序
互聯網正像水和空氣一樣，日益成為人們工作、生活不可或缺的媒介，其與各行各業的融合，正深刻地改變著人類社會及其生態，其背後推動力量之一就是顯示技術的進步。
CRT技術推動了人類歷史上第一次顯示革命，拓展了人類社會信息傳遞、交流的範圍和形式。以TFT-LCD技術為代表的新型顯示技術，推動了顯示領域的第二次革命，在實現信息傳遞方式多樣性、顯示品質高質化的同時，讓任何時間、地點、人、設備、網絡、數據的交互成為現實，催生了互聯網時代的到來。TFT-LCD等新型顯示技術的共同基礎是半導體技術，我前些年提出將TFT-LCD、AMOLED、柔性顯示、立體顯示、虛擬實境等新型顯示技術統稱為“半導體顯示技術”。半導體顯示技術和產品可以持續改善用戶體驗，其新技術、新材料、新工藝的不斷進化，還可為繫統產品提供集成和創新平臺，從而改變信息產業生態和商業模式。正因為如此，日、韓等國家和我國臺灣地區將該產業定位為國家/地區重要戰略產業；美歐國家仍在核心材料、裝備及下一代延伸技術方面給予了戰略性關注和投入。
這場顯示革命對中國影響巨大。20世紀80年代，國家將CRT作為發展電子信息產業的重要突破口，並取得重大成功；但在TFT-LCD取代CRT的第二次革命過程中，我們比其他國家起步晚了近十年，經歷了“缺芯少屏”之痛。可喜的是，自2003年以來，京東方、天馬、龍騰、華星光電、中電熊貓等中國顯示器件制造企業，歷經磨難，奮鬥拼搏，成功進入了半導體顯示產業領域，擁有了4.5代、5代、6代和8.5代TFT-LCD生產線，5.5代AMOLED的產線也已經建成投產，年新增專利申請數量也位居全球前列。上遊材料和設備的本地化配套快速進展，改善了下遊整機企業關鍵部件的本地化配套環境。我國顯示產業的全球影響力和競爭力不斷上升，已經成為全球半導體顯示產業領域的一支重要力量。
中國半導體顯示產業發展初期，產業基礎薄弱，加上過山車般周期影響，價格大起大落，日子艱難。在這一階段，為了能生存下去，我在2010年初提出：標準顯示屏價格每36個月會下降50%，若保持價格不變，顯示產品性能必須提升一倍以上。這一周期還將繼續縮短。我將其稱為“生存定律”，核心內涵就是持續創新纔能生存發展。遵循這一定律，中國顯示產業渡過了艱難階段，實現了良性發展。創新是發展的根本推動力。
隨著物聯網和人工智能產業的興起，顯示技術正迎來新的應用浪潮。車載、工控、醫療、穿戴、公共顯示、虛擬現實和增強現實等將成為新一波應用浪潮的主力軍。在新技術、新應用引領下，全球顯示產業發展前景依然廣闊。
十餘年磨一劍，顯示產業是目前我國為數不多的有可能處於世界領先地位的戰略性產業之一，但依然面臨著各種挑戰。從模仿性創新邁向顛覆性創新，搶占未來顯示技術制高點，是我們必須要跨越的一關。我們不能滿足於現狀，必須不斷創新觀念、技術和應用，引領這個變革的新時代，為中國，為整個世界！
實現上述願景，需要政府、企業、高校和研究機構等各界攜手努力。在人纔培養和知識普及方面，更需要走在前面。廖燕平、宋勇志、邵喜斌、劉磊和陳東川等京東方同仁們在繁忙工作之餘，撰寫了《薄膜晶體管液晶顯示器顯示原理與設計》一書，供有志於顯示產業的學生、工程技術和管理人員參考。這本書以產業人學習的視角，側重實際應用，對液晶顯示器的基本概念、面板設計、工藝制程各個環節進行了介紹。相信此書對顯示產業人纔培養會有所幫助。
我願意向有志於顯示領域的青年學生、科研人員、業內伙伴和各界人士推薦這本書。這不僅是一本書，也是幾代中國科技工作者和產業人發展中國自主技術和產業的夢想和情懷。
京東方科技集團董事長
2016年3月18日
前 言
平板顯示產業在中國大陸迅猛發展，一方面更多的大學畢業生湧入面板制造企業，另一方面也給員工提供了更多的發展空間，但迫切需要解決的是如何讓新入職員工快速掌握崗位基本技能，如何讓技術管理干部具有全方位的技術基礎能力。本書就是基於這個背景，從液晶顯示的基本概念、基本原理出發，涵蓋了薄膜晶體管的材料和器件特性、薄膜晶體管設計、液晶盒設計、驅動電路設計、機構光學設計，以及器件測試和四大工藝制程的相關內容，讓讀者全方位、全角度地理解液晶顯示器的基本知識。
基於本書的內容結構，第1章介紹了液晶顯示器的基本知識，包括立體顯示的基本概念；第2章介紹了薄膜晶體管的材料與器件特性；第3章介紹了液晶面板的設計與驅動；第4章和第5章分別介紹了液晶盒設計相關的顏色設計和液晶光學設計；第6章介紹了驅動電路設計；第7章介紹了液晶模組的機構與光學設計；第8章介紹了液晶顯示器的性能測試；第9章到第12章分別介紹了陣列、彩膜、成盒和模組四大工藝制程；附錄A介紹了薄膜晶體管器件參數提取與實例；附錄B介紹了掩模版版圖設計驗證工具與應用。
本書的撰寫，是我們幾位作者在繁忙的工作之外，以犧牲大量的業餘和休息時間纔完成的。此外，本書的每個章節，還得到了相關崗位的專家或資深工程師的幫助，在此表示誠摯的感謝：（1）工藝制程章節，感謝袁劍峰、許朝欽（中國臺灣）、陳信誠（中國臺灣）、陳宇鵬、郭宏雁、董天松、郭會斌、王守坤、周波、馬國靖、吳洪江、汪棟、萬冀豫、黃常剛、儲小亮和張紀等同事；（2）器件性能測試章節，感謝劉鼕和陳維濤等同事；（3）設計章節，感謝張振宇、高玉傑、王寶強、闫岩、夏天宇、商廣良、占紅明、林麗峰、杜玙蕃、陳明、栗首、汪建明、郝衛、冷長林、周昊、張偉、賈麗麗、黃應龍和呂敬等同事；（4）基本概念和器件章節，感謝王夢傑、武延兵、林洪濤、袁劍峰和薛建設等同事；（5）附錄A器件參數提取章節，感謝Silvaco的常志強；（6）附錄B設計驗證章節，感謝華大九天的常江和李曉坤。最後，感謝上海大學新型顯示技術及應用集成教育部重點實驗室的技術支持。
本書由北京交通大學/北京京東方顯示技術有限公司的廖燕平主要編寫，由北京京東方顯示技術有限公司的宋勇志、邵喜斌（研究員）、劉磊和陳東川協助編寫，由北京交通大學的張希清（教授）和上海大學的張建華（教授）審校。本書順利出版，感謝北京市優秀人纔培養和北京經濟技術開發區經費資助，感謝公司領導的大力支持。本書撰寫過程中，雖然我們力求盡善盡美，但是纔學畢竟有限，不妥或疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。
作者
2016年3月於北京
