ltps與oled的現(xiàn)狀發(fā)展動向

1、LTPS 與 OLED 的現(xiàn)狀與發(fā)展一、前言近幾年電子產(chǎn)品快速增長，對平面顯示器的需求提高，TFT-LCD 產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，由于生產(chǎn)成本仍高，在畫質(zhì)及反應速度等功能仍需下，不少廠商研發(fā)新一代的平面顯示器，較成產(chǎn)品包括 LTPS 與OLED，廠商也積極投入此一產(chǎn)品。由于為近幾年才發(fā)展出來的產(chǎn)品，雖未盡理想，但在電子產(chǎn)品應用領域增加，未來成長速度相當快；目前生產(chǎn)技術及品質(zhì)仍需不斷研發(fā)，預估 25年才有機會成為成產(chǎn)品，將廣泛應用在便攜式電子產(chǎn)品上。二、便攜式產(chǎn)品帶動 LTPS 與 OLED 的需求在移動與 PDA、數(shù)碼相機等產(chǎn)品快速發(fā)展下，對于平面顯示器的視角、反射率、對答速度與省電功能要求增加。尤其

2、在第三代移動標榜可高速傳送多影像資料，TFT-LCD 雖具有較佳的畫質(zhì)與反應速度及彩色化，但對于其耗電量大對于便攜式產(chǎn)品為一困擾，因此有部分廠商開始朝LTPS 與 OLED 發(fā)展。1. 低溫多晶硅（Low Temperature Poli-Silicon，LTPS）傳統(tǒng)非晶硅 TFT-LCD 通過 TAB 等構裝技術，連接 LCD 面板與在外的多顆驅動 IC，而低溫多晶硅制程技術為將驅動電路生成于玻璃基板上，對于驅動 IC 的使用量相對減少，例如 12 英寸的 XGA面板，傳統(tǒng)非晶硅 TFT-LCD 需有 4000 個接點，而 LTPS-TFT-LCD 只需 200 個連接點，為其 1/20，

3、接點的減少除了可降低成本外，其驅動電路為內(nèi)建穩(wěn)定性較易控制，良率較易提高。不過其制程設備高于傳統(tǒng)非晶硅，每片平均需增加 13%的折舊費用，但在材料成本可減少 1 成以上，因此在目前良率仍低下，4 英寸以下產(chǎn)品，LTPS-TFT-LCD 的成本已低于非晶硅 TFT-LCD。LTPS 因具有高分辨率、低耗電量及高開口率等諸多優(yōu)點，各家廠商仍相當積極發(fā)展中。目前全球擁有成熟、穩(wěn)定的量產(chǎn)能力的廠商并不多，在雖然投入者眾，但也只有 Toshiba 及三洋的技術較為成熟。2. 有機發(fā)光二極管(anic Light Emitting Diode,OLED)OLED 為EL(電致發(fā)光組件)領域，將發(fā)光性的半導

4、體組件，施以電壓使其發(fā)光，為新興的顯示技術?？梢腊雽w組件材料特性分為有機 EL 與無機 EL，有機 EL 又稱為 OLED，而發(fā)光的顏色則取決于半導體組件的不同，目前以有機 EL 發(fā)展的廠商較多。另外若依其 EL 所使用的有機薄膜材料，則可區(qū)分為小分子(molecu小分子系。ased device)及高分子組件(polymer-based device) ，OLED 則屬于柯達為小分子系 OLED 技術研發(fā)始祖，掌握相當多的關鍵材料及技術，跨入此領域的廠商需獲得為主，發(fā)展技術進展較快。而高分子系(PLED)的原始技的第一家衍生科技公司CDT （ Cambridge Display其，目前發(fā)展

5、的廠商多以日、術及專利，則由英國大學研究Technology）所掌握，包括美商 Uniax、荷商飛利浦（Philips），都自 CDT 轉移 PLED 的技術，其發(fā)展進度較小分子系慢。PLED 的投資成本較小分子有機發(fā)光顯示器（OLED）少且對導電玻璃品質(zhì)要求較一般，因此其生產(chǎn)成本較少。PLED 在亮度、對比度、視角、色彩、耗電度、模塊厚度、溫度特性上，均較 OLED 和 STN 更佳或相當，不過在使用、色彩表現(xiàn)和穩(wěn)定度上仍有相當大的改進空間。產(chǎn)品的市場區(qū)隔來看，OLED 將朝高單價、高附加價值的產(chǎn)品發(fā)展，PLED 則定位在量大、低單價的顯示產(chǎn)品。若以驅動方式來區(qū)分可分有源矩陣（Active

