材料世界網電子報---噴印技術之近況發展與商品化案例(二):材料世界網電子報

材料世界網第231期電子報

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噴印技術之近況發展與商品化案例(二)

所謂噴印工業技術係將墨水(材料)微滴化，然後直接吹附到媒體上的印刷方式。事實上，噴印工業技術是一種融合了墨水、噴印頭、設備、描繪(印刷)方法、乾燥、燒結、表面處理等重要技術而成。換言之，噴印工業技術是一種複合技術，除了墨水與噴印頭之外，還包括Dot 配列、順序等Know-how蓄積的描繪方法，以及與被印刷的媒體-基板之親水性、撥水性的表面處理、對應墨水種類不同而不同之乾燥、燒結技術等都是重要技術。

利用Micro Contact Print印製主動矩陣型電子紙可撓有機TFT陣列
日本產業技術總合研究所於2008年6月發表，開發利用印刷技術製作主動矩陣型電子紙用6吋可撓有機TFT陣列(如圖一)。印刷技術使用已形成微細圖案模具的「Micro Contact Print」，其印刷概念如圖十所示，在塑膠基板上製作閘極、閘極絕緣膜、有機半導體膜、源極/汲極的所有TFT工程。採用Micro Contact Print的最大理由是可提高有機TFT的驅動能力。印刷塗佈有機半導體材料採用3-Hexylthiophene，載子移動度為10-3(低)，可形成Chennel長2μm程度的TFT。計劃於2010年試作A4大小的主動矩陣型電子紙，2015年商品化。

Micro Contact Print法，首先在已製作圖案的矽橡膠模具上塗佈墨水，如同蓋印章般在基板表面依序蓋上，其印製順序是閘極、閘極絕緣膜、有機半導體膜、源極/汲極、保護膜，由不同模具的5層圖案形成有機TFT。有機TFT構造採用Top Contact型，各層厚度200nm程度，碰到Bus配線部分的電阻會下降，因此厚度增為600nm程度。此外，電極印刷使用奈米級Ag微粒子分散Ink。

http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20080609/153028/
圖一、產總研試作有機TFT放大照片，為100ppi的試作例

利用Roll to Roll量產有機薄膜太陽電池
在各項太陽電池新技術開發中，採用有機材料的太陽電池進展顯著。有機薄膜太陽電池的最大吸引力在於可以有色系的選擇性，以及可利用捲軸式(Roll to Roll)印刷技術帶來的低成本。在轉換效率、耐久性逐漸可以與既有太陽電池相抗衡的最近終於開始邁向量產。一些家電廠、機器廠也開始加入太陽電池產業的競爭---《本文節錄自「材料最前線」專欄，更多資料請點選 more 瀏覽》

高分子微粒在液晶顯示器的應用

高分子微粒與無機粒子的最大差異在於其製備與改質的方法更具有彈性。除了粒子的形狀及其大小可輕易改變之外，粒子的表面性質更可藉由各種不同的改質方法而導入多元化的機能。例如，可調控的折射率、著色性、電氣性質、分散性、流動性、光反射性、彈性、接著性等特性，使其早已廣泛地被運用作為應用作為塗料流變控制劑、塑膠改質劑、FRP人造大理石的添加劑、光擴散劑與化妝品改質劑。近年隨著電子與生醫技術產業的發展，表面鍍有金屬層的高分子粒子可被用來作為電子構裝用的材料，而均一粒徑的高分子微粒更被應用作為液晶顯示器控制面板間隙用的材料；此外多孔隙的高分子粒子則可被應用在醫療檢查用診斷粒子、藥物傳遞材料與層析管填充劑等。由於高分子微粒子可被付與多樣性的機能，因此可以滿足各種材料應用的需求，使其重要性與日俱增。

液晶顯示器簡介
液晶顯示器屬於非自發光的顯示器，因此需要藉由背光模組(穿透型 LCD)或外部的環境入射光(反射型或半穿透型 LCD)提供光源，再搭配驅動IC(drive IC)與液晶(liquid crystal)控制形成灰階顯示(gray scale)，而後透過彩色濾光片的R、G、B彩色層提供色相(chromacity)，最後才能形成彩色的顯示畫面呈現在人的眼中。在液晶顯示器的前段製程中包含薄膜電晶體(TFT, thin film transistor)基板與彩色濾光片(CF, color filter)基板兩種製程，後段製成則為將兩片基板組合成一液晶盒(cell)，而其間的間隙則需使用均一粒徑的高分子微粒來控制。此外在液晶顯示器中為了提昇其顯示的亮度、視角與彩度等顯示功能，使用相當多的光學膜來調控其光學特性。這些光膜在製造過程或是其功能均有藉助於高分子微粒的地方。特別是在背光模組中所使用的光擴散板、擴散膜或集光片，高分子微粒主要被添加在樹脂中，以達到勻光或集光的功能。以下將針對液晶顯示器中高分子微粒所參與的零組件與其所提供的功能做進一步的介紹。

抗眩膜
顯示器在使用時一般有外界的環境光存在，而當外界光線照在未經處理的平整螢幕上時，反射光線容易集中在某一個角度進入人眼，此一集中的反射光強度往往超過人眼所能承受的程度，因而會看不清螢幕上的內容，造成所謂的眩光。解決眩光問題的方法就是使螢幕的表面變得粗糙不平整，這不平整狀態可使得照射在上面的光線產生散射的效果，反射光線因為散射到各個角度因此不會集中在某一個特定角度。使表面不平整的方法有幾種，可以使用機械的方法對表面作噴砂處理，也可以在表面上均勻塗布一層高分子微粒子做成凹凸狀，但是所塗布的物質仍須具有高透明性及一定的穩定性，如圖一所示。--- 《本文節錄自「工業材料雜誌258期」，更多資料請點選 more 瀏覽》

圖一、高分子微米粒子於顯示器上的應用抗眩膜(AG film)

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