Wednesday, January 21, 2009

筆記型電腦應用多元化驅動其面板發展

作者:賴彥中
產出領域:平面顯示器
出版日期:2009/01/09

一、引言
大型TFT LCD之生產製程可分為Array製程、Cell製程、LCM製程,其中Array製程與半導體製程相似,是將薄膜電晶體(Thin-Film Transistor)製作於玻璃母基板上,此製程所需材料與零組件主要有玻璃基板、ITO靶材、光阻劑、化學材料;Cell製程將Array段製程完成的玻璃基板與彩色濾光片對貼結合,接著在兩片玻璃基板間灌入液晶(Liquid-Crystal),稱為半成品,此製程所需之材料與零組件主要有彩色濾光片、偏光膜、配向膜、Spacer等;LCM製程是將Cell製程後的半成品與背光模組、PCB電路版、鐵框件等多種零組件作最後組裝,之後即可出貨,此製程所需零組件主要有驅動IC、背光模組、導光片、稜鏡片等。
以大型TFT LCD面板為例,其產品主要為筆記型電腦(Notebook PC, NB)、液晶監視器(Monitor)、液晶電視(LCD TV)等,目前Module段製程大多設立於系統產品組裝廠附近,以便就近供應客戶、減少物流成本與縮短運送時間。其中又以筆記型電腦產業對於面板供應鏈效率錙銖必較。
二、綜觀筆記型電腦暨其面板應用趨勢
隨著2007年初景氣持續低迷、面板庫存增高,液晶面板廠商藉由降價刺激銷售,加上各項產品需求穩定成長,造成2007年的面板景氣特別旺,面板平均單價下滑幅度也較往年和緩,故2007年可說是面板產業歡喜豐收的一年。
2008年各廠紛紛投入擴充新產能,但因液晶面板產業現在呈現季節性調節(Seasonality),意謂著上半年產能過剩、下半年產能緊俏,這種循環有別於過去以「年」為單位的「液晶循環(Crystal Cycle)」,反而使廠商因為可預測性而進行預先管理;若逢市場供過於求,就降低產能利用率來減產,不要建立過多庫存,依市場需求進行供給面的調節。而面板的產能調節又因IT產品與CE產品的不同而有不同狀況,筆記型電腦、液晶監視器應用而言即屬IT產品,液晶電視則屬CE產品,後者的市場需求會明顯出現上半年與下半年的季節性差異。
筆記型電腦(Notebook PC;NB)除了標準型NB之外,又有UMPC、Netbook、Tablet PC等較特殊的NB。展望未來,筆記型電腦市場需求成長動能,就要靠筆記型電腦品牌廠商推出利基市場筆記型電腦及低價筆記型電腦效應,這些市場需求將帶動筆記型電腦需求提升。
全球筆記型電腦市場最先從日本和北美開始擴散到全球各地,預估筆記型電腦出貨量將在2011年超越2億台。在市場銷售排名部份,HP在2006年超越Dell成為首位,在2007與2008年便一直維持第一名的地位。隨著Acer的步步進逼,Dell力守第二名的地位。Toshiba與Lenovo分別佔住第四、第五名。預期未來3年的筆記型電腦市場將會維持兩位數的成長幅度,預估在2011年筆記型電腦的銷售量將會超過桌上型電腦,使得筆記型電腦成為主流產品,相對的,液晶監視器市場將會受到影響。圖1顯示了全球筆記型電腦出貨量及預估。


