桌上型電腦液晶螢幕的介紹

2.1.1 液晶（Liquid Cyrstal Display；簡稱 LCD）的起源與應用

液晶是由植物學家菲德烈．萊尼茲（F. Reinitzer）於1888年時所發現。他從植 物中提煉出一種稱為螺旋性甲苯酸鹽的化合物（安息香酸膽固醇），在加熱過程中 意外發現該物質的異常熔解現象具有兩個不同溫度的熔點，其狀態介於液態與固態 物質間，為類似肥皂水的膠狀溶液。後來德國物理學者萊曼（O. Lehmann）利用偏 光顯微鏡觀察此安息香酸膽固醇的混濁狀態，證實其為一種「具有組織方位性的液 體」（水晶的液體），至此才正式確認液晶的存在。由於當時並沒有對此物質的適 當稱呼，因此萊曼（O. Lehmann）稱它為液晶（液態的晶體）。

直到1963年，美國RCA公司的威廉（Williams）發現液晶會受到電器的影響而 產生偏轉的現象，也發現光線射入到液晶中會產生折射。於是在1968年，也就是威 廉（Williams）發現光會因液晶產生折射後的5年，RCA的Heil震盪器開發部門發表 了全球首台利用液晶特性來顯示畫面的螢幕。到了1968年，亦即萊尼茲（Reinitzer）

發現液晶物質整整80年後，「液晶」和「顯示器」兩個專有名詞才連結在一起，「液 晶顯示器（LCD）」成為後來大家朗朗上口的專業名詞。

到了1973年時一位英國大學教授葛雷（George Gray）發現可以利用聯苯製作液 晶。用聯苯製作的液晶顯示器十分安定，解決了以往所使用的液晶材料較不穩定的 問題，因此造就了在1976年時有關於液晶顯示器的產品正式量產出貨，此產品即為 日本SHARP的以液晶做為螢幕的EL-8025電子計算機。從此以後，開啟了液晶多方 面的應用，也逐漸促成LCD產業的興起。

液晶顯示器簡單說來可分成三大類，分別是扭轉向列型（Twisted Nematic；簡 稱TN）、超扭轉向列型（Super Twisted Nematic簡稱STN）和彩色薄膜型（Thin Film Transistors；簡稱TFT）：

1. 扭轉向列型（Twisted Nematic；簡稱 TN）

TN-LCD 的最大特點就如同其名稱「扭轉向列」一般，其液晶分子從最上層 到最下層的排列方向恰好是呈 90 度的 3D 螺旋狀。TN-LCD 的出現奠定了現今 LCD 發展的主要方式，但是由於 TN-LCD 具有兩個重大缺點，那就是無法呈現 黑、白兩色以外色調，以及當液晶顯示器越做越大時其對比會越來越差，使得各 種新的技術陸續出現。

2. 超扭轉向列型（Super Twisted Nematic 簡稱 STN）

STN-LCD 的出現是為了改善 TN-LCD 對比不佳的問題，最大差別點在於液 晶分子扭轉角度不同以及在玻璃基板的配合層有預傾角度，其液晶分子從最上層 到最下層的排列方向恰好是 180 度至 260 度的 3D 螺旋狀。但是，STN-LCD 雖然 改善了 TN-LCD 的對比問題，其顏色的表現依然無法獲得較好的解決，STN-LCD 的顏色除了黑、白兩個色調外，就只有橘色和黃綠色等少數顏色，對於色彩的表 達仍然無法達到全彩的要求，因此仍然不是一個完善的解決方式。

3. 彩色薄膜型（Thin Film Transistors；簡稱 TFT）

為了改善對於色彩的要求，又發明了 TSTN（Triple Super Twisted Nematic）

和 FSTN（Film Super Twisted Nematic）兩種新技術。TSTN 和 FSTN 的基本構造 原理與 STN 相同，差別在於 TSTN 在兩片玻璃上加上兩片色補償用薄膜，而 FSTN 則是加上一片色補償用薄膜。TSTN 和 FSTN 具有高解析度和全彩的優點，完全 改善 TN 的比對問題和 STN 的色彩問題。但可惜的是，TSTN 和 FSTN 卻有液晶 分子的反應較慢的問題，在放映數量較大的資料時，會造成無法負荷的缺點，因 此也不是完善的解決方式。

