LCD驅動IC，主要需求來自於液晶（LCD）顯示器。因此整體LCD面板產業的景氣連帶牽動了LCD驅動IC的市場發展腳步。在2000年之前，日本為全球大尺寸LCD面板之主要生產國，因此主要之LCD驅動IC供應也以日商為主，在當時約佔有全球九成以上市場。然而，近年來台灣與韓國廠商在LCD產業上的激烈競爭，不但順勢取代日本成為全球主要之LCD面板供應國，更為台灣的LCD驅動IC產業帶來一片市場榮景。

以台灣LCD驅動IC在IC設計產業中排名日漸提升的情況來看，加以上下游的面板、IC製造與封裝之產業鏈結構逐漸完整，因此市場調查機構IEK估計2005年台灣在大尺寸LCD面板驅動IC的銷售將佔有全球四成的市場。

LCD驅動IC依產品種類分為TN LCD、STN LCD與TFT LCD等形式。TFT LCD面板一般以10.4吋為區隔，10.4吋以上的大尺寸面板主要應用於LCDonitor、NB與LCD TV，10.4吋以下的中小尺寸面板主要應用為可攜式產品、PDA、CarV與Portable DVD等。大尺寸面板對於LCD驅動IC的需求量非常大，約佔有超過六成的比重，而小尺寸面板則以消費性電子或手機為主，特別是手機的大量產出，也為LCD驅動IC帶來龐大的需求。

液晶顯像原理

液晶顯示器的顯像原理，是由面板上每一個不同色彩與灰階的像素來構成畫面。而每個像素的灰階與色彩，則是利用像素中液晶所透過的光源強弱與顏色來區隔。液晶是同時兼具固態晶體化學特性與液態流體流動特性的有機分子，其分子的排列如同固體一般有方向性，而排列的方向則需藉由施加不同電壓來改變。當施加電壓時，液晶的排列會隨著電場的方向扭轉排列方向，其行為如同流體，也由於排列方向的不同，所折射出光線的角度就會不同，而產生不同層次的色階與色彩。因此液晶顯示器的顯像方式便是在兩層玻璃基板之間的液晶層，透過LCD驅動IC施加不同的電壓改變液晶分子的排列方向，使液晶分子依直立或扭轉之狀態，形成光閘門來決定背光光源（backlight）的穿透程度以構成畫面。

液晶分子在不施加電壓的情況下，與垂直配向模溝槽排列方向一致的垂直液晶分子，呈現90度方向旋轉，與水平配向模處的水平液晶分子接續排列，進而將光源從垂直偏光片導向水平偏光片，以達到傳導光源的目的，此時螢幕光線是全亮的。而當施加電壓之後，依據電壓的大小可以控制液晶分子的旋轉角度。當電壓全開時，液晶分子呈現水平排列狀態，從垂直偏光片透過的光源將保持垂直前進，抵達水平偏光片時則被阻擋無法通過，因此螢幕的顯示將呈現暗態。

LCD驅動IC控制液晶分子排列的方式使得單一像素產生不同的色階，但這樣的色階只有黑白兩種色彩，一般人都知道色彩需要紅、藍、綠三原色來組成，因此每一像素也需要紅、藍、綠三種子像素來產生該像素之色彩，這部份便需要搭配彩色濾光片（Colorilter）來達成。彩色濾光片產生三種子像素所需的色彩，經過水平偏光片組合之後，便可在顯示螢幕上成像。

《圖一　Epson電子零件事業群電子零件技術服務部行動通訊專案技術處經理殷之江、Epson電子零件事業群行銷業務一部業務經理邱文昭》

LCD驅動IC

Source & Gate

LCD驅動IC的主要功能便是在接收來自LCD控制IC的指令，輸出每一個像素所需要的電壓來控制液晶分子的扭轉程度，讓每一像素出現不同色彩與灰階，並組成一全彩畫面，因此是液晶顯示器上的重要零組件之一。在每一個像素上有兩個輸入端，其作用分別是通知各像素資料即將輸入，與輸入資料之用，這兩種工作分別由不同之驅動IC來執行，一種是位於橫向X軸的源極驅動IC（Source Driver IC）與位於縱向Y軸的閘極驅動IC（Gate Driver IC）。源極驅動IC具備高頻特性與顯像功能，並可安排資料的輸入，其電路製程涉及類比與數位技術，設計複雜度高；閘極驅動IC則負責通知電晶體開或關，並決定液晶的扭轉角度與快慢，製程技術則較為困難。

