塑膠基板與封裝材料在軟電上的發展近況

 

刊登日期:2016/6/5
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因應未來軟性電子龐大的市場需求,其重點之一是發展具耐高溫製程與抗酸鹼的可撓曲塑膠基板;其中塑膠基板材料包含 PI 基板、PEN 基板、PET 基板等。封裝膠材是軟性電子另一項相當重要的材料,其液態封裝材料可分為兩類型,一種是 UV 固化型樹脂、另一種是熱固化型樹脂,固化後即形成片狀的密封材料。液態的封裝材料已應用於軟性電子產品的 OLED 顯示器、OLED照明、染料敏化太陽電池、有機薄膜太陽電池等。

PI 基板
聚醯亞胺(Polyimide; PI)是一種含有亞醯胺基的有機高分子材料,其製備方式主要是由雙胺類及雙酣類反應聚合成聚醯胺酸高分子,之後經過高溫熟化脫水形成聚醯亞胺高分子。PI 基板雖已廣泛被應用於各類電子產品中,但於此節討論的 PI 基板僅以軟性電子為應用產品,已導入量產階段的應用為:軟性印刷電路板、OLED照明;而處於 RD階段的產品為:Flexible OLED、電子紙、印刷式感測器等,如表一所示。

PEN基板
PEN 薄膜基板,採兩軸延伸方式生產,本身具有高耐熱性、高機械強度、絕緣性佳等優點;此外,也具有優異的剛性、硬度,目前 1μm 薄型化的 PEN 基板已商品化。目前各種類的有機電子或印刷式電子用於形成元件的下基板或封裝用基板,還處於研發階段,挪威 Thin Film Electronics 公司即採用 PEN 材質的下基板來研發生產印刷式記憶體產品,表二為 PEN 基板於各類有機電子與印刷式電子產品導入狀況。

PET基板
PET 薄膜基板,它已被運作至各種應用中,本篇文章僅討論應用於有機電子或印刷式電子領域。PET 基板在機械強度、尺寸穩定性、耐化性具有良好的特性,並有優異的光學特性,成本低,已被廣泛用於各種工業應用。如:LCD用擴散片、保護膜、離型膜、稜鏡片、反射片、透明導電膜(ITO膜)等,諸如光學膜的顯示技術的應用。

與PI基板或PEN基板相較下,PET基板更具有價格競爭優勢,但是由於低阻隔性不利應用在印刷式電子類的產品上,另外,也由於 PET 基板的耐熱性較低,若需要應用在電子元件上,不適合使用於高溫製程,宜採用直接印刷方式。目前 PET 基板正嘗試運用在中小尺寸 OLED 面板的阻隔膜;另外, 挪威 Thin Film Electronics 公司也有使用 PET 基板與 PEN 基板作為印刷式電子的有機記憶體產品的下基板。

 
圖三、PET基板的市場規模

OLED顯示器的封裝形式
目前封裝材料主要應用於軟性電子產品中的 OLED 顯示器,由於 OLED 材料相當容易受到水氣、氧氣的滲入而遭受破壞,因此,封裝材料需要具有高度的阻隔水氧特性,一般阻隔效果希望可以達到 10-6g/m2 /day 的程度,為了達到此標準,已開始要求改善隔離膜與鈍化膜的封裝材料特性。



圖四、封裝結構示意圖
 
因應軟電市場,日系材料廠近期布局概況
三菱瓦斯量產的透明 PI 樹脂擬應用於智慧型手機,正進行評估作為韓國廠商新一代智慧型手機顯示器的材料,該公司預計在2016年開始量產,對於低熱膨脹係數和低濕度膨脹速率等級的產品,也與其他……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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作者:何世湧 /工研院產經中心
★本文節錄自「工業材料雜誌」354期,更多資料請見下方附檔。

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