以創新材料推進下世代顯示技術
Mini/Micro LED在顯示器的應用上將於2026年至2030年達到頂峰，僅Micro LED晶片的年營收就將有機會達到數百億美元之譜，而下一世代的發光顯示器或背光模組中，除Mini/Micro LED本身元件外，模組中其他材料的演變也是關鍵。另外，量子點具有溶液製程的便利、光激發光與電激發光、廣
泛的放光色域、狹窄的半波寬以及可調控放光光譜的獨特特性，故具廣泛應用於薄膜太陽能電池、顯示器、照明、光感測器及生醫等領域之潛力。近期以光激發模式之量子點色轉換材料(QDCC)應用於藍光光源的顯示器，成為目前較前瞻的顯示技術；而廣色域是評斷顯示器色彩技術的重要指標，量子點光色轉換材料可應用於LCD、OLED、Mini LED以及Micro LED顯示技術上，以提升顯示器的色域範圍達到廣色域色彩顯示標準。
根據研究顯示，Micro LED大尺寸顯示將走向家庭影院和高端商用顯示市場，預計2022年Micro LED大尺寸顯示晶片收入將達到5,400萬美元。推估到2026年，收入將增長到45億美元，年複合增長率為204%。「Mini/Micro LED顯示用PSPI材料」以淺而易懂方式說明Mini/Micro LED應用與關鍵材料之一的感光性聚醯亞胺(PSPI)，介紹工研院材料與化工研究所開發之PSPI，此材料為適用於一般UV曝光或無光罩數位曝光(DLT)的感光材料，另因應元件尺寸微小化、堆疊設計、低熱應力翹曲、高絕緣及低介電損耗等特性之需求，進一步開發出低溫成型PSPI以取代現有高溫成膜的PSPI。
Mini LED背光模組的問世對於大尺寸LCD電視發展助益良多，但隨著小型顯示器，例如擴增實境(AR)、車用、筆電、手機及穿戴式等需求逐年增加，背光模組薄型化的技術日益重要。全球業界與學術界都致力於開發各種複合光學膜，期待能在有限的模組厚度中可達到高亮度、高勻光效果之膜材。「應用於Mini LED背光模組之複合光學膜材」主要針對Mini LED背光模組中的光學膜之發展現況來做介紹，並提出工研院材化所如何從設計、製作到檢測驗證，來開發高品質光學複合膜材。
「高光色轉換材料於下世代顯示技術之應用」一文指出，量子點藉由其獨特的特性及具潛力的優點，像是具有溶液製程的便利性、光激發光與電激發光特性、廣泛的放光色域、狹窄的半波寬，以及可藉由控制量子點大小來調控放光光譜的獨特物理及電子特性，持續受到學術及工業界大量地關注。在應用方面，可用於薄膜太陽能電池、顯示器、照明、光感測器及生醫等領域。近期，以光激發模式之量子點色轉換(QDCC)層應用於藍光光源的顯示器，也成為較前瞻的顯示技術發展，可用於各種光源，並且可以根據特徵和尺寸要求，使用噴墨印刷或光刻技術進行製造。量子點色轉換墨水為數種材料混摻的溶液，其中包含QD放光材料、光擴散劑、可交聯之樹脂系統，各個重要的元素都深深影響著量子點色轉換材料的特性及效率，因此，要開發出一個出色的量子點色轉換材料，必須整合各個條件參數來調製一個平衡且具高效率的配方。
「廣色域顯示技術應用發展概況」說明，廣色域(WCG)顯示技術是未來評斷顯示器色彩技術的重要指標，量子點材料因擁有良好的光致發光量子效率(PLQY)與高飽和的色彩純度等特性，被認為是理想的廣色域顯示器技術。量子點光色轉換膜(QDCC)應用於LCD、OLED、Mini LED以及Micro LED顯示技術上，可以提升顯示器的色域範圍，達到大於NTSC 92%色域範圍的極廣色域標準。工研院材化所的IJP噴印驗證平台可用來噴塗顯示技術相關材料，藉由IJP噴印量子點材料與製程整合，建立產業驗證廣色域顯示技術發展的測試基礎。
