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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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累積優質技術實力 達輝光電專注TAC膜產品研發

文/魏茂國

平面顯示器的崛起,不只改變了消費使用的習慣與品質,更使得影像顯示產業掀起極大變化,也進一步帶動台灣光電產業的轉型提升。新光合成纖維公司在此關鍵浪潮中,選擇投入液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)中的光學膜(Optical Film)市場,包括專業生產偏光板保護膜的達輝光電,正快速建構自主研發能量,協助台灣業者減低對進口產品的依賴,同時更以「HyTAC新型偏光板保護膜」提前為下世代產品布局。

在兩兆雙星的產業發展計畫中,「影像顯示」即是目標產值上探「兆」元的產業之一,其中的平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)產值,更早已於2006年10月超越新台幣一兆元,可說是目前台灣的重要產業,至今約每四台LCD TV就有一台是由台灣代工廠商生產。然而,屬LCD偏光板上游的關鍵零組件「TAC膜」(Triacetyl Cellulose Film,三醋酸纖維素膜),過去卻長期倚賴國外大廠產品,進口比例幾乎為100%,金額更高達每年300億元新台幣以上。

「TAC膜」的主要用途,在於保護LCD中的偏光板,並藉以調整LCD的光學特性;以一般LCD偏光板需使用前後二片TAC膜來保護,加上LCD需要二片偏光板來計算,等於一片LCD至少需要四片以上的TAC膜。此外,在TAC膜上還可以經過其他塗佈等處理,提供更多樣性的功能及產品,是LCD中不可或缺的零組件,也影響平面顯示器產業的競爭力甚深。

事實上,TAC膜所使用的材料與原理,和相機所使用的底片可說是相似的,在規格上卻更加嚴謹;以目前全球前兩大TAC膜製造廠商,即為過去在底片市場中具有一席之地的日本富士(Fuji Film)及柯尼卡(Konica),並占了九成以上的TAC膜市場。因此,如何能夠突破既有大廠的限制,提高LCD所使用的光學膜技術,不僅是鄰近韓國、中國等相關業者積極努力的目標,亦是台灣在深植影像顯示與LCD產業時,必須思考的關鍵議題。

投入光電產業

也正是看到平面顯示器與LCD的發展趨勢,以及政府的鼓勵協助,新光合成纖維公司經過仔細評估後,決定投入光電產業,並專注於光學薄膜的製造生產;原先在杜邦公司服務近三十年的達輝光電暨新輝光電董事長柯耀宗,即是帶領新光合纖轉型的一大推手,利用在杜邦的工作經驗,為企業集團找尋規劃未來的方向。

柯耀宗表示,約十年前來到新光合纖時,有不少事業或產品的市場逐漸飽合,甚至已是夕陽工業;為了求取企業集團的成長,除了對既有事業進行整頓外,也因應事業體過度集中在化纖產業的狀況,規劃發展投入新的事業。像是以化工產業的背景,製藥就是值得考慮的產業,國際上亦不乏成功轉型的案例,但是考量到製藥產業所需的資金與企業集團的財力,最後只得放棄。

時值八、九年前,台灣的平面顯示器面板產業受到市場與政府的鼓舞,正是要大力推動的時刻,加上新光合纖旗下已有新科光電經營包裝及工業級「PET膜」(Polyethylene Terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)產品,於是柯耀宗主張更上一層樓投入更高光學等級的PET膜,這也是今天新科光電業務蒸蒸日上的主要因素,後來並成立友輝光電,以光學級PET膜為基礎,延伸為LCD背光模組所使用的增亮膜與擴散膜。

成立近八年的友輝光電,於今(2011)年七月底正式掛牌上櫃,也是新光合纖的光電事業中第一家上市櫃公司,可證明當初的轉型決定是對的。不過柯耀宗也說,當時有不少人對於投入光電產業持反對意見,而且也沒有預料到新事業的起步如此辛苦,甚至還差一點倒閉;不過也因為看到新科光電與友輝光電愈漸站穩腳步,顯現成功的希望,於是繼續尋找重要的相關產品,並陸續促成負責LCD偏光板光學膜的新輝光電及達輝光電兩家公司的成立,跨入TAC膜的市場。

以TAC膜為核心

以產業關係而言,主要以塗佈生產硬度處理膜(Hard Coating)、抗眩膜(Anti-Glare)、抗反射膜(Anti-Reflection/Low-Reflection)等精密鍍膜產品的新輝光電,其所使用的TAC膜基材,就是來自於達輝光電;而達輝光電亦利用TAC膜來生產偏光板保護膜(Polarizer’s Film)與補償膜(Compensation)。換句話說,從LCD的背光模組到偏光板,當中的光學膜大多都可由友輝光電、新輝光電和達輝光電等關係企業提供。

