Finetech Japan 2015 Live報導系列二

刊登日期:2015/4/10
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林顯光、陳俊沐、陳品誠、蕭暐翰、趙志強、葉仰哲、邱國創、曾寶貞

「春天臉,時時變」,如果以這句諺語來形容這兩天東京的多變天氣真是再恰當也不過了。因為,昨天還雨雪紛飛寒徹骨的一片冬意,今天一早就陽光普照春回大地,暖暖的日頭讓編輯群們更精神抖擻的衝進Finetech Japan 2015展覽會場,展開新一天的挖寶,以下是展會第二天的觀察報告。

展場直擊
臺灣廠商熱烈參展,東瀛開疆拓土
臺灣廠商此回在貿協的組團號召下,參展相當踴躍,分別在高功能膜、Finetech  Japan 和光雷射技術等展區都設有台灣館,陣容相當龐大(圖一)。


圖一、台灣館的標誌分在展會三區閃耀

國內材料大廠長興除持續投入各種新材料的開發之外,也利用過去在 PCB產業、LCD產業與觸控產業所培養的塗佈技術能力,利用全球各地的生產線,投入塗佈代工業務,此次參加 FilmTech展以爭取日本客戶。長興材料投入精密塗佈技術已超過 25年,在美國、台灣、日本以及蘇州與廣州等地擁有超過 20條塗佈線,不僅擁有 CLASS 100-1000 的加工環境,配合在乾膜光阻、FCCL、擴散膜、稜鏡片、反射膜、奈米銀透明導電膜、OCA、ACF等眾多光電材料運用 Slot Die、Gravure 等塗佈技術的生產經驗,為客戶從塗佈的樣品試作、試量產、評價到 OEM代工量產提供一貫化服務。

台灣永光化學自行開發有機螢光塗裝專用吸收劑,在常見的安全帽、腳踏車等產品上往往會因安全上或色彩上的需求而使用鮮豔的螢光塗料,然而這些塗料多半會有耐候性的問題,而有色差(褪色)現象。目前市面上尚無廠商針對此需求開發相對應產品,永光化學針對目前螢光需求量最大且耐候性最差的桃紅色開發出專用吸收劑,可有效降低色差,提升其耐候性質。可將原本無添加的色差值 (ΔE)22.8,改善至 1.8。此外,永光化學也積極開發其他常用螢光塗料專用劑。

智晶光電展出一系列 PMOLED產品(圖二),從單色、區彩到全彩,尺寸從 0.66”到5.5”,主要應用於醫療機器、通信機器及Consumer家電產品,也將產品導入車用顯示市場,壽命以黃光最長,可達 80,000 hrs@120 nits,其他顏色也大於 25,000 hrs。目前針對穿戴式顯示的需求,也推出客製化產品,如 1.06” 圓形、異形切割、鑽孔等。另外也展出 Thin Glass 製作的 1.71”軟性、128X32 ppi、彎曲半徑 65 mm面板,Plastic Substrate 產品也在開發中。


圖二、智晶光電展示一系列PMOLED產品

LUCEMITEK展出奈米壓印產品
今年的奈米壓印技術專業展( Nanoimprint Technology Fair )是第六屆舉行,在會場上第一次看到有台灣廠商參展,嘉德晶光電( LUCEMITEK )展出其奈米壓印產品,係一種提供給 LED取光用之特殊結構藍寶石基板( PSS ),該公司利用奈米壓印法製作出獨特的形狀,是傳統曝光顯影法無法達成的結構。此外,還有以奈米結構來達到散光功能的繞射式擴散片,因為結構的特殊性使得繞射光非常多樣(圖三 ),以上兩種產品皆利用該公司奈米壓印的技術達到量產規模,可算是少數可以用奈米壓印量產之公司。


