小屏幕 大境界
2004年11月A版
小屏幕 大境界
——中小尺寸平板顯示市場發展綜述
概況
“只聞其聲,不見其人”,從古以來就是一大遺憾,蓋“耳聽為虛,眼見為實”,“百聞不如一見”也。據報道,人類接受外界信息,85%靠的是“視覺”,因而以傳輸和處理信息為已任的電子信息產業,顯示器件無乃是至關重要的基礎之一。業界人士有云:未來顯示器市場將超過半導體。當然,這還要待以時日,據統計2004年世界顯示器市場(CRT+FPD)大約為700億美元,2007年可望接近千億美元,而同期世界半導體市場分別為2140億美元和2500億美元,顯示器分別占33%和40%,比例是在增大,但還未及一半。不過,眾所共知,半導體已是成熟產業,顯示器特別是FPD(平板顯示器)尚在發展階段,前景廣闊,是以許多先進國家一般都把兩者作為今日戰略產業,并把顯示器作為繼半導體后的戰略產業。
在顯示器中CRT(陰極射線管)已趨成熟,逐漸滑落勢所必然,到2007年大約將僅占有20%的市場,FPD近年則將以超過20%的年率增長(表1)。平板顯示器分大尺寸平板顯示器和中小尺寸(一般在10英寸以下)平板顯示器兩種。前者在本刊今年7月(上半月)已作報道,這里僅對中小尺寸產品作些分析補充。在今天“無線”和“移動”大行其道的時候,中小尺寸顯示器大有用武之地,方寸之地可以大顯身手。因而臺刊《零組件》雜志總編輯黃俊義先生對中小尺寸顯示器充滿信心并樂觀預言:“在可見的未來,中小尺寸面板市場將會越來越大,雖然目前LCD TV等大面板的需求也不小,不過整體市場上的中小尺寸面板終將高過大尺寸面板。”
就我們掌握的資料看,眼下兩者的市場規模還有較大差距(表1),2003年中小尺寸顯示器在整個平板顯示器中所占比重為23%,2006年仍占23%,并未增大。而從發展大勢看是有可能的,隨著“無線”、“移動”發展的不斷深入,中小尺寸顯示器應用無限,從應用群體講,也將從單位、家庭擴大到個人,增長許多倍。
市場和應用
世界中小尺寸平板顯示器的市場如圖1所示,將從2003年的96億美元增長到2007年的174億美元,年均增長率16%。圖1還告訴我們各類應用產品所占之比重。彩屏將成應用主流,單色屏則逐漸退出市場。移動手機是最大的應用市場,2003年達60億美元,獨占62.5%,2007年更達120億美元,市場占有率進一步提升到69%。
手機是中小尺寸平板顯示器的第一應用產品,屏幕尺寸以1.6~2.2英寸為主流,并正積極推行彩屏化。據統計,2003年世界手機彩屏需求量已達2.5億片(圖2),2003年手機彩屏化已接近5成,估計2004年即可達70%,2007年可超過9成。
手機顯示屏所用技術,2003年STNLCD占80%,2007年將降至30%,其中STN下降尤甚,將從50%下降到10%。同期非晶硅TFT和LTPS則將有較大發展。
中小尺寸平板顯示器的應用當然不止于此,而將更加廣泛,前景樂觀,主要應用大致可歸納如下:
① 電話——移動、固定、公用、無繩、IP等;
② 消費類——游戲機、便攜音視頻(DVD、MP3等)、鐘表、計算器、數碼相機、體溫計等;
③ 產業——制造、醫療、教育、保安、測量等;
④ 辦公自動化——傳真機、復印機、打印機等;
⑤ 家電——白色家電、AV等;
⑥ 汽車——計測、導航、汽車立體聲等;
⑦ IT——PDA、卡片閱讀器、電子書、POS等。
中小尺寸平板顯示器目前主要包括TN/STN LCD(扭曲向列/超扭曲向列液晶顯示器)、TFT LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)和OLED(有機發光二極管)3大類。據掌握數據進行計算,3類產品的銷售值及其所占比重如表2所示。TFT LCD的比重近年將不斷增長,2006年將上升到獨占65.3%的市場,TN/STN LCD則逐漸下降,從2002年占53.5%到2006年將萎縮到20.7%。OLED同期則從1%提升到14%,發展速度很快。
中小尺寸TN/STN LCD的應用產品以手機為主,占50~55%,其次是產業應用(15%),再次為計算器(5%),呼機(5%)等。TFT LCD的應用手機占65~70%,其后依次為數碼相機/錄像機(20%),PDA(5%),車用電視(5~10%)等。
另一方面,從世界中小尺寸顯示器的需求量而言則是另一番光景。總需求量將從2003年的5.5億片,2004年的6億片提高到2005年的6.5億片,每年增長5000萬片(表3)。
由表2的需求量看,目前STN LCD特別是黑白器件仍是主要應用產品,占有大半江山,TFT LCD發展很快,明年可占40%市場,OLED則尚處于起步階段。
TN/STN LCD
