液晶电视(Liquid Crystal Display Television;LCD TV)是未来家用显示器的重要产品,从供给面的角度观察,未来第五代生产线的重要目标,除了笔记型电脑与液晶显示器外,液晶电视也是各家厂商竞相发展的产品之一。
本篇文章将从上游观点出发,从目前供应厂商发展现况以及未来第五、六代TFT LCD生产线对LCD TV可能带来的影响,并从材料零组件观点观察LCD面板发展趋势;另外在需求面部分,则是分成数位电视与传统电视两部分,在数位电视部份,研究数位电视的影响,由新的家用显示器需求谈起,探讨各国数位电视的发展趋势;在传统电视部份,则从技术面对CRT TV(Cathode Ray Tube Television)与LCD TV做比较,并针对消费者需求作分析,观察不同尺寸显示器在家用市场的应用需求,推论出未来LCD TV发展概貌。
从上游观点看液晶电视
目前在LCD TV部分,主要供应的厂商仍然是以日本厂商为主,如(图一)所示,Sharp是目前最大的LCD TV供应厂商,其次是以发展广视角技术MVA(Multi-Domain Vertical Alignment )见长的日商Fujitsu,韩国两大厂商Samsung与LG在目前虽然不是最大的LCD TV生产厂商,但以目前两家厂商积极投入第五代生产线建厂进度超前(LG已经进入量产),加上两家厂商在国际展览场中发表30吋以及40吋的LCD面板,可以预见到未来韩国厂商在此一市场的企图心。
《图一 2001年主要LCD TV面板生产厂商市占率分布〈数据源:资策会MIC,2002年4月〉》 |
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在生产尺寸部分,如(图二)所示,20吋以下仍然是主流生产尺寸,在观察(图二)的变化趋势中,可以发现在2003年以后LCD TV面板的尺寸将会大幅往20吋以上发展,主要的原因在于随着进入第五代生产线之后,无论是1000×1200或是1100×1250的生产线将会更经济且更有效率的切割。
《图二 LCD TV面板发展尺寸分布变化〈数据源:资策会MIC,2002年4月〉》 |
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至于20吋以上的LCD面板。如(表一)所示以第五代规格1000×1200mm2来看,可切6片20.1吋面板,或是 4片30.0吋面板。若以1100×1250mm2生产线观察,这样的生产线可切9片20.1吋面板或4片30.0吋面板。以家用电视往大尺寸平价化发展来看,20吋是家用电视的入门尺寸,30吋产品才会是液晶电视产品能够取代传统电视,成为家用电视的主流产品。以表一看来,这样的趋势比较有机会在LCD生产线进入第六世代生产线时发生。
表一 各世代LCD生产线所能切割的各尺寸面板片数
世代 |
基板尺寸 |
可切割20.1吋片数 |
可切割30吋片数 |
5 |
1000 x 1200 |
6 |
4 |
5 |
1100 x 1250 |
9 |
4 |
6 |
1370 x 1670 |
12 |
8 |
6 |
1500 x 1800 |
20 |
6 |
资料来源:资策会MIC,2002年10月
至于上游厂商将会在何时大举投入液晶电视的生产?其中最重要的因素是价格,至于如何能提供低廉的价格,除了基板尺寸能够往第五、六世代发展外,零组件发展的配合亦是不可或缺的,接下来,我们将针对零组件发展做介绍。
从零组件角度看液晶电视
TFT LCD是台湾两兆双星产业之一,整个产业的供应链也十分复杂与庞大,从上游零组件的奇景、联咏、剑度,五大面板厂商友达、瀚宇、华映、奇美与下游的光威、广达、明基等组成一庞大产业,诸多零组件的发展与TFT LCD产业息息相关。
从制程角度观察,TFT LCD制程可分成Array、CELL与LCM三个部分,在整个零组件部分,较受到关注的部份是Back Light(背光模组)、Polarizer、Color Filter(彩色滤光片) 、Glass Substrate(玻璃基板)、Driver IC(驱动IC)等,整个TFT LCD制程如(图三)所示:
《图三 TFT/LCD主要制程与相关材料〈数据源:资策会MIC,2002年10月〉》 |
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玻璃基板
