平面显示器应用科学系.ppt

數位時代之顯示器需求及演化 工作型態的改變： 客廳即工廠 ? 公司辦公室 ? 居家辦公室 ? 行動辦公室 可攜式資訊產品及行動電話日益普及 輕、薄、短、小、省電、彩色化及高畫質化 數位電視開播及網路家庭化開始盛行 高解析度化、大型化、多媒體化 彩色化、高解析度、高畫質化、多功能化及低價化已成為21世紀數位時代顯示器產品發展特性 LED製作流程 LED的演化史 什麼是液晶？ (1) 液晶的起源是在1888年時，由奧地利植物學家萊尼茲(Reinitzer)發現了一 種特殊的混合物質，此一物質在常態下是處於固態和液態之間，不僅如 此，其還兼具固態物質和液態物質的雙重特性。在那個年代並沒有對於 此物質的適當稱呼，因此就稱之為Liquid Crystal（顧名思義就是液態的 晶體）。而液晶的組成物質是一種有機化合物，也就是以碳為中心所構 成的化合物。 後來在1963年時，美國RCA公司的威廉發現了液晶會受到電器的影響而 產生偏轉的現象，也發現光線射入到液晶中會產生折射。所以就在1968 年，也就是威廉發現光會因液晶產生折射後的5年，RCA的Heil震盪器開 發部門發表了全球首台利用液晶特性來顯示畫面的螢幕。所以到了1968 年，萊尼茲發現液晶物質後整整80年後，「液晶」和「顯示器」兩個專 有名詞才連結在一起，「液晶顯示器（LCD）」成為後來大家朗朗上口 的專業名詞。 什麼是液晶？ (2) 液態晶體 Liquid Crystal 固體結晶 液晶 液體 加熱 加熱 冷卻 冷卻 物質有固態、液態和氣態共三態，但是液晶卻介於固態和液態之間，同 時擁有固態晶體的光學特性和液體的流動特性，所以可以說液晶是具有 中間相的物質。 液晶分子示意圖 晶體： 有光軸，不能隨器成形。 光軸不能隨空間連續變化。 液晶： 有光軸，可以隨器成形。 光軸可以隨空間連續變化。 液體： 沒有光軸，可以隨器成形。 液晶所要求的性質(1) 1?液晶動作溫度範圍要廣： 在很寬廣的動作溫度範圍下，仍然要保持液晶狀態。如果溫度稍微下降，就變 成結晶，或者溫度稍為上昇，便成為液體，此為相當困擾的問題。必須維持在 結晶與液體的中間性質，液晶才能做為顯示之用。所以，在某一個溫度範圍 內，仍然能夠維持液態的狀態。 2?對電壓或水等具有耐久性： 液晶當再加上光或熱，或加入電壓，或加入微量的水時，必須具有耐久性。稍 微加些熱，便分解或變質，則無法當做顯示之用。例如，汽車導航所使用的液 晶，其動作範圍為從-10oC ~ 100oC，汽車的觸摸面板(Touch Panel)所使用的液 晶也是如此。在嚴冬之半夜，停車於戶外的溫度為零下，而在夏天的炎熱天氣 下於停車場的車內溫度可達100oC以上。在這些狀態下，液晶都還需要正常動作。 3?具有較高的比電阻： 比電阻不夠大時，液晶分子之排列方式無法保持於某一狀態，會影響其信賴 性。液晶分子排列方式要從某一狀態變化至某一狀態，要使其變化速度快些 時，液晶的黏度要低些。液晶本身的黏度很高時，改變電壓，使其排列方式改 變時，無法很快追蹤其變化，即液晶無法做高速反應。所以液晶的黏性適當， 為其顯示之重要因素。 液晶所要求的性質 (2) 4?具有較高的誘電率異方性： 在驅動液晶時，希望能以較低的電壓驅 動，此時液晶的誘電率異方性要大一些。 能夠以較低的電壓驅動，表示驅動液晶的 電池壽命可以長一些，此為省能源上恨重 要的性質。 5?配向膜與液晶的相容性必須良好： 在配向膜上附著的液晶太黏合而無法分離 時，會有問題，相反地，如果配向膜與液 晶互相排斥時，也無法做成液晶顯示器。 6?液晶分子排列方向要對齊一致： 其排列對齊度越高，所做液晶的對比會越好。 熱向型液晶(1)：向列型液晶 (Nematic LC) 向列型液晶 (Nematic LC)： “Nematic”為希臘字，原為絲狀或線形的意思，是各異向性。此類液晶 分子在空間上具有一維的規則性排列，所有分子長軸會選擇某一特定方 向作為主軸並相互平行排列，外加電場或 磁場可使分子長軸朝特定方向排列。目前