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液晶顯示器的發明與發展

第三章 中小尺寸液晶顯示器產業的發展概況

3.1 液晶顯示器產業發展歷

3.1.4 液晶顯示器的發明與發展

西元 1888 年,澳大利亞的植物學家 Reinitize 在研究植物結晶

(Cholesterin)特性的過程中﹐發現將溫度加熱至 145℃時﹐結晶會呈現白色 狀態﹐而加熱至 175℃時,則呈現透明狀態﹐德國物理學家 O﹒Lehmann 研究之後,將之命名為液晶,此為液晶技術的濫觴。

1968 年,美國 RCA 首先發表了世界第一款以液晶為材料的手錶,使得 液晶正式邁向商業化的道路。

在美國 RCA 發表開發出 LCD 時,日本尚無個人或企業研究這方面的 技術,但經由媒體報導後,吸引了日本廠商介入液晶顯示器技術得開發。當 時參與研究的企業分成兩類,一是企業規模較大的電子業,另一類則是生產 電子錶與電子計算機為主的 Seiko Epson 與 Sharp。

在 Seiko Epson 研究開發部門工作的山崎淑夫根,於是根據文獻自行 調製液晶材料,開始累積 LCD 相關技術。1973 年 Seiko Epson 發表一款以 TN-CCD 技術所製造的電子錶,當時這支電子錶的裝置只有時、分、秒的 顯示功能而已,但售價卻高達 13 萬 8 千日圓。同年,日本的 Sharp 也成功 的開發出以 TN-LCD 技術所製成的電子計算機,成為全世界最早生產 LCD 電子計算機的廠商。在 1970 年 LCD 仍是 2 吋以下的小尺寸時代,主要應 用在各種儀表板的顯示功能。產品僅能顯示簡單的符號與數字,到了 1980 年代之後,由於人們對資訊有更多的需求,乃促使 LCD 功能與尺寸的提升,

於是陸續有廠商加入生產,在技術上不斷的進步同時也更複雜。從過去的 TN-LCD 逐漸發展到 STN-LCD,再到目前的主流 TFT-LCD。在色彩 上,從亮暗顯示進展到灰階顯示,從以前的單色畫面到現今的彩色面板,反

應速度、解析度等也不斷的提升。在面板尺寸的發展上,則從 2 吋以下的小 面板,逐漸發展至 8 吋為主的面板,再進ㄧ步擴充至 10 吋以下的中小尺寸 面板,應用範圍也不斷的擴大,包括PDA個人數位助理、電子字典、掌上 型遊樂器、高資訊容量的儀表等等,故 1980 年代可稱為LCD的中小尺寸 時代[12]。

1980 年代末至 1990 年代初期,LCD 產業持續朝更大尺寸發展,產業 界已出現 10 吋以上的 LCD,應用領域也不斷擴張,開始跨入大尺寸的筆記 型電腦領域,當時 LCD 產值當中有 50%是應用在筆記型電腦,由於當時市 場上成功推出筆記型電腦,使得 LCD 的需求量大幅的提升。隨著面板尺寸 的不斷加大,LCD 廠商也不斷的擴大其應用範圍,現今 LCD TV、電腦監視 器、手機、投影機等產品,皆逐漸採用 LCD 為顯示元件。在 1995 年以前,

LCD 產業始終由日本獨佔,供應全球高達 80%以上的面板需求,一直到 1995 年,韓國積極加入大尺寸 LFT-LCD 市場的競爭。日本獨佔市場的情況 才有轉變。尤其韓商的加入,不但壓縮了面板市場的毛利,也讓日本廠商備 感威脅,1997 年,亞洲金融危機爆發,日本經濟更是雪上加霜,無力投資 下一世代更大的顯示器面板,日本業者為了對抗南韓的威脅,開始向外尋求 合作對象,乃將生產 LCD 面板的技術移轉至台灣,希望透過與台灣合作來 對抗南韓,一方面可確保面板的供應無虞,另ㄧ方面藉由技術轉移來收取權 利金。從此,台灣開始大舉進入 TFT-LCD 市場。