目前液晶显示器常使用的玻璃可分成:苏打石灰玻璃、碱金属玻璃和非碱金属玻璃三种,其中非碱金属玻璃为应用的大宗,TFT LCD对于玻璃基板的要求相当严格,由于玻璃是将矽砂以1000度以上的高温溶解制成,在生产过程中,容易发生变形状况,而TFT LCD厂商使用的玻璃基板,对热膨胀系数、密度、穿透度及碱含量(含纳量)等均有特殊的要求,因此有能力生产的厂商有限。目前全球有能力供应玻璃基板的厂商,仅有美商康宁、日商旭硝子、NHT及日本电器硝子四家而已。其中美商康宁独占接近五成的市场。
由于供应商有限,以往TFT LCD玻璃基板价格较为强势,但随着面板供需过剩情况下,谈判地位已有改善。以面板而言,由于每片面板需有两片基板合成,玻璃基板的降价影响的非仅是基板本身而已,对于彩色滤光片业者的影响更大。
目前每片标准玻璃基板的厚度,为0.7mm,而日韩部分厂商已采用新的0.63mm的较薄基板。未来由于市场上对于轻薄产品的需求,0.5mm甚至0.4mm的产品都将出现在市面上。面板愈薄,变形的可能性愈高,因此技术成本的需求愈高。但新一代的产品出现,势将挤压旧产品的价格。而玻璃基板的运送费时费事,成本极高,因此厂商莫不就近建立新厂,例如康宁在南科,以及旭硝子在云林的新厂投资,就是著眼于未来台湾市场的需求成长所致。另外,碧悠国际与巨晶的投入,也让整个产业注入新的活力。
以目前主流的15吋显示器观察,未来玻璃基板的价格趋势,如(图四)所示:
《图四 平均每片15吋TFT LCD使用玻璃基板价格发展趋势〈数据源:资策会MIC,2001年12月〉》 |
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背光模组
因为液晶产品并非主动发光,必须仰赖背光模组让影像能够传送,背光模组因配置于有效发光面的外侧并在有效面上导光而正面投射方式,其种类可分成使用导光板与不使用导光板两种方式;使用导光板时,导光板以一光学透明度高的压克力树脂和聚碳树脂为光源传送媒介。优点在于产品均一性高与视野角度控制较为容易,对于液晶电视制造而言,厂商倾向于使用更多的灯管(CCFL)或是使用非导光板(以中空或空气导光板做媒介)方式处理。而主要的背光模组发展厂商如(表二)所示。
目前在背光模组的部分,最关键材料的来源受制于日、美系少数厂商,而平均材料准备lead time需30~60天,一旦对市场的预估错误,失调的状况将很容易发生。在产品规格部分,Flat型LGP是厂商的技术关键。台湾厂商目前有中强光电、瑞仪、大亿、辅祥、寰宇、云光、奈普、兴隆发等厂商投入发展。
表二 背光模组结构与主要供应厂商
背光模组结构
|
主要供应厂商 |
上、下扩散板(Diffuser) |
Keiwa、Tsujiden、Kimoto |
增光片(Brightness Enhancement Film) |
3M |
冷阴极灯管(CCFL/LED) |
CCFL-Sanken、Harrison、West
LED-Nichia、Osram opto、
etc...CCFL-San |
资料来源:资策会MIC,2002年10月
目前背光模组毛利偏低,某些低阶机种产品毛利低至2%以下,而背光模组在15吋监视器部分的成本如(表三)所示:
表三 15吋LCD零组件价格分析
成本项目 |
占总成本比例 |
材料成本 |
BEF |
30% |
PIPE(Flat) |
15% |
Diffuser |
9% |
Lamp |
7% |
Lamp
Reflector |
5% |
Reflector |
1% |
管理成本 |
6% |
毛利 |
10% |
人工 |
12% |
产出率 |
5% |
资料来源:资策会MIC,2001年12月
从材料成本支出部分观察,背光模组以增光片和灯管部分价格较难掌握,这是因为这两种材料目前仍处于少数的寡占市场。在15吋LCD背光模组价格趋势方面,市场竞争相当激烈,价格仍将持续走跌,未来背光模组的价格趋势如(图五)所示。
《图五 15吋LCD背光模块价格发展趋势〈数据源:资策会MIC,2001年12月〉》 |
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偏光板
偏光板是指能将自然光转换成直线偏光的元件,其机能是将入射光直交而将偏光的成分能加以分离,其中一部份是使其通过,另一部份则是以吸收、反射和散射等作用使其遮蔽。
偏光板主要结构包含PET离形模、PSA感压性黏着剂、TAC三醋酸纤维素、PVA聚乙烯醇、WV(Wide View)Film、EVA热融胶与PET离型模等,整个偏光板结构如(图六)所示。
《图六 偏光板结构〈数据源:资策会MIC,2001年12月〉》 |
