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2015年台灣重要產業技術發展藍圖I-先進顯示系統技術發展藍圖

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出版作者 資策會MIC
出版單位 台灣產業科技前瞻研究計畫
出版日期 2007/12/31
出版類型 產業報告
所屬領域 產業前瞻研析
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摘要

在影響未來的六大發展趨勢下,本研究衍生在2015年時發生的八大生活形態的應用情境,並依此情境的屬性及其需求,發展出相對應的先進顯示系統,並勾勒出相對應的顯示技術。八大情境包括:影像購物、3D 視訊、資訊 U化、抬頭顯示、互動學習、行動辦公、遠距看護及智慧家具。而後在徵詢國內相關專家意見後,認為3D視訊及互動學習此兩個情境與2015年的生活型態切合度最高,且一般大眾的需求性最高,故將以此兩個情境做為優先執行的標的。

而在整合了3D視訊及互動學習這兩個情境對先進顯示系統的需求後,我們將優先展開的先進顯示系統包括:3D平面顯示器、電子紙、3D立體投影設備及小尺寸個人手持資訊設備。而3D平面顯示器的需求為:需可1:1的顯示半身人像及3/4全身人像,並可顯示3D影像。而對電子紙的需求為尺寸為A5~A3,重量約少於350g且低耗能。3D立體投影設備則需1:1呈現原物的360度影像。而小尺寸個人手持資訊設備則約一個手掌大小(約6~8吋),或符合一般商用紙張尺寸(約A5~A4),並具有收發e-mail、文書處理、上網及多媒體影音等功能。而後透過先進顯示技術的探討,將相關的顯示技術定位在Flexible AMOLE、電子紙、3D平面顯示及3D立體顯示等技術。

在勾勒出優先執行的四個先進顯示系統之後,本研究進一步與專家探討個別先進顯示系統在2015年被使用時所需的完整規格,並透過問卷及親自拜訪等方式,廣泛蒐集台灣業者及學術專家對於相關先進顯示系統的認知,進一步描繪台灣先進顯示系統的藍圖。此外,我們除了發展台灣的技術藍圖外,也蒐集國際大廠的技術藍圖進行比對,以解析台灣業者目前的相對地位及其中的關鍵技術。

在與國際大廠進行技術藍圖的比對後,發現在上述的先進顯示技術中,當技術越接近成熟時,台灣與國際大廠的認知越接近,顯示台灣業者及學術專家在這類即將實現的技術上,認知與國際間相當一致,落差並不明顯。但在技術實現或是量產實現的時間點越接近2015或是在相同的議題中,技術難度越高者,則台灣與國際大廠間的差異越分歧,且台灣認知有明顯較國際大廠樂觀的傾向,顯示台灣業者在產品發展較不明確或是技術發展仍不明朗的部分,因缺乏較終端產品的的經驗,所以相對偏重於技術的層面,而較不考慮實際的市場需求。而這也充分反映出台灣以專業代工發展出來的電子產業的優勢及迷思。

從技術的角度來看,各國的先進顯示技術仍處於起步階段,故如何在此時建構適合先進顯示技術發展的產業環境及相關載具平台,將是未來台灣在先進顯示技術上能否脫穎而出並與國際大廠分庭抗禮的關鍵。因此本研究也試圖從專利分析的角度,對先進顯示技術進行分析,將AMOLED及電子紙的技術定位在已由技術成長階段邁入成熟階段,而Flexible Display、3D平顯顯示及3D立體顯示則仍在成長的階段。

先進顯示技術的相關應用產業橫跨 LCD / OLED 面板、半導體、塑化、材料、鋼鐵、印刷電路板等多項產業,因此先進顯示技術相關產業除了扮演台灣顯示產業持續保持目前競爭的優勢外,更具有帶領如塑化、鋼鐵、印刷等基礎產業提升附加價值的功能,將可成為帶動台灣經濟及產業升級的火車頭角色。

而台灣發展相關先進顯示技術的最大利基,就是正好可利用台灣兩個優勢產業-半導體和面板產業兩兆產業所奠定的基礎,持續來發展相關的先進顯示技術。舉例而言,現有的LCD面板除了搭配玻璃基版外,目前台灣業者也已經成功開發出搭載塑膠基版的LCD,而這樣的技術將供可撓式顯示(如AMOLED及電子紙等技術)進一步應用。故如何在台灣半導體與顯示器產業的既有基礎上,進一步強化先進顯示技術相關產業的能力,將是未來發展的關鍵。

