壹、結論與建議
- 顯示器乃人與機器溝通的重要介面,早期以映像管(CRT)顯示器為主,但隨者科技不斷進步,各種顯示技術如雨後春筍般誕生,近來由於液晶顯示器(LCD)具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險、平面直角顯示以及影像穩定不閃爍等優勢,預計將逐漸取代傳統CRT,成為顯示器的主流產品。
- 目前LCD在全球PC顯示器佔有率不到一成,彩色電視機佔有率更低,因此LCD的價格下滑,雖然短期將壓縮業者毛利,但同時引發市場的替代效果,價格愈接近CRT顯示器,消費者選擇高品質產品的誘因愈大,加速液晶顯示器逐漸取代傳統CRT顯示器,使得全球每年近億台的PC顯示器及電視機市場,成為LCD龐大目標市場。
- 台灣廠商一向以市場敏銳度高、生產靈活彈性、成本控制能力聞名於國際,在政府稅負獎勵、日商技術轉移,上游材料商加入,下游應用產品市場龐大,以及資金無虞眾多條件下,我國LCD產業頗具國際競爭力,廠商陸續投資逾三千億資金,預計2003年我國LCD產值將取代韓國,僅次於日本,成為世界第二大產國。
- 受惠於下游應用產品需求推升,行動電話等產品熱賣,以及日韓廠能釋出,我國廠商持續擴充產能之下,LCD相關上市(櫃)公司全體公司營收持續攀高,繼六月份碧悠、光聯、聯友創下月營歷史新高後,勝華七月接單金額九億元創新高,碧悠七月份營收再度刷新紀錄。
- 由於全球LCD面板擴產快速,創造LCD材料廠龐大商機,我國投入生產者包括面板廠商兼營的勝華、碧悠、昌益、南亞、達基等;以及專業生產廠商的中強光電、大立高分子、和鑫(和桐化學轉投資)、大億(堤維西轉投資)、福華光電(大同轉投資)、錸寶(錸德轉投資),以及多家IC設計、製造公司。
- STN-LCD受下游應用產品帶動,日韓廠商投資減緩效應,產業鹹魚翻身,上市(櫃)公司中首選為勝華科技,公司企圖心旺盛,業績快速成長,具有成本控制及產能優勢。TFT-LCD各廠尚處於學習曲線初期,設備折舊攤提費高,成本控制能力略遜於日韓廠商,且產業景氣自頂端反轉,故建議暫時觀望。
貳、LCD產業概況
顯示器乃人與機器溝通的重要介面,早期以映像管(CRT/Cathode Ray
Tube)顯示器為主,但隨者科技不斷進步,各種顯示技術如雨後春筍般誕生,近來由於液晶顯示器(LCD)具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險、平面直角顯示以及影像穩定不閃爍等優勢,在近年來價格不斷下跌的吸引下,逐漸取代CRT之主流地位,顯示器明日之星架勢十足。
LCD產品介紹
液晶顯示器(LCD/Liquid Crystal
Display)的顯像原理,係將液晶置於兩片導電玻璃之間,靠兩個電極間電場的驅動,引起液晶分子扭轉像列的電場效應,以控制光源透射或遮蔽功能,在電源關開之間產生明暗而將影像顯示出來,若加上彩色濾光片,則可顯示彩色影像。
何謂液晶
液晶於1888年由奧地利植物學者Reinitzer發現,是一種介於固體與液體之間,具有規則性分子排列的有機化合物,一般最常用的液晶型式為向列(nematic)液晶,分子形狀為細長棒形,長寬約1
nm
~10nm,在不同電流電場作用下,液晶分子會做規則旋轉90度排列,產生透光度的差別,如此在電源ON/OFF下產生明暗的區別,依此原理控制每個畫素,便可構成所需圖像。
液晶分子形狀
液晶分子構造
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附註:n=10-9
液晶顯示原理
