Finetech Japan 2012特別報導系列二

刊登日期:2012/4/13
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林顯光、陳世明、陳品誠、曾美榕、林國權、曾寶貞寄自東京
 
4月12日,Finetech Japan 2012的第二天,陽光普照。根據主辦單位發布的統計數據,Finetech展首日入場人數比去年同期成長31%,雖然近來顯示器的整體產業狀況似乎蒙上陰霾,但這場集結顯示器、OLED、觸控、高功能膜和Plastic的大展卻如今日的東京天氣,晴空無雲。展會現場熱鬧滾滾,且讓材料世界網/工業材料雜誌編輯群,帶您深入展場,挖掘精彩內容。
 
深入展會現場
今年在Finetech Japan展場有幾家公司提出OGS (One Glass Solution)的相關產品。日本Micro公司提出超薄型積層型Glass Sensor,玻璃基板的厚度可達0.03~0.05 mm,X、Y及Jumper電極導體材質均為ITO,Y方向導體及Jumper間由絕緣層分隔,完成的導體外露部份,再以電極保護層塗佈。玻璃基板的彎曲測試(Bending Test)可達強度為600~800 MPa,且由於玻璃基板超薄,所以有機會應用於可彎曲的顯示器。
 

圖一、超薄且可彎曲的觸控面板 (Micro
公司)
 
由於OGS具有減薄觸控面板的好處,觸控面板製造廠莫不積極開發相關技術。目前OGS製作方法可分成先裁切的單片式製程,及後裁切的大片式製程。前者因為先裁切,故具有可玻璃強化的優勢;後者則因微影製程後材料不耐強化製程(包含研磨及離子置換等),故須再加上蓋板玻璃(Cover Lens)或貼防爆膜,因而失去減薄的優勢。Denka公司提出一種可以大片製程後,在切割及研磨等強化製程中保護電路的方法。該公司提出一種叫做Temploc的材料,可以將裁切前的大片玻璃以Temploc材料黏著在一起,在切割及研磨的製程中提供保護。這個材料是一種紫外線硬化的塗料,可將完成電路製作的大片玻璃黏著在一起,之後只要經過熱水浸泡3分鐘,即可將多層切割後的小面板分離,經過此製程的強度可達700 MPa以上。
 

圖二、玻璃強化保護材料Temploc (Denka
公司)
 
Denka公司除了推出Temploc以外,也推出液態OCA,黏度為約3000 cps,折射率可調控在1.475~1.512,具有很高的透光度及低霧度。
 
Daikin公司開發一種對手機、電路板提供保護的含氟塗料,具有防水、防濕、防鏽的功能,如下圖中,經過處理的iPad,甚至完全浸泡在水盆的水中,仍能正常操作。

圖三、
具有防水、防濕、防鏽功能的含氟塗料(Daikin公司)
 
此塗料的施工應用,可以先配製成0.2%的溶液,再將元件以浸漬或旋轉塗佈,即可將元件全面覆蓋,達到保護的功能。其中,接觸角約可達114

圖四、含氟塗料的製膜方法及性能
(Daikin公司)
 
Daikin公司除了開發上述防水劑外,也開發各種含氟高分子或添加劑,應用於觸控面板抗汙層、橡膠防水添加劑等。
 
Asashi公司在觸控面板也開發許多先進的材料,如下圖,是三種低銀含量的導電銀膠,採用熱硬化方式,以網印法可以製作70~300 mµ線寬的導線,面電阻可達8~70 mΩ/□,表面硬度則可達到2H。

圖五、三種低銀含量的導電銀膠
(Asashi公司)
 
Asashi也開發用於ITO保護的絕緣膜,此材料應該也可適用於單片OGS元件製作,此類商品的型態包含熱硬化及紫外線硬化,表面硬度約介於B~2H之間,性能較佳的產品之透光度可達95%以上,霧度則介於1~6%。


圖六、
ITO線路的絕緣膜(Asashi公司)
 
此外,Asashi也開發環保型ITO保護膜,用於ITO微影製程ITO背面線路保護之用,由於不採用PVC顆粒也不使用溶劑,故屬於環保型的材料。經過130~150℃烘烤,可以得到透明的保護塗膜,透光度可達95%以上,霧度則為1%。


圖七、保護
ITO線路的絕緣膜(Asashi公司)
 
日本NITTA公司開發一系列對溫度敏感的膠帶,如下圖中包含Cool-off type(溫度下降時,黏著力下降)及Warm-off type (溫度上升時,黏著力下降)。前者在55℃以上拉力介於0.05~5.9 N/25mm之間,在40℃以下時,黏著力衰減率達90%,故可以輕鬆剝離。後者在50℃以上拉力介於0.7~57.8 N/25mm之間,在60℃以上時,黏著力衰減率達90%,故可以藉著升高溫度輕鬆剝離承載物。
 
