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出版者:建興

作者:日本液晶應

出品人:

页数:0

译者:陳連春

出版时间:1997年05月01日

价格:NT$ 220

装帧:

isbn号码:9789578171848

丛书系列:

图书标签:

• 液晶显示
• 显示技术
• 应用技术
• 电子工程
• 材料科学
• 光学工程
• 信息显示
• 新型显示
• 技术创新
• 液晶应用

探寻光影的边界：微纳光学与先进显示技术新进展 一、引言：信息时代的视觉革命 在信息爆炸的今天，信息的获取与呈现方式正经历着一场深刻的变革。屏幕，作为人机交互最直观的界面，其性能的提升直接关乎用户体验的质量。从早期的阴极射线管到如今无处不在的平板显示，我们见证了显示技术飞速的迭代。然而，随着终端设备向超薄化、高分辨率、柔性化和沉浸式方向发展，传统的显示技术架构已逐渐触及物理极限。未来的显示，不再仅仅是像素点的简单堆砌，而是对光线、色彩、空间感知进行精妙操控的工程艺术。 本书将视角聚焦于当前显示技术前沿，特别是微纳光学结构在新型显示系统中的突破性应用，以及由此衍生的下一代显示范式。我们旨在系统梳理和深入剖析那些正在重塑我们视觉世界的关键技术，为光学工程师、材料科学家及显示产业从业者提供一份详尽而前瞻性的参考指南。 二、微纳光学：光线调控的微观艺术 传统光学设计依赖于宏观透镜和反射镜的组合，体积庞大且难以集成到微型设备中。微纳光学（Nanophotonics）的兴起，为解决这一难题提供了全新的思路：通过设计周期性或准周期性的纳米级结构，实现对光波在亚波长尺度上的精确控制。 2.1 超表面（Metasurfaces）的原理与设计 超表面是实现二维平面化光学器件的核心技术。它由排列在基底上的亚波长单元结构（meta-atoms）构成。通过精妙地调控这些单元的几何形状、尺寸、间距和材料，可以实现对入射光的振幅、相位和偏振态的任意调制。 本书将详细探讨几种关键的超表面实现机制： 几何相位调控（Pancharatnam–Berry 几何相位）： 利用纳米结构的旋转角度来控制光的相位延迟，这是实现超薄偏振敏感器件（如超构透镜）的基础。我们将深入分析其理论模型、局限性，以及如何通过优化单元结构来拓宽工作带宽。 传播相位调控： 涉及对光波穿过纳米结构时的电磁响应进行精确设计，以实现复杂的波前整形，例如用于全息显示或光场调控。 幅度调控与吸收： 在某些应用中（如吸收层设计或光捕获），对光的幅度进行精确控制至关重要。我们会分析如何利用导纳匹配和共振效应实现对特定波长的强吸收或透射。 2.2 关键微纳光学器件的突破 基于超表面理论，本书将详细介绍其在取代传统光学元件方面的最新进展： 超构透镜（Metalenses）： 探讨了如何利用单层超表面实现传统多元件透镜组才能完成的成像任务。内容涵盖了消色差超构透镜的设计策略（如集成不同材料或多层堆叠），以及如何解决传统超构透镜在较大入射角或工作带宽内面临的像差问题。 