0.0009 0.0008 0.0007 0.0006 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0.0000
CCFL Spectrum
0.0009 0.0008 0.0007 0.0006 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0.0000
(Light Emitting Diode) 白光LED作用原理
－
R G B W
e e
P-type semiconductor
e e
e e e
GY B W
N-type semiconductor
B Y W
＋
－
Nichia：
順向電壓 VF
e
+
e
1240 E g (eV )
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顯示原理
偏光板 玻璃基板 配向層
液晶分子 配向層 玻璃基板 偏光板
1.在沒有施加電壓的時候， 液晶分子會隨著兩玻璃基板 表面的配向方向扭曲配向， 當光線通過上方偏光片後， 光線進入經配向過的液晶， 其偏極方向隨液晶的排列而 旋轉90度，最後在通過下方 電壓 的偏光片，成為亮的狀態。 2.當施加電壓在液晶層上， 所有的液晶分子皆朝同一方 向排列，入射光的偏極方向 沒有改變，使得入射光會受 到下方偏光片的遮蔽成為暗 的狀態。
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稜鏡片
‧ 光線在稜鏡片中折反射的模式 兩次反射 一次折射 一次反射+一次折射
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稜鏡片
BEF II 90/50:
固定的頂面稜角 / 稜與稜間pitch 增亮效果佳 固定的pitch易與TFT pattern產生 Moire 於特定的視角，正面亮度會急遽 下降(cut off)
BEF III 90/50:
隨機的頂面稜角 / 稜與稜間pitch 可避免Moire發生 增亮效果略遜BEF II 稜鏡片易刮傷
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稜鏡片
DBEF vs 傳統型偏光片
傳統型偏光片是屬於吸收型偏光片，主要是以碘系化合物經由拉伸而成。光行 進時與吸收軸同方向的光，會與碘化合物產生共振而被吸收，另一方向的光才 能穿透。 如此一來，最多僅有50%的光會通過下偏，這造成光極大的損耗。 DBEF 則是利用高分子的特性，使與穿透軸同方向的光能通過，但另一方向的 光能被反射回去，這些被反射回去的光，經由各元件的非極化後，又能再度且 不斷的被DBEF利用，使其能有更多的光能通過下偏光片。
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稜鏡片
稜鏡片 (Prism sheet) (增亮膜Brightness Enhancement Film) 液晶螢幕的需求為高亮度以及高對比度，未來更朝向輕/薄，且省能源的走 向，稜鏡片利用特殊的物理結構及材質，便能在不增加能源消耗以及增加 燈管數目的前提下，即能達到高亮度的需。稜鏡片的主要功能為將經過導 光板與下擴散片的光線集中,以提高面板的正面光線輝度。 BEF的增亮效果為何，該如何使用？ BEF的增亮原理為利用其特殊的稜鏡結構管理，將光的角度將光線集中在 +/-35的範圍內，以提高中心視角的輝度 ，通常一片BEF約可提高60%的 輝度，通常建議搭配2張cross的BEF可達到最佳的增亮效果 (最高可達到 120%的增益)
缺點
1.會產生UV光,易使材料變質或 黃化 2.燈管含Hg有環保考量 1.點光源 2.單顆價錢較便宜，但是一般多 使用數顆以上，使得成本增加
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LED
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導光板
導光板材料
導光板為壓克力所製造，一般是使用聚甲基丙烯酸甲酯。
導光板的原理
利用全反射原理將光線傳至導光板的遠端。 利用在導光板的底面印刷上圖樣，來破壞全反射，將光線射 至導光板正面。
－
InGaN+YAG
e
(nm)
常用規格：順向電流、順向電壓 亮度(效率)、色度、壽命
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光源-CCFL vs LED
0.0010
0.0010
Emission Intensity (arb. units)
Emission Intensity (arb. units)
• 偏光片依製程與使用材料可以分為兩類： (1) 碘系偏光膜 現今材料與延伸技術不斷改良下偏光度及透過率 都相當 接近理論值(偏光度100%，透過率50%)。 (2) 耐久性偏光膜 使用染料配方讓偏光膜具有耐高溫高濕、耐光等特性，大 多使用在車、船舶或飛機用的LCD上。但偏光率不及碘系 且價格昂貴是其缺點。
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面板(Cell)