這兩類膠帶可以應用在暫時固定用膠帶、轉寫用膠帶、承載元件用膠帶、保護膠帶(Masking膠帶)或研磨用膠帶等。應用的載具包含LCD面板、觸控面板電路板及背光模組等製程中,由於對溫度敏感,膠帶黏性可隨溫度升降回復原狀,故可重複使用,具有減廢的環保概念。
 

圖八、日本NITTA公司兩種對溫度敏感的膠帶
 
日本エクシールコーポレーション公司開發用於手機面板保護膜,具有防污、衝擊吸收(防爆)等功能,此貼膜的結構為:紙/silicone黏著劑/PET基材/衝擊吸收膠體(gel)/防汙PU膜,透光度達92.1%,實際壓按時,有柔軟的感覺,與一般保護膜的Hardcoat感覺不同。
 

圖九、日本エクシールコーポレーション公司開發用於手機面板保護膜
 
日本Hotty polymer公司本次展覽利用各種高分子製作的管件、壓條緩衝材等,所用的高分子包含PEEK、聚亞醯胺(Polyimide)、尼龍(Nylon)、Urethane、PLA、Silicone、PC等,其中尼龍除了有一般Nylon 6、Nylon 6,6、Nylon 12以外,較特殊者是使用由植物蓖麻油為原料的聚醯胺,在柔軟性、低溫使用性、比重、耐衝擊性等均有特別特殊的性能。
 
美國Sono Tek公司本次展出一種結合超音坡及噴出空氣的噴塗技術,利用其Air shaping技術,可以將塗料噴塗在侷限的範圍,故可以大幅減少一般噴塗材料利用率低的問題,達到減少80%塗料的消耗。如下圖,經由結合超音波及噴出空氣的方法,可形成各種噴出的塗料行進軌跡,噴出的塗料粒徑為18~49 µm,其所製作的機台塗佈幅寬可達122 cm,塗料流速可介於2~225 ml/ min,塗佈速度可達2m/sec,此機台有機會應用於觸控面板感光材料的塗佈。

圖十、結合超音波及噴出空氣的噴塗技術
 
出光興產公司本次展出一系列的金剛環(Adamantane)衍生物,所帶的官能基包含Hydroxy, COOH, 壓克力基,環氧基等。由於金剛環可由DCPD (雙環戊二烯樹脂,Dicyclopentadiene)為原料來合成,故此系列的產品屬於石化高值化的應用領域。經過官能化的金剛環硬化後,具有高透明性、高 Tg、耐化性優等優點。
 

圖十一、出光興產公司的金剛環
(Adamantane)衍生物系列
 
三菱樹脂株式會社研發出三款可製作可撓性太陽光電模組的膜材,這些塑料膜材都是取代傳統材料之新作法,其中以VIEW-BARRIER-FDK膜取代傳統之前板玻璃;以PROCELLIER-F2000膜取代傳統之EVA封裝膜, 而VIEW-BARRIER-FDK膜片則由透明之耐候膜層/超高阻氣膜層/接著促進層等三層結構所組成,其水蒸氣滲透率僅10-4g/m2.day。經詢問該公司現場人員得知,PROCELLIER-F2000膜的主要組成為Polyolefin樹脂,其與傳統EVA封裝膜之特性比較如下表所示。

表一、PROCELLIER-F2000膜與傳統EVA封裝膜之特性比較(三菱樹脂)

在導電油墨之發展方面,今年有幾家公司展出相關商品,分別介紹如下。
MITSUBISHI PAPER MILLS LIMITED,先前開發銀油墨製程溫度需120 ~200 ℃ ,但研發之新型銀油墨不需高溫燒結,只需常溫印刷後,導電值可降低至10 μΩ-cm ,如下圖。


