薄膜电晶体液晶显示器

奇美電子股份有限公司TFT-LCD(薄膜電晶體液晶顯示器)組員：49654027李薇貞49654001吳玟宜49654021王美月49654014劉瓊文49654079顏嘉君報告大綱一.TFT-LCD簡介二.產品介紹三.產業概況四.奇美公司簡介五.國內主要競爭對手六.國外競爭對手七.供應商與下游廠商八.選擇一適當產品做為未來研究之用一.TFT-LCD簡介1.何謂TFT-LCD？薄膜電晶體－液晶顯示器(TFT-LCD)的面板基本架構如圖一所示：簡單的講，它是一個以電信號控制的光開關裝置。液晶介於兩片透明導電之銦錫氧化物(ITO)電極之間，經由加在ITO電極上的電壓高低可以控制不同的液晶排列方向(如圖二)，而液晶的排列方向與光線的穿透量有關,進而造成畫素的亮暗程度不同，這就是灰階的控制原理(顏色則是由彩色濾光片產生)。此畫素的灰階是由資料驅動器(Datadriver)所能提供的分電壓數目決定。2.TFT-LCD使用材料：就TFT-LCD製造成本結構部份，材料成本佔總成本高達51％（如表二）也是一項TFT-LCD產業特性。其中彩色濾光片、偏光板、驅動IC則是目前TFT-LCD產業的關鍵零組件。雖然國內TFT-LCD材料廠商在關鍵零組件的供應能力近年來已有長足的增長，但除材料製造技術主要仍來自日本廠商外，就產業規模上與日本廠商更是有段差距。在國內廠商紛紛投入更高世代TFT-LCD技術生產之際，預計面板未來將會有供過求的現象，故面對的將是面板價格降低，獲利空間縮小的市場。因此如何降低整體製造成本將是獲利與否的關鍵所在。由於關鍵製造技術與零組件仍大部份掌握在國外廠商手中，國內廠商降低整體製造成本的方法除了將關鍵零組件內製化或與材料供應商策略合作以降低材料成本外，另如何提升生產良率與提高設備使用率等提高製造能力的方法，亦是降低整體製造成本，提昇企業競爭力的不二法門。3.液晶顯示模式：在TN型LCD中，多使用正型液晶，電極置於液晶層上下兩側，當施加電壓形成電場時，液晶分子會與電場平行，因此液晶分子會傾向垂直排列。在MVA型的LCD中，多使用負型液晶，電極置於液晶層上下兩側，當施加電壓形成電場時，液晶分子會與電場垂直，因此液晶分子會倒下。在IPS型的LCD中，多使用正型液晶，成對的電極置於同一側，當施加電壓形成電場時，液晶分子會與電場平行，因此液晶分子會在同一平面旋轉。在TN型LCD中，不同的觀賞角度會看到不同的相位差值，因而感受到不同的亮度，甚至可能看到灰階反轉的現象。在MVA型的LCD中，由於液晶互相補償的排列方式，使得不同視角也會看到相同的相位差值，因此不會有灰階反轉的現象。IPS於玻璃邊使用成對的電極，使電流平行的通過材料。此種技術使液晶平行於前螢幕，因而增大視角。圖為TFT-LCD製程，列陣製造技術主要是將玻璃基板透過類似半導體製造技術(鍍膜、曝光、顯影、蝕刻等技術)在基板上形成為數眾多的電晶體，由於國內半導體製作技術的成熟，國內在列陣製程良率均高。組立製造技術主要是將列陣製程完成的基板與彩色濾光片基板分別作配向處理，並透過檢準機械對位壓合，再進行框膠燒成，切割成預定尺寸面板，再注入液晶，並將偏光板貼附，並做檢測工作，此製程難度甚高（亦是國內廠商自日本技術移轉主要部份），是LCD面板製作程序中良率最低的一環。4.TFT-LCD的製程：最後則是面板模組製作，主要是將切割完成的面板與驅動IC、電路板、背光模組等外部零組件組立起來成為LCM，之後再做最後的檢查。由於LCM製程並不複雜，國內多年來亦已累積相關的裝配技術，良率應可達高水準的要求。TFT-LCD製程5.TFT-LCD製程規劃目標如上所述在TFT-LCD製程中包含了半導體製程、液晶製程與裝配製程，由於各階段之製程特性不同，故各製程之規劃目標亦會有差異。就TFT-LCD各製程之規劃目標說明如下：Array製程規劃目標－考慮回流生產與共用機台的特性，使各設備對各產品的生產能平穩化，以達到各製程WIP的平衡（balance），進而降低製造週期時間（cycletime），增加產出。