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其中以TAC与WV Film较为攸关。以TAC而言,TAC为主要应用在底片上之化学材料,目前主要全球软片生产商皆有生产,目前Fujifilm占有TFT LCD应用之TAC七成以上市场。而WV Film部分,目前除IPS、MVA及PVA等少数广视角技术外,80%以上15吋面板采用WV Film材料作为第二层保护材料。而各种技术与视角的关系如(表四)所示。
表四 不同技术与视角关系
方式 |
视角 |
一般TN型态 |
90° |
TN偏光板 |
120°(160° |
使用IPS |
约160° |
使用MVA |
约160°(170° |
资料来源:资策会MIC,2001年12月
在技术部分,至于目前偏光板发展之穿透度与与偏光率已至极致,未来发展重心在于厚度的减小与反射率的降低。相位差膜与PI配向膜厂商积极整合偏光膜技术,未来发展值得注意。
在整个产业结构部分,整体产业以日商日东电工(Nitto Denko)、三立(Sanritz)/力特光电(Optimax)、住友化学(Sumitomo)、Polatechno以及韩商LG Chemical、Ace-Digitech等为主。
彩色滤光片
彩色滤光片(Color Filter;CF)是指在液晶平面显示器面板的表示影像上予以着色功能的基本组件,不仅影响整个液晶面板的颜色特性,也对一些面板的基本性质如对比值、亮度和表面反射等有所影响。彩色滤光片的种类可分成三角形、正方形、线条型与马赛克型等不同种类的配置。不同于STN—正方直条型排列、NB为了省电功能而以长方直条型排列、Monitor以马赛克型排列呈现最佳的色彩表现,MVA以独家的八角形万花筒式排列,由于具有反应速度快和色彩不失真等性质,和三角形排列方式一样,是目前液晶电视产品技术应用主流。
在技术发展部分,主要有以下几项趋势:例如减少Black Matrix金属光阻膜层的宽度以提高CF的开口率(Aperture Rate),增加亮度与色彩对比;以内建于彩色滤光片的柱状Spacer取代原有的外加式球状Spacer,可使厚度更一致与增加开口率:使用透光率与纯度更高的三原色彩色光阻,使色彩更纯正,光线穿透度更高;在厂商发展部分,Toshiba发展出整合式TFT技术(CF on Array;COA),在Array制程上直接上彩色光阻,节省成本且提高透光率,能否成为主流则有待观察。
从(表五)在产业发展部分,由于部分重要TFT LCD面板制造厂商采行In-House内部生产CF方式,未来全球CF厂商将采行以下几种策略:
- (1)配合各厂重要技术开发,以多样的技术能力极力成为各厂最重要的第二采购来源,技术的取得与在地化的经营成为必需。
- (2)整合TFT面板厂商,与面板厂成为策略联盟或直接与面板厂商合并。
表五 全球主要彩色滤光片生产厂商
凸版印刷
(Toppan) |
9(+1)(G4×2) |
1700K/M
(+330KM) |
新泻(新发田) |
02/H2新厂量产 |
大日本印刷
(DNP) |
6(+1)(G4×2) |
810K/M |
大利根、広島(三 原) |
技转和鑫 |
东丽(Toray)
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3 |
380K/M |
滋贺、濑田 |
|
Advanced ColorTec |
2(G4×1) |
480K/M |
黑崎 |
旭硝子+三菱化
(ACTI) 学 |
新STI |
2 |
210K/M |
爱媛 |
剑度+住友+东元 |
和鑫(Sintek) |
1(+2) |
240K/M
(+720K/M) |
湖口 |
02/H2新厂量产 |
剑度(Cando) |
1(+1) |
160K/M |
湖口 |
新厂规划中 |
Sharp |
1(G4×1) |
180K/M |
三重 |
自用 |
Hitachi |
1 |
180K/M |
茂原 |
自用 |
Samsung |
2(+1)(G4×1) |
492K/M
(+240KM)
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天安 |
自用 |
LG Philips |
1(+1) |
332K/M |
龟尾 |
自用 |
奇美〈Chimei)
|
2(+1) |
197K/M |
台南 |
自用 |
资策会MIC,2001年12月
驱动IC
驱动IC包含Source与Gate两种,正常情形下,每片15吋XGA面板需用8颗Source IC,3颗Gate IC,1颗Timing Controller。 NB机型通常再加上1颗LVDS 分频IC。 Source IC产能与DRAM价格间接相关,虽然预期DRAM需求在PC回春的效应下开始回升,由于其产能亦呈加大趋势,届时Source IC的价格仍难回升。
