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dc.contributor張守一zh_TW
dc.contributorShou-Yi Changen_US
dc.contributor林永森zh_TW
dc.contributorYung-Sen Linen_US
dc.contributor.advisorChia-Feng Linen_US
dc.contributor.advisor林佳鋒zh_TW
dc.contributor.authorTang, Wei-Jenen_US
dc.contributor.author湯惟仁zh_TW
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2009zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:44:56Z-
dc.date.available2014-06-06T06:44:56Z-
dc.identifierU0005-3008200600022600zh_TW
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/10365-
dc.description.abstract本論文主要利用彩色濾光片光阻塗佈的的來製作藍色吸收層,並探討所製作的雙穩態反射式膽固醇液晶顯示器其光電特性。 實驗主要分為三大部分,第一部份,使用相同的製程條件面板( cell gap = 5.0 +-0.2μm),改變不同的液晶比例來進行液晶特性的研究,並量測反射光譜等特性。實驗結果發現:我們可以利用在膽固醇液晶(cholesteric mixture)內分別添加10%、15%、20%、25%比例的向列型液晶(nematic mixture)用來調整顯示器整體的反射波長,當向列型液晶(nematic mixture)添加量增加時,會有效的使顯示器的反射波長由短波長變為長波長,當添加量增加到20%所得到的反射光譜波長正好為575nm為黃色光反射波長,適用與藍色吸收層進行搭配。 第二部分則為探討不同顯示器間隙條件(cell gap)時,面板相關光電特性的變化。在本實驗中利用面板框膠支撐粒子與面板內部支撐球的搭配進行製作三款面板,面板間隙(cell gap)測量值分別為 3.277μm、4.248μm、4.924μm,比較其特性差異,實驗結果發現︰當面板間隙(cell gap)下降時反射亮度會下降,但是對比反而會提升,而且整體的驅動電壓會因為面板間隙(cell gap)減小而下降,實驗數據顯示:當面板間隙(cell gap) 在3.277μm條件下可以得到最低的操作電壓(清除電壓為27V;載入電壓為19V),以及最大對比值13︰1。 第三部份則選擇利用反射波長為575nm液晶比例與面板間隙3.277μm的條件與藍色彩色濾光片光阻進行搭配,製作反射式膽固醇液晶顯示器並與穿透式TN型顯示器進行比較,結果發現:膽固醇液晶顯示器相對於目前廣泛使用TN型液晶顯示器,具有圓視角、色偏程度以及雙穩定狀態的優勢。zh_TW
dc.description.abstractThe optical and electrical properties of bi-stable cholesteric reflective display with color filter absorption layer were discussed in this thesis. This experiment dived into three parts. The 1st part, the cell gap condition (cell gap = 5.0 +-0.2μm) were fixed and the different liquid crystal (LC) mixing ratios were varied. We observed that the reflect wavelengths were changed by adding different ratio of nematic LC into cholesteric LC. When increasing the nematic ratio, the reflective wavelength shifted from short wavelength to longer wavelength. The wavelength at 575nm as the yellow reflective light is suitable for blue absorbed layer at 20% of nematic mixture. The 2nd part, we study the optical and electronic properties of LCD by varying the thickness of cell gap. The thicknesses of the cell gap were varied from 3.28μm, 4.25μm, to 4.92μm. When the thickness of cell gap increasing, the brightness of the reflectance was reduced and the contrast ration was increased. The