TFT液晶顯示原理與技術

序
前言
第1章 液晶顯示的歷史和現狀
1.1 液晶的發現和液晶顯示的發明
1.1.1 液晶的發現
1.1.2 液晶在液晶顯示器中的關鍵作用
1.1.3 液晶顯示器的發明
1.1.4 液晶顯示器的發展史
1.1.5 各類電子顯示器的對比
1.1.6 電子顯示器與互聯網社會
1.1.7 液晶顯示器所涉及的學科體系
1.2 TFT LCD 20年發展回顧
1.2.1 實用TFT LCD的三次重大突破
1.2.2 TFT LCD產業化發展過程
1.2.3 多樣化技術支撐更大的產業
1.2.4 顯示屏尺寸的大型化
1.2.5 玻璃基板生產線的更新換代
1.2.6 顯示品位的提高
1.3 TFT LCD研究開發的課題
1.3.1 擴大視角
1.3.2 提高響應速度
1.3.3 高質量動畫顯示技術
1.3.4 色表現技術
113.5 背光源的改進
1.4 TFT液晶及薄型顯示器產業
1.4.1 迅速擴展的薄型顯示器市場
1.4.2 信息社會中顯示器制品的應用領域
1.4.3 顯示器的市場規模
第2章 液晶顯示入門
2.1 從液晶分子的基本單元談起
2.1.1 熱運動和凝聚力——決定物質狀態的兩大因素
2.1.2 流動性和各向異性——液晶用于顯示的兩個基本特性
2.1.3 膽甾醇分子的基本單元——苯環、碳氫鏈和OH基
2.1.4 安息香酸酯——最初發現的液晶
2.1.5 液晶分子的基本結構形態——板狀和棒狀液晶分子
2.1.6 液晶分子中各種各樣的極性基
2.1.7 液晶分子的三種基本排列方式
2.2 液晶分子與範德瓦耳斯力
2.2.1 藉由改變液晶分子的排列狀態實現液晶顯示
2.2.2 碳氫化合物中的範德瓦耳斯力
2.2.3 如何改良液晶材料的工作溫度
2.2.4 液晶分子的排列與範德瓦耳斯力
2.2.5 如何控制範德瓦耳斯力
2.3 試制一個液晶盒
2.3.1 電壓作用下的液晶分子
2.3.2 如何實現畫面顯示
2.3.3 不可缺少的透明電極
2.3.4 液晶盒的構成及顯示器的制作流程
2.3.5 玻璃基板的處理
2.3.6 透明電極的圖形化
2.3.7 液晶分子的排列方式和取向方法
2.3.8 做成液晶盒
2.4 偏振光和液晶的雙折射
2.4.1 液晶分子的結構和排列決定顯示器的類型和工作方式
2.4.2 橫波、縱波及全方位光（自然光）
2.4.3 液晶顯示器需要利用偏振光
2.4.4 單軸性晶體和雙折射
2.4.5 向列液晶的雙折射
2.4.6 偏光片的制作方法
2.4.7 電場效應雙折射型液晶顯示器的工作原理
2.5 螺旋排列液晶與手性液晶分子
2.5.1 如何認識膽甾相型（螺旋排列）液晶
2.5.2 螺旋排列在何種情況下才能出現？
2.5.3 左右對稱的液晶分子的結構
2.5.4 膽甾相型液晶分子的立體結構
2.5.5 不對稱碳的存在導致光學各向異性
2.5.6 圓錐形螺旋排列和平板形螺旋排列
2.5.7 光射入螺旋排列的物質會發生什麼現象？
2.5.8 外加電壓作用在螺旋排列液晶上
2.5.9 螺旋光射入螺旋排列液晶會發生什麼變化？
2.6 各種類型的液晶顯示器
2.6.1 液晶顯示器的各種不同工作方式
2.6.2 利用拆開螺旋排列進行顯示的液晶顯示器
2.6.3 扭曲向列型液晶顯示器
2.6.4 鐵電液晶型顯示器
2.6.5 賓-主（GH）型液晶顯示器
2.6.6 液晶的電阻
2.6.7 液晶的介電常數
2.7 彩色化及動畫顯示
2.7.1 透明電極
2.7.2 液晶顯示器的驅動與顯示
2.7.3 薄膜三極管（TFT）
2.7.4 實現彩色化的各種方式
第3章 液晶化學與物理簡論
3.1 液晶材料基礎
3.1.1 液晶狀態
3.1.2 液晶分子
3.1.3 液晶物性
3.2 液晶顯示屏的基本結構及工作原理
3.2.1 顯示屏的基本構造及屏內液晶分子取向
3.2.2 取向處理與液晶分子的界面取向
3.2.3 利用液晶分子取向變化實現光透射強度開關
3.3 液晶顯示器的基本特征
3.3.1 閾值（臨界）電壓特征
3.3.2 時間響應特性
3.3.3 光學特性
3.4 灰階顯示特性及全色顯示原理
3.4.1 灰階顯示
3.4.2 全色顯示
3.4.3 畫質評價
3.5 顯示與視覺工學
3.5.1 人的視覺特性
3.5.2 人眼的順應特性
3.5.3 畫角（視場角）與臨場感
3.5.4 大尺寸與全高清（full HD）
3.5.5 清晰度與圖像分辨率
3.5.6 顯示性能與主觀評價指針
第4章 液晶顯示器及其顯示特性
4.1 LCD的基本結構及分類
4.1.1 LCD的基本結構
4.1.2 LCD的分類
4.1.3 LCD顯示原理
4.1.4 LCD彩色顯示
4.2 液晶顯示器的顯示性能
4.2.1 圖像分辨率
4.2.2 像素數與顯示屏顯示規格
4.2.3 像素節距
4.2.4 顯示尺寸（顯示區域）
4.2.5 寬高比
4.2.6 開口率
4.2.7 灰階與顯示色數
4.2.8 對比度
4.2.9 液晶顯示器的壽命
4.2.10 液晶顯示器顯示性能匯總
4.3 液晶顯示器顯示性能的改進
4.3.1 透射率及提高亮度的措施
4.3.2 視角及增大視角的措施
4.3.3 響應速度及提高響應速度的措施
4.4 玻璃母板尺寸和畫面尺寸的發展趨勢
4.4.1 玻璃母板尺寸越來越大
4.4.2 關于液晶生產線的“代”
4.4.3 畫面向寬屏發展，像素向高精細化發展
4.4.4 生產設備由批量式到單片式
4.5 采用新結構、新材料、新技術的液晶顯示器
4.5.1 采用新結構的液晶顯示器
4.5.2 采用新材料的液晶顯示器
4.5.3 采用新技術的液晶顯示器
4.6 液晶顯示器的最新技術動向
4.6.1 液晶電視用TFT LCD
4.6.2 中小型TFT LCD
4.6.3 In-Cell化技術
4.6.4 全球金融危機下的液晶顯示器產業
參考文獻
薄型顯示器常用縮略語注釋

