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1、Agenda1. TFT-LCD 簡介2. 光與電2-1: 光與液晶 2-2: 電與液晶 3.液晶顯示器名詞解釋4.TFT-LCD 構造說明5.TFT-LCD 訊號說明6. Smart Panel & Smart Integration Panel7. 討論與結論 TFT-LCDTFT-LCD簡介簡介1.何謂TFT-LCD： TFTThin Film Transistor 薄膜電晶體 LCDLiquid Crystal Display 液晶顯示器 2.應用：由與TFT-LCD具有體積小、重量輕、低輻射線、低耗電量、全彩化等優點，故已廣泛使用於各類顯示器材上。nAdvantagesnthin,
2、light weightnlow driving voltagenlow power consumptionndisadvantagesnviewing anglenoperation temperaturenresponse time(液晶黏滯係數、液晶特性、Cell Gap、array 充放電時間等)LCD Vs CRTLCD Vs CRT15 CRT Monitor13.3 LCD MonitorSizeWeightPower366(W) x 388(H) x 165(D) mm35.2 kg (LCD Module : 500g)40W max. (LCD Module : 5W)37
3、2(W) x 389(H) x 396(D) mm312.5 kg75WLCD : 一種光電裝置n光 : Dnn光可分為不同的極化方向n不同極化方向的光經過液晶, 會有不同的光程n光經過此光程差再組合後, 會改變其極化的形式n配合偏光片擋去某個極化方向的光, 即可決定光的穿透率n電 : Den不同的電壓下, 液晶會有不同的排列方式n不同的液晶排列方式造成不同的光程差, 因而使得穿透率改變如此可將video信號(電)轉換成亮暗顯示(光)白 = 紅 + 綠 + 藍 紫 = 紅 + 藍 黃 = 紅 + 綠 青 = 綠 + 藍加法系統(混合光)紅藍綠黃白紫青減法系統(過濾法-顏料)紅藍綠黃黑青紫深紅黑
4、 = 黃 * 青 * 深紅紅 = 黃 * 深紅綠 = 黃 * 青藍 = 深紅 * 青=+白紅綠藍=*黑深紅青黃基本色2-1. 2-1. 光與液晶光與液晶A.液晶簡介 A-1.TFT-LCD使用之液晶為TN(Twist Nematic)型液晶 A-2.液晶分子呈橢圓狀；TN型液晶一般是順著長軸方 向串接，長軸間彼此平行方式排列 A-3.當接觸到槽狀表面時，液晶分子就會順著槽的方 向排列於槽中 A-4.當液晶被包含在兩個槽狀表面中間，且槽之方向 互相垂直，則液晶分子之排列 下表面液晶分子：沿著b方向 上表面液晶分子：沿著a方向 介於上下表面中間之分子：產生旋轉之效應 故液晶分子在兩槽狀表面間，產生
5、90之旋轉 B.光與液晶分子產生之效果 B-1.當線性偏極光射入上層槽狀表面時，此光線隨著 液晶分子之旋轉亦產生旋轉 B-2.當線性偏極光射出下層槽狀表面時，此光線已產 生90之旋轉 B-3.當在上下兩表面之間加電壓時， 液晶分子會順電 場方向排列，成 為直立排列之現象 B-4.此時入射光線即不受液晶分子影 響，以直線射出下表面 C.偏光片之特性 C-1.將非偏極光(一般光線)過濾成線 性偏極光 C-2.當非偏極光通過a方向之偏光片 時，光線被過濾 成與a方向平行 之線性偏極光 C-3.線性偏極光繼續前進，通過a方 向之偏光片時， 光線通過；光 線通過b方向之偏光片時，光線 被 完全阻擋 D.