results show the lowest operating voltage (Resetting voltage is 27V;Addressing voltage is 19V) and highest contrast ratio (13:1) at 3.28μm-thick cell gap. The 3rd part, the process conditions were fixed at 575nm reflective wavelength of the color filter and 3.28μm-thick cell gap as the bi-stable cholesteric reflective display. By comparing with the standard TN mode display, the better view angle、less color variation properties were observed in chorestric LCD. the bi-stable cholesteric reflective display is suitable for the public display and sign board of train station or air port these public place.zh_TW
dc.description.tableofcontents目錄 中文摘要 ………………………………………………………… Ⅰ Abstract ………………………………………………………… Ⅱ 誌謝 ……………………………………………………………… Ⅲ 目錄 ……………………………………………………………… Ⅳ 圖索引 …………………………………………………………… Ⅷ 表索引 ………………………………………………………… ⅩⅦ 第一章 序論 …………………………………………………… 01 1-1. 前言 ………………………………………………………… 01 1-2. 研究動機 …………………………………………………… 02 第二章 原理與文獻回顧 ………………………………………… 03 2-1. 液晶的簡介 ………………………………………………… 03 2-1-1. 液晶的發現 ………………………………………… 03 2-1-2 何謂液晶 …………………………………………… 03 2-1-3. 液晶的分類 ………………………………………… 04 2-1-4. 液晶的配列技術 …………………………………… 06 2-1-5. 液晶的物理性質參數 ……………………………… 07 2-1-6. 液晶的電氣光學效應 ……………………………… 08 2-2. 扭轉向列型液晶顯示器 …………………………………… 10 2-2-1. 反射式扭轉向列型液晶顯示器 …………………… 11 2-2-2. 半穿透式扭轉向列型液晶顯示器 ………………… 11 2-2-3. 穿透式扭轉向列型液晶顯示器 …………………… 11 2-3. 膽固醇型液晶顯示器 ……………………………………… 12 2-3-1. 膽固醇型液晶 ………...…………………………… 12 2-3-2. 膽固醇液晶顯示器的顯示原理 ………………… 13 第三章 實驗方法 ………………………………………………… 25 3-1. 實驗目的 ………….………………………………………… 25 3-2. 實驗流程 ………….………………………………………… 25 3-3. 實驗材料 ………….………………………………………… 25 3-3-1. Liquid crystal display 相關材料 ……………… 25 3-3-2. Color filter 相關材料 ………………………… 26 3-4. 藍色吸收層製作過程說明 ………………………………… 26 3-5. Liquid crystal display cell製作過程說明 ………………… 27 3-5-1. 蝕刻顯影製程 ……………………………… 27 3-5-2. 配向膜製程 …………………………………… 28 3-5-3. 框膠Spacer與組立製程 ……………………… 28 3-5-4. 液晶調配 ……………………………………… 28 3-5-5. 液晶注入 ……………………………………… 28 3-6. 實驗儀器設備介紹 ………………………………………… 29 3-6-1. 液晶注入機台 ………………………………… 29 3-6-2. Liquid crystal display cell gap 量測機…………… 29 3-6-3. 膜厚量測機 ……………………………………… 29 3-6-4. DMS光學測量系統 ……………………………… 29 3-7. 面板測量特性說明 ………………………………………… 30 3-7-1. 膽固醇液晶反射光譜量測 ……………………… 30 3-7-2. 面板反射強度以及操作電壓特性的量測 ……… 30 3-7-3. 面板視角量測 …………………………………… 30 第四章 結果與討論 ……………………………………………… 42 4-1. 膽固醇液晶特性 …………………………………………… 42 4-1-1. 添加不同比例的Nematic液晶對LCD反射光譜的影響 ……………………………………………… 42 4-1-2. 溫度對膽固醇液晶反射光譜的影響 …………… 43 4-1-3. 