TFT LCD由于具有质量轻、体积小、省能源的特性，因此小自手机、PDA大到TV都可见其应用与无远弗届的影响力。由于技术瓶颈与价格的限制，相较于Mobile Application、NB或是Desktop Monitor等领域，LCD TV的相关应用目前仍不及CRT的1/100，但是相对的LCD TV无疑是未来TFT LCD产业最具爆发力与成长性的应用领域，如(图一)，也是未来台日韩各TFT LCD厂商角力的重心。
| 《图一 TFT LCD面板各种应用之市场成长趋势 》 |
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根据日本Sharp所整理的资料，如(图二)，在2000年全球LCD TV的总生产数不过30万台，但到了2005年，全球LCD TV的需求将会达到730万台，短短五年间需求成长24倍。若再以应用尺寸来细分，在生产技术与成本考量下，将会以20吋以下（15、17 inch）的应用为主，但随着五代、六代线的投产，伴随着制程良率的提升与制造成本的有效降低，20吋以上的产品比重将会逐年提高，预计在2005年将会有超过3成以上20～30吋的LCD TV的产品比重，如(图三)。
| 《图二 大尺寸LCD TV市场规模预测〈数据源：Sharp〉》 |
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| 《图三 不同尺寸LCD TV市场预测〈数据源：Display Search〉》 |
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面对未来TV显示器平面化的发展趋势，对于TFT LCD彩色化灵魂关键的彩色滤光片（Color Filter；CF），其相关技术发展与瓶颈，对LCD TV的发展速度将有着决定性的影响。以下本文即针对彩色滤光片应用于LCD TV之相关产品，其规格需求以及技术现况进一步说明与探讨。
LCD TV之应用与相关产品规格
LCD TV如同TFT LCD其他产品一般，具有质轻，不占体积的特质，而且其省电与低辐射更胜过CRT与其他显示器产品，因此在摆设上可以搭配室内空间的特质与需求作出更多样化的设计，如(图四)。除此之外，由于其可携带性（Portable）的特质可使得日常生活中，不论是健身房运动、厨房、或是同家出游的座车中，都能方便享受多媒体影音，而不再受时空限制。相较于CRT唯一类比讯号的视讯传送，LCD TV的数位讯号传送方式使其更适合于与Internet相结合，因此除了影像资讯外，也同时具备文字符号的显示传送角色，如(图五)。
| 《图五 Diversity of LCD-TVs》 |
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基于以上特质，同时综合制造成本与技术能力考量，未来数年内LCD TV的应用将会是以30吋以下的产品为主（虽然韩国三星已于2001年底展示40吋LCD TV），其解析度要求依应用特性将会介于VGA（640×480）－SXGA（1280×1024），未来若进一步与Internet相结合而成为双向式互动电视，将会进一步结合Touch Panel的设计，届时所有的操作与沟通，藉由一块薄薄的LCD TV平板即可实现。
LCD TV目前在应用上的技术挑战主要有下列几点：第一是液晶反应时间的缩短，相对于CRT每个frame time约为0.1～1msec，TFT LCD的frame time就显得长很多，LCD显示器的frame time主要取决于液晶的反应时间，液晶分子的黏滞系数、弹性系数以及cell gap值都会影响反应时间的快慢，目前TN mode TFT LCD的反应时间约为20 msec，如(图六)、(图七)，应TV在动画显示上的要求，未来会以16.7 msec以下为目标。
第二点是关于视角的扩增，如(表一)，目前TN型TFT LCD面板在加上广视角膜后，已可将其视角提高至上下左右皆约60度，在一般NB或是Desktop Monitor的应用中尚不构成严重的问题，因为大多数场合使用者皆位于画面的正前方。但是LCD TV的观众可能来自四面八方，趋近于全视角的需求就变成基本且迫切需要。除了前面提到的广视角膜技术外，目前在LCD TV广视角技术中主要有两大类，第一类是IPS（In Plane Switch）mode，第二类是MVA（Multi-domain vertical alignment）mode，其又可分为以突块（bump）或画素电极pattern（PVA）来达到multi-domain的效果。 IPS及MVA mode TFT LCD皆能将视角扩增至上下左右皆约80度左右。
至于第三点则是颜色的规格需求(图八)，为求颜色有更好的再现性与显示品质，在LCD TV用的彩色滤光片其NTSC须大于70％以上，而色温的要求则须超过9000 K。
TV用CF之光阻材料与制程技术
