日韓廠(chǎng)商于新式彩色濾光片制程-噴墨印刷法

2013-01-05 admin1

一、 降低彩色濾光片成本

TFT-LCD面板有五大關(guān)鍵零組件:彩色濾光片、偏光片、背光模塊、驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電壓改變液晶排列產(chǎn)生畫(huà)面,而千變?nèi)f化的顏色表現(xiàn)則得借重由紅、綠、藍(lán)(RGB)三原色像素所構(gòu)成的彩色濾光片。


為了順應(yīng)產(chǎn)業(yè)低價(jià)化競(jìng)爭(zhēng),各種新式CF制程技術(shù)百花齊放,其中則以噴墨印刷法(Ink Jet Printing)最接近量產(chǎn)可能性。


二、面板產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)家之噴墨印刷法現(xiàn)況

噴墨印刷方式若能順利取代現(xiàn)有非旋轉(zhuǎn)式涂布方法,將可大幅降低曝光、顯影、涂布等制程設(shè)備投資、減少光阻材料成本并簡(jiǎn)化制程,且因此種制程可在常溫下制作,未來(lái)可能應(yīng)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(chǎn)業(yè)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,尤其彩色濾光片專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商市場(chǎng)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(fā)展新式彩色濾光片制程技術(shù)。隨著TFT-LCD面板跌價(jià)趨勢(shì)不斷,面板零組件降價(jià)壓力趨大,各面板廠(chǎng)逐漸導(dǎo)入彩色濾光片內(nèi)制。專(zhuān)業(yè)彩色濾光片廠(chǎng)若要生存,就必須在生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)水準(zhǔn)上再做改善,而內(nèi)制彩色濾光片廠(chǎng)商亦不會(huì)坐以待斃。


1.夏普(Sharp) :

日商夏普在液晶面板產(chǎn)業(yè)動(dòng)見(jiàn)觀(guān)瞻,屢屢開(kāi)創(chuàng)新世代玻璃基板制程,其龜山第2工廠(chǎng)預(yù)定于2006年第3季開(kāi)始生產(chǎn)第八代面板(玻璃母板尺寸為2160×2460mm),預(yù)定以噴墨印刷法制作彩色濾光片,技術(shù)來(lái)自2002年成立的Future Vision研發(fā)聯(lián)盟的成果。其制程機(jī)臺(tái)來(lái)自日商精工愛(ài)普生,精工愛(ài)普生和夏普皆為Future Vision研發(fā)聯(lián)盟一員。


2.專(zhuān)業(yè)彩色濾光片廠(chǎng)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(chǎn),具有悠久歷史,在全球外購(gòu)CF市場(chǎng)亦占有壟斷地位。兩方皆選擇在各自的六代CF生產(chǎn)線(xiàn)投資噴墨印刷法制程:TPN將在三重第一工廠(chǎng)引進(jìn)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(chǎn)設(shè)備,預(yù)定在今年第3季投產(chǎn),而DNP亦在其六代CF生產(chǎn)線(xiàn)引入噴墨印刷制程設(shè)備,預(yù)定于今年第4季投產(chǎn)。


但兩方對(duì)于八代CF生產(chǎn)線(xiàn)卻有不同看法:TPN預(yù)定2006年第3季投產(chǎn)的三重第2工廠(chǎng)(八代CF生產(chǎn)線(xiàn))選擇采用現(xiàn)行Lithography制程,而DNP預(yù)定2007年第2季投產(chǎn)的八代CF生產(chǎn)線(xiàn)則預(yù)計(jì)采用噴墨印刷法制程。據(jù)專(zhuān)家分析推論,其目的有三:


●目的(1):兩者新增之六代CF生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能將可供應(yīng)給今年第2季量產(chǎn)的IPS-alpha六代面板廠(chǎng),亦可同時(shí)供應(yīng)給Sharp之六代面板廠(chǎng)藉以降低成本。

●目的(2):藉由測(cè)試六代CF的噴墨印刷法制程的成熟度之后,接著才會(huì)應(yīng)用到八代CF生產(chǎn)線(xiàn)。也可看出DNP對(duì)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(chǎn)線(xiàn)依然可從TPN的Lithography制程生產(chǎn)線(xiàn)獲得穩(wěn)定CF供應(yīng);若是噴墨印刷制程的CF成功投產(chǎn),Sharp的八代面板將可進(jìn)一步降低成本,在全球液晶電視面板市場(chǎng)具有壓制性成本優(yōu)勢(shì)。


但需注意的是,今年八月底,DNP宣布收購(gòu)Sharp原本在龜山第二工廠(chǎng)內(nèi)采用噴墨印刷法制程之八代CF生產(chǎn)線(xiàn),新公司名稱(chēng)為:DNP Color Techno Kameyama Co. Ltd,定于今年九月一日起營(yíng)運(yùn)。此事件是否代表Sharp的噴墨印刷法制程不若預(yù)期才因而轉(zhuǎn)賣(mài)給DNP進(jìn)行后續(xù)改善,值得觀(guān)察。


(2)韓國(guó)

韓國(guó)是繼日本之后的液晶面板產(chǎn)業(yè)大國(guó),其追趕日本的腳步從不暫歇過(guò)。尤其三星更與日商Sony于2006第1季攜手建立七代面板生產(chǎn)線(xiàn),以現(xiàn)在時(shí)點(diǎn)看來(lái),可謂是洞燭機(jī)先。自1984年起,三星電子即從事TFT-LCD研發(fā),自1987年李健熙接任會(huì)長(zhǎng)對(duì)三星近年發(fā)展影響深遠(yuǎn),他帶領(lǐng)三星電子度過(guò)1997年亞洲金融危機(jī),度過(guò)危機(jī)之后的三星電子在TFT-LCD事業(yè)更為專(zhuān)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(yīng)用上,韓國(guó)產(chǎn)業(yè)資源部促進(jìn)零件材料開(kāi)發(fā)事業(yè),選定三星電子為首的SFA Consortium開(kāi)發(fā)噴墨印刷法技術(shù),以三個(gè)方向進(jìn)行開(kāi)發(fā):(1)「噴墨頭」由Samsung Advanced Institute of Industry 負(fù)責(zé);(2)「相關(guān)材料」由三星集團(tuán)之第一毛織(Cheil Industries)負(fù)責(zé);(3)系統(tǒng)整合部分則由三星電子(Samsung Electronics)負(fù)責(zé)。


三星預(yù)計(jì)先于八代CF生產(chǎn)線(xiàn)采用噴墨印刷法制程配合八代面板生產(chǎn),其宣稱(chēng)之成果令人印象深刻,例如CF制程數(shù)目從 21 道降至 5 道,CF材料使用量減少80%,而CF設(shè)備投資更減少 60%。


三、觀(guān)點(diǎn)

綜觀(guān)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(zhàn)。噴墨印刷法較現(xiàn)行非旋轉(zhuǎn)式涂布技術(shù)雖然有較佳的生產(chǎn)效率及較低生產(chǎn)成本,但此技術(shù)發(fā)展至今仍舊有一些問(wèn)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(guān)系,因?yàn)榫€(xiàn)寬的限制導(dǎo)致噴墨印刷法尚無(wú)法應(yīng)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(shù)逐漸產(chǎn)生威脅,即是稱(chēng)作「色序法(Color Sequential Method或稱(chēng)Field Sequential Method)」的TFT-LCD面板制造技術(shù),其標(biāo)榜完全不需使用彩色光阻,藉此降低成本及制程復(fù)雜度,改以RGB三色LED依時(shí)間軸混色方式取代傳統(tǒng)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(shù)的面板帶有色分離(Color Breakup)現(xiàn)象,對(duì)于電視動(dòng)畫(huà)的播放尚未達(dá)到使用者要求。綜合以上所述,未來(lái)彩色濾光片產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r值得繼續(xù)密切注意。