液晶顯示器原理與應(yīng)用2006

液晶顯示器原理與應(yīng)用

11.場發(fā)射顯示器(fieldemissiondisplay,FED)2.電漿式顯示器

(plasmadisplaypanel,PDP)3.電激發(fā)光顯示器(electroluminescentdisplay,ELD)4.真空螢光顯示器（vacuumfluorescentdisplay,VFD）5.液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD)平面顯示器之簡介

2場發(fā)射顯示器（FED）自1961年以來開始被研發(fā)，極有可能實(shí)現(xiàn)陰極射線管（CRT）平面化的目標(biāo)。同時(shí)由於FED具有高畫質(zhì)、寬視角（比LCD廣大）、反應(yīng)快、體積輕薄、耗電甚小、無需背光源、且可克服強(qiáng)光、高溫的惡劣使用環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因此在未來場發(fā)射顯示器（FED）將可取代陰極射線管（CRT）與液晶顯示器(LCD)而成為平面顯示器的市場主流。（一）場發(fā)射顯示器(fieldemissiondisplay,FED)

3場發(fā)射顯示器(fieldemissiondisplay,FED)4電漿式顯示器

(PDP)是利用氣體放電發(fā)光的顯示器，最初的顯示器乃由Lllinois大學(xué)的Slottow等人在1966年開發(fā)的。而電漿式顯示器

(PDP)是屬於自發(fā)光型的平面顯示器，由於具有高顯示機(jī)能與薄型量輕，對OA市場的發(fā)展貢獻(xiàn)甚大。目前在需求攜帶型及高顯示機(jī)能化當(dāng)中，電漿式顯示器

(PDP)正朝向低耗電力、薄型量輕、高精細(xì)大顯示容量化與彩色化等進(jìn)行發(fā)展。

（二）電漿式顯示器

(plasmadisplaypanel,PDP)

5電漿式顯示器

(plasmadisplaypanel,PDP)6

電激發(fā)光顯示器(ELD)自1936年以來開始被研發(fā)，其中有機(jī)電激發(fā)光顯示器(ELD)將以小型全彩顯示器應(yīng)用切入市場；而無機(jī)電激發(fā)光顯示器(ELD)在藍(lán)色顯示及驅(qū)動電壓的降低是急待突破的瓶頸。由於EL元件是屬於自己發(fā)光型的顯示器，具有良好的顯示品質(zhì)、低價(jià)位、低成本，但EL元件仍缺乏藍(lán)色及紅色的實(shí)用顯示器，所以工業(yè)方面的應(yīng)用將是最大的市場，

（三）電激發(fā)光顯示器(electroluminescentdisplay,ELD)

7電激發(fā)光顯示器(electroluminescentdisplay,ELD8（四）真空螢光顯示器（vacuumfluorescentdisplay,VFD）

真空螢光顯示器（VFD）誕生的主要原因之一為氧化鋅（ZnO）的螢光體材料的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檎婵瘴灩怙@示器（VFD）所需要的螢光體材料必須要成為導(dǎo)電體，否則螢光體材料若為絕緣體，則當(dāng)表面充滿電子以後就無法再受理後續(xù)電子的到來，造成無法發(fā)光的情況產(chǎn)生。

9真空螢光顯示器（vacuumfluorescentdisplay,VFD）10（五）液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD)液晶顯示器(LCD，其顯像原理係將液晶材料置於兩片貼附直交光軸偏光板之透明導(dǎo)電玻璃間，運(yùn)用電極間電場所產(chǎn)生的離子流，引起液晶材料的不穩(wěn)定性，以控制光源的透射，進(jìn)而顯示影像。因其具有輕巧、薄形、可直角顯示、低耗電、無電磁波幅射等優(yōu)點(diǎn)，已有逐漸取代陰極射線管(CathodeRayTube；CRT)顯示器市場之趨勢。此外，由於LCD適合應(yīng)用於攜帶式之電子顯示設(shè)備，應(yīng)用範(fàn)圍廣泛，再加上近年來在顯示能力與品質(zhì)上均有長足的提升，使得LCD整體市場呈現(xiàn)不斷成長之情況。11液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD)12＊LCD的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可分為上游的液晶面板之原材料、中游的液晶面板製作與模組組裝、以及下游的液晶面板應(yīng)用產(chǎn)品。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

13我國LCD產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)14＊1888年由奧地利科學(xué)家Reinitiz