台灣加入市場之後,全球 LCD 市佔率再度興起波瀾,成就了今日台灣、

日本、韓國三強寡占 LCD 的情況。而隨著大陸經濟的的崛起以及政府的政 策,中國大陸在 LCD 產業上正急起直追。

近年來,日本政府為防止智慧財產權的外流,於 2002 年 11 月訂定了

「知識產權基本法」,將知識產權訂定為國家的主要戰略,防止企業任意將 技術或專利移轉至海外。而日本廠商除了積極投入產業的研發與生產外,又 建立了非常完整的產業結構、先進的研發團隊及擁有多項的智慧財產權,這 些因素促使日本仍能持續坐穩 LCD 產業的領導地位。

3.1.5. 台灣液晶顯示器產業的發跡與成長[11]

1.液晶顯示器的發跡

敬業電子是台灣最早從事 LCD 生產的公司,於 1976 年即取得 美國休斯公司的技術合作與授權,首先設立 LCD 工廠,生產電子錶用 的 TN-LCD, 為台灣 LCD 產業開啟了新頁。

1978 年,另一個從事 LCD 製造的中相公司成立,該公司是由曾 經服務於美國休斯公司的李逸士先生所創立,它具有多年製造 LCD 的 經驗,也是最早將 LCD 技術帶回台灣的人,但礙於經費受限,向金融

機關貸款資金又屢遭限制,只能透過租賃找到規模較小的廠房,因而 所生產的產品難以與日本廠商競爭。1980 年初,日本廠商以殺價競爭 的方式搶占市場,台灣廠商由於無法有效將生產成本降低,在強敵環 伺之下,敬業電子遂於 1981 年結束營業,中相公司也換手經營,成 為今日的美相科技,這些結果對於剛起步的台灣 LCD 產業確實造成不 小的打擊。

當時積極投入 LCD 產業發展的還有西泰電子,西泰電子是ㄧ家生 產多元產品的公司,規模不大,大約有二、三百人。1983 年開始,西 泰將重心轉移至 LCD 的研發工作,因為當時西泰無法購買到日本機械 設備,於是決定自行開發,研發經費則由公司從其他產品的盈餘提撥,

然而西泰的發展並不順利,受限於本身自行開發的設備,良率不高,公 司的產品大多僅用於低階的計算機面板,由於利潤低規模小,研發經費 在公司獨力支撐下,生存不易,在全球經濟不景氣的衝擊下黯然結束。

雖然西泰電子未能順利發展,但該公司所培養的人才,卻成為後來台灣 LCD 產業發展的重要來源。除了部分人員轉往大陸發展 TN – LCD 外,

另ㄧ批人則在台灣相繼成立了富相、捷華、華泰等公司,持續發展 LCD 相關事業,其中許振昌先生則先後從西泰電子、美相、碧悠,再與黃顯 雄董事長一起到勝華科技工作,組成一個技術與管理能力堅強的核心團 隊。憑藉其多年在 LCD 產業的經驗及企劃能力,終於使勝華成為國內 外手機小型面板的領導廠商。

台灣 LCD 產業發展初期,在民間企業的努力下揭開序幕,由於缺 乏足夠的經費與技術,確實面臨了許多窘境,但是國內企業的投資並未 因此而停止。日商 Sharp 公司與 Epson 公司在 1980 年代初期,先後 在高雄與台中設廠,以生產較大尺寸的 TN – LCD 為主,之後,這些工 廠又朝技術層級較高的產品發展,製造彩色 CSTN 及後段模組,在日 商的投資帶動下,刺激了台灣 LCD 產業的發展,我國幾家中小企業也 相繼加入市場競爭,從事 TN - LCD 的製造,及液晶面板的組裝,所以 日商在台灣發展 LCD 產業初期,確實扮演了推波助瀾的角色,不但帶 動了台灣廠商的投資風潮,更為 LCD 產業培養了一批專業的人才。

