透明基板與感光絕緣材料技術：材料世界網

蘇育央 / 工研院材化所

智慧座艙將成為各種場域中沉浸式互動體驗的嶄新生活趨勢。透明顯示器不僅有流行的抬頭顯示器，還包括可用靈活的Micro LED透明技術，使擋風玻璃和窗戶能夠充當車輛顯示器。具有優異機械與熱性質的無色聚醯亞胺(CPI)即為可應用於透明顯示器、軟性顯示面板、可折疊窗戶、智慧座艙、智慧窗、太空船座艙等的重要材料。此外，透明感光聚醯亞胺(PSPI)具有低介電、高解析度與良好抗化性等特性，可大幅提升先進的封裝技術，朝整合更多異質晶片進行，最終應用於透明顯示、高速運算AI和專業性電子產品。

【內文精選】

市場趨勢

無色聚醯亞胺(CPI)薄膜因具高熱穩定性、機械強度和優異的光學透明度，而成為被認可的先進材料，在軟性透明顯示器和絕緣材料中發揮其特色功能，滿足透明基板的應用需求，隨著技術進步突破界限，變得不可或缺。

感光聚醯亞胺(PSPI)是一種先進的聚合物材料，以輕質封裝提供優異的電學、熱學、物理和化學性能，加上與基材良好的附著力，使其非常適合電氣絕緣與高解析圖案化應用。而因電子設備及元件需求不斷增長，推動了PSPI材料發展，於光阻和電子封裝應用越來越多，促進了PSPI市場的成長。根據國際Business Research Insights報導，2024年全球感光聚醯亞胺市場規模為3.16億美元，預估2033年將達28.13億美元，預測複合年增長率為27.5%(如圖二)。由於航空航太與國防、汽車與運輸、電子與半導體以及工業機械與設備等對高性能材料的需求不斷增長，PSPI市場雖正在不斷擴大，但目前的成長速度可能會受到對危險化合物的嚴格規定等問題影響造成阻礙。

圖二、全球感光聚醯亞胺市場

工研院近期研究

工研院材料與化工研究所(MCL)藉由高分子結構設計，使透明CPI於合成時有較大立體空間，增加立體障礙及非共平面結構，透過破環剛性的主鏈結構，成為可溶性聚醯亞胺。

透明PSPI除了以高分子結構的設計達成外，聚合的方式包括在氮氣的保護下進行，合成過程中，可由共溶劑GBL/DMAc/Xylene取代NMP，並以一步驟熱閉環法合成聚醯亞胺，即為可溶性PI，無需在後端加工製程中再進行高溫閉環；將PI加入感光劑和交聯劑即可得到PSPI。而現有感光材料有成膜著色深影響曝光的問題，且柔韌性不足，無法滿足適型化需求，外加顯影後亦因殘留物而影響電性。經高分子結構設計，導入不對稱之醚鏈結構與側鏈基團，可提高感光薄膜之柔韌性。感光配方調整，在配方設計導入含長鏈段，並降低感光壓克力使用量，可增加柔韌性，維持高解析度，並提高PSPI的可適性。經結構與感光劑調整後，提升薄膜平均透光度，可應用於高透明RDL材料，穿透度89.3% (@550 nm)，如圖三所示。透明PSPI膜厚在10 μm的b*值為4.0左右 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。