圖三、LUCEMITEK 展出之繞射式擴散片

SOKEN公司提供模具解決方案
SOKEN公司在此次的展覽上提供許多模具的解決方案,其中較為重要的是大面積軟膜接板技術,最小可將接縫控制在1μm以下,肉眼已不容易看出來,其最大面積可做到 1,100 x 1,300 mm2,對於未來想以 R2R 製造奈米結構膜片的廠商而言,是目前看到最接近可量產用的方法(圖四)。此外,該公司也和韓國企業合作,以奈米壓印法做出 Wire Grid 偏光片,是一種反射式的偏光片,該膜特色為具有高耐熱及高透明性,其中奈米結構已達 100nm線寬的水準,目前主要應用在相機鏡頭用偏光片。另外也展出了以奈米結構配合材料達到超疏水及超親水的薄膜及利用不同尺寸的結構來達成不同視角的顏色變化,都是相當有趣的應用(圖五  )。


圖四、SOKEN公司展出其優異的軟膜接板技術


圖五、SOKEN公司展出之超疏水膜及隨視角變色膜

微細結構挑戰視覺與功能再進化
微細結構表面處理技術再次扮演神奇的效果,包括 Denka、ENEOS、Soken、DNP等大廠都不約而同的展出真實奈米結構表面加工技術。單純由奈米結構可以扮演超疏水、超疏油、超親水等表面功能,在極為重視食品安全的今天,Denka在去年的展會發表過這樣的微結構功能薄膜,今年就可以看到實際應用的餐具產品或在包裝材上面的表現。這樣的加工法除可兼顧器皿自潔的功能外,還可以節省用水,同時也不會有毒物殘存的問題(圖六)。


圖六、Denka 超疏水疏油表面結構功能

水霧對於行車視線有很大的影響,防霧奈米結構薄膜可以徹底處理(圖七),未來廠商會與車廠進行合作,相信在不久的未來,汽車除了貼隔熱膜外,防霧膜或是防霧加工薄膜也會成為一項全新的產品。


圖七、ENEOS照後鏡表面奈米結構自清潔功能

微結構的高表面積物理特性除了表面能控制以外,光學應用絕對是更高價值的表現。ENEOS展出 OLED <1µm 表面奈米結構的內取光層玻璃奈米基板來進行製作,光效率可以大幅提高 50%以上(圖八)。這樣的基板也可利用奈米轉印到塑膠軟基板上,作為可撓式 OLED的取光基板。Soken今年首次展出放大到四吋多的奈米金屬光柵偏光片實品,偏光轉換率會比現在液晶顯示器偏光片要高很多,意味光效能大幅增加,光柵 Pitch Size 僅為 100nm,可以作為特殊環境的高耐溫型偏光片使用。


圖八、ENEOS OLED內取光層基板 <1µm奈米結構玻璃20x20cm

大日本印刷(DNP)也利用微細結構與半反射層技術,結合成為擴散反射層薄膜,可以將投影機的影像均勻反射,投影的焦距因此而變小,實現小空間、大投影影像(圖九)。此外,微結構在生醫上的應用第一次由日本廠商展出,經過設計的微結構薄膜也會助長動物細胞的分化與生長行為。GOYO與大阪大學合作進行一系列的細胞對於微結構基板的成長探討,對於未來自體細胞培植、組織工程等醫療用途具有潛在的應用價值。


圖九、DNP微細結構擴散反射投影屏幕(左對照組;右實驗組)

KDX展出4K 55吋3D裸眼電視、HDTV觸控電視
康得新複合材料公司(KDX)是來自中國上海的公司,專業生產各種光學膜,本次展出幾種特別的產品。由於具有在薄膜上製作微結構的能力,本次展出一台 4K 55吋 3D裸眼電視,採用自行生產的 Lenticular Lens 薄膜,並由下游面板廠貼合完成,最佳觀看距離為 3~5公尺(圖十 )。


圖十、KDX生產的55” 3D裸視電視

KDX另外展出一台 32 吋HDTV觸控電視,尺寸並不特別大,但其設計是採用 G/F/F的結構,Film Sensor採用 ITO PET製作,此 ITO鍍層為自行製作,導電度達8Ω/□,達到30點觸控的功能(圖十一 )。未來生產尺寸將達 84吋,將以廣告、教育及銀行等相關方向應用為推廣目標。