因此，為了解決此問題，接下來液晶顯示器的研發方向，焦點放在驅動方式 的改良。從最早的靜態驅動方式、接下來的動態驅動方式、單純 Matrix 驅動方式 到 Active Matrix 驅動方式，發展出許多驅動方式。而其中以 Active Matrix 驅動方 式和目前液晶顯示器的發展關係最大，Active Matrix 驅動方式的中文名稱為主動 矩陣型驅動方式，這種驅動方式是在原本配置畫素的電極交叉處加上一個 Active 素子，產生了嶄新的點制御模式。而主動矩陣型的驅動方式中又可分為兩種方 式，一是 MIM（Metal Insulator Metal）方式，利用兩邊金屬中間夾絕緣層做為簡 單的 Active 素子；另一就是大家耳熟能詳的 TFT（Thin Film Transistor）方式，

TFT 方式是在原本配置畫素的電極交叉處，再加上一個對向電極，並且在此三個 電極的交叉處放置薄膜狀的 Active 素子。

從 TN-LCD、STN-LCD 到 TFT-LCD，液晶顯示器在對比度、解析度和色彩 等方面越做越好，產品也越來越普及。而在這三大類的液晶顯示器中，是以 TFT-LCD 的市場最大，原因是筆記型電腦的熱賣和 TFT-LCD 顯示器銷售量越來 越好的帶動，不僅如此，TFT-LCD 已經日漸取代傳統陰極射線管（Cathode Ray Tube；簡稱 CRT）螢幕。

2.1.2 液晶螢幕產業發展動向 1. 液晶螢幕市場現況

液晶螢幕的售價與筆記型電腦一樣，品質和價格分成低、中、高三階；近來 包括順發、燦坤、NOVA 等電子大賣場間的價格戰開打，大都集中在低階部分。

奇美（CHIMEI）17 吋已破底價到 5500 元，19 吋 6500 元，更慘烈的是優派

（ViewSonic）的新品牌 Optiquest 的 17 吋「盪」到 4790 至 5290 元間，宏碁（ACER）

17 吋也有低到 5490 元。

低階產品雖然價格低廉，但品質仍具高水準，反應時間達 8 毫秒，有的可自 動調校畫面，幾乎挑不到亮點，對於一般只上網和做文書處理的家庭，或不愛玩 競速電玩的學生族群而言非常合適。中階則是市場主力，17 吋雖然還很多，但 19 吋蔚為主流，Philips、MONO、ViewSonic、BenQ、Asus、ACER 等主要品牌都有 三年無亮點保固，有些廠牌有三年到府收送服務，購買時就剩下比較產品的亮度、

解析度、外觀厚薄等。至於高階螢幕則以 19 吋和 20 吋的接受度最高，Asus 和 BenQ 相爭，適合設計族群和 SOHO 族，用在 3D 繪圖、廣告設計、影像後製等 專業上，強調的就是真實色彩，極速 5 毫秒，畫質佳，用來看電影和玩遊戲也是 一種享受。

根據工研院 IEK ITIS 計畫統計，2006 年台灣液晶顯示器（LCD Monitor）總 產值達新台幣 1 兆 2,720 億元，比前一年成長 30.8%；其中面板產業產值新台幣 9,115.6 億元，比前一年成長 29.1%，主力為大型 TFT-LCD 面板產業，產值約新 台幣 7,653.5 億元，比前一年成長 34.5%；其次為中小型 TFT-LCD 面板產業，產 值約新台幣 751.0 億元，比前一年成長 10.5%。在 TN/STN 面板產業部分的產值 則約新台幣 661.3 億元，比前一年成長 6.8%。

工研院 IEK ITIS 計畫產業分析師鍾俊元表示，台灣大型 TFT-LCD 面板產值 成長，應歸功於全球筆記型電腦、液晶監視器市場出貨穩定提升，加上液晶電視 市場二倍數成長所致；中小型 TFT-LCD 面板產值，則歸因於國內第 4 代以下產 能釋出、手機與 DVD Display 應用市場成長造成；TN/STN 面板產值，則係由於 低階應用市場加溫，及統寶光電（TPO）合併飛利浦（Philips）MDS 貢獻所致。