溫度對膽固醇液晶驅動的影響 ………………… 44 4-2. 調整Cell gap 對膽固醇液晶顯示器顯示特性影響 ……… 44 4-2-1. Cell gap 對膽固醇液晶顯示器的反射光譜影響 … 44 4-2-2. Cell gap 對膽固醇液晶顯示器驅動電壓的影響 … 45 4-2-3. Cell gap 對膽固醇液晶顯示器視角特性的影響 … 45 4-3. 膽固醇液晶顯示器反射光譜視角特性比較 ……………… 45 4-4. 膽固醇液晶顯示器與吸收層搭配對特性的影響 ………… 46 4-4-1. 藍色吸收層反射光譜差異 ……………………… 46 4-4-2. 藍色吸收層膜厚差異 ……………………… 46 4-4-3. Color filter藍色吸收層的分析 ………………… 47 4-4-4. Color filte藍色吸收層搭配LCD的反射光譜特性 47 4-4-5. 電壓調變下LCD的灰階特性影響 ……………… 47 4-5. 膽固醇液晶顯示器與TN-mode液晶顯示器在顯示特性上的差異比較 ………………………………………………………… 48 第五章 結論 …………………………………………………… 86 參考文獻 ……………………………………………………… 88 附錄一 液晶材料參數 ………………………………………… 90 附錄二 配向膜材料參數 ……………………………………… 91 附錄三 Spacer材料參數 ……………………………………… 92 附錄四 藍色吸收光阻材料參數 ………………………………… 93 圖索引 圖2-1.:主鍊型高分子液晶結構圖 ……………………………… 16 圖2-2.:側鍊型高分子液晶結構圖 ……………………………… 16 圖2-3.:向列型液晶結構圖 ……………………………………… 16 圖2-4.:層列型液晶結構圖 ……………………………………… 16 圖2-5.:膽固醇型液晶結構圖 …………………………………… 17 圖2-6.:液晶分子的配向種類圖 ………………………………… 17 圖2-7.:動態散射效應之顯示原理圖 …………………………… 18 圖2-8.:TN 型LCD光電效應原理圖 …………………………… 18 圖2-9.:ECB 型光電效應之原理圖 ……………………………… 19 圖2-10.:客-主型效應圖 ………………………………………… 19 圖2-11.:反射式扭轉向列型液晶顯示器之結構圖 ……………… 20 圖2-12.:半穿透式反射板結構圖 ………………………………… 20 圖2-13.:半穿透式扭轉向列型液晶顯示器之結構圖 …………… 21 圖2-14.:穿透式扭轉向列型液晶顯示器之結構圖 ……………… 21 圖2-15.:具掌性向列型液晶所排列的圖 ………………………… 22 圖2-16.:入射光被散射圖 ………………………………………… 22 圖2-17.:選擇性反射特定波長之圓偏光圖 ……………………… 22 圖2-18.:在外加電場下膽固醇液晶之結構轉變示意圖 ………… 23 圖2-19.:膽固醇液晶反射光的波寬和雙折射率的關係 ………… 23 圖2-20.:在三層膽固醇液晶面板堆疊上反射的差異性 ………… 24 圖2-21.:不同組態的膽固醇液晶顯示器反射光譜 ……………… 24 圖3-1(a).:由穿透式TN-Mode液晶顯示器結構修改為穩態反射式膽固醇液晶結構圖 ……………………………………… 32 圖3-1(b).:不同種類膽固醇液晶顯示器反射層結構圖 ………… 32 圖3-2(a).:利用網板背面印刷製作藍色吸收層 ………………… 33 圖3-2(b).:利用光阻塗佈製程製作藍色吸收層 ………………… 33 圖3-3.:實驗架構圖 ……………………………………………… 34 圖3-4.:Color彩色吸收層製作流程圖 ………………………… 35 圖3-5.:液晶顯示器製作流程圖 ………………………………… 36 圖3-6.:液晶調配設備外觀圖 …………………………………… 36 圖3-7.:液晶注入設備外觀圖 …………………………………… 37 圖3-8.:LCD Cell gap測量設備外觀圖 ……………………… 37 圖3-9.:膜厚測量設備外觀圖 …………………………………… 38 圖3-10.:DMS-803設備外觀圖 ……………………………… 38 圖3-11.:反射光譜測量設備裝置圖 …………………………… 39 圖3-12.:鹵素都燈泡發光光譜圖 ……………………………… 39 圖3-13.:測量面板驅動電壓步驟示意圖 ……………………… 40 圖3-14.:反射強度與面板驅動電壓曲線圖 …………………… 40 圖3-15.:膽固醇液晶顯示器面板亮暗態圖 …………………… 41 圖3-16.:量測平台與視向角(ψ)及傾斜角(θ)示意圖 ………… 41 圖4-1(a).:未添加Nematic液晶所製作的LCD在Planar texture狀態下外觀 …………………………………………………… 50 圖4-1(b).:添加10% Nematic液晶所製作的LCD在Planar texture狀態下外觀 ……………………………………………… 50 圖4-1(c).:添加15% Nematic液晶所製作的LCD在Planar texture狀 態下外觀 ……………………………………………… 51 圖4-1(d).:添加20% Nematic液晶所製作的LCD在Planar texture狀態下外觀 ……………………………………………… 51 