6、將偏光片、槽狀表面、液晶組合後之光學效果 D-1.當上下偏光片互相垂直時，若未施加電壓，光線 可通過 D-2.當施加電壓時，光線被完全阻擋 TN型液晶 : 亮偏光片1(垂直)偏光片2(水平)水平偏極化光出未偏極化光入液晶未施加電壓 : 偏極化光隨液晶分子扭轉TN型液晶 : 暗無光出未偏極化光入液晶V偏光片1(垂直)偏光片2(水平)In-Plane Switching (IPS)-Hitachi專利Voltage OFFVoltage ON優點:1.液晶在同一平面旋轉，可解決視角問題。缺點:1.TFT作在同一平面，佔掉太多面積，使得開口率下降，亮度減少。2.C/R變差。* 開口率:可透光面積(未
7、被TFT遮助部分)/全部面積偏光板解偏板液晶分子作用电极玻璃基板入射光作用电场方向出射光之极化状态 未加电场“OFF” 状态 施加电场“ON” 状态出射光Multiple Vertical Alignment (MVA)-Fujitsu 專利Voltage OFFVoltage ON未加电场OFF 状态施加电场ON 状态入射光偏光板液晶分子玻璃基板出射光之极化狀态解偏板出射光 Low voltage Viewing angle Viewing angle Response time Contrast ratio Viewing angle Response time Contrast rati
8、oData DriverGate DriverTFTLiquid Crystal2-2. 電與液晶1.Gate IC 控制整條 gate line on 或 off2.Source IC 控制每一條線的電壓值3.TFT比二極體更精密， 可開得很開， 也可關的很緊。 4. XGA有1024*3*768=2,359,296 sub-pixelClcTFT SubstrateColor Filter SubstrateRGBClcClcRBGThe Color Pixel of TFT LCDSource DRIVER ICGate DRIVER ICRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGB
9、RGBRGBRGBRGBRRRGGGBBBRGRGRRRGGGBBBBBCFTFT6.Gate IC傳輸掃描信號, DRIVER IC傳輸顯像控制信號7.當某一sub-pixel導通時，該sub-pixel因無法透光 而呈現黑色紅藍紫黃綠白青8.sub-pixel經由電壓 改變，控制通過CF的光量而顯示顏色亮度9.經過光的合成效果，顯示器即可產生彩色之效果Gray Scale00.10.20.30.40.50.60.70.80.91012345T (normalized value)Voltage (V)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91050100150200250T
10、(normalized value)DACnV-T curve Tone Reproduction Curve 亮度、 液晶旋轉角度、 電壓對應關係Contrast RatioC/R=Brightness/Darkness早期的AV產品 亮度最高適用於OA產品最新的AV產品RGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRQuad (對角形)RGRGStripe (條形)RGBRGBRGBRRGBRGRGBRGBRGBRTriangle (三角形)BCF type 3.液晶顯示器名詞解釋 3-1.解析度(Display Resolution) 顯示器上水平方向、垂直方向畫素(pixel)之數目
11、 註：因一畫素具有R、G、B三個子畫素(sub-pixel)，故以解析度 1024x768之顯示器為例，共具有3072x768個子畫素 RG B1 pixelsub-pixel 3-2.對比(Contrast Ratio) 顯示器最大亮度值(全白)與最小亮度值(全黑)之比值，一般 TFT-LCD之對比值為200:1至400:1 3-3.視角(Viewing Angle) 在大角度觀看的情況下，顯示器亮暗對比變差會使畫面失真 ，而在可接受的觀測角度範圍就稱為視角。對於液晶顯示器 來說至少有三種參數來評價一個顯示模式的視角範圍: (1)對比度(Contrast Ratio) (2)灰階(Gray
12、Scale) (3)顯色差異(Color Shift) 3-4.反應時間(Response Time) 從輸入信號到輸出影像所經歷之時間，一般液晶顯示器反應 時間為2030msec(標準電影格式每畫面為40msec)。 Color Gamut 色彩飽和度BRG1.以NTSC為標準，看做出來的全紅、全藍、全綠所圍出來的區域， 佔多少%。 2.改善方式是將CF得RGB間的BM作粗一點，但是開口率又會下降。 Low voltage Viewing angle Viewing angle Response time Contrast ratio Viewing angle Response time
13、Contrast ratio上偏光板下偏光板保護膜玻璃基板顏色區黑色框罩框膠區電晶體液晶ITO共用極ITO顯示電極背光燈管反射板菱鏡板光擴散板印刷電路板驅動IC驅動IC異方性導電膜補償電容間隙粒子TAB導光板4. TFT-LCD4. TFT-LCD構造說明構造說明Light Transmittance of LCD Modulen因為上偏光板的光已被校正過，所以透光率較高BacklightStructure of Backlight (I)CCFL Lamp-cold cathode fluorescent lamp ( CCFL )-narrow diameter 1.8mm-long li
14、fe 10,000 hrs NB-high Ignition voltage 1000V-low lamp current 5mAAg Reflector-reflect light-safety distance 0.40.7mm-heat sink Brass: good heat conductionWhite sheet- reflect lightStructure of Backlight (II)Light Guide Board-Function: Side light guide to obverse light-Material : acrylics -Theorem :t
15、otal reflection -Shape : wedge for note book sizeflat for monitor size-Pattern : OPI/printing-Thickness : 2.5mm for note book, 10mm for monitorStructure of Backlight (III)Diffuser :-hide dots-uniformityPrism sheet :(BEF)-brightness enhancement film-two sheets , x & y direction -condense lightReflect
16、ive polarizer sheet :(DBEF)-dual brightness enhancement film -Increase total light outputTFT-LCD CKT Block Diagram5.TFT-LCD 5.TFT-LCD 訊號說明訊號說明LVDS(Low Voltage Differential Signaling)LVDS InterfacenMainstream in Notebook PC.nHigh Image Quality and Low Cost.nLow EMI and Less Number of Cable Wires.nHigh Edge Sharpness. DC/DC Converter 功能: 變電壓DC/DC3.3VSource IC0 V7.9 V-7.9 V8組電壓8組電壓1.每組電壓經過 Source IC後可再分成8等級, 故有8*8=64階。 2.所以Drive IC又稱 D/A controller , Digital - Analog 改變電壓。 3. 正電壓與負電壓對液晶所產生的 旋轉角度一樣。
