卷對卷的製造技術除了是未來製造的發展方向外，也可發展在電子產品中，未來人們的生活與消費中，智慧感知、無縫的應用將更普及，因此台灣不應在印刷電子商機中缺席。

卷對卷（Roll-to-Roll, R2R）製造技術，因其連續、加法、大量生產等特性，具有簡單、綠色、低成本等優點，故一致被業界認為是未來製造的發展方向。而卷對卷製造原理與傳統製造方法，歸納有幾項重大的變革：第一，它從過去基材型態的片對片（Sheet-to-Sheet）轉變成卷對卷；第二，它從過去電子元件製造環境大多在真空中轉變成在常壓（Atmosphere）條件下進行；第三，它從過去黃光（Lithography）的減法製程轉變成印刷之加法製程；第四，它從目前大多使用無機材料轉變為以有機材料為主。故若台灣能及時掌握此製造改變的大趨勢，積極建立卷對卷製造之核心技術，則可提升我國未來在製造業的附加價值，也為相關產業開創新應用亮點，成為2015 年後台灣製造業下一波跳躍的機會。

圖1　卷對卷製造技術被認為是未來製造的發展方向。

圖為工研院開發的超薄玻璃連續捲軸式技術。

連續式生產等比 放大效應為關鍵

卷對卷生產方式並非嶄新技術發明，在許多產業中早已被廣泛的應用，例如造紙業、紡織業或是鋼鐵業，其主要特性為連續式生產，完全沒有等待、搬送等無效作業行為，傳統方式的每個工作站所需原料進入和半成品輸出的作業時間，也被大幅度減少為單一站別原料進入而後成品輸出的作業模式，所串聯的工作站別愈多，節省的時間也愈大，相對使用之人事成本也能有效降低，而在生產效率大幅度提升下，製造成本自然也就能大幅度的下降。

不過凡事有利就有弊，卷對卷生產方式固然能大幅度提升生產效率、降低製造成本，但其連續式的生產方式也有極高的風險，首先是需要將串聯各個工作站的製程時間調整成一致，以避免其中任一站別之作業時間較長，而成為連續性生產的瓶頸；其次，因其快速且不斷的大量生產特性，倘若製程技術不成熟或良率無法即時監控，則有可能在短時間內製造出大災難來。

例如在一連續性串聯生產方式下，以單站良率90% 為例，串聯三個工作站連續生產後，良率可得約在73%（0.93），但若串聯至五個或十個工作站後，則良率將瞬間降低至59%（0.95）與35%（0.910）而已，這是量產無法接受的結果。反之，若是單站良率改善至95%，則串聯三個工作站連續生產後，整體良率將提升至86%，串聯至五個或十個工作站後，則良率將大幅改善至77% 與60%。由此可知，藉由卷對卷生產來提升效率、降低成本的前提是技術水準的成熟度，否則未蒙其利、先受其害。

訴求永續製造 嚴峻技術挑戰在前

卷對卷方式的生產，極力主張非黃光的加法製程和常壓有機材料製程，例如使用網版（Screen）、凹版（Gravure）、噴墨（Inject）、奈米轉印（Nano imprint）等印刷方式，也強調使用溶液式、塗布性、無毒或無腐蝕性等材料，故具有低耗能、材料利用率佳、環境友善等優點；雖然，近年來加法製程之高解析度圖案（Patterning）商業化，尚無法完全與現有半導體黃光微影製程匹敵，但達到約2~3"μ" m精密度已不是問題，可滿足電子元件製程之最低需求門檻。也因此，製程簡單、綠色製造、設備投資低等優點，成為卷對卷式永續製造的有力訴求。

雖然卷對卷製造具有上述優點，但距離技術成熟、良率高的大量生產也有其挑戰，例如：印刷圖案化製程技術、氧化銦錫替代材料製程、新式軟性基材研發、卷材傳輸控制技術等。因為在電子元件製程條件要求下，無論材料匹配之選擇（包括基材、鍍膜或元件）、卷對卷傳輸系統、電子元件設計等，相關參數必須嚴格控制，這都是未來技術研發面臨之嚴峻挑戰。