圖十二、MITSUBISHI PAPER MILLS LIMITED展出之新型銀油墨及印刷效果

DAIKEN CHEMICAL CO., LTD.,開發出低溫燒結製程之奈米銀膠,其燒結溫度為100 ℃ /50分鐘,可達電阻值為30 μΩ-cm ,如下圖。
 

圖十三、
DAIKEN CHEMICAL CO., LTD.開發出之奈米銀膠
 
另外,也開發出可抑制離子遷移之奈米導電膠,其如Au-Ag、Ag-Pd和Ag-Cu合金導電膠及可抗氧化性之奈米銅導電膠,如下圖。

圖十四、DAIKEN CHEMICAL CO., LTD.之導電膠產品
 
ULVAC公司,使用導電油墨噴塗印刷方式,快速的印刷出銀線電路圖案於PI基板上,並經230℃/60分鐘完成燒結,其電阻值量測為1.6 μΩ-cm,如下圖。

圖十五、
ULVAC使用導電油墨噴塗印刷方式,快速的印刷出銀線電路圖案於PI基板之電阻量測圖
 
另外,該公司也發展低溫燒結L-Ag油墨,可直接噴塗印刷於PET基材上,燒結完成後電阻值大約為3 μΩ●cm ,如下圖。

圖十六、ULVAC開發之低溫燒結L-Ag油墨直接噴塗印刷於PET基材
 
IOX Co., Ltd.,製備奈米膠體粒子合成方式係利用金屬鹽類製備低成本之奈米粒子,其為水溶性金屬粒子,含量佔70wt%,樹脂含量控制於10%,下圖所示為金屬膠體容易的直接塗佈於基材上,並經250 ℃燒結完成後,具有完整膜面之導電膜。

圖十七、IOX Co., Ltd.開發之奈米膠體粒子,具有完整膜面之導電膜
 
信越(ShinEtsu)工程公司,在會場展示了觸控面板光學感壓膠樹脂(OCR)無氣泡貼合實驗室之裝置(3”~15”幅寬),適合中小型實驗裝置與小規模生產線之用,其製程步驟為:
1. OCR塗佈: (a).使用Needle塗佈形成Dam Seal (b). 使用Slit Die塗佈形成Fill.
2. 無氣泡貼合: (a).Panel黏著保持,OCR壓著Gap (b).真空貼合以達成脫泡效果。
3. 大氣對位貼合:(a).高精度Mark位置對位 (b). 面板Mark基準貼合對位,照射暫固定。
4. OCR 之UV照射硬化:(a). 面板全面照射 (b). 面板側面照射 (c).Conveyor照射。
 
另外,在國內廠商方面,今年在貿協的號召下也有十餘家廠商分別在觸控面板區和Photonix區的台灣館設攤參展。其中,科嶠公司主要介紹其自動化乾燥設備,據云來自中國大陸和國內的詢問度高。好加企業在現場展出各類Tape和保護膜。坤輝科技開發之特殊高分子,將其Coating(奈米塗層)在ITO上,在擦拭後可易於清除指紋。
 
 
圖十八、Finetech Japan 台灣館
 
 
圖十九、好加企業的膜材可應用在智慧手機、液晶顯示器等
 
 
圖二十、坤輝科技開發之特殊高分子coatingITO上,可易於清除指紋
  
技術研討會內容精摘
本屆Finetech Japan另一重點為第三屆的奈米壓印(Nanoimprint)技術研討及展覽,在特別講演(Nano-S)的技術研討會上,主辦單位特別邀請了美國、台灣及韓國三位專家分享奈米壓印技術之最新進展及在LED及太陽電池之應用。茲將其內容重點整理如下。
(一)  奈米壓印技術最新動向
演講人為美國普林斯頓大學Stephen Y. Chou教授,周教授是最早進行奈米壓印技術研究之學者,在簡介了此技術之能力及可能的潛在應用後,開始說明其較新之研究重點為壓印模具製作及新的奈米結構調控技術。由於奈米尺度之壓印模具通常需要用E-beam來進行圖案化工程,此法相當費時且昂貴,若能利用光學干涉法先製作出一微奈米結構,再搭配不同組合的壓印步驟,此法可製作出不同形狀之奈米結構圖案,且大面積化亦不是難事,簡單就能有效降低模具製作之時間及費用,其中更可利用此法完成缺角之奈米圖案(方法未加詳述),有機會將Meta material之製作以奈米壓印法實現出來。周教授近幾年另一研究重點在發展一種利用邊界條件來調控奈米結構尺寸之技術,又稱之為Self-Perfection技術,利用此法可製作出更高深寬比或更小尺寸之圖案,重點在於Melting過程對圖案進行邊界限制及施壓,是相當有趣的一項研究成果。
 

圖二十一、
MCIL法製作壓印模具
 

圖二十二、創新奈米結構製作法
Self-Perfection
 

圖二十三、
SPEL製作流程解說
(二)  奈米壓印技術應用在GaN LED及其他元件
演講人為來自台灣洲磊公司的林博士(Sean Lin),該公司是利用奈米壓印技術來開發製作光子晶體結構,目前主要著墨在LED光取出及提高量子效率之應用,其結果已發表在許多著名之論文集,此外,目前研究重點在PQC(Photonic Quasi-Crystal)結構之應用,此結構之好處可參考下圖說明。

