台北科大 柔性電子封裝工廠型實驗室 成功開發超高阻水氣膜產品
跳到主要內容區

台北科大 柔性電子封裝工廠型實驗室 成功開發超高阻水氣膜產品

 

台北科大柔性電子封裝工廠型實驗室

成功開發超高阻水氣膜產品

副校長 楊重光教授

根據不同軟性電子產品的需求,產品封裝的阻水氣膜所具備的水氣滲透率差異甚大,阻水氣膜的水氣滲透率(WVTR)定義為每天每平方公尺可穿過膜幾克的水氣量(g/m2/day),若以10-2 (g/m2/day)為例,表示一個足球場大小(50 m x 100 m)的阻水膜面積僅可穿透一瓶寶特瓶的罐裝水(1L)的水氣量,而以10-5 (g/m2/day)為例,則表示每天只有一滴水的水氣量可穿過一個足球場大小面積的阻水氣膜,所以阻水氣膜的水氣滲透率越小,阻水氣膜研發的門檻越高,相對於其他產業或其他電子產品需要,OLED對阻水氣膜的阻水氣值要求最為嚴苛,必須低於10-5 g/m2/day,如此OLED的使用壽命方能有市場效益,台灣目前市售可得的阻水氣膜,經由台北科技大學軟性電子封裝團隊檢測,大部分落在10-2 ~ 10-3 (g/m2/day)的範圍,而本團隊已成功開發10-5 (g/m2/day)的阻水氣膜,經由英國IDTechEx最新的市場調查統計預測,具備高透光之軟性電子元件阻水氣膜,到了2027年將有超過9.13億美金的市場,到了2029年,OLED所需面積將超過5千萬米平方,本實驗室預期所開發的產品可立足台灣市場,並放眼國際。

台北科大柔性電子封裝工廠型實驗室成功開發超高阻水氣膜產品

台北科大柔性電子封裝工廠型實驗室成功開發超高阻水氣膜產品

圖一、台北科技大學柔性電子商品之超高阻水氣膜商業化製程開發團隊與研發技術里程圖。

本電子封裝團隊由工程學院教授組成,主要成員包括楊重光博士,黃聲東博士和汪昆立博士,自2014年11月起至2019年10月,連續五年獲得科技部兩千一百萬元補助開發柔性電子商品用之超高阻水氣膜,期間本團隊所發展的製程技術由第一年的Batch-to-Batch批次製程,演進到第三年的 Tray-to-Tray量產批次製程,所開發的阻水氣膜之阻水氣值(WVTR)由第一年的10-2~10-3 g/m2/day,提升至第三年的10-5 g/m2/day,穿透率由71%提升至91%,各項數據顯示本實驗室的超高阻水阻氣膜具備市場優勢,一般市售的阻水氣膜之阻水氣值(WVTR)實測值僅約10-2 g/m2/day。第四年除了達到高阻水氣製程,也嘗試可量產的In-Line製程,第五年則進一步使用Roll-to-Roll卷對卷濕式製程加上In-Line乾式製程,已經達到接近商轉的準備。在2018及2019年,本研究團隊不僅連續成功技術移轉給廠商,並擁有四件阻水氣膜相關發明專利,專利號碼分別為I649197、I629180、I606934與I602693。

