楊雅安 吳鎮宇 徐哲謙 蘇子傑 蔡翔宇 米 洵 謝奕民 施冠宏 李至剛

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1 楊雅安 吳鎮宇 徐哲謙 蘇子傑 蔡翔宇 米 洵 謝奕民 施冠宏 李至剛
98-1　材料化學 化學與光電 楊雅安　吳鎮宇　徐哲謙　蘇子傑　蔡翔宇 米　洵　謝奕民　施冠宏　李至剛 2009/5/14

2 Outline 第一章 淺談液晶 第二章 液晶顯示器 第三章 TFT-LCD Array 段工程 第四章 TFT-LCD Cell 段工程
第五章 TFT-LCD Module Assembly 段工程 2009/5/14

3 第六章 液晶的應用－投影機 Projector 第七章 液晶的應用－觸控螢幕 第八章 液晶的應用－膽固醇型液晶顯示器
第九章 總結-LCD未來展望 2009/5/14

4 第一章 淺談液晶 B 蘇子傑 2009/5/14

5 液晶的歷史 1877年，德國物理學家Otto Lehman運用偏光顯微鏡首次觀察到了液晶化的現象，但他對此現象的成因並不瞭解。
奧地利布拉格德國大學的植物生理學家斐德烈·萊尼澤在1883年3月14日（Friedrich Reinitzer）發現膽固醇的安息香酸或乙酸的酯化物，再某一溫度領域中會成白濁狀液體，且會發出多彩的美麗光譜圖案。 1889年， Otto Lehman更以可加熱偏光顯微鏡發現了此白濁液體具有異方姓結晶所特有的複折射。此為此所創Flie-Bende Krystalle術語的由來。 2009/5/14

6 液晶的型態 液晶一共有六種型態，分別為向列性、層列性、膽固醇性、 圓盤型、重複型、液向型六種，而比較廣泛被使用的為向 列性、層列性、膽固醇性三種液晶型態。 2009/5/14

7 層列性液晶 1.液晶為棒狀的分子以層狀規則排列，分子並列為層，各個 分子與層面垂直或具有一傾斜角度。
2.分子層間分子的互相結合力較弱，易於滑動，此液晶中， 垂直於分子的光速比平行方向的光速慢，光學上稱之為光 的複折射性。 向列性液晶 1.向列型液晶亦為棒狀分子作平行排列，其分子 軸方向保持平行，但沒有層狀構造，只有一維 的規則度。 2.有光學上的正折射性。 分子間的作用力小，黏 度也較小，亦即規律度最小，亂度最大的液晶 相。 3.液晶中最被廣泛使用的類型。 2009/5/14

8 膽固醇性液晶 1.膽固醇型液晶基本上是由多層向列型液晶堆積所形成。 2.分子平行堆積層狀排列，層和層間互相平行，在每一層中分子 有一向列型一般彼此同向排列著，其長軸和層面平行。 3.相鄰的兩層之間，分子的長軸方向漸次 相差一角度，層層旋轉下來形成一個螺旋 狀結構。 360°時之分子層厚度，稱為螺距， 而螺距約為可見光的波長。螺距會因溫度， 壓力，電場和磁場之改變而變化，因此會 產生不同波長的選擇性反射，產生不同的 顏色變化。 2009/5/14

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10 構造的影響 具有液晶性的必要條件為： (1)分子構造必須適於平行排列的形狀 (2)結晶溶解後，分子間必須保有一充分的引力。
上述兩條件可推測化合物必為棒狀或板狀，且有易於極化 的官能基。 由於棒狀的分子末端與側面存在不同的分子間引 力平衡，而分子兩種不同利的相對強度會支配液 晶相種類。 烷基長度的不同、分枝、飽和鍵跟取代基都會分 別對液晶有不同的效果 2009/5/14

11 液晶的光電效應 現代液晶較為主流的是TN(Twisted Nematic)、 STN(Super Twisted Nematic)以及TFT( Thin Film Transistor)型。 2009/5/14

12 第二章 液晶顯示器 B 謝奕民 2009/5/14

13 液晶顯示器基本原理 2009/5/14

14 常見液晶顯示器的分類 TN(Twisted Nematic) STN(Super Twisted Nematic)
TFT(Thin Film Transistor) 2009/5/14