在兩片玻璃基板上裝有配向膜,所以液晶會沿者溝槽配向,由於玻璃基板配向膜溝槽偏離90度,所以液晶分子成為扭轉型,當玻璃基板沒有加入電場時,光線透過偏光板跟者液晶做90度扭轉,通過下方偏光板,液晶面板顯示白色(如圖一);當玻璃基板加入電場時,液晶分子產生配列變化,光線通過液晶分子空隙維持原方向,被下方偏光板遮蔽,光線被吸收無法透出,液晶面板顯示黑色(如圖二)。液晶顯示器便是根據此電壓有無,使面板達到顯示效果。
液晶配列顯示原理圖
圖一:沒有加入電壓,光線透出
圖二:加入電壓,光線遮蔽
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LCD面板結構
在厚度不到1公分的LCD面板中,看似輕薄短小,其實內部包含二十多項材料及元件所構成,不同類型LCD所需材料不盡相同,基本上LCD結構如同三明治般,在2片玻璃基板內夾者彩色濾光片、偏光板、配向膜等材料,灌入液晶材料(液晶空間不到5*10-6m),最後封裝成一個液晶盒。
TFT-LCD產品結構圖
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LCD產品種類
根據液晶驅動方式分類,可將目前LCD產品分為扭轉向列(TN/Twisted
Nematic)型、超扭轉向列(STN/Super Twisted Nematic)型及薄膜電晶體(TFT/Thin Film
Transistor)三大類,以應用產品數量來看,近十億台LCD應用產品中,TN型產品佔7成左右,STN型佔2.5成,TFT型僅佔0.5成;若以產值來看,因TFT產品價格高,產值佔LCD七成左右。
各種LCD產品比較
項目 |
TN |
STN |
TFT |
驅動方式 |
單純矩陣驅動之扭轉向列型 |
單純矩陣驅動之超扭轉向列型 |
主動矩陣驅動 |
視角大小(可觀賞角度) |
小(視角+30度/觀賞角度約60度) |
中等(視角+40度) |
大(視角+70度) |
畫面對比 |
最小 (畫面對比在20:1) |
中等 |
最大 (畫面對比在150:1) |
反應速度 |
最慢 (無法顯示動畫) |
中等(150ms) |
最快(40ms) |
顯示品質 |
最差(無法顯示較多畫素、解析度較差) |
中等 |
最佳 |
顏色 |
單色或黑色 |
單色及彩色 |
彩色 |
價格 |
最便宜 |
中等 |
最貴(約STN3倍) |
適合產品 |
電子錶、電子計算機、各種汽車、電器產品之數字顯示器 |
行動電話、PDA、電子辭典、掌上型電腦、低階顯示器 |
筆記型/掌上型電腦、PC顯示器、汽車導航系統、背投電視 |
LCD發產沿革
1.TN型商品化開發:
1980年初TN-LCD商品大量上市,主要被用在手錶、時鐘、電子計算機、電話、傳真機、及一般家電用品之數位顯示,目前單純矩陣驅動之TN型產品以小尺寸黑白文字顯示類LCD為主。
2.STN商品化時期:
1986年液晶技術提昇,STN型液晶顯示器朝向大型化高對比之商品開發,被廣泛應用在資訊處理機、筆記型電腦、文字處理器等文字、繪圖電腦用品,後來因TFT型顯示器興起,STN逐漸退出大型化產品,目前以行動電話、PDA、掌上型電腦、汽車導航系統、電子辭典等高品質之中小尺寸電子顯示為主。
3.TFT商品化時期:
1985年主動矩陣之TFT彩色液晶顯示器開發成功,至1992年10英吋之大型化商品量產,液晶顯示器市場因此快速成長,TFT-LCD因反應時間快,顯示品質較佳,適用於大型動畫顯示,被廣泛使用於筆記型電腦、電腦顯示器、液晶電視、液晶投影機、及各式大型電子顯示器等產品。
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LCD產業結構