接續科技部對本計畫的肯定,本團隊也於2018年獲得經濟部價創計畫前期計畫開發卷對卷製程商品化,基於前期計畫的成功達標,本計劃順利獲得經濟部產學研價值創造2019-2021 “A+級柔性高阻水氣封裝膜計畫”,共獲得兩千萬元的補助。預期可於2021利用卷對卷量產製程商轉,不僅製程、材料完全掌握,價格更具有國際競爭力! 由於本實驗室已具備高阻水氣膜的製備能力,目前亦致力於光學檢測缺陷與阻水氣值間的關聯性以加速阻水氣值檢測(通常測量WVTR需要兩天的時間)。本實驗室有此成果,除了殷勤認真的學生外,亦歸功於本研究團隊擁有完備的製程、檢測與阻水氣驗證設備:鍍膜實驗室擁有磁控式濺鍍機、電子束蒸鍍機與卷對卷塗佈機等可供開發創新製程的阻水氣膜,精密研發與材料分析實驗室擁有多項光學儀器,如傅立葉轉換顯微紅外光譜儀(FTIR)、顯微拉曼(Raman)光譜儀、紫外-可見(UV-Vis)分子吸收光譜儀等,及多項表面檢測儀器,包括X射線電子光譜儀 (XPS)、場發射掃描電子顯微鏡(FESEM)、原子力顯微鏡(AFM)等可供驗證阻水氣膜的薄膜特性,並成功建立國內第一座TAF認證的柔性材料高阻水氣膜檢測中心,提供多規格水氣穿透率量測系統(WVTR),氧氣穿透率量測系統(OTR)與環境控制箱,可配合高溫高濕環境量測水氣穿透率,譬如,車用電子封裝。此檢測中心因應廣大穿戴式裝置以及軟性電子封裝材料產業需求,概括OLED顯示器、OLED照明、量子點LCD電視、電子標籤、軟性光伏電池、穿戴式裝置及柔性電子產品等相關領域,可提升台灣學界柔性電子商品薄膜之研發能量,並提供中小企業產業升級以及技術加值的諮詢和協助,開創台灣走向下世代柔性電子產品之研發及服務,未來不論設計、檢測或阻水氣驗證本研究團隊皆可提供台灣學界以及中小企業開發新世代柔性電子商品的共通平台。

本電子封裝團隊由工程學院教授組成,主要成員包括楊重光博士,黃聲東博士和汪昆立博士,自2014年11月起至2019年10月,連續五年獲得科技部兩千一百萬元補助開發柔性電子商品用之超高阻水氣膜,期間本團隊所發展的製程技術由第一年的Batch-to-Batch批次製程,演進到第三年的 Tray-to-Tray量產批次製程,所開發的阻水氣膜之阻水氣值(WVTR)由第一年的10-2~10-3 g/m2/day,提升至第三年的10-5 g/m2/day,穿透率由71%提升至91%,各項數據顯示本實驗室的超高阻水阻氣膜具備市場優勢,一般市售的阻水氣膜之阻水氣值(WVTR)實測值僅約10-2 g/m2/day。第四年除了達到高阻水氣製程,也嘗試可量產的In-Line製程,第五年則進一步使用Roll-to-Roll卷對卷濕式製程加上In-Line乾式製程,已經達到接近商轉的準備。在2018及2019年,本研究團隊不僅連續成功技術移轉給廠商,並擁有四件阻水氣膜相關發明專利,專利號碼分別為I649197、I629180、I606934與I602693。 接續科技部對本計畫的肯定,本團隊也於2018年獲得經濟部價創計畫前期計畫開發卷對卷製程商品化,基於前期計畫的成功達標,本計劃順利獲得經濟部產學研價值創造2019-2021 “A+級柔性高阻水氣封裝膜計畫”,共獲得兩千萬元的補助。預期可於2021利用卷對卷量產製程商轉,不僅製程、材料完全掌握,價格更具有國際競爭力! 由於本實驗室已具備高阻水氣膜的製備能力,目前亦致力於光學檢測缺陷與阻水氣值間的關聯性以加速阻水氣值檢測(通常測量WVTR需要兩天的時間)。本實驗室有此成果,除了殷勤認真的學生外,亦歸功於本研究團隊擁有完備的製程、檢測與阻水氣驗證設備:鍍膜實驗室擁有磁控式濺鍍機、電子束蒸鍍機與卷對卷塗佈機等可供開發創新製程的阻水氣膜,精密研發與材料分析實驗室擁有多項光學儀器,如傅立葉轉換顯微紅外光譜儀(FTIR)、顯微拉曼(Raman)光譜儀、紫外-可見(UV-Vis)分子吸收光譜儀等,及多項表面檢測儀器,包括X射線電子光譜儀 (XPS)、場發射掃描電子顯微鏡(FESEM)、原子力顯微鏡(AFM)等可供驗證阻水氣膜的薄膜特性,並成功建立國內第一座TAF認證的柔性材料高阻水氣膜檢測中心,提供多規格水氣穿透率量測系統(WVTR),氧氣穿透率量測系統(OTR)與環境控制箱,可配合高溫高濕環境量測水氣穿透率,譬如,車用電子封裝。此檢測中心因應廣大穿戴式裝置以及軟性電子封裝材料產業需求,概括OLED顯示器、OLED照明、量子點LCD電視、電子標籤、軟性光伏電池、穿戴式裝置及柔性電子產品等相關領域,可提升台灣學界柔性電子商品薄膜之研發能量,並提供中小企業產業升級以及技術加值的諮詢和協助,開創台灣走向下世代柔性電子產品之研發及服務,未來不論設計、檢測或阻水氣驗證本研究團隊皆可提供台灣學界以及中小企業開發新世代柔性電子商品的共通平台。

