教育部补助技专校院发展学校重点特色专

1教育部補助技專校院發展學校重點特色專案計畫九十三年度計畫執行報告奈米級光電平面顯示器元件設計與製程技術研發StudyonDesignandProcessingTechnologyofNanoOpticalFlatDisplayElement台技(2)字第０九三０七七五一０三Ｂ號全程計畫：自民國93年1月至民國93年12月止本年度計畫：自民國93年1月至民國93年12月止執行學校：龍華科技大學中華民國12月01日2奈米級光電平面顯示元件設計與製程技術研發—九十三年度計畫執行報告執行學校：龍華科技大學3目錄肆計畫基本資料表……………………………………………………1伍整體計畫中文摘要…………………………………………………2陸整體計畫英文摘要…………………………………………………2柒年度計畫執行成果中文摘要………………………………………2捌年度計畫執行成果英文摘要………………………………………2玖年度計畫執行內容及成果說明……………………………………3拾經費運用情形一覽表…………………………………………44拾壹年度計畫查核點執行情形……………………………………45拾貳所面臨問題與因應措施…………………………………………464肆、計畫基本資料表總計畫名稱奈米級光電平面顯示器元件設計總計畫編號台技(2)字第０九三０七七五一０三Ｂ號執行單位龍華科技大學姓名張文雄姓名沈永康電話[phone]轉2001電話[phone]#5100傳真[phone]傳真[phone]#5101計畫總主持[e-mail]計畫聯絡人[e-mail]經常門經常門資本門5,500,000資本門5,500,000全程計畫核定補助經費（仟元）合計5,500,000本年度核定補助經費（仟元）合計5,500,000全程計畫學校配合款（仟元）1,650,000本年度學校配合款（仟元）1,650,000計畫序號計畫名稱主持人職稱服務單位總計畫奈米級光電平面顯示器元件設計張文雄校長龍華科技大學分項計畫1光電平面顯示器奈米粉體材料之製備技術研發陳寶祺教授龍華科技大學化工與材料系分項計畫2背光模組元件微熱壓成型製程技術研發沈永康副教授龍華科技大學機械工程系分項計畫3高光學效率LCD背光模組之設計和加工研究技術研發葉勝利副教授龍華科技大學機械工程系5伍、整體計畫中文摘要計畫(總計畫、分項計畫)目標本特色計畫總體目標如下:1.建構光電學程所需之教學與實習環境2.發展光電元件材料設計與製造學程3.培育光電元件設計與製造技術之人才4.提昇本校產學合作能量，成為區域性的光電元件研發中心陸、整體計畫英文摘要Theobjectsofthisplanare:1.Tobuildtheteachingandlearningplaceonoptical-electronelement.2.Todevelopedthedesignandmanufactureprogramonoptical-electronelement.3.Toeducatethepeopleforthedesignandmanufacturetechnologyonoptical–electronelement.4.Toincreasetheschool’sresearchpower,tobecomethelocaloptical-electronresearchcenter.柒、年度計畫執行成果中文摘要本計劃共分為三個子計劃，子計劃一所採購之粒徑分析儀已購入，並已在測試量測奈米級粒子之精度。子計劃二所採購之熱壓成型機配合微結構模具已在測試中，結果良好。子計劃三所採購之點矩陣是光柵點製板機已購入，並在使用中，期望未來整合後發揮此計畫功能。