世紀民生業務部處長李照國表示，一般來說，電腦晶片以CMOS製程生產時，其電壓皆低於5V以下，但是LCD驅動IC則需要高壓製程。源極驅動IC的高壓製程電壓約為9～16V左右，閘極驅動IC的高壓製程電壓更會高達40～45V以上。

channel數決定IC顆數

欲使單一畫素呈現色彩時，需要閘極驅動IC一通道（channel）來控制電晶體開關，以及源極驅動IC三通道來輸入紅、藍、綠三原色訊號。閘極驅動IC負責顯示器每列Y軸訊號的開啟與關閉，當畫面進行單次逐列向下掃瞄的動作時，閘極驅動IC將開啟一整列電晶體，讓源極驅動IC將訊號輸入。源極驅動IC負責畫面每行訊號的輸入，當閘極驅動IC將一整列電晶體開啟或關閉時，源極驅動IC便依據控制IC之訊號輸入該列所需之電壓以構成畫素。

液晶顯示器欲表現出不同色彩，需依賴紅、藍、綠三個子像素的色階來產生，這種色階的控制便是由源極驅動IC所輸入的電壓大小來決定。每一像素的色階由液晶分子的排列方式來決定。液晶顯示器驅動IC由閘極與源極兩顆IC所組成，由於驅動IC是利用輸出不同的電壓來改變液晶分子的排列方向，再透過每個畫素不同的透光程度來構成畫面的不同色階，故新一代顯示器在解析度、亮度與反應時間不斷提升的同時，這些驅動IC也需要更高頻與更高電壓才能滿足高掃瞄頻率與快速更新的需求，而晶片通道數與單一面板的IC數量也將依據需求而提高，由此可知面板所需的驅動IC數量，與面板之解析度及驅動IC的通道數有關。

以一塊XGA（1024×768）解析度的面板來看，一顆源極驅動IC（384 channels）可傳送資料給384個像素，而1024像素中每一行都有有紅、藍、綠3個子像素，總計有1024×3＝3072個像素，兩者相除則可得出所需之源極驅動IC數量為3072÷384＝8顆，另每顆閘極驅動IC（256 channels）可控制256列，因此需要768÷256＝3顆。而8顆源極驅動IC與3顆閘極驅動IC，表示XGA面板需要11顆驅動IC。

目前由於面板廠商不斷推出更大尺寸的面板，加上解析度提高，為了減少LCD驅動IC的使用數量，未來驅動IC也將朝單一晶片多通道數的方向發展。若再以XGA解析度之面板為例，目前需要384 channels的源極驅動數量為8顆，若將來通道數提高至480時，只需約6～7顆左右。若使用768 channels的源極驅動IC，則數量更將減少為4顆，大大減低驅動IC的數量，更可方便系統廠商降低顯示器成本。因此，驅動IC未來的重要發展方向，便在於提高單一晶片的通道數。

《圖二　世紀民生業務部處長李照國》

封裝方式

目前LCD驅動IC的封裝方式主要分為TCP（Tapearrieracking）、COF（Chipnilm）與COG（Chipnlass）等封裝方式。過去TCP封裝採TAB（Tapeutomatedonding）內部接合技術，但由於電子產品的封裝朝向小型化與高pin數發展，在其微小間距（Fineitch）的封裝技術需求下，COF封裝技術才逐漸興起。另外，為了節省封裝成本，將LCD驅動IC直接建於LCD玻璃基板上的COG封裝，或將驅動IC內建至FPD基板上的Built-inriver技術也日漸受到重視。