圖4-1(e).:添加25% Nematic液晶所製作的LCD在Planar texture狀態下外觀 ……………………………………………… 52 圖4-2(a).:未添加Nematic液晶所製作的LCD測量反射光譜圖 52 圖4-2(b).:添加10% Nematic液晶所製作的LCD測量反射光譜圖………………………………………………………… 53 圖4-2(c).:添加15% Nematic液晶所製作的LCD測量反射光譜圖………………………………………………………… 53 圖4-2(d).:添加20% Nematic液晶所製作的LCD測量反射光譜圖………………………………………………………… 54 圖4-2(e).:添加25% Nematic液晶所製作的LCD測量反射光譜圖………………………………………………………… 54 圖4-3.:Nematic液晶添加量對應LCD反射波長線性關係 … 55 圖4-4.:反射波長575nm面板CIE xy座標圖 ……………… 56 圖4-5.:575nm膽固醇液晶在不同溫度下,Planar texture反射光譜變化 ………………………………………………… 57 圖4-6.:575nm膽固醇液晶在不同溫度下,Focal conic texture反射光譜變化 ……………………………………………… 58 圖4-7.:575nm膽固醇液晶在不同溫度下,Planar texture反射光譜色座標偏移 …………………………………………… 59 圖4-8.:575nm膽固醇液晶在不同溫度下,Planar texture x,y 色座標與反射強度變化 …………………………………… 60 圖4-9.:575nm膽固醇液晶在不同溫度下,Focal conic texture x,y 色座標與反射強度變化 ……………………………… 60 圖4-10.:575nm(cell gap = 5um) 膽固醇液晶在不同低溫下,電壓對反射亮度曲線 ……………………………………… 61 圖4-11.:575nm(cell gap = 5um) 膽固醇液晶在不同高溫下,電壓對反射亮度曲線 ……………………………………… 61 圖4-12.:不同Cell gap 材料在光學顯微鏡下 ………………… 63 圖4-13.:不同Cell gap 搭配實際樑測量cell gap 值 ……… 64 圖4-14.:575nm膽固醇液晶面板在不同Cell gap條件下反射光譜 圖 ……………………………………………………… 65 圖4-15.:575nm膽固醇液晶面板在不同Cell gap條件下,反Planar texture 反射CIE座標圖 ……………………………… 65 圖4-16.:575nm膽固醇液晶面板在不同Cell gap條件下,電壓對反射亮度曲線 …………………………………………… 66 圖4-17(a).:575nm膽固醇液晶面板在Cell gap=5um條件下,視角測量圖 ……………………………………………… 67 圖4-17(b).:575nm膽固醇液晶面板在Cell gap=4um條件下,視角測量圖 ……………………………………………… 67 圖4-17(c).:575nm膽固醇液晶面板在Cell gap=3um條件下,視角測量圖 ……………………………………………… 68 圖4-18.:575nm(Cell gap = 3um)膽固醇液晶面板在不同傾斜角下,測量反射光譜圖 ……………………………………… 68 圖4-19.:575nm(Cell gap = 3um)膽固醇液晶面板在不同傾斜角下,CIE座標偏移圖 ……………………………………… 69 圖4-20.:575nm(Cell gap = 3um)膽固醇液晶面板在不同傾斜角下,CIE座標偏移與強度變化圖 ……………………… 69 圖4-21(a).:不同藍色吸收層反射光譜圖 ……………………… 70 圖4-21(b).:不同藍色吸收層CIE座標圖 ……………………… 70 圖4-22(a).:利用screen print所製作藍色吸收層膜厚測量圖 …71 圖4-22(b).:利用color filter所製作藍色吸收層膜厚測量圖 …71 圖4-23.:利用screen print所製作藍色吸收層產生不良氣泡圖 72 圖4-24.:藍色Color filter吸收層與膽固醇液晶(575nm)反射CIE座 標圖 ………………………………………………… 72 圖4-25.:單純藍色Color filter 吸收層與搭配膽固醇液晶(575nm) 在Focal conic texture狀態下反射光譜圖 ………… 73 圖4-26.:單純藍色Color filter 吸收層與搭配膽固醇液晶(575nm) 在Focal conic texture狀態下反射CIE座標圖 …… 73 圖4-27.:單純膽固醇液晶與搭配color filter膽固醇液晶在Planar texture狀態下反射光譜圖 …………………………… 74 圖4-28.:單純膽固醇液晶與搭配color filter膽固醇液晶在Planar texture狀態下反射CIE座標圖 ……………………… 74 圖4-29.:膽固醇液晶搭配color filter吸收層利用電壓調變在Planar texture狀態下反射光譜圖 …………………………… 75 圖4-30.:膽固醇液晶搭配color filter吸收層利用電壓調變在Planar texture狀態下CIE座標圖 …………………………… 75 圖4-31(a).:膽固醇液晶搭配color filter吸收層利用電壓調變在Planar texture狀態下,x,y座標與反射亮度變化 … 76 圖4-31(b).:膽固醇液晶搭配color filter吸收層利用電壓調變在Planar texture狀態下,x,y座標與標準白差異 …… 76 圖4-32(a).:穿透式TN-mode液晶顯示器視角圖 …………… 77 圖4-32(b).:膽固醇液晶搭配screen printing 吸收層所製作的液晶顯示器視角圖………………………………………… 77 圖4-32(c).:膽固醇液晶搭配color filter 吸收層所製作的液晶顯示器 視角圖 ……………………………………………… 78 圖4-33(a).