ltps与oled的现状发展动向

1、LTPS 与 OLED 的现状与发展一、前言近几年电子产品快速增长，对平面显示器的需求提高，TFT-LCD 产业蓬勃发展，由于生产成本仍高，在画质及反应速度等功能仍需下，不少厂商研发新一代的平面显示器，较成产品包括 LTPS 与OLED，厂商也积极投入此一产品。由于为近几年才发展出来的产品，虽未尽理想，但在电子产品应用领域增加，未来成长速度相当快；目前生产技术及品质仍需不断研发，预估 25年才有机会成为成产品，将广泛应用在便携式电子产品上。二、便携式产品带动 LTPS 与 OLED 的需求在移动与 PDA、数码相机等产品快速发展下，对于平面显示器的视角、反射率、对答速度与省电功能要求增加。尤其

2、在第三代移动标榜可高速传送多影像资料，TFT-LCD 虽具有较佳的画质与反应速度及彩色化，但对于其耗电量大对于便携式产品为一困扰，因此有部分厂商开始朝LTPS 与 OLED 发展。1. 低温多晶硅（Low Temperature Poli-Silicon，LTPS）传统非晶硅 TFT-LCD 通过 TAB 等构装技术，连接 LCD 面板与在外的多颗驱动 IC，而低温多晶硅制程技术为将驱动电路生成于玻璃基板上，对于驱动 IC 的使用量相对减少，例如 12 英寸的 XGA面板，传统非晶硅 TFT-LCD 需有 4000 个接点，而 LTPS-TFT-LCD 只需 200 个连接点，为其 1/20，

3、接点的减少除了可降低成本外，其驱动电路为内建稳定性较易控制，良率较易提高。不过其制程设备高于传统非晶硅，每片平均需增加 13%的折旧费用，但在材料成本可减少 1 成以上，因此在目前良率仍低下，4 英寸以下产品，LTPS-TFT-LCD 的成本已低于非晶硅 TFT-LCD。LTPS 因具有高分辨率、低耗电量及高开口率等诸多优点，各家厂商仍相当积极发展中。目前全球拥有成熟、稳定的量产能力的厂商并不多，在虽然投入者众，但也只有 Toshiba 及三洋的技术较为成熟。2. 有机发光二极管(anic Light Emitting Diode,OLED)OLED 为EL(电致发光组件)领域，将发光性的半导

4、体组件，施以电压使其发光，为新兴的显示技术。可依半导体组件材料特性分为有机 EL 与无机 EL，有机 EL 又称为 OLED，而发光的颜色则取决于半导体组件的不同，目前以有机 EL 发展的厂商较多。另外若依其 EL 所使用的有机薄膜材料，则可区分为小分子(molecu小分子系。ased device)及高分子组件(polymer-based device) ，OLED 则属于柯达为小分子系 OLED 技术研发始祖，掌握相当多的关键材料及技术，跨入此领域的厂商需获得为主，发展技术进展较快。而高分子系(PLED)的原始技的第一家衍生科技公司CDT （ Cambridge Display其，目前发展

5、的厂商多以日、术及专利，则由英国大学研究Technology）所掌握，包括美商 Uniax、荷商飞利浦（Philips），都自 CDT 转移 PLED 的技术，其发展进度较小分子系慢。PLED 的投资成本较小分子有机发光显示器（OLED）少且对导电玻璃品质要求较一般，因此其生产成本较少。PLED 在亮度、对比度、视角、色彩、耗电度、模块厚度、温度特性上，均较 OLED 和 STN 更佳或相当，不过在使用、色彩表现和稳定度上仍有相当大的改进空间。产品的市场区隔来看，OLED 将朝高单价、高附加价值的产品发展，PLED 则定位在量大、低单价的显示产品。若以驱动方式来区分可分有源矩阵（Active

6、Matrix）以及无源矩阵（Passive Matrix or SimpleMatrix）2 种。有源矩阵驱动方式的 OLED 需要低温多晶硅 TFT 技术，技术层次高、且有各项专利，以美、日厂商技术发展较为领先。2001 年前厂商发展重点是在无源矩阵驱动方式 OLED，2002 年起有源矩阵驱动方式 OLED 市场将正式兴起。以无源矩阵驱动型 OLED 与 STN-LCD 相比，前者具有高亮度、反应速度快的优势，但是成本仍较 STN-LCD 贵上一倍以上，可能会影响市场的接受度。若以技术层次较高的有源矩阵驱动型 OLED 与 TFT-LCD 相比，前者在视角、省电性以及反应速度等项目表现优异

