研究機構 DisplaySearch 在 2011 年的一份報告中指出，手機面板出貨量以 a-Si(amorphous silicon)與 LTPS(low-temperature poly-silicon)技術的比例居多，約 佔 85%。值得注意的是 AMOLED 已由 2010 年的 2.7%成長到 2011 年的 6.2%。
2011 Shipment Share by Technology
a-Si
© 2011 DisplaySearch
圖 12 2011 年手機面板出貨量-以技術類別區分 資料來源：DisplaySearch, 2011 年
4-1 TFT-LCD 介紹 1. TFT-LCD模組結構:
一般TFT-LCD模組結構如下圖(圖13)所示，手機用面板背光模組的光源為 LED並非傳統電視或監視器所使用的燈管。近年來各應用產品為了達到輕薄的外 觀設計，背光源已漸漸採用如手機面板使用的LED。TFT-LCD面板的基本結構為 兩片玻璃基板中間夾一層液晶（Liquid Crystal）。上層為彩色濾光片，下層是佈 滿薄膜電晶體(TFT) –用來控制光線開關的裝置，當施電壓於電晶體時，液晶會 轉向（如圖14），電壓可控制不同的液晶排列方向，而液晶轉向的角度和偏光板 控制了光線的穿透量。背光模組負責提供光源，當光源穿過液晶層來到彩色濾光
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片，進而混出人眼所看到的各種顏色。
圖 13 TFT-LCD 模組結構圖
資料來源：友達光電網站 www.auo.com
K units
圖 14 液晶的基本光電特性(TN)
資料來源：奇美電子網站 www.chimei-innolux.com
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2. TFT-LCD製造流程:
首先會個別製作彩色濾光片(CF)與 TFT 陣列(TFT Array)，然後再經過 Cell Process 將 CF 與 TFT Array 對組而成 LCD(Liquid Crystal Display)，到此為止的流 程，業界稱之為 LCD Process。最後的模組製程(LCM Process)，其為驅動 IC 以 及軟性電路板(FPC)與玻璃基板的連接 (JI Process)，之後再與背光模組進行組裝 (MA Process)。(如圖 15)
圖 15 TFT-LCD 製造流程
資料來源：本論文整理，友達光電網站 www.auo.com
4-2 TFT-LCD a-Si 與 LTPS 面版介紹
LTPS（Low-Temperature Poly-Silicon，低溫多晶矽）具有比a-Si（amorphous silicon）快一百倍的電子移動率(如圖16)，不但可以整合玻璃基板上的電路系統，
更可減小TFT(薄膜電晶體)的尺寸，因此LTPS是比a-Si更為領先的製程技術。
LTPS比a-Si快的電子移動率，表示使用較小的TFT-Device即可提供足夠的充電能 力，因此光穿透的有效面積變大(如圖17)，意味著開口率變大可使面板亮度提 昇，同時也因每個畫素內的薄膜電晶體變小，同樣的面板尺寸可容納較多畫素，
這也使LTPS比a-Si更適合作為高解析度面板的開發。
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圖 16 a-Si 和 LTPS 的電子移動率比較
資料來源：奇美電子網站 www.chimei-innolux.com
圖 17 a-Si 和 LTPS 之有效面積示意圖
資料來源：奇美電子網站 www.chimei-innolux.com
4-3 AMOLED 面板介紹
近年來AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,主動式有機發 光二極體)面板一直被視為最有機會挑戰現行TFT-LCD的下一世代面板顯示技 術，主要原因是AMOLED會自發光而不需要背光源，因此適合應用在高效能、
重量輕的面板上，可以滿足更輕薄的設計，其成本亦可能降低，而且又具有發展
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於軟性基板上的潛力。
AMOLED有許多優點，然而AMOLED目前也不是完美的技術，仍然有些缺 點尚待改善，如OLED(Organic Light-Emitting Diode)材料使用壽命短會產生色 衰、生產良率低與OLED材料成本高。(詳細資訊如下表2)
表 2 AMOLED 優缺點 不需背光模組
廣視角(大角度幾乎不色偏) 色飽和度高(>NTSC 100%) 反應時間快
對比度高 耗電量低
優點
材料成本結購低 現行材料成本高
OLED 材料使用壽命短 解析度低
缺點
製程良率低
資料來源：本論文整理，Samsung Mobile Display網站 www.samsungsmd.com
