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靜電吸附離型紙

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企業(yè)新聞

涂布技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)概況

[企業(yè)新聞]

涂布技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)概況

涂布技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)相當(dāng)廣泛，范圍涵蓋工業(yè)、民生、電子與光電等數(shù)十種產(chǎn)業(yè)，如下圖。

涂布技術(shù)應(yīng)用于平面顯示器

光學(xué)膜市場(chǎng)

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，液晶顯示器可以分成面板與背光模塊兩大部分（如下圖）。其中，面板內(nèi)包含有偏光板、抗反射膜(AR)、抗眩膜(AG)、硬膜(HC)、位相差板、廣視角膜等光學(xué)膜；背光模塊內(nèi)則包括有反射膜、棱鏡片、增亮膜、擴(kuò)散膜等光學(xué)膜。這些光學(xué)膜在屏幕的亮度、均勻度、對(duì)比、視角上都扮演著重要的角色，它們的制作方式有濕式涂布、濺鍍以及雙軸延伸等技術(shù)，其中又以濕式涂布技術(shù)涵蓋范圍最廣。

圖：液晶顯示器概略構(gòu)造圖

1.面板之光學(xué)膜－偏光膜、抗反射膜(AR/LR)、抗眩膜(AG) 及補(bǔ)償膜

應(yīng)用于液晶顯示器的偏光膜之制作可分為延伸法及涂布法。雖然目前商品化的偏光膜是以延伸法為主，然而涂布法因具有制程快速、低成本、可大面積連續(xù)涂布等優(yōu)點(diǎn)，是極具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d技術(shù)。涂布法是由Optiva 公司于1993 年所發(fā)表，其制作方法是將一種液向性(Lyotropic)液晶藉由涂布的方式使分子產(chǎn)生均勻配列于基板上。涂布時(shí)之剪切力可以控制分子在溶液中的配列，也因此控制了最后染料分子軸向及膜的光學(xué)異方性的方向，如下圖。待溶劑揮發(fā)后，此二色性染料分子堆迭在一起，成為具有單方向吸光的偏光膜。涂布法若能克服現(xiàn)階段偏亮度不足及耐候性等問(wèn)題，其市場(chǎng)后勢(shì)將大有可為。

圖：涂布型偏光板制作流程圖

為了加強(qiáng)屏幕的顯示質(zhì)量，通常會(huì)在上層偏光板的表面附加各種具有光學(xué)特性之涂層。最常見(jiàn)的就是抗反射膜(AR/LR)及抗眩膜(AG)。

一般LCD 會(huì)有4% 左右的反射，反射的光線將會(huì)影響人眼觀看影像的質(zhì)量，減少反射則可提高顯示器的對(duì)比與彩色鮮明度，以提高影像清晰度。好的抗反射膜必須是低反射率、高穿透率，若無(wú)抗反射膜就會(huì)造成迷光、眩光、鬼影等缺點(diǎn)。抗反射膜的原理是利用入射波通過(guò)涂層及涂層界面會(huì)有穿透及反射的特性，若控制涂層厚度，會(huì)讓反射波形成破壞性干涉，而使反射率為零之抗反射效果。抗反射膜的制作方法有二：

1)、真空蒸鍍：利用高、低折射率不同物質(zhì)交互推迭而成。多層鍍膜材料有TiO2、SiO2、MgF2、Nb2O5、Ta2O5和ZrO 等。其優(yōu)點(diǎn)為：膜厚精密度高、材料特性（如硬度、折射率）可被有效地利用、可以得到較低的反射率（大約0.5% 以下）。
制造廠商臺(tái)灣有冠華、精碟、世崇；美國(guó)有VIRATEC 、OCLI；日本有OIKA 、ASAHI 、TOPPAN 。

2)、濕式涂布：將不同高低折射率的材料涂布在基材上，再將溶劑蒸發(fā)后即可。
其優(yōu)點(diǎn)為：?jiǎn)螌踊蚨鄬油坎�、成本低、良率高、成卷�?Roll to Roll)制程生產(chǎn)快速、大面積化、材料選擇性高、光硬化、避免基材于熱處理中變質(zhì)；唯其反射率一般在1~2% ，經(jīng)多層涂布后亦可進(jìn)一步降低其反射率。
制造廠商有力特、遠(yuǎn)紡、長(zhǎng)興、臺(tái)虹、日東電工、日產(chǎn)化學(xué)、大日本印刷、住友、日本油脂、Fuji Photo Film 和旭硝子。反射率在0.5% 以下的抗反射膜俗稱為AR ，而反射率在1~2% 的俗稱為L(zhǎng)R 。

