三位科學家提出聚乙炔（PA）之導電報告後，確立了第一個共軛性導電高分子材料，初期導電率僅約38 s/cm，並沒有太大的產業應用價值，但卻開啟了導電高分子的研究熱潮[1-3]，一直到1989年拜耳公司發明用化學氧化聚合方法得到PEDOT：PSS的水溶液，該水溶液乾燥後即得PEDOT：PSS的聚合膜，此一聚合膜為藍色透明，具有高導電率及良好機械強度。目前應用於投射式電容觸控元件的透明導電高分子膜亦是以PEDOT：PSS為原材料的產品發展的最成熟與最具適用性。國內外推出PEDOT：PSS透明導電高分子膜的廠商計有宇亮、精磁、遠東新世紀、Kodak、AGFA與ShinEtsu等，如表1所列。由各廠家的規格可見透明導電高分子膜的電氣特性與光學特性已經接近觸控元件可採用的規格。

各種圖案化技術介紹
PEDOT：PSS透明導電高分子膜應用於投射式電容觸控面板的一個重要課題就是圖案化的方法[4-12]；其中包括黃光製程、噴墨印刷、網版印刷、雷射蝕刻及電漿表面處理等；由於ITO膜圖案化傳統的方法為黃光製程，基於熟悉度及生產性的因素考量之下，以既有黃光製程[4,11,12]生產是最容易被考慮的，黃光製程是一種溼式生產方式，主要包含光阻塗佈、曝光、顯影及去光阻，並且需要搭配清洗及烘烤，製程繁多外還必須開發新的相容於透明導電高分子材料的顯影液[11]及蝕刻液[12]，以避免造成圖案化之後導電膜阻值上升或高分子材料與基材附著力下降等不良影響。另外一種溼式生產方式則由德國Heraues所提出，該公司是目前PEDOT：PSS材料的領導廠商，其圖案化流程如圖1所示。