所發(fā)現(xiàn)＊如同一般固體,液體具有熱容量,膨脹係數(shù)等物理特性＊溫度連續(xù)變化中,具有潛熱能的吸收與放出,顯示具有狀態(tài)改變的特徵現(xiàn)象例如膽固醇的有機(jī)物質(zhì)在145℃呈現(xiàn)混濁之現(xiàn)象,而溫度達(dá)到179℃時(shí),則出現(xiàn)透明狀態(tài)＊1963年液晶光學(xué)特質(zhì)被發(fā)現(xiàn)若施加電壓於其上則可以有效控制其透光度＊1968年正式由海爾曼,塞紐,派杜等人發(fā)表出電場用來控制液晶之透明機(jī)制,於是液晶顯示器的時(shí)代正式開始＊由於早期液晶的反應(yīng)速度很慢,且只有單一透明及不透明兩種選擇因此市場不大

,限於手錶及桌上型計(jì)算機(jī)顯示器＊1984年謝弗,納里許二人提出超扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示元件(SuperTwistedLiquidCrystalDisplay)配合a-TFT的驅(qū)動元件於是大型顯示器及攜帶型電視商品終於問世液晶發(fā)展之歷史15＊1968年美國RCA公司:液晶顯示器應(yīng)用的提案＊1973年液晶顯示器用於計(jì)算機(jī)與手錶＊1974年單純矩陣絞絲狀液晶顯示面板的電視影像之開發(fā)＊1983年採用兩英吋多結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器之液晶電視機(jī)之開發(fā)＊1983年超扭絞絲狀液晶顯示器的開發(fā)＊1986年採用三英吋非結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器口袋型液晶電視的開發(fā)＊1987年應(yīng)用三英吋非結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器口袋型液晶電視的實(shí)用化＊1988年可以和CRT相匹敵的大型(14吋)非結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器的開發(fā)＊1989年5.5吋多結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器的高畫質(zhì)投射型顯示器的應(yīng)用＊1990年VGA用10英吋非結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器的筆記型電腦的應(yīng)用＊1992年工作站用17英吋非結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器的開發(fā)＊1994年多媒體用21英吋非結(jié)晶矽薄膜電晶體液晶顯示器的開發(fā)＊1995年至今進(jìn)入全面量產(chǎn)時(shí)代液晶顯示器技術(shù)之歷史16＊與流體一般具有流動性＊從晶體性質(zhì)來看屬於非均質(zhì)的特性＊因溫度不同會呈現(xiàn)出不同之透明度,該液晶稱之為熱致性液晶(Thermotropic

LiquidCrystal)＊與水等溶液混合顯示透明度不同之液晶稱之為易溶性液晶(LyotropicLiquidCrystal)＊結(jié)構(gòu)為細(xì)長棒之外型,因此在長軸與短軸方向的介電常數(shù),折射率,導(dǎo)電率會有所不同＊令與分子軸方向平行之介電常數(shù)為ε

與分子軸方向平行之介電常數(shù)為ε＊一般電子產(chǎn)品中所用的液晶顯示器,是利用液晶的電光效應(yīng),來獲得可視的光學(xué)對比.而要了解液晶的電光效應(yīng),我們需要考慮液晶的黏性(viscosity),彈性

(elasticity),和其極化性(polarizalility).液晶特性17＊簡單的說,液晶分子中的電子結(jié)構(gòu),都有很強(qiáng)的電子共軛運(yùn)動能力.所以當(dāng)液晶分子受到外加電場的作用,便很容易的被極化,而產(chǎn)生了感應(yīng)偶極性(induceddipolar)

的現(xiàn)象,這也是液晶分子之間互相作用力量的來源.液晶的極化性18＊液態(tài)晶體分子規(guī)則排列的方式有很多種,從各種不同的分子排列方式,產(chǎn)生了不同的晶體,計(jì)有:＊向列型液晶＊膽固醇型液晶＊層列型液晶液晶的種類19＊這類液晶每個(gè)分子的分子軸都是互相平行,且方向一致,有時(shí)它叫做one

dimensionalcrystal.無論在靜止或流動的過程,分子永遠(yuǎn)維持著互相平行和同向的基本排列關(guān)係.向列型液晶20＊這類液晶和向列型液晶有點(diǎn)相同的,每個(gè)分子的分子軸與鄰近分子的分子軸,除了互相平行外,還沿著一個(gè)垂直分子