圖十一、KDX推出32吋G/F/F觸控顯示器,Film sensor採用8Ω/□導電度的ITO PET

DNP展出超短焦背投式投影電視與具觸控功能的LCD
大日本印刷公司( DNP )今年展出一台 100吋的超短焦背投式投影電視,重約 30公斤,可將畫面分割成四等份,每一等分約有 50吋的面積。此顯示器畫面夠大,具有很高的性價比,但是視角仍遜於 LCD,需在正前方才有足夠的亮度(圖十二)。


圖十二、DNP展出的100吋超短焦背投式投影電視

DNP也展出一個85吋具有觸控功能的 LCD,其觸控面板是採用 G/F/F的設計,具有多點觸控功能,Touch Sensor採用金屬網格的方式,導電金屬是銅,銅導線線寬為 6μm,透過率約達 88%。此面板可以筆或鍵盤顯示,兩種方式切換輸入,主要以教育或電子會議為主要用途(圖十三)。


圖十三、大日本印刷公司展出的85吋具觸控功能的LCD

Dow Corning展示穿戴式電子產品材料
Dow Corning 展示穿戴式電子產品材料(圖十四),擁有許多良好特性,包含低皮膚刺激性、觸感軟、對皮膚油脂與汗液有良好的耐久性,並對UV 與化學物品安定性佳,且易於加工,市面上已有小米手環使用,同時還有其他廠商正在接觸與合作中。


圖十四、Dow Corning展示的穿戴式電子產品材料

此外,Dow Corning也開發出新款的接著劑,應用於手機的貼合(圖十五),先以加熱融溶塗布,再進行加壓黏著,冷卻至室溫後,便會有基本的接著能力,而隨著室溫下時間拉長而硬化,接著強度會大幅上升。相較於之前的接著劑,其主要差異在於新款再加熱融溶時黏度較低,較易於加工並容易細線化( 原本為 0.51mm進步至 0.2mm ),而隨著之後室溫硬化後,其接著強度的表現更佳。


圖十五、Dow Corning開發的新款接著劑,應用於手機的貼合

Fujifilm發表新型銀離子抗菌技術( Hydro Ag )
Fujifilm 在這回的展會上發表了新型的銀離子抗菌技術( Hydro Ag )。一般常見的銀離子抗菌,大多只有在基材表層,很容易受到外力影響而剝落,進而失去效果。Fujifilm 的新技術係將銀離子以特殊高分子材料包覆,並且可通過此材料至表面,當表面的銀離子受外力減少時,內部的銀離子又會再擴散至表層,而達到長久抗菌(重複擦拭使用下至少一年)的效果。粗估效果為現行方法的一百倍,主要應用在醫療器材,目前已應用在一般醫院拍攝 X光片的基材上(圖十六)。


圖十六   Fujifilm的銀離子抗菌技術(Hydro Ag)

Fujicopian展示高硬度保護膜
Fujicopian主要做保護膜,除了一般手機保護膜外,也開發出高硬度保護膜,其鉛筆硬度可達 7H,相較於一般 2H保護膜,有機會挑戰取代玻璃( Cover Glass ),並且擁有可撓折特性。此外,Fujicopian也嘗試開發高溫耐熱保護膜,目前以 PI 為主,可達 200度。不過,PI 的黃變問題依舊存在,預計其市場接受度較低。(圖十七)