15 TN(Twisted Nematic) 扭轉向列型液晶顯示器
2009/5/14

16 STN(Super Twisted Nematic) 超扭轉式向列型液晶顯示器
2009/5/14

17 液晶分子對電壓的反應 2009/5/14

18 TFT(Thin Film Transistor)
2009/5/14

19 TFT彩色顯示的原因 2009/5/14

20 主動式電路 2009/5/14

21 驅動方式 被動式： 靜態驅動方式（static driving method） 直接驅動方式（direct driving method）
主動式： 動態驅動方式 （dynamic driving method） 多重驅動方式 （multiplex driving method） （時域分割驅動方式） 2009/5/14

22 綜合比較 2009/5/14

23 第三章 TFT-LCD Array 段工程 B 吳鎮宇 2009/5/14

24 Array 製程 洗淨 成模 黃光 蝕刻 去光阻 2009/5/14

25 清洗 紫外線(Ultra-Violet,UV) 沐浴(Shower) 毛刷(Brush) 超音波(Mega-sonic,MS)
漩渦凹陷(Cavitation Jet,CJ) 2009/5/14

26 成模 化學氣相沉積CVD(Chemical vapor deposition)
(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) ex:蒸鍍(Evaporation) ,濺鍍(Sputtering) 物理氣相沉積PVD (Physical Vapor Deposition) ex:APCVD(Atmosphere Pressure常壓), LPCVD(Low Pressure低壓) PECVD(Plasma Enhanced電漿) 2009/5/14

27 成模 目的: 利用電漿內的高能電子，撞及製程的氣體分 子，斷裂 化學鍵後，可提高其 活性。並在較低的溫度下加熱基板，會使分子和基板表面產生化學反應，形成所需的化學層積。 2009/5/14

28 2009/5/14

29 Sputter 原理 : 利用電漿將argon游離成Ar+離子和電子， 再以電場加速Ar+離子使其撞及靶材，經過動量轉 換，目標原子就會被撞擊出來，沉積在基板上。 選擇Argon的原因 : (1)化性安定 (2)質量大 (3)便宜 2009/5/14

30 顯影(Photolithography)
目的 : 利用光阻塗佈，將基板各層薄膜欲製作之電 極圖案，藉由曝光機光源通過光罩，照射至基板 上之感光材料，再經顯影等步驟，使電極圖案轉 印至玻璃基板上。 2009/5/14

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32 蝕刻(Etch) 目的 : 在已經有光阻圖形之基本上方，刻蝕出所 需求的圖形。 2009/5/14

33 濕蝕刻:利用薄膜與特定溶液間的化學反應，去除 未被光阻覆蓋的薄膜。 優點: 製程單純，產量快。 缺點:會產生等向性蝕刻，造成底切現象。
2009/5/14

34 光阻去除 目的: 將已經蝕刻出所需圖形之基板，將覆蓋於圖 型上之光阻去除，以進行後續 工程。 2009/5/14

35 第四章 TFT-LCD Cell 段工程 B 楊雅安 2009/5/14

36 TFT-LCD Cell 段製造流程 2009/5/14

37 Cell 段工程 清洗工程 (Cleaning) 配向膜 (PI Coating) 形成工程 清洗工程主要方式： 配向膜製作的方法:
2009/5/14

38 Cell 段工程2 配向 (Rubbing) 工程 框膠塗佈(Sealant Printing)
銀膠塗佈(Transfer Coating) 2009/5/14

39 Cell 段工程3 間隔劑散佈(Spacer Spraying) 貼合(Attachment) 與組立(Alignment)
2009/5/14

40 Cell 段工程4 熱壓著 (Hot Pressure) 製程 液晶面板切割選取 2009/5/14

41 Cell 段工程5 液晶注入 (LC Injection)製程 封止(End-sealing)製程
偏光板貼付(Polarizer Attachment)製程 2009/5/14

42 第五章 TFT-LCD Module Assembly 段工程
施冠宏 2009/5/14

43 LCD製程第三階段 Module assembly
2009/5/14

44 1.組裝-模組組裝 2.老化-模擬穩定 3.測試-各項測試 2009/5/14

45 1.組裝 2009/5/14

46 2009/5/14

47 2009/5/14

48 2.老化 原理：模擬長時間使用面板時的情況 若長時間使用面板會出現的問題 １液晶不均 ２高溫輝點 2009/5/14

49 老化的型式 1.Chamber type 烤箱式 獨立烤箱，生產空間小，人工作業多 適合小量生產或樣品生產 2009/5/14

50 2.Cart type 台車式 樣品裝於台車上送入烘烤隧道 產量及自動化程度較烤箱式高 適合用於產量較大，模組型號不多的產品
2009/5/14

51 3.In-line system 生產效率最高，品質最優，高度自動化 占地面積較大，一次投資成本較高 適合生產型號少，產量規模大的模組生產
2009/5/14

