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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 蔡永傑(Wing-Kit Choi) | |
| dc.contributor.author | Cheng-Yu Yang | en |
| dc.contributor.author | 楊承祐 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2023-03-19T23:31:05Z | - |
| dc.date.copyright | 2022-09-26 | |
| dc.date.issued | 2022 | |
| dc.date.submitted | 2022-09-21 | |
| dc.identifier.citation | [1]. VERTOGEN, G. “Elastic constants and the continuum theory of liquid crystals.” Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 117.1: 227-231, 1983. [2]. WU, Shin-Tson. “Birefringence dispersions of liquid crystals.” Physical Review A, 33.2: 1270, 1986. [3]. Chen, HW., Lee, JH., Lin, BY. et al, “Liquid crystal display and organic light-emitting diode display: present status and future perspectives.” Light: Science & Applications 7, 17168, 2018. [4]. SCHADT, Martin; HELFRICH, Wolfgang. “Voltage‐dependent optical activity of a twisted nematic liquid crystal.” Applied Physics Letters, 18.4: 127-128, 1971. [5]. CHIGRINOV, Vladimir G. “Liquid crystal devices: physics and applications.” 1999. [6]. TING, Chin-lung; HUANG, Wen-fu. “Multi-domain vertical alignment liquid crystal display and driving method thereof.” U.S. Patent No 6,922,183, 2005. [7]. KIM, Kyeong Hyeon. “Domain divided vertical alignment mode with optimized fringe field effect.” ASID 98, 1998. [8]. KIM, Sang Gyun, et al. “Stabilization of the liquid crystal director in the patterned vertical alignment mode through formation of pretilt angle by reactive mesogen.” Applied physics letters, 90.26: 261910, 2007. [9]. LEE, You-Jin, et al. “Surface-controlled patterned vertical alignment mode with reactive mesogen.” Optics express, 17.12: 10298-10303, 2009. [10]. OH‐E, Masahito; KONDO, Katsumi. “Electro‐optical characteristics and switching behavior of the in‐plane switching mode.” Applied physics letters, 67.26: 3895-3897, 1995. [11]. OH‐E, Masahito; KONDO, Katsumi. “Response mechanism of nematic liquid crystals using the in‐plane switching mode.” Applied physics letters, 69.5: 623-625, 1996. [12]. LEE, S. H.; LEE, S. L.; KIM, H. Y. “Electro-optic characteristics and switching principle of a nematic liquid crystal cell controlled by fringe-field switching.” Applied physics letters, 73.20: 2881-2883, 1998. [13]. HONG, Seung Ho, et al. “Electro-optic characteristic of fringe-field switching mode depending on rubbing direction.” Japanese Journal of Applied Physics, 39.6A: L527, 2000. [14]. GOU, Fangwang, et al. “Submillisecond-response liquid crystal for high-resolution virtual reality displays.” Optics express, 25.7: 7984-7997, 2017. [15]. JIAO, Meizi, et al. “Submillisecond response nematic liquid crystal modulators using dual fringe field switching in a vertically aligned cell.” Applied Physics Letters, 92.11: 111101, 2008. [16]. CHOI, Wing K.; WU, Shin-Tson. “Fast Response Liquid Crystal Mode.” UNIVERSITY OF CENTRAL FLORIDA ORLANDO, No. 7369204, 2011. [17]. CHOI, Wing-Kit, et al. “Effects of electrode structure and dielectric anisotropy on the performance of VA-FFS LC mode.” Optics express, 27.23: 34343-34358, 1990. [18]. 