軸的方向進(jìn)行,各分子的分子軸還逐漸的對這個(gè)垂直方向旋轉(zhuǎn),形成一個(gè)螺旋性的結(jié)構(gòu).故也被稱為螺旋向列型液晶

膽固醇型液晶21＊在層列型液晶的結(jié)構(gòu)中,分子排列規(guī)則性更為明顯,分子間不但互相平行,還有分層的組織,因此流動的自由度受到了更多的限制,而黏性遠(yuǎn)比向列型液晶和膽固醇型液晶高層列型液晶22LCDCELL構(gòu)造23液晶顯示器之種類(以驅(qū)動方式分類)

24＊向列型液晶之分子軸沿著玻璃基板表面排列,液晶分子會因外加電場存在跟著轉(zhuǎn)向＊光進(jìn)入液晶會隨著液晶分子軸的轉(zhuǎn)向形成不同程度的偏極光,配合上下各具有的偏光板則可以控制該偏極光可以透過或是不透過,造成黑白的差異程度＊由於TN-LCD其偏光扭轉(zhuǎn)角度在0~90度之間變化,因此可藉此調(diào)整其光透過率,形成灰階顯示功能＊至於色彩問題則是採用彩色濾光片配合扭轉(zhuǎn)向列場效應(yīng)調(diào)整入射光之光透過率來達(dá)成彩色效果扭轉(zhuǎn)向列型液晶(TN-LCD)25扭轉(zhuǎn)向列型液晶(TN-LCD)工作原理26＊扭轉(zhuǎn)式向列液晶分子其分子軸對於電場的走向而旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)不是很急速,當(dāng)電場出現(xiàn)時(shí),液晶分子從一個(gè)電極到一個(gè)電極旋轉(zhuǎn)了90度,由於並非所有液晶分子都旋轉(zhuǎn)90度,部分液晶之分子軸可能居中間角度,因此對比方面將不明顯,如此若要增加掃瞄線數(shù)以實(shí)現(xiàn)大畫面,必須使電壓及光透過率特性急速上升＊STN-LCD提供了透光性與電場反應(yīng)快速的特性,搭配電控雙折射可以讓對比更具效果,然而在與上下偏光板的結(jié)合下會使得畫面在所謂OFF的狀態(tài)下呈現(xiàn)黃色模式或是藍(lán)色模式,也就是上了色的黑白顯示＊為了得到完全白色化的效果,雙層的STN-LCD被發(fā)展出來,其原理不外乎是改變光的偏光程度,藉由第二層的STN去扭轉(zhuǎn)經(jīng)過第一層STN所偏極後的光,使其恢復(fù)原狀如此便可以控制其顏色超扭轉(zhuǎn)向列型液晶(STN-LCD)27超扭轉(zhuǎn)向列型液晶(STN-LCD)工作原理28＊

1.低電壓驅(qū)動(約3V)2.對於所加入電壓的光學(xué)反應(yīng)較為遲緩(多工驅(qū)動的間隔不能太小)3.為兩極性電壓驅(qū)動原件(正極性電壓與負(fù)極性電壓均可工作)4.需要使用交流驅(qū)動電壓

5.反應(yīng)較慢(50~500ms)6.累積的反應(yīng)時(shí)間特性

7.高電阻,高電容性元件液晶顯示器驅(qū)動面的特徵29＊靜態(tài)驅(qū)動方式:

每一畫素引出一個(gè)電極,利用驅(qū)動電壓脈波選擇,自由變化加在任一畫素上,形成顯示作用,當(dāng)畫素?cái)?shù)目大量增加則該法將無法負(fù)荷需求＊多工驅(qū)動方式(矩陣驅(qū)動法):X電極群與Y電極群以矩陣交差排列,交點(diǎn)之處當(dāng)作一個(gè)畫素進(jìn)而構(gòu)成畫面,Y方向的電極隨著時(shí)間逐條掃描,速度比人類眼睛反應(yīng)時(shí)間還要快,如同一般CRT工作原理＊主動矩陣驅(qū)動方式:

