透明導電薄膜技術趨勢與應用(下)

刊登日期:2014/7/24
  • 字級

未來新型透明導電薄膜
目前投入奈米銀線透明導電膜開發的廠商有Cambrios、Carestream、Seashell、Blue Nano、NANOGAP、Showa Denko等,為自行開發奈米銀線油墨配方;而Toray、Hitachi Chemical、DIC、ShinEtsu等則是利用Cambrios提供的油墨配方,製作奈米銀線薄膜。

Cambrios以化學法合成高線徑比(Aspect Ratio),大於300以上,半徑小於30 nm之奈米銀線,塗佈在透明基材上(圖十),其ClearOhm系列產品在單層(Monolayer)情況下有超過95%之高穿透度,片阻值約在50~300 Ω/o之間,雖然銀線本身的缺點是有相當的霧度(Haze)存在,但其產品系列已開發到第四代,其光學特性也經由銀線本身的精進得到一定程度的改善(圖十一)。

一般銀奈米線漿料可利用狹縫式塗佈成捲,再以微影製程的方式去做圖案化,步驟繁雜。日本Hitachi Chemical公司在Finetech Japan技術研討會中發表最新一代透明電極膜的轉印加工技術,此技術被稱為透明導電轉印乾膜 (Transparent Conductive Transfer Film; TCTF),其結構組成上層為保護膜(Cover Film),中間層為5 μm厚的光阻乾膜與透明導電層,下層為Carrier Film。上述的透明導電層為奈米銀線,來源是由Cambrios提供。圖十二為TCTF的製程:首先於100~140˚C的溫度範圍將TCTF轉印在玻璃或透明塑膠基板,然後在光罩下進行第一次曝光,接著將Carrier Film移開再進行第二次曝光。經過顯影步驟(1% Na2CO3水溶液),即可得到0.4~0.8 μm深的蝕刻圖案。最後再通過高能量的全面曝光,將絕緣層完全硬化,如此可同時完成透明電極圖案化與絕緣層的貼合。


圖十二、Hitachi Chemical製造之TCTF使用製程

芬蘭Canatu推出新型奈米碳管結構(Carbon NanoBud; CNB),成功將奈米碳管與富勒烯(Fullerene)結合,有效提升CNT之導電特性。在製程技術方面,Canatu更提出直接乾式印刷(Direct Dry Printing),並與Roll-to-Roll (R2R)連續製程結合,可製備光電特性優異的奈米碳管透明導電膜(圖十三),此技術為世界第一個提出將CNT於R2R製程中直接沉積在基材上(Direct-on-Substrate Roll-to-Roll Depositions)的構想,特點是均勻性佳且可連續生產。


圖十三、Canatu透明導電膜之製備技術與其產品CNB Film

目前石墨烯的製備方法有機械剝離法(Mechanical Exfoliation)、磊晶成長法(Epitaxial Growth)、化學氣相沉積法及化學剝離法(Chemical Exfoliation),然而其製作成本均偏高,較不具量產性。南韓Samsung與成均館大學合作開發石墨烯透明導電膜製備技術(圖十四),可R2R轉印石墨烯基材上,製備大面積(30吋PET基材)透明電極。現階段得到特性為單層石墨烯片阻值達125 Ω/o (@T=97.4%);利用Layer-by-Layer技術堆疊四層石墨烯,則可得片電阻為30 Ω/o (@T=90%),此特性已可取代ITO透明電極,加上石墨烯本身優異的機械特性,可成功應用於軟性電子元件上。

日本SONY在「第73屆應用物理學會學術演講會」(2012年9月11~14日)上宣佈製作出長約120 m的石墨烯薄膜,寬230mm。這是目前全球最長的石墨烯薄膜,薄膜的製造速度約為10 cm/min。以往的CVD法所面臨的問題是想獲得高品質石墨烯,需要約1,000˚C的高溫。因此,很難兼顧連續捲軸方式的大量生產。如果溫度過高,真空反應室內部就無法使用普通的金屬材料,溫度管理也變得困難。SONY透過在基板上通電進行……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:蕭暐翰、邱俊毅、邱國展/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌331期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=14963


分享
為此篇文章評分

相關廠商