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蓄勢待發的LCD TV
平面顯示耀眼新星

【作者: 廖專崇】   2002年11月05日 星期二

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近幾年來平面顯示產業不論是技術的進展或是市場的發展,都堪稱是整體資訊產業中一顆耀眼的明星,也因為其市場前景的看好,日前政府在規劃未來幾年國內高科技產業發展計劃時,更將平面顯示產業列為「兩兆雙星」中其中一個國內重點發展的產業。


在多項相關技術中,TFT LCD就是近年來發展最為迅速的一個產業,不過該產業也有嚴重的景氣循環特性,業者在產能過剩之餘,就只能淪入殺價競爭的深淵中,因此以新興應用來維持獲利是很重要的,而在未來幾年LCD TV就成為一個位市場所看好的潛力產品。


不過以目前市場發展的狀況看來,LCD TV儘管被看好,但是距離讓市場接受的初期目標還有一段不小的距離,其中的問題主要來自市場與技術因素,市場因素就是目前LCD TV的價格過高,就一台15吋的LCD TV而言,目前市場價格動輒4~5萬元,與一般電視的價差過大不足以吸引消費者;另外,LCD TV在技術上要求的是廣視角、高亮度、高色彩飽和度與低反應時間,都是目前TFT LCD技術需要克服的問題。


LCD朝大尺寸發展

在LCD TV發展的瓶頸中,售價過高的問題,主要是因為過去LCD面板廠基板尺寸過小,飛利浦半導體顯示產品資深行銷業務經理施正義就指出,在第四與四.五代之前的LCD基板,切割大尺寸不符合經績效益,所以LCD多集中於發展20吋以下的顯示產品,不過由於從今年下半年開始,各家面板廠商的五代廠將陸續投入量產,切割小尺寸面板反而不具經濟效益,所以LCD朝大尺寸化的發展趨勢確立。


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不過,LCD朝大尺寸化的發展雖然與五代廠龐大的產能與大尺吋基板有關,但卻不是促使LCD產業發展LCD TV最重要的因素,瀚宇彩晶面板事業部總經理吳大剛就表示,第五代板廠的量產,不僅代表著面板尺寸大型化,也意味著LCD顯示技術的進一步提升,有助於發展更高顯示水準的LCD TV,也可以說是有TV的市場需求,才促成業者發展第五代甚至更大基板的下一代生產線。


《圖二 瀚宇彩晶面板事業部總經理吳大剛》
《圖二 瀚宇彩晶面板事業部總經理吳大剛》

市場條件配合 LCD TV興起

另外,因為五代廠所貢獻的龐大產能,導致從今年下半年開始,LCD面板供過於求的情況逐漸浮現,短短幾個月面板報價跌幅已經超過三成,15吋以下的LCD面板報價不到200美元,幾乎跌破廠商的變動成本,所以為了進一步尋求消耗新增產能的管道,也以新興應用維持公司競爭力與獲利率於不墜;而隨著價格的持續下滑,也將帶動LCD TV價格的下滑,該產品預計也將逐漸為市場所接受。


目前LCD TV與一般CRT TV的價差在10倍上下,儘管其具有平面化與小體積的優點,不過尚不足以吸引消費者的青睞。今年全球的市場規模預計在150萬台左右,市場佔有率以日商Sharp(夏普)為主,佔有超過七成以上的市場,全年出貨量可望突破100萬台,不過佔整個TV市場只有大約1%左右,吳大剛認為,LCD TV市場規模要擴張到1000萬台以上,才能支撐一個產業有意義的量產,所以預計到2004年以後才有大幅度成長,將該產業帶入市場成長期的機會。


另外,近兩年來電視訊號數位化的趨勢,也是帶動LCD TV市場發展的一個因素,不過日立台北分公司半導體事業處資深應用工程師施德良認為,數位電視的規格目前並未完全確定,而以歐美日等地區的發展為主,其中日本市場最為成熟,所以目前全球LCD TV以日本為最主要的市場,美國則因為非技術因素的影響,導致發展停滯,反而是歐洲市場的發展可能會比較迅速。不過,數位顯示產品眾多,該趨勢只能視為LCD TV市場發展的推力之一,並非關鍵性的影響因素。


《圖三 日立台北分公司半導體事業處資深應用工程師施德良》
《圖三 日立台北分公司半導體事業處資深應用工程師施德良》

LCD TV市場潛力無窮

儘管LCD TV目前還處於市場萌芽期,各界也認為該產業還有很長的一條路要走,但是全球每年1億台的電視市場規模,讓相關廠商都相當重視該市場的發展,紛紛投入佈局,除了日本以外,其餘主要廠商都在韓國與台灣,這兩地的廠商量產能力都很強,在投入市場之後必定會加速該產業的發展。


目前全球LCD面板市佔率第一的三星電子(Samsung),對於LCD TV的發展相當積極,也已經發表大尺寸的LCD TV產品;而台灣的廠商部分以奇美最為積極,日前已經推出30吋的面板,華映則有接合式的37.5吋面板,瀚宇彩晶也推出23吋的產品,友達則是發展20.1吋的產品,也都在日前於日本橫濱所舉辦的LCD/PDP International 2002展覽會作展示與推廣。