衍射光学元件（DOE）的升级： 分析了如何利用深度学习算法优化微纳结构，设计出具有更高效率和更复杂光场分布的衍射元件，应用于光束整形和结构光照明。 光栅与耦合器： 重点讨论了表面等离子体激元（SPP）耦合光栅在光通信和高效率光提取中的应用，以及用于耦合光波进入或离开集成光子电路的锥形或斜坡形光栅结构。 三、先进显示技术的集成与挑战 微纳光学不再是孤立的光学组件，而是深度嵌入到各类先进显示架构中，以解决现有技术的瓶颈。 3.1 高级照明与色彩管理系统 在背光模组（BLU）中，如何实现更窄的色彩纯度、更高的亮度和更低的功耗是持续的挑战。 量子点增强膜（QDEF）与光学耦合： 探讨了量子点材料在光转换中的效率提升，以及如何通过微结构化的扩散板或耦合层，最大限度地减少量子点光谱转换过程中的光损失，提升色彩饱和度。 衍射/全息背光： 引入利用微纳结构实现的光学匀光技术，旨在替代传统的导光板和扩散板系统，实现更薄、更均匀的照度分布，并减少“斑马纹”等光学伪影。 3.2 微显示技术与虚拟现实（VR/AR） 增强现实和虚拟现实对显示系统的要求极为严苛，需要极高的分辨率（人眼不可见像素点）、宽广的视场角（FoV）以及轻量化的设计。 LCoS/Micro-LED 驱动下的光场重构： 讨论了如何将微纳光学与 LCoS（液晶覆硅）或 Micro-LED 阵列相结合，实现具有深度信息的“光场显示”。重点在于如何设计具有空间分辨率的光学引擎，以模拟真实的光线投射。 波导与衍射耦合： 详述了用于 AR 眼镜的超薄光学耦合系统。这包括皮面光栅（Surface Relief Gratings, SRG）和体积光栅（Volume Holographic Gratings, VHG）在引导光路和复现图像方面的优缺点比较，以及如何通过多层堆叠结构实现宽视场角的显示。 四、未来展望：智能光子与自适应显示 显示技术正朝着动态、自适应和智能化方向发展。 4.1 动态可重构光学系统 未来的显示系统需要实时根据环境光照或观看距离调整其光学特性。 电控液体透镜与电润湿技术： 分析了利用电场改变液体的表面张力或折射率来实现焦距连续可调的器件。这些技术在眼动追踪配合下的焦点调节显示（Focal Depth Rendering）中具有关键作用。 电控超表面： 探讨了将可调谐材料（如相变材料或液晶）集成到超表面单元中，实现对光线传播属性的动态开关或连续变化，从而支持高刷新率的全息视频或快速变焦系统。 4.2 柔性与可穿戴显示的新机遇 柔性衬底和可拉伸电子学的进步，为显示设备带来了前所未有的形态自由度。 基于透明聚合物和弹性基底的光学集成： 讨论了在柔性基底上制造高精度微纳结构的技术难点，特别是如何保证在机械形变下光学性能的稳定性。这涉及到先进的纳米压印（Nanoimprint Lithography）和卷对卷（Roll-to-Roll）加工工艺在柔性光学器件制造中的应用。 五、结论 本书全面梳理了微纳光学作为下一代显示技术核心驱动力的角色。从亚波长尺度的光场精确操纵，到集成到宏观显示模组中实现功能突破，我们清晰地看到，光学工程正与材料科学、信息物理深度融合。掌握这些前沿技术，是推动显示产业迈向更高维度视觉体验的关键所在。

