TFT LCD由於具有質量輕、體積小、省能源的特性，因此小自手機、PDA大到TV都可見其應用與無遠弗屆的影響力。由於技術瓶頸與價格的限制，相較於Mobile Application、NB或是Desktop Monitor等領域，LCD TV的相關應用目前仍不及CRT的1/100，但是相對的LCD TV無疑是未來TFT LCD產業最具爆發力與成長性的應用領域，如(圖一)，也是未來台日韓各TFT LCD廠商角力的重心。
| 《圖一 TFT LCD面板各種應用之市場成長趨勢 》 |
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根據日本Sharp所整理的資料，如(圖二)，在2000年全球LCD TV的總生產數不過30萬台，但到了2005年，全球LCD TV的需求將會達到730萬台，短短五年間需求成長24倍。若再以應用尺寸來細分，在生產技術與成本考量下，將會以20吋以下（15、17 inch）的應用為主，但隨著五代、六代線的投產，伴隨著製程良率的提升與製造成本的有效降低，20吋以上的產品比重將會逐年提高 ，預計在2005年將會有超過3成以上20～30吋的LCD TV的產品比重，如(圖三)。
| 《圖二 大尺寸LCD TV市場規模預測〈資料來源：Sharp〉》 |
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| 《圖三 不同尺寸LCD TV市場預測〈資料來源：Display Search〉》 |
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面對未來TV顯示器平面化的發展趨勢，對於TFT LCD彩色化靈魂關鍵的彩色濾光片（Color Filter；CF），其相關技術發展與瓶頸，對LCD TV的發展速度將有著決定性的影響。以下本文即針對彩色濾光片應用於LCD TV之相關產品，其規格需求以及技術現況進一步說明與探討。
LCD TV之應用與相關產品規格
LCD TV如同TFT LCD其他產品一般，具有質輕，不佔體積的特質，而且其省電與低輻射更勝過CRT與其他顯示器產品，因此在擺設上可以搭配室內空間的特質與需求作出更多樣化的設計，如(圖四)。除此之外，由於其可攜帶性（Portable）的特質可使得日常生活中，不論是健身房運動、廚房、或是同家出遊的座車中，都能方便享受多媒體影音，而不再受時空限制。相較於CRT唯一類比訊號的視訊傳送，LCD TV的數位訊號傳送方式使其更適合於與Internet相結合，因此除了影像資訊外，也同時具備文字符號的顯示傳送角色，如(圖五)。
| 《圖五 Diversity of LCD-TVs》 |
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基於以上特質，同時綜合製造成本與技術能力考量，未來數年內LCD TV的應用將會是以30吋以下的產品為主（雖然韓國三星已於2001年底展示40吋LCD TV），其解析度要求依應用特性將會介於VGA（640×480）－SXGA（1280×1024），未來若進一步與Internet相結合而成為雙向式互動電視，將會進一步結合Touch Panel的設計，屆時所有的操作與溝通，藉由一塊薄薄的LCD TV平板即可實現。
LCD TV目前在應用上的技術挑戰主要有下列幾點：第一是液晶反應時間的縮短，相對於CRT每個frame time約為0.1～1msec，TFT LCD的frame time就顯得長很多，LCD顯示器的frame time主要取決於液晶的反應時間，液晶分子的黏滯係數、彈性係數以及cell gap值都會影響反應時間的快慢，目前 TN mode TFT LCD的反應時間約為20 msec，如(圖六)、(圖七)，應TV在動畫顯示上的要求，未來會以16.7 msec以下為目標。
第二點是關於視角的擴增，如(表一)，目前TN型TFT LCD面板在加上廣視角膜後，已可將其視角提高至上下左右皆約60度，在一般NB或是Desktop Monitor的應用中尚不構成嚴重的問題，因為大多數場合使用者皆位於畫面的正前方。但是LCD TV的觀眾可能來自四面八方，趨近於全視角的需求就變成基本且迫切需要。除了前面提到的廣視角膜技術外，目前在LCD TV廣視角技術中主要有兩大類，第一類是IPS（In Plane Switch）mode，第二類是MVA（Multi-domain vertical alignment）mode，其又可分為以突塊（bump）或畫素電極pattern（PVA）來達到multi-domain的效果。IPS及MVA mode TFT LCD皆能將視角擴增至上下左右皆約80度左右。
至於第三點則是顏色的規格需求(圖八)，為求顏色有更好的再現性與顯示品質，在LCD TV用的彩色濾光片其NTSC須大於70％以上，而色溫的要求則須超過9000 K。
TV用CF之光阻材料與製程技術
