平面顯示器簡介

平面顯示器的種類 依光源機制區分 直視型 發光型 非發光型 反射型

光源直視型 發光型 陰極射線管 Cathode Ray Tube 場發射顯示器 Field Emission Display 電漿面板顯示器 Plasma Display Panel 有機的電激發光顯示器 Organic Electroluminescence Display

光源直視型 非發光型 薄膜二極體顯示器 Thin Film Diode 薄膜電晶體顯示器 Thin Film Transistor

光源反射型 數位微型顯示器 內（背）投影電視 液晶顯示器 電子錶、電子計算機

陰極射線映像管 Cathode Ray Tube （CRT） 利用高電壓施加於電子槍而放射出電子束，此一電子束經由偏向線圈作用後，使其在玻璃面板螢幕產生水平以及垂直的掃描，以呈現不同影像及訊號。

陰極射線映像管

場發射顯示器 Field Emission Display （FED） 由針尖狀的射極與環繞針尖狀周邊的閘極組合成陣列狀，此部分在一端玻璃基板而成陰極，而另一片玻璃基板則鍍有ITO膜及塗有螢光粉體，此部份為陽極，閘極施加電壓而形成強大電場，促使針尖狀的射極發射出電子，再衝擊至塗佈有螢光粉體的玻璃螢幕上形成影像。

場發射顯示器

電漿面板顯示器 Plasma Display Panel（PDP） 在兩片玻璃基板所形成的真空隙縫中，注入氙與氖的混合惰性氣體，在施加高電壓後，可使氣體游離產生電漿現象，進而產生紫外光，利用此紫外光來激發塗佈於阻隔壁上的螢光粉，並適當地設計所需電路，來驅動而產生不同色階以及色澤的圖像。

電漿面板顯示器

有機的電激發光顯示器（OELD） Organic Electroluminescence Display 亦稱OLED（organic light emitting display）在透明導電陽極以及金屬陰極之間，蒸鍍上不同厚度的有機 物質薄膜，使其注入電子以及電洞等載體，並使其在不同有機物質薄膜之間發生再複合現象，並將其能量轉換成可見光，以及發出不同色澤的光彩而達圖像的顯示。

有機的電激發光顯示器（OELD）

液晶顯示器 Liquid Crystal Display（LCD） 利用外加電壓而使液晶分子受到不同程度的旋轉效應，促使其透光率產生不同階調性變化，進而顯現出影像。

液晶 液晶的發現可回溯到1888年，當時奧地利植物學者Reinitzer在加熱安息香酸膽石醇時，意外發現異常的融解現象。因為此物質雖在145℃融解，卻呈現混濁的糊狀，達179℃時突然成為透明的潺潺液體；若從高溫往下降溫的過程觀察，在179℃突然成為糊狀液體，低於145℃時成為固體的結晶。其後由德國物理學者Lehmann利用偏光顯微鏡觀察此安息香酸膽石醇的混濁狀態 ，證實是一種「具有組織方位性的液體」，至此才正式確認液晶的存在， 並開始了液晶的研究。

液晶的種類 向列型(nematic)液晶 層列型(smectic)液晶 膽石醇型(cholesteric)液晶

向列型液晶 液晶分子大致以長軸方向平行配向，因此具有一度空間的規則性排列。此類型液晶的黏度小，應答速度快，是最早被應用的液晶，普遍的使用於液晶電視、膝上型電腦以及各類型顯示元件上 。

層列型液晶 具有二度空間的層狀規則性排列，各層間則有一度的順向排列。一般而言，此類分子的黏度大，外加電場的應答速度慢，比較少應用於顯示器上，多用於光記憶材料的發展上。

膽石醇型液晶 是由多層向列型液晶堆積所形成，為nematic液晶的一種，也可以稱為旋光性的nematic液晶，因分子具有非對稱碳中心，所以分子的排列呈螺旋平面狀的排列，面與面之間為互相平行，而分子在各個平面上為nematic。液晶的排列方式，但是各個面上的分子長軸方向不同，即兩個平面上的分子長軸方向夾著一個角度；當兩個平面上的分子長軸方向相同時，這兩平面之間的距離稱為一個pitch。cholesteric液晶pitch的長度會隨著溫度的不同而改變，因此會產生不同波長的選擇性反射，產生不同的顏色變化，故常應用於溫度感測器。

膽石醇型液晶

液晶顯示器的種類 依液晶驅動方式區分 被動矩陣式（Passive Matrix） 主動矩陣式（Active Matrix） 扭動向列型（twisted nematic, TN） 超扭動向列型（super twisted nematic, STN） 主動矩陣式（Active Matrix） 薄膜電晶體（TFT）

主動與被動矩陣式的差異 當電流通過時，液晶的排列方式因此而改變，但當電流停止後，若液晶排列方式因此而保持不歸原位（具有記憶性）則稱為主動式；若一旦因電流消失而液晶回復成原位，必須再下次充電才能排列者，稱為被動式矩陣液晶。

被動矩陣式 液晶面板基本原理是先有一層玻璃基板，然後於上蒸鍍一層成份為二氧化矽的絕緣膜，再蒸鍍上一層透明導電膜，而後運用轉印法，於上刻印出一條一條的溝槽，至此，整塊稱為ITO導電玻璃，以此方式重複做兩塊，而後像夾三明治一樣，分上下夾層，將液晶灌入，但上下溝槽需成90度，而液晶於內的排列方式因此成90度扭轉狀態，然後密封，密封之後再於上下兩面各貼上一層偏光板，同樣也需成90度交錯，此為TN液晶的顯示原理。

被動矩陣式 STN液晶，其S即為Super之意，STN顯示元件所使用的nematic液晶中加入微量膽石醇液晶使向列型液晶可以旋轉角度為180~270度，約為TN的2~3倍，如此而達到更優越的顯示效果（因對比度加大）。至於DSTN，其D為double layer雙層之意，因此又比STN更優異些。

被動矩陣式

主動矩陣式 TFT型液晶顯示器與前兩種顯示器在基本元件及原理上皆類似，最大的不同點為驅動方式的不同，TN型和STN型皆採用單純矩陣式電路驅動，而TFT型則採用精密矩陣式電路驅動。

STN與TFT的比較 以2吋，120×160畫數面板為比較基礎 類 別 性能項目 STN TFT 消耗電力 2mW 60mW 對比值 類 別 性能項目 STN TFT 消耗電力 2mW 60mW 對比值 15：1 20：1 應答速度 130mS 30mS 畫質 尚可 佳 成本 低 高

未來平面顯示器的發展趨勢和應用領域