LCD產品製造涉及光學、半導體、電機、化工、材料等各項領域,上下游所需技術層面極廣,故鮮有單一廠商能從材料到成品全部都做,因此各領域分工明顯,上游材料包括玻璃基板、ITO導電玻璃廠、偏光板、彩色濾光片、光源模組、液晶、半導體製程所需光罩、液晶驅動IC、印刷電路板(PCB)等;中游則集合各材料,製程LCD面板,提供給下游應用廠商使用,由於下游應用產品眾多,所需面板規格幾乎都不相同,需根據產品切割面板尺寸,因此LCD面板較沒有規格產品;下游應用產品種類眾多,從各式家電、消費性、資訊、通訊及工業產品,只要是需要顯示的器具,都需使用LCD產品。
LCD產業結構圖
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產業性質
1.景氣循環快速的新興產業
1993年之後日本LCD大廠紛紛擴大產能,使1995年下半年生產量大於市場需求,價格大幅滑落50%,但由於縮小了LCD與CRT(傳統映像管)價格差距,促進LCD產品推廣,1996年便引發了新一波需求高峰,在日本廠商持續擴廠,加上韓國大企業及起直追之下,1997年底後進入另一波供大於求,直到1998年第四季開始復甦,由於LCD朝大尺寸發產,生產線由6片12.1吋面板改為4片13.3吋,產量趕不上需求,價格向上攀升長達一年之久,然而由於去年以來日韓擴廠,台灣新廠商加入,今年LCD價格已自高峰急速滑落,LCD秋意已濃。
2.高技術資本密集產業
LCD產品製造涉及光學、半導體、電機、化工、材料等各項領域,上下游所需技術層面極廣,技術障礙頗高,而由於成本競爭考量,大型化面板產能規劃已不可避免,因此設廠成本愈來愈高,投資規模快與晶圓廠無分軒輊,例如廣達轉投資生產TFT-LCD的廣輝,林口一廠投資金額約550億台幣,可謂極度高資本密集產業,資金取得已成為重要課題。
3.材料種類繁多複雜、佔產品成本比重大
LCD材料橫跨光電、半導體、印刷製程等技術,不但種類多且領域不同,在產業中佔有重要地位,佔整體成本約六成左右,因此若要確保原料來源及控制成本,必須深入經營,或採取策略聯盟,或以轉投資方式涉略,台灣因1998年後LCD面板廠商大舉進入,創造了上游材料龐大商機,有志廠商逐漸進入。
TFT-LCD成本結構
以第三代生產15吋LCD面板來看,在所有材料成本中,以彩色濾光片所佔比例最大,佔所有成本比重達26%,其次為依序為半導體驅動IC,佔成本比重達19%,其他重要材料包括光源模組、偏光板、玻璃、工程材料等,顯示器的主角液晶由於用量少,佔成本結構比例極小,在產業中反而不是那麼重要。
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4.全球LCD上游材料由日本獨占
由於日本進入LCE產業甚早,又研發擁有許多製程專利,不僅領先韓國、台灣廠商,大部分的LCD材料連歐美大廠都無法與之競爭,佔成本比重最重的幾個項目,包括彩色濾光片、驅動IC、背光板、偏光板及玻璃基板等,日本廠商的佔有率皆在8成左右,控制了主要關鍵零組件,自去年底以來,便因驅動IC大量缺貨,沒有穩定貨源的LCD面板廠商,嚴重被耽誤出貨進度。
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LCD上游材料日本廠商
材料項目 |
廠商 |
日本佔有率 |
1999年產值(億日圓) |
玻璃基板 |
日本Corning、旭硝子、日本板硝子、日本電器硝子、NH
techno、Central硝子 |
65% |
400 |
彩色濾光片 |
凸版印刷、大日本印刷、東麗、STI、ACTI、Micro、Canon、LCD大廠 |
80% |
620 |
驅動IC |
Sharp、Seiko-Epson、日本TI、NEC、Toshiba、日立 |
85% |
1000 |
背光板 |
Stanley、茶谷產業、日本Denso、富士通化成、Enplas、多摩電氣 |
88% |
360 |
偏光板 |
日東電工、住友化學、三立、Polatechno |
97% |
800 |