液晶螢幕的發展過程~

越詳細越好^^



er">


資訊類別: 產業機會探索
領  域: 顯示器╱ 顯示器整體產業
作  者: 梁素真
日  期: 2003/5/27

一、 機會背景說明

全球液晶顯示器(LCD, Liquie Crystal Display)的應用版圖不斷擴大,除了可攜式產品之外,並對傳統CRT獨占鼇頭的顯示器市場,包括資訊市場的桌上型監視器及消費性家用電視市場等,產生替代效果進而擠壓其生存空間,預估2004年起LCD對CRT的桌上型監視器的替代率將超過五成,正式成為資訊市場主流產品,面板業者大舉投入五代線以上的生產規劃投產,進而開創新應用市場以去化大規模產能的開出,每年約1.8億台的消費性電視市場,顯然成為液晶顯示器繼CRT DT Monitor之後下一個聚焦的新市場。

以產品應用分佈而言,IEK統計,2002年LCD 面板產值佔整體平面顯示器面板產值八成以上,其中以大尺寸(>10")的TFT LCD產品比重59%為最高,達175億美元,主要應用在NB, DT Monitor及TV(如圖一),其中Monitor 產品將受惠於對CRT的替代效果成長率最高,NB持續穩定成長,LCD TV市場則將因第五世代以上生產線的導入及HDTV的播放而加速普及速度,未來年複合成長率達六成以上,2006年產量將達1800萬台,佔整體TFT LCD產值之6.5%。雖然在大尺寸電視有PDP或投影電視的競爭產品,但在LCD廠商積極的產能投入及技術研發下,更致力提高生產效益以及成本管控,期降低售價搶得市場先機,大於20吋的LCD TV的市場榮景可期,並將帶動上游關鍵零組件的技術改良及產業的蓬勃發展。

檢視圖片
圖一:大尺寸LCD產品應用分佈
資料來源:工研院經資中心IEK, 2003/5

二、 產品機會分析

(一) 產品功能說明
偏光板(Polarizing Sheet)或稱為偏光膜(Polarizing Film),為一選擇讓特定方向的光通過的光學材料,應用範圍很廣,包括攝影器材、防眩目鏡等等,並可應用於LCD(液晶顯示器)產品,主要功能是將非偏極化光的自然光線,轉換成為偏極化光,透過液晶的轉向後,產生明態與暗態之顯影效果,每片LCD面板需要使用上下二片偏極方向呈90度垂直的偏光板,一片讓背光源以特定方向光進入,另一片則視電場對液晶的控制,以達到光穿透或遮斷的效果,以達提高背光源的光利用效率同時降低LCD的耗電量,使液晶面板達到高亮度、低耗電及高精細的產品特性,為液晶顯示器之重要關鍵零組件之一,直接影響液晶螢幕的品質,佔LCD總生產成本約11%。

(二) LCD TV用偏光板產品發展趨勢
偏光板將針對液晶面板產品發展需求,進行技術提升主要朝向高對比、廣視角、高輝度、薄型化、大型化、高精細及附加功能需求,例如抗眩(Anti-Glare)、抗反射(Anti-Reflection)等等方向發展,進而提高面板之解析度、對比與亮度。液晶電視LCD TV使用之偏光板,需具備廣視角及抗反射(Anti-Reflection)的功能,並需朝20"以上大型化發展。一般液晶螢幕使用環境大都有外界光源,會產生反射效果而有眩光現象,因此在偏光板表面通常會需要一些附加功能的表面處理如抗眩及抗反射,以減低反射光線對人眼觀看LCD TV的影響,目前以濺鍍方式達到AR要求,但成本過高,未來將朝向塗佈方式AR產品發展,以期降低成本。LCD產品朝大尺寸發展的趨勢,將使大型化生產技術難度提高,尤其在均勻性、膠質穩定性與零缺點的要求亦日益嚴格亦是需要更進一步改善的課題。整體而言,LCD TV市場的興起,帶動廣視角及抗反射等功能偏光板的需求。因此以下將從廣視角偏光板產品市場規模、技術應用現況及偏光板發展現況等構面,探討因應下游新興市場興起,廣視角偏光板產品之市場機會。

表一:LCD TV用偏光板產品趨勢

用途附加功能搭載LCD應用產品
抗反射AR Coat中小型LCD、反射型TFT、半透過型TFT行動電話、PDA、可攜式資訊產品、LCD TV
LR Coat反射型TFT、大型TFT行動電話、PDA、可攜式訊產品、LCD TV
廣視角WV FilmTFT LCD15吋Monitor、15"Note Book、17/18"Monitor
Arton反射TFT、VA液晶行動電話、PDA、LCD TV

資料來源:TSR, 工研院經資中心 IEK (2003/5)

