郭育如、陳東森、李政穎 / 工研院材化所
行動智慧生活可即時呈現豐富的資訊，為符合多元之應用情境，顯示器設計也以輕、薄、軟性為目標。而全球產業響應淨零碳排，顯示器產業亦不落人後，紛紛推出減碳策略和因應對策。其中，顯示用相關膜材之開發，鎖定製程流程改善、材料性能提升、材料選擇等途徑提出減碳方案，朝淨零碳排目標邁進。本文針對國內外面板廠、材料廠做減碳策略概述介紹，並說明工研院材化所在膜材減碳材料創新上現行之技術發展方向。
【內文精選】
面板廠響應淨零碳排策略
全球產業響應淨零碳排，身為高能耗產業之一的面板產業不落人後，積極推動相關措施以實現永續供應鏈。為朝淨零碳排目標邁進，國內面板廠持續訂定政策目標及優化能源效率，主要做法分為能源節省(Energy Saving)、環境友善(Environment Friendly)、設計簡化(Lean Design)、綠色包裝(Green Packing)、材料節省(Material Reducing)等方向。
國內面板廠群創首創溫室氣體管理推動策略，於2012年開始執行供應鏈溫室氣體管理策略，其包含每年溫室氣體排放量、產品GHG排放貢獻量、設定減量目標等。此外，平面顯示器產業的蝕刻製程使用之原物料六氟化硫(SF6)，為具高溫暖化潛勢之溫室氣體，雖現況法規並無相關分解、破壞、回收SF6設備之規定，群創仍投資並購入相關設備，裝設燃燒式尾氣破壞去除設備(Local Scrubber; LS)，藉由燃燒破壞FCs氣體結構來降低SF6的排放，預期可降低至少90%的SF6排放量。
減碳材料設計
透過薄化、輕量化、製程優化等技術手段來減少材料用量和碳排放(Carbon Emission)，已經成為材料開發的重要方向。其中，顯示器中有很多的功能性膜層，包含觸控面板、偏光膜等零組件，由各種光學材料組成，例如透明基材、相位延遲膜、抗反射膜、PVA偏光子、透明導電膜、λ/4膜等，這些光學膜(Optical Film)是提高顯示品質和可視性的重要材料，也是顯示面板不可或缺的材料之一，其減量和取代材料都是減少碳排放的重要策略。除此之外，整合型功能性複合膜也是一個重要的技術方向，可以將多種材料的功能集成到同一膜材中，達到更高的性能和更低的碳足跡。為了達到上述特性，材料開發需要從多個方面入手，不斷探索新的材料、技術和生產工藝，以實現更高的性能和更低的碳排放。同時，也需要注意平衡不同材料性能和碳排放之間的關係，以維持材料的可持續性。
3M公司開發了一系列3M ReflectivePolarizer Films的光學膜(圖一)，可提升顯示器的可視性和顯示效果，並藉由提升對比度和色彩飽和度，優化整體顯示畫質，有助於減少電子產品的能耗和碳排放，並實現更薄、更輕的設計。
圖一、3M Reflective Polarizer Films
另外，DuPont也推出一款透明Tedlar®薄膜(圖三)，可以作為面板玻璃的替代品，不僅有助於降低碳排放，其優越的特性使其在面板應用方面具有廣泛的潛力。透明Tedlar®薄膜具有高透光率，這對於太陽能面板等光學應用非常重要，可提高光電轉換效率；另外，Tedlar®膜具有良好柔韌性，使其適用於彎曲和柔性顯示器等面板應用，這意味著Tedlar®膜可以用於更多的產品設計和創新。除此之外，透明Tedlar®薄膜還具有安全環保、防火性能等優異特性，且在加工過程中，VOC(揮發性有機化合物)排放量低，符合航空級別的防火及低煙毒性安全要求。透明Tedlar®薄膜除了通過美國FAA和歐洲EASA認證，在日本也被認定為非可燃材料(NM0717、NM1553)，與金屬複合防火性能優異、煙毒性低，可廣泛應用於機艙內飾等領域。
圖三、DuPont Tedlar®透明薄膜
現行台廠聚醯亞胺材料減碳策略
針對電子相關應用之膜材，聚醯亞胺膜是目前綜合性能最佳的有機高分子材料之一。其具有優異的柔韌性、高溫耐熱性和絕緣性能，因此，在FPC、軟性面板、5G天線、散熱材料等領域都有廣泛的應用，特別是在軟性面板市場中，聚醯亞胺膜的需求量快速增長，因為它是軟性基板的首選材料之一。軟性基板的性能對軟性面板的品質和壽命具有重要影響，而聚醯亞胺膜因其耐高溫特性、機械性和耐化學穩定性而備受關注。隨著折疊手機市場的成長，聚醯亞胺膜的應用將會持續擴大，為聚醯亞胺基板提供了一個重要的發展機遇。未來，顯示像素的提升和價格更親民化，將使折疊手機市場的潛力進一步爆發，並推動聚醯亞胺膜的成長---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》439期，更多資料請見下方附檔。