圖1 全球筆記型電腦出貨量及預估
仔細分析2007年的筆記型電腦市場成長動能有四:第一是消費市場隨著全球經濟情勢蓬勃發展,使得筆記型電腦在個人電腦之換機市場和新購市場的滲透率都持續提高。第二是微軟(Microsoft)的Vista作業系統的推出,雖然沒有大幅提昇筆記型電腦的銷售量,但是亦使部份消費者出現提早換機的需求。第三是價格性能比持續改善,包括CPU製程的進步、電池續航力的增加,已使得消費者對此產品的信心大增。第四是Intel推出Santa Rosa平台,搭配Turbo Memory,希望能對Vista效能有所助益。以上種種皆是推升2007年筆記型電腦市場成長之動力。預估未來數年,隨著微軟Vista作業系統逐漸修正Bug,以及SSD固態硬碟的普及化,筆記型電腦的市場將維持高成長。
在全球桌上型與筆記型電腦市場的競爭裡,預計北美市場將於2008年有超過50%的筆記型電腦滲透率,揭示了液晶監視器未來成長堪慮的隱憂。預計在筆記型電腦的規格與價格持續逼近桌上型電腦之後,消費者購買筆記型電腦的意願較高,此效應將持續升溫,進一步推升筆記型電腦之滲透率。
觀察未來數年筆記型電腦之成長動力有三:第一是Intel與微軟持續合作W-intel平台,將促進使用者換機。第二是Digital Home概念興起,筆記型電腦已不再限於商務型應用,廠商相繼推出強調多媒體影音功能之產品,甚至開始強調音效,產品外觀亦朝多元化、客製化邁進。第三是低價筆記型電腦的面市將會帶動平均售價的下滑,將考驗筆記型電腦廠商如何進行產品差異化的能力。
例如2007年讓人眼睛一亮的Ultra Mobile PC(UMPC)就是由Intel和Microsoft於2006春季IDF宣佈,兩方將合作開發比1公斤還輕的筆記型電腦,並配備7吋觸控面板,雙方將共同推進UMPC的普及。Intel表示,尺寸定為7吋的原因有兩個:(1)對使用者進行市場調查的結果,7吋屬於雙手操作的最適當尺寸;(2)另一方面,7吋液晶面板成本在5吋~10吋之間是最低的,因此權衡之後就確定了這樣的尺寸。
UMPC的首批產品由南韓三星電子、台灣華碩電腦和方正國際提供。這些產品於2006年第1季上市,並在CeBIT 2006展會上各自展出自己的UMPC產品,之後更是造成智慧型手機大廠宏達國際電子(High Tech Computer)的跟進。基本上,UMPC被廠商定位為「消費者的第二台筆記型電腦」,為了讓消費者隨時隨地皆可使用,所以它必須具備和筆記型電腦一樣完整的功能、長續航力、重量輕,因此觸控面板扮演吃重的角色,尤其在「室外可視性」的加強更是刻不容緩,例如AG(Anti-Glare)或AR(Anti-Reflection)等鍍膜技術將是此應用市場之決勝點。此外,行動上網功能將深入21世紀的消費者生活,此趨勢所帶起的Netbook產品(又稱mini NB、Low cost NB)將帶動中小尺寸NB的需求。從2007年ASUS推出Eee PC上市以來,Netbook不但可兼顧行動上網能力,售價也可壓在400美元以下。
Tablet PC則屬於較大尺寸的觸控式NB產品,過去從2002年開始生產的Tablet PC多採用12.1吋面板,主要配備電磁式觸控面板。但隨著iPhone的上市,帶動觸控面板熱潮後,這把火向IT產業延燒。Tablet PC原先均採電磁式觸控面板,但近年來亦開始採用電阻式觸控面板作為降低成本的手段,但是此類NB在整體NB產品的滲透率仍低。
三、經濟景氣前景不明,展望筆記型電腦面板應用
未來3年NB出貨量成長表現要看景氣的發展,而以2008年而言,筆記型電腦出貨量也將有一億多台,隨著取代桌上型電腦效應發酵,2011年筆記型電腦需求將超過2億台,所以未來市場應該還是很樂觀的。產品設計也越趨成熟,加上EMS(Electronics Manufacturing Service)業者仍積極布局此市場,品牌業者也有意分散代工風險,使得EMS廠在未來3年內將有機會與台廠的ODM(Original Design Manufacturing)模式競逐NB代工大餅。
全球前十大NB品牌方面,因惠普(HP)在站穩消費性NB市場後,2007年更將苗頭指向正處快速發展中的中小型企業市場,2007年第3季針對中小企業提出各式服務,並獲市場認同,使得2007年惠普於商用NB市場出貨量年成長率遠高於戴爾(Dell)。而宏碁(acer)則因在2008年1月1日正式完成捷威(Gateway)購併案,在歐美市場更如虎添翼。蘋果(Apple)則因2008年1月初推出新款超薄NB-MacBook Air,吸引全球消費者注意,更迫使各家NB業者推出薄型NB與之抗衡。Acer與Asus則是推出Netbook搭配電信服務方案,將持續帶動該市場高成長。