抗眩膜(AG)是在屏幕上貼一張含有奈米粒子或微米粒子薄膜，來(lái)造成光線均勻分散，避免光線被過(guò)度集中，以降低眩光之現(xiàn)象。其粒子添加的多寡與粒徑大小是決定眩亮度好壞的主要因素�？寡Ｄぶ谱鞣椒ㄓ校�
1)、機(jī)械加工：先在基材上涂布一層硬膜(HC)涂料，再以噴砂方式使之表面粗化。
2)、涂布光擴(kuò)散粒子：先在基材進(jìn)行表面處理或化學(xué)處理，以增加涂膜與基材間的黏著性，再將兩層或多層不同折射率粒子(TiO2、Al2O3、In2O3、SnO2、Sb2O3、ZrO2 、MgF2 、SiO2)與樹(shù)脂(顆粒大小1~5um 折射率1.57~2.0）均勻涂布于基材表面，提高抗眩效果（其中加入金屬粒ZnO 、ITO 可抗靜電）。
3)、壓合轉(zhuǎn)移法：先在基材涂布一層硬膜涂料，再用合適的Matte Substrate 與之對(duì)貼，待涂層硬化后，剝離Matte Substrate 即可得到表面粗化的抗眩膜。

目前抗眩膜制造廠商有力特、長(zhǎng)興、臺(tái)虹、永光、岱棱、世崇、日東電工、DNP 和Lintec 。

補(bǔ)償膜是因自背光源射出的光線穿過(guò)下偏極板及LCD 面板時(shí)，受到液晶的折射異方向性影響，會(huì)使某一角度的線性偏光產(chǎn)生橢圓偏光，造成透過(guò)上偏光板時(shí)部份原本應(yīng)被遮掉的光線露出來(lái)，這些漏光的現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致顯示器在該角度的對(duì)比降低，也就是產(chǎn)生視角不足的現(xiàn)象。為了改善這個(gè)情況，可針對(duì)不同形式的面板（如STN 、TFT），將偏光板與適合的光學(xué)補(bǔ)償膜結(jié)合來(lái)達(dá)到效果。制作方式上，目前最為廣泛的是涂布法及延伸法。制作時(shí)，液晶的選擇與涂布方式的不同可以制造出不同性質(zhì)的位相差光學(xué)補(bǔ)償膜。

綜合而言，由于下游面板廠除了超廣視角之需求外，也需要薄型化、大型化、高精細(xì)、降低反射與眩光、高輝度等功能需求，以提高面板附加價(jià)值，因此面板光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化技術(shù)整合發(fā)展十分重要。下圖為面板光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)圖。

圖：面板光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)圖

2.背光模塊之光學(xué)膜－增亮膜、擴(kuò)散膜

平面顯示器之背光模塊中，光學(xué)膜片占有絕對(duì)重要的角色。以背光模塊材料成本結(jié)構(gòu)來(lái)看， 3M 增亮膜(BEF，或稱棱鏡片， Prism Sheet)所占成本最高（約占11.8%），與擴(kuò)散膜／板（約占11.4%）、反射膜（約占5.5%）三者合計(jì)所占總成本接近28.7% 。不過(guò)這些光學(xué)膜片的主要商機(jī)卻都掌握在外商手中，背光模塊廠很難從這些材料領(lǐng)域去進(jìn)行Cost Down 。此外，由于LCD 光源的損失率相當(dāng)高，為提升面板的光利用率，且使光線分布均勻，光學(xué)膜技術(shù)的精進(jìn)是必然的趨勢(shì)。

(1)增亮膜(BEF)

增亮膜（含棱鏡片、DBEF 、CBEF）是置于背光模塊與下偏光板之間，藉由光的折射與反射增加導(dǎo)光板的光源效益，使背光模塊的輝度提升60~160% 。目前棱鏡片的市場(chǎng)幾乎為3M 所獨(dú)占，市占率高達(dá)93% ，三菱市占率約6% 。市場(chǎng)接近獨(dú)占的結(jié)果就是售價(jià)較高，跌價(jià)不易。在LCD-TV 時(shí)代，由于強(qiáng)調(diào)亮度的表現(xiàn)，對(duì)增亮膜的需求有增無(wú)減，因此增亮膜仍占背光模塊11.8% 的成本，在節(jié)省成本上有其困難。

此外3M 根據(jù)其在BEF 上的優(yōu)勢(shì)，將其他光學(xué)膜的功能整合進(jìn)來(lái)，如具有偏光膜功能的DBEF ，或是具有偏光膜及擴(kuò)散膜功能的DBEF-D 等。因此增亮膜未來(lái)可能發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)如下。