《图七 Driver IC价格发展趋势〈注:此处价格Source IC以业界最常使用之TN Type/10V/6 bit/384 Channel/5孔/35mm规格计,Gate IC以40V/256 Channel/2 Level计,T'Cont则不含LVDS。》 |
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资料来源:资策会MIC,2001年12月〉
台湾本身已经具有相当庞大的TFT LCD产业根基,在整个产业发展上,已具有良好基础,在半导体产业目前仍处景气寒冬下,缺货状况不易发生。
《图八 台湾驱动IC产业供应链〈数据源:资策会MIC,2001年12月〉》 |
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未来影响整个驱动IC的发展有几项观察重点,包括封装技术以COF取代COG以及TCP,更可降低生产成本。 LVDS与Timing Controller整合成一颗IC,可以节省IC成本。制程的进步将使得Source及Gate IC Channel数增加,可以降低对于IC的需求量。 LTPS的出现,由于将IC整合至玻璃基板内,对于整个产业生态将会有重大变化。 RSDS及mini-LVDS的技术,除降低EMI外,可节省电路及工序成本,降低整体成本。
而大家所关心的是,这些材料零组件国产化的效应为何?与进口材料相比,这些材料的竞争力何在?我们可以约略整理成一张表做说明,如表六。
表六 TFT LCD材料零组件自制率与进口竞争力评估
年度
名称 |
2000 |
2001 |
2002 |
与进口成本
竞争力评估(便宜的幅度) |
自给率 |
自给率 |
自给率 |
玻璃 |
|
|
V |
V |
背光模组(TFT用) |
VV |
VVV |
VVVV |
V |
偏光板 |
V: |
VV: |
VVV |
V |
彩色滤光片 |
VV |
VV |
VVVV |
VV |
驱动IC |
|
V |
VVVV |
VVV |
注:符号表示方法V:<10%;VV:10~30%;VVV:30~50%;VVVV:50~70%;VVVVV>70%
资料来源:资策会MIC,2001年12月
在探讨一些相关零组件材料发展后,大家更关心的事情,其实是LCD TV在消费市场的应用所在,发展那些尺寸比较容易受到消费者的青睐?主流市场的消费行为是什么?数位电视对于LCD TV的影响因素?以下的篇幅将陆续就这些问题进行解释。
从消费者角度看液晶电视
从消费者需求面角度看液晶电视,将可分成以下两个部分作说明:
- (1)LCD TV切入数位电视或是取代传统电视机市场的机会分析。
- (2)LCD TV产品市场的机会分析。
首先从数位电视对未来家用生活的影响为何?目前我们家用电视机所使用的都是类比式讯号,在电视台或是有线电视的系统业者将讯号端从类比式讯号转换成数位讯号之后,原有的类比式电视机势必不能再接收数位讯号,这时候消费者面临两种选择,一是将购买一个数位机上盒(Set Top Box)让讯号从数位转成类比,但是消费者将不能受享受数位播送之后较高的解析度与画质。二是购买一台新的可以收数位讯号的电视机,这是包含LCD TV在内的未来新兴家用显示器的机会。
以传统电视加装Set Top Box 将Set Top Box整合至电视机内
〈资料来源:Microsoft Forum,2001年〉
我们可以从(表七)当中看到未来数位电视的标准与终止类比讯号的时间点,以目前各国的数位电视发展进度观察,美国是最快发展的市场,美国能否顺利终止类比讯号,将是攸关数位电视发展的一项重要指标。
表七 各国主要数位电视开播时间与终止类比时程
美国 |
Cable |
ATSC |
高画质 |
1998年11 月 |
2006年 |
欧洲 |
卫星 |
DVB-T |
中等画质、强调移动性 |
1998至2002,各国不同 |
2010~2015年 |
日本 |
卫星 |
ISDB-T |
高画质 |
2002年底 |
2010年 |
大陆 |
Cable |
DMB-T |
尚未决定 |
上海、深圳、北京完全播送 |
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资料来源:资策会MIC,2002年