捌、年度計畫執行成果英文摘要Thisplanisdeparttheresub-plan.Theparticleanalysismachineisusedtomeasuretheprecisionofnanoparticleonfirstplan.Thehotembossingmachineandmoldwithmicro-featureareusedtomanufacturethemicropartandtesttheprecisiononsecondplan.Thedot-matrixhologrammastreingmachineisusedtodesignandmanufacturethehologramplateonthirdplan.Thesub-plansqreintegratedtogathertoreadyproducethemaximunpowerforthisplan.6玖、年度計畫執行內容及成果說明：一、總計畫與分項計畫，各分項計畫間的整合架構與互動關係子計畫名稱子計畫主持人參與人員子計畫一：光電平面顯示器奈米粉體材料之製備技術研發陳寶祺鄭進山、許秀菱子計畫二：背光模組元件微熱壓成型製程技術研發沈永康黃德言、黃進光子計畫三：高光學效率LCD背光模組之設計和加工研究技術研發葉勝利陳詩豐、潘亞東總計畫與各個子計畫的關係如下圖：總計畫奈米級光電平面顯示器元件設計與製程技研發子計畫一光電平面顯示器奈米粉體材料之製備技術研發子計畫二背光模組元件微熱壓成型製程技術研發子計畫三高光學效率LCD背光模組之設計和加工研究技術研發分析結果製造結果材料結果光學設計結果7各子計畫預期產品為：子計畫一子計畫二子計畫三導光版材料稜鏡片材料擴散板材料導光板製程稜鏡片製程擴散板製程導光板設計稜鏡片設計擴散板設計8二、計畫管理（參與學校間合作方式與整合推動之機制）依據規劃之研究與學程，規劃各課程之內容、編撰教材、建置實驗室、延聘師資、開課、推動推廣教育與建教合作等。以下就工作項目及實施方法分別敘述之:工作項目根據工作內容，本計劃分為以下幾個工作項目以達到目標:1.特色技術發展之規劃本特色計畫由龍華科技大學校長張文雄教授為計畫主持人，機械系主任沈永康副教授擔任計畫聯絡人，分成三項子計畫，相對應計畫為：2.課程內容規劃本校學程採跨化工、機械、電子、電機所系開課並開放給資管、工管等系所學生修課。任課老師根據前述修課學生背景及課程深度並配合產業所須設備相關課程內容，使其能保持興趣而學習完整之專業技能。3、建置相關實驗室與實習授課方式為達實務教學之目標，擬增設微熱壓成型實驗室、微細電鑄實驗室、光電半導體實驗室及奈米材料實驗室，增購之設備均以採取產業界現行使用設備為原則並妥善規劃實驗室規模。實習課程依據課程性質及設備多寡可採用集體分組實習或個別分組實習方式進行。集體分組實習係以班為單位，其適用於低單價設備或基礎實習課程;個別分組係以組為單位，以預約使用設備時間之方式進行，其適用於高單價設備或專題實習之課程，授課方式應妥為規劃以產生最大學習效果。4、推廣教育與建教合作實驗室建置、授課方式、課程規劃完成後，本校以推廣教育方式逐步推出相關課程。為有效推動產業發展，推廣教育初期招收之學員以現在職為主。進而已建教合作、育成中心方式爭取相關實務性研究案並轉移研究成果。5、舉辦全國性研討會結合各相關系所舉辦全國性奈米級平面顯示器光電元件製造研討會，以達教學與研究經驗交流之目的。96、舉辦成果觀摩發表會配合本校相關計畫舉辦成果發表會。實施方法1、實驗室建置由工程學院規劃並負責撰寫實驗設備規格及數量。2、課程規劃由相關所系、任課教師邀請業界專家參酌各校課程規劃方式、內容擬定授課大綱、開課學年、學期以及授課方式。任課教師依據授課大綱、修課學生背景、課程深度編撰教材。3、相關所系負責規劃推廣教育與建教合作實施方案，與產業界建立教育夥伴關係以利使用其設備。三、計畫（總計畫及分項計畫）實施方式或教學方法子計畫一、光電平面顯示器奈米粉末材料之製備技術研發奈米科技為資訊科技與生命科技發展的重要基礎。它的發展對於21世紀經濟、國防和社會會產生重大影響。