如同多工驅(qū)動方式,只是X電極與Y電極在同一玻璃基板形成,且交點(diǎn)處設(shè)有薄膜電晶體

液晶顯示器之驅(qū)動方式30＊當(dāng)液晶顯示器往高精緻化以及高畫質(zhì)方向發(fā)展，畫素?cái)?shù)目大量增加，對比的要求也隨之變大。＊對比的明顯首重於液晶光學(xué)特性對電壓變化的急峻，但相對之下犧牲了灰階的顯示功能，為了改變此缺點(diǎn)利用二極體和電晶體的ON-OFF的功能可以適當(dāng)控制電壓的變化進(jìn)而控制液晶的透光度。＊基於液晶的反應(yīng)速度在msec(10-3)左右，而根據(jù)一個(gè)畫面若有500條線，每一畫面每一秒掃30次，因此驅(qū)動一條掃描線的時(shí)間約在70msec(10-6)，然而在這麼短的時(shí)間內(nèi)施加電壓是來不及得到反應(yīng)。＊若將各液晶的畫素串聯(lián)一個(gè)開關(guān)元件，在當(dāng)電壓使開關(guān)元件在on的狀態(tài)時(shí),能夠在70msec內(nèi)輸入液晶畫素所需要作用的電荷數(shù)目，維持在30msec內(nèi)有一定液電壓。晶材料的高阻抗，高電子移動率的驅(qū)動元件都是必備的條件為何需要主動式驅(qū)動元件31STNLCD的驅(qū)動波型32主動矩陣ＬＣＤ的驅(qū)動波型33STNLCD與TFTLCD驅(qū)動方式比較34＊液晶是具有流動特性的物質(zhì)，所以只需外加很微小的力量即可使液晶分子運(yùn)動，以最常見普遍的向列型液晶為例，液晶分子可輕易的藉著電場作用使得液晶分子轉(zhuǎn)向，由於液晶的光軸與其分子軸相當(dāng)一致，故可藉此產(chǎn)生光學(xué)效果，而當(dāng)加於液晶的電場移除消失時(shí)，液晶將藉著其本身的彈性及黏性，液晶分子將十分迅速的回復(fù)原來未加電場前的狀態(tài)。液晶顯示器之光電效應(yīng)

未加電場前

已加電場後

35未加電廠前36施加電廠前

3738LCD面板製作流程3940＊當(dāng)整片含有ITO膜的玻璃光罩進(jìn)入生產(chǎn)線後，首先先清洗玻璃光罩在將光阻劑塗佈在光罩上等候曝光，隨後利用我們以準(zhǔn)備好的所需要的圖形如下圖的方式將以塗佈光阻劑的光罩加以曝光。裝片.清洗.塗佈光阻劑.曝光41＊在曝光之後對以曝光之光罩做顯影的工作，顯影後我們將不需要的ITO膜做蝕刻，去除不需要的ITO膜，當(dāng)然我們所需要的圖形會被保護(hù)不受到蝕刻，再次清洗光罩後我們將要塗佈配向膜，配向膜是用來將液晶未加電場前分子做定位的工作，其前後兩片光罩上的配向膜需互成九十度方能將液晶分子依序旋轉(zhuǎn)，其配向方式是以棉刷依一定方向刷過，

顯影.蝕刻.清洗.配向膜塗佈42＊配向膜固膜後再次清洗光罩，接著將對光罩做印框的動作，其中印膠框的目的是為了之後兩片光罩將重疊貼合，如下圖(a)(b)為自動上膠框的情形。固膜.清洗.印框(1)圖(a)

圖(b)

43＊下圖為打印出來的形式，其中樹脂膠框?yàn)楣庹稚厦總€(gè)LCD板單位做範(fàn)圍的規(guī)畫，而墨點(diǎn)則是為了兩片光罩貼合時(shí)做定位的標(biāo)準(zhǔn)。固膜.清洗.印框(2)44固膜.清洗.印框(3)45＊下圖為SPACERS自動噴撒裝置示意圖，其中噴撒是以兩片光罩為單位，而

SPACERS的用意則是為了使兩片光罩貼合後中間有足夠的空間灌入液晶。SPACERS塗佈46＊SPACERS在噴撒之後需作人工檢測，每一種不同型號之光罩都有一種特定的規(guī)格，其SPACERS在每1mm平方中需要60-180顆SPACERS，但人工檢測過於耗時(shí)以及效率過低，故目前可利用數(shù)位影像處理幫助人眼做自動檢測，下圖為其自動檢測之系統(tǒng)佈置圖。SPACERS檢測47＊以下兩張圖(a)(b)為光罩自動組合示意圖，其中下光罩進(jìn)入組合機(jī)時(shí)，底部吸盤會將其吸住等到上光罩進(jìn)入後控制吸盤轉(zhuǎn)動或移動來準(zhǔn)確定位且組合。