考慮價(jià)格因素：采用擴(kuò)散反射式亮度增強(qiáng)膜，估計(jì)未來(lái)亮度可由原1.2 倍增加至1.4 倍左右。
考慮質(zhì)量因素：采用多層膜回復(fù)反射式亮度增強(qiáng)膜，未來(lái)應(yīng)有增亮1.75 倍的機(jī)會(huì)。若CBEF 在技術(shù)上取得突破，未來(lái)有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)1.8 倍的亮度增強(qiáng)能力。

(2)擴(kuò)散膜

擴(kuò)散膜的功能為提供液晶顯示器一個(gè)均勻的面光源，一般傳統(tǒng)的擴(kuò)散膜主要是在擴(kuò)散膜基材中，加入一顆顆的化學(xué)顆粒作為散射粒子，而現(xiàn)有之?dāng)U散膜其微粒子分散在樹(shù)脂層間，所以光線在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散層時(shí)，會(huì)不斷于2 個(gè)折射率相異的介質(zhì)中穿過(guò)，故光線就會(huì)發(fā)生許多折射、反射與散射的現(xiàn)象，因此便造成了光學(xué)擴(kuò)散的效果。

近來(lái)，也有新興的擴(kuò)散膜制作方式采取以全像技術(shù)，經(jīng)由曝光顯影等化學(xué)程序，粗化擴(kuò)散膜基材表面，以散射模糊導(dǎo)光板上的墨點(diǎn)或線條。因此種擴(kuò)散膜對(duì)光的散射方式為隨意散亂方式，所以此膜對(duì)一固定距離觀測(cè)者而言，將浪費(fèi)部分光源，使光源無(wú)法有效利用，加上其化學(xué)制程較費(fèi)時(shí)，所需生產(chǎn)成本相對(duì)也較高，因此，當(dāng)前擴(kuò)散膜制作方式，仍以傳統(tǒng)加入化學(xué)顆粒方式為主。

一般LCD 通常需要2 片擴(kuò)散膜（1 片上擴(kuò)散膜， 1 片下擴(kuò)散膜）。上擴(kuò)散膜的部分由于靠近觀察者視線，質(zhì)量要求高，臺(tái)灣廠商目前自制之?dāng)U散膜只能做到下擴(kuò)散膜部份。因?yàn)樯舷聰U(kuò)散膜要求的光學(xué)特性不同，上擴(kuò)散膜對(duì)瑕疵容忍度低，所以上擴(kuò)散膜價(jià)格顯著高于下擴(kuò)散膜。

目前，全球擴(kuò)散膜母卷制造廠商以日本為主，主要集中于日商惠和(Keiwa)、Tsujiden 及Kimoto 等業(yè)者；南韓方面主要投入者為SKC ，以供應(yīng)韓系廠商為主，臺(tái)灣在擴(kuò)散膜母卷生產(chǎn)比重很小，但每年約有新臺(tái)幣10~20 億的市場(chǎng)規(guī)模。全球擴(kuò)散膜生產(chǎn)廠商分布如下圖所示。

圖：全球擴(kuò)散膜生產(chǎn)廠商分布

由于背光模塊占TFT LCD 成本比重高，為因應(yīng)成本壓力，背光模塊廠無(wú)不積極尋求低成本的新光學(xué)膜片替代方案，以維持獲利。如在液晶電視(LCD TV)部分，業(yè)界以BEF 上下各加1 片擴(kuò)散膜的設(shè)計(jì)，取代DBEF 加2 片下擴(kuò)散膜的做法。以價(jià)格比較，透過(guò)新式做法，可讓背光模塊節(jié)省較多材料成本。在監(jiān)視器(LCD Monitor)部分，之前是采取價(jià)格昂貴之BEF ，與上下各1 片擴(kuò)散膜之設(shè)計(jì)方式，但為了Cost Down ，部份業(yè)者改以3 片下擴(kuò)散膜取代。在筆記本電腦(NB)部份，則有以VCut導(dǎo)光板加1 片BEF 及上擴(kuò)散膜，取代2 片BEF 與上下各1 片擴(kuò)散膜的設(shè)計(jì)。雖然采用新式設(shè)計(jì)， NB 用擴(kuò)散膜使用數(shù)量由2 片減少為1 片，此新型機(jī)種臺(tái)灣廠商導(dǎo)入的使用率約20% ，因此對(duì)NB 用擴(kuò)散膜出貨量而言，影響有限。

以擴(kuò)散膜取代BEF 的做法，雖然可讓成本降低，但如輝度等產(chǎn)品效能卻不能與原有設(shè)計(jì)相比。因此目前的背光模塊廠已投入相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使用新式復(fù)合功能光學(xué)膜替代，將可帶動(dòng)擴(kuò)散膜大幅成長(zhǎng)，為擴(kuò)散膜業(yè)者帶來(lái)龐大商機(jī)。

