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| 新世代中小尺寸平面显示器争霸战 |
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OLED v.s TFT LCD
【作者： 廖專崇】2004年05月05日 星期三
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根据资策会MIC最新的研究报告指出，国内2004年上半年中小尺寸面板出货量预计可达1.87亿片，较2003年上半年成长28％，并较2003年下半年的旺季成长2％，由于该市场的应用大宗手机在去年兴起彩色化的风潮，彩色手机的销售比重由第一季的37％，提升到第二季的67％，因此中小型彩色面板的市场潜力为各方所看好。一般市场的看法是CSTN面板由于画质较差，将成为过渡的解决方案，画质更好的TFT LCD或技术更为先进的OLED（Organic Light Emitting Display；有机发光显示器）将成为未来市场的主流规格。
市场人士认为，TFT LCD会直接取代TN/STN LCD目前的市场地位，另外，由于新兴的显示器技术不断推陈出新，功能特性也持续加强，许多新兴显示器技术皆有意抢占此一市场大饼，其中又以OLED最有机会，随着TFT LCD正式成为市场主流、全彩OLED产品逐渐问世，这两个具有瑜亮情节的技术将正式在市场上对垒，由于在技术与市场上各有擅场，所以几年后中小尺寸平面显示器主流谁属或者各有利基市场都还很难下定论。
OLED与TFT LCD技术比较
OLED与TFT LCD都是近来相当受瞩目的平面显示技术，OLED的发光原理，系在透明阳极与金属阴极间蒸镀有机薄膜，注入电子与电洞，并利用其在有机薄膜间复合，将能量转成可见光。并且可搭配不同的有机材料，发出不同颜色的光，来达成全彩显示器的需求。而TFT LCD的发光原理与之最大的差异在于LCD是被动发光，需要藉由背光模块的帮助才能将画面显示出来，(图一)是OLED与LCD的基本构造比较图，LCD所需要的材料结构较为复杂，不过由于OLED发展的时间较短，对于相关厂商来说提升良率还是现阶段努力的重点之一。
＜数据源：铼宝科技网站＞
在技术部份，与TFT LCD相较OLED拥有多项优势，包括：自发光、高亮度、高发光效率、高对比度、快速反应时间、广视角、厚度小、低耗电、可使用温度范围大与具备可挠性等。许多特点都与可携式产品诉求一致，所以在几年前OLED刚导入商品化时，曾经引发市场的一阵惊艳，然而最近几年产品推出时程并不顺畅，导致当年的光环逐渐退色，一直到2003年下半年，由彩色双屏幕手机带来的市场需求，相关厂商在手机次屏幕上有部分斩获后，才又重新引起市场的注意。
而事实上，OLED并非毫无缺点，从该技术推出开始，其使用寿命就是相关厂商的技术重点改善，相较于TFT LCD平均2万小时以上的使用时间，大部分OLED厂商推出的产品都还在数千到1万小时的使用时间左右，可靠度不够高。另外，OLED产业算是一个全新的产业，所有的流程都必须重新摸索，所以目前普遍的生产良率还不高，大概只在TFT LCD厂第五、六代厂的良率水平，必须进一步提升产品良率，才能强化整体竞争力。
OLED发展现况
目前全球OLED面板供货商当中呈现少数厂商垄断的局面，分别是东北Pioneer市占率约40％，Samsung（三星）市占率约33％，铼宝科技市占率约23％，这三家厂商囊括超过96％的市场占有率，其中东北Pioneer与Samsung自身拥有品牌，生产的产品多数提供给自有品牌的汽车音响与手机使用，只有铼宝没有品牌的支撑。
OLED分为主动式与被动式，生产技术较简单的被动式OLED应用领域以对色彩、分辨率要求不高的汽车音响用显示器，取代TN/STN-LCD及VFD等应用领域为切入点，包括移动电话、个人数字助理（PDA）、可携式游戏机、车用显示器、电子辞典等其他消费性电子产品。主动式OLED技术可制作高分辨率、大尺寸为主的高信息量的全彩显示器之应用产品为目标，如高阶个人数字助理（PDA）、数字相机、计算机屏幕、笔记本电脑屏幕或电视等。
铼宝科技总经理室行政经理吕英裕表示，OLED算是个相当新兴的产业，很多事情都还在摸索，为了建立完整的学习曲线，大多数厂商都是从零开始，先切入小型、单色、被动式的产品，再逐渐往大尺寸、全彩、主动式产品发展，经过三、四年的摸索期，OLED产品的市场需求从去年下半年开始出现明显的成长，未来几年将是OLED产业高度成长的时期。
OLED产业即将迈入高度成长期，也代表OLED产品即将进入主动式、全彩的阶段，除了由Sanyo与Kodak合资成立的SK Display于去年3月柯达发表的数字相机上，搭载一款全彩主动式2.2吋OLED之外，多数厂商也陆续于去年下半年推出全彩OLED，吕英裕指出，铼宝也将于年底正式推出6万5000色的全彩主动式OLED。
不过OLED产业毕竟还没建立完整的学习曲线，吕英裕进一步强调，OLED在技术上需要克服的部分还很多，包括材料配方的调制比重、制程技术的改善、量率的提升、封装技术如何避免水气的侵入等等。另外，市场的教育也是个重要的课题，该公司再要进入大陆市场之前，就花了将近一年半的时间与大陆的客户沟通，让其接受采用OLED的产品。
| 《图三 铼宝科技总经理室行政经理吕英裕表示，OLED算是个相当新兴的产业，大多数厂商都是从零开始。》 |
