高導電性金屬網格材料技術：材料世界網

金屬網格作為 ITO 膜層材料於觸控產業廣泛被使用，特別針對大面積觸控需求，包含 AIO-PC 與 POS 機應用上。金屬網格製作技術可分為物理鍍膜曝光顯影技術與直接印刷等技術，相關之材料需求須達到低面電阻、高透光度等電氣應用需求。除此之外，低成本、大面積與綠色製程皆是產業應用上被重視的。因應未來可撓式顯示器應用，更需導入具有相關創新應用之技術。

金屬網格技術需求
金屬網格為一種導電材料，分布形狀為利用極細金屬線所組成的交錯網格，利用金屬線交錯及金屬高導電之特性，在 2D平面上形成高導電之膜層，加上金屬線路寬度小於 5μm 及肉眼於光學干涉效應上不易看見之特性，用來作為透明導電膜層之應用。應用上最常被應用於觸控模組之透明導電膜，在觸控產業蓬勃發展與ITO膜價格高漲時，被視為最具替代 ITO之明星材料。

圖一、ITO膜層於面板尺寸與電阻之關係圖

先進金屬網格技術
不同金屬網格製程技術皆有其優缺點，如曝光型金屬網格技術面臨製程汙染及重金屬廢液、蝕刻廢液排放等問題；銀鹽曝光技術有其與基板附著力不足所需之技術挑戰門檻；直接印刷法有無法縮小金屬導線線寬之問題；Gravure 轉印有金屬漿料價格過高與製程良率不易掌控等缺點。進而亦有許多製程整合方案與手法出現。

最常見的金屬網格應用為 ITO 膜層整合金屬網格技術，由於 ITO 膜層之導電度與其厚度有關，厚度過厚會影響膜層之透光性，故部分廠商將金屬網格製作於 ITO 膜層上，藉此來提高薄 ITO 膜層之導電度或降低 ITO 材料之使用量。部分先進材料公司亦推出許多製程與材料技術，其中較著名的為Cima NanoTech公司所推出的 SANTE 導電油墨技術，其主要原理為運用製作液態金屬油墨，而此油墨於固化過程中會形成如圖七所示之超細金屬線網絡與開孔區域，其膜層穿透率有效達到 88~90%。該公司於 2015年 8月宣布將與鴻海科技集團合資成立公司，針對大尺寸觸控螢幕提供具有成本競爭力之導電膜解決方案。

圖八、ClearJet所開發之ClearJet噴印式透明導電膜層技術

技術挑戰目標
金屬網格技術應用上有部分技術需要克服，第一為其與基材間之附著力問題，這部分的問題存在於曝光顯影式金屬網格製作技術上。在 AIO-PC、平板或工業電腦 POS 機等較大面積應用上，多半會採用 Add-on 觸控技術或半貼合方式製作觸控模組，這部分需要克服的為大面積金屬膜層製作上之均勻性等，包含光阻塗佈等問題。

金屬膜層直接製作於玻璃基板上，可簡單製作 Cr、Ni 或 Ti-W 合金層作為 Buffer Layer 及 Seed Layer 應用，後續再以水鍍法或真空濺鍍等方式製作金屬銅或銀層，藉此來增加金屬膜層與玻璃之接著力。而 PET 等高分子方式多半是製作 Primer 等材料，一般亦有採取 Corona 等預處理後，再以水鍍法無電電鍍技術製作高厚度銅膜層於軟性 PET 或 PI 基板上。

工研院材化所創新技術
工研院材化所針對金屬網格發展之附著力與增厚高導電進行開發，主要整合濺鍍法與濕式增厚方式來達到低成本高導電金屬網格技術解決方案。工研院材化所開發獨特之……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。

作者：盧俊安 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」356期，更多資料請見下方附檔。

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