因此世界各國在財力與人力方面均大量的投入希望能強得先機以主導市場大餅。我國在奈米科技的發展亦不落人後，在大學教育上所受衝擊相當大，主要是奈米科技具多學科交叉性質，若將奈米科技與傳統科技領域結合略可分為奈米材料、奈米電子、奈米生物學、奈米化學、奈米機械與奈米加工等。由於全面發展奈米科技在本校現行人力與財力上有其難度，但本校工學院仍依現況將奈米材料、奈米機械與奈米加工等列入發展特色，同時在大學部與研究所分別開設相關科目，以培養符合產業需求的人才。在奈米材料方面，可分為奈米粉體與奈米固體材料，奈米粉體是指顆粒大小在1-100nm間，並具特異性能之材料，而奈米固體材料是指由奈米粒子所構成，或在三維中有一維處於奈米級的固體材料，由於得之如何製備奈米粒子，實為研發奈米材料的重點。若以結構性來區分：有奈米線、多層膜、顆粒膜以及奈米相材料。其中奈米粉體、多層膜、顆粒膜等為本校工學院化工系有機會發展的特色，主要是因目前支援實驗室有精密儀器實驗室、光學實驗室、電子光學材料實驗室、電漿實驗室以及貴重儀器實驗室等，以及相關課程、人力的支援。圖一為本校工學院有關粉體材料特色所開設之課程，能支援之儀器以及待購置之儀器。奈米粉體之製備技術大體上被分為”由下至上”以及”由上至下”，由下至上之技術主要是10操作原子與分子成為奈米粒子，由熱力學觀點為自發反應，即G=H△△-TS△＜0，且S△＜0，故H△＜0，表示放熱反應，而由上至下之操作通常為G△＞0，亦即H△-TS△＞0，且S△＞0，故H△＞0，表示吸熱反應，為耗能源之技術，此外，安全性與粉碎極限為此類技術必需改善的。因此本計畫主要是以化學反應技術製備奈米粉體，採用由下至上之技術，初期以共沉法與水解沉澱法為主，主要是因此兩方法亦有某些共通之處，例如溶液性質、pH值、混合方式、溫度等操作變數之影響，於發生成核(nucleation)後會進一步成長(growth)為較大的晶體，因此如何控制粒子成核速率與成長速率，將是製備奈米粒子之關鍵，圖二為反應物A與B在溶液中反應，產生過飽和溶液後，會成核及成長，同時會產生凝聚體(agglomerates)。其中由過飽和溶液形成晶核的過程稱為感應時間(inductiontime)，隨後即大量成核，此時溶液濃度會顯著降低而濁度增加，晶核一旦形成後會成長以及凝聚，由於製備奈米粒子初成核與凝聚通常為主要機制，因此溶液狀態與成核時間的控制成為製備奈米材料的關鍵。至於水解沉澱法主要是以無機鹽及醇鹽之水解沉澱為主，其中醇鹽之水解沉澱較常使用，如鈦鹽水解可使TiO2沉澱，而三價鐵鹽之水解可得α-F2O3奈米粒子，此法目前尚有研發空間。此兩法在操作技術上可採用先混合、後混合以及其他法，以控制感應時間，或是由調節pH值來控制感應時間。此處其他法主要是指加入藥劑以達控制感應時間的效果。由於這些方法為製備微米材料之重要方法之一，在本研究群已有操作經驗，如以定酸儀控制定酸、定組成、探討混合對於成核、成長與凝聚現象之影響等，因此在技術上應無問題。此外，此兩法具有容易操作、量化並可製造一定化學結構之化合物等特色，所以相當具有潛力，因而受到學者之重視。在我們所選用之技術中，可用以開發之產品如CaCO3、BaCO3、BaTiO3、TiO2等具有重要用途，包括通訊器材、環境材料、能源材料、電子才材料以及顯示器材料等，這些材料為舉世所重視的材料，對某些產業之發展有相當的影響。有關本校特色發展與產業關係如圖一所示，資料顯示於此使用之方法與製備之產品關係密切，值得本校發展。於本計畫完成後，將運用現有儀器發展溶膠-凝膠法、電漿技術與超臨界流體技術，以合成奈米粉體，此外，對於生物材料之製備將是本校奈米科技下一步要發展的目標。11執行進度工作項目期限備註蒐集資料、向參與人員報告本計畫、採購第1-2個月實驗安全及原理課程儀器分析訓練第3個月使用與維護架設實驗設備與操作訓練第3-4個月進行先混合反應結晶實驗、分析數據第5-6個月1.建立先混合操作觀念2.建立粒徑控制觀念