為解決上述問題,方法之一是將叢集擴大至成品領域。然而單一影像顯示廠商難以達成此一目標,應由複數組件大廠、影像顯示廠商、裝置/零件廠商以對等關係共同合作,共同將產品的構面由零組件供應、產品組裝等提升到系統設計面。使用影像顯示的產品包括數位家電、PC、行動電話、汽車等,種類繁多。然而從組件到零件的研發過程漫長,如何縮短此一過程,將是未來發展先進顯示系統在消費品市場獲利並持續推動業務的關鍵所在。故本研究在行動方案的建議上,將整個產業價值鏈分為上中下游三個部分,並給予台灣在發展時切入順序的建議。

雖然台灣政府致力於科技產業的發展不遺餘力,例如先前為了推動顯示器產業的發展,政府對業者積極提供服務及協助,除了包括以促產條例優惠措施推動產業投資、結合產學研機構培育人才,並擴大引進海外高科技人才外,還針對製造所需的水、電與土地協助排除投資障礙以促進民間投資。但相對於如韓國積極投入顯示產業的國家,台灣政府的投入仍顯得相對較為被動。以韓國為例,預計到2008年總投資金額達新台幣約187億元,其中政府出資即佔40%,透過韓國政府的主動投入及韓國廠商持續拓展投資的深度與廣度,讓韓國的相關顯示產業近年內快速成長。

此外,產官學研界間的互動機制是台灣電子科技產業能持續成長的動力之一,能協助企業在擴大發展之後再尋找並聚焦在新世代的技術。因此,在先進顯示系統相關產業的掌握及佈局上,台灣政府可更積極扮演領導及協助發展的角色,透過產官學研的互動與交流,突破目前技術的瓶頸更降低未來商品化時的障礙。而在行動方案中,本研究亦根據產業價值鏈的切入時機與需求,給予政府獎勵對象、產官學研合作機制的建議規劃。例如台灣的顯示系統產業多為水平分工的模式,少有進行垂直整合的案例。故在系統產品的生產上,各個環節皆必須仰賴與其他企業的互動才能掌握到其下游市場的需求。無法對整個系統產品有清楚明確的認知。而這樣的產業型態,也導致了在各個環節中的最佳解,未必是整體最佳解的現象。

政府除需持續投入研究人才的培育、鼓勵產業研發及積極掌握智財權佈局之外,並需更積極的推動產官學研界之間的合作計畫,協助與導入跨領域產業與推動相關整合,進而建構先導示範性的應用產品,期待透過積極投入,帶動我國先進顯示技術相關產業的發展,取得具國際性的優勢領導地位。

其次,考量台灣影像顯示相關產業以中大企業為主,相較於國際大廠規模及資源相對有限,故政府可借重各大學及研究機構的研發能力,整合企業與學研界的優質研發人才,切入先進顯示技術研發及專利佈局,構建台灣在先進顯示技術的專利地圖。而企業透過與學校的合作,可進一步尋找更精準的產品發展方向,共同找出未來具有商機的應用產品,也有助於企業深化研發能量。

另外,影像顯示產品多受到相關法令及基礎建設的影響,如數位電視的開放時程及無線基礎網路的佈建是影響液晶電視及個人手持設備成長的關鍵。而如果要讓台灣在先進顯示系統上能獲得具有國際級競爭的地位,台灣政府在相關基礎建設、國際規格的制訂及參與上,必須更加積極,以創造台灣的商務發展基礎。

由於台灣本身內需市場有限,加上並無夠大的國際品牌做支撐,因此目前台灣業者一般而言多以專業代工者自居,故在產品技術的研究及發展上,傾向於重視製程/成本的改善,而較少來自需求端功能的創新。而這樣的結果,也導致台灣業者在先進技術的發展上,落後歐美日等大廠,無法先一步看到市場的需求,進而開發出具有市場性的產品或技術。而這也是導致台灣在技術藍圖的認知上,在越接近技術實現的階段,台灣與國際大廠越有一致性,而在越高階或是離量產階段仍有一段差距的技術上,台灣業者因為缺乏市場或是整機系統的資訊,故相對於國際大廠明顯樂觀。

一般而言,居於最終成品之關鍵設備優勢的國家,零件、原料、裝置等輔助產業也容易成長。例如1980到90年代前半,美國半導體業界景氣不振,零件、原料、裝置業界景氣也隨之低靡;相對地,日本相關業界則伴隨著半導體業急速成長。目前,影像顯示產業也逐漸以同樣模式轉移往台灣、韓國等影像顯示的後起之秀國家。台灣雖然市場規模不大,研發基礎也相對較小,但如能鎖定影像顯示產業中的特定領域形成產業基礎。再加上,台灣金融市場活絡尤勝日本等國家,對正計畫擴大業務的國際設備及原物料大廠而言,有可能在台灣進行策略性投資,讓上游關鍵原件深耕台灣。