組合(1)圖(a)

圖(b)

48＊下圖為利用先前打框時(shí)所留下的記號作為定位標(biāo)準(zhǔn)，利用兩組顯微CCD找到光罩上兩對定位記號，其中十字記號需完全在十字框中才表示定位準(zhǔn)確。組合(2)49TN、STN及TFT型LCD之比較表類別原理特性全色彩化動晝顯示視角面板尺寸應(yīng)用範(fàn)圍TN液晶分子扭轉(zhuǎn)90度黑白,單色低對比(20:1)否否狹窄(30度以下)1-3吋電子錶、計(jì)算機(jī)、簡單之掌上型遊戲機(jī)STN液晶分子扭轉(zhuǎn)240-270度黑白,彩色(26萬色)低對比較TN佳(40:1)否否狹窄(40度以下)1-12吋電子字典、行動電話、個(gè)人數(shù)位助理、股票機(jī)、低階筆記型電腦TFT液晶分子扭轉(zhuǎn)90度以上彩色(1667萬色)高對比較STN佳(300:1)可媲美CRT之全彩色可媲美CRT較寬(80度以下)6-17吋彩色筆記型電腦、牆壁型彩色電視、投影機(jī)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)50我國液晶顯示器產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

導(dǎo)電玻璃(氧化銦錫玻璃)彩色濾光片背光源偏光膜位相差膜液晶顯示器原材料生產(chǎn)默克百成勝華科技錸德科技劍鍍公司世界巔峰科技東賢科技奇美電子臺鹽實(shí)業(yè)和鑫光電模組-瑞儀光電、中強(qiáng)光電、大億、先益、元津科技、翔遠(yuǎn)、夏普電子、康峻、帝奇實(shí)業(yè)

導(dǎo)光板-元津科技、瑞儀光電、桐生、大億力特光電住友化學(xué)臺灣汎納克臺灣日東電工臺灣汎納克玻璃基板液晶配向膜臺灣玻璃臺灣信德玻璃進(jìn)口工研院材料所液晶顯示器面板製造TNSTNTFT勝華科技、碧悠電子、光聯(lián)科技、美相液晶、富相電子、裕順、捷華、臺灣科華、臺灣汎克納勝華科技、碧悠電子、光聯(lián)科技、中華映管、南亞塑膠、國喬光電高雄日立電子、凌巨、臺灣愛普生、臺灣夏普(<10.4吋)元太科技、聯(lián)友光電(>10.4吋)中華映管、達(dá)碁科技、聯(lián)友光電、奇晶光電、瀚宇彩晶、廣輝電子51TFT-LCD基板各世代技術(shù)最適面板切割尺寸及片數(shù)

2代

3代

3.5代

3.75代

4代4.5代面板大小/像素370*470550*650600*720650*830680*880720*920920*100010.4VGA4

9

11.3VGA266

12.1SVGA26

69

13.3XGA24

6

6

14.1XGA24

6

66

9

15.0XGA14466

6

9

17.0SXGA

24

4

46

9

19.1SXGA

124446

21.3UXGA

224452臺灣大尺寸TFT-LCD廠商概況

廠商

技術(shù)世代

技術(shù)來源

基板尺寸(mm)設(shè)計(jì)產(chǎn)能(千片)量產(chǎn)時(shí)間

投資金額(億元)備註

中華映管第一條:3.0代

第二條:4.0代ADI550*670680*88025602Q992Q01150200與ADI訂有30%回銷合約達(dá)碁第一條:3.5代

第二條:4.0代IBMJapan600*720680*88030303Q991Q01200n/a與IBMJapan訂有1/3回銷合約奇晶光電第一條:3.5代

第二條:4.0代自行研發(fā)620*750680*88030304Q991Q01150300提供富士通1/3產(chǎn)能聯(lián)友光電第一條:3.5代

第二條:3.5代松下610*720610*72030304Q991Q01150150

瀚宇彩晶第一條:3.0代

第二條:3.0代東芝550*650550*65030301Q001Q01150150

廣輝第一條:3.5代夏普620*750301Q01150

53全球TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)廠商概況TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)廠商概況