朱崴豪。改善垂直配向邊緣場效驅動液晶顯示器的虛擬牆穩定性之研究。未出版之碩士論文，國立台灣大學光電工程學研究所。2021。 [19]. 謝易呈。三維電極結構之垂直配向邊緣場效驅動液晶顯示器元件模擬。未出版之碩士論文，國立台灣大學光電工程學研究所。2020。 [20]. LIEN, A. “Extended Jones matrix representation for the twisted nematic liquid‐crystal display at oblique incidence.” Applied physics letters, 57.26: 2767-2769, 1990. [21]. Fangwang Gou, Haiwei Chen, Ming-Chun Li, Seok-Lyul Lee, and Shin-Tson Wu, “Submillisecond-response liquid crystal for high-resolution virtual reality displays.” Optics Express Vol. 25, Issue 7, pp. 7984-7997, 2017. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/85972 | - |
| dc.description.abstract | 延續VAFFS(Vertical alignment fringe-field switching)之研究，2D VAFFS利用正型液晶達到了極快的反應速度，3D VAFFS則可利用負型液晶達到高穿透率，缺點為拉長電壓週期後造成兩步驟轉動(Two-step process)，虛擬牆將會消失而使反應速度下降，以往研究中發現改變電極圖案設計可以延長虛擬牆存在時間，擁有高穿透率，改善兩步驟轉動的影響，並對其中的機制加以說明。 此論文則提出限制電壓週期的觀點，希望有足夠時間施加電壓，驅使液晶達到高穿透率，並在兩步驟轉動發生前就歸零電壓，這項方法得到了不錯的穿透率與很短的反應時間，並能再縮小電極尺寸，得到更短的反應時間。 3D VAFFS_com則是在上方加入一整片共用電極，使得我們在原有的水平方向電場基礎上多加入垂直方向電場，除了使用負型液晶模擬外，也利用正型液晶模擬，兩者會有完全相反的影響，能幫助我們對於3D VAFFS_com的實際效果有更深入的認識。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Continuing the study of VAFFS in which liquid crystals with positive anisotropy were used in 2D VAFFS to achieve fast response time, liquid crystals with negative anisotropy have also been used in 3D VAFFS to reach higher transmittance. However, in the case of 3D VAFFS, a two-step process may occur after we lengthen the applied voltage period. As a result, the virtual wall can disappear that makes response speed slower. In the previous study, it has been found by changing the pattern design of electrode we could extend the existence of virtual walls. This finding not only has high transmittance but also improves the effect of two-step process and explains the mechanism in it. This paper proposes the idea of limiting the applied voltage period. We hope there will be enough time to apply voltage, to drive the liquid crystal to reach high transmittance, and to return the voltage to zero before a two-step process occurs. In this way, we can obtain good transmittance, fast response time, and reduce the electrode size to reach faster response time. 3D VAFFS_com design is to add a whole piece of common electrode at the top. It will add vertical electric field to the existing horizontal electric fields. In addition to using liquid crystals with negative anisotropy in simulations, we here also use liquid crystals with positive anisotropy. These two designs can have completely opposite effect that can help us understand more about the design of 3D VAFFS_com. