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《科技新應用》印刷術在電子業掀製造革命
2011/02/28 22:07:55瀏覽797|回應0|推薦0
  印刷這項中國老祖宗發明的技術,已悄悄在21世紀電子產業掀起一股製造的革命風潮,即將在未來成為一項明亮的新興產業。

  印刷技術製造的電子產品有3項優點:1.由於採用印刷製程,可大幅減少原料使用,降低製造成本,預期可在顯示器與RFID產品的TFT 控制元件製造上達到效果;2.印刷製程製造速度快,可滿足短時間大量生產以降低成本的產品需求,在一次式電子產品上這樣的需求極為重要;3.產品多具有軟性與大面積的特性,可創造許多未曾出現的應用。

  印刷製造的電子產品逐漸在市場出現,目前以一次使用式電子產品與具有大面積、軟性特性的電子產品為主,依據目前印刷電子產品的種類又可分為:

  太陽光電電池

  一般製程製造的太陽能電池種類眾多,目前發展印刷製程技術進行生產的太陽能電池種類有有機太陽能電池(OPV)、染料敏化太陽能電池(DSSC TiO2)、銅-銦-鎵-硒太陽能電池(CIGS),具有實際商業化販售產品的為有機太陽能電池。銅-銦-鎵-硒太陽能電池則有多家國外公司正處於試量產或建廠階段,染料敏化太陽能電池預期在未來具有極大發展空間。

  印刷製造的太陽能電池市場處於萌芽階段,2010年整體市場規模約在0.1億美元,預期未來市場規模會因CIGS印刷式太陽能電池短期內產品即將上市、染料敏化太陽能電池可於室內應用等因素,迅速擴大市場規模。

  目前有機太陽能電池廠商生產應用的產品,包括「軟性遮雨棚」、「充電式背包」、「主動式無線射頻辨識元件」(RFID)與玩具產品;廠商未來將應用擴展至可攜式電子產品充電器、太陽能檯燈、一體型太陽能電池模板(BIPV)、智慧窗(Smart Windows)與智慧型緊急逃生照明,甚至是太陽能發電電廠,做為其最終應用目標。

  顯示器

  以印刷方式製造的電子顯示器產品種類較多,常以顯示器運作的種類加以區分,包括電泳顯示器(Electrophoretic)、電致發光顯示器(Electroluminescent)、有機發光二極體顯示器(OLED)與電致變色顯示器(Electrochromic)。

  電泳顯示器目前主要產品是電子書(E-reader),另外Seiko使用 E-Ink生產的電泳顯示器做為手錶的時間顯示螢幕,可彎曲的特性讓手表的設計空間更廣闊;Esquire雜誌也將電泳顯示器應用在75週年紀念刊封面,用以顯示本期期刊重要資訊吸引讀者目光。

  印刷式電致發光顯示器產品已經應用於車用儀表板、廣宣海報、商店的廣告招牌等,目前也有廠商應用於T-Shirt上,胸前會閃動畫面的T-Shirt,吸引年輕人穿上這樣的T-Shirt參加演唱會或Party。

  整體印刷電泳顯示器現有市場規模估計在1.2億美元,以電泳顯示器與電致發光顯示器的市場為主;有機發光二極體顯示器與電致變色顯示器由於看好未來的電視與智慧建材市場,有相當多的機構投入。

  感測器

  印刷式感測器產品種類主要有4種:RFID、彎曲感測器、葡萄糖檢測器、生化感測器,以RFID產品為主,其餘感測器市場規模尚在發展。產品發展以物理或化學偵測的感測器為主,生化感測器(Enzymes )為熱門研究方向,美國主要製造商有Flexpoint、Opticom等。

  全球印刷式感測器市場規模約在1.2億美元,在機器人、災害防制與精密醫學檢測需求市場越來越擴大下,未來更輕、更薄、更小,符合人性感受的印刷式感測器,將逐漸進入生活當中。

  印刷式感測器新應用方向是觸控螢幕(Touch Screen),目前以電阻式應用為主(80% by volume,43% by value);電容式應用逐漸發展中(17% by volume
  and 25% by value),多點式觸控產品正逐漸擴大市占率,未來將有機會由印刷製造的方式來製造透明導電層的產品。

  電池

  目前印刷式電池種類有鋰電池與傳統的錳鋅電池。

  印刷式電池產品主要應用市場包括化妝品面膜、智慧卡(Smart C ard)、藥物的經皮吸收貼片及主動式RFID等,中藥的經皮吸收貼片為廠商發展中的最新應用;綠色環保的電池產品也是重點發展方向,已有製造Mn-Zn電池廠商開發出使用對環境無害的材料,可無須經特殊回收處理即可丟棄。

  從事印刷式電池製造的主要廠商有:Power Paper(以色列)、Bl ue Spark(美國)、Enfucell(芬蘭)、Solicore(美國)、Varta (德國)等,整體市場規模約在0.2億美元,在目前廢棄電池對土壤造成嚴重汙染的情況下,印刷式紙電池無疑提供另一種友善環境的選擇。

  純熟製造技藝

  是台灣優勢

  電子產業為台灣現階段產值最大且產業鏈最完整之產業,多項電子產品生產量均列全球前茅,且具有上、中、下游完整的產業鏈分佈,從製造的角度看,具有發展印刷電子產品最佳的潛力。

  印刷電子產業主要精髓在於印刷製程,台灣的精密印刷機械製造具有國際級水準,目前歐洲眾多精密印刷單元的機械均產自台灣,但台灣尚欠缺整體生產製程的整合,在單一機器或製造單元擁有極強實力,但整體製程相關銜接與整合能力仍弱,是未來可以努力方向。

  印刷製程相較於傳統的黃光/顯影/蝕刻製程,可節省約6至7成的材料浪費,印刷製程僅針對需要有材料的地方以印製方式塗上材料,不需要全部面積佈滿材料,相對環保與節省原物料。此種特性對目前電子材料均大幅自美日進口的台灣,將降低材料占製造產業的成本比例,可進一步提升電子產業的自主能力。(本文作者為工研院IEK I TIS計畫產業分析師)

資料來源: 工商時報/劉致中 2011/2/23
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