廠商名稱

康寧

旭硝子

電氣硝子

板硝子

製程

熔接法(無須研磨)淨(jìng)式法(要研磨)下拉法(要研磨)熔接法(無須研磨)現(xiàn)有熔爐數(shù)

美國四座日本一座南韓一座(中)二座(大)二座(大)三座(小)主要客戶

夏普、松下、三星、現(xiàn)代、達(dá)碁、元太、聯(lián)友

日立、鳥取三洋、三菱、夏普、NEC、華映

NEC、金星、富士通

富士通、三星、達(dá)碁、聯(lián)友

市場佔(zhàn)有率

55%15%20%5%未來擴(kuò)廠計(jì)劃美國康寧廠熔爐重新運(yùn)轉(zhuǎn)(2000年底)。日本康寧增設(shè)一座(2000/3)韓國新增三座(2001年初)。臺灣南科加工廠預(yù)計(jì)2001/4試車出貨。

新增一座熔爐(2000年底)無擴(kuò)充計(jì)劃新增一座熔爐，明年春天完工54＊偏光膜(PolarizingFilm)是將一般不具偏極性的自然光，產(chǎn)生偏極化，轉(zhuǎn)變成偏極光，因此液晶顯示器(LCD)就能利用此偏極光，加上液晶分子扭轉(zhuǎn)特性，來達(dá)到控制光線的通過與否。隨著LCD應(yīng)用廣泛，偏光片的需求市場，也隨之水漲船高。偏光膜介紹

55＊以簡單的LCD工作原理圖來看，LCD的顯示原理為：液晶分子(TN型)會隨上下二片玻璃基板上配向膜的配向方向，扭曲90°排列。利用二片偏光片，以相互垂直狀態(tài)置於基板二側(cè)，當(dāng)光線通過下片偏光膜變成偏極光，由於液晶分子的光學(xué)異光性on效果，會沿著液晶分子而扭曲，而通過上方偏光膜，最後視為亮的狀態(tài)。但是玻璃基板加上電壓後，原來平行旋轉(zhuǎn)90°的液晶分子變成垂直排列，因此偏極光會維持原方向而受到上片偏光膜的遮蔽成為暗的狀態(tài)偏光膜原理

56＊偏光膜的基本結(jié)構(gòu)如圖，是由幾層厚度僅數(shù)十μm薄膜材料貼合組成，各層的材料及功能如表1所示。目前最常採用的偏光膜為高分子二色性型，所以偏光基體是利用透光性良好的高分子薄膜(常用PVA)，吸附上二色性物質(zhì)(碘系、染料系等)，使碘離子或染料擴(kuò)散滲入內(nèi)層PVA中，微熱後拉伸PVA膜。原本PVA分子為任意角度無規(guī)則性分佈，受力拉伸後分子就逐漸偏轉(zhuǎn)於作用力方向上，而附著在PVA上的碘離子或染料也隨之有方向性，因此它可以吸收平行於其排列方向的光束分量，只讓垂直方向的光分量通過，利用此偏極特性就是偏光膜的獨(dú)特功能。偏光膜基本結(jié)構(gòu)57偏光膜組成材料及其功用

構(gòu)成材料功用表面保護(hù)膜PE,PET偏光膜的保護(hù)保護(hù)層TAC偏光膜的支撐保護(hù)偏光基體PVA偏光機(jī)制保護(hù)層TAC偏光膜的支撐保護(hù)黏著劑EVA系等LCD基板的黏貼分離膜PET黏著劑的保護(hù)58＊偏光膜是由美國Polaroid公司的EdwinH.Land在1938年所發(fā)明，雖然至今有60

年歷史，但是製程上原理及材料上仍大致相同。以下圖3製造流程來看，染色、延伸、貼合、乾燥為最主要的步驟，其中染色材料配方是重要的技術(shù)關(guān)鍵，另外PVA的延伸定向控制也會影響偏光膜的光學(xué)特性。偏光膜製造流程

59＊偏光膜的應(yīng)用廣泛，不但能使用在LCD做偏光材料，亦能應(yīng)用在太陽眼鏡、護(hù)目鏡、濾光鏡及光量調(diào)整器等方面。為了滿足輕量化及方便性的要求，偏光膜的選擇以高分子二色性型為主，目前常用的類型有二類：