52 第六章 液晶的應用－投影機 Projector
B 蔡翔宇 2009/5/14

53 液晶的應用：投影機 DLP 3LCD LCoS Digital Light Processing
3 Liquid Crystal Display Technology Liquid Crystal On Silicon 2009/5/14

54 數字光處理 Digital Light Processing
影像輸出 DMD 光源 Digital Micromirror Device (DMD) 反光鏡 色輪 2009/5/14

55 2009/5/14

56 3LCD 投影技術 可透過供給電壓控制透光量的LCD 反光鏡 光源 影像輸出 三原色光輸出 2009/5/14

57 實際上市產品 來源:台灣愛普生網站 2009/5/14

58 液晶覆矽投影技術 Liquid Crystal On Silicon Projection Technology
光源 影像輸出 反射式LCoS面板 反光鏡 2009/5/14

59 Sony公司的SXRD系列即為LCoS的代表產品
2009/5/14 來源：台灣新力網站

60 第七章 液晶的應用－觸控螢幕 B 李至剛 2009/5/14

61 電阻式Resistive 圖片取自 2009/5/14

62 表面音波式Surface acoustic wave (SAW)
圖片取自 2009/5/14

63 電容式Capacitive 圖片取自 2009/5/14

64 紅外線式Infrared 圖片取自 2009/5/14

65 多種觸控面板比較 接觸材質 表面材質 防水、塵能力 透明/解析度 價格 電阻式 手或任何物質 強化玻璃 良好 80% 4096*4096
有利潤價值 SAW 手或軟物質 整組玻璃材質 會造成遲緩 95% 1024*1024 普通 電容式 只可用手 95% 4096*4096 昂貴 紅外線 些微影響效能 95% 2000*720 電磁式 特殊用筆 任何材質 影響效能 以上資料參考維基百科 2009/5/14

66 常見產品 圖片取自 www.besta.com.tw www.cbismb.com www.apple.com.tw
吧檯與觸碰螢幕的結合 2009/5/14

67 第八章 液晶的應用－ 膽固醇型液晶顯示器 B 米　洵 2009/5/14

68 膽固醇型液晶顯示器 快速多穩態液晶顯示器 (CLCD) Cholesteric Liquid Crystal Display
2009/5/14

69 膽固醇型液晶? 是一種結構相似於膽固醇的液晶材料。 多層線型(nematic)液晶 各層相差一角度呈螺旋狀。 Pitch 2009/5/14

70 平面結構 低電壓 高電壓 放電 高電壓 電壓降低，結構鬆弛 垂直螺旋結構 垂直結構 2009/5/14

71 可以有哪些應用呢? 2009/5/14

72 小型顯示器的單價為2000日元。寫入顯示內容的專用寫入器“ICL-9696W1”為1台起售，單價為4萬9800日元
電子標籤 2009/5/14

73 省電、環保、輕薄、耐衝擊 電子名牌 可用USB更新 2009/5/14 工業技術研究院http://www.itri.org.tw/
解釋省電的原因(資料更新方式、不需要背光源、能進行剪裁、摺疊) 電子名牌 可用USB更新 省電、環保、輕薄、耐衝擊 2009/5/14

74 工業技術研究院研發連續式軟性液晶電子紙， 全球最長(大於3公尺)。
台灣工研院發表軟性電子研發成果「電子紙」， 已取得 217件「膽固醇液晶」及反射技術專利 工業技術研究院研發連續式軟性液晶電子紙， 全球最長(大於3公尺)。 (工研院發表於 「產業關懷與科技生活系列」記者會) 2009/5/14

75 數位書畫 2009/5/14

76 第九章 總結-LCD未來展望 B 徐哲謙 2009/5/14

77 LCD的發展過程 2009/5/14

78 競爭對手 LCD Plasma OLED 2009/5/14

79 優缺點比較 螢幕尺寸：電漿>LCD,OLED 影像品質（對比、解析度 、色彩） ： OLED>LCD>電漿
2009/5/14

80 研發與改進 基板薄型輕量化 反射式產品省電化（零 功率顯示器） 面板液晶回收技術 （08年工研院成果貢 獻金牌獎） 2009/5/14

81 未來展望 亞洲是平面顯示器一級 戰區 強敵環繞（韓國、日本） 守住原來市場 開發新技術（日韓合資 S-LCD） 2009/5/14

82 2009/5/14