Simulation of Wide-band Single Cell Gap Transflective LCD Using Hybrid Modes and Fringe-Field-Switching

本論文以邊緣電場(Fringe-field)為主要的驅動方式，產生FFS液晶模態，使得液晶顯示器具備基本的廣視角及良好的光電效率。首先根據wide-band原理，設計出具有wide-band效果的混合配向反射式結構，討論參數對光電曲線的影響。接著依照相同的觀念，設計兩種穿透式結構：水平配向與混合配向的穿透式結構。 利用模擬軟體2DIMMOS，根據反射式結構的特性，微調反射或穿透區的相關參數，改善E-O curve不一致的問題。接著再利用模擬軟體TechWiz LCD，藉由理論計算結果，外加正C plate，補償相位遲滯片與液晶層。最後我們可設計出同時具有TR match與廣視角的半穿透半反射液晶顯示器。In this thesis, we use fringe-field as the major drived method to producing FFS LC mode. This kind of LCD has wide viewing angle and good electro-optic efficiency. At first, according to wide-band theory, we can design the hybrid aligned reflective LCD which have wide-band effect. Then, we discuss the influences of parameters on E-O curve. Secondly, we design two different transmissive structures in the light of the same concept : parallel aligned and hybrid aligned transmissive structures. By using the 2DIMMOS software, we fine tune the related parameters of reflective or transmissive region in order to improve the inconsistence of E-O curve. According to the result of calculation with theory, we add positive C plates to compensate the retarder and LC layer by the software TechWiz LCD. After a series of simulations and corrections, we can finally devise a transflective LCD which is TR matched and with wide-viewing angle property.第一章 緒論 1.1 研究背景 1.2 半穿透半反射液晶顯示器類型 4.2.1 雙間隙半穿透半反射液晶顯示器 4.2.2 單間隙半穿透半反射液晶顯示器 6.3 雙模態半穿透半反射液晶顯示器 8.4 模擬軟體介紹 10.4.1 2DIMMOS簡介 10.4.2 TechWiz LCD簡介 11.5 論文架構 12.6 名詞中英對照 13二章 Wide-band Fringe-Field-Switching TR-LCD (R-part) 14.1 研究動機 14.2 Wide-band(寬頻帶)背景與原理介紹 15.2.1 Stoke’s Vector 15.2.2 Mueller Matrix 20.2.3 利用λ/2與λ/4達到wide-band效果 21.3 反射區的結構與操作原理 24.3.1 傳統反射式結構 24.3.2 Wide-band反射式結構 27.3.3 Wide-band effect比較 29.4 HANFFS與PAFFS比較 31.4.1 HANFFS結構分析與光電曲線比較 31.4.2 週期性變化的反射率 36.5 各參數對光電曲線的影響 38.5.1 液晶層厚度(cell gap) 39.5.2 介電異方性(dielectric anisotropy) 41.5.3 摩擦方向角(rubbing angle) 47.5.4 彈性係數(elastic constant) 48.5.5 pixel電極寬度(W)與間距(L) 50三章 Wide-band Fringe-Field-Switching TR-LCD (T-part) 54.1 穿透區的結構與操作原理 54.1.1 PA穿透式結構與操作原理 55.1.2 HAN穿透式結構與操作原理 57.2 PA穿透式與HAN反射式(雙模態)之TR match 61.3 HAN穿透式與反射式(單模態)之TR match 66四章 灰階反應時間與視角補償 68.1 雙模態之灰階反應速度 68.2 雙模態之視角補償 70.3 單模態之視角補償 81五章 結論 8