1.碘系偏光膜(IodingTypePolarizingFilm)碘系偏光膜具有高透過性、高對比、且有較廣域波長的偏向特性，價(jià)格也是比較便宜，所以市場佔(zhàn)有率高達(dá)80%~90%。所以應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，如：手錶、計(jì)算機(jī)、PC、OA機(jī)器等，所需LCD都大量採用碘系偏光膜。

2.染料系偏光膜(DyeTypePolarizingFilm)染料系偏光膜的偏光性能比碘系來得差，但是耐濕熱特性就不錯，所以在汽車、船舶、航空器、戶外量測儀器上就得採用此類耐久性偏光膜。偏光膜種類

60偏光膜改良方向

61全球主要偏光板製造商概況廠商名稱現(xiàn)有生產(chǎn)線新增生產(chǎn)線預(yù)估量產(chǎn)時(shí)程預(yù)估總產(chǎn)能(千平方米)市佔(zhàn)率（％）日東412000/1015,00044住友112000/037,00019三立412000/058,00018Polatechno2004,0001562我國偏光板廠商投入狀況廠商

產(chǎn)品線

最大產(chǎn)能(萬平方米)預(yù)計(jì)量產(chǎn)時(shí)間

技術(shù)來源

備註

日東電工STN/TFT

後段加工

三立(汎納克)STN

後段加工

楠梓印刷(住友化學(xué))STN/TFT

後段加工

力特化學(xué)STN/TFT4001999/07三立

全製程

臻強(qiáng)科技TFT

2000/1Q美國

全製程

臺肥TFT722001/2QMDS

63＊彩色濾光片(ColorFilter)的作用在使LCD能呈現(xiàn)出細(xì)緻鮮豔的畫面，且根據(jù)日本

EDResearch社針對12.1吋TFTLCD面板所做的成本分析，彩色濾光片就佔(zhàn)了

13%的成本，算是極為重要的關(guān)鍵零組件。而在LCD解析度不斷提升、價(jià)格持續(xù)下降，加上應(yīng)用市場不斷擴(kuò)大下，也連帶促使彩色濾光片的市場需求穩(wěn)定成長。彩色濾光片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況

64＊彩色濾光片之彩色層的製作方法約有四種：染色法(DyeingMethod)、印刷法

(PrintingMethod)、電著法(ElectrodepesitionMethod)、顏料分散法(PigmentDispersedMethod)。而耐熱性、耐光性較佳的顏料分散法已成為主流。彩色濾光片製程分類

染色法印刷法電著法顏料分散法缺點(diǎn)耐熱耐光性差成本高線路圖精度差畫素配列受限製成本高成本高成因染料設(shè)備價(jià)格高轉(zhuǎn)印技術(shù)尚未確立電鍍著色設(shè)備價(jià)格費(fèi)設(shè)備價(jià)格貴對策發(fā)揮優(yōu)良之分光特性，應(yīng)用在最適之場合降低生產(chǎn)成本開發(fā)高精度之印刷方式及印刷設(shè)備改良印墨發(fā)揮優(yōu)良之平滑性，應(yīng)用於最適當(dāng)之場合提高良品率基板大型化、標(biāo)準(zhǔn)化降低材料成本65彩色濾光板製作流程

＊顏料分散法一.Cr線路形成:鍍Cr膜基板投入→玻璃基板洗淨(jìng)→抗蝕膜塗布→抗蝕膜預(yù)乾→

抗蝕膜露光→顯像→後乾→Cr膜浸蝕→Cr膜剝離→基板收料

1.本製程之目的為防止R.G.B.三色光漏光而作此設(shè)計(jì)

2.本製程之流程與ITO電極形成之流程相同二.R.G.B.的製作流程:塗布前洗淨(jìng)→顏料塗布→顏料預(yù)乾→顏料露光→顏料現(xiàn)像

→顏料後乾

1.因?yàn)楸玖鞒逃蠷.G.B.三種顏料,因此必須重覆三次本流程

2.R.G.B.厚度必須相同三.O.C.膜印刷:印刷前洗淨(jìng)→O.C.膜印刷→O.C.膜燒成→收料四.ITO塗布:塗布前洗淨(jìng)→SiO2塗布→ITO電著→收料66全球主要彩色濾光片廠商產(chǎn)能概況廠商

產(chǎn)能

產(chǎn)能擴(kuò)充計(jì)劃

凸版印刷1000千片/月(10吋)1.新生產(chǎn)線(650*750)月產(chǎn)能300千片以上已量產(chǎn)

