接近基板溝紋位置時,液晶分子所受的束縛力較大,所以會沿著上下基板溝紋方向排列,而中間部分的液晶分子束縛力較小,在液晶盒內會形成扭轉排列。因為在液晶盒內的向列型液晶分子共扭轉90 度,故稱此工作模式為扭轉向列型。另外,上下基板外側各加上一片偏光板。接著,我們進一步說明此顯示器的明暗對比顯示動作原理。首先,由白色背面光源所射出的光通過第一偏光板後,自然光即被偏極化為線偏極光,在不施加電壓時,則此線偏極光進入液晶盒內,逐漸隨液晶分子扭轉方向前進,因上下兩片偏光板的穿透軸和配向膜同向,兩偏光板的穿透軸互相垂直,光可通過第二片偏光板而形成亮的狀態。相反地,若施加電壓時,液晶分子傾向於與施加電場方向呈平行,因此液晶分子一一垂直於玻璃基板表面,則線偏極光直接通過液晶盒到達 第二片偏光板,這時光會被偏光板所吸收而無法通過,形成暗的狀態。因此,利用適當驅動電壓可得到亮暗對比顯示的效果,此顯示畫面為一白底黑字的模式。〈註一〉二、構造:每個畫素由以下幾個部分構成:懸浮於兩個透明電極(氧化銦錫)間的一列液晶分子層,兩邊外側有兩個偏振方向互相垂直的偏振過濾片,如果沒有電極間的液 晶,光通過其中一個過濾片勢必被另一個阻擋,通過一個過濾片的光線偏振方向被液晶旋轉,從而能夠通過另一個。將電荷加到透明電極上後,液晶分子將順著電場方向排列,因此限制了透過光線偏振方向的旋轉,假如液晶分子被完全打散,通過的光線其偏振方向將和第二個偏振片完全垂直,因此被光線完全阻擋了,此時畫素不發光,通過控制每個畫素 中液晶的旋轉方向,我們可以控制照亮畫素的光線,可多可少。為了省電,LCD 顯示採用復用的方法,在復用模式下,一端的電極分組連接在一起,每一組電極連接到一個電源,另一端的電極也分組連接,每一組連接到電源另一端,分組設計保證每個畫素由一個獨立的電源控制,電子設備或者驅動電子設備的軟體通過電視修理控制電源的開/關序列,從而控制畫素的顯示。
傳統的 CCFL背光技術,由於存在螢光材質的限制,燈管紅光呈現能力偏弱,所搭配的彩色濾光片的混色效果也較差,只能實現 NTSC 65-75% 的 NTSC色彩區域,而LED的色域範圍則能達到 105% 以上。目前的主流液晶產品,無論是 TN 類面板還是 VA,或者 IPS類面板,它們在面板構成都沒有根本差別,因此都不能提供優異的色彩效果,最終呈現的畫面總是灰濛濛的。目前提升液晶顯示色域的方法主要有增加液晶面板的原色數目與改進背光兩類技術,從目前液晶面板的多種提高影像表現能力的背光技術應用來看,LED 背光源是新一代液晶顯示器(電視)的最佳選擇。 功耗低壽命長 LED 內部驅動電壓遠低於 CCFL,功耗比大約為 10:1。CCFL 交流電壓要求相對較高,啟動時達到1500~1600Vac,然後穩定至 700 或 800Vac,而 LED 只在 12~24Vdc 或更低電壓下就能工作。因此,採用 LED背光源的液晶顯示器(電視),功耗和安全性大大優於 CCFL。傳統 CCFL 被光源的液晶顯示器(電視),額定使用壽命(半亮)一般來在8000~100000 小時之間,而 LED 背光源的液晶顯示器(電視)的使用壽命則可以達到 CCFL 的兩倍左右。LED 與傳統 LCD 的關鍵區別LED 是發光二極體 Light Emitting Diode 的英文縮寫,LED 應用可分為兩大類:一是 LED電視 維修單管應用,包括背光源LED、紅外線 LED 等;另外就是 LCD 顯示屏 ,LCD 是液晶顯示屏的簡稱。它包括了TFT、UFB、TFD、STN等類型的液晶顯示屏。 從顯示技術上說,LCD 是由液態晶體組成的顯示屏,而 LED 則是由發光二極體組成的顯示屏。
第二節 液晶電視(LCD TV)產業概況近年來,由於光電產業的興起,市場需求的求新求變,使得消費性電子產品市場蓬勃發展,其中以液晶電視(LCD TV)的市場需求更是成長迅速,台灣廠商因具有製造液晶電視所需的液晶電視面板上的生產優勢,加上原有良好的電子產業基礎建設,因此液晶電視維修在市場成長的時間點上,仍然是未來的發展重點產業之一。自 2000 年左右台灣廠商開始投入 TFT-LCD 面板生產行列,受惠於日本業者的技術移轉,台灣在短時間內快速提升技術能力。尤其是平面顯示器技術日新月異,造就平面電視市場規模日益擴大,自 2000 年液晶電視進入全球電視市場以來,每年均以近 100%的年成長率搶佔傳統映像管電視市場,新興平面電視逐漸取代映像管電視,在 2006 年後,平面電視市場規模則持續穩健成長,使得液晶電視仍維持 20% ~ 30%的年成長率。在液晶面板的基板尺寸不斷成長之下,液晶電視已經逐漸成為大尺寸液晶面板廠的最重要下游市場。在電視走向數位化、薄型化和大型化的趨勢下,全球的電視累積裝置量已超過 10 億台,使得液晶面板廠商期望能以結合上游關鍵零組件和下游液晶電視廠商的力量,再透過產品的不斷改良、產能擴張、新世代生產線建置擴張產能和降低生產成本,促使液晶電視面板應用的成長與普及。如表 2 所示為液晶電視面板出貨量,可看出未來液晶電視市場會因價格大幅下滑而持續蓬勃發展,而液晶電視價格下滑的原因有二:(1)關鍵零組件液晶面板價格大幅下降,(2)面板廠產能因技術而持續成長,使得國際品牌大廠競爭激烈,液晶面板價格持續下跌造就液晶電視低價化。2007 年以後,液晶電視的尺寸將越來越大,目前的主流市場是以 42 吋為主,但價格卻越來越低,更由於平面顯示技術不斷進步,面板大廠陸續量產,先進技術與規模經濟的效應,為電視市場帶來更多成長。2009 年液晶電視出貨金額從上一季預估的 660 億美金亦上修到 760 億美金。2009-2013 全球液晶電視出貨預測資料,從圖 3 中可以發現,未來液晶電視將會以極快的速度搶攻傳統映像管電視的市場。