TFT-LCD 產業的介紹

TFT

TFT

-

_-

LCD

_LCD

產業的

產業的

介紹

介紹

報告者：林原德 2004 / 12 / 01

本人簡介

Š

國立成功大學化學工程研究所畢業

Š

工作經驗 6 年餘

Š

工作經歷：陶瓷積體被動元件薄膜製造

TFT-LCD 玻璃基板製造

Š

目前服務於台灣康寧顯示玻璃南科分公

司

前言

Š

所謂的「兩兆雙星」，係指將半導體與

彩色影像顯示器兩項產業的產值在二０

０六年時，各自突破一兆元，並且推動

數位內容

與

生技產業

成為具發展潛力的

兩個明星產業。

兩兆雙星

兩兆雙星

名詞解釋

Š

TFT

– Thin Film Transistor 薄膜電晶體

Š

LCD

名詞解釋

液晶

Š

一種介於固態與液態間的有機化合物，

也是一種具有規格性分子排列的化合

物，將其加熱會成透明液態，將其冷卻

會成結晶的混濁固態，因此特性故稱液

晶。

Š

基於液晶的基本特性，是故液晶顯示器

的基本原理為，將液晶封在玻璃箱中，

然後施以電極使之產生冷熱變化，而因

此影響它的透光性，來達到明滅的效

應。

名詞解釋

玻璃基板產品尺寸/厚度 G4： 680X880 (44) G5： 1100X1300 (67) G5.5： 1500X1300 (78) G6： 1500X1800 (92) G7： 1870X2200 (114) G3.5：620X750 (38) 單位：mm (inch) 厚度：0.5~0.7mm

製程簡介

製程簡介

玻璃基板 Š 溢流下拉法玻璃製程，是在玻璃熔爐中調配入各種原 材料之後，將熔融的玻璃溶液倒入扁平漏斗狀的隔離 管 (Isopipe) 中，等到溶液滿出之後，從兩側溢流出 來，再順著下滑至隔離管底部結合成一片平整的TFT 玻璃，這時玻璃看來狀似一卷滾筒衛生紙，一邊往下 拉一邊冷卻，再以適當長度及邊緣切割之後，就成為 一大片的 TFT 玻璃基板。 Š 由於這種方式生產出的玻璃基板，在製程中未與任何 其他物質接觸，因此玻璃成形後，不須再經過表面拋 光，因此品質控制較容易，也成為 TFT 廠最樂於採 用的玻璃之一。

製程簡介

TFT-LCD

Array Process Cell Process

Glass Substrate

Cleaning

Thin Film Deposition

Resist Coating Exposure Development Etching Resist Remove TEST Cycle TFT LCD Panel OLB PCB Soldering Backlight Mounting Polyimide Film Printing

Rubbing Cleaning Transfer Coating Assembly LCM Injection End Sealing Anneal TEST Cleaning Sealant Coating Spacer Spray Color Filter Array Substrate Burn-in TEST Module Process

Array Process Cell Process

Glass Substrate

Cleaning

Thin Film Deposition

Resist Coating Exposure Development Etching Resist Remove TEST Cycle TFT LCD Panel OLB PCB Soldering Backlight Mounting Polyimide Film Printing

Rubbing Cleaning Transfer Coating Assembly LCM Injection End Sealing Anneal TEST Cleaning Sealant Coating Spacer Spray Color Filter Array Substrate Burn-in TEST Module Process

玻璃基板產品用途

Š 高精密玻璃基板為薄

膜電晶體液晶顯示器 及其彩色濾光片之結 構基礎。

玻璃基板產品技術特色

Š

TFT-LCD 如同大尺寸的矽晶圓是一種高

精密透明電子基板，也是數以百萬計電

晶體賴以成型的基地，其重要性就如同

蓋房子所需的地基一樣，是 TFT-LCD

產業之策略關鍵零組件之一。

面板產業歷史

Š

Shape 於 1991 年首先將液晶面板應用在

薄型數位電視上。

Š

大尺寸液晶面板主要有液晶螢幕、筆記

型電腦和液晶電視三大應用。

Š

在液晶面板的基板尺寸不斷地成長之

下，液晶電視已經成為大尺寸液晶面板

廠的重要下游市場。

面板產業現況

資料來源：資策會 MIC 2004 年 6 月 29,700K 20,700K 13,000K 8,300K MIC 2007 2006 2005 2004 研究單位 液晶電視市場規模預估 2004~2007