6、Matrix）以及無源矩陣（Passive Matrix or SimpleMatrix）2 種。有源矩陣驅動方式的 OLED 需要低溫多晶硅 TFT 技術，技術層次高、且有各項專利，以美、日廠商技術發(fā)展較為領先。2001 年前廠商發(fā)展重點是在無源矩陣驅動方式 OLED，2002 年起有源矩陣驅動方式 OLED 市場將正式興起。以無源矩陣驅動型 OLED 與 STN-LCD 相比，前者具有高亮度、反應速度快的優(yōu)勢，但是成本仍較 STN-LCD 貴上一倍以上，可能會影響市場的接受度。若以技術層次較高的有源矩陣驅動型 OLED 與 TFT-LCD 相比，前者在視角、省電性以及反應速度等項目表現(xiàn)優(yōu)異

7、，尤其是其低耗電及反應速度比一般 TFT-LCD 快上近 1,000 倍的性能，非常適用未來第三代移動影像傳輸需求。LTPS、OLED、非晶硅比較表資料來源:電子三、廠商發(fā)展近況1、LTPS表一、LTPS 廠商發(fā)展近況LTPS非晶硅 TFTOLED分辨率較高，約 130300ppi一般在 300ppi 以下高驅動電路在玻璃基板上形成，執(zhí)行時的 time delay 降至 1/4 以下，減少驅動 IC 等零件接點數(shù)，因此穩(wěn)定度較高并提升電器特性，相對成本也較低。需利用 TAB 等封裝方式外接驅動 IC，接點數(shù)多(為 LTPS 的 20 倍)產(chǎn)品穩(wěn)定度較低；另 TAB 腳距亦受限制。與 LED 相

8、似，所需驅動電小電子移動度高 ， 可 達100 300cm2/V*s低，約LTPS 的1/100高于 TFT-LCD像素開口率較高(60%以上)背光輝度可降低進而實現(xiàn)省電目標，亦可呈現(xiàn)較非晶硅 TFT 更明亮影像。較低一般小于 40%無背光源，為 EL(電致發(fā)光原件)領域，為自發(fā)性顯示技術A 市場商機、PDA 用反射式低溫多晶硅 TFT-LCD彩色反射式產(chǎn)品市場看好、PDA其它優(yōu)點更輕、更薄、機構簡單、減輕 PC 設計負擔，小型化優(yōu)勢為未來系統(tǒng)化面板的優(yōu)先選擇PC 構造設計及評估改良(如 EMI 問題解決等)需花費多時。投 額較小、生產(chǎn)成本低、反應速度快，薄度較 LTPS 更薄，小尺寸耗電量低

9、。但由于目前全球擁有成熟、穩(wěn)定的 LTPS TFT-LCD 量產(chǎn)能力的廠商并不多，在雖然投入者眾，但也只有 Toshiba 及三洋的技術較為成熟；而幾家廠商中，元太表示已成功開發(fā)出 LTPS制程技術，在 2001 年 Q2 前將可小量試產(chǎn)。統(tǒng)寶光電也相當積極，計劃在 2002 年時量產(chǎn)。統(tǒng)寶取得工研院技術移轉權利，彼此在制程開發(fā)、技術合作上努力，由于尚無量產(chǎn)的經(jīng)驗，至商品化仍需一段時間。2、OLED廠商發(fā)展動態(tài)目標市場最大尺寸可達 14.1 英寸產(chǎn)品。與松下電器于新加坡合資成立低溫多晶硅（LTPS）TFT-LCD 面板生產(chǎn)公司，由東芝持股 67、松下 33，將自 5 月起興建 大尺寸應用市場。

