面板產業發展與產業供應鏈規劃分析 陳盈彥 國立虎尾科技大學工業管理系 副教授 2014/05/28

自我介紹 姓名：陳盈彥 現職：國立虎尾科技大學工業管理系 副教授 電話：(05) 6315716 E-mail：yyc@nfu.edu.tw 學歷：國立清華大學工業工程與工程管理博士 經歷：友達光電股份有限公司 製造總部-工業工程部 專長：生產管理、系統模擬、供應鏈管理

Agenda TFT-LCD面板產業發展與產業供應鏈分析 TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View) TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View) TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View) TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View) TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程

Agenda TFT-LCD 面板產業發展與產業供應鏈分析 TFT-LCD面板製造商之產品分析 (Product View) TFT-LCD面板製造商之生產製程 (Process View) TFT-LCD面板製造商之生產鏈分析 (Production Chain View) TFT-LCD面板製造商之物料分析 (Material View) TFT-LCD產業之階層式先進規劃與排程 TFT-LCD 面板產業發展與產業供應鏈分析 1

全球平面顯示器面板產業 大尺寸 TFT-LCD面板 小尺寸 TFT-LCD面板 扭轉/ 超扭轉液晶顯示面 板(TN/STN-LCD面板) 電漿面板(PDP) 有機電激發光 顯示面板(OLED) 微型顯示器 (Microdisplay) 真空顯示器(VFD) Microdisplay (微型顯示器)：應用於投影機、背投電視等。 OLED (有機發光二極體)(Organic Light Emitting Diode) VFD (真空管光顯示器，亦稱螢光顯示幕)(Vacuum fluorescent display)：應用於音響、錄放影機等。

TFT-LCD Thin Film Transistor—Liquid Crystal Display 薄膜電晶體液晶顯示器

薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)模組

發光原理 TFT-LCD面板為在兩片平行的玻璃中放置液晶，上層為彩色濾光片基板，下層為薄膜電晶體基板，透過電壓調控液晶旋轉的方向，改變光線明暗的變化。

TFT-LCD: 三明治的構造

生產製程(manufacturing process) 陣列製程 組立製程 模組製程 彩色濾光片製程 製程影片介紹

TFT-LCD基板世代尺寸演變

TFT-LCD 產品結構 玻璃基板 彩色濾光片 偏光板 驅動IC 背光模組 印刷電路板

2010~2014年我國平面顯示器面板產業產值趨勢 年度 次產業別 2010 2011 2012 2013 2014(e) TFT LCD (>10″) 9,557.4 7,548.9 7,003.2 7,203.7 7,582.3 TFT LCD (<10″) 1,499.3 1,733.5 1,933.5 2,243.3 2,198.6 TN/STN LCD 209.8 164.0 124.7 78.6 74.7 OLED 78.9 69.4 64.9 68.0 76.2 其他 4.4 4.0 4.3 4.6 4.5 總計 11,349.8 9,519.8 9,130.6 9,598.1 9,936.3 單位：新台幣億元 資料來源：工研院、經濟部ITIS計畫(2014/02)

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產品階層(product hierarchy) TFT-LCD面板製造業的產品階層架構可分為： 產品族 (Product Group) 最終產品 (Product Model)

產品應用(product application) TFT-LCD之產品應用： 資訊應用：LCD Monitor、Notebook 視訊應用：LCD TV、汽車導航顯示器、工業顯示器產品 其他應用：Digital Camera/Video、Cellular Phone、Personal Digital Assistant (PDA)、數位行動裝置(Mobile TV)

產品尺寸(product size) 小尺寸產品 中尺寸產品 大尺寸產品 將產品尺寸區分為三大類： 產品分類 尺寸 10吋以下 10～22吋 22吋以上 產品應用 數位相機/攝影機 行動電話 個人數位助理 數位行動裝置 汽車導航顯示器 桌上型液晶顯示器 筆記型電腦 液晶電視 工業顯示器產品

產品解析度(product resolution)/ 產品機種(product model) 解析度（mm*mm） 對應名稱 適合尺寸 640*480 VGA 14” 800*600 SVGA 15” 1024*768 XGA 17” 1280*1024 SXGA 19” 1600*1200 UXGA 20” 2048*1536 QXGA 21” 產品機種(product model) TFT-LCD面板在相同的產品應用別、尺寸別與解析度別之下，又可依據色彩飽和度與視角分成數種不同的產品機種，分別具有不同的表現績效。

產品分級 v.s. 顧客指定產品等級 顧客指定等級限制 … … … … … … LCD 顧客產 最終產 庫存 品需求 品庫存 0.6 0.9 Glass Material CF 庫存 Customer Allocation Color Filter Process LCD 庫存 最終產 品庫存 顧客產 品需求 Glass Material TFT 庫存 Cell Process Module Process Array Process A 甲 0.6 B 乙 Glass CF CF 正品 0.9 0.2 正品 C 丙 Cell Process 0.05 Color Filter Process 0.8 … … D Y品 Y品 E 不良 … … … … 丁 F 戊 D品 D品 G 己 0.05 H 庚 Glass Array Process Array Array Z品 Z品 不良 顧客指定等級限制

