工業材料雜誌 11月號/2024 第455期

「光電元件材料溶液製程技術」與「先進陶瓷技術發展與應用」兩大技術專題
《工業材料雜誌》2024年11月455期推出---

從溶液製程到光電元件，材料的創新與挑戰
    相較於傳統真空蒸鍍製程，材料以溶液製程完成光電元件的製作，具有高效的材料利用率，除可降低生產成本，更可透過噴印、塗佈等製程技術應用於大尺寸顯示器、太陽能電池等產品之製造。有機電致發光顯示器(OLED)是溶液製程最成功的應用之一，除了降低成本、提升產能外，也實現了軟性顯示器巨大之潛力，為OLED產業帶來新的發展機遇。之後，與溶液製程息息相關的光電元件還有量子點與鈣鈦礦太陽能技術。其中，量子點能發出特定波長的光，色彩純度更高，能呈現更廣的色域，讓畫面更鮮豔逼真，不僅用於顯示器，在生物醫學、太陽能電池等領域也有廣泛的應用前景；而鈣鈦礦太陽能近年來在太陽能產業掀起一股熱潮，其卓越的性能和低成本的製造技術，使其成為備受矚目的下一代太陽能技術。本期「光電元件材料溶液製程技術」專題，依序安排應用在下世代Micro/Mini LED顯示器之量子點墨水材料技術，探討量子點墨水類型及其應用、噴印式色轉換層製作技術，闡述噴印設備的靈活性，應用在噴塗量子點卓越光色轉換層及低黏度高分散高折射率可調控材料技術，透過精確控制官能基比例和無機粒子的串接設計，有效地提升在配方的分散性；在鈣鈦礦太陽能部分，是針對三元有機太陽能的主動層，提出當前所面臨的瓶頸、進展及其解決方案，也包含其電洞傳輸材料與電子傳輸材料的進展，介紹如何利用界面工程、缺陷鈍化及能階調整等策略，來確認傳輸層材料在鈣鈦礦的有效性，並實現優異穩定的元件；最後探討下世代量子點電致發光元件(QDEL)，提出其發光層、傳輸層、元件結構之瓶頸與突破點。期許藉由本專題的拋磚引玉，醞釀出更多關鍵性的創新與跳躍式的瓶頸克服，促進科技蓬勃發展，為光電產業帶來更多積極的影響。

陶瓷不只是陶瓷，無機半導體材料之母
    先進陶瓷與無機半導體材料是現代科技的重要基石，涵蓋了各種高性能材料的應用，如碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)及高壓電性能氮化鋁鈧膜層(AlScN)，在高效能電子元件的製造中扮演重要角色，特別是在高頻、高壓應用中。這些材料的技術發展推動了電動車、5G通訊及可再生能源技術的進步。透過持續的製程優化與材料研發，滿足現代科技日益增長的性能需求。本期「先進陶瓷技術發展與應用」技術專題介紹了化合物半導體相關之碳化矽、鋁鈧合金靶材研究，以及與工業技術、建築領域相關之超硬材料技術應用及發展。碳化矽具優異熱學與電學性能，廣泛應用於高功率電子和光電子器件，但長晶過程中溫度分布不均易生成晶體缺陷，影響性能；透過模擬技術，可掌握熱傳現象並控制溫度場，優化生產、提升晶體品質，促進碳化矽在電動車、可再生能源及高效能電力電子的應用加速落地。而隨著5G、6G和WiFi 7技術發展，高鈧含量之鋁鈧合金可提升壓電和機電耦合係數，增強元件性能並降低訊號損耗；但由於鋁鈧合金加工難度大，目前大多依賴進口，因此發展濺鍍靶材成形技術有助於降低加工難度並穩定生產高性能材料。另外，超硬材料具有極高硬度和耐磨性，廣泛應用於金屬切削、深井鑽探、隧道掘進和採礦等高負荷環境，除鑽石和立方氮化硼外，許多其他化合物近期已在理論設計上展現出的巨大潛力，可滿足更嚴苛的工業需求，提升生產效率和耐用性。最後在建築材料領域，傳統磚塊製造對能源的高依賴性和碳排放問題長期存在，低溫無機聚合技術(LTGS)的發展更進一步降低了製造過程中的能耗，並且保持了良好的抗壓強度，為傳統建材行業提供了一種永續發展的解決方案，有助於減少碳足跡，推動建材領域的綠色轉型。

主題專欄與其他
    市場瞭望專欄〈Micro LED量產技術、材料與市場展望〉分析Micro LED應用市場在2023~2030年CAGR將會有98.6%的高速成長，不同技術路線的競爭也趨於白熱化，接下來材料技術的突破與掌握關乎著成本下降，將成為業者發展重點值得國內材料業者關注。材料與技術專欄〈纖維素奈米微晶應用於傷口敷料之探討〉將分兩期，深入探討纖維素奈米微晶在生醫領域中關於傷口敷料方面的應用前景，透過適當的表面改質，可使該材料具有醫材所需的生物相容性，使纖維素奈米材料在生醫領域的應用當中具有良好前景。專文篇篇精彩，歡迎賞閱！

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/目錄1/
煮字集 Perspectives   科幻與AI 陳力俊 28
光電元件材料溶液製程技術專題 Special Report
從溶液製程到光電元件，材料的創新與挑戰 謝添壽 29
量子點墨水材料技術 潘苡秀 30
Quantum Dot Ink Materials Technology
噴印式量子點色轉換層元件製作技術 洪健彰、彭依濠、李明晉 36
The Inkjet-printed Quantum Dot Color Conversion Layer Device Fabrication Technology
低黏度高分散—IJP噴印材料技術 施偉志、陳相睿 44
IJP Printing Material Technology : Low Viscosity and High Dispersion
近期優化三元有機太陽能電池之策略與發展 張博彥、鄭如忠、陳志平 53
Recent Strategies and Developments in Optimizing Ternary Organic Solar Cells
載子傳輸層應用於鈣鈦礦太陽能電池之近況與展望 65
Recent Developments and Prospects of Carrier Transport Layers in Perovskite Solar Cells
鄭達鴻、施仲恩、蕭育生、陳志平
低碳高效益太陽能複合背板 王麗菁 82
Low Carbon and High Efficiency Solar Composite Backsheet
塗佈型量子點電激發光(QDEL)元件技術 謝孟婷、吳信忠、謝添壽 89
The Development of Solution-type QDEL Materials

/目錄2/
先進陶瓷技術發展與應用技術專題 Special Report
陶瓷不只是陶瓷，無機半導體材料之母 吳禹函 102
碳化矽長晶技術：利用COMSOL模擬分析PVT長晶爐熱場設計 103
Silicon Carbide Crystal Growth Technology : Analyzing PVT Furnace Thermal Field Design Through COMSOL
Simulation 徐同洋、劉子瑜
鋁鈧合金靶材成形與薄膜驗證 高宥榛、陳佑明、吳禹函 110
Fabrication and Thin Film Characterization of Aluminum Scandium Alloy Targets
高硬質化合物材料技術與應用 翁雪萍、徐煜翔 118
Introduction to High-hardness Compound Materials Technology and Application
無機聚合技術應用於磚材製造 徐建華、張名惠 127
Application of Geopolymer Technology in Brick Manufacture
主題專欄 Topic Report
Micro LED量產技術、材料與市場展望 張崇學 138
Micro LED Technology, Material and Market Outlook
纖維素奈米微晶應用於傷口敷料之探討(上) 葉馨云、張豐丞 146
Applications of Cellulose Nanocrystals in Wound Dressings (I)