AMOLED與LCD相比，當觀測視角變大時，AMOLED的對比度變異遠比LCD 小如下圖18所示。下圖18兩圓心代表著眼睛直視顯示器所看到對比度，越往圓的 外圍所代表著眼睛看顯示器的角度越大，越遠離眼睛直視的角度直到與顯示器在 同一平面上。
圖 18 LCD 與 AMOLED 之 iso 圖比較
資料來源：奇美電子網站 www.chimei-innolux.com
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AMOLED與LCD相比，當觀測視角變大時，觀測者看到AMOLED亮度下降 的幅度遠低於LCD(如圖19)，在大視角看AMOLED的影像亮度不會有像LCD有如 此大的差異，因此使用者在享受AMOLED顯示器時不會因觀賞角度過大而減損 觀賞效果。
圖 19 LCD 與 OLED 視角比較圖
資料來源：奇美電子網站 www.chimei-innolux.com
OLED的基本結構是由薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物（ITO），與電力 之正極相連，再加上另一個金屬陰極，中間再包含其他層物質而成。整個結構層 包含：電洞傳輸層(HIL，HTL)、發光層（EML）與電子傳輸層(EIL，ETL)。其 作動方式為當電力供應至適當電壓時，正極電洞與陰極電子就會在發光層中結合 而發光(詳見下圖20)。依EML材料的不同而產生紅、綠和藍三原色以構成基本色 彩進而混出人眼所看到的各種顏色。有機發光材料的亮度和電流強度成正比，然 而大電流會縮短有機發光材料的壽命，因此開發出發光效率更好的有機材料並延 長其使用壽命是現在OLED所需面對與克服的重大問題。
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圖 20 OLED 原理示意圖
資料來源︰LG Display網站 www.lgdisplay.com
現行OLED的結構主要分為兩種(如下圖21所示)，底部發光(Bottom emission) 與頂部發光(Top emission)。在Bottom emission，其陽極(ITO)在下面，接著是OLED 發光層、最後為金屬陰極，因此當發光時其光是朝向四面八方，但是其向上的光 會被上層金屬反射，故所有的光均朝下，最後穿過透明導電膜ITO，故稱為Bottom emission。若陽極在下面，但是改使用金屬材料，而上面的陰極改採用透明金屬，
則當發光時其往下方向的光將被底下金屬反射，最後光從上面發射出去，故稱為 Top emission。目前在OLED的結構大都採用Bottom emission結構。
圖 21 OLED 結構
資料來源︰LG Display網站 www.lgdisplay.com
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AMOLED 面板的應用現在以手機為主，由 DisplaySearch 統計資料來看，2011 年約佔 94.4%。目前最積極推廣 OLED 面板的是 Samsung，自 2007 年開始已推出 數十支 AMOLED 手機，使用的面板是由集團內的 SMD(Samsung Mobile Display) 所供應，SMD 也是目前產能最大的 AMOLED 面板廠商，且預計於 2012 年建置
Chimei Innolux
620 x 375 14 已建置
資料來源：本論文整理，DisplaySearch 2011 年
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研究機構預估未來手機面板的出貨量，AMOLED 的佔比會持續放大，LTPS 會緩步上升而 a-Si 的需求會逐漸減少(如圖 22)。
圖 22 手機面板出貨量之技術來源分佈 資料來源：DisplaySearch, 2011年
4-4 廣視角面板介紹
廣視角技術主要分為MVA（Multi-domain Vertical Alignment）與IPS（In-Plane Switching）兩種技術，且各有各的擁護者。MVA技術的主要採用者有Sharp、
SMD(Samsung Mobile Display)、友達光電與奇美電子。IPS技術主要使用廠商有 Hitachi Displays、LG Display、Sony與奇美電子。由於Apple認為IPS整體表現優 於MVA，且於任何不同方向在大視角的表現較MVA佳，不易產生色偏，因此在
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Shipment Share
PMOLED
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圖 23 MVA 與 IPS 之液晶排列比較
資料來源︰奇美電子網站 www.chimei-innolux.com
