具阻水阻氣效果之抗反射膜

阻水阻氣抗反射膜的功能及光譜


「具阻水阻氣效果之抗反射膜」藉由阻隔膜來阻擋氣體或濕氣的傳遞,是一種有效的封裝(Packaging)技術,通過膜堆設計,使其具抗反射效果,可以有效延長電子元件、平面顯示器等產品之壽命。



阻水阻氣抗反射膜之膜層規格

阻水阻氣能力 抗反射能力
  • 水氣透過率(WVTR) 約10-6 g/m2.day
  • 氧氣透過率(OTR) 約10-6 cc/m2.day

阻水阻氣抗反射膜原理介紹

現有市售產品(包括電子元件、醫療器材、藥品、平面顯示器、食品等)對於氣體或濕氣皆很敏感,若長期處於氣體或濕氣的環境下,將導致效能劣化或減短保質期,甚至使其變質無效。因此,若能將具有阻止氣體分子通過特性的材料製備於基材上,便能有效減少甚至幾乎完全阻擋氣體或濕氣的傳遞(如圖一所示),有效延長產品壽命。


、阻氣示意圖[1]


對於高分子之氣體阻隔薄膜而言,影響其氣體阻隔效果的原因為:

1.   從材料的孔洞(Pore)穿透

空氣中灰塵粒子黏附在基板或是薄膜製備品質不佳,是薄膜產生孔洞(Pinhole)的主要來源,這些孔洞會成為水氣和氧氣穿透的路徑,將會大幅降低該薄膜的氣體阻隔效果。因此如何製備出緻密無孔洞(Pinhole-free)的薄膜最為重要。

2.   直接從材料滲透(Permeation)過去


氣體分子滲透基材的步驟,可分成氣體分子經由吸收作用(Adsorption)吸附在表面上,再經擴散機制(Diffusion)通過材料內部,最後由材料表面脫附(Desorption)至環境。

以可撓式塑膠基板取代傳統顯示器的玻璃基板,可改善耐衝擊性低、可撓曲性小及高重量與高厚度等缺點。但由於塑膠基板水氧阻隔的能力較差,作為顯示器的基板會有氣體及濕氣滲透等問題,易造成內部材料劣化,導致元件之發光亮度衰退或壽命降低等情況[2]。

因此,於塑膠基板上製備阻水阻氣薄膜成為解決問題的常用方法之一,而為避免阻隔膜的增加造成穿透率下降,採用連續沉積多層無機膜的方式(如含SiOx之多層複合膜)製備抗反射膜,使此阻水阻氣薄膜同時具備抗反射之效果。其應用上包含可撓曲OLED、有機太陽能電池、無機薄膜電晶體、可撓曲液晶顯示器、無線射頻辨識系統(RFID)、電子紙等。

圖二、產品應用包含 (A)可撓曲液晶顯示器、(B)有機太陽能電池、(C)電子紙等[3-5]



參考資料

[1]   塑網資訊股份有限公司。(2003)。淺談阻氣材料。上網日期:2021年02月01日,檢自http://ibuyplastic.com/tech_center/tech_paper/tech_detailcontent.phtml?id=224&IBP_SID=4a9d7c70f16bc8206fbe72e3da184435。

[2]   材料世界網。(2009)。軟性電子阻水/氧氣鍍膜技術發展與近況。上網日期:2021年02月01日,檢自https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8184。

[3]   XOER。彭博:柔性屏製造商柔宇科技據稱尋求融資10億美元。上網日期:2021年02月01日,檢自https://www.xoer.cc/640449。

[4]   科技新報。(2020)。弱光環境也可以發電,有機太陽能轉換效率高達 25%。上網日期:2021年02月01日,檢自https://technews.tw/2020/03/26/room-light-organic-photovoltaics/。

[5]   搜狐公司。(2017)。鍾情於電子紙平板 索尼發佈13.3英寸新品DPT-RP1。上網日期:2021年02月01日,檢自https://www.sohu.com/a/133151599_161062。