(三) 廣視角技術簡介及應用分佈
目前主要之廣視角技術分為三大類,TN模式的LCD廣視角技術貼附WV Film,由富士通推出的多象限垂直配向技術(Multi-domain Vertical Alignment, MVA)及橫向電場驅動(In-Plane Switching, IPS)二個方式。MVA延伸的技術包括三星之PVA(Patterned Vertical Alignment) 、EVA,Sharp開發的ASV(Advanced Super V液晶);橫向電場驅動則有日立的IPS(In-Plane Switching)及Super-IPS、現代電子FFS(Fringe Field Switching)液晶模式,其它則有松下的OCB(Optical Compensated Birefringence)及NEC的SFT(Super-fine TFT)技術等等,目的都在於提高開口率,改善視差及視角,並同時提高液晶之反應速度。

(四) 廣視角產品之比重提高
顯示器仍是人與資訊傳輸的橋樑,需要滿足挑剔的眼睛,因此不論是可攜式產品、資訊產品或視訊產品,對影像顯示效果要求日益提高,為符合終端產品的使用環境及用途,所需的特性亦有所不同。在視角方面,最終都希望可以全方位的觀賞到影像,亦是液晶顯示器努力提昇的技術之一。廣視角己成為顯示器必要的產品特性,但因使用習性及環境的差異,對視角的廣度及色偏等要求仍有彈性,因應成本之考量,所使用的廣視角技術亦有所差異;TV對觀賞視野角度的要求較高,傳統以TN貼附WV Film的方式,目前主要應用在<17吋的產品,左右上下之視角角度約為(60/60/60/30),以下視角之擴大效果較不足,無法因應大尺寸產品及TV產品的要求,加上未來>20吋的規格將是LCD TV主流產品,因此,必需改良視角不足的問題,才能滿足電視的功能,目前市場主流為透過液晶型態改良(例如IPS/MVA或OCB),並加上貼附光學補償膜的偏光板來達成超廣角效果角(>170度),在製程上則需要在上板(Color Filter)及下板(Array)以不同的突起物或隙縫設計,以控制液晶的轉向,達到超廣視角的目的。因此除了透過新型的液晶開發達成廣視角提高輝度及反應速度之外,並需搭配光學補償膜以達超廣視角效果的偏光板,亦因應下游大尺寸市場的需求而漸漸受到重視,需求量日益提升。

就各尺寸分運用廣視角技術的分佈觀察,從2002年第一季起,15"(含)以上大尺寸LCD搭載廣視角功能比重為百分之百(如圖二)。其中17"以下面板以TN型貼附廣視角膜(WV Film)的方式達到廣視角效果的比重佔八成以上,主要應用於15"及17"資訊用桌上型監視器產品,雖然仍有下視角不足的缺點,但效果己可以滿足使用者需求,由於TN型貼附廣視角膜偏光板的價格己因膜片整合及WV Film供應商富士寫真的擴產而無缺貨之虞,使價格逐漸下降,但由於面板價格競爭越來越激烈,17"吋產品將以低價方式漸漸取代15"面板的監視器主流地位,因此採用的廣視角產品亦從成本較高的IPS/VA改為TN+WV Film,17"面板的採用比重己從2002年第一季的三成,提高到2002年第四季達七成以上,成為17"產品的廣視角功能主流。18"以上產品的廣視角面板產品,尤其是LCD TV產品品質要求較為嚴格,主要以IPS或VA液晶模式貼附光學補償膜(Arton)達成視角及色偏之補正,可將視角提高到170度,輝度可達450nits,反應速度亦較快。

檢視圖片
圖二:2002Q4全球大尺寸監視器用LCD面板採用廣視角技術之比重
資料來源:DisplaySearch工研院經資中心IEK, 2003/5

(五) 光學補償膜主要廠商分佈
TFT使用之廣視角補償膜(Wide View Film, WV Film),1996年由日本富士寫真開發製作,由於可直接貼附在偏光板搭配TN型產品即可達成廣視角之效果,因此快速的成為廣視角產品主流,富士寫真亦成為獨佔之供應商,掌握下游廠商是否能順利出貨的關鍵,2001年由於擴產不及而造成廣視角偏光板市場供需失調,2002年位於小田原年產能600萬平方公尺的第三廠加入量產後,年產能達1300平方公尺,將可解決供需不平衡的現象,然由於下游需求旺盛,第四廠預定於2003年開始運作,以供給市場需求的上升,主要應用在17"吋以下的產品。

VA型液晶所對應的補償膜Arton,主要之供應商為日本JSR,目前年產能150萬平方公尺。由於LCD產品隨著面板五代以上生產線的導入,尺寸有逐漸提昇的趨勢,根據統計,2002年17吋以上產品的廣視角技術主要為IPS及VA,並將著大尺寸產品比重的提昇,搭配VA型產品的廣視角補償膜上游材料Arton 的需求將同步上揚。