在上述技術挑戰中，尤以圖案化製程技術更是關鍵，網版、凹版技術過去在傳統印刷已具基礎，未來發展精密網版或凹版印刷較易達成，而高解析度噴墨印刷技術雖然發展已久，但要達成高精細製程仍有努力空間，不過凹版印刷與噴墨印刷兩技術具互補性，製程上可互相搭配、同時發展，以適合不同元件圖案化製程的需要。另外，近年來奈米轉印技術進步神速，已可列印奈米級的圖案，未來也極具應用潛力。

卷對卷觸控膜片 台灣應全力發展

從未來人們生活與消費應用情境看，無所不在的智慧感知、無縫的應用服務將更為普及，輕巧方便、穿戴式、可折疊顯示等將可滿足未來人們的需要，故具有薄型化、柔軟可撓曲、行動能源等創新產品將是消費者的夢想。目前產業界專家均一致認為，卷對卷製造技術未來將可用於發展軟性觸控、感測與電子元件、有機發光照明、柔性顯示器、軟性電路板與太陽能電池等領域。根據IDTechEx 研究指出2022 年在印刷電子製造的產值將達650 億美元，因此台灣不應在以卷對卷製造技術為主的印刷電子商機中缺席。

面對2015 年後印刷電子商機， 台灣發展藍圖應如何選擇？根據工研院IEK 研究，卷對卷觸控膜片（Touch film）產品可能是現階段不錯的起點，因為台灣觸控面板產值全球排名第一，2012 年市占率達42.2%，產業已具備良好基礎；另從出貨量看，我國技術方面以玻璃觸控為主，占出貨量58%，競爭力極強，而其他競爭國家技術方案則以膜片居多，例如韓國觸控膜片出貨占92%、大陸占47%、日本占46% 等。在年複合成長率達30% 之手持智慧裝置蓬勃市場中，倘若台灣亟欲保持觸控產業地位，未來應全力發展卷對卷觸控膜片生產，相信將可再創台灣觸控產業成長高峰。

工業技術研究院以產業先鋒自許，電光所於2012 年10 月日本橫濱光電展，展示以超薄玻璃搭配卷對卷生產技術所製造出之觸控面板，證明台灣在此領域已具備領先之先進製程技術能力，而此研發成果將藉由政府科專計畫結合產官學研力量合作。另從專利地圖分析看，全球在卷對卷觸控技術專利布局未深，國外大廠仍起步中，這將是台灣投入研發的好時機，我應集思廣益、選擇聚焦投入，再造台灣製造業下一個黃金十年。

圖2　台灣發展卷對卷製造方案之應用藍圖

卷對卷優點多 單片式製程是門檻

台灣在全球觸控產業市占率領先群雄，過去我國擅長玻璃製程方案，而大多競爭國家皆專注於發展膜片技術，面對未來市場商機，台灣應投入下一代低成本觸控膜片方案，而卷對卷技術方案將是最佳選擇，而單片式製程是卷對卷膜片技術的競爭門檻。目前台灣觸控產業已具單片式玻璃技術基礎，亟待布局卷對卷觸控膜片技術，使成為我國觸控產業另一波成長動能；而卷對卷觸控技術需求方向在於精細鍍膜、微細圖案化、精密傳輸、連續貼合等製程技術，亟待建立核心技術。

卷對卷製造具有簡單、綠色、低成本等優點，除了前述觸控方案，長期上台灣應著眼於發展新興應用之技術方案，例如：軟性電路板（Flexible printed circuit）、有機發光照明（OLED Lighting）、可撓顯示器（Flexible Display）、太陽能電池（Solar cells）等。基於上述應用趨勢，發展非黃光的加法製程、常壓有機材料製程，符合技術發展方向，未來台灣在卷對卷式製造專利佈局可著重下列重點：（1）氧化銦錫替代材料鍍膜技術（2）微細圖案印刷技術（3）超薄、高性能基材傳輸技術（4）連續式精密貼合技術等。藉由材料、設備、製程、元件等整合技術，帶動上下游產業健全發展，是台灣在發展卷對卷製造的重要議題。

IEK View

台灣在全球觸控產業的市占率占全球領導地位，但面對大多競爭國家皆專注於發展膜片技術的趨勢；針對未來商機，建議短期內台灣應投入下一代低成本觸控膜片方案，全力發展卷對卷觸控膜片技術。長期的話，則應尋求新興應用卷對卷製造技術方案之發展，並以(1)氧化銦錫替代材料鍍膜技術；(2)微細圖案印刷技術；(3)超薄、高性能基材傳輸技術；(4)連續式精密貼合技術等為布局重點。

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