軟性耐高溫、抗衝擊高阻尼透明膜層材料：材料世界網-專利推廣

■ 技術說明

透明顯示器及可摺式顯示器在不同場域之應用(如：智慧育樂、零售等開放式空間或個人使用之可撓式手機、平板及筆電等)會面臨民眾手指觸碰或撞擊之情境。因此，顯示面板除了需具備防刮、耐磨外，還需一定程度之耐衝擊特性，有鑑於此，提昇顯示器的耐衝擊性可望成為未來開發面板的新主流。目前國內尚無發表高阻尼感壓膠材之撞擊吸能材料的相關商品，在國際市場上，如美國3M 公司為國際知名膠材企業，所研發的高阻尼感壓膠材商品，如其專利US20190249044 A1 所述，雖可表現出低溫性能和粘附性，且可用於製造減振複合材料，但非透明顯示器領域應用所需之撞擊吸能材料而開發。目前國際上其它產品，大多以壓克力(如：3M)或矽膠(如：General Silicone、Shin-Etsu Chemical、Dow Corning)之高分子為主，其構成之膜材透明度偏低，且無法當作高阻尼透明材料。

以創新突破的效益來說，工研院材化所開發之軟性耐高溫、抗衝擊高阻尼透明膜層材料，不論在耐熱性、光學特性及成本製作等皆較國內產業技術領先，而且可整合至透明顯示器上，並滿足高效能LTPS TFT 面板製程需求。

■ 技術特徵

本專利技術選用環氧樹脂、壓克力樹脂形成IPN 結構之抗衝擊高阻尼透明膜層材料。利用此二項樹脂間互穿網路，並經由低/ 高玻璃轉移溫度(Tg) 及高凝聚力等分子摻混，進行AB 高分子交聯互穿型反應，使得tan δ(阻尼波峰)值落於使用之溫度及頻率範圍內，以增加抗衝擊應用之有效性。此IPN 結構的最大特點是可以將熱力學不相容的聚合物相混，而形成至少在動力學上可以穩定的高分子合金性質的物質，構成IPN 結構的高分子合金狀態物質的各種高分子本身均為連續相，相區一般為 l0nm~l00nm，遠遠小於可見光的波長，故可呈現無色透明狀。

若以光學特性做一比較，工研院材化所開發之高阻尼透明膜層材料，遠比目前顯示器普遍使用之矽膠片來的更好，如下表；在動態機械分析量測損耗因子tan δ上，如圖一所示，高阻尼透明膜層材料也可藉由配方調控，使其溫度及頻率皆落於使用範圍且tan δ值皆大於1 以上，尤其tan δ 值遠優於矽膠片。

表一、矽膠片、玻璃板與高阻尼透明膜的玻璃基板的光學特性測試比較

圖一、高阻尼透明膜層材料及矽膠片之 tan δ 值

■ 技術規格

表二、軟性耐高溫、抗衝擊高阻尼透明膜層特性

■ 應用範圍/領域

軟性耐高溫、抗衝擊高阻尼透明膜層材料除了有良好的光學特性外，在製程中可用來填補凹凸或平坦結構之LCD、OLED 及μ-LED 顯示器面板而滿足封裝製程性。此材料也可藉由配方調控及低/ 高玻璃轉移溫(Tg)等分子加以摻混，可增益其使用在低溫及常溫下之吸收衝擊能特性。故此材料將可廣泛應用於一般顯示器、透明顯示器、可撓顯示器、動態LED 顯示玻璃、電控液晶玻璃等產品上。另外，此抗衝擊高阻尼透明膜層材料也可以根據不同的製程需求，如濕式噴塗或貼膜，做一彈性調整，有利於應用及加工性。

■ 技術成果

以IPN 互穿網結構製成之抗衝擊高阻尼透明膜層材料(如圖二)，可與高剛性聚醯亞胺材料整合於軟性OLED 面板結構中，藉由分散及吸收撞擊能量之機制，達到保護OLED 發光體不受衝擊之破壞而不發光形成暗點。

圖二、抗衝擊高阻尼透明膜層材料

經由135g 重鋼球從35cm 高落下撞擊於AMOLED面板之Test Key 上之撞擊驗證，如圖三所示，確認此透明耐撞膜層材料的確可達到保護OLED 發光元件之功效。無加入透明耐撞膜層材料時，經撞擊後OLED 發光元件因損害而產生暗點，有加入透明耐撞膜層材的OLED 發光元件，其撞擊能量會被分散及吸收，而不會損壞OLED 發光元件而無暗點。