三、 IEK 專家意見

(一) 掌握上游關鍵材料
廣視角的產品成為大尺寸顯示器特性必要特性需求,未來隨著應用產品的市場規模擴大及廣視角比重的提高,對具有廣視角功能的偏光板需求將日益提昇,目前全球偏光板廠商因應市場需求擴增產能,一般型產品已足夠供應市場需求,但由於具廣視角及抗反射等附加功能的產品需求量隨著LCD TV市場之興起及面板大型化的趨勢,而漸漸受到重視,然上游廣視角光學補償膜WV Film(富士寫真),Arton(JSR)等均掌握在日本,供應體系自成一格,由於其產能及供需則悠關具廣視角功能之偏光板市場供需,因此偏光板廠商必需掌握穩定的上游材料供貨來源,才能掌握新興市場之商機。

(二) 積極開發相關新技術並提高產品品質
LCD TV產品用偏光板除了超廣視角之外,亦需加強降低反射功能及提高輝度特性以符合液晶電視產品的需求,而大型化產品亦將使生產之良率及零缺點產品難度提高,因此在提高競爭力及創造利潤的前題下,應因應產品趨勢提高技術研發能力,並致力透過膜片整合以降低成本,與下游產業共創新局。

『U 型燈管』大剖析

             在政府積極推動 e 化的政策之下,台灣家庭每幾個家庭中就有一台或兩台電腦,選購液晶螢幕的常識也已經普及化。傳統類比訊號的液晶螢幕與數位訊號液晶螢幕,到底差別在哪裡?差了一兩千元的產品,究竟該省了消費者的荷包,還是先提升自己的設訊設備?

        7/23-8/2 進行的「幸福回饋 限量專賣」促銷活動,在短短的 11 天內,已經銷售一空,而總代理瀚宇網俠在眾多經銷通路要求下,亦提高供貨量,共銷售約 35K 。其中 cmv 19 吋產品 CM-926D 達到 3,025 台的成績、 CT-722A 銷售成績達 12,257 台, PolyView PT-725A 19,638 台。

        現時在市場上所能買到的 LCD 顯示器均為第一代設計,基本設計上,傳統第一代 LCD 顯示器光源鋪排都是使用「上下式」(一般採用四光管,上下各兩支﹔即使六燈管也是上下各三支),需要用導光板與反射板來顯示畫面,此方式缺點是靠近光源處較亮,中間位置較暗,因此,顏色及光暗更會隨著不同視角而變淡變暗。

        到 2002 年開始 有突破性發展 , 由世界級廠商奇美集團自行研發 『背置式 U 型燈管』技術,率先採用此專利光源設計,讓光源平均而直接地分佈在 LCD Panel 後數毫米,因而大為提高顯示器的效果。其中色彩飽和度及可視角度更接近 CRT 和 Plasma (電漿)的水準,帶領 LCD 顯示器昂然步入第二代新紀元。

        第二代 LCD 顯示器的規格,主要向多媒體電腦及 LCD-TV 方向發展,因為只有更高的亮度、對比度和色彩飽和度,才能使畫面更清晰,色彩更豐富﹔還有超廣可視角度,才能徹底解決當不同視角時所產生顏色與亮度不勻的問題。

        『背置式 U 型光源』提供高對比 450 : 1 ,亮度最低 370nits ,超低反應時間 16ms 、最大可視角 170 °,並具有體型輕巧的典雅外觀。使用者在選購一台高亮度、高對比的液晶螢幕時,應該要特別注意是否選購到一台當季規格的產品, 奇美液晶 cmv 寶麗液晶 PolyView 兩種系列產品真正使用專利『背置式 U 型燈管』,讓使用者真正輕鬆看清這世界。

        奇美液晶 cmv 寶麗液晶 PolyView 均秉持奇美集團向來堅持品質優先的原則,所有 LCD 顯示器均為台灣本地生產製造,並由奇美集團原廠提供對客戶一對一的售後服務,而非外傳大陸製造,使用者可以放心選購 cmv PolyView 系列的液晶顯示器,並安心享受奇美集團給消費者貼心的服務與高品質的產品。

        總代理瀚宇網俠總經理呂世偉表示,過去的液晶螢幕燈管設計均以『 H』型為主流,奇美液晶 cmv 、寶麗液晶 PolyView 採用奇美獨家專利『U型背置式燈管』光源設計,讓面板呈現色彩影像更不會失真,相信能提供使用者更好的享受。

cmv 與 PolyView 新價格表

尺寸

品牌

機型

舊價格

促銷價

8 月新價格

17 吋

cmv

CT-722A

11,850

9,999

10,500

19 吋

CM-926D

21,900

14,999

14,999

17 吋

PolyView

PT-725A

11,799

9,988

10,300


2004-08-11 文章下載



參考資料
http://ieknet.itri.org.tw/commentary/example/5-2.jsp;http://www.maxstar.com.tw/main.php?new=1