本電子封裝團隊由工程學院教授組成,主要成員包括楊重光博士,黃聲東博士和汪昆立博士,自2014年11月起至2019年10月,連續五年獲得科技部兩千一百萬元補助開發柔性電子商品用之超高阻水氣膜,期間本團隊所發展的製程技術由第一年的Batch-to-Batch批次製程,演進到第三年的 Tray-to-Tray量產批次製程,所開發的阻水氣膜之阻水氣值(WVTR)由第一年的10-2~10-3 g/m2/day,提升至第三年的10-5 g/m2/day,穿透率由71%提升至91%,各項數據顯示本實驗室的超高阻水阻氣膜具備市場優勢,一般市售的阻水氣膜之阻水氣值(WVTR)實測值僅約10-2 g/m2/day。第四年除了達到高阻水氣製程,也嘗試可量產的In-Line製程,第五年則進一步使用Roll-to-Roll卷對卷濕式製程加上In-Line乾式製程,已經達到接近商轉的準備。在2018及2019年,本研究團隊不僅連續成功技術移轉給廠商,並擁有四件阻水氣膜相關發明專利,專利號碼分別為I649197、I629180、I606934與I602693。 接續科技部對本計畫的肯定,本團隊也於2018年獲得經濟部價創計畫前期計畫開發卷對卷製程商品化,基於前期計畫的成功達標,本計劃順利獲得經濟部產學研價值創造2019-2021 “A+級柔性高阻水氣封裝膜計畫”,共獲得兩千萬元的補助。預期可於2021利用卷對卷量產製程商轉,不僅製程、材料完全掌握,價格更具有國際競爭力! 由於本實驗室已具備高阻水氣膜的製備能力,目前亦致力於光學檢測缺陷與阻水氣值間的關聯性以加速阻水氣值檢測(通常測量WVTR需要兩天的時間)。本實驗室有此成果,除了殷勤認真的學生外,亦歸功於本研究團隊擁有完備的製程、檢測與阻水氣驗證設備:鍍膜實驗室擁有磁控式濺鍍機、電子束蒸鍍機與卷對卷塗佈機等可供開發創新製程的阻水氣膜,精密研發與材料分析實驗室擁有多項光學儀器,如傅立葉轉換顯微紅外光譜儀(FTIR)、顯微拉曼(Raman)光譜儀、紫外-可見(UV-Vis)分子吸收光譜儀等,及多項表面檢測儀器,包括X射線電子光譜儀 (XPS)、場發射掃描電子顯微鏡(FESEM)、原子力顯微鏡(AFM)等可供驗證阻水氣膜的薄膜特性,並成功建立國內第一座TAF認證的柔性材料高阻水氣膜檢測中心,提供多規格水氣穿透率量測系統(WVTR),氧氣穿透率量測系統(OTR)與環境控制箱,可配合高溫高濕環境量測水氣穿透率,譬如,車用電子封裝。此檢測中心因應廣大穿戴式裝置以及軟性電子封裝材料產業需求,概括OLED顯示器、OLED照明、量子點LCD電視、電子標籤、軟性光伏電池、穿戴式裝置及柔性電子產品等相關領域,可提升台灣學界柔性電子商品薄膜之研發能量,並提供中小企業產業升級以及技術加值的諮詢和協助,開創台灣走向下世代柔性電子產品之研發及服務,未來不論設計、檢測或阻水氣驗證本研究團隊皆可提供台灣學界以及中小企業開發新世代柔性電子商品的共通平台。

圖二、台北科技大學柔性電子商品之超高阻水氣膜團隊建立之相關技術、設備與實驗室。

 

瀏覽數: