台灣眾多廠商紛紛投入TFT-LCD面板生產,由於材料佔LCD生產比例高達六成,許多廠商查覺到上游材料的商機,紛紛尋求技術管道,或由國內找尋技術團隊,或由日本技術移轉,投入LCD材料生產,而其中以佔材料成本四分之一的彩色濾光片最為熱門。台灣廠商一窩蜂地投入彩色濾光片產業,是否會如同前年葡式蛋撻旋風一般,廠商競相投入,造成供給過剩,在民眾失去新鮮感後也失去市場而消失在街頭?
在LCD材料中,彩色濾光片(Color Filter;CF)之作用在於利用濾光的方式產生紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色,再將三原色以不同比例混合而產生各種色彩,使LCD顯現彩色。結構中主要包含玻璃基板、黑色矩陣(Black Matrix;BM)、彩色層、保護層、ITO層等等(圖一)。
黑色矩陣(Black Matrix)的作用是在分隔彩色層,增進色彩之對比性,遮光保護TFT元件,避免光電流產生,主要是以鉻(Cr)為主要材料,但因為鉻反射性強且具有毒性,基於環保考量,現已改為Cr/CrO或石墨、樹脂等低反射性材料;紅綠藍三彩色層加成混色後可產生各種顏色,為彩色濾光片之主要功能;保護層為避免彩色層在後續製程中受高溫影響而受損,並可將表面平整化;ITO(Indium Tin Oxide)則作為驅動電路之電極。
彩色濾光片並無統一規格,所以彩色濾光片的製作必須由彩色濾光片製造商依LCD面板製造商的需求製作,其中牽涉面板製造商之設計規格、產品之應用與對色彩純度之要求;彩色濾光片廠需有保密義務,所以一般LCD製造廠所屬之彩色濾光片廠僅提供予本身使用,而無自製彩色濾光片的LCD廠多使用專業製造廠的彩色濾光片。彩色濾光片是一個Design In的產品,需要與客戶保持良好之互動,若能在地生產可以節省許多溝通與運輸之成本。
隨著TFT-LCD大量投產,彩色STN-LCD產量增加,對彩色濾光片的需求量亦逐漸增加,估計2000年全球產量高達2億6千萬片,產值741億日圓;但目前彩色濾光片產能過剩,以及在LCD價格日漸下滑情形下,對材料降價的要求導致彩色濾光片以每年10%~15%的程度下跌,所以至2003年市場需求可成長至3億9千萬片,但產值僅達715億日圓(圖二)(圖三)。
供過於求是價格下滑一項重要因素,依日本研究單位TSR於今年一月所做的調查,以13.3吋換算基準,2000年第一季彩色濾光片產能比TFT-LCD產能多出40%,實際上供過於求的嚴重程度仍須視面板廠商開工狀況而定,TSR認為至2002年方有可能達到供需平衡的機會;但從一月份至今,陸續有日本ACTI之擴建,我國展茂與華新麗華、大同兩集團之投入等等,即使第4代TFT-LCD面板投資案陸續成立,彩色濾光片供過於求的情形在未來兩年內仍是不可避免的(圖四)。
台灣投入彩色濾光片生產的廠商可分為兩大類,一為LCD生產廠商所投入,或如奇美電子由本身設立彩色濾光片廠,或如華新麗華、大同由集團投入,以及如勝華、昌益等彩色STN-LCD廠商;另一類為專業彩色濾光片生產商,如世界巔峰、和鑫光電、劍度、茂展光電等公司。其中和鑫光電係技術移轉日本IBM 3.5代技術,為我國第一家自日本技術移轉TFT彩色濾光片技術之公司,總投資40億元,預計2000年第三季開始量產,月產能8萬片;第二條生產線將與大日本印刷(DNP)合作,進行3.5代或第4代彩色濾光片之生產。劍度公司則是獲得日本STI技轉三.五代技術,總投資額四十億元,預計2001年第一季開始投產。茂展則是與日本最大彩色濾光片製造商凸版印刷合作,以45億日圓的授權金取得凸版印刷的技術,於第一階段集資30億元,設立3.5代玻璃基板尺寸650mm×750mm的生產線,月產能為8萬片基板。
奇美係完全以自有技術生產的廠商,第一條彩色濾光片生產線採用熱轉印法的製程,已自1999年四月間開始量產,以彩色STN-LCD廠商為主要客戶,主攻中小尺寸市場,生產的玻璃基板尺寸為370mm×470mm,月產能為2.5萬片;第二條生產線自1999年第四季起開始裝機,係採用3.5代的生產線,規劃月產能為3萬片基板,所生產的最大尺寸可達650mm×750mm。而為了向上游材料整合,提供彩色濾光片予集團中之瀚宇彩晶、中華映管使用,華新麗華、大同均欲投入彩色濾光片生產。此外,勝華、昌益亦向日本鳥取三洋以整廠輸出的方式購買彩色STN生產線,其中彩色濾光片生產線也包含在內(表一)。
全球從事彩色濾光片製造公司仍以LCD內製廠商(In house)佔有比例最大,在專業生產的公司方面凸版印刷(Toppan)、大日本印刷(DNP)、東麗(Toray)、STI等廠商,其中以凸版印刷為最大,1999年佔21%,其次為大日本印刷、韓國SDI。專業彩色濾光片廠商中,目前僅有凸版印刷獲利,在如此艱困的環境下台灣廠商競相投入是否有生存之空間,值得我們持續觀察(圖五)。
結論
我國彩色濾光片廠商中,有的主要是由LCD面板廠商向上游材料整合而投入,以集團之力建構一上下游完整的LCD王國,市場對他們而言並不是問題,即時供貨及配合面板之設計能力才是關鍵;而專業彩色濾光片生產廠商必須快速取得廠商之驗證,以低價與快速供貨為優勢取得市場,同時提高良率建立自主的技術與研發能力;而在低價銷售的情形下,必須提高良率與材料之利用率,做到Cost Down方有獲利之機會。
彩色濾光片在LCD材料成本中佔有比例超過四分之一,在台灣面板廠商陸續投入情形下,彩色濾光片市場不可限量,但如何在供過於求情形之下獲利,將是台灣廠商的一大挑戰。