同時在滿足最終產品需求的前提下達到瓶頸資源使用率的最大化。Cell製程規劃目標－考慮彩色濾光片、列陣製程的供貨狀況以及滿足最終產品需求的前提下(上下階製程供需平衡)，儘可能提高各設備的資源使用率。Module製程規劃目標－配置各等級的產品給顧客，儘可能滿足顧客的需求(DemandAllocation)。6.TFT-LCD製程限制特性除上述TFT-LCD各製程不同之規劃目標外，於TFT-LCD各製程中亦存有不同的限制（Constraint）特性，歸納如下：製程分級產出特性－列陣的投入單位都是以玻璃基板（substrate）的片數計算，依最終面板的尺寸不同可製作成不同的面板片數(panel)。在列陣製程結束後會依每片玻璃基板上面板的良品數進行分級。組立製程最後會依其品質的優劣對組立製程的完成品分級，等級的不同會影響下一製程的良率，下一製程(模組組裝製程)所使用的組立完成品等級(品質)越高其良率就越高。模組組裝製程最後一樣會依品質的優劣分級，不同顧客對相同產品所能接受的等級不同。時間相依性之良率與分級率特性－製程有良率問題，且因製程技術的不斷進步其良率隨著時間的不同而改變。而上述之各製程之分級率亦有相同的特性。時間相依性產能特性－產能（機台數量、工具數量、製程能力），於不同規劃週期內產能會有變更。製程相依性整置時間－機台之換線（不同產品轉換）時間與前後連續之製程相關，非固定值。特殊設備機台群組特性－不同產品使用的機台不盡相同，各產品會有各自使用之設備群組。前後製程綁機台限制特性－後製程加工之機台會受限於前製程加工之機台。等候時間限制特性－於特定製程間等候時間之限制，前製程完成後需於特定等候時間限制內(外)進入後製程，超過此一時限會產生品質問題，需進行重工損耗產能。個別/群組物料替代特性－物料間彼此具有替代性。除個別替代外，亦會有群組替代。經濟製造批量特性－具經濟製造批量限制，當生產批量達經濟製造批量時才可開始加工。群組換線特性－換線是以作業群組為主；亦換線是在不同作業群組間的轉換，而非個別作業的轉換。連批生產特性－由於換線時間很長，故需在滿足需求下儘量減少換線的次數以避免產能的浪費。在製品（WIP）數量上限特性－由於實體暫存區（buffer）的空間上限，故某些製程前之WIP會有數量上限限制。投入限制特性－針對不同產品特性，每天會有投入量上限。二、產品介紹1.產品之用途：液晶電視應用、筆記型電腦應用、桌上型電腦應用、中小尺寸應用、醫療顯示應用、特殊應用...。2.產品之性能：螢幕尺吋－目前液晶顯示面板，小到1.5吋個人手機用，大到56吋以上家庭劇院級超大尺寸、超高解析度面板，一應俱全。高解析度－獨家開發全球最高解析度56吋(3840*2160)液晶電視面板。全系列37吋以上液晶顯示器，均擁有1920*1080超高解析度，無論DVD影像或HDTV訊號，都能展現最細膩的呈現。亮度水準－均具標準以上表現，大尺寸機種甚至可達600nits。高對比度－全系列擁有高對比規格，部分大尺寸監視器機種更高達4000:1DCR的超高對比，能讓畫面更佳銳利清晰。色彩飽和度－早在2001年已發表CCFL背光105%NTSC技術，並在2002年領先量產業界最高的75%NTSC液晶面版規格，迄今部分LED背光面板可達100%以上NTSC規格。反應時間－在播放動態影像時，奇美電子技術領先同業，可以提供6.5毫秒的快速反應時間，超乎尋常的快速與銳利。超寬廣可視角－奇美電子加強廣角光源效果，與市場同級面板相比，奇美電子卓越廣視角可達88度以上(CR20)，帶給您更多的可能性，更無限寬廣的視野。三、產業概況台、日、韓三國TFT-LCD產業發展概況－日本為TFT-LCD產業的先驅者，掌握了技術、量產、原材料等各方面的優勢。其早在1990年就投入1世代製程的量產，台灣則在二年後1992年始投入相關的研發，但並未跨入大尺寸量產市場，至於南韓則遲至1995年跨入此產業，但在國家重點產業培養的策略下，直接導入2世代量產製程，並與日本同十再1996年勁入3世代製程。