The Black State
視角問題
大視角時灰階反轉
brighter
darker
darker
brighter
LC molecule
LC molecule
The Brighter State
The Darker State
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測試圖片
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廣視角技術 - MVA
VA：不加電壓時垂直排列 Multi-Domain的目的：產生視覺上平均的效果
資料來源：FUJITSU Sci. Tech. J.,35, 2 (Dec. 1999) CMO/IDT Confidential
MVA - 產生domain的方法
利用突起物暗示液晶倒向
利用ITO Slit改變電場分佈
bluish
electric field
electrode
Rubbing and Polarizer direction
Rubbing and Polarizer direction
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Super IPS
Without applied voltage Black state With applied voltage White state
液晶分子在不同方向的介電係數不同，外加電場可改變液晶分 子的排列角度
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液晶顯示器操作原理
以90度TN為例
資料來源：SHARP’s website
CMO/IDT Confidential
液晶顯示器操作原理
以90度TN為例
資料來源：SHARP’s website
nx
nx=ny → 無相位差
nx ny ny nx
nx > ny → 有相位差
nx >> ny → 相位差最大
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對極化光的調變效果
平行長軸方向前進，光的極化方向不變 垂直長軸方向前進，光的極化方向改變最大
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液晶的非等向介電性
液晶角度與亮度
造成相位差的大小
0 2 4 0 2
穿透光的亮度
4 6 8 10
6
8 10
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視角問題
大視角時對比下降
white
gray
black
gray
LC molecule
LC molecule
The White State
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Rubbing and Polarizer direction
Rubbing and Polarizer direction
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Comparison of S-IPS and S-MVA
Super IPS
G0 G16 G32 G48 G64
Super MVA
G0 G16 G32
CF TFT
PCB
Light Guide
燈管
Data Line 訊號線
Scan Line 掃描線
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TFT-LCD製造流程
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液晶的物理特性
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光的偏極化
液晶分子可改變光的極化狀態
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15" LCD 15" CRT 416×377×175 mm 365×368×394 mm 5.6 kg 14.3 kg 25 W 75 W
體積 重量 耗電
*ViewSonic VE150(LCD)பைடு நூலகம்vs. E50(CRT)
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TFT-LCD結構示意圖
Polarizer 偏光板 LC cell Polarizer 偏光板
0
8
16
24
32
40
48
56
63
對6 bit顯示器而言, 共可以顯示26 x 26 x 26 = 262,144 對8 bit顯示器而言, 共可以顯示28 x 28 x 28 = 16,777,216
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LCD視角問題
對比下降 灰階反轉 色調偏離
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G48
G64
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Super MVA
MVA -- Light leakage at the azimuth of 45 degree
SMVA -- Add the compensation films to improve the viewing angle at the azimuth of 45 degree
L: 70o, R: 70o, U: 50o, D: 70o
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Light Leakage of Cross Polarizers
90 degree
< 90 degree
light light
The axes of the two cross polarizers are not perpendicular to each other while the observers look at them from the azimuth angles which are not on the axes of the polarizers => light leakage. Add an optical compensation film to compensate the contrast ratio.
廣視角技術 - TN+film
WideView Film：由 FujiFilm 獨家開發 分子排列結構與TN-LCD暗態時相同 「負的雙折射效應」 (nx=ny>nz) 可與液晶的「正的雙折射效應」 (nx=ny<nz) 互相抵消
資料來源：FujiFilm’s Website CMO/IDT Confidential
技術開發處開發一部 楊明達 / 52231 mingdar_yang@
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TFT-LCD 應用
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TFT-LCD 優缺點
優點 輕薄不佔空間 省電 缺點 視角問題 大視角影像品質較差 響應速度較慢 播放動畫有遲滯現象 操作溫度範圍有限制
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廣視角技術 - IPS
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廣視角技術 - IPS
Without applied voltage Black state With applied voltage White state
yellowish
liquid crystal
TFT-LCD結構示意圖
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TFT-LCD信號寫入原理
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彩色LCD原理
紅＋綠＝黃 紅＋藍＝紫紅 紅＋綠＋藍＝白
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LCD可顯示的顏色數目
Gray Scale Red Green Blue White
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MVA - 4 domain
資料來源：FUJITSU Website
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MVA and TN+film CR Contour Plot
MVA
TN+WV film
L: 80o, R: 80o, U: 80o, D: 80o
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液晶顯示器操作原理
以90度TN為例
資料來源：SHARP’s website
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液晶顯示器操作原理
以90度TN為例
資料來源：SHARP’s website
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電壓-穿透率特性曲線
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改變光偏極化方向
半波延遲器 (Half Wave Retarder)
1. 不同方向的折射率不同 2.
0
n
縱向前進了2個波
橫向前進了1.5個波
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液晶的雙折射特性
液晶分子在不同軸向的折射係數不同，造成不同極化方向之間 的相位差，進而改變光的極化狀態
ny