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2023-03-19T23:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 U0001-1909202216485000.pdf: 6244491 bytes, checksum: b27084a4031ca542e21790ba61b2bc3b (MD5) Previous issue date: 2022 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄： 中文摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 x 第一章 簡介 1 1.1 液晶簡介 1 1.1.1 液晶相態 1 1.1.2 液晶的介電異向性 1 1.1.3 液晶的雙折射性 2 1.2 液晶顯示器技術簡介 3 第二章 文獻回顧與研究動機 5 2.1 二維垂直配向邊緣場效驅動 5 2.2 三維垂直配向邊緣場效驅動 6 2.3 研究動機 9 第三章 模擬軟體介紹與參數設定 10 3.1 TechWiz LCD 3D軟體介紹 10 3.2 參數設定 11 3.3 TechWiz layout 12 3.4 網格設定 14 3.5 電壓設定 14 3.5.1 V-T圖 15 3.5.2 t-T圖 15 3.6 液晶配向參數 16 3.7 光學分析設定 16 第四章 結果與討論 18 4.1 電壓週期與兩步驟轉動 18 4.1.1 兩步驟轉動 19 4.1.2 控制電壓週期 21 4.2 小線寬3D VAFFS結構 23 4.2.1 反應時間與操作電壓 24 4.2.2 穿透率 26 4.2.3 比較 27 4.3 UCF-N6液晶於3D VAFFS之表現 28 4.3.1 UCF-N6液晶性質 28 4.3.2 操作電壓與穿透率 29 4.3.3 反應時間 31 4.3.4 比較 33 4.4 3D VAFFS與3D VAFFS_com之比較 34 4.4.1 3D VAFFS_com原理與機制 34 4.4.2 操作電壓與穿透率 37 4.4.3 反應時間 39 4.4.4 比較 40 4.5 正型液晶應用於3D VAFFS_com 41 4.5.1 正型液晶性質 41 4.5.2 操作電壓與穿透率 42 4.5.3 反應時間 45 4.5.4 比較 48 第五章 結論 49 參考資料 50 圖目錄： 圖1- 1 液晶的三種彈性係數 1 圖1- 2 正型及負型液晶在電場中的排列方向 2 圖1- 3入射光非正向打入液晶分子示意圖 3 圖1- 4 IPS的操作模式與失效區 (a) 側視圖 (b) 俯視圖 4 圖1- 5 電場等位線 (a) IPS (b) FFS[12] 4 圖2- 1 VAFFS結構示意圖 5 圖2- 2負型液晶應用於2D VAFFS發生兩步驟轉動示意圖 (a) 正型液晶於5 ms (b) 負型液晶於3 ms (c) 負型液晶於7 ms (d) 負型液晶於30 ms [17] 6 圖2- 3 3D VAFFS結構示意圖 7 圖2- 4虛擬牆在不同時間段下的移動與結合 (a) 30 ms (b) 150 ms (c) 300 ms (d) 400 ms (e) 450 ms [18] 7 圖2- 5電極圖案設計示意圖 (a) 菱形電極 (b) 孔洞圖案電極 8 圖2- 6虛擬牆命名 8 圖3- 1 TechWiz LCD 3D使用流程示意圖 10 圖3- 2液晶盒結構截面示意圖 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com 13 圖3- 3 3D VAFFS電極結構圖 (a) 側面 (b) 俯視 13 圖3- 4液晶盒各層厚度及順序設定 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com 13 圖3- 5 時間間隔及資料輸出間隔 15 圖3- 6 V-T測量設定 15 圖3- 7 t-T測量設定 16 圖3- 8軟體內所顯示的方波信號 16 圖3- 9液晶配向設定 16 圖3- 10光學結構堆疊順序 17 圖3- 11光學結構示意圖 17 圖4- 1 3D VAFFS畫素電極(w)及電極間隔寬度(g)皆為2 μm V-T圖 18 圖4- 2 3D VAFFS畫素電極(w)及電極間隔(g)寬度皆為2 μm穿透亮度圖 (a) 14 V (b) 20 V 19 圖4- 3維持電壓不同時間後的虛擬牆移動情形 (a) 10 ms (b) 30 ms (c) 50 ms 20 圖4- 4距下基板0.1 μm液晶層水平截面圖 (a) 10 ms (b) 90 ms 20 圖4- 5 w = 2 μm，g = 2 μm 畫素電極上的垂直截面( x = 6 μm) 21 圖4- 6液晶層垂直截面圖 (a) 10 ms (b) 50 ms (c) 90 ms 21 圖4- 7 電壓週期從10 ms到90 ms (a) t-T圖 (b) 反應時間趨勢圖 22 圖4- 8穿透亮度圖 (a) w = 2 μm g = 2 μm, 10 ms (b) w = 3 μm g = 3 μm, 10 ms 23 圖4- 9穿透亮度圖 (a) w = 2 μm g = 2 μm, 20 ms (b) w = 3 μm g = 3 μm, 20 ms 23 圖4- 10 3D VAFFS V-T圖 (a) w = 2 μm (b) w = 3 μm 24 圖4- 11固定畫素電極寬度(w)、改變電極間隔(g)，觀察反應時間變化 25 圖4- 12 3D VAFFS中存在的2D VAFFS結構，當畫素電極寬度(w)越小，此結構密度越高，虛擬牆密度亦越高 25 圖4- 13 3D VAFFS電場方向分布圖 26 圖4- 14 (a) w = 2 μm及(b) w = 3 μm下，改變不同的g，得到t-T圖 27 圖4- 15 (a) nE7參數 (b) UCF-N6 參數 28 圖4- 16 nE7與UCF-N6，w = 2 μm g = 2 μm，V-T圖 29 圖4- 17畫素電極寬度(w)固定為2 μm，距離下基板0.6 μm液晶層水平切面電場分布圖 (a) g = 3 μm (b) g = 6 μm 30 圖4- 18 (a) UCF-N6 固定w = 2 μm V-T圖 (b) nE7 固定w = 2 μm V-T圖 30 圖4- 19 3D VAFFS穿透亮度圖 (a) w = 2 μm g = 3 μm (b) w = 2 μm g = 6 μm 31 圖4- 20畫素電極寬度為2 μm反應時間趨勢圖 (a) UCF-N6 (b) nE7 32 圖4- 21 nE7與UCF-N6的t-T圖 32 圖4- 22 w = 2 μm g = 3 μm畫素電極及電極間隔上的垂直截面(x = 5 μm) 34 圖4- 23 3D VAFFS垂直截面電場方向 35 圖4- 24 3D VAFFS電場大小 (a) 畫素電極上方電場 (b) 畫素電極間隔上方電場 35 圖4- 25 3D VAFFS液晶層垂直截面方向 35 圖4- 26 3D VAFFS_com垂直截面電場方向 36 圖4- 27 3D VAFFS_com電場大小 (a) 畫素電極上方電場 (b) 畫素電極間隔上方電場 36 圖4- 28 3D VAFFS_com液晶層垂直截面方向 