TCP封裝所採用的TAB技術是在銅片表面形成不導電膜以連接半導體元件，優點在於縮小IC晶片的金屬焊墊間距（Paditch）。其製程技術大致可分為內引腳接合（Innereadonding；ILB）與外引腳接合（Outereadonding；OLB）兩階段。而COF封裝則是將LCD驅動IC及相關零件直接封裝於薄膜（Film）上，由於內引腳直接附著於軟膜帶上，所以COF方式不會產生內引腳變形以及不易接合的問題，可達到縮小體積與重量的目的。COF的內引腳接合封裝方式共分Eutetic（熱壓共金）、NCP及ACF三種。其中熱壓共金的方式與TCP的內引腳熱壓共金接合方式極為相似，還可與TCP共用設備，因此該接合方式為三種中最佳。由於消費性電子產品需求輕薄與短小，COF封裝技術的內引腳距封裝最低可達25μm的水準，加上縮小金屬焊墊間距將可有效降低產品體積與成本，因此COF封裝未來將成為LCD驅動IC之主流封裝技術。

COG封裝則主要是為了有效降低產品成本與體積所開發的技術，該封裝方式極具發展潛力。除了中小尺寸面板之外，也有越來越多的大尺寸面板驅動IC採用此種封裝技術。COG封裝技術是採用ACF、UV膠或是銀膠直接將裸晶建於LCD玻璃基板上，而以覆晶（Fliphip）方式為主要接合技術。COG相較於TCP及COF封裝技術，除了更可符合高畫質與高解析度的LCD模組設計需求之外，同時在其細間距化技術與減低封裝成本方面的確佔有更大競爭優勢。然而缺點在於將裸晶直接建於玻璃基板上，若有單一驅動IC故障，將導致整片玻璃基板無法使用的狀況，因此，在產出Epson電子零件事業群電子零件技術服務部行動通訊專案技術處經理殷之江表示，LCD驅動IC發展方向為具備差異化與高色彩化。Epson專用於手機的LCD驅動IC為例，其以0.13μm高壓製程技術所生產之驅動IC除了產品差異性大之外，16萬色的高色彩表現也讓許多知名手機大廠選用其產品。而內建記憶體、抗ESD干擾以及自我錯誤偵測、自我重新啟動等能力也有效增加了產品附加價值。

《圖三　華邦電子平面顯示產品行銷企劃處處長宋隆怡》

結語

華邦電子平面顯示產品行銷企劃處處長宋隆怡表示，在國際競爭中，台灣LCD驅動IC廠商最大的優勢在於成本。儘管日、韓業者投入時間較長，但台灣廠商以更低成本提供更穩定的產品，並可就近提供國內面板廠商直接的技術支援。另外，面板廠除了與主要的驅動IC生產廠商合作之外，也經常尋求其他供貨來源，加上面板產業的蓬勃發展，對於許多驅動IC設計商來說，均是一大利多。除了技術與製程上的提升之外，如何降低成本，提供更具價格競爭力的產品，對於消費性電子產品市場上主流產品LCD顯示器來說，則是刻不容緩。搭著LCD面板產業的順風車，台灣LCD驅動IC廠商未來的發展勢必更將如魚得水。

市場動態	據工研院IEK調查，2005年第四季我國整體IC產業產值可達新台幣3376億元，較於上一季成長15.4%；而回顧前三季我國IC產業排名，以LCD驅動IC為主力的聯詠已擠入前十大榜單，加上我國從面板、IC製造晶圓凸塊與TCP/COF/COG等產業鏈逐步成熟。相關介紹請見「我國LCD驅動IC拿下全球40%市場」一文。 德州儀器（TI）表示，已把它的大型薄膜電晶體（TFT）液晶顯示驅動業務出售給日本的Oki產業公司（Oki Electric Industry），以進一步專注於類比領域。你可在「 德州儀器將大型TFT-LCD驅動IC業務出售給Oki」一文中得到進一步的介紹。 由於LCD TV銷售大好行情，由於國內外LCD面板廠今年均大舉提高液晶電視出貨量及比重，國內大尺寸LCD驅動IC供應商聯詠、奇景等，已經擴大向晶圓代工廠下單。在「 LCD驅動IC封測市場蓬勃 」一文為你做了相關的評析。

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