2.液晶顯示器的成長與升級

1990 年前後,隨著台灣經濟的發展,薪資成本也水漲船高,雖有 部份廠商因 TN – LCD 在台灣組裝成本增加,而將設備移往中國大陸,

不過卻仍有一批人選擇留在台灣,這些業者依靠長期所累積的經驗與技 術,進行產業昇級的工作,往更高階的 STN - LCD 及 TFT – LCD 產業 發展,推動了 LCD 產業的升級。

積極合作發展外,也有企業獨自籌措資金投資,在 1990 年底,原從事 映像管製造的碧悠電子,便以現金增資的方式準備設廠,1992 年 3 月 完成新竹新豐廠的建廠,開始生產 TN /STN,成為國內最早投入 STN 的廠商,碧悠電子的 LCD 生產技術是透過併購美國 Polytronix 公司的 方式,引進小型 STN 技術及研發人才。從此,台灣的 LCD 產業邁入了 另一個新的里程碑。

同樣,在 1990 年跨入 LCD 產業的還有勝華科技與光聯科技,皆 設立於台中加工出口區。這三家公司的共同特色是在進入 STN 技術層 次時,並未假日商之手,光聯科技設立於 1990 年六月,初期主要生產 TN –LCD,光聯的總經理來自台灣 Epson,帶領了ㄧ批人到光聯創業,

但光聯的生產方式並非完全模仿台灣 Epson,當時台灣 Epson 的蒸鍍 機仍然採用舊式的 NSO2 氣化法,而光聯則直接採用 ITO 導電玻璃,

NSO2 法的製程缺點是導電層的阻抗不能控制的很低,無法生產精密 的產品,為了提高競爭力,光聯從設立初期,便決定開拓新市場,將技 術層次由台灣 Epson 的低階 TN 提升至高階的 TN – LCD 及 WIDEN,

如汽車音響、儀器設備、記號版產品用的液晶顯示器,這類產品的特色 是品質要求嚴格、少量多樣、附加價值高、競爭者少,經過了幾個月的 努力,終於開發出汽車音響用的 LCD,第一批交貨給台灣松下公司,

之後歐麗旺等訂單陸續湧入,1992~1994 三年間光聯的業績是每年賺 一個資本額,由此可見光聯在進入市場時,即以 ODM 的型態開發市場,

製品設計技術乃成為後來光聯對外競爭的重要武器。光聯科技從一個完 全不具業務基礎的公司很快的切入此ㄧ市場,站穩根基,成功的克服了 技術開發的障礙。

早期另一個積極投入 LCD 領域研發的是大同集團的子公司-中華 映管,早在 1989 年,公司便設立了十餘人的 LCD 研發團隊,一開始 中華映管便將目標設定在 STN 技術的發展,在歷經多年的實驗後,1993 年初,公司便斥資了 1 億元在楊梅設立實驗工廠,1995 年更進ㄧ步自 日本東芝引進大尺寸的 STN 技術,1996 年八月,桃園工廠量產 10.4 吋的彩色 CSTN,台灣正式跨入個人電腦用大尺寸 LCD 的生產領域。

在當時,國內企業往 STN 產業發展的同時,台灣另有一批企業與 研究機構企圖往更高階的顯示器面板發展-TFT–LCD。當時 TFT 仍 屬於前瞻性的技術。雖然產品技術尚未成熟,但產品品質與功能都優於 過去的 LCD,市場上賦予高度的期待,各國也將其視為產業競爭的重

在當時,國內企業往 STN 產業發展的同時,台灣另有一批企業與 研究機構企圖往更高階的顯示器面板發展-TFT–LCD。當時 TFT 仍 屬於前瞻性的技術。雖然產品技術尚未成熟,但產品品質與功能都優於 過去的 LCD,市場上賦予高度的期待,各國也將其視為產業競爭的重