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研究生:董乃誌
研究生(外文):NaiChih Tung
論文名稱:廣視角光學補償膜最佳化參數設計
論文名稱(外文):The Design of Optimization Parameters for The Wide Viewing Angle Compensation Film
指導教授:王淑霞
指導教授(外文):ShuHsia Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:光電工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:補償膜廣視角
外文關鍵詞:Compensation FilmWide Viewing Angle
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薄膜電晶體液晶顯示器是目前液晶顯示器的主流。然而如果液晶盒使用線狀液晶的TN mode , 視角卻不甚寬廣。所以必須找出一個可行的方法來增廣視角。
目前增廣視角的方法有數種 , 其中以加上類似富士廣視角光學補償膜的方法最為實際有效。這個方法比其它數種改變液晶顯示模式增廣視角的方法在製程上容易 , 因此成本比較便宜 , 而且效果非常好。
本論文是針對TN型cell加上類似富士廣視角光學補償膜用電腦程式模擬最佳化參數設計。利用圓盤狀有機化合物的負性雙折射特性作廣視角光學補償膜的材料,來補償線狀液晶的正性雙折射特性所造成的光學相位延遲,達成使液晶顯示器的視角大幅增廣。

TFT-LCD ( Thin Film Transistor Liquid Crystal Display ) is now the most important liquid crystal display . If we use the TN mode of the nematic liquid crystal in the cell , the viewing angle of the display is not very wide . So we must find a method to make the viewing angle of the display become wider .
There are several methods to make the viewing angle of the display become wider . In these methods , to add Fuji wide viewing angle compensation film is now the best . The method is easier to product , so it is cheaper . And it works very excellently .
I used the computer program to simulate the design of optimization parameters for the wide viewing angle compensation film which is like the Fuji film for TN mode . And use the discotic molecule which has negative birefringence to be the material of the wide viewing angle compensation film . It compensates the phase retardation which results from the positive birefringence of the nematic liquid crystal . Than we can make the viewing angle of LCD become very wide.

第一章 簡介1
第二章 基礎液晶物理4
2.1 液晶的發現4
2.2 什麼是液晶4
2.3 液晶的三種形變5
2.4 線狀液晶的對稱性5
2.5 液晶的自由能密度6
2.6 液晶受電場作用6
  2.7 何謂雙折射7
  2.8 增廣LCD視角的方法8
  2.9 何謂單光軸晶體8
  2.10 光在系統中的變化8
  2.11 光通過系統時,亮態和暗態不同的機制9
  2.12 暗態漏光的成因9
  2.13 光學補償膜的結構10
  2.14 CTA Substrate的功用10
  2.15 何謂C-plate、O-plate、A-plate10
  2.16 Fuji film和O-plate11
  2.17 關於C-plate11
  2.18 整體LCD光行走路程的系統11
  2.19 原始TN LCD品質不良12
  2.20 加光學補償膜的目的12
  2.21  對比度的定義12
  2.22 o-mode和e-mode13
第三章 研究最佳化視角的方法和步驟14
  3.1 先決定好要使用的材料14
  3.2 計算液晶cell的director profile15
  3.3 計算穿透率15
  3.4  進行 = 45°、135°、225°、315°四點對比度計算16
3.5 設計Fuji film內盤狀分子光軸的傾斜角17
  3.6  計算光學矩陣17
3.7 計算加Fuji film後的穿透率17
3.8 畫出等Contrast Ratio圖18
3.9 找出4張圖共同的最佳點18
3.10 畫出水平方向和垂直方向穿透率對Viewing Angle的圖形18
第四章 計算指向矢分佈的方法19
第五章 Extended 2’2 Jone's Matrix (廣義瓊斯矩陣)22
第六章 E-mode模擬結果與討論27
   6.1  設定e-mode的執行條件27
   6.2 畫出4張參數圖(e-mode)27
   6.3 找出最佳角度和Dnd(e-mode)28
   6.4 加入光學補償膜前後的比較(e-mode)29
6.5 e-mode的灰階反轉(gray levels inversion)29
第七章 O-mode模擬結果與討論31
7.1 設定O-mode的執行條件31
7.2 畫出4張參數圖(O-mode) 31
7.3 找出最佳角度和Dnd(O-mode) 32
7.4 加入光學補償膜前後的比較(O-mode) 33
7.5 O-mode的灰階反轉(gray levels inversion) 33
第八章 E-mode和O-mode的ISO-contour35
8.1 O-mode的iso-contour35
8.2 E-mode的iso-Contour35
結  論37
參考資料42
附 圖43
圖 形 目 錄
圖1. 折射率橢圓43
圖2. Fuji film 結構44
圖3. 整體光學系統45
圖4. E-mode 和O-mode 示意圖46
圖5. Director profile47
圖6. V-T curve48
圖7. Iso-Contour 示意圖49
圖8. E-mode 參數圖50
圖9. E-mode 最佳化示意圖51
圖10. E-mode 四參數圖重疊52
圖11. E-mode 亮暗態穿透率53
圖12. E-mode 灰階示意圖54
圖13. O-mode 參數圖55
圖14. O-mode 最佳化示意圖56
圖15. O-mode 四參數圖重疊57
圖16. O-mode 亮暗態穿透率58
圖17. O-mode 灰階示意圖59
圖18. O-mode 和E-mode 的Iso-Contour 比較圖60

1.Hiroyuki Mori, Yoji Itoh, Yosuke Nishiura, Taku Nakamura, Yokio Shinagawa : AM-LCD 1996 / IDW 1996 P.189
2.Hiroyuki Mori, Philip J. Bos : SID '97 M-88
3.Hiroyuki Mori, Yoji Itoh : J.J.A.P. Vol. 36 No. 1A, January, 1997 P.143
4.Hiroyuki Mori : J.J.A.P. Vol. 36 No. 3A, March, 1997 P.1068
5.T.A. Sergan, J.R. Kelly : SID '98 P.694
6.Y. Saitoh, S. Kimura, K. Kusafuka, H. Shimizu : SID '98 P.706
7.Hiroyuki Mori, P.J. Bos : SID '98 P.830
8.Pochi Yeh : J. Opt. Soc. Am. Vol. 72, No, 4 April 1982 P.507
9.Ckaure Gu, Pochi Yeh : J. Opt. Soc. Am. A/Vol.10, No.5, May 1993 P.966
10. M. Kitamura : SID '95 P.350
11. M. Kitamura : SID '95 P.540
12. J. Chen, K.-H. Kim, J.-J. Jyu, J.H. Souk, J.R. Kelly, P.J. Bos : SID '98
P.315
13. T. Toyooka, E. Yoda, Y. Kobori, T. Yamanashi, H. Itoh : SID '98 P.698

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