各國產量時程如表所示，不同世代製程的產品主要差異在投片基板的尺寸不同，所能割取的面板數目也不同，當然愈新的製程，投片尺寸愈大，割取的面板數也愈多，規模經濟也會最佳。四、奇美公司簡介1.簡介奇美電子於1998年由奇美實業投資創立，2002年8月成為台灣股票上市公司，現有台灣地區同仁17,000人，全球同仁32,000人(2008年2月)，產品以液晶電視用面板、顯示器與筆記型電腦用面板為主，供應全球資訊及家電大廠，為世界TFT-LCD(薄膜電晶體液晶顯示器)領導廠商。奇美電子以推動全球液晶電視、液晶顯示器普及化為目標，矢志成為受信賴與尊敬之世界級顯示科技之製造服務公司。生產基地主要位於台灣南部科學工業園區內，現有3.5代廠、4代廠、5.5代廠、6代廠、7.5代廠各一座及兩座5代廠。各產線產能完整且具彈性，可有效率生產全尺寸產品。奇美電子總部設於台灣台南，目前於日本、美國、荷蘭、英國、德國、新加坡均設有分公司或辦事處，並於中國大陸寧波、廣東佛山南海區設立後段模組工廠。成功的產品開發能力歸因於堅強的研發實力，奇美電子擁有資深的TFT-LCD早期優秀研發人才，於創立初期即移植奇美實業堅持自行開發技術之理念，採獨特的自建彩色濾光片廠方式，深耕TFTLCD領域基礎，並長期與國際技術交流，使創新研發動能一向領先佈局，品質成果也備受肯定。奇美電子優秀的產品開發能力，表現於2005年成功開發出全球最高解析度(3840X2160)之56吋液晶電視面板等高規格產品，並於2006年榮獲象徵台灣創新產品最高榮譽的「台灣精品金質獎」。資訊產品應用方面，奇美電子領先業界與獨步全球制定19吋寬螢幕及22吋寬螢幕面板規格，已引領寬螢幕的市場潮流。在特殊產品應用方面的傑出開發能力，展現在領先全球技術的超高解析度、高耐候、高耐震及廣視角特性的航太顯示器，及超高解析、高亮度與超高對比的醫療專用顯示器。「產業聚落化」是光電產業提昇競爭力的重要途徑，奇美集團近年積極於南部科學園區旁，開發佔地約二百五十公頃的「樹谷園區」，引進液晶電視相關產業進駐，包括玻璃、背光板、偏光膜、燈管、驅動IC等重要上游材料，促使採購及設備產生群聚，推動光電產業聚落化，提高國內液晶電視供應鏈整體效能。身為全球光電供應鏈之重要一份子，奇美電子深具責任與義務，扮演承先啟後角色，並始終相信企業經營除追求利潤外，內在的人本特質與觀念才是企業運作的命脈。奇美電子以提昇人類視覺極致享受，同時推動國內顯示器產業於世界的影響力為努力，期望為社會整體進步與幸福貢獻心力，以「融合科技、人文、藝術」的內涵，延續不輟。2.公司規模：•奇美電子以推動全球液晶電視、液晶顯示器普及化為目標，矢志成為受信賴與尊敬之世界級顯示科技之製造服務公司。生產基地主要位於台灣南部科學工業園區內，現有3.5代廠、4代廠、5.5代廠、6代廠、7.5代廠各一座及兩座5代廠。各產線產能完整且具彈性，可有效率生產全尺寸產品。奇美電子總部設於台灣台南，目前於日、美國、荷蘭、英國、德國、新加坡均設有分公司或辦事處，並於中國大陸寧波、廣東佛山南海區設立後段模組工廠。•員工人數：截至民國97年1月止，台灣約17,000人，全球約31,000人。•資本額：約新台幣829億元(2008年1月)•合併年營業額：新台幣3017億元(2007年)五、國內主要競爭對手TFT-LCD產業為一資本與技術密集的產業，其結合了前段Array半導體製程技術，中段Cell液晶製程技術與後段Module組裝製程技術。而國內主要TFT-LCD製造技術均移轉於日本廠商，表為國內主要FT-LCD製造廠商及其技術移轉對象與導入技術形態。六、國外競爭對手全球大廠藉由併購擴大TFT-LCD設備產品線的深度與廣度－為強化企業的競爭力，國際大廠莫不以強化產品線的深度與廣度為目標，為了縮短研發時程與資源，廠商通常會採取企業併購的方式。例如美商應用材料收購應用薄膜