从(图十)当中,我们可以发现,未来新兴家用显示器的产品与数位电视之间的关系是息息相关的,虽然并不是所有的LCD TV、RP TV与PDP在出货的时候都是带有数位电视的讯号,但是随着数位电视的逐步普及,这些产品未来以数位电视相容产品出货比例将会愈高。
《图十 数字电视与新兴家用显示器关系〈数据源:资策会MIC,2002年〉》 |
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在了解数位电视可能带来的影响后,大家更关心的部分,其实是在LCD TV如何取代传统的CRT TV,如(图十一)所示,从技术面角度观察,LCD TV在Geometry Line、 Convergence、Focus皆优于CRT TV,而更重要的是,LCD TV轻薄的体积与环保的诉求,更是受到消费者喜好的重要因素,未来LCD TV若能够迅速拉近与CRT TV价格,将会有机会能够取代CRT在传统电视的地位。
《图十一 LCD TV与CRT TV比较〈数据源:LG,2002年〉》 |
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从(图十二)中,可以观察到目前LCD TV占全球电视机市场的比例为0.5%,可以说LCD TV的在目前全球影响力是微乎其微;随着未来液晶电视面板(LCD TV Panel)逐日下滑后,LCD TV在此的成长速度将会倍增,到2006年之后,LCD TV将会占所有TV的出货比例达到16.7%。
《图十二 2001~2006年LCD TV占所有电视机比例变化》 |
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2001年 2006 年
〈资料来源:资策会MIC,2002年4月〉
观察未来LCD TV市场变化,如(图十三)所示,我们可以发现:日本是目前LCD TV最重要的市场,日本市场的消费者行为可以让厂商作为发展产品策略时的一些参考依据。
《图十三 2000~2006 LCD TV区域市场变化趋势〈数据源:资策会MIC,2002年4月〉》 |
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日本市场的消费者行为,以LCD TV的使用场合来看,可以从(图十四)中发现,LCD TV主要使用场合可以分成两类,一是在13、15吋的使用场合,另一则是在20吋以上的使用场合。 15吋以下的使用场所是卧房或个人房间为最重要的使用场合,在客厅的使用的比例便不是那么高;观察在20吋以上的使用场所分布来看,客厅则是最重要的使用场合。不同尺寸的LCD TV每日的观看时间也有不同,总归来说15吋以下的LCD TV每日观看时间小于4小时。 20吋则是大于4小时。
《图十四 不同尺寸LCD TV使用场合与每日平均观看时间〈数据源:Sharp,2002年4月〉》 |
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结论
从供给面观点来看,LCD TV目前由于生产厂商少,技术主要掌握在少数厂商手上。随着台湾厂商逐步加入生产LCD TV面板,加上第五代以后的生产线顺利量产,LCD TV可望以高阶、平面化的诉求,逐步占领整个家用电视市场。
在产品发展部分,目前数位电视方兴未艾,除了美国市场之外,其余的市场发展仍有待各国政府的努力,在现阶段大多数地区来看,遵循类比讯号的传统电视仍在数年之内具有不可取代的地位。
至于发展LCD TV的产品策略部分,对发展20吋以下的厂商而言,应该特别注意在书房里消费者对于电视的使用行为以及产品应有的设计规格,以一般的消费者在书房里观看电视的时间不如在客厅那么长,加上购买此类产品的消费者本身具有电脑的比例高,因此厂商纷纷推出具有Monitor与TV功能的Monitor TV,以满足此类消费者的需求,对于产品行销的策略,则应采用适合房间摆设应有的设计;至于发展20吋以上产品的厂商,由于产品主要是放在客厅里,观看时间较长,在产品功能上需考虑较多攸关于使用寿命的问题;至于在市场行销部分,要重视产品与传统TV高度重叠的市场,在产品设计上也应以与客厅的装潢相容为主要的考量。
《图十五 2001~2006LCD TV未来发展预测》 |
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单位:千台
〈资料来源:资策会MIC,2002年4月〉
LCD TV是众所瞩目的明星产品,将会在未来家用显示器当中扮演举足轻重的角色,随着未来第五代、甚至第六代LCD 生产线逐步完成,更多的产能逐步投入LCD TV的面板生产下,未来LCD TV成长性可期,如(图十五)。