7、，尤其是其低耗电及反应速度比一般 TFT-LCD 快上近 1,000 倍的性能，非常适用未来第三代移动影像传输需求。LTPS、OLED、非晶硅比较表资料来源:电子三、厂商发展近况1、LTPS表一、LTPS 厂商发展近况LTPS非晶硅 TFTOLED分辨率较高，约 130300ppi一般在 300ppi 以下高驱动电路在玻璃基板上形成，执行时的 time delay 降至 1/4 以下，减少驱动 IC 等零件接点数，因此稳定度较高并提升电器特性，相对成本也较低。需利用 TAB 等封装方式外接驱动 IC，接点数多(为 LTPS 的 20 倍)产品稳定度较低；另 TAB 脚距亦受限制。与 LED 相

8、似，所需驱动电小电子移动度高 ， 可 达100 300cm2/V*s低，约LTPS 的1/100高于 TFT-LCD像素开口率较高(60%以上)背光辉度可降低进而实现省电目标，亦可呈现较非晶硅 TFT 更明亮影像。较低一般小于 40%无背光源，为 EL(电致发光原件)领域，为自发性显示技术A 市场商机、PDA 用反射式低温多晶硅 TFT-LCD彩色反射式产品市场看好、PDA其它优点更轻、更薄、机构简单、减轻 PC 设计负担，小型化优势为未来系统化面板的优先选择PC 构造设计及评估改良(如 EMI 问题解决等)需花费多时。投 额较小、生产成本低、反应速度快，薄度较 LTPS 更薄，小尺寸耗电量低

9、。但由于目前全球拥有成熟、稳定的 LTPS TFT-LCD 量产能力的厂商并不多，在虽然投入者众，但也只有 Toshiba 及三洋的技术较为成熟；而几家厂商中，元太表示已成功开发出 LTPS制程技术，在 2001 年 Q2 前将可小量试产。统宝光电也相当积极，计划在 2002 年时量产。统宝取得工研院技术移转权利，彼此在制程开发、技术合作上努力，由于尚无量产的经验，至商品化仍需一段时间。2、OLED厂商发展动态目标市场最大尺寸可达 14.1 英寸产品。与松下电器于新加坡合资成立低温多晶硅（LTPS）TFT-LCD 面板生产公司，由东芝持股 67、松下 33，将自 5 月起兴建 大尺寸应用市场。

10、新厂，生产线预定于 2002 年 7 月运转。总 笔记本电脑、WD、东芝投资额约 1,230 亿日圆，初期月产 2.5 万片 Tablet PC、汽车用显示（基板尺寸 730mm920mm），2003 年度 器。（2003 年 4 月2004 年 3 月）中将提高至5.5 万片，将成为全球最大的低温多晶硅LCD 工厂。数码相机市场占有率为三洋电机中小尺寸产品量产中，最大尺寸为 5.6 英寸。50%，用面板已开发完成SONY&ST LCD其为丰田与 SONY 的合资厂，中小尺寸产品量产中，最大尺寸为 5.6 英寸。数码相机、数字摄影机、PDA三星中小尺寸为主，计划 01 年量产将量产 10.4

11、英寸 XGA 规格的面板，最初的 第三代移动及 PDA LG-Philips使 用 者 是的 飞 机 显 示 面 板 厂 商 等、NB 所用 LCD 面板及American Panel Corp。中小型尺寸。数字摄影机、汽车导航器、松下电器中小尺寸为主便携式 DVD机夏普已开发出低温制程 CGSilicon 新型 LCD三菱电机预计于 2002 年春季量产。移动、便携式信息产品预计 02 年开始量产，锁定 2 英寸至 6 英寸统宝的 LTPS TFT-LCD 面板预估 2001 年 Q3 Q4 就能可量产出元太科技prototype 的 LTPS 产品友达光电评估中表二、OLED 厂商发展近况

12、虽然 OLED 发展技术尚未成熟，已经转投资或有加入的厂商相当多，按产业分，CD-R厂有铼宝、精碟、国硕；LED 厂有、亿光、晶元、联宗；STN 厂有胜园、TFT 厂为达碁、奇美。其它则包括东元转投资的东元激光、台达电旗下的翰立，及仁宝、合资的悠景。四、OLED 量产问题仍多1、制程上仍有瓶颈由于制程所需的蒸镀设备，全球仅真空（ULVAC）及 Tokki 在生产，但因 OLED 小分子使用蒸镀技术时，膜厚必须相当薄，量产化机台设计上仍有。此外 OLED 用的驱动 IC 是电流驱动，异于 TFT 技术的电压驱动，目前全球仅 Clare 有 2 种 15V 的 free charge 驱动 IC，

13、设计、开发厂商发展动态目标市场Pioneer最早商品化的公司，97 年推出推出汽车音响用绿色发光 OLED；99 年 5 月推出多种色彩汽车音响。与SEL、Sharp 投资开发Active Matrix OLED，预计 02 年量产。汽车、PDATDK2002 年 2 月推出无源式驱动全彩产品。2003 年再推出有源式驱动全彩产品。汽车、PDA、影音音响三洋电机1. 2001 年底推出无源式 1.33.4 英寸面板2. 2002 年再推出有源式全彩产品，开发6.1 英寸、852222 像素有源式驱动面汽车、数码相机NEC2002 年内推出 用无源式驱动面板，同时开发 5.7 英寸无源式彩色动画