10、新廠，生產(chǎn)線預定于 2002 年 7 月運轉。總 筆記本電腦、WD、東芝投資額約 1,230 億日圓，初期月產(chǎn) 2.5 萬片 Tablet PC、汽車用顯示（基板尺寸 730mm920mm），2003 年度 器。（2003 年 4 月2004 年 3 月）中將提高至5.5 萬片，將成為全球最大的低溫多晶硅LCD 工廠。數(shù)碼相機市場占有率為三洋電機中小尺寸產(chǎn)品量產(chǎn)中，最大尺寸為 5.6 英寸。50%，用面板已開發(fā)完成SONY&ST LCD其為豐田與 SONY 的合資廠，中小尺寸產(chǎn)品量產(chǎn)中，最大尺寸為 5.6 英寸。數(shù)碼相機、數(shù)字攝影機、PDA三星中小尺寸為主，計劃 01 年量產(chǎn)將量產(chǎn) 10.4

11、英寸 XGA 規(guī)格的面板，最初的 第三代移動及 PDA LG-Philips使 用 者 是的 飛 機 顯 示 面 板 廠 商 等、NB 所用 LCD 面板及American Panel Corp。中小型尺寸。數(shù)字攝影機、汽車導航器、松下電器中小尺寸為主便攜式 DVD機夏普已開發(fā)出低溫制程 CGSilicon 新型 LCD三菱電機預計于 2002 年春季量產(chǎn)。移動、便攜式信息產(chǎn)品預計 02 年開始量產(chǎn)，鎖定 2 英寸至 6 英寸統(tǒng)寶的 LTPS TFT-LCD 面板預估 2001 年 Q3 Q4 就能可量產(chǎn)出元太科技prototype 的 LTPS 產(chǎn)品友達光電評估中表二、OLED 廠商發(fā)展近況

12、雖然 OLED 發(fā)展技術尚未成熟，已經(jīng)轉投資或有加入的廠商相當多，按產(chǎn)業(yè)分，CD-R廠有錸寶、精碟、國碩；LED 廠有、億光、晶元、聯(lián)宗；STN 廠有勝園、TFT 廠為達碁、奇美。其它則包括東元轉投資的東元激光、臺達電旗下的翰立，及仁寶、合資的悠景。四、OLED 量產(chǎn)問題仍多1、制程上仍有瓶頸由于制程所需的蒸鍍設備，全球僅真空（ULVAC）及 Tokki 在生產(chǎn)，但因 OLED 小分子使用蒸鍍技術時，膜厚必須相當薄，量產(chǎn)化機臺設計上仍有。此外 OLED 用的驅動 IC 是電流驅動，異于 TFT 技術的電壓驅動，目前全球僅 Clare 有 2 種 15V 的 free charge 驅動 IC，

13、設計、開發(fā)廠商發(fā)展動態(tài)目標市場Pioneer最早商品化的公司，97 年推出推出汽車音響用綠色發(fā)光 OLED；99 年 5 月推出多種色彩汽車音響。與SEL、Sharp 投資開發(fā)Active Matrix OLED，預計 02 年量產(chǎn)。汽車、PDATDK2002 年 2 月推出無源式驅動全彩產(chǎn)品。2003 年再推出有源式驅動全彩產(chǎn)品。汽車、PDA、影音音響三洋電機1. 2001 年底推出無源式 1.33.4 英寸面板2. 2002 年再推出有源式全彩產(chǎn)品，開發(fā)6.1 英寸、852222 像素有源式驅動面汽車、數(shù)碼相機NEC2002 年內(nèi)推出 用無源式驅動面板，同時開發(fā) 5.7 英寸無源式彩色動畫

14、 OLED。、PDA東芝1.發(fā)展出全球首款全色型有機電致發(fā)光顯示器（OLED），為 2.85 英寸，可在 QCIF（144176 像素）模式下呈現(xiàn) 26 萬色，預計 2002 年 4 月推出產(chǎn)品。、PDA精機2002 年量產(chǎn)月產(chǎn)能 30 萬片 5cm2cm 車用無源式驅動 OLED。汽車錸寶目前具生產(chǎn)單色 OLED 及多彩 OLED的能力預定 2002 年 3 月將具全彩 OLED 和PLED 的生產(chǎn)能力。以 STN-LCD 應用為目標尚有。在制程上，因發(fā)光材料需避免與濕氣接觸，封裝技術上也有瓶頸。2、色彩純度普遍過去 OLED 發(fā)光材料不長無法順利商品化，目前已獲得解決，但產(chǎn)品普遍有色彩純度