技術瓶頸待突破

在技術要求上,LCD TV與LCD Monitor所使用的面板不同,LCD TV因為產品特性與使用需求的不同,NS亞太地區產品行銷經理陳永信指出,LCD TV要求廣視角、高對比/亮度、高色飽和度與低反應時間,另外,由於其屬於消費性產品,在品質的要求上更甚於屬資訊產品的LCD Monitor,技術門檻高,所以過去只有LCD產業最為成熟的日系廠商有所著墨。


《圖四 NS亞太地區產品行銷經理陳永信》
《圖四 NS亞太地區產品行銷經理陳永信》

也因為技術門檻高,所以成本居高不下,在整體增加的成本方面,有80%以上屬於面板成本,有20%左右是IC部分的成本,所以在整體技術的瓶頸上,面板的技術難度遠較IC部份為高,尤其LCD面板的關鍵零組件包括彩色濾光片、背光模組、偏光板與玻璃基板等,在LCD TV的應用上,不僅需要整體的配合,個別品質的提升也相當重要。


LCD先天技術障礙

TFT LCD的顯示原理是利用控制液晶的排列方向,讓光線通過液晶時產生不同的折射率,再配合配向膜與偏光板作用,以產生影像。不過由於玻璃基板有尺寸上的限制,致使LCD大型化有困難,目前最大尺寸是Samsung推出的40吋產品,吳大剛表示,這也是LCD TV與PDP(電漿電視)在尺寸上的交界。


目前在廣視角技術上,主要有IPS(In-Plane Switching)橫向電場驅動與MVA(Multi-domain Vertical Alignment)畫素分割垂直配向技術,可以解決LCD視角過小的問題;另外,在亮度方面,有業者在背光板上使用更多的燈管來增加亮度,不過施德良認為,就技術上來說這並不是一個好方法,而且會增加耗電量,只治標並不治本。日本Sharp研發出一種可以增加透光面積的技術,提升透光面積至90%。


面板製程部分,由於與相關零組件的整合度越來越高,所以吳大剛表示,未來將整合其餘關鍵零組件,以達到降低成本並提升產品品質的目標,短期內將先整合佔面板成本比重頗高的彩色濾光片,因此,先前已有部分面板廠宣布投資興建第五代彩色濾光片廠。


IC問題好解決

在IC部分雖然增加的成本並不多,一般LCD TV所需要的IC如(圖一)所示,最重要的部份應該是時脈控制器(Timing Controller;Tcon),陳永信表示,該元件主要管理的是面板的反應時間,目前都在20~30ms,對於幾乎都是動態畫面的LCD TV來說,很容易造成殘影,要達成TV動態畫面的顯示要求必須將反應時間縮短至15ms左右,為達成此一目標,有廠商規劃將在時脈控制器模組附近加一個運算處理器。


另外,有兩個新興的傳輸介面技術包括由NS研發的RSDS(差動訊號傳輸介面),與TI研發的mini-LVDS介面,都能進一步加速訊號的傳遞,並減少零件的數目,也降低電磁干擾(EMI)。視頻隔行/逐行掃描轉換器(deinterlacer)也是很重要的元件之一,能提供LCD TV需要的功能要求與效能表現。


另外,施德良認為,站在半導體供應商的角度,LCD TV產業中,面板廠商才是主角,IC供應商只是配角,然而每家面板廠商的產品特性不一,而相關的控制與驅動IC目前並沒有標準化的產品,所以在品質要求嚴格的LCD TV面板部分,廠商應該發展屬於其產品特有的顏色表現演算法(Algorithm),這樣不但能進一步掌握產品品質,也能在產品的研發與多樣性上,又更為深入的了解,只是無奈這部分的技術目前以日系廠商的發展較為健全,國內廠商還落後有一段距離。


而國內在控制IC部分有較多廠商投入,出貨量最大的是晶磊半導體,因為LCD Monitor市場逐漸淪為價格戰,所以該公司在去年就已經開始發展LCD TV技術,晶磊半導體副總經理施銘賢表示,Monitor要求的是規格相容,而TV要求的則是品質,所以應用不同也就帶來不同的技術挑戰。



《圖五 LCD TV半導體解決方案〈資料來源:美國國家半導體〉》
《圖五 LCD TV半導體解決方案〈資料來源:美國國家半導體〉》

結論

除了LCD本身技術與市場的問題外,相關競爭技術的發展也是LCD TV能否順利發展的關鍵,其中PDP與LCD TV是否存在零和遊戲的競爭情況,引起市場的討論,但是PDP與LCD TV其實在技術與產品特性上有許多不同的地方,或許不至於產生誰成為主流,誰又因為受其他技術壓制而消失於市場的清況出現。


不過LCD TV的市場潛力受到各方矚目卻是不爭的事實,台灣身為全球前三大LCD生產基地之一,未來除了面板的出貨量與品質外,整體上下游產業的配合也是相當重要的關鍵,我國目前的產業上下游整合度尚不如日本完整,對於關鍵技術的掌握也有待加強,加上國內廠商缺乏TV的行銷通路,在未來LCD TV為市場接受後的發展不利,所以國內廠商其實還有很長一段路要努力。


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