目前彩色濾光片的顏料光阻大多是利用顏料分散法的負型光阻，利用slit + spin的塗佈方式濕式成膜，再配合黃光微影技術製作成RGB的color pixel pattern。顏料分散法所選用的pigment耐熱與抗化性佳，但由於pigment分子結構易於堆疊結晶，而且不易溶於一般有機溶劑，需利用特殊的分散方式方能懸浮於連續相中，在顏色的飽和度與穿透率上均較一般有機dye為遜色，因此如何利用特殊的合成方式改質pigment本身的結構，以增加穿透度與色彩飽和度就成為TV用高彩光阻所努力的目標。在TFT LCD的構造中，影響顯色效果的元件主要有二，一是所選用的背光源，另一則是彩色濾光片，因此要達到最佳的顯色效果，彩色光阻的選取調配必須與背光頻譜相互結合，方能收到最大的功效。
另一項TV用顏料光阻在選取開發上需考慮的因素是有關於塗佈方式的改進，顏料光阻是彩色濾光片製造生產過程中成本僅次於玻璃的原料，減少光阻的使用量將能進一步有效的降低生產成本，目前彩色濾光片顏料光阻的塗佈方式除了有傳統的spin、slit + spin外，利用capillary coating或是spin-less coating的塗佈技術已逐漸被應用，此兩種方式都能有效的提高光阻使用率，減少不必要的光阻浪費，而光阻因應塗佈方式的改變，在溶劑、固含量、以及黏度上也須對應作調整。
大尺寸CF之技術瓶頸
大尺寸彩色濾光片在生產製造上的技術瓶頸主要有：
光阻塗佈技術的改進提升
若五代線彩色濾光片生產製造使用與3.5代相同之顏料光阻，其光阻的浪費與耗損量會更高，而且基板面積增大後，如何控制塗佈均勻性也是一項難題，這些都會影響彩色濾光片的品質及良率，因此以spin-less製程取代傳統slit＋spin將會成為新主流趨勢，如此一來除光阻材料可以大幅節省外，同時省去EBR（Edge Bead Remove）的程序。但是相對的光阻材料都須重新調整改良，方能應用於spin-less製程。
微影方式的改變
在4代線之前（含4代線），為提高彩色濾光片產量，曝光方式多採1：1，one step/one shot的proximity曝光，但是當基板尺寸變大為1100×1250時，若要維持one step/one shot的方式光罩製作費用不但昂貴，而且在傳送與清潔上也變的非常困難，因此目前都以multi-step/multi-shot的方式為主。基台設計若選取700×800mm的光罩panel尺寸最大可對應到32吋，若選取800×920mm的光罩，則最大面板可對應至42吋。
Macro檢查技術
彩色濾光片的生產製造中，有許多process quality的判定需仰賴檢查人員的目視判定，但是當基板尺寸變大後，已無法再以徒手捉取方式來檢查彩色濾光片，必須仰賴auto/semi auto的機具加以輔助，如何設計機具高度、視角的調整、燈具與光源的選取，都將會變成critical的課題。
Resin BM/BM-less
當玻璃基板大型化之後，Cr film的sputtering技術會變的更困難且生產成本高，因此Resin BM應用在大型基板的彩色濾光片將會成為降低製造成本的必要方式，如果能藉由陣列（Array）的設計，將彩色濾光片進一步改為BM-less，將能更有效的降低彩色濾光片的生產成本。
Photo Spacer
基板大型化後，傳統spacer bead的灑佈均勻性控制會變的更困難，因此color filter with photo spacer，將會是5G或是大尺寸面板的必備需求，如何控制photo spacer的塗佈均勻性，以及進一步改質Photo Spacer材料特性，以同時提高spacer的softness與elasticity recovery ratio，將會成為一項新的技術挑戰。
未來之挑戰與市場機會
未來LCD TV與CRT的競爭，除了上述之顯示技術問題外，最重要的關鍵就是LCD TV的價格，而且控制權掌握在TFT LCD的手中，如果能越快的降低生產製造成本，提供價格具競爭力的產品以吸引消費者的購買慾望，取代CRT的速度將會越快。
因此未來LCD TV的規格訂定與製作生產，降低生產成本同時提高生產良率將是唯一的指導原則，因此在可預見的未來VGA/SVGA 將會是30 吋以下的LCD TV產品的主流規格，XGA/SXGA將會是30～40吋的LCD TV解析度要求。換句話說，TV用color filter的製程技術與解析度要求並不若螢幕般要求嚴格，而是如何將低階技術做成大面板、大基板、而且提高良率，降低成本。
未來LCD TV如果要有效取代CRT，其製造成本需有效降低至每平方英吋10美元(圖九)，也是台日韓各家TFT與Color Filter廠商相繼投入5G或6G生產的努力目標。如果這個目標越早達到，引爆的商機與需求將會越早來臨，而這個時間點最有可能在2004 - 2005年引爆出來，誰能在此之前，做好相關製程技術與投產的準備，就可以佔有下一波TFT LCD產業高峰來臨的市場商機。
TFT LCD產業目前在台灣已是僅次於IC半導體製造的第二重要產業，在與日韓等對手的競爭與角逐過程中，須有政府在策略上的全盤規劃與輔導，有效的整合上、中、下游各相關材料零組件廠商，以群聚效應與生產管理有效降低生產成本，台灣廠商方能有機會在下一波LCD TV的市場競賽中，脫穎而出。（作者任職於展茂光電）
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