目前彩色滤光片的颜料光阻大多是利用颜料分散法的负型光阻，利用slit + spin的涂布方式湿式成膜，再配合黄光微影技术制作成RGB的color pixel pattern。颜料分散法所选用的pigment耐热与抗化性佳，但由于pigment分子结构易于堆叠结晶，而且不易溶于一般有机溶剂，需利用特殊的分散方式方能悬浮于连续相中，在颜色的饱和度与穿透率上均较一般有机dye为逊色，因此如何利用特殊的合成方式改质pigment本身的结构，以增加穿透度与色彩饱和度就成为TV用高彩光阻所努力的目标。在TFT LCD的构造中，影响显色效果的元件主要有二，一是所选用的背光源，另一则是彩色滤光片，因此要达到最佳的显色效果，彩色光阻的选取调配必须与背光频谱相互结合，方能收到最大的功效。
另一项TV用颜料光阻在选取开发上需考虑的因素是有关于涂布方式的改进，颜料光阻是彩色滤光片制造生产过程中成本仅次于玻璃的原料，减少光阻的使用量将能进一步有效的降低生产成本，目前彩色滤光片颜料光阻的涂布方式除了有传统的spin、slit + spin外，利用capillary coating或是spin-less coating的涂布技术已逐渐被应用，此两种方式都能有效的提高光阻使用率，减少不必要的光阻浪费，而光阻因应涂布方式的改变，在溶剂、固含量、以及黏度上也须对应作调整。
大尺寸CF之技术瓶颈
大尺寸彩色滤光片在生产制造上的技术瓶颈主要有：
光阻涂布技术的改进提升
若五代线彩色滤光片生产制造使用与3.5代相同之颜料光阻，其光阻的浪费与耗损量会更高，而且基板面积增大后，如何控制涂布均匀性也是一项难题，这些都会影响彩色滤光片的品质及良率，因此以spin-less制程取代传统slit＋spin将会成为新主流趋势，如此一来除光阻材料可以大幅节省外，同时省去EBR（Edge Bead Remove）的程序。但是相对的光阻材料都须重新调整改良，方能应用于spin-less制程。
微影方式的改变
在4代线之前（含4代线），为提高彩色滤光片产量，曝光方式多采1：1，one step/one shot的proximity曝光，但是当基板尺寸变大为1100×1250时，若要维持one step/one shot的方式光罩制作费用不但昂贵，而且在传送与清洁上也变的非常困难，因此目前都以multi-step/multi-shot的方式为主。基台设计若选取700×800mm的光罩panel尺寸最大可对应到32吋，若选取800×920mm的光罩，则最大面板可对应至42吋。
Macro检查技术
彩色滤光片的生产制造中，有许多process quality的判定需仰赖检查人员的目视判定，但是当基板尺寸变大后，已无法再以徒手捉取方式来检查彩色滤光片，必须仰赖auto/ semi auto的机具加以辅助，如何设计机具高度、视角的调整、灯具与光源的选取，都将会变成critical的课题。
Resin BM/BM-less
当玻璃基板大型化之后，Cr film的sputtering技术会变的更困难且生产成本高，因此Resin BM应用在大型基板的彩色滤光片将会成为降低制造成本的必要方式，如果能藉由阵列（ Array）的设计，将彩色滤光片进一步改为BM-less，将能更有效的降低彩色滤光片的生产成本。
Photo Spacer
基板大型化后，传统spacer bead的洒布均匀性控制会变的更困难，因此color filter with photo spacer，将会是5G或是大尺寸面板的必备需求，如何控制photo spacer的涂布均匀性，以及进一步改质Photo Spacer材料特性，以同时提高spacer的softness与elasticity recovery ratio，将会成为一项新的技术挑战。
未来之挑战与市场机会
未来LCD TV与CRT的竞争，除了上述之显示技术问题外，最重要的关键就是LCD TV的价格，而且控制权掌握在TFT LCD的手中，如果能越快的降低生产制造成本，提供价格具竞争力的产品以吸引消费者的购买欲望，取代CRT的速度将会越快。
因此未来LCD TV的规格订定与制作生产，降低生产成本同时提高生产良率将是唯一的指导原则，因此在可预见的未来VGA/SVGA 将会是30 吋以下的LCD TV产品的主流规格， XGA/SXGA将会是30～40吋的LCD TV解析度要求。换句话说，TV用color filter的制程技术与解析度要求并不若萤幕般要求严格，而是如何将低阶技术做成大面板、大基板、而且提高良率，降低成本。
未来LCD TV如果要有效取代CRT，其制造成本需有效降低至每平方英吋10美元(图九)，也是台日韩各家TFT与Color Filter厂商相继投入5G或6G生产的努力目标。如果这个目标越早达到，引爆的商机与需求将会越早来临，而这个时间点最有可能在2004 - 2005年引爆出来，谁能在此之前，做好相关制程技术与投产的准备，就可以占有下一波TFT LCD产业高峰来临的市场商机。
TFT LCD产业目前在台湾已是仅次于IC半导体制造的第二重要产业，在与日韩等对手的竞争与角逐过程中，须有政府在策略上的全盘规划与辅导，有效的整合上、中、下游各相关材料零组件厂商，以群聚效应与生产管理有效降低生产成本，台湾厂商方能有机会在下一波LCD TV的市场竞赛中，脱颖而出。 （作者任职于展茂光电）
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