涂布技術(shù)應(yīng)用于軟板基板市場(chǎng)

近年來(lái)，信息電子產(chǎn)品為因應(yīng)行動(dòng)化、高功能及輕薄短小化的需求，在設(shè)計(jì)制造上大量采用軟板零件，帶動(dòng)軟板需求的暢旺，甚至出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。

軟板基材（以下簡(jiǎn)稱FCCL）主要分為3 Layer（三層有膠軟性銅箔基板）及較高階的2 Layer（二層無(wú)膠軟性銅箔基板）二大類，目前市場(chǎng)仍以3L 為主流。就技術(shù)而言， 3 Layer 軟板基板之制作以涂布技術(shù)為主，主要用于一般軟板。2 Layer FCCL 的制造方法則有涂布法、濺鍍法及壓合法三種，其中涂布法是產(chǎn)品中比重最高者。2 Layer FCCL 主要應(yīng)用于高階高密度連接基板，以手機(jī)為大宗。

3Layer 與2 Layer 詳細(xì)的比較如下表所示。

下表則為2Layer FCCL（涂布法、濺鍍法、壓合法）制程方式、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用之比較。

涂布技術(shù)應(yīng)用于電池市場(chǎng)

1.燃料電池

在地球暖化問(wèn)題日益嚴(yán)重的今日，屬于干凈無(wú)污染的燃料電池科技發(fā)展十分受到先進(jìn)國(guó)家的重視。燃料電池的應(yīng)用包括分布式發(fā)電系統(tǒng)（小型家用及工業(yè)用汽電共生系統(tǒng)）、運(yùn)輸工具（燃料電池車）、可攜式電源等市場(chǎng)，在發(fā)電過(guò)程中只會(huì)產(chǎn)生熱和水，不會(huì)排放廢氣。燃料電池雖然為新興產(chǎn)業(yè)，但未來(lái)隨著傳統(tǒng)石化燃料短缺，消費(fèi)者環(huán)保需求提升及燃料電池技術(shù)不斷進(jìn)步等因素刺激下，燃料電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)起飛將拭目可待。

涂布技術(shù)在燃料電池中主要是用來(lái)制作關(guān)鍵的陰陽(yáng)電極。根據(jù)美國(guó)DOE 報(bào)告顯示，未來(lái)質(zhì)子交換膜燃料電池組量產(chǎn)后，零件成本比重依序?yàn)椋河|媒層(50%)、電解質(zhì)(20%)、雙極板(15%)、氣體擴(kuò)散層(5%)、氣密封片(5%)、其他(5%)。其中觸媒層(Catalyst Layer; CL) 是由奈米(nm)級(jí)的金屬微粒（如Pt 、Ru 等）組成，并以涂布法施布于具良好導(dǎo)電性之碳黑載體(Support)上，形成陰極及陽(yáng)極。觸媒層主要功能是作為燃料電池電化學(xué)反應(yīng)的催化劑。由此可知，涂布技術(shù)平臺(tái)在燃料電池上扮演著舉足輕重的角色。

2.二次鋰電池

可攜式產(chǎn)品所使用的二次電池，最早是采用鎳鎘材料，直到Sony 提高鎳氫電池的密度及鋰離子電池的出現(xiàn)，增長(zhǎng)了可攜式產(chǎn)品的使用時(shí)間，才大量推動(dòng)其產(chǎn)品市場(chǎng)。隨后由于鋰離子電池的特性能力不斷地被強(qiáng)化，及成本大幅度降低，使得現(xiàn)階段大多數(shù)可攜式產(chǎn)品都是使用鋰離子二次電池。涂布技術(shù)亦是用于制造鋰電池中的正負(fù)電極。

鋰電池材料可分為負(fù)極材料、正極材料、電解質(zhì)、隔離膜等，如下圖所示。其中負(fù)極材料是將碳材與接合劑之混合物，以有機(jī)溶劑做成糊狀涂布在銅箔基板上，加以干燥而成。正極材料是將LiCoO2 、LiMn2O4 、LiNiO2 涂布在鋁箔基板上加以干燥而成。其中LiMn2O4 有較佳安全性，為了兼顧高電容量，以鋰鎳錳氧化物較適合為正極材料。上述四種最關(guān)鍵材料約占全球鋰電池材料市場(chǎng)規(guī)模比重七成左右，總體比重如下圖。

圖：全球鋰電池材料成本結(jié)構(gòu)

發(fā)布時(shí)間:2015/4/24

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