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1、Copyright 2005液晶顯示器開啟顯示新紀元 Slide 2Copyright 2005從CRT到LCD從CRT(陰極射線管)到LCD(液晶顯示器)有什麼不同？ Slide 3Copyright 2005從CRT到LCDCRT(陰極射線管)基本原理 Slide 4Copyright 2005FPDFPD(平面顯示器) 當顯示器變薄了 Slide 5Copyright 2005Future Display(未來的顯示器)Flexible Display(可繞式顯示器) 當顯示器像紙一樣 Slide 6Copyright 2005FPD(平面顯示器)FPD(平面顯示器)自發光型顯示器OLE
2、DFEDSED非發光型顯示器LCDTN, STNTFT-LCDReflective iMOD Slide 7Copyright 2005液晶顯示器原理簡介主要原理架構v電控之光調變器(ElectronicControlledLightModulator)BacklightPolarizerPolarizerColor PlateLiquid Crystal Slide 8Copyright 2005液晶顯示器原理簡介PDLC(Polymer Dispersed LC,含液晶滴聚合物)Polarizers are not required Slide 9Copyright 2005液晶顯示器原理
3、簡介實際架構 Slide 10Copyright 2005液晶顯示器原理簡介實際架構Source：Color TFT Liquid Crystal Displays, T.Yamazaki etc., 1996 Slide 11Copyright 2005液晶顯示器原理簡介主要架構5m?VT? Slide 12Copyright 2005液晶顯示器原理簡介探討的問題什麼是液晶？液晶如何排列？如何受電場影響？受電場影響後，如何排列？排列後，如何影響入射的光？液晶的光電特性 Slide 13Copyright 2005什麼是液晶？什麼是液晶？從相變(Phase Transition)認識液晶 Sl
4、ide 14Copyright 2005什麼是液晶？相變(Phase Transition)T:溫度晶體液體氣體位置的有序性(Position Order)改變等向性(Isotropic)分子棒狀(Rod-Like) 分子位置的有序性改變及方向的有序性(Direction Order)改變位置的有序性(Position Order)改變液晶 Slide 15Copyright 2005什麼是液晶？液晶的物理特性介於晶體與液體兩相之間，稱中間相(mesophase)具有晶體的方向性及液體的流動性易受外在的影響而改變其特性 Slide 16Copyright 2005什麼是液晶？液晶的分類依形成的
5、方式熱致型(Thermotropic)液晶: 線狀液晶(Nematic), 層狀(Smectic) A, Smectic C, Smectic C*溶致型(Lyotropic)液晶依分子的形狀盤狀(Disk-like), 棒狀(Rod-Like) Smectic ASmectic C Slide 17Copyright 2005什麼是液晶？1. Rod-like2. Disc-like3. Bowlic4. Banana Slide 18Copyright 2005什麼是液晶？偏光顯微鏡下的線狀(Nematic)液晶 Slide 19Copyright 2005什麼是液晶？定義巨觀參數有序參數
6、(Order Parameter)指向向量(Director)液晶液晶T: 溫度溫度晶體晶體液體液體TNI (TC)有序參數有序參數 S01指向向量指向向量 nTm Slide 20Copyright 2005什麼是液晶？有序參數(Order Parameter)S, 可描述巨觀物理量與溫度的關係 Slide 21Copyright 2005什麼是液晶？指向向量(Director)n, 描述巨觀上液晶分子的排列，即空間關係，及巨觀的物理量與空間的關係指向向量(Director)xyz Slide 22Copyright 2005什麼是液晶？液晶的巨觀物理量具非等向性(Anisotropic)的
7、特性機械特性(Mechanical)彈性常數(Elastic Constant)電性(Electrical)介電常數(Dielectric Constant)光學特性(Optical)折射率(Refractive Index) Slide 23Copyright 2005探討的問題液晶分子如何排列？從連續體理論(Continuum Theory)了解液晶分子的排列 Slide 24Copyright 2005液晶如何排列？連續體理論描述液晶的形變(Deformation)，即指向向量間相對的變化程度x1x2x3 Slide 25Copyright 2005液晶如何排列？連續體彈性自由能(Fre
8、e Energy)密度分散分散(Spray)旋轉旋轉(Twist)彎曲彎曲(Bend) Slide 26Copyright 2005液晶如何排列？彈性常數 Slide 27Copyright 2005液晶如何排列？ Slide 28Copyright 2005液晶如何排列？彈性自由能密度，舉例IPS (In-Plane Switching)zyx Slide 29Copyright 2005液晶如何排列？系統的自由能極小化Eular-LangrangeEquation Slide 30Copyright 2005探討的問題如何受電場影響？系統的總自由能必須加入電場的自由能來考量 Slide 3
9、1Copyright 2005受電場影響後，如何排列？系統的總自由能密度要加上電場的自由能密度Eular-LangrangeEquation Slide 32Copyright 2005如何受電場的影響？電場自由能密度+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- Slide 33Copyright 2005如何受電場的影響？電場自由能密度+-+- Slide 34Copyright 2005如何受電場的影響？ Slide 35Copyright 2005探討的問題受電場影響後，如何排列？在電場的影響與邊界的束縛下，可得到臨界現象 Slide 36Copy
10、right 2005受電場影響後，如何排列？舉例，水平排列(Homogeneous)加垂直電場vzyxd邊界條件如何控制？ Slide 37Copyright 2005受電場影響後，如何排列？Freedericksz Transition臨界電壓(Threshold Voltage) Slide 38Copyright 2005受電場影響後，如何排列？舉例，TN(Twist-Nematic) Slide 39Copyright 2005探討的問題排列後，如何影響入射的光？指向向量的連續變化，同等於連續變化的光軸 Slide 40Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？基本光學知識
11、極化光(Polarized Light)電場的偏振方向固定光軸(Optical Axis)光若沿著光軸的方向前進，則e-ray與o-ray的折射率一樣。對於液晶而言，光軸方向與指向向量一致。所以，液晶指向向量的排列，相當於光軸的排列。 Slide 41Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？極化光自然光線性極化光 Slide 42Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？o-ray(尋常光)與e-ray(非尋常光)由解非等向性(Anisotropic)介質的Maxwell Equation而得neno光軸？ Slide 43Copyright 2005排列後，如何影響
