平面顯示器 教師：許信儀 中華民國九十五年五月

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平面顯示器 教師：許信儀

中華民國九十五年五月

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平面顯示器Contents一、平面顯示器需求。二、液晶顯示器。三、液晶的發明與發現。四、液晶的物理性質。五、液晶顯示器的種類。六、彩色濾光片技術。七、 TFT-LCD 的優缺點。

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平面顯示器平面顯示器需求• 平面直角。• 畫面顯示不變形。• 輕薄短小耗能少。• 攜帶方便。• 要與現有的影像信號技術相容。

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平面顯示器液晶顯示器• 液晶顯示器 (Liquid Crystal Display)

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平面顯示器液晶的發明與發現• 1877 年萊曼（ Otto Lehmann ）—觀測液晶化的現象。

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平面顯示器液晶的發明與發現（續）• 1888 年雷尼哲（ Friedrich  Reinitzer ） —發現螺旋性甲苯酸鹽（ cholesteryl benzoate ）。

145℃ 179℃

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平面顯示器液晶的發明與發現（續）•1968 年美國 RCA公司—製造世界第一臺使用液晶顯示的螢幕。•1970 年代日本 SONY 與 Sharp 兩家公司—液晶顯示技術全面開發與應用。

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平面顯示器液晶的物理性質

不加電壓 加電壓

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平面顯示器液晶的物理性質（續）

不加電壓加電壓

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平面顯示器液晶的物理性質（續）

不加電壓 加電壓

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平面顯示器液晶的物理性質（續）

不加電壓 加電壓

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平面顯示器液晶顯示器的種類

•依驅動方式分類：單純矩陣驅動（ Simple Matrix ）以及主動矩陣驅動（ Active Matrix ）二種。•依照明光的來源：穿透式、反射式、及半穿透反射式。

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平面顯示器液晶顯示器的種類（續）•扭轉向列型（ Twisted Nematic ， TN ）：最基本的液晶顯示器，液晶分子將入射光旋轉 90 度， 僅有黑白兩色。•超扭轉式向列型（ Super Twisted Nematic ， STN ）：液晶分子將入射光旋轉 180~270 度，可以顯示出逼近全彩模式的色彩。

單純矩陣驅動

信號電極

掃描電極

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平面顯示器液晶顯示器的種類（續）

• 薄膜式電晶體型（ Thin Film  Transistor ； TFT ）。

顯示電極

資料線

掃描線

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平面顯示器TFT LCD 結構圖

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平面顯示器TFT 結構圖

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平面顯示器液晶顯示器的種類（續）•反射式（ Reflective ）。

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平面顯示器液晶顯示器的種類（續）•反射式（ Reflective ）。

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平面顯示器液晶顯示器的種類（續）•穿透式（ Transmissive ）。

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平面顯示器液晶顯示器的種類（續）•半穿透式（ Trans-Reflective ）。

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平面顯示器彩色濾光片技術

彩色濾光片

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平面顯示器彩色濾光片技術（續）

TFT LCD 空間混色

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平面顯示器TFT-LCD 的優缺點

TFT LCD CRT

對比 (~) 200:1 至 400:1

(+) 350:1 至 700:1

視角 ( 對比 >10:1)

(~) 110 到 170 度 (+) 超過 150 度

視角 ( 色彩 ) (-) 50 度 125 度 (~) 超過 120 度

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平面顯示器TFT-LCD 的優缺點（續）

TFT LCD CRT

收斂誤差 (+) 無(~) 0.0079 至

0.0118 inch (0,20 到 0,30 mm)

對焦 (+) 極佳 (~) 可滿足需要或極佳幾何線性誤差 (+) 無 (~) 可能發生

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平面顯示器TFT-LCD 的優缺點（續）

TFT LCD CRT

像素誤差 (-) 不超過 8個 (+) 無輸入信號源 (+) 類比或數位 (~) 只接受類比不同解析度之調整縮放 (-) 無或不佳之內差法 (+) 極佳

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平面顯示器TFT-LCD 的優缺點（續）

TFT LCD CRT

色彩品質 (~) 令人滿意 (+) 達相片品質均勻性 (~) 在兩側較亮 (~) 在中心較亮

色彩純度 / 品質 (~) 佳 (+) 高

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平面顯示器TFT-LCD 的優缺點（續）

TFT LCD CRT

畫面閃爍 (+) 無 (~) 在 85Hz以上之閃爍響應時間 (-) 20 至 30

micro-sec(+) 人眼無感覺

功率消耗 (+) 25 至 40 瓦 (-) 60 至 150 瓦

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平面顯示器TFT-LCD 的優缺點（續）

TFT LCD CRT

空間需求 /重量 (+) 平面設計，輕 (-) 需要大空間 , 極重對比 (~) 200:1 至 4

00:1(+) 350:1 至 7

00:1

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有機發光二極體Contents一、平面顯示器需求。二、 OLED 的起源。三、製作 OLED的材料。四、 OLED的結構。五、 OLED 的驅動方式。六、 OLED 的優點。七、 OLED 的缺點。

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有機發光二極體平面顯示器需求• LCD 缺點

– 反應時間慢。– 視角範圍小。– 色彩對比低。

• 解決辦法– 電漿電視。– 有機發光二極體 (OLED) 。

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有機發光二極體OLED 的起源 1975 年—鄧青雲（ Ching W Tang ）於柯達公司 Rochester實驗室發現有機發光二極體材料。 1979 年—柯達公司的汪根樣和 Steven成功地使用類似半導體 PN 結的雙層有機結構第一次作出了低電壓、高效率的光發射器。 1990 年—英國康橋大學的實驗室成功研製出高分子有機發光原件。

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有機發光二極體製作 OLED 的材料•柯達公司—低分子材料染料，以 (Dyestuff) 或顔料爲主。

•荷蘭飛利浦公司— PLED （ Ploymer Light Emitting Diode ）。

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有機發光二極體OLED 的結構

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有機發光二極體OLED 的驅動方式 被動式矩陣驅動 LCD— 開發近 30 年的技術，用於黑白或低階彩色顯示器。 OLED —1999 年首度商業化，用於高階黑白或簡單彩色顯示器。 主動式矩陣驅動 LCD— 開發近 10 年的成熟技術，用於高解析度彩色顯示器。 OLED —嶄新技術。 Kodak LS633 係第一款商業化數位相機產品。

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有機發光二極體OLED 的優點• 可以做得很薄—厚度爲目前液晶的 1/3 。• 全固態組件，抗震性好，能適應惡劣環境。• 與 TFT LCD 相比幾乎沒有視角問題。

TFT LCD

OLED

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有機發光二極體OLED 的優點

• 適合當作高畫質電視使用— OLED 的原件主要是依靠電壓來調整，回應速度要比液晶元件依靠電場反應來得快。• 對低溫的適應能力—液晶螢幕在零下 75 度時，即會破裂故障， OLED 只要電路未受損仍能正常顯示。

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有機發光二極體OLED 的優點

• OLED 能成能可彎曲的顯示器。

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有機發光二極體OLED 的缺點• 使用壽命仍不及 LC

D—OLED 的壽命約為 10000 小時。• OLED 的各個色彩不均—紅綠藍這三個畫素都需要不同的驅動電壓，導致色彩平衡性較差，精細度有待加強。