達輝光電總經理施火灶表示,以新光合纖在光電產業的布局,可說是全世界最完整的;除了在LCD面板部份,擁有的各式光學膜產品就占了七成以上,另外在外框的工程塑料上,原本就是新光合纖的本業之一,因此可提供客戶更完整的LCD零組件產品服務。不過柯耀宗也說,在公司成立之初,不論是友輝光電的光學級PET膜應用,或是達輝光電的TAC膜,面臨的最大挑戰就是技術能力不足,也是最需要克服的問題;最快的導入方式,就是透過購併來取得相關技術。

尤其是達輝光電的TAC膜技術,原先新光合纖是看上同樣擁有良好底片技術基礎的柯達(Kodak)公司轉投資的TAC事業,但由於接連未能看到影像數位化趨勢,加上應用投入TAC膜的時機也太晚,技術發展及市場地位已落後競爭者,皆使得柯達元氣大傷。於是新光合纖便轉向購併瑞士Lonza集團子公司、位於德國的LOFO High Tech,並在2006年10月正式成立達輝光電。

然而,當時LOFO High Tech的TAC膜技術,主要卻是應用在TN(Twisted Nematic,扭轉向列型)與STN(Super Twisted Nematic,超扭轉式向列型)型式的顯示器,雖然也同時具有TFT(Thin Film Transistor,薄膜式電晶體型)型式的產品,但技術規格對於TFT-LCD仍顯不足,其他大廠的研發腳步更是不停歇。因此達輝光電除了透過團隊持續提升水準外,也規劃在台設立新廠,並藉由與工研院的合作,加強TAC膜技術與產品的層次。

積極提升技術水準

達輝光電位於苗栗竹南的生產線,是一座擁有兩百米長的廠房,一年生產量可達三千萬平方米,並正規劃建造第二條生產線。施火灶表示,雖然目前達輝光電在全球TAC膜的市占率並不高,僅有約3%至4%,但產品品質與技術累績卻相當快速,自兩年前正式投產後,不但銷售量節節攀升,國內外客戶如Sony、友達、奇美、中華映管、三星、LG等,以及其偏光板塗佈供應商,也大多獲得認證,並預估今年第四季可以達到全產全銷。

基於TAC膜的關鍵角色,建構自主的技術能力,將能有效提升國內LCD產業發展,建立更完整的產業鏈;因此達輝光電還於2007年獲得行政院國家發展基金十億元的投資,堪稱是歷來國發基金單筆投資最大金額之一。尤其自公司成立後,達輝光電陸續與工研院合作推展業界科專、主導性新產品等多項計畫,很多計畫的規模還都是上億元,為技術能力奠定更穩固的基礎。

柯耀宗表示,其實早在評估購買TAC膜技術時,工研院就已經提供了不少建議及協助。而且現在不只是達輝光電,包括新輝光電、友輝光電等公司,也和工研院有不少合作計畫;有工研院在人才與技術方面的支持,更能厚實產業與企業發展的能量。

像是工研院於2011年榮獲美國百大科技研發獎(R&D 100 Awards)、並技轉予達輝光電的「HyTAC新型偏光板保護膜」,便是一項在材料及環保特性上有顯著改善與提升的重要技術;透過有機無機奈米混成材料技術,可使其製作出的透明光學膜具有高透光性與穩定性,並且在製程中因不需使用二氯甲烷溶劑,可減少三分之二的廢氣回收設備成本,更具低毒性與環保性。

布局下世代新產品

「HyTAC新型偏光板保護膜」可以取代現有的TAC膜,並發揮優異的光學特性。達輝光電產品研究開發處暨品質保證處處長王武敬指出,三、四年前就已有廠商針對新材料應用於TAC膜進行研究,例如運用PET膜、COP(Cyclo Olefin Polymer,環烯烴聚合物)膜等材質;雖然至今仍未有極具影響力的產品出現,但已顯見尋找替代TAC膜的材料,已是不可忽視的趨勢。

達輝光電本身也對於HyTAC新型偏光板保護膜進行更深入的研就與探討。王武敬表示,HyTAC新型偏光板保護膜除了在整體表現上較為平均,而且還具有較好的穩定性,包括耐濕、耐熱、耐紫外光等優點,不像傳統材料必須使用添加劑或其他化學方法來補強,因此也較為適合用在環境條件較嚴苛或高性能要求的使用狀況。

甚至在HyTAC新型偏光板保護膜的製程專利布局上,工研院除了熱成型硬化外,也考慮了時間所需較短的紫外光硬化,相對地在同樣的單位時間內就可提高產量。柯耀宗表示,HyTAC新型偏光板保護膜具備了特定的性能,雖至實際量產仍有一段時間,但除以現有設備滿足客戶及市場的需求外,投入創新的HyTAC新型偏光板保護膜研發,也等於是提早為下一世代的技術與產品做好布局,讓達輝光電創造未來的競爭優勢。



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