面板產業現況

Š

大尺寸的玻璃基板可幫助顯示器製造商

提高產量且降低生產成本，同時也可滿

足電視市場對生產大尺寸螢幕的需求。

Š

以使用的效益來看，五代以後的生產

線，適合生產液晶電視面板，全球五代

以後的液晶面板廠，全集中在東南亞，

主要在日本、韓國、台灣等地區。

面板產業現況

資料來源：資策會 MIC 2004 年 6 月 V 群創 V V 翰宇彩晶 V V 廣輝 V 華映 V V V 奇美 V V V 友達 台灣 V V Samsung V V V LG. Philips 韓國 V V Sharp 日本 G7 or G7+ G6 G5.5 G5 公司 新世代液晶面板生產線

面板產業現況

面板產業現況

產業介紹

TFT-LCD 製造商 Š 友達光電、奇美電子、中華映管、廣輝電 子、翰宇彩晶、群創光電、統寶光電和元太 科技 Š 主要資金取自台灣當地的友達，目前為全球 第三大面板供應商，也是台灣本土最大的製 造商。台灣第二大製造商奇美電子的產值則 緊追在友達之後。

產業介紹

友達光電 Š 由達碁科技與聯友光電於 2001 年 9 月合併成 立 Š Gen 6 – 位於中部科學園區，預計 2005 第一季開始量產 Š Gen 4 / 5 – 位於桃園龍潭渴望園區 Š Gen 3.5 – 位於新竹科學園區

產業介紹

奇美電子

Š

與日本大廠富士通公司策略聯盟的技術

合作，及於 2001 年購併日本 IDTech 公

司後取得的相關技術專利

。

Š

自建彩色濾光片廠

Š

目前有 3.5 代廠，4 代廠，及全球單一

廠房最大產能之 5 代廠各一座

。

Š

未來，更規劃投入九十億美元興建三座

次世代廠

。

產業介紹

科技人最想要進入的前十大企業 宏碁 Acer 10 聯發科 MTK 5 IBM 9 鴻海 Foxconn 4 明基電通 BenQ 8 友達 AUO 3 聯電 UMC 7 奇美 CMO 2 華碩 ASUS 6 台積電 TSMC 1 企業 名次 企業 名次

產業介紹

中華映管

Š

成立於西元 1971 年

Š

1997 年率先引進大尺寸 TFT-LCD 量產

技術，為台灣顯示器進入平面化拉開序

幕。

Š

不僅如此，華映領先國內同業量產 PDP

(電漿電視)， 成為產品線最完整的光電

專業製造廠。

產業介紹

產業介紹

廣輝電子

Š 廣輝電子(Quanta Display Inc. 簡稱 QDI)於

1999 年 7 月正式成立，為廣達電腦、日本 Sharp 公司及國內知名企業所共同投資。 Š 桃園華亞科技園區 – 華亞一廠 Gen 3.5 – 華亞二廠 Gen 5.5 Š 新竹科學園區龍潭基地 – 龍潭三廠 Gen 6 (預定2005年量產)

產業介紹

翰宇彩晶

Š

成立於 1998 年 6 月

Š

瀚宇彩晶擁有三座 LCD 廠及一座 LCM

廠，技術由日本東芝及日立分別移轉。

產業介紹

產業介紹

群創光電 Š 成立於 2003 年 5 月 Š 由鴻海集團投資 300 億元以上，切入 TFT-LCD 第五代面 板廠，及半導體、光 電設備市場 (沛鑫半 導體) 。