以TFTLCD為代表的新型平板顯示器件和半導體集成電路是信息產業兩大基石，涉及技術面寬，產業帶動力大，是國家工業化能力和競爭力的重要體現。

當前，TFTLCD為代表的平板顯示技術正在快速替代以彩色顯像管（CRT）為基礎的傳統顯示技術，國內電視和顯示器產業面臨前所未有的挑戰。2008年，全球液晶電視出貨已超過1億台，佔電視市場50％以上，預計2012年將超過80％。我國平板顯示產業起步晚，企業規模小，目前尚未形成32英寸以上大尺寸液晶電視面板規模的生產能力，大尺寸液晶顯示面板仍受制于人，多年積累的CRT電視和顯示器產業面臨嚴峻的替代危機。我國電視全球市場佔有率從CRT。時代50％以上降至目前20％左右，其中液晶電視全球市場佔有率不足8％，競爭優勢正在喪失。這一尷尬局面也表現在工業和軍事科技等領域。

另一方面，以數字化、平板化和4C整合為特點的新一輪產業升級和重組已在全球範圍內展開。能否抓住機遇將直接影響到我國未來20年的產業競爭力。如果我國不發展TFT LCD產業，不僅會失去下一代產業更新換代的機會，而且在微電子、光電子、核心材料、裝備和特種顯示等技術領域與國外的差距會進一步拉大。

可喜的是，我國政府、企業、投資者、高校與科研機構對堅持自主創新和發展TFTLCD產業的戰略意義已形成共識。溫家寶總理在2008年政府工作報告中提出將新型顯示器列為國家重大高科技產業化專項，總理將顯示器產業列于年度工作報告中，足以表明政府的重視程度。在政府、企業界、高校、科研和投資機構攜手，經過多年艱苦努力，我國平板顯示產業已具有一定實力，為參與全球競爭奠定了發展基礎。

TFT LCD等新型平板顯示器產業是技術、資本和人才密集型產業，其中人才是關鍵要素。專業人才培養主要依靠大學和科研機構。日、韓各約有30所大學、中國台灣也約有20所大學設有顯示及相關專業，每年培養數萬工程技術人員。就是這樣，全球人才仍然緊缺。中國大陸設有顯示相關專業的大學數量較少，這方面專業人才，特別是較為頂尖人才更緊缺。因此，推動顯示技術專業人才培養和成長，是企業、大學和科研機構共同的責任。田民波教授多年來致力于平板顯示技術研究，並承擔多項國家重要課題和國際合作項目，是備受尊敬的專家。凝聚了田教授心血和情感的這套系列著作，包括《TFT液晶顯示原理與技術》，《TFTLCD面板設計與構裝技術》和《平板顯示器技術發展》，兼顧TFTLCD原理與技術、設計與制造及產業趨勢，對其他平板顯示器也作了較為詳盡的介紹。本套叢書圖文並茂，深入淺出，是一套難得的專業叢書。

我願意向一切關注和有志于液晶與平板顯示領域的青年學生、科研人員、業內伙伴、政府領導等各界朋友推薦該叢書。這不僅是一套教科書，更傾注了幾代中國科技工作者發展中國自主技術、產業的夢想和情感。

我希望中國官、產、學、研各界人士繼續攜手合作，推動和促進我國平板顯示技術和產業的發展，共創美好明天。