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下一代統治者 OLED顯示技術全面解讀

2009-01-20 19:04:50
  熟悉顯示產品的網友都知道,目前主流的顯示技術已經由早前的CRT過渡到如今的TFT-LCD。因為TFT-LCD產品更薄,占用空間更少,相比CRT的笨重TFT-LCD優勢明顯。但在顯示效果上TFT-LCD相比CRT卻顯得有些單薄。從2001年起,TFT-LCD便開始加速增長,到了06年已經徹底取代傳統的CRT成為了市場主流,但是到了08年市場的增長開始乏力,技術上的繼續突破也出現了瓶頸,加之金融危機的狂襲,可以說液晶市場的步伐已經開始停滯不前。在這種狀況下,一些有見地的廠商早已開始著力于下一代主流顯示技術的開發,毫無疑問下一代顯示產品將會是OLED。從不久前的CES2009我們就可以看到,今後主流顯示技術的發展方向就是OLED,雖然在目前OLED在技術上還需要一定的突破,但筆者初步預計,OLED距離我們已經很近了。筆者認為大約5年後,OLED將會和目前的LCD平分顯示器及電視市場,當然這種預估僅供網友參考。接下來筆者就給大家詳細介紹OLED(有機發光二極管)顯示技術。


和紙比薄的OLED

  很多網友容易把OLED和目前廠商炒作比較多的LED背光聯系在一起,事實上OLED和LED背光是完全不同的顯示技術。LED背光屬于LCD範疇,都是液晶技術,原理基本相同。LCD技術可以簡單的理解為,外界施加電壓使液晶如閘門般地阻隔背光或讓背光穿透,進而將光線投射在不同顏色的彩色濾光片中形成圖像。所以LED背光屬于液晶技術,只是背光源不同,LED背光使用發光二極管作為背光,傳統的LCD採用CCFL冷光燈管作為背光。而OLED是通過電流驅動有機薄膜本身來發光的,發的光可為紅、綠、藍、白等單色,同樣也可以達到全彩的效果。所以說OLED是一種不同于CRT和液晶技術的全新發光原理。下文中筆者將給大家詳細介紹OLED的發展歷程及技術特點。

OLED發展歷程介紹
  OLED是英文Organic Light-Emitting Diode的縮寫,翻譯過來被稱為有機發光二極管或有機發光顯示器。事實上這種發光原理早在1936年就被人們所發現,但直到1987年柯達公司推出了OLED雙層器件,OLED才作為一種可商業化和性能優異的平板顯示技術而引得人們的重視。目前,全球已經有100多家的研究單位和企業投入到OLED的研發和生產中,包括目前市場上的顯示巨頭,如三星,LG,飛利浦,索尼等公司。整體上講,OLED的產業化目前已經開始,其中單色,多色和彩色器件已經達到批量生產水平,大尺寸全彩色器件目前尚處在研究開發階段。



CES 2009索尼展示有機EL(OLED)電視
整體上看OLED的應用大致可以分為3個階段。

  1.1997年~2001年,OLED的試驗階段。在這段時期OLED開始逐漸走出實驗室,主要應用于汽車音響面板,PDA及手機方面。但產品很有限,產品規格少,均為無源驅動,單色或區域彩色,很大程度上帶有試驗和試銷的性質,2001年OLED的全球銷售額僅約為1.5億美元。

  2.2002年~2005年,OLED的成長階段。在這段時期人們開始逐漸接觸到更多帶有OLED的產品,例如車載顯示器,PDA,手機,數碼相機,DC,頭戴顯示器等。但主要以10寸以下的小面板為主,10寸以上的面板也開始投入使用。

  3.2005年以後,OLED開始走向一個成熟化的階段。筆者相信在08年後這種成熟化更會加速,包括技術,市場,都將在市場的帶動下突飛猛進。大尺寸及使用壽命將成為今後OLED技術的主要突破方向。

