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LCD簡介
•液晶
•驅動原理, 顯示原理
•光電特性名詞說明
•分類
Vth,Vsat,CR,Response
•TN與STN比較
Time, View Angle
•製造流程
•Panel與液晶物性關係
•液晶顯示器結構
•產品開發流程
液晶, 玻璃,PI, 偏光片
•面板設計參數
面板產品課
陳佳興10/3
液晶顯示器
扭轉型(Twist Nematic:TN)--1971
超扭轉型(Super Twist Nematic:STN)--1984
雙層超扭轉型(Double Layer STN:DSTN)--1987
液晶
顯示器
光相補償超扭轉型(Film STN:FSTN or RFSTN)--1988
強誘電型(Ferro-electric Liquid Crystal:FLC)--1980
固態薄膜LCD(Polymer Dispersive LC:PDLC)--1988
其他：DS(Dynamic Scattering)
PC(Phase Change)
GH(Guest Host)
ECB(Electrical Control Birefringence)
液晶顯示器(LCD)包含面板(Panel)與模組(Module)
何謂液晶
固態晶體
Anisotropic
加熱
冷卻
液晶相
Mesomorphic
液晶的種類
向列型液晶(Nematic LC)
層列型液晶(Smectic LC)
膽固醇液晶(Cholesteric LC)
加熱
冷卻
液相
Isotropic
偏光片
光源
偏光片
偏光片
顯示原理
驅動原理
STN構成
光經液晶層
旋轉再經偏
光片而穿透
分類
 依液晶分子扭轉程度
TN, HTN
STN, FSTN
 依光源區分
反射式, 穿透式, 半透式
 產品分類
Yellow/Blue Mode
Gray Mode
B/W Mode
應用分類
反射式
半透式
前製程流程
ITO
玻璃
精密
洗淨
光阻
塗佈
光阻
預烤
曝光
顯影
光阻
固烤
PI膜
固烤
PI膜
塗佈
TOP
固烤
TOP
塗佈
精密
洗淨
去光
阻劑
蝕刻
印點
Spacer
散佈
組合
壓著
固烤
定向
精密
洗淨
印框
預烤
後製程流程
液晶
注入
切割
目檢
電測
UV
照射
封口
貼片
裝檢
Cell
洗淨
OQC
檢查
包裝
入庫
STN結構
ITO玻璃
PI膜
Gap spacer
框膠
液晶
導電 spacer
偏光片
seal spacer
玻璃
導電玻璃:ITO(Indium Tin Oxide)氧化銦錫
ITO: 30,20
OC: SiO2(150A° )
素玻璃: 鈉玻璃
硼玻璃
素玻璃種類與成分
SiO2 B2O3 Al2O3
RO
72.5
---
2
12
13.5
511
8.5
2.49
72
9.5
5
7
6.5
527
5.1
2.41
71
13
6
3
8
535
5.1
2.36
49
15
10
25
---
593
4.6
2.76
Asahi (AN 635) 56.5
6
11
26.5
---
635
4.8
2.77
NEG
56
6
13
24
---
650
4.7
2.7
Corning (7940)
99.5
---
---
---
---
990
0.55
2.20
Asahi (AQ)
100
---
---
---
---
1000
0.6
2.20
Asahi (AS)
鹼石灰
Asahi (AX)
玻璃
NEG (BLC)
石英
玻璃
熱膨脹係數 密度
(ppm/℃)
(g/cm3)
歪點
Na2O (℃)
玻璃種類
無鹼
玻璃
化學組成(wt%)
Corning (7059)
(OA 2)
RO：土類金屬酸化物
PI(Polyimide) 組成
定向(Rubbing)
定向密度R= *D*rps
stage speed
D=roller直徑(130mm)
定向(Rubbing)
PI選用
PI 種類
Duty
Vth
PIA-3744
--
--
PIA-2910
SE-3310
1/100Duty 以 1.25V(含)以
下
下
1/100Duty 以
1.25V 以上
上
Twist
90° or110°
備註
TN 用
220° or240°