變遷與衝擊下的金屬資源循環之路
金屬向來被認定是資源豐富、且易於重複回用與回收之資源(除少數稀貴金屬外)，也因為開採與生產作業之直接危害性普遍較低，基於成本考量，使得生產面上之講究度，相較化工與科技產業，無論原生或再生，都比較寬鬆。加上由原礦或受一定汙染程度之回收料，轉換回金屬，還原反應常無可避免，而最便宜之還原劑又是價廉且易取得之煤礦，碳排偏高也就成為看似原罪之問題。近年來由於國際環保意識高漲，加上碳排碳稅等ESG議題持續發酵，使得常規泛用金屬生產回收與成本之議題變得越來越複雜；另外由於地緣政治與國際衝突日增，非常規泛用、但對氣候變遷與新科技產業推動有重大影響之金屬材料，如稀土類材料，其掌握、提煉與應用亦變得越來越關鍵。為了台灣產業之永續與安全，金屬綠色循環與新技術，會是維持台灣產業競爭力之重要基礎。
觸媒反應是指在化學反應的過程中，於觸媒存在的條件之下，提供另一個活化能較低的反應途徑，進而加速化學反應速率或是達成在原本的條件下不可能發生的化學反應，以提升產量、提高產品純度、得到原本無法生成的產物，但是觸媒本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前後不會變。由於觸媒的「反應完成後會恢復原狀態」特性，會有觸媒反應效率衰退後經過適當的處理還可以重複使用的現象，所以如何回收再利用觸媒，變成是觸媒生產者在研究開發方面以及觸媒使用者在如何妥善使用以及管理方面都必須認真面對的問題。「廢觸媒中的綠色商機–貴金屬回收與亞光應材」以貴金屬市場為主軸，輔以銀觸媒的生產以及使用與回收各個層面，探討高價值資源使用以及回收再利用的可能性以及迫切性。
因應氣候變遷，世界各國響應節能減排議題，首先就是要重視如何減排，再其次是追求碳中和，在實施上就會有碳權碳稅的數據，以利國際間的貿易遵循，進而制定碳關稅等等。企業單位由先前的CSR必須升級到世界公定的ESG規範，那麼在物質的資源循環裡，需要講究的即是原物料的循環技術，才能夠達到ESG的規範。「ESG趨勢與金屬原物料循環技術變化」一文分享ESG的緣起、目的、法規做法，並在技術層面介紹三菱直島冶煉廠的連續製銅法，以及亞臨界水反應分解處理工法、迴轉窯熱分解系統等金屬原物料循環技術，俾於創造企業利潤之際同步因應氣候變遷的溫室氣體效應，進而達成世界各國協議的ESG精神。
電子廢棄物中含有很多金屬資源，其主要工業金屬濃度，多高於原礦內含濃度之十倍，純度與碳排議題具有相當優勢。全球為了降低碳排放量，大力推廣電動車進而帶動鋰電池的蓬勃發展，而鋰電池內含鋰、鎳、鈷、錳等有價金屬資源 ，隨著鋰電池發展原材料需求量亦大增；另一方面由於動力電池的普及，將帶出大量的廢棄問題，因此，需要對二次鋰電池回收管理模式及趨勢超前部署分析。「鋰電池廢棄資源對應之國際政策與基管會管理策略方向」指出，為妥善規劃二次鋰電池之回收管理，針對歐盟二次鋰電池回收模式及後續處理方式進行盤點，提早因應並制定相關回收處理策略，爰規劃擴充廢電池處理量能，結合持續推動廢電池高值化處理技術，將有價資源留存於國內，提升回收再利用效益。
我國目前廢家用空調僅回收鋼鐵及貴金屬等資源，尚未針對釹及鏑金屬進一步回收。「稀貴資源釹及鏑於物質流布之循環商機」針對我國空調設備壓縮機中釹及鏑進行物質流布分析調查，結果得知2019年壓縮機中釹及鏑進口量分別約為54.351公噸及1.782公噸；製造量約為61.281公噸及2.009公噸；廢棄量約為31.510公噸及1.033公噸；出口量約為33.932公噸及1.113公噸。依據前述結果，繪製2019年我國家用空調設備壓縮機中釹及鏑物質流布分析圖，以瞭解釹及鏑金屬資源於空調壓縮機之流動情形，並進行釹及鏑金屬資源化產值之推估。