OLED發光原理介紹:
  OLED器件的結構如下圖所示。OLED屬于載流子雙注入型發光器件,其發光機理為:在外界電壓的驅動下,由電極注入的電子和空穴在有機材料中複合而釋放出能量,並將能量傳遞給有機發光物質的分子,後者受到激發,從基態躍遷到激發態,當受激分子回到基態時輻射躍遷而產生發光現象。

  (小貼士:什麼是空穴?一個呈電中性的原子,其正電質子和負電電子的數量是相等的。現在由于少了一個負電的電子,所以那里就會呈現出一個正電性的空位,這便是空穴。)


  OLED的發光過程通常由以下5個階段完成。

  1.在外加電場的作用下載流子的注入:電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能薄膜注入。

  2.載流子的遷移:注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發光層遷移。

  3.載流子的複合:電子和空穴複合產生激子。

  4.激子的遷移:激子在電場的作用下遷移,能量傳遞給發光分子,並激發電子從基態躍遷到激發態。

  5.電致發光:激發態能量通過輻射躍遷,產生光子,釋放出能量。

OLED彩色化原理介紹:
  前面我們給大家介紹了OLED的發光原理,或許很多網友會疑問OLED是怎樣實現彩色顯示的,本節中將為大家講解。

  目前在OLED全彩顯示器技術方面,實現彩色化的方法主要有3種:獨立發光材料法,光色轉換法以及彩色濾光薄膜法。



  獨立發光材料法:顧名思義是以紅綠藍三色為獨立發光材料進行發光,是目前OLED彩色化最常用的工藝方法。


  光色轉換法:主要利用藍光為發光源,經由光色轉換薄膜將藍光分別轉換成紅光或綠藍光進而實現紅綠藍三色光。



  彩色濾光膜法:有些類似LCD,採用白色光源透過類似LCD的彩色濾光片來達到全彩的效果。

OLED的優點及缺點:
OLED的優點

  1.厚度可以小于1毫米,僅為LCD屏幕的1/3,並且重量也更輕;

  2.固態機構,沒有液體物質,因此抗震性能更好,不怕摔;

  3.幾乎沒有可視角度的問題,即使在很大的視角下觀看,畫面仍然不失真;

  4.響應時間是LCD的千分之一,顯示運動畫面絕對不會有拖影的現象;

  5.低溫特性好,在零下40度時仍能正常顯示,而LCD則無法做到;

  6.制造工藝簡單,成本更低;

  7.發光效率更高,能耗比LCD要低;

  8.能夠在不同材質的基板上制造,可以做成能彎曲的柔軟顯示器。

  我們看到OLED相比目前主流的LCD有一些無法比擬的優勢,當然目前的OLED還存在一些缺點需要技術上的解決,當這些問題解決後將會是OLED大面積走入市場主流的日子。

  目前的OLED存在的主要問題有:

  1.壽命通常只有5000小時,要低于LCD至少1萬小時的壽命;

  2.不能實現大尺寸屏幕的量產,因此目前只適用于便攜類的數碼類產品;

  3.存在色彩純度不夠的問題,不容易顯示出鮮艷、濃鬱的色彩。
OLED前景展望:
  從目前顯示技術的發展趨勢來看,OLED無疑是會帶來顯示產品集體換代的一項新技術。現在主要的技術突破還在于大尺寸工藝,色彩,以及使用壽命。不過目前萎靡的液晶市場或許會激發廠商們盡早提速OLED大面積進入市場的決心,提速OLED的研發及生產工藝的改進或許已經在廠商們的計劃之內。當然我們不能指望OLED不久會以一種低價格的姿態進入市場,任何一種革命性的新技術均隨著市場及技術的成熟才漸漸地平易近人,這段時間往往需要幾年,OLED的前景是十分讓人看好的。


CES 2009展索尼首發21英寸OLED電視,分辨率為1366×768

  OLED超薄柔軟可卷曲的特性使其的應用方向更廣,超低的功耗更符合目前時代發展的需求,在今後我們將會看到更多的地方出現OLED的身影。相信5年內,壁畫般的顯示產品也將會在市場內出現,拭目以待吧。

作者:往返秋天

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