觸控面板由早期的表面電容式電阻式到現在主流的投射電容式其中的透明導電膜材料一直以氧化銦錫（IndiumTinOxide;ITO）為主然而銦的產量少價格高由材料的來源和成本來看都有尋找替代材料的需要因此從1980年代至今ITO替代材料的開發不斷持續中此外ITO這類的透明導電氧化物（TransparentConductingOxide;TCO）基本上是硬質材料不耐變形或彎折實驗結果顯示在PET基材上的ITO膜受到拉伸時如果延伸率達到3%左右ITO膜層就會喪失原有的導電性（1）凡是TCO材料都有這個本質上的弱點近年來隨著可撓式顯示器的興起有必要尋求耐彎折性更佳的透明導電膜材料而且當面板尺寸繼續增大時ITO膜即將面臨電阻無法再降低的瓶頸這也促使相關業者和研發者更積極地開發非ITO的透明導電膜材料

ITO替代問題的面面觀

材料面

非ITO（或非TCO）的透明導電膜材料要用于觸控面板除了基本的片電阻和穿透率之外還必須滿足其他要求例如穩定性耐環境（高溫高濕等）可圖案化等另外它們必須能配合現有的生產線不需大幅修改或增加設備

產品規格面

投射電容式觸控面板尺寸增大時其透明導電膜（觸摸傳感器）所需的片電阻值越低最后會低到目前以濺鍍制作的ITO玻璃或ITOFilm很難達到的程度這可能是使用非ITO透明導電膜的最大驅動力分析如下對于多點觸控IC可接受的端子間電阻（R）電阻式要求小于50~100kΩ投射電容式要求小于10~15kΩ根據R=Rs（L/W）的公式可由觸摸傳感器的長度（L）與寬度（W）算出不同尺寸之觸控面板所需的透明導電膜片電阻（Rs）如表一所示

 ITO薄膜的低電阻化

①ITOFilm可以使用耐熱性較好的塑膠基材以便提高成膜溫度降低ITO薄膜的電阻率目前已有這樣的基材問世例如透明的PI（Polyimide）等③改進ITO膜層的退火制程

新型透明導電膜材料

銀與銅

奈米銀

要將銀做成目視感覺為透明的膜第一個方式是將奈米銀線與樹脂之類的物質混合成涂布液再以涂布或印刷的濕式化學法成膜使奈米銀線彼此重疊相連第二個方式是利用奈米自組裝（Self-assembly）技術使奈米銀顆粒連接成不規則的網狀組織此兩種方式都能形成導電的二維網絡因為奈米線與奈米顆粒都非常細小且不是蓋滿整個膜面結構中有很多透光的空隙所以外觀是透明的穿透率也相當高

銀透明導電膜的圖案化

Cambrios和Toray發表了部分蝕刻的技術只將蝕刻區域內的奈米銀線切斷但不去除這樣銀線仍存在但不導通可以達到圖案化的效果視覺上也沒有差異另一種圖案化的方法是直接印刷日本Gunze推出的DPT（DirectPrintingTechnology）是將粒徑數十到數百nm 的銀顆粒制成油墨（Ink）再以高精密網印形成線寬20μm間隔300~1,000μm的方格網狀銀在印刷時由方格網狀銀直接形成觸摸傳感器的圖案所以不需電鍍蝕刻且適用于R2R（Roll-to-Roll）制程DPTFilm可以視需要印制不同形狀的傳感器以單片或雙片（重疊）的方式來使用

導電高分子膜的蝕刻過程

石墨烯

從應用的觀點來看首先必須有一個能大量生產優質石墨烯的方法以膠帶重復剝離石墨（機械剝離法）雖然能得到遷移率最高的石墨烯卻無法用于量產幾種石墨烯制作方法的比較如表四所示其中化學剝離法和CVD（ChemicalVaporDeposition）是較可能用于量產的典型的化學剝離法為① 將石墨單晶粉（石墨層間距離0.34nm）與酸混合攪拌使石墨氧化層間距離會增加到約1nm并具有親水性④將涂布液涂布在基材后烘干視需要重復數次最后在1,000?C還原成為石墨烯薄膜

至于CVD通常是以高質量而平坦的銅或鎳為基材將原料氣體CH4通入石英管狀爐在1,000?C左右的環境中進行可以得到結晶性優良的石墨烯如果基材非常薄（例如厚度只有25μm的銅箔）且具有良好的彎曲性還可以用R2R技術卷取基材大幅提升其量產性以CVD制作石墨烯的技術進展相當快速美國Bluestone已有對角線60英吋的展示品問世