使用負型液晶在偏移電極結構之水平配向邊緣場效驅動液晶顯示器

Abstract

本研究主要探討負型液晶雙層偏移結構應用於水平邊緣場效驅動(Parallel-Aligned Fringe Field Switching, PA-FFS)之研究，主要是透過正型液晶與負型液晶間介電係數上使液晶轉動方向上的差異，讓整體液晶的轉動上更趨近於理想上水平面的轉動。 首先針對於負型液晶雙層偏移結構中，透過改變不同像素電極寬度與間距，了解到對於穿透率與反應時間上的變化，再來針對於對於原先使用的負型液晶響應時間的效率上，需要更進一步提升對應的下降時間，因此提出另一個不同材料的負型液晶來改善前者所造成反應時間緩慢的問題。 接下來則是探討開口反向設計上是否能達到以往在雙層結構中研究出穿透率上的補強，改變不同電極寬度與間距，探討與之相對應的變化，觀察是否會因為上下電極結構錯位的關係，以及配向方向上的改變，使得液晶轉動所形成相位延遲量的變化上，產生相位延遲量匹配或不足的結果。 最後則是探討開口反向上進一步優化的可能，在電極邊緣處所採用與以往不同配向方向，藉此改善原先在開口反向所折損的穿透率。 總結來說，本研究不僅整合並優化了二維負型雙層偏移結構設計，也系統性地探討液晶材料參數對光電性能的影響。研究結果證實，透過結構與材料的搭配設計，能夠有效提升液晶顯示器的整體性能，期盼這些成果能為未來液晶顯示技術的發展提供實質的參考價值。

This research applies a negative liquid crystal double-layer shift structure to PA-FFS technology. By leveraging the dielectric anisotropy differences between positive and negative liquid crystals, this design allows the overall liquid crystal rotation to achieve near-ideal horizontal switching. This study first investigates how altering pixel electrode width and spacing affects transmittance and response time within the negative liquid crystal double-layer shift structure. To resolve the slow fall time of the initial material, a new, faster-responding negative liquid crystal is proposed. Next, we investigate whether the reverse-open design achieves the transmittance enhancement seen in double-layer structures. By varying electrode dimensions, we examine how structural shifts and alignment changes impact liquid crystal phase retardation, resulting in either matched or insufficient states. Finally, we optimize the reverse-open design by altering the alignment direction at the electrode edges to mitigate the initial transmittance loss. In summary, this study optimized the two-dimensional negative liquid crystal double-layer shift structure and analyzed how material parameters affect electro-optical performance. The results demonstrate that combining structural and material designs effectively enhances display performance, offering valuable insights for future technology development.