產業介紹

台灣康寧顯示玻璃

Š

Corning Incorporated 始創於 1851 年

Š

1879 年提供愛迪生公司第一個燈泡玻璃

Š

2000 年先期投資八千萬美元以上在台南

科學園區建造台灣第一座 TFT-LCD 用

高精密玻璃基板生產工廠，並已於 2001

年第二季正式量產。

產業介紹

台灣康寧顯示玻璃 (續)

Š

自 2003 年開始，在台南工廠加入熔融

成型技術，2004 年 3 月已開始生產玻璃

基板。

Š

目前已有 4 座玻璃熔爐位於台南科學園

區，預計擴充到 8 座。

Š

2004 年 9 月於中部科學園區動土興建廠

房，第一階段將興建 8 座熔爐，目前廠

房已開始施工。

產業介紹

台灣康寧顯示玻璃 (續)

Š

迄今，只有康寧有能力提供第六代大尺

寸玻璃基板給分布在全球重要的顯示器

製造地區 的 LCD 面板廠商。

Š

康寧更將在今年下半年進行第 7 代玻璃

基板的量產計畫。

Š

估計在 2006 年以前，第 5 代面板以上

的玻璃將佔整體市場總量的 75% 以

上。

產業介紹

旭硝子發殷科技（Asahi Glass Fine Techno）

Š 由日本玻璃基板大廠旭硝子百分之百獨資成 立的台灣旭硝子發殷科技公司，已經選定南 部的雲林工業區作為在台發展的據點。 Š 當地的廠房自 2001 年 10 月開始量產，熔爐 的設置也於 2003 年完工。 Š 旭硝子計畫將員工數由目前的 150 人增至 500 人，這項重大的投資計畫，總值高達 2.6 億美元，預計於 2005 年完成。

產業介紹

台灣凸板國際彩光（Taiwan Toppan） Š 位於台南安南區的科技工業園區 Š 台灣凸板國際彩光計畫投資 8 億美元建造三 座彩色濾光片組裝廠，第一期廠房已於去年 在台南完工，並開始量產。 Š 展茂光電是台灣凸板在台的主要合作夥伴

產業介紹

供應鏈完整 領先地位無可撼動 Š 全球 30％ 以上的平面顯示器重要零組件，包 括偏光板、背光模組、彩色濾光片和驅動 IC 等均在台灣生產。 Š 力特光電(偏光板)，輔祥實業和瑞儀光電(背 光模組)，展茂光電、劍度及和鑫光電(彩色濾 光片)，聯詠科技和華邦電子都與面板製造商 建立相當密切的合作關係。 Š 這些零組件與成品製造商群聚在桃園、新竹 和台南地區，創造出一個完整的供應鏈，進 一步強化台灣在全球 IT 產業的領先地位。

產業介紹

Hsi nchu Tai pei Kaohsi ung Tai nan Tai chung Taoyuan Li nkou Lungt an Yangmei Junan T1/T2/T3 Fab1/2 L1/L2/L5 T1/T2 L1 L10 Fab3 L6/L8 L1/L2 South Yunl i n NH Techno AMTC TFT-LCD Plant Map Fab1/2 Hsi nchu Tai pei Kaohsi ung Tai nan Tai chung Taoyuan Li nkou Lungt an Yangmei Junan T1/T2/T3 Fab1/2 L1/L2/L5 T1/T2 L1 L10 Fab3 L6/L8 L1/L2 South Yunl i n NH Techno AMTC TFT-LCD Plant Map Fab1/2

科技人最想要從公司獲得什麼

Š

學習更高的專業技術

Š

發揮專長及實現理想

Š

工作的發展性

Š

較多的金錢

Š

國際觀

面板產業的發展

台灣 - 影像顯示產業大國 Š 全球市場佔有率世界第二 Š 台灣自 1998 年開始展開跨世紀的大型 TFT-LCD 投 資，產業成長突飛猛進，1999 年台灣 TFT-LCD 的產 值在全球市場佔有率僅有 2%，2000 年即迅速成長至 18%，2002 年更達到 36%，成為世界第二大的液晶 平面顯示器生產地，產值約為新台幣 2,000 億元。 Š 台灣 TFT-LCD 業的蓬勃發展也因此帶動了其上游零 組件業及其他平面顯示器應用產品製造業的欣欣向 榮。