目錄

目 錄

摘 要

第一章 緒 論

一、研究目的與架構

二、先進顯示系統之定義與範疇

第二章 先進顯示系統之趨勢與挑戰

一、先進顯示系統之機會與議題

二、2015年相關技術環境推估

三、新應用情境帶領先進顯示系統發展

四、先進顯示系統之技術展開

第三章 先進顯示系統之技術發展願景與目標

一、台灣先進顯示系統之產業願景與目標

二、台灣之先進顯示系統關鍵技術藍圖

三、台灣在先進顯示系統關鍵技術之挑戰

第四章 技術發展策略與行動方案

一、國際廠商之技術藍圖分析

二、關鍵技術分析

三、專利分析

四、技術SWOT分析

五、具體行動方案

第五章 結論與建議

附 錄

圖目錄

圖1-1 研究架構

圖1-2 研究分析邏輯

圖2-1 全球趨勢與情境整合示意圖

圖2-2 2015年相關技術環境推估

圖2-3 影像購物應用情境

圖2-4 3D視訊應用情境

圖2-5 資訊U化應用情境

圖2-6 抬頭顯示應用情境

圖2-7 互動學習應用情境

圖2-8 行動辦公室應用情境

圖2-9 遠距看護應用情境

圖2-10 智慧家具應用情境

圖2-11 技術展開示意圖

圖2-12 先進顯示系統應用情境重要度分析_專家意見

圖2-13 SID 2007關鍵廠商技術論文所屬技術別分布

圖2-14 先進顯示系統及對應顯示技術選擇

圖2-15 AM-OLED與TFT-LCD技術分析

圖2-16 TFT-LCD & AM-OLED成本分析

圖2-17 三次元影像顯示技術

圖2-18 未來3D影像於通信領域之應用預測

圖2-19 三次元影像編碼技術(多視點編碼)

圖3-1 台灣Flexible AMOLED發展藍圖

圖3-2 台灣電子紙發展藍圖

圖3-3 台灣3D平面顯示器發展藍圖

圖3-4 台灣3D立體投影器發展藍圖

圖4-1 國際廠商之Flexible AMOLED發展藍圖

圖4-2 全球電子紙發展藍圖

圖4-3 國際廠商之3D平面顯示發展藍圖

圖4-4 國際廠商之3D立體投影發展藍圖

圖4-5 Flexible AMOLED關鍵技術分析

圖4-6 Flexible AMOLED關鍵技術定位

圖4-7 電子紙關鍵技術分析

圖4-8 電子紙關鍵技術定位

圖4-9 3D平面顯示關鍵技術分析

圖4-10 3D平面顯示關鍵技術定位

圖4-11 3D立體投影關鍵技術分析

圖4-12 3D立體投影關鍵技術定位

圖4-13 先進顯示技術定位

圖4-14 專利件數分析

圖4-15 AMOLED專利分析

圖4-16 Flexible專利分析

圖4-17 電子紙專利分析

圖4-18 3D平面顯示專利分析

圖4-19 3D立體投影專利分析

圖4-20 技術發展風險示意

圖4-21 我國Flexible AMOLED產業之行動方案

圖4-22 我國電子紙產業之行動方案

圖4-23 我國3D平面顯示產業之行動方案

圖4-24 我國3D立體投影產業之行動方案

圖A-1 日本次世代顯示技術研發計畫

圖A-2 韓國影像顯示產業政策推動單位

圖A-3 次世代情報DISPLAY技術事業願景

圖A-4 中國平板顯示產業為十一五主要任務與發展重點

表目錄

表2-1 TFT相關之技術展開示意

表2-2 PDP相關技術之展開示意

表2-3 FED之相關技術展開示意

表2-4 HTPS LCD之相關技術展開示意

表2-5 LCOS/LED之相關技術展開示意

表2-6 AM OLED之相關技術展開示意

表2-7 電子紙相關之技術展開示意

表2-8 小型高功能投影機之相關技術展開示意

表2-9 3D立體影像投影之相關技術展開示意

表2-10 AM-OLED背板技術比較

表2-11 AM-OLED彩色化技術比較

表2-12 AM-OLED之畫質提昇課題

表4-1 專利集中度分析

表A-1 次世代情報Display技術事業團資金投入表
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第一章 全文下載_2015年台灣重要產業技術發展藍圖I-先進顯示系統技術發展藍圖
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