12、入射的光？ Slide 44Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？色散（Dispersion)的問題！ Slide 45Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？斜向入射xyzo-raye-rayo-ray折射率不變，e-ray的折射率隨與光軸的夾角而變 Slide 46Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？光軸隨空間位置而變化指向向量(Director)方向為光軸方向 Slide 47Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？如何計算？困難度非等向性(Anisotropic)介質非均勻性(Inhomogeneous)介質解Maxwell
13、 Equation？視為層狀結構(Layered Structure)利用2x2 Jones Matrix 方法利用2x2 Extend Jones Matrix 方法利用4x4 Matrix 方法 Slide 48Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？舉例，Normally White TN Slide 49Copyright 2005排列後，如何影響入射的光？舉例，TN 的設計 Slide 50Copyright 2005觀念復習電場與邊界條件影響指向向量分佈指向向量分佈影響入射光 Slide 51Copyright 2005LCD TV 發展趨勢品質相關廣視角技術動畫品質
14、技術製程相關ODFIBA成本相關Spinless Coating Slide 52Copyright 2005LCD TV 廣視角技術PC與TV的需求Source：LCDInternational2002 Slide 53Copyright 2005液晶顯示器模式簡介不同的液晶顯示器模式（Modes）不同的液晶排列方法TN (Twisted-Nematic)- All TFT-LCD CompaniesIPS (In-Plane-Switching)- Hitachi, NEC, LG-P, HannStarVA (Vertical-Alignment)Bump Type Fujitzu, C
15、hiMei, AUOPattened Type Samsung, SanyoContinuous Pinwheel Alignment Type SharpFFS (Fringe-Field-Switching)- BOE-HYDISOCB (Optical-Compensated-Bending)- TMD Slide 54Copyright 2005液晶顯示器模式簡介液晶顯示器模式的比較176176120120170170IPS Modeo oo oo o Slide 55Copyright 2005液晶顯示器模式視角特性比較 Slide 56Copyright 2005液晶顯示器模式簡介
16、AS-IPSWV-TNVATransmittanceGoodExcellentGoodContrast (Direct-View)GoodExcellentExcellentView AngleContrastExcellentFairGoodColor-ShiftExcellentFairGoodResponse TimeGoodGoodGood液晶顯示器模式的比較 Slide 57Copyright 2005動畫品質 Slide 58Copyright 2005動畫品質改善 Slide 59Copyright 2005MPRT Response time Slide 60Copyright
17、 2005Cell ProcessTraditional ProcessCleaner PI Coater PI Pre-Curing PI- Main-Curing RubbingCleaner PI Coater PI Pre-Curing PI- Main-Curing RubbingCF SubstrateTFT Array Substrate Spacer Spraying CleaningAg Dispensing Seal Dispensing CleaningAssembling Cutting LC-Injection End-Sealing Cleaning Polariz
18、er AttachmentPI-LINEAssembly-LINEBackend Slide 61Copyright 2005Cell ProcessSpecial ProcessPI CoaterRubbing M/CSpacer Sprayer Slide 62Copyright 2005Gen.5 Cell ODF ProcessCleaner PI Coater PI Pre-Curing PI- Main-Curing RubbingCleaner PI Coater PI Pre-Curing PI- Main-Curing RubbingCF SubstrateTFT Array
19、 Substrate LC-Drop-Filling CleaningAg Dispensing Seal Dispensing CleaningAssemblingCutting Polarizer AttachmentPI-LINEODF-LINEBackendCell ODF Process Slide 63Copyright 2005IBAIon Beam AlignmentRubbing AlignmentIon-Beam AlignmentClean and Shorten Line Slide 64Copyright 2005SID2005 LCD技術最新發展 Slide 65C
20、opyright 2005Hitachi IPS ProSource：SID2005 Slide 66Copyright 2005Hitachi RCCSRGB Color Control System for LED BacklightSource：SID2005PDPPDPLCDLCD Slide 67Copyright 2005Hitachi RCCSSource：SID2005 Slide 68Copyright 2005Hitachi RCCSSource：SID2005 Slide 69Copyright 2005Hitachi RCCSSource：SID2005 Slide 7
21、0Copyright 2005Sharp Novel Impulse DrivingSource：SID2005 Slide 71Copyright 2005Sharp Novel Impulse DrivingSource：SID2005 Slide 72Copyright 2005Sharp Novel Impulse DrivingSource：SID2005 Slide 73Copyright 2005Samsung and NS ABSI ModuleSource：SID2005Advance Bus System Interface Slide 74Copyright 2005Sa
22、msung and NS ABSI ModuleSource：SID2005 Slide 75Copyright 2005Samsung LED BacklightSamsung LED Backlight with Optical SensorSource：SID2005 Slide 76Copyright 2005NEC-Mitsubishi Six Color LCDSix Primary Color Slide 77Copyright 2005BOE IBA on PIIon Beam Alignment on Polyimide Slide 78Copyright 2005Thanks!