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读完这本关于显示技术的新书后，我感到自己的认知边界被极大地拓宽了，尤其是在人机交互（HCI）界面设计这个领域。我一直认为，显示技术的发展不仅仅是像素点密度的提升，更重要的是如何让信息传递更自然、更沉浸。这本书中关于三维显示和全息成像技术的章节，给了我极大的灵感。它没有简单地介绍几种已有的3D技术，而是深入剖析了光场显示技术中衍射效率的瓶颈，以及如何通过微透镜阵列（MLA）和波前控制来实现更高质量的视差信息。书中对“眼动追踪”与显示内容实时反馈的耦合机制的描述，非常具有前瞻性，它清晰地展示了未来显示系统如何根据用户的实际注视点来动态分配计算资源，从而极大地提升视觉舒适度和能效。我特别欣赏作者对人眼视觉系统局限性的理解，并据此来指导技术方案的取舍，而不是盲目追求技术参数的极限。这本书让我从一个“界面设计师”的角度，重新审视了显示技术背后的物理和算法逻辑，这对于我未来在虚拟现实和增强现实产品概念化阶段的决策至关重要。

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作为一名长期从事消费电子产品结构设计的工作者，我对市面上所有与“轻薄化”和“柔性化”相关的技术资料都保持着极高的关注度。坦率地说，很多声称涵盖“最新技术”的书籍，内容往往是炒冷饭，只是把几年前的技术用新的术语包装了一下。但翻开这本《最新液晶应用技术》后，我立刻意识到它有着不同的分量。它对柔性基板材料的应力分析和封装技术挑战的描述，简直是教科书级别的详尽。它深入探讨了聚酰亚胺（PI）在反复弯折后的介电常数变化及其对信号完整性的影响，这正是我们在实际产品开发中遇到的最大痛点之一。书中列举的几种新型粘合剂和异方性导电胶（ACF）的性能对比，数据详实到可以作为我们采购和选型时的重要参考依据。更令人振奋的是，它对“卷对卷”（R2R）制造工艺的精度控制进行了详细论述，这对于实现大规模、低成本的柔性屏生产至关重要。这本书提供的视角，是从物理和化学的根本层面去理解如何将电子元件嵌入到一个可以弯曲的介质中，而非仅仅停留在美学设计层面，这种扎实的硬核内容，让我的设计思路一下子变得清晰和可靠起来。

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我是一名在教育领域工作的资深教授，主要负责为研究生开设高级光学和材料科学选修课。在寻找适合的教材时，我非常看重内容的系统性、前沿性和批判性。这本《最新液晶应用技术》在这些方面都表现出色。它对液晶分子的动态响应机制，特别是涉及到电压保持效应（VSE）和阈值电压漂移的深层次机理分析，远超当前主流的大学教材。书中用非线性动力学模型来描述液晶电光效应，这种跨学科的分析方法对于培养学生的理论深度非常有益。此外，书中对“量子点增强背光”（QLED）技术的集成方案进行了详细的对比分析，特别是针对不同量子点尺寸的批次一致性问题，作者提出了基于机器学习的实时校准算法框架，这非常具有启发性。这本书不是一本简单的技术手册，它更像是一部将基础物理原理与工业界最新工程实践相结合的学术专著。我打算在下一学期的课程中，选用其中的几个章节作为深度研讨的材料，相信它能极大地激发学生对显示技术深层问题的研究兴趣。

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我是一名市场分析师，主要负责跟踪和评估高科技制造业的投资热点和技术壁垒。通常这类技术书籍对我来说太过晦涩，但我还是被推荐翻阅了这本《最新液晶应用技术》，希望能从中挖掘出一些潜在的技术护城河。这本书最让我印象深刻的是，它对供应链的各个环节都做了细致的分析，从上游的原材料纯化技术，到中游的精密涂布和刻蚀工艺，再到下游的模组封装和可靠性测试。书中对“良率控制”的讨论极其深入，它不再是笼统地谈论良率，而是具体到某一种缺陷类型（比如残留物或微裂纹）在特定工艺窗口下的概率模型，这对于评估一家公司的核心竞争力非常有价值。此外，它对知识产权布局的隐晦提及，也侧面反映了当前显示技术领域的竞争态势和关键专利壁垒所在。这本书的价值在于，它提供了一个由内而外看透整个产业的技术路线图，帮助投资者清晰地识别出哪些是短期热点，哪些是具有长期技术壁垒的“硬核”创新。它不仅仅是技术知识的传递，更是一份深刻的行业分析报告。

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这本关于光电显示技术的新书，简直是为我们这些在半导体行业摸爬滚打多年的工程师量身定做的。我最近在跟进OLED和MicroLED的下一代显示方案，手头上的资料大多是零散的会议论文或者老旧的教科书，更新速度跟不上行业发展。这本《最新液晶应用技术》，虽然名字里带着“液晶”，但它的深度和广度远远超出了我的预期。它没有停留在基础的LCD原理上浪费篇幅，而是直接切入了当前最前沿的驱动电路设计、像素结构优化以及色彩管理系统。特别是其中关于主动矩阵驱动中新型薄膜晶体管（TFT）特性的分析部分，简直是如获至宝。作者用了非常详尽的数学模型来解释高分辨率屏幕在刷新率和功耗之间的权衡，这对于我们进行系统级设计的人来说，是至关重要的理论支撑。我尤其欣赏它对“边缘计算”在显示控制中的应用所做的探讨，这表明作者对整个产业链的未来趋势有着深刻的洞察力，不仅仅局限于面板本身，而是延伸到了人机交互的未来形态。这本书的排版也很精良，图示清晰，公式推导严谨，读起来虽然有挑战性，但每读完一个小节，都能感觉到自己的技术视野被拓宽了一圈。强烈推荐给所有从事显示面板研发和产品集成的技术人员。

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