圖十七、Fujicopian展示高硬度保護膜

互應化學發表 PLAS COAT 樹脂
互應化學會社發表一種水溶性的聚酯樹脂--- PLAS COAT 樹脂(圖十八),係利用該公司獨特的聚合技術所製成,不含任何介面活性劑、分散劑。 這是一種飽和的Terephathalic Acid的共聚物,能依需求聚合硬鏈單體、軟單體與水溶性單體鏈,依不同比例組合可得到由軟到硬、水溶性到蠟狀的樹脂,以對應客戶的需求。 PLAS COAT 樹脂對不同的材料有極佳的附著性,如聚脂樹脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯, 還有對金屬材料,如鋁、銅等(圖十九)。 PLAS COAT 樹脂的耐候性也極優異, 因為它是完全飽和,無未飽和官能基存在,樹脂溶液在塗佈乾燥後,形成透明薄膜。PLAS COAT 樹脂的末端官能基為 -OH或 -COOH,可以與水性硬化劑交聯,得到更硬、更耐候、更耐熱的樹脂材料(表一)。 PLAS COAT 樹脂具難燃性,能自我阻斷燃燒, 其他樹脂如壓克力、 Vinyl Acetate等均無此能力。 PLAS COAT 樹脂在紡織工業上,可以調整織物的觸感,同時具耐燃性、改善附著性,提升表面硬度。 在 PET 薄膜上塗上數微米的 PLAS COAT 樹脂, 可以大幅提升 PET 薄膜塗佈性能。


圖十八、互應化學工業的 PLAS COAT樹脂


圖十九、PLAS COAT樹脂對金屬材料鋁、銅有極佳附著性

表一、PLAS COAT樹脂的表面硬度、機械性質、耐熱性

TMC推出 OPM 工法以滿足 3D列印的不足
3D列印雖可製作各種不同形狀的樣品,但材料的選擇有限,若需特殊功能,現有的3D列印材料無法滿足需求。位於埼玉縣的 TMC 株式會社推出OPM( Option Pellet Machining )工法來生產樣品,可以選擇 PC、ABS、PP、PPE、PPS等已添加導電粒子、抗菌劑、色料或擴散粒子等不同功能性添加劑的樹脂,先將樹脂製作成塊再用精密的五軸加工技術進行 3D切削,生產具強度與特殊功能的樣品。與傳統的技術比較,利用 OPM 技術生產 50件以下樣品,時間與成本皆僅一半,同時此項工法具有許多項優點,如不需要開發模具,減省時間成本、開發中即可瞭解材料特性,以及可選擇使用特殊機能的材料等。目前已有 LED 的 Lens、具導電性電磁防護以及含磷光材,具夜光功能等產品的商業化經驗。

接著,將目光轉到高功能金屬展會場,今天再來介紹幾家具特色的公司展品。

日本精線展出不鏽鋼金屬纖維應用產品
日本精線( Nippon Seisen Co., Ltd.)成立於 1951年,主要營業項目為金屬纖維與其相關產品,例如不鏽鋼 NASLON 金屬纖維等。該公司的產品非常精細、獨特而具高附加價值,為金屬纖維全球領導廠商之一,在台灣、中國、韓國、美國、歐洲以及其它許多國家都設有代理商。本次展出產品包含:全新的 Naslon Filter,採用該公司全新不鏽鋼金屬纖維- NASLON所製成的過濾器( Filters ),為高品質的過濾器,產品優點包含有:(1)孔目大小幅度廣泛、均勻、精度高,(2)低壓力損失、壽命長,(3)可加工成不同形狀,(4)可清洗後再使用。圖廿為不鏽鋼金屬纖維製的Naslon Filter。


圖廿、Naslon的不鏽鋼金屬纖維 Filter

該公司也開發由不銹鋼粉末燒結的過濾器,稱為 Naslon NPM Filter,具有高強度特性,且對高分子氣體或膠體具有很好的過濾能力,其孔洞組織均勻細緻,如圖廿一。


圖廿一、Naslon NPM Filter

在高機能的金屬線方面,該公司今年還展出以下新產品:(1) 結合優異的成分設計、伸線加工與熱處理技術,成功開發出高強度、高耐熱、高耐蝕不銹鋼線,稱為 TouPH Stain,其強度比傳統的 SUS631J1高,接近  NAS301H,但是耐熱性大幅領先,甚至接近超合金 InconelX750,在鋼材中「高強度、高耐熱、高耐蝕」領域中為領導產品。(2)高強度、高導電性銅合金線 ,稱為 ELEMETAL,如圖廿二,性能接近傳統的高強度鈹銅合金,但是因不含鈹,所以對環境較友善。(3)不會輕脆的不銹鋼線,稱為 HYBREM, 可於高壓氫氣環境下使用,例如:燃料電池自動車關連的材料,比傳統 SUS304更具優良的使用壽命。