15、普遍不足，對于產(chǎn)品的應用領域將受限。3、開發(fā)大尺寸產(chǎn)品技術問題多由于 OLED 屬于“電流驅動型顯示器”，與 TFT-LCD 屬于“電壓驅動型顯示器”不同，所以當顯示屏的畫面尺寸擴增時，各畫素流入電流量呈等比例增加，耗電量激增。因此，10 英寸以上有源驅動方式 OLED 的耗電量，可達 TFT-LCD 的數(shù)倍之多。另外，當面板尺寸擴大時，因有機薄膜的均勻蒸著變得，如何克服此一問題也是廠商努力的課題。總而言之，LCD 發(fā)展至今已有 26 年的歷史，有機 EL 則只有 13 年的歷史，若是從 97 年PIONEER首度將 OLED 商品化算起，更只有 3 年的時間，技術課題仍多，要追上 TFT-L

16、CD 仍需要許多的研發(fā)努力及商品化經(jīng)驗。五、應用領域的發(fā)展目前 LTPS TFT-LCD 主要應用于在數(shù)碼相機、數(shù)字攝影機等小尺寸應用市場上，在尺寸逐漸加大后，開發(fā)臺式顯示器、筆記本電腦、汽車導航器、等中、大尺寸應用市場，以及第三代移動此一新市場。LTPS 目前應用于數(shù)碼相機面板的約 40%，LTPS 在晰度、廣視角的優(yōu)勢下，預估至 2004年市場占有率將達 50%，將超過 TFT-LCD 的市場。在 PDA 的市場，LTPS 面板市場占有率約 7%，至 2004 年市場占有率將達 15%。在市場方面目前市場占有率并不高，預估約 1%左右，不過在20022003 年 3G的興起，將大量帶動對

17、LTPS 面板的需求，畢竟未來 3G在影像傳輸需求下，對清晰度、分辨率的要求將更高。在筆記本電腦方面，目前以東芝發(fā)展較快，雖然公司已表示開發(fā)出 14.1 英寸產(chǎn)品，但無法成為商品化的產(chǎn)品，目前東芝主推 12.1 英寸以下的市場。由于筆記本電腦是以 14.1 英寸為市場主流，在大型化技術仍需克服及價格仍高下，短期內(nèi) LTPS在 NB的市場占有率將無法提高，預估 2004 年時其市場占有率仍在 10%以下。OLED 技術雖未成熟，目前在量產(chǎn)上有相當多，但因其擁有高亮度、廣視角、應答速度快、自發(fā)光等優(yōu)點，仍具有發(fā)展的，預計需至 45 年后才會成為較成產(chǎn)品，但近幾年成長速度仍相當快，根據(jù)研究機構 St

18、anford Resour，未來幾年有機電致發(fā)光顯示器（OLED）市場規(guī)模將成長 63，從 2001 年 8,400 萬，至 2007 年成長為 17 億。在出貨量方面，2001年約為 320，2007 年則成長為 1.95 億臺。未來 OLED 在的應用將逐漸增加，由于不須使用背光板，其面板將更輕更薄，不過在省電價格與上需克服。國際大廠如三星電子預估，2005 年時全球可能有 2025會采用 OLED 面板。夏普對用面板的前景預估，2005 年全球出貨量可達 10 億只，其中 50采用 STN-LCD，35采用 TFT-LCD，另外 15為 TFD（薄膜二極管、Seiko Epson 采用）、OLED 的其它顯示器。因此 OLED 在面板的市場占有率，在2005 年有機會達到 15。六、廠商1、技術研發(fā)需投入較多的經(jīng)費由于 OLED 與 LTPS 為較新的技術，包括日、韓廠商仍在積極研發(fā)中，與過去許多技術來自廠商轉移不同。統(tǒng)寶的 LTPS 技術來自于工研院，尚無量產(chǎn)經(jīng)驗，未來在制程改善與良率的提升皆需花費相當多的人力與經(jīng)費。原先有機會與東芝進行合作，不過日前東芝宣布與松下將于新加坡成立新的 LTPS 生產(chǎn)工廠。而在 LTPS 與 OLED 面板應用的市場多有，加上全彩化的制程需有 LTPS 的制程，有不少