TFT LCD面板的驅動與設計

推薦序

「兩兆雙星」是我國在21世紀初期高科技產業的最大推動力，其中的一兆──影像顯示更是我國IT產業由PC、半導體、NB進至能結合IT、消費性技術的重要平台。影像顯示特別是在數位電視上，高畫質、低耗電量、環保等的訴求，更使平面顯示器成為21世紀最耀眼──產值、投資額及人才需求最大的一個項目，亦是使我國在IT、消費性產業在世界舞台上位居龍頭的關鍵要素之一。
為積極參與「兩兆雙星」高科技發展，培育顯示技術研發高級人才，彌補目前人才嚴重的缺口，強化我國在前瞻顯示技術研究，國立交通大學於2003年成立顯示科技研究所，招收博、碩士研究生及進行全面的顯示技術、材料、元件等前瞻研究，這是我國及世界第一個以這重要IT技術為專業的研究所，更具非凡的指標性意義。
戴亞翔博士，在TFT LCD面板研究及產業界有多年的實務經驗，對TFT LCD面板設計及系統驅動方面的原理，有深入的認識與獨到的見解，在本所成立之始，便加入成為師資團隊的一員，開授顯示電子電路與面板設計等課程，獲得學生熱烈的迴響。他有感於目前相關的教材缺乏一貫性，在忙於教學研究之際，仍抽空撰寫這本原理與實務兼具的書籍，其中在設計實務上有深入的探討，可使面板的設計、驅動電路入門及專業學習裨益良多，本書亦是第一本在這主題上如此深入的專書。相信藉由此書的出版，對顯示科技人才的培育，以及產業研發能力的增進，都會有很大的幫助。
我很高興看到亞翔對顯示技術研究與教學所做出的貢獻，亦很榮幸有機會與亞翔共事、學習，深信我們必能從此書中獲益良多。


國立交通大學顯示科技研究所教授暨所長
國際資訊顯示學會（SID）Fellow
謝漢萍

推薦序

「兩兆雙星」是我國在21世紀初期高科技產業的最大推動力，其中的一兆──影像顯示更是我國IT產業由PC、半導體、NB進至能結合IT、消費性技術的重要平台。影像顯示特別是在數位電視上，高畫質、低耗電量、環保等的訴求，更使平面顯示器成為21世紀最耀眼──產值、投資額及人才需求最大的一個項目，亦是使我國在IT、消費性產業在世界舞台上位居龍頭的關鍵要素之一。
為積極參與「兩兆雙星」高科技發展，培育顯示技術研發高級人才，彌補目前人才嚴重的缺口，強化我國在前瞻顯示技術研究，國立交通大學於2003年成立顯示科技研究所，...

不論在公司帶新進人員，或在學校教學，都常被問到相似的問題：「關於學習TFT LCD的驅動與設計，有沒有什麼入門書可以參考的？」
要回答這個問題，必須認知到，TFT LCD是一種整合多元知識的技術，牽涉了很多原理，如果不「深入」的探討，便不足以一窺全貌，我們必須要能夠將相關知識廣泛地整合融會應用，才能算是真正學好TFT LCD的技術。
一個入門者常常發生的情況是，明明已經學過了原理A、B、C，但在考慮問題時，只想到A和B，卻沒想到這個問題和C有關。另一種情況是，某個問題X，可以利用方法Y1或Y2將它解決，但是又各產生了新的問題Z1和Z2，然後再用其他方法去解決，對於剛接觸這個技術的人而言，很容易被這種複雜的狀況混淆而無所適從。所以初步學習TFT LCD的難度，不是在於缺乏相關書籍可參考，而是這些書的內容多注重在知識與原理的詳細說明，而未考慮到入門讀者在融會整合上的困難。
本書將從另一種方式出發，一開始不求將所有的原理鋪陳完備，而是先建構大致的觀念，隨後，便開始嘗試進行設計實例說明，再隨著設計過程仔細琢磨相關原理知識，並藉由實例漸進地導入各種問題考量，希望對讀者在知識的整合和融會貫通上有所幫助。
然而，這樣的寫法有個很大的缺點，對原理的說明會比較雜亂無系統，有時會談到液晶，有時會談到電路，而未能將觀念完整說清楚，很可能會變成「斷章取義」而造成誤解，只是這種情況是由作者造成的，需要由讀者自行去彌補，自行去參考別的書籍，把原理再「深入」地研究清楚，謹在正式內容開始之前提醒讀者注意。
關於本書的架構，在第一章，會先介紹關於TFT LCD的基本知識；第二章說明TFT LCD的操作原理；第三章以一個實例說明設計時如何應用操作原理；第四章則說明如何驅動TFT LCD面板；為了避免太多的細節，會混淆對操作及驅動原理的了解，到第五章才討論一些設計時的現實考量；最後在第六章探索一下TFT LCD設計可能的未來發展。

不論在公司帶新進人員，或在學校教學，都常被問到相似的問題：「關於學習TFT LCD的驅動與設計，有沒有什麼入門書可以參考的？」
要回答這個問題，必須認知到，TFT LCD是一種整合多元知識的技術，牽涉了很多原理，如果不「深入」的探討，便不足以一窺全貌，我們必須要能夠將相關知識廣泛地整合融會應用，才能算是真正學好TFT LCD的技術。
一個入門者常常發生的情況是，明明已經學過了原理A、B、C，但在考慮問題時，只想到A和B，卻沒想到這個問題和C有關。另一種情況是，某個問題X，可以利用方法Y1或Y2將它解決，但是又各產生了新的問題Z1...

第一章　了解TFT LCD
1.1　了解顯示器
1.2　液晶顯示器(Lipuid Crystal Display,LCD)
1.3　了解薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)
1.4　了解TFT LCD
1.5　名詞解釋

第二章　TFT LCD的操作原理
2.1　TFT LCD的操作方式
2.2　極性反轉(Polarity inversion)
2.3　充電(Charging)
2.4　電位保持(Holding)
2.5　電容耦合效應(Coupling)
2.6　信號延遲(Delay)
2.7　綜合效應

第三章　面板設計實作
3.1　從產品規格開始
3.2　TFT LCD畫素陣列
3.3　畫素陣列之外

第四章　TFT LCD的驅動系統
4.1　驅動系統概觀
4.2　掃描驅動電路
4.3　資料驅動電路
4.4　時序控制電路

第五章　設計的現實考量
5.1　靜電防治設計
5.2　陣列測試設計
5.3　電射修補設計
5.4　布局考量
5.5　製程與環境的變動
5.6　顯示畫質不良的分析

第六章　面板設計的進一步發展
6.1　低溫多晶矽型TFT（LTPS TFT）
6.2　有機電激發光二極體（OLED）

第一章　了解TFT LCD
1.1　了解顯示器
1.2　液晶顯示器(Lipuid Crystal Display,LCD)
1.3　了解薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)
1.4　了解TFT LCD
1.5　名詞解釋

第二章　TFT LCD的操作原理
2.1　TFT LCD的操作方式
2.2　極性反轉(Polarity inversion)
2.3　充電(Charging)
2.4　電位保持(Holding)
2.5　電容耦合效應(Coupling)
2.6　信號延遲(Delay)
2.7　綜合效應

第三章　面板設計實作
3.1　從產品規格開始
3.2　TFT LCD畫素陣列
3.3　畫素陣列之外

第四章　TFT LCD的驅動系統
4.1　驅動系統概觀
4.2　...