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以亮態驅動在水平方向不同傾斜角下,測量穿透光譜圖 …………… 78 圖4-33(b).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以暗態驅動在水平方向不同傾斜角下,測量穿透光譜圖 …………… 79 圖4-34(a).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以亮態驅動在垂直方向不同傾斜角下,測量穿透光譜圖 …………… 79 圖4-34(b).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以暗態驅動在垂直方向不同傾斜角下,測量穿透光譜圖 …………… 80 圖4-35(a).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以亮態驅動在垂直方向不同傾斜角下,測量CIE座標圖 …………… 80 圖4-35(b).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以暗態驅動在垂直方向不同傾斜角下,測量CIE座標圖 ………… 81 圖4-36(a).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以亮態驅動在水平方向不同傾斜角下,測量CIE座標圖 …………… 81 圖4-36(b).:穿透式TN-mode液晶顯示器面板以暗態驅動在水平方向不同傾斜角下,測量CIE座標圖 ………… 82 圖4-37(a).:利用彩色光阻所製作的膽固醇液晶顯示器面板Planar texture狀態下水平方向不同傾斜角下,測量反射光譜圖 …………………………………………………… 82 圖4-37(b).:利用彩色光阻所製作的膽固醇液晶顯示器面板在Focal conic texture狀態下水平方向不同傾斜角下,測量反射光譜圖 ………………………………………………… 83 圖4-38(a).:利用彩色光阻所製作的膽固醇液晶顯示器面板在Focal conic texture狀態下水平方向不同傾斜角下,測量CIE座標圖 ……………………………………………… 83 圖4-38(b).:利用彩色光阻所製作的膽固醇液晶顯示器面板在Planar texture狀態下水平方向不同傾斜角下,測量CIE座標 圖 …………………………………………………… 84 圖4-39:所製作的膽固醇液晶顯示器與TN-mode液晶顯示器成品 比較 …………………………………………………… 85 表索引 表3-1.:面板間隙粒子搭配表 ………………………………… 34 表4-1.:添加不同比例Nematic液晶反射波長數據表 ……… 55 表4-2.:575nm(cell gap=5um)膽固醇液晶面板在不同溫度下,載入 與清除電壓表 ………………………………………… 62 表4-3.:575nm膽固醇液晶面板在不同Cell gap條件下,載入與清 除電壓匯整表 …………………………………………… 66zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher材料科學與工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-3008200600022600en_US
dc.subjectBi-stable cholesteric reflective displayen_US
dc.subject雙穩態膽固醇液晶顯示器zh_TW
dc.subjectLiquid crystalen_US
dc.subject液晶zh_TW
dc.titleFabricated the Bi-stable Cholesteric Reflective Display and Analized the Optical Complementary Propertiesen_US
dc.title雙穩態反射式膽固醇液晶顯示器之製作與色彩互補特性分析zh_TW
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.grantfulltextnone-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.languageiso639-1en_US-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
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