在未來智慧型手機興起的風潮中，IPS技術因液晶是在水平方向作動而具有 優勢，如大角度觀賞不易產生色偏（如圖24）、手指操作觸控面板時不易產生亮 點、拖曳痕與殘影（如圖25）。在未來智慧型手機市場，IPS面板廠商特別強調其 本身技術特點與MVA技術的缺點，因未來智慧型手機幾乎都會搭載觸控面板。
使用MVA技術的面板廠商無不努力找尋改善方法以克服此些缺點，並有些廠商 也轉投入IPS技術發展以避免在智慧型手機市場處於弱勢。
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圖 24 IPS 與一般面板之大視角色彩比較 資料來源︰LG Display網站 www.lgdisplay.com
圖 25 IPS 與 VA 之特點比較
資料來源︰LG Display網站 www.lgdisplay.com
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4-5 觸控面板介紹
研究機構DisplaySearch指出2010年全球觸控面板出貨量約為7.71億片，並 預估2017年出貨量將急劇成長至22億片(如圖26, 圖中Module指的是Touch sensor加上觸控IC的產品，而Sensor指的是Touch sensor)。更指出觸控面板的營 收來源以手機與平板電腦為大宗，其中更是以手機應用為主，約佔一半(如圖 27)。觸控面板在手機應用上的滲透率也將由2010年的31.9%預估成長到2011年 的47.4%甚至持續攀升到2017年的61.4%(如圖28)。
圖 26 全球觸控面板出貨量與營收 資料來源：DisplaySearch, 2011年
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圖 28 觸控面板在手機應用之滲透率
資料來源： 年
圖 27 全球觸控面板之營收來源分佈 資料來源：DisplaySearch, 2011年
31.9%
47.4%
61.4%
K units
DisplaySearch, 2011
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觸控面板有多種技術類別，早期應用多屬於電阻式(Resistive)觸控面板，隨 著Apple iPhone與iPad興起的浪潮，2011年的應用則多轉為使用投射式電容 (Projected Capacitive)觸控面板，並且逐年持續放大。(如圖29)
圖 29 觸控面板之技術類別分佈
未來手機用觸控面板出貨量中支援多點觸控的比例會大幅增加，研究機構預
圖 30 手機觸控面板之多點觸控技術滲透率 資料來源：DisplaySearch, 2011年
估2011年會從2010年的48%跳躍成長至72%(如圖30)，其中原因之ㄧ為搭配 Android作業系統的入門級與中階智慧型手機銷量預估將會持續成長。
K units
資料來源：DisplaySearch, 2011年
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分為電阻式、投射式電容與內嵌式（in–cell）。
電阻
. 電阻式觸控面板:
是由二片具備導電能力的透明ITO薄膜以及ITO玻璃貼合而 手機面板使用的觸控技術主要
式觸控面板發展較早、技術門檻低，且價格便宜。投射式電容面板是iPhone 與iPad使用的技術，可支援多點觸控。內嵌式觸控面板製程困難度最高，目前僅 有TFT-LCD面板廠具有生產技術，然而現階段的良率還待改善，故無法大量生產 供應，唯因此技術不需再多加一層外掛式觸控面板而可達到更輕薄的效果及可使 用現有TFT-LCD的生產設備，所以許多面板廠商仍然投注相當心力於此技術開 發。以下分別就電阻式、投射式電容、內嵌式等三種觸控面板技術進行介紹。
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電阻式觸控面板
成，其導電面相對，中間以多個整齊排列的透明間隔點(Spacer)將其隔開。當使 用者以手指或觸控筆進行操作時，上方薄膜受到壓力時，即和下方ITO玻璃接 觸，導電產生一分壓電流，並經由控制器測知面板電壓變化而計算出接觸點位置 以進行輸入(圖31)。電阻式觸控面板的優點是製程容易、成本低，因此有多家生 產廠商，如日本的Fujitsu，韓國的DigiTech、台灣的介面、洋華…等。電阻式觸 控面板的缺點為其作動方式是使用壓力將ITO sensor做接觸，但使用時間久後，
容易造成兩層ITO sensor間的spacer變形，而使觸控靈敏度變差或觸控功能損壞。
圖 31 電阻式觸控面板結構
ww.yfo.com.tw 資料來源：洋華光電網站 w
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結構上最外層為一薄薄的二氧化矽硬化處理層，第二層
結構上最外層為一薄薄的二氧化矽硬化處理層，第二層