2. 台灣與主要競爭國家產業比較

比較 2006 年台灣與競爭國家平面顯示器產業，台灣以大型、中小型 TFT-LCD 面板產業為主；韓國主力產業為大型 TFT-LCD 面板產業，其次為 PDP、中小型 TFT-LCD、TN/STN 面板產業；日本主力產業為中小型 TFT-LCD 面板產業，其次 為 PDP、大型 TFT-LCD 面板產業；以總體平面顯示器面板產業計，台灣次於韓 國排名第二，日本排名第三。

以 TFT-LCD 面板產業產值而言，台灣大型 TFT-LCD 面板產業產值，佔全球 第一位約 45.9%，韓國佔全球第二位約 40.4%，日本佔全球第三位約 9.9%，中國 大陸佔全球第四位約 3.8%；在中小型 TFT-LCD 面板產業方面，日本佔全球第一 位約 64.3%，韓國佔全球第二位約 19.1%，台灣佔全球第三位約 13.9%，中國大陸

佔全球第四位約 0.5%。

以 TFT-LCD 面板產業產量而言，主要應用為筆記型電腦、液晶監視器、液 晶電視等市場，2006 年台灣大型 TFT-LCD 面板出貨量，佔全球第一位、約 49.4%，

韓國佔全球第二位、約 39.3%，台灣已立足全球第一之產業地位。

其中液晶監視器面板出貨量，台灣佔全球第一位、約 57.9%，韓國佔全球第 二位、約 31.6%；筆記型電腦面板出貨量部分，韓國佔全球第一位約 50.2%，台 灣佔全球第二位約 38.8%；液晶電視面板出貨量，韓國佔全球第一位約 44.2%，

台灣佔全球第二位約 42.4%，液晶電視面板出貨台灣與韓國處於伯仲之間，相差 不遠。

3. 2006 年第四季與 2007 年第一季產業觀察

在中小尺寸 TFT-LCD 面板產業方面，.隨著進入消費性電子應用產品淡季，

面板出貨平均單價下跌，故整體產值大幅下降。另外，勝華購買瀚宇彩晶 3.5 代 線之廠房營運已上軌道，中小尺寸 TFT 面板出貨正漸漸提升中，握有 TFT-LCD 面板 Cell 段產能的勝華是否能如願增加競爭優勢，這將是 TN/STN 廠商轉型的試 金石，值得後續觀察。

觀察 2007 第一季，受限於季節淡季與年節工作天數減少，TFT-LCD 面板與 關鍵零組件出貨將處於產業低潮，但隨著面板廠產能利用率調降，將帶動市場面 板價格逐漸趨於穩定，資訊用與電視用液晶面板降價壓力將趨緩，預期 2007 第一 季產值將較 2006 第四季微幅衰退。

估計 2007 第一季我國平面顯示器總体產值為新台幣 3,516.1 億元，比前一季 衰退 5.1%；其中面板產業產值新台幣 2,492.5 億元，比前一季衰退 5.9%，其中大 型 TFT-LCD 面板產業，產值約新台幣 2,142.1 億元，中小型 TFT-LCD 面板產業，

產值約新台幣 157.5 億元，TN/STN 面板產業，產值約新台幣 179.0 億元。

4. 2007 年我國平面顯示器產業展望

據工研院 IEK ITIS 計畫估計，2007 年台灣平面顯示器總產值將達新台幣 14,485.4 億元，比前一年成長 13.9%；其中面板產業產值新台幣 10,308.4 億元，

比前一年成長 13.1%，大型 TFT-LCD 面板產業，產值約新台幣 8,780.6 億元，比 前一年成長 14.7%；中小型 TFT-LCD 面板產業，產值約新台幣 815.8 億元，比前 一年成長 8.6%；TN/STN 面板產業，產值約新台幣 685 億元，比前一年成長 3.6%。

此外關鍵零組件產業產值估計新台幣 4,177 億元，比前一年成長 15.9%，其 中彩色濾光片產業產值約新台幣 1,033.6 億元，比前一年成長 12.0％；偏光板產業

此外關鍵零組件產業產值估計新台幣 4,177 億元，比前一年成長 15.9%，其 中彩色濾光片產業產值約新台幣 1,033.6 億元，比前一年成長 12.0％；偏光板產業