2003年全球經濟受SARS影響而呈現上冷下熱,TN/STN產業盡管技術發展已難有作為,但受手機等應用市場的牽引,據統計,2003年仍有6%的溫和增長,達到48億美元。一種樂觀的預計認為,2004年因手機采用C-STN(彩色STN)的數量放大,世界市場仍可望略有增長,但2005年由于受手機大量改用AMLCD(有源矩陣TFT LCD)的沖擊,發展受阻,產值下滑(從表2看,2002~06年間該市場將滑落40%,平均每年下降11%)。總之,TN/STN LCD步入衰退已是不爭的事實。
移動手機是TN/STN LCD最重要的應用產品,按圖3所示,2003年占61%,預計2004年還可望微升到67%,此后開始下降,但2007年仍可維持50%。此外,工業應用市場可維持在10%左右,雖然廠商一直努力開發新的應用產品,但到目前為止,成果有限。
2003年世界TN/STN LCD 的生產仍以日本為主,當年市場占有率為34.7%,較過去幾年已明顯下滑。其次是韓國廠商,占34.2%,幾和日本并駕齊驅。并正利用其技術和產能,積極搶攻日本退出市場,可望登上世界第一的寶座。中國臺灣第三,占19.1%,大陸第四,占6.7%。
TFT LCD
隨著手機彩屏化的興起,一般看法是CSTN由于畫質較差,將成為過渡性的解決方案,畫質更好的TFT LCD和技術更為先進的OLED將成為未來市場主流。
迄今為止,TFT LCD已取代TN/STN成為市場最愛。TFT發展歷史較長,技術也比較成熟,顯示屏沒有尺寸的限制,但大尺寸產品量大品少,而中小尺寸產品則要求量小品多,因此,事實上中小顯示器產業的技術門檻反較大尺寸為高。
TFT LCD使用壽命平均已達2萬小時,相比于OLED的數千小時到1萬小時,高出1倍以上。TFT成品率也高于OLED,與此同時,OLED目前要突破2英寸尺寸還面臨相當困難。
TFT LCD常被人提及的缺點是耗電大。不過,業界人士也指出,TFT LCD面板本身耗電量并不高,耗電主要在LED背光,通過電源管理IC減少LED的不必要驅動,可以延長待機時間,此外,TFT LCD面臨的課題還有提高畫面質量、豐富色彩、降低成本等。只有不斷改善自己,方能力保已有市場,與OLED爭鋒。
世界中小尺寸TFT LCD面板市場仍以日系廠商為主,原因是他們的技術層次較高,加之他們所有基板以較小的3代、3.5代為多,適于中小尺寸面板制造。
OLED
OLED與TFT LCD比較,有它的長處,包括:自發光、高亮度、高發光效率、高對比、快速響應、廣視角、超薄、可撓、低耗電、應用溫度范圍大等(圖5)。但OLED尚算是個全新產業,很多事情還在摸索。OLED產品市場已從去年下半年開始因雙彩屏手機的推出,OLED切入副屏,才出現較明顯的成長,預計未來幾年將進入高速成長期。IDG 10月提供的最新消息,今年OLED的銷售可能會低于預期,世界市場將由去年的2.46億美元增加到4.29億美元,但低于先前預期的4.7億美元。
OLED分為有源和無源兩類。無源OLED生產比較容易,應用于對色彩、分辨率要求不高的領域。如汽車音響、移動電話、便攜式游戲機、PDA等以取代TN/STN LCD。有源OLED技術可制作高分辨率、大尺寸為主的全彩顯示,如高檔PDA、數碼相機,以及PC、筆記本電腦和電視顯示屏等。據統計,OLED市場發展從PM(無源矩陣)OLED起步,AM(有源矩陣)OLED后來居上,2005年兩者基本可平分秋色,但從2006年起有源OLED將迅速發展,占有大半市場(圖6)。
目前世界OLED面板供應呈少數企業壟斷的局面,日本東北Pioneer獨占40%的市場,韓國三星占33%,中國臺灣錸寶科技占23%,三家合計即占96%。前兩家公司都擁有自己品牌,產品大多供應自有品牌的汽車音響和手機使用,錸寶則沒有品牌支持,主要用于手機。
LTPS
LTPS(Low Temprature Poli-Silicon低溫多晶硅)是一項快速發展的新興技術,無論對OLED或TFT LCD的未來發展都相當關鍵。LTPS比a-Si(非晶硅)的制作復雜許多,但它又具有許多獨特的優點:
① 清晰度高——LTPS技術可滿足不斷升級的先進移動應用的需求,甚至可支持3D顯示。
②節約成本——由于部分驅動電路可制作在玻璃基板上,減少PCB使用面積,節約成本,又因框架和密封邊緣小,還可支持小手機大屏幕技術。
③OLED基板——LTPS的高遷移率可提供OLED較大的驅動電流,適于作有源OLED基板。
從中小尺寸LCD的發展看,今后LTPS技術將不斷擴大(圖7),可望從2002年的占12%提升到2006年的31%。因此,廠商如能率先應用LTPS技術,將取得較大的競爭優勢。目前,許多專注于中小尺寸TFT LCD的廠商已有能力在其產品上利用LTPS技術。另一方面,多數OLED廠商則還沒有采用該技術。(主要參考資料:《零組件雜志》2004年5月,金禾整理)
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