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TFT-LCD液晶顯示器主講者：劉俊一、前言•隨著網際網路與無線電通訊技術的急遽發展，資訊化漸漸普及於個人，因此可攜式資訊產品，如筆記型電腦、行動電話、數位相機、及個人數位助理等，均快速發展與成長，因而帶動液晶產業的發展。二、液晶的認識•何謂「液晶」？它是一種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。•因為有些液晶的顏色隨溫度而改變，有些液晶的顏色會隨壓力而改變，有些液晶會受外加電壓影響而改變分子的排列方向‧1888年奧地利的植物學家雷尼哲（F.Reinitzer,1857-1927）發現他所製造的一種化合物──苯甲酸膽固酯。在145℃時會變成一種混濁的液狀物；到了179℃時，此一混濁狀物再變為透明的液體。•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。因而產生了世界首台液晶螢幕。•到了1973年時一位英國大學教授葛雷先生發現了可以利用聯苯來製作液晶，聯苯所製作的液晶顯示器十分安定。三、液晶顯示原理•主要靠液晶的電光效應和偏光的特性，而LCD是以兩塊玻璃片中填滿液晶材料所構成，由於液晶擁有黏性（viscosity）、彈性（elasticity）和極化性(polarizalility)的性質，因此當電極通過就會改變偏光的特性。為了使LCD能顯示影像，在LCD的兩塊玻璃片中間的頂部和底部排列互相成為90度的導體，每一個交叉點就是一個單元，透過訊號輸入至每一單位，因此就能控制影像的顯示•施加電壓時，液晶分子傾向於與施加電場方向呈平行，因此液晶分子一一垂直於玻璃基板表面，則線偏極光直接通過液晶盒到達第二片偏光板，這時光會被偏光板所吸收而無法通過，形成暗的狀態。因此，利用適當驅動電壓即可得到亮暗對比顯示的效果，此顯示畫面即為一白底黑字的模式。四、液晶的構造•液晶顯示器的構造，以TFT-LCD來講，關鍵零組件包括玻璃基板、彩色濾光片、偏光片、驅動IC、液晶材料、配向膜、背光模組、ITO導電薄膜，還有其他Cell製程要用到的材料及化學用品等。五、彩色化技術•因為含有紅色、綠色、藍色三原色的彩色濾光膜，乃成為重要且必備的周邊材料。所謂的濾光膜，就是在透明玻璃上塗覆一層有顏色的透明薄膜，當自然光通過時即產生濾光的效果，不同顏色的濾光膜則產生不同的色光。色彩學中的三原色為紅色、綠色、藍色，透過此三原色的混色加成。•彩色液晶顯示器是利用空間混色技術來得到全彩化的顯示功能，由外加驅動電壓在液晶顯示器板上，驅使液晶盒內的分子改變排列狀態，進而改變光偏振狀態與光透過率。就好像在每一畫素中，利用三個不同電壓來直接調變子畫素紅、綠、藍的光強度一樣。隨著偏光角度的改變，各個不同強度的光經彩色濾光膜的紅、綠、藍子畫素後再混色加成，就會顯現出不同顏色及亮度的畫素，經由各畫素即可組成一幅色彩繽紛的圖案或影像。•依國際照明委員會1931年公布的色度坐標圖六、顯示器的品質優劣1.亮點：是液晶螢幕會有一些發光點永遠不會消失。2.響應時間：由觸發電場變化那一刻起，至顯示器上該驅動畫素的相對穿透輝度變化的前90％為止，所需要的時間，目前最佳的應答時間可達15微秒左右3.可視角度：某些角度，沒有辦法看清螢幕的畫面，目前可視角度大部分是50度。七、LCD與CRT之比較八、未來展望•傳統的液晶顯示器主要是玻璃基板與液晶材料所組成，但因玻璃具有容易碎、不耐衝擊、以及較大厚度與重量等先天缺點。因此利用「塑膠材質」來取代將會不但改善了玻璃基板的缺點，同時因塑膠本身具備可撓曲性及薄型化，更可提供新世代平面面板較寬廣的設計