日韓廠商于新式彩色濾光片制程-噴墨印刷法

一、 降低彩色濾光片成本

TFT-LCD面板有五大關鍵零組件：彩色濾光片、偏光片、背光模塊、驅動IC以及玻璃基板。其中彩色濾光片(Color Filter;CF)是TFT-LCD面板彩色化的最重要組件。TFT-LCD面板靠驅動電壓改變液晶排列產生畫面，而千變萬化的顏色表現則得借重由紅、綠、藍(RGB)三原色像素所構成的彩色濾光片。

為了順應產業低價化競爭，各種新式CF制程技術百花齊放，其中則以噴墨印刷法(Ink Jet Printing)最接近量產可能性。

二、面板產業競爭國家之噴墨印刷法現況

噴墨印刷方式若能順利取代現有非旋轉式涂布方法，將可大幅降低曝光、顯影、涂布等制程設備投資、減少光阻材料成本并簡化制程，且因此種制程可在常溫下制作，未來可能應用到各種基板，例如塑料基板。

(1)日本

日本為全球彩色濾光片產業的技術領導者，尤其彩色濾光片專業廠商市場龍頭─凸版印刷(Toppan Printing;TPN)和大日本印刷(Dai Nippon Printing;DNP)兩者更是積極發展新式彩色濾光片制程技術。隨著TFT-LCD面板跌價趨勢不斷，面板零組件降價壓力趨大，各面板廠逐漸導入彩色濾光片內制。專業彩色濾光片廠若要生存，就必須在生產規模及技術水準上再做改善，而內制彩色濾光片廠商亦不會坐以待斃。

1.夏普(Sharp) ：

日商夏普在液晶面板產業動見觀瞻，屢屢開創新世代玻璃基板制程，其龜山第2工廠預定于2006年第3季開始生產第八代面板(玻璃母板尺寸為2160×2460mm)，預定以噴墨印刷法制作彩色濾光片，技術來自2002年成立的Future Vision研發聯盟的成果。其制程機臺來自日商精工愛普生，精工愛普生和夏普皆為Future Vision研發聯盟一員。

2.專業彩色濾光片廠商TPN和DNP：

TPN和DNP皆于1980年代即已投入TFT-LCD面板用彩色濾光片的生產，具有悠久歷史，在全球外購CF市場亦占有壟斷地位。兩方皆選擇在各自的六代CF生產線投資噴墨印刷法制程：TPN將在三重第一工廠引進支持六代液晶面板(玻璃母板尺寸為1500×1800mm)的噴墨印刷制程生產設備，預定在今年第3季投產，而DNP亦在其六代CF生產線引入噴墨印刷制程設備，預定于今年第4季投產。

但兩方對于八代CF生產線卻有不同看法：TPN預定2006年第3季投產的三重第2工廠(八代CF生產線)選擇采用現行Lithography制程，而DNP預定2007年第2季投產的八代CF生產線則預計采用噴墨印刷法制程。據專家分析推論，其目的有三：

●目的(1)：兩者新增之六代CF生產線產能將可供應給今年第2季量產的IPS-alpha六代面板廠，亦可同時供應給Sharp之六代面板廠藉以降低成本。

●目的(2)：藉由測試六代CF的噴墨印刷法制程的成熟度之后，接著才會應用到八代CF生產線。也可看出DNP對于噴墨印刷法具有較大野心。

●目的(3)：若是噴墨印刷法良率不高，Sharp的八代面板生產線依然可從TPN的Lithography制程生產線獲得穩定CF供應;若是噴墨印刷制程的CF成功投產，Sharp的八代面板將可進一步降低成本，在全球液晶電視面板市場具有壓制性成本優勢。

但需注意的是，今年八月底，DNP宣布收購Sharp原本在龜山第二工廠內采用噴墨印刷法制程之八代CF生產線，新公司名稱為：DNP Color Techno Kameyama Co. Ltd，定于今年九月一日起營運。此事件是否代表Sharp的噴墨印刷法制程不若預期才因而轉賣給DNP進行后續改善，值得觀察。

(2)韓國

韓國是繼日本之后的液晶面板產業大國，其追趕日本的腳步從不暫歇過。尤其三星更與日商Sony于2006第1季攜手建立七代面板生產線，以現在時點看來，可謂是洞燭機先。自1984年起，三星電子即從事TFT-LCD研發，自1987年李健熙接任會長對三星近年發展影響深遠，他帶領三星電子度過1997年亞洲金融危機，度過危機之后的三星電子在TFT-LCD事業更為專注，加上旺盛之企圖心，造就今日三星電子之地位。

在噴墨印刷法制造彩色濾光片的應用上，韓國產業資源部促進零件材料開發事業，選定三星電子為首的SFA Consortium開發噴墨印刷法技術，以三個方向進行開發：(1)「噴墨頭」由Samsung Advanced Institute of Industry 負責;(2)「相關材料」由三星集團之第一毛織(Cheil Industries)負責;(3)系統整合部分則由三星電子(Samsung Electronics)負責。

三星預計先于八代CF生產線采用噴墨印刷法制程配合八代面板生產，其宣稱之成果令人印象深刻，例如CF制程數目從 21 道降至 5 道，CF材料使用量減少80%，而CF設備投資更減少 60%。

三、觀點

綜觀日韓于噴墨制程皆多所布局，但是噴墨印刷法邁向成熟之路亦有挑戰。噴墨印刷法較現行非旋轉式涂布技術雖然有較佳的生產效率及較低生產成本，但此技術發展至今仍舊有一些問題待克服，如墨滴尺寸(Ink Size)與印刷精確度(Printing Accuracy)是互相矛盾的兩難(Trade-off)，而墨滴尺寸又和彩色濾光片的分辨率(Resolution)有極大的關系，因為線寬的限制導致噴墨印刷法尚無法應用于超高分辨率的彩色濾光片制程。

除此之外，近年亦有一新興技術逐漸產生威脅，即是稱作「色序法(Color Sequential Method或稱Field Sequential Method)」的TFT-LCD面板制造技術，其標榜完全不需使用彩色光阻，藉此降低成本及制程復雜度，改以RGB三色LED依時間軸混色方式取代傳統RGB三色彩色濾光片之空間軸混色方式，然而采用此新興技術的面板帶有色分離(Color Breakup)現象，對于電視動畫的播放尚未達到使用者要求。綜合以上所述，未來彩色濾光片產業發展狀況值得繼續密切注意。