「稀土原材料之環保問題與綠色技術趨勢」將分兩期論述分析，稀土元素是現代科技應用中，不可或缺的重要因素之一，且隨著能源、電子、機械、石化等產業之快速發展，對於稀土元素的需求更是逐年成長。由於低碳政策之轉型，預期其需求量會瞬間增加，特別是在永續能源方面之應用，如風力發電和電動車用之永久磁石，皆含有稀土金屬，且用量相當大。稀土之來源集中，主要來自於中國，其次是美國及俄羅斯等，因為稀有，故被視為國際重要戰略物資。然而，在稀土需求量持續增加、礦源大量開採的同時，環保的議題也相對獲得重視，如水質、土壤汙染等問題，皆會造成環境之負擔。有鑒於此，若能掌握稀土綠色技術之先驅，將可使國家處於穩定且領先之發展地位。
金屬表面處理業為我國重要的支援性產業，2020年產值達新台幣967億元，其中電鍍製程產生之廢水以及污泥約121,380公噸，必須委外清運處理。「由電鍍廢棄處理技術趨勢看金屬原材料資源循環新商機」一文說明，嶄新的處理模式則是從源頭回收金屬，藉助與設備業回收利潤的均霑，不僅省下廢銅酸的清運處理費用，並創造出可觀的轉售收益，此一模式創造了經濟與環境雙贏的局面；除了銅以外，業界也正積極開發移除並回收電鍍廢水中鎳/磷資源的設備，以及將鋅離子轉化成為吸附劑，再利用於污水處理的技術等。
主題專欄與其他
新世代的建材逐漸走向多功能之先進材料。因應全球暖化造成世界各地之氣候產生極大改變，節能減碳已成為目前重要的策略；此外，全球超級細菌種類日益增加而無藥可治的危機，對於抗菌、抗病毒的需求大幅提高，也促使相關產品開發與市場導入加速進展。「建築用多功能性鋁複合板材技術」概述吉祥工業與工研院材化所因應市場需求，共同合作開發反射型隔熱塗料應用於鋁複合板材(ACM)，經過測試可有效降低室內溫度5~10˚C，搭配易潔功能，可讓隔熱效果不會因為塗層表面變髒而導致隔熱功能下降。兼具節能與易潔型之鋁複合板，有助於降低室內溫度並進一步抑制都市熱島效應，讓建築外牆得以同時兼顧美觀性、耐候性與節能環保；同時隨著新冠肺炎疫情蔓延，鋁複合板材對於抗菌、抗病毒產品需求大幅提升，也促使相關產品開發與市場導入加速發展。
低溫多晶矽(LTPS)作為AMOLED驅動基板，由於其薄膜電晶體元件直接嵌入在玻璃基板上，具有高亮度、超高解析度與輕薄省電等優點。準分子雷射退火(ELA)是在玻璃基板上形成低溫多晶矽薄膜的主流製程技術，其良率關鍵在於雷射退火時形成的a-Si融化再結晶之不均勻，導致影響後續電晶體的電性測試通過與否。根據ELA製程材料結構特性，薄膜結晶缺陷透過影像檢測如同Mura缺陷，「AMOLED LTPS薄膜缺陷檢測系統」介紹工研院發展晶格繞射光檢測技術，開發一線上LTPS薄膜缺陷自動化掃描檢測設備，提供LTPS背板良品與不良品檢測的整板檢測，並挑選結晶均勻性最佳製程參數回饋至ELA生產機台，協助製程機台參數調校最佳化，可滿足在面板產業之需求。
「高功率鈦基負極材料及電池(下)」延續上期剖析工研院能快速充放電並兼具長壽命的鈦基負極材料技術。鋰電池經各方面努力，如增加電極材料熱穩定性、導入鍍陶瓷隔離膜、耐燃電解液的開發等，將安全性盡可能地提升，但由於電池能量密度也同步提升，仍有安全疑慮。鈦系負極材料如Li4Ti5O12、TiNb2O7等，因平均工作電壓較高的關係，較難生成鋰枝晶而擁有較好的安全性，同時循環壽命及倍率性能亦良好。所以使用鈦系負極之鋰電池同樣具有可快充、長壽命、高安全、低溫性能佳等特性，適合作為特別是用於惡劣環境之鋰電池負極材料。
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