圖廿二、Naslon的 ELEMETAL

日本宏銅株式會社展示異質材料接合應用
創立於1954年的日本宏銅(KODO)集團是相當大的非鐵金屬綜合專業商社,在泰國、菲律賓、香港、東莞、大連成立分公司,經營的項目包括銅、鋁、不銹鋼、貴金屬、鈦、電極材料、鍍層等各種金屬材料買賣。形狀規格包括板、條、線、棍、管、箔等。此次展出的項目中較為特殊的有:
(1) 金屬和樹脂結合的薄帶,如圖廿三,母材可為:銅合金、鎳合金、鋁合金、各種不銹鋼等,薄板厚為 0.02~0.60mm,樹脂膜厚約為 5~25μm,如此薄帶可同時結合金屬的導電與導熱特性,同時擁有塑膠的電絕緣特性,達到實用化目的。


圖廿三、日本宏銅金屬和樹脂結合的薄帶

(2) 接合用樹脂材料,異種材料接合,例如:金屬和塑膠、金屬和 CFRP、金屬和金屬等等,接合方法相當簡單,不需要特殊的表面前處理,接合後有極高的強度,可利用不同材料的機能,達到導電、絕緣、導熱等不同需求,可應用於汽機車、3C產品,如圖廿四。


圖廿四、日本宏銅展示異種材料接合應用

高機能金屬 Keynote 演講精摘
第二屆高機能金屬展的基調演講( Keynote Session )在展會第二天(4/9)的早上舉行。首先由經濟產業省製造產業局長黑田先生,從日本產業觀點說明高機能金屬材料的現況與展望;主要的金屬產業分為銅、鐵、鋁、鈦,統計 2013年全球產量分別為 21、1600、48、0.21百萬噸,鋼鐵用量為金屬產業中最大量的。日本在 2015年將交由 NEDO 投入金屬產業開發題目共四大項;第一項為革新的新結構材料技術開發,總經費 42.6億日圓,將藉由微結構的調控等方法開發相關的革新性高強度、高延展性之結構用金屬材料技術。其它三項分別為:次世代自動車高效率馬達用磁性材料技術、環境調和型製鐵製程技術以及稀有金屬替代材料和節能材料技術,總經費分別為 25.0、47.8、4.4億日圓。

接下來由日本新日鐵住金(株)的宮坂副社長講述該公司在高機能鋼鐵材料方面的現況與開發方向。宮坂副社長指出,鋼鐵為成長型產業,預估全球初鋼產量將由 2010年的 13億噸成長至 2040年的 28~37億噸。鐵也將持續進化,因應各種需求,將有新的高功能鋼材被持續開發出來。今後新日鐵亦將致力開發並提供產業需求的各項鋼鐵材料。

另外,古河電工(株)的小林先生則針對高功能銅合金,講述該公司在銅合金方面的最新研究方向,包括未來整合型智能電力系統、穿戴式產品、超導線材、無氧銅( FOFC )等等的應用提案。最後,並以古河集團創辦人古河市兵衛的 DNA 繼承者自勉,希望擴大古河市兵衛當初「照亮日本」的宏願,進而以「照亮世界」為目標,提供客戶滿意的銅製品。

匯聚各項新產品、新技術的 Finetech 2015 明天將進入最後一天展期,材料世界網編輯群將再次進場聆聽演講、深入展場,更多相關現場實況將在下週一(4/13)的材料世界網刊出,敬請持續關注。以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群:林顯光、陳俊沐、陳品誠、蕭暐翰、趙志強、葉仰哲、邱國創、曾寶貞來自東京 Finetech Japan 2015 現場的 Live 報導。

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