圖二十四、
PQC結構之應用
 
主講人認為奈米壓印技術尚未在產業界大量被使用,其原因在於此技術不能僅被看成是取代曝光顯影(Photo Lithography)之一步,必須能有效整合後續蝕刻製程且兼顧良率,才有機會真正被導入業界生產使用。
 

圖二十五、製程穩定性監控
 
(三)  以奈米壓印技術製作功能性奈米結構
演講人為來自韓國Korea University的Heon Lee教授,他認為奈米壓印技術具有簡單、快速且低成本的特性,很快就能進入產業化生產的應用,只要有模具,利用壓印技術複製出圖案並沒有太大問題,若能導入高分子材料作為模具,再搭配Sol-gel製程,便可讓無機材料實現奈米圖案化,如ZnO、TiO2、SiO2…等,最後並說明利用此技術可應用在太陽電池封裝玻璃之抗反射結構製作,並同時達到自潔之效果。LED之應用與前一場較大差異在於材料之不同而非結構,利用此法可將ITO、ZnO或高折材料直接製作成光子晶體結構,可節省後續蝕刻製程。


圖二十六
Heon Lee教授演講之內容(一)
 

圖二十七
Heon Lee教授演講之內容(二)
 
另外,今天還有一場專門技術研討會是針對”Material and Equipment Technology Innovation for High-end OLED”。研討會第一場由Lantechnical Service公司的松本先生主講OLED封裝技術,松本先生認為PMOLED及OLED Lighting封裝可用Liquid Desiccant 填充於基板及封裝蓋,中小型AMOLED可用Frit Glass封邊,大尺寸AMOLED則利用Thin Film Encapsulation + Filler較可行。另外他亦提出室溫Surface Activated Bonding(SAB)封邊法,因為不需加溫,所以也可以應用於Plastic Substrate。製程為利用Sputter在機板及封裝蓋鍍SiOx or SiNx Film,再用Ion Beam形成Fe Nano-adhesive Layer,然後壓合。此法雖然簡單,但尚未實際於OLED元件上測試。
 
第二場則由Sumitomo Chemical公司的Yamada先生主講PLED材料的最新進展。Yamada先生主要介紹提升螢光及磷光PLED的效率及壽命,其Performance如下:
表二、螢光及磷光PLED的效率及壽命
 
紅光、綠光已有突破,而藍光則仍最具挑戰。
 
第三場由Saes Getters公司之Horiguchi先生主講塗佈型乾燥劑、含有Getter的框膠及Alkali Metal Source材料。塗佈型乾燥劑有Drypast-G、AqvaDry及ZeoGlue三種,分別應用於 Bottom Emission、Top-emission及封邊的框膠,可提升元件壽命及降低成本。
 
專訪主辦單位
根據材網編輯群的觀察,今年的展會有更多與材料相關的題材,而根據主辦單位Reed Exhibitions公司展會負責人田中岳志事務局長在接受本刊專訪時的說明,由於材料是各項產品的源頭,與設備、零組件,甚至整體商品的關聯性都非常高。以今年新推出的Plastic Japan為例,該公司發現很多廠商是在先決定材料後再開始設備的採購,因此,材料往往變成產業的關鍵。今年的展會也因此吸引到更多的材料大廠參與盛會。”走一趟Finetech即可蒐集到產業上中下游相關資訊”是主辦單位希望呈現給大家的內容。另外,主辦單位規劃的各場技術研討會都邀請到重量級或深具話題型的專家主講,也是蒐集最新研發現況或公司動態不可錯過的好管道。例如第一天FPD的基調演講會即邀請到執OLED全球牛耳的三星公司、剛由鴻海入主的Sharp公司和甫於今年4月1日啟動,由日本產業振興機構與Sony、東芝、日立等三大公司合作成立,正摩拳擦掌準備放手一搏,企圖重展日本雄風的Japan Display公司分別介紹其現況與策略,據統計有超過1500位聽眾入場聽講。一年比一年盛大的Fintech展據云第一天結束時,已有40家廠商預約明年的參展攤位,可預期這股產業生命力會繼續在Big Sight燃燒。
 

圖二十八
、Reed Exhibitions公司田中岳志局長(右)、大道雪處長(左)歡迎大家到東京看展
 
以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群(林顯光、陳世明、陳品誠、曾美榕、林國權、曾寶貞),來自Finetech Japan 2012現場的Live報導。
★完整內容請見下方附檔。

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