37 圖4- 29 穿透亮度圖 (a) 3D VAFFS_com (b) 3D VAFFS 37 圖4- 30 UCF-N6在不同結構的V-T圖 (a) 3D VAFFS_com (b) 3D VAFFS 38 圖4- 31 UCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為2 μm，改變電極間隔(g)之t-T圖 (a) 3D VAFFS_com (b) 3D VAFFS 39 圖4- 32 UCF-N6於不同結構的反應時間趨勢圖 (a) 3D VAFFS_com (b) 3D VAFFS 40 圖4- 33正負型液晶參數 (a) pUCF-N6 (b) UCF-N6 41 圖4- 34 pUCF-N6於 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com之畫素電極寬度(w)為2 μmV-T圖 42 圖4- 35 pUCF-N6於 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com之畫素電極寬度(w)為3 μmV-T圖 43 圖4- 36 pUCF-N6於3D VAFFS，畫素電極寬度(w)為2 μm，電極間隔(g)為 (a) 3 μm (b) 4 μm (c) 5 μm (d) 6 μm 之穿透亮度圖 43 圖4- 37 pUCF-N6於3D VAFFS，畫素電極寬度(w)為2 μm、電極間隔(g)為3 μm之液晶層轉動示意圖(x = 5 μm) 44 圖4- 38 pUCF-N6於3D VAFFS_com，畫素電極寬度(w)為2 μm，電極間隔(g)為 (a) 3 μm (b) 4 μm (c) 5 μm (d) 6 μm 之穿透亮度圖 44 圖4- 39 pUCF-N6於3D VAFFS_com，畫素電極寬度(w)為2 μm、電極間隔(g)為3 μm之液晶層轉動示意圖(x = 5 μm) 45 圖4- 40 pUCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為2 μm，改變電極間隔(g)之t-T圖 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com 46 圖4- 41 pUCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為3 μm，改變電極間隔(g)之t-T圖 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com 46 圖4- 42 pUCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為2 μm，不同電極間隔(g)的反應時間 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com 47 圖4- 43 pUCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為3 μm，不同電極間隔(g)的反應時間 (a) 3D VAFFS (b) 3D VAFFS_com 47 表目錄： 表3- 1 液晶材料參數 11 表3- 2 絕緣層材料參數 11 表3- 3 電極材料參數 12 表3- 4 偏振片材料參數 12 表3- 5 波板材料參數 12 表3- 6 網格設定 14 表4- 1 10~90 ms反應時間 22 表4- 2 w = 2 μm及w = 3 μm下，改變不同的g，觀察其反應時間與操作電壓 24 表4- 3畫素電極寬度(w)為3 μm與寬度為2 μm的比較表，暫時忽略上升時間因此標示為斜線，標示為○是優點 27 表4- 4畫素電極寬度(w)為2 μm，UCF-N6與nE7於不同電極間隔(g)的比較表 32 表4- 5 UCF-N6與nE7比較表 33 表4- 6 UCF-N6於不同結構的反應時間及電壓 39 表4- 7 UCF-N6應用在不同結構的比較表 40 表4- 8 pUCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為2 μm，不同電極間隔(g)的反應時間及電壓 46 表4- 9 pUCF-N6於不同結構，固定畫素電極寬度(w)為3 μm，不同電極間隔(g)的反應時間及操作電壓 47 表4- 10 pUCF-N6應用在不同結構的比較表 48 表4- 11不同結構優點於正型與負型液晶的比較表 48 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.title | 垂直配向邊緣場效驅動液晶顯示器的反應時間之研究 | zh_TW |
| dc.title | Response time of vertically-aligned fringe field switching mode liquid crystal display | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 110-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 黃定洧(Ding-Wei Huang),林晃巖(Hoang-Yan Lin) | |
| dc.subject.keyword | 快速響應時間,三維電極結構,垂直配向邊緣場效驅動,轉動機制,虛擬牆, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | fast response time,three-dimensional electrode,vertically aligned fringe field switching,switching mechanism,virtual walls, | en |
| dc.relation.page | 51 | |
| dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202203589 | |
| dc.rights.note | 同意授權(全球公開) | |
| dc.date.accepted | 2022-09-22 | |
| dc.contributor.author-college | 電機資訊學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 光電工程學研究所 | zh_TW |
| dc.date.embargo-lift | 2022-09-26 | - |
| 顯示於系所單位： | 光電工程學研究所 | |
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