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生產製程(manufacturing process) TFT-LCD的生產製程可分為三個主要製程：Array、Cell、Module 因為製程特性不同，因而分為Array、Cell、Module三個廠區。 通常ArrayCell為連續製程，不會有不同世代互相調撥之情形。 各製程之主要限制： Array—產能限制 (最重要，因設備十分昂貴) Cell—產能限制 (通常產能會比Array大) Module—物料限制 (物料Lead time長)

Array process Source: http://www.lgphilips-lcd.com

Cell process Source: http://www.lgphilips-lcd.com

Module process Source: http://www.lgphilips-lcd.com

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TFT-LCD生產製程– 生產單位變化 Color Filter Lot式生產 Array Cell Module piece式生產 ……………切裂…………… piece式生產 Lot式生產 sheet式生產 piece式生產

TFT-LCD生產製程– 生產特徵 Color Filter 4~7天 Array Cell Module 7~10天 2~3天 2天 產能為主生產環境 Job Shop / Flow Shop生產方式 AGV / Conveyor搬運方式 生產週期時間為4~7天 包括了Black Matrix, R,G,B等製程 Array Cell Module 7~10天 2~3天 2天 產能為主生產環境 Job Shop 生產方式 AGV 搬運方式 生產週期時間為7~14天 包括了清洗, 鍍膜, 曝光, 蝕刻與剝膜等製程 產能為主生產環境 Job Shop / Flow Shop 生產方式 AGV/Conveyor 搬運方式 生產週期時間為2~3天 包括了組立, 切裂, 灌液 晶等製程 物料為主生產組裝環境 Job Shop 生產方式 人工搬運方式 生產週期時間為2天 包括了實裝, 組立, Burn In, M檢等製程

TFT-LCD階層式生產系統 Production Chain Level： 以每個生產廠區為單位，而構成網路式的生產鏈系統。 Production System Level： 依據每個生產廠區所從事的生產製程不同，展開成以工作站或機台為單位而構成生產系統。

TFT-LCD之Push-Pull Production Strategy TFT-LCD生產鏈的生產策略一般採行接單後組裝模式。(Assemble to Order；ATO) Push-Pull Boundary在 Cell 與 Module 製程間的半成品庫存區。

TFT-LCD產品分級 … … … … … … LCD 庫存 最終產 品庫存 顧客產 品需求 0.6 0.2 0.9 0.8 0.05 Glass Material CF 庫存 Customer Allocation Color Filter Process LCD 庫存 最終產 品庫存 顧客產 品需求 Glass Material TFT 庫存 Cell Process Module Process Array Process A 甲 0.6 B Glass CF CF 乙 0.2 正品 0.9 正品 C 丙 Cell Process 0.8 0.05 … … Color Filter Process D Y品 Y品 E … … … … 丁 不良 F 戊 D品 D品 G 己 0.05 H 庚 Glass Array Process Array Array Z品 Z品 不良

TFT LCD產品分級定義 Grading Multi-Dimensions Criteria： Dot Defect：（Major） No. of Bright Dot No. of Dark Dot No. of Total Dot Distance between defect dot：（Major） Distance between Two Bright dot 亮線 刮傷 Range of Length Range of Width 均勻度 Dot Defect (No. of Bright Dot, No. of Dark Dot, No. of Total Dot) A Grade Distance between defect dot B Grade C Grade D Grade 正品 Y品 D品

TFT-LCD 生產規劃限制與特色 限制分類 細項 產能限制 (Capacity constraint) 各廠總廠能限制。 各廠各產品總產能限制。 製程產能滿載限制。 設置時間(setup)限制。 物料限制 (Material constraint) 關鍵性物料限制。 物料配對限制。 製程限制 (Mfg. process constraint) 生產路徑限制。 生產批量(生產單位轉換)限制。 工程良率限制。 其他特殊限制 (Specific constraint) 庫存容量限制。 生產前置時間限制。 運輸限制。 產品分級限制。 客戶指定材料供應商、出貨地限制。

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TFT-LCD 產品組成

主要物料(Bill of Material) TFT-LCD面板的六大主要物料： 玻璃基板(Glass)、彩色濾光片(Color Filter, CF)、偏光板(Polarizer)、驅動IC、PCB、背光模組(Back-Light, BL)

生產製程與主要物料之關聯 (Bill of Manufacturing) TFT-LCD的生產製程與主要物料之關聯： 製程 所需主要物料 Array Glass Cell TFT 基板(Array產出) 彩色濾光片(Color Filter) 偏光板(Polarizer) Module TFT-LCD面板 (Cell產出) Drive IC PCB 背光模組(BL)

替代組配 v.s. 顧客承認不同組配 3

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TFT-LCD 產業之階層式先進規劃與排程

The features of the Framework Hierarchical Planning Combined Push-Pull Planning Process Modular Planning Approach

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