14、 OLED。、PDA东芝1.发展出全球首款全色型有机电致发光显示器（OLED），为 2.85 英寸，可在 QCIF（144176 像素）模式下呈现 26 万色，预计 2002 年 4 月推出产品。、PDA精机2002 年量产月产能 30 万片 5cm2cm 车用无源式驱动 OLED。汽车铼宝目前具生产单色 OLED 及多彩 OLED的能力预定 2002 年 3 月将具全彩 OLED 和PLED 的生产能力。以 STN-LCD 应用为目标尚有。在制程上，因发光材料需避免与湿气接触，封装技术上也有瓶颈。2、色彩纯度普遍过去 OLED 发光材料不长无法顺利商品化，目前已获得解决，但产品普遍有色彩纯度

15、普遍不足，对于产品的应用领域将受限。3、开发大尺寸产品技术问题多由于 OLED 属于“电流驱动型显示器”，与 TFT-LCD 属于“电压驱动型显示器”不同，所以当显示屏的画面尺寸扩增时，各画素流入电流量呈等比例增加，耗电量激增。因此，10 英寸以上有源驱动方式 OLED 的耗电量，可达 TFT-LCD 的数倍之多。另外，当面板尺寸扩大时，因有机薄膜的均匀蒸着变得，如何克服此一问题也是厂商努力的课题。总而言之，LCD 发展至今已有 26 年的历史，有机 EL 则只有 13 年的历史，若是从 97 年PIONEER首度将 OLED 商品化算起，更只有 3 年的时间，技术课题仍多，要追上 TFT-L

16、CD 仍需要许多的研发努力及商品化经验。五、应用领域的发展目前 LTPS TFT-LCD 主要应用于在数码相机、数字摄影机等小尺寸应用市场上，在尺寸逐渐加大后，开发台式显示器、笔记本电脑、汽车导航器、等中、大尺寸应用市场，以及第三代移动此一新市场。LTPS 目前应用于数码相机面板的约 40%，LTPS 在晰度、广视角的优势下，预估至 2004年市场占有率将达 50%，将超过 TFT-LCD 的市场。在 PDA 的市场，LTPS 面板市场占有率约 7%，至 2004 年市场占有率将达 15%。在市场方面目前市场占有率并不高，预估约 1%左右，不过在20022003 年 3G的兴起，将大量带动对

17、LTPS 面板的需求，毕竟未来 3G在影像传输需求下，对清晰度、分辨率的要求将更高。在笔记本电脑方面，目前以东芝发展较快，虽然公司已表示开发出 14.1 英寸产品，但无法成为商品化的产品，目前东芝主推 12.1 英寸以下的市场。由于笔记本电脑是以 14.1 英寸为市场主流，在大型化技术仍需克服及价格仍高下，短期内 LTPS在 NB的市场占有率将无法提高，预估 2004 年时其市场占有率仍在 10%以下。OLED 技术虽未成熟，目前在量产上有相当多，但因其拥有高亮度、广视角、应答速度快、自发光等优点，仍具有发展的，预计需至 45 年后才会成为较成产品，但近几年成长速度仍相当快，根据研究机构 St

18、anford Resour，未来几年有机电致发光显示器（OLED）市场规模将成长 63，从 2001 年 8,400 万，至 2007 年成长为 17 亿。在出货量方面，2001年约为 320，2007 年则成长为 1.95 亿台。未来 OLED 在的应用将逐渐增加，由于不须使用背光板，其面板将更轻更薄，不过在省电价格与上需克服。国际大厂如三星电子预估，2005 年时全球可能有 2025会采用 OLED 面板。夏普对用面板的前景预估，2005 年全球出货量可达 10 亿只，其中 50采用 STN-LCD，35采用 TFT-LCD，另外 15为 TFD（薄膜二极管、Seiko Epson 采用）、OLED 的其它显示器。因此 OLED 在面板的市场占有率，在2005 年有机会达到 15。六、厂商1、技术研发需投入较多的经费由于 OLED 与 LTPS 为较新的技术，包括日、韩厂商仍在积极研发中，与过去许多技术来自厂商转移不同。统宝的 LTPS 技术来自于工研院，尚无量产经验，未来在制程改善与良率的提升皆需花费相当多的人力与经费。原先有机会与东芝进行合作，不过日前东芝宣布与松下将于新加坡成立新的 LTPS 生产工厂。而在 LTPS 与 OLED 面板应用的市场多有，加上全彩化的制程需有 LTPS 的制程，有不少