• 偏光片:利用偏光板可以使進入或射出液晶面板的光有特定的極化方向，可 利用液晶來控制光通過的量。 • CF玻璃:內含Color Filter、ITO及配向膜。 Color Filter:為了達到全彩色的目的，必須利用紅、綠、藍三元色來調 配，彩色濾光片便為紅、綠、藍三顏色所組成，經由液晶適 當的控制光的通過量，便可以調配出各種顏色，以達全彩色 顯示。 • 液晶:液晶分子的結構為異方性 (Anisotropic)，所以所引起的光電效應就會 因為方向不同而有所差異，簡單的說也就是液晶分子在介電係數及折 射係數等光電特性都具有異方性，因而可以利用這些性質來改變入射 光的強度，以便形成灰階，來應用於顯示器元件上。 • Spacer:為矽化物或有機樹脂製成的球裝物，用來控制液晶層的厚度。 • TFT玻璃:內含TFT、儲存電容、ITO及配向膜。 TFT:作為液晶旋轉控制電壓的開關元件。 儲存電容:作為保持液晶畫素所需的電壓，目的為解決反應速率問題。 ITO:透明電極，用來連接液晶及開關元件，以提供液晶旋轉時所需的電 壓。 配向膜:此層通常為有機材料所組成，目的是用來使液晶材料能夠對準 排列 。
(B)側入式:
Reflector
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背光模組零件
• 光源:提供LCD Panel的發光源,目前可分為CCFL與LED兩種。 • 導光板:導光板的目的為將燈管或LED提供之入射光源在利用內部全反 射原理轉換成面光源。通常為了調整出射光線的均勻性及方向性，多 在導光板上下表面設置特定之調光構形。 • 反射片:反射片是提供光線在導光板底部之反射面。 • 稜鏡片:稜鏡片的主要功能為將經過導光板與下擴散片的光線集中,以 提高面板的正面光線輝度。 • 擴散片:擴散片之作用在增加光線之方向性，使光線均勻化並可將顯 示面上之pattern模糊化，此外對於液晶模組正面輝度之提升亦有助 益。 • 外框:將背光模組與panel固定在特定的位置上。
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背光模組(BLU)
LCD Panel在顯示色彩時,不是自發光的方式,所以需要背光模組提供光源 在由CF將光源分出三原色顯示畫素。而背光模組依光源設置位置主要分為 兩種:直下式及側入式。 (A)直下式:
DBEF
Diffuser Diffuser Plate CCFL
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TFT-LCD製程
• TFT-LCD的製程可分為三大段：
Array段:TFT-LCD的陣列電路製程技術極類似矽半導體材料的製造過 程，以黃光、蝕刻與薄膜等不同製程，可以在玻璃基板上形 成薄膜電晶體之陣列電路工程。 Cell段:在完成TFT玻璃基板後，再配合另一片上面有彩色濾光片的玻 璃，先配向膜印刷、Rubbing、灑上Spacer及上膠。隨後再進 行兩片玻璃上下對組，對組完成後再進行切割、磨邊、清 洗。最後再進行液晶的注入及封口，接著再貼上偏光片及電 性測試。 Module段:將組裝完成的TFT-LCD面板與驅動IC(Drive IC)、印刷電路 板(PCB)連接，並裝上背光源(Backlight Module)及固定框架 (Frame)即完成液晶顯示器模組組裝。
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偏光片 (Polarized Sheet)
PVA:聚乙稀醇膜，吸附許多偏光元素(碘系或染料系分子) ，此時偏光元素呈散亂 狀(amorphous)排列，接著沿著某一特定方向不斷拉伸3~5倍 後使偏光元素 能沿此方向排列，產生配向的效果，此拉伸方向便形成偏光片的吸收軸。 TAC:三醋酸纖維素薄膜，作用為增加安定性，支撐保護偏光離子與防止回縮。
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導光板
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導光板-Pattern成型
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導光板
項目 模具或網板成本 Sample 時間 製程時間 良率 單品價格 改版時間 模具或網板壽命 印刷式導光板 低(數千元) 快(一週) 慢(裁板-拋光-清洗-乾燥-印 刷-烘乾) 低 高 快(3天) 短 非印刷式導光板 高(數十萬-百萬) 慢(四週或更久) 快(60sec/cycle) 高 低 慢(一週或更長) 長
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Color Filter
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顯示原理
在每個畫素具有一TFT(下圖)，其閘極連接至水平向的掃描線，汲極連接至垂 直向的信號線，而源極連接至液晶電極。顯示器同時間一次起動一條水平掃 描線，以將TFT打開，而垂直信號線送入對應的視訊信號，對液晶電極充電至 適當電壓，接著關閉TFT，直到下次重新寫入信號前，使得電荷保存在電容 上；同時啟動下一條水平掃描線，一般此重覆的頻率為30~75Hz。 液晶上所跨的電壓和光的穿透度具有一定的關係，只要控制所寫入的電壓， 即可顯示想要的畫面，而成顯示器 。