光電產(chǎn)品都需要光的穿透與電的傳導(dǎo)，因此透明導(dǎo)電膜是光電產(chǎn)品的基礎(chǔ)，平面顯示器、觸控面板、太陽(yáng)能電池、電子紙、OLED照明等光電產(chǎn)品都須要用到透明導(dǎo)電膜。

「透明度」與「導(dǎo)電度」在物理上是兩個(gè)互相掣肘的特性，「透明度」代表可見(jiàn)光可以穿透介質(zhì)的多寡，而「導(dǎo)電度」代表介質(zhì)傳導(dǎo)載子(Carrier，包括電子與電洞)的多寡，與載子濃度有關(guān)。

在光學(xué)性質(zhì)上，載子可視為處于一種電漿狀態(tài)，與光的交互作用很強(qiáng)，當(dāng)入射光的頻率小于材料載子之電漿頻率(Plasma Frequency)時(shí)，入射光會(huì)被反射，因此，材料的載子電漿頻率在光譜的位置是可見(jiàn)光波段(380nm~ 760nm)是否能夠穿透的決定因素。

一般金屬薄膜的電漿頻率在紫外光區(qū)，所以可見(jiàn)光無(wú)法穿透金屬，這是金屬在可見(jiàn)光區(qū)呈現(xiàn)不透明光學(xué)性質(zhì)的原因，而金屬氧化物的電漿頻率落在紅外光區(qū)，因此可見(jiàn)光區(qū)的光線可以透過(guò)金屬氧化物，呈現(xiàn)透明狀態(tài)。

但是，金屬氧化物能隙(Energy Band Gap)太大，載子的濃度有限，導(dǎo)致金屬氧化物的導(dǎo)電度很差。從材料的物理特性來(lái)看，「透明度」與「導(dǎo)電度」是難以兩全的特性，開(kāi)發(fā)一個(gè)同時(shí)具有高導(dǎo)電度與高光穿透率的材料相對(duì)困難。

降低金屬材料厚度是增加光線穿透度的一個(gè)方法，惟金屬薄膜厚度太薄，加工不易，例如以蒸鍍方式成膜會(huì)形成島狀不連續(xù)的生長(zhǎng)；另一方面也因?yàn)槟ず褫^薄，在空氣中容易有氧化的現(xiàn)象產(chǎn)生，造成電阻值劇變，薄膜穩(wěn)定性差，不利于后續(xù)加工應(yīng)用。

提升金屬氧化物的載子濃度以增加其導(dǎo)電度是透明導(dǎo)電膜的另一個(gè)方向。氧化物材料穩(wěn)定，薄膜成膜性佳。可以利用摻雜(Doping)或是制造缺陷增加載子的濃度來(lái)提高導(dǎo)電度，是透明導(dǎo)電膜的理想材料。

如摻雜的氧化錫、氧化鋅等都具有高透明、高導(dǎo)電的特性，其中又以氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO)應(yīng)用*為廣泛。ITO導(dǎo)電度佳，可見(jiàn)光透光率高，同時(shí)成膜技術(shù)與后續(xù)蝕刻圖案化制程都成熟可靠，是目前透明導(dǎo)電膜主要的材料。

ITO透明導(dǎo)電膜雖然應(yīng)用非常廣泛，但I(xiàn)TO屬于脆性的陶瓷材料，容易受力脆裂。

從柔性電子對(duì)可撓性的功能需求來(lái)看，受力彎曲碎裂的特性使ITO在柔性電子組件應(yīng)用上碰到瓶頸，具有可撓特性，取代ITO透明導(dǎo)電膜的產(chǎn)品必是未來(lái)柔性光電產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料，是柔性光電產(chǎn)品的戰(zhàn)略物資。

預(yù)計(jì)取代ITO的透明導(dǎo)電膜市場(chǎng)到2022年時(shí)，將超過(guò)百億美元。

如此龐大的市場(chǎng)規(guī)模主要來(lái)自柔性觸控、柔性顯示器、柔性太陽(yáng)能電池與其他柔性電子組件在未來(lái)幾年蓬勃發(fā)展，造成市場(chǎng)對(duì)柔性透明導(dǎo)電膜需求的結(jié)果。

雖然學(xué)理上一種材料同時(shí)具有高光穿透率、高導(dǎo)電率與可撓曲特性比較困難，但透過(guò)材料設(shè)計(jì)如金屬薄膜、氧化物/薄金屬/氧化物(Dielectric/thin Metal/Dielectric, DMD)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、 摻雜具共軛鍵的有機(jī)導(dǎo)電高分子(Organic Conductive Polymer)；具導(dǎo)電性的導(dǎo)電碳材如石墨烯(Graphene)、納米碳管(Carbon Nanotube, CNT)；或是設(shè)計(jì)肉眼看不到網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)如金屬網(wǎng)格( Metal Mesh)、金屬網(wǎng)絡(luò)(Metal Web)，都可制成軟性透明導(dǎo)電膜。

綜觀以上幾種柔性透明導(dǎo)電膜技術(shù)發(fā)展，在可撓、光穿透、導(dǎo)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。

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

為比較前述幾種柔性透明導(dǎo)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(píng)價(jià)各種柔性透明導(dǎo)電膜技術(shù)，如圖所示。

由上圖可以發(fā)現(xiàn)，若以光穿透度大于80%為規(guī)格，在電阻大于100Ω/sq，上述各技術(shù)都能達(dá)到需求；但是到100Ω/sq以下時(shí)，石墨烯與納米碳管就必須以真空法成長(zhǎng)，再以轉(zhuǎn)移技術(shù)成膜方能達(dá)到需求。

導(dǎo)電高分子與金屬網(wǎng)格、金屬網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到此規(guī)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。其中納米銀線網(wǎng)絡(luò)在100Ω/sq以下，甚至更低都能顯現(xiàn)出優(yōu)異的特性，這是由于銀的導(dǎo)電特性**，少量的納米銀線即可達(dá)到低電阻與高穿透度的光電特性。