面板產業的發展

產業群聚成型 上下游供應體系完整 Š 台灣對於液晶平面顯示器的研發生產，起源自 1986 年台灣工研院的「科專研發計畫」，當時總經費尚不 及 100 億台幣，如今卻吸引超過 3,000 億新台幣的投 資金額，也使台灣成為目前全球平面顯示器的生產重 鎮。 Š 台灣在 TFT-LCD 生產地位的重要性，吸引了上游關 鍵零組件國際大廠皆來台投資設廠，在數個科學園區 和工業區形成關連性產業聚落，供應體系逐漸成型， 自給的比率已超過由國外進口的比率，因此生產成本 得以大幅降低。

面板產業的發展

重點發展產業 政府民間全力推動 Š 影像顯示產業是中華民國積極發展「兩兆雙星計劃」 中的重點產業，結合台灣資訊通訊產業的既有技術、 市場和生產地位優勢，將繼續拓展平面顯示器市場。 而為配合產業成長需求，我國已開始進行平面顯示器 產業人才培訓計畫，開發前瞻性技術，並與先進國家 策略聯盟，提升技術層次，合作發展新世代顯示器技 術及設備。 Š 台灣影像顯示產業的前景光明，預計 2006 年平面顯 示面板及液晶顯示器產值將可達到新台幣 1 兆 3,700 億元以上，歡迎您一起到台灣來開創影像顯示產業的 無限商機。

附件

Š 常見的液晶顯示器分為 TN－LCD、STN－ LCD、DSTN－LCD 和 TFT－LCD 四種。 Š 其中 TN－LCD、STN－LCD 和 DSTN－LCD 三種基本的顯示原理都相同，只是液晶分子 的扭曲角度不同而已。 Š STN－LCD 的液晶分子扭曲角度為 180 度甚 至 270 度，尺寸較 TN-LCD 大，可應用於尺 寸較大的電子字典、電子娛樂產品、PDA、 行動電話、低階筆記型電腦等。 Š 國內目前有碧悠 (新竹) 、勝華 (台中) 、全台 晶像 (高雄)等廠商投入量產

附件

被動式矩陣液晶 Passive Matrix LCD Š 主動與被動的差別在於，當電流通過時，液 晶的排列方式因此而改變，但當電流停止 後，若液晶排列方式因此而保持不歸原位 （具有記憶性）則稱為主動式；若一旦因電 流消失而液晶回復成原位，必須再下次充電 才能排列者，稱為被動式矩陣液晶。 Š 目前常見的液晶顯示裝置有 TN、STN、 DSTN，三種製造基本原理皆相同，為被動式 矩陣液晶。

附件

STN-LCD（超扭轉向列液晶顯示器） Š 優點 – 低耗電 – 低成本 Š 缺點 – 殘影

附件

PDP

Š 電漿顯示器 (Plasma Display Panel) 的技術原

理是利用惰性氣體放電時所產生的紫外線激 發彩色螢光粉後，再轉換成人眼可接受的可 見光。依據限流工作方式不同，可分為直流 型（DC）與交流型（AC）兩種，目前產品 多以交流型為主。

附件

OLED

Š 有機發光顯示器(Organic Light Emitting

Display)或稱有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode)，簡稱 OLED。

Š 透過電流驅動有機薄膜來發光，其發光可為 單獨的之紅色、藍色、綠色，甚至是全彩。 由於 OLED 所使用的有機化合物材料會自行 發光，因此不像 LCD 面板後方須要加上背光 源，可以大幅降低耗電、簡化製程、使面板 厚度變薄。

附件

OLED (續) Š OLED的特點為具有自發光、廣視角、回應速 度快、低耗電量、對比強、亮度高、厚度 薄、可全彩化，及動畫顯示等，被認為是極 具潛力的平面顯示技術。 Š 國內目前有錸寶、光磊、東元激光、翰立光 電等廠商投入。