220° or240°
SE-3140
--
--
220° or240°
JASL-9208
--
--
250°
High
C.R
框膠 -- 成份
化學名稱
含有量(%)
化學結構式
CH2 - CH - R - CH - CH2
Epoxy 樹脂
60
O
O
銨
10
H2N - R‘ - NH2
添加劑
20
無機充填劑及其他
溶劑
10
Micro-Pearl SP 概要
• Micro-Pearl SP
– 透明真球形硬質塑膠微
粒子
– 均一粒子徑分布
– 良好耐熱性、耐寒性、
耐藥性
• LCD Spacer 的特色
– Lot 間粒子徑分布小
• 維持Cell gap穩定
– 耐熱性、耐寒性
• 200~-40℃溫度範圍內維
持其支持機能
– 適度硬度
• 避免對 PI 或 CF 造成傷
害
偏光片的評估項目
•光學性能:
•
對比 . 3D . 顯示效果 .偏光度
•
.透過率
•信賴性: 高溫高溼 . 高溫 . 偏光度 .
•
透光率 . dEAB . 外觀
LCD顯示面板參數
• ITO玻璃
– 阻值、厚度
• 液晶層
– Δn、Cell gap - d、Twist angle
– Vth、陡度、反應速度、溫度特性、頻率
效應
– PI預傾角
• 偏光板
– 偏光度、穿透率、色相、厚度、耐候性
ITO 玻璃
• 考量項目
– 製品總厚度
• 受限於模組組裝時，
須符合Light Guide、
鐵框等Housing的高
度
– ITO阻抗
• IC驅動能力
• IC著裝面阻抗值
• 餘影問題
• 對應項目
– 總厚度(FSTN)
•
•
•
•
1.10t → 2.8 mm
0.70t → 2.0 mm
0.55t → 1.7 mm
0.40t → 1.4 mm
– ITO阻抗
• COG → 20Ω/□
• TAB → 30Ω/□
• 文字型 → 80Ω/□
液晶Cell條件
• 考量項目
– 顯示畫素
– 光電特性規格
– 應用範圍
• 廣溫操作(手機)
• 一般溫操作(PDA)
• 對應項目
–
–
–
–
區分Duty數
Twist角度、d/p 值
Δnd值(Δn)
液晶評估資料庫建
立
– 產品特性資料庫建
立
光電特性規格
• 評價項目
–
–
–
–
–
–
操作電壓
對比度
反應速度
視角特性
溫度特性
頻率特性
• 評價目的
– 基本特性掌握
– 確保顯示品質
– 模組驅動模擬
光電特性
T-V Curve
110
100
90
80
透 70
60
過 50
率 40
30
20
10
0
7.00
B2
B1
90%
10%
7.50
對比(CR)=B2/B1
Vth
8.00
Vsat
8.50
9.00
ON Intensity
9.50
10.00
OFF Intensity
10.50
11.00
驅動電壓
對比 VS 電壓
對比
電壓下限
V-ΔV
最佳電壓
V
電壓上限
V+ΔV
視角
Y’(=180)
(=90) 12”
X’(=270)
(=90) 9”
Z(=0)

X(=90) 3”
(=90)
0

對比會隨視角的改變而改變
視角定義 =0, =90為 6 點鐘
Y(=0) 6”
(=90)
反應速度(Ton, Toff)
電
壓
電壓On
穿
透
率
時間
電壓On
電壓Off
10%
90%
時間
Ton
Toff
LCD Panel特性 vs 液晶的物性
LCD
液晶
操作溫度範圍
轉移溫度 Tni
底色
n
驅動電壓

Duty
TN, STN
對比
陡度
反應速度
黏度, Cell Gap
Duty, Bias, Vop
IC driver
Duty,Bias
驅動電壓
Vop
Panel
Von& Voff
Vop
Duty
3.0
3
5.0
16
8.34
64
11.04
128
14.56
240
電壓均方根法
Bias
2
5
9
12
16
Von
2.121
1.581
1.389
1.339
1.307
Von(rms)=Vop/B*[(D-1+B2)/D]1/2
Voff(rms)=Vop/B*[(D-1+(B-2)2/D]1/2
Voff
1.225
1.225
1.225
1.225
1.225
Von/Voff
1.732
1.291
1.131
1.093
1.067
D：Duty
B：Bias ，B=D1/2+1