2.4代(960*1100)試產(chǎn)中

大日本印刷600千片/月(10吋)1.3.5代新生產(chǎn)線1999/8量產(chǎn)

2.4代(760*980)生產(chǎn)線開發(fā)中Toray800千片/月(10吋)預(yù)計(jì)2002年前增產(chǎn)STI200千片/月(10吋)40千片基板/月(600*750)2000年春天前提高產(chǎn)能20%三星電管600千片/月(10吋)2001年前增設(shè)750*950生產(chǎn)線，產(chǎn)能提升至2000千片/月67我國彩色濾光片廠商產(chǎn)能概況廠商

產(chǎn)品

基板尺寸

基板月產(chǎn)能

量產(chǎn)時(shí)間

技術(shù)來源

南亞

STN300*40010K1Q/1999日本精工愛普生

世界巔峰

STN/TFT300*40025K1Q/1999日本MicroTFT600*72060K1Q/2001

奇美電子

STN370*47025K2Q/1999日本CMKTFT620*75030K4Q/1999

和鑫光電

TFT550*65025K3Q/2000日本IBMTFT650*75060K2Q/2001日本IBM勝華科技

STN300*400150K2Q/2000日本鳥取三洋

東賢科技

STN300*40025K未定

富士精工電子

68＊目前筆記型電腦用LCD的背光模組是由導(dǎo)光板、擴(kuò)散片(diffuser)、反射板及冷陰極管等所構(gòu)成的＊導(dǎo)光板是用射出成型的方法將丙烯(俗稱壓克力Acryl)壓製成表面光滑的楔形板塊，然後用具高反射率且不吸光的材料(如TiO2)，然後在導(dǎo)光板底面用網(wǎng)版印刷印上圓形或方形的擴(kuò)散點(diǎn)。冷陰極管位於導(dǎo)光板厚側(cè)的端面，冷陰極管所發(fā)的光以端面照光(edgelight)的方式進(jìn)入導(dǎo)光板(以2.6mm冷陰極管、3mm厚的導(dǎo)光板的組合為例，藉由反射罩的幫助，大約50%的光可自端面進(jìn)入導(dǎo)光板中)，大部份的光利用全反射往薄的一端傳導(dǎo)，當(dāng)光線在底面碰到擴(kuò)散點(diǎn)時(shí)，反射光會往各個(gè)角度擴(kuò)散，破壞全反射條件而自導(dǎo)光板正面射出；利用疏密、大小不同的擴(kuò)散點(diǎn)圖案設(shè)計(jì)，可使導(dǎo)光板面均勻發(fā)光。擴(kuò)散片的作用是讓射出的光分佈更加均勻，使從正面看不到反射點(diǎn)的影子。反射板將自底面漏出的光反射回導(dǎo)光板中，以增加光的使用效率。端面照光設(shè)計(jì)的導(dǎo)光板，進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)的光大約有80%可自正面射出。背光板(BACKLIGHT)69BackLigth之形式側(cè)光式直下式70側(cè)光式BackLight機(jī)構(gòu)簡介71背光模組簡介72背光單元模組73背光模組裡的光學(xué)應(yīng)用(光的路徑1)LampLightGuide未全反射的情況:θi<θcθiReflectorDiffusionsheetPrismSheet74背光模組裡的光學(xué)應(yīng)用(光的路徑2)發(fā)生全反射的情況:θi>θcLampLightGuideθiReflectorDiffusionsheetPrismSheet光在導(dǎo)光板裡不斷的進(jìn)行全反射，導(dǎo)致光能量的損失75背光模組裡的光學(xué)應(yīng)用(光的路徑3)導(dǎo)光板加入Pattern的情況:LampLightGuideθiReflectorDiffusionsheetPrismSheet因?yàn)榧尤肓薖attern，降低了發(fā)生全反射的機(jī)率θt76背光模組簡介No零組件名稱影響之主要光學(xué)特性1LampReflectorx,y,Luminance2CCFLAssemblyx,y,Luminance3DiffusionSheetUpperLum.,Uniformity4PrismSheetx,y,Lum.,Uniformity5DiffusionSheetLowerLum.,Uniformity6LightGuidex,y,Lum.,Uniformity7WhiteSheetLuminance77各零件說明-Frame功