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TFT LCD发展现况
目前中小尺寸TFT LCD国内厂商除了友达与元太之外，其他的LCD面板厂，对此领域的着墨并不深，全球中小型TFT LCD面板市场，还是以日系厂商为主，原因就是日系厂商的技术层次较高，加上日系面板厂大多数为基板尺寸较小的3代、3.5代厂，适合发展此类应用。
中小尺寸TFT LCD面板与大尺寸TFT LCD面板有一个很根本的不同，大尺寸产品要求多量少样，而中小尺寸产品要求少量多样，就这个角度来观察，事实上中小尺寸平面显示器产业的技术门坎较大尺寸平面显示器高，日系面板厂除了少数还继续投资新厂的之外，多数厂商都转进这个领域，专注在个别设定的产品应用领域。
与OLED相较，TFT LCD面板则没有尺寸的限制，所以在OLED突破2吋以上的技术与生产瓶颈之前，2吋以上的全彩平面显示器应用市场，还是以TFT LCD为主流。然而在没有新兴应用出现之前，TFT LCD只能就本身的各项技术做改善，包括显示的效率、模块的整合度与减低耗电量等，相关的半导体技术也可以扮演相当积极的角色。
NS小尺寸显示器产品市场总监Euan Livingston表示，TFT LCD面板本身的耗电量并不高，LED的背光才是消耗电源的大户，透过电源管理IC减少LED不必要的驱动，可以延长待机时间。另外，较多的画素也会造成较多的电力消耗，NS就透过类似数学计算的方式，以12bit的色彩显示方式，只消耗12bit色彩的耗电量，显示18bit的效果。再者，强化半导体的整合，也有助于体积的缩小与耗电量的减低。
| 《图四 NS小尺寸显示器产品市场总监Euan Livingston表示，TFT LCD面板本身的耗电量并不高，LED的背光才是消耗电源的大户。》 |
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在TFT LCD的技术改善上，尽管耗电量是个重要的课题，却不是全部，在强调实时多媒体表现的趋势下，动态影像的流畅、画面的细致与色彩的丰富等都是可以改善的重点；再者，成本的降低以提供市场物美价廉的选择应该也是TFT LCD未来站稳市场的重点。
OLED与TFT LCD市场发展趋势
在OLED与TFT LCD的市场发展趋势部分，在我们所讨论的中小尺寸上，手机面板是最大的应用，Samsung与铼宝的OLED产品也是以此市场为主要的目标；在TFT LCD部分，以日商为主的中小尺寸TFT LCD，应用则较为广泛，包括PDA、车用显示器等尺寸较大的应用领域，都是其目标市场。
而在技术方面，LTPS（Low Temperature poly-silicon；低温多晶硅）技术在不管是OLED或TFT LCD的未来发展都相当关键，Polysilicon（多晶硅）是一种约为0.1至数个μm大小、以硅为基底的材料，由许多硅粒子组合而成。在半导体制造产业中，多晶硅通常经由LPCVD（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）处理后，再以高于900℃的退火程序，此方法即为SPC（Solid Phase Crystallization）。然而此种方法却不适用于平面显示器制造产业，此乃因为玻璃的最高承受温度只有650℃。因此，LTPS技术即是特别应用在平面显示器的制造上。
LTPS膜的制成远比a-Si复杂许多，然而LTPS TFT比a-Si TFT的机动性高上100倍。并且可以在玻璃基板上直接进行CMOS 程序。以下列出几种p-Si优于a-Si的特性：
@内标：(1)薄膜电晶体之迁移率更快，因此可直接在玻璃基板上制作驱动电路，有助于成本的降低。
(2)Vehicle for OLED：高迁移率代表可提供OLED Device较大之驱动电流，因此较适合作为主动型OLED显示器之基板。
(3)模块紧密：由于部份驱动电路可制作于玻璃基板上，因此PCB上的电路相对简单，可节省PCB之面积。
所以，可以将LTPS成熟运用于其面板制作上的一方，将取得较佳的优势，以目前的进展看来，许多专住于中小尺寸的TFT LCD面板厂已经有能力利用LTPS技术于其产品上；另一方面，多数的OLED厂则还未能将LTPS技术导入该公司量产的产品中。
结论
OLED厂商相当积极的在全彩主动式的产品上发展，也即将有相关的产品问世。因此，从今年下半年开始，OLED与TFT LCD的战火即将正式点燃，OLED虽然在许多先天条件上都占有优势，不过TFT LCD发展的历史较长，技术也较成熟，OLED若没能在技术上力求突破，达成该技术本身的优势，要在中小尺寸的市场中击败TFT LCD也不是件容易的事。
另外，OLED的许多特性，也为其应用开创了许多新的空间，像最近市场上推出的多款具备镜子功能的手机就是利用其自发光特性的一个例子；未来可挠式的OLED面板，更可以开发出许多新兴的应用；甚至双面可发光的OLED面板，也会让手机的设计发生颠覆性的改变。相较之下，TFT LCD的应用层面与空间就不那么具想象力了，所以TFT LCD应该以改善目前的产品质量与降低成本为重点，一样可以在现有的市场中获的良好的发展。
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