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博碩士論文 etd-0721109-131311 詳細資訊
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論文名稱
Title
聚二甲基矽氧烷應用於可撓液晶顯示器的研究
The study of the use of polydimethylsiloxane in flexible liquid crystal displays
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
111
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2009-06-29
繳交日期
Date of Submission
2009-07-21
關鍵字
Keywords
聚二甲基矽氧烷、模版轉印法
Polydimethylsiloxane, Replica Molding Method
統計
Statistics
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中文摘要
近年來,聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)在不同的領域上有著許多的應用,本研究中,我們利用這款熱塑性高分子材料的低表面自由能、高可塑性、可撓性佳等特性,嘗試改善目前可撓顯示器普遍所面臨的限制,包括製程溫度的限制、可撓基板的選擇、顯示器件撓曲時顯示效果的維持,並探討其PDMS在其中的應用效果,期望我們的研究能對可撓液晶顯示器領域能有所貢獻。
由於一般配向膜固烤溫度在200℃以上,無法在塑膠基板上製程,故在實驗中利用PDMS室溫至150℃之間,依照固烤時間的不同,均能使PDMS固化成型的特性,確定了PDMS配向膜在PET可撓基板上的製程溫度與時間,及其垂直配向能力,並且發現其膜厚影響垂直配向的能力不大,以此作為將PDMS配向膜導入為基板的依據之一,另外發現PDMS在高溫環境中,垂直配向的穩定性比SE-4811垂直配向膜高。
在器件應用部分,使用模版轉印法(Replica Molding Method)來製作具有長十字微結構物的PDMS基板,搭配PDMS配向膜應用於In-Plane Switch(IPS)顯示模式的可撓器件中,並且發現以長十字結構物長軸分佈密度60%方向作撓曲時,會比短軸分佈密度33%方向撓曲更能維持顯示效果。我們期望經由PDMS所製備而成的微結構基板及配向膜在未來能廣泛的應用在可撓顯示器中。
Abstract
Polydimethylsiloxane(PDMS) thin films have the advantages of flexible , good chemicophysical properties , low energetic surface that supports the vertical anchoring of liquid crystal molecules , could be fabricated easily by Replica Molding Method , low cost and good optically transparent. We study of the use of PDMS in flexible liquid crystal displays and the Electro-Optical properties of LC flexible cell. In experiment we use PDMS to fabricate vertical alignment layer , elastomer substrate and spacer to maintain the Electro-Optical properties in flexible displays.
目次 Table of Contents
中文摘要I
英文摘要II
誌謝III
目錄IV
圖目錄VIII
表目錄XIII
第一章前言1
1.1.緒論1
1.2文獻回顧4
第二章液晶顯示器介紹5
2.1液晶簡介5
2.1.1液晶的發現5
2.1.2液晶的種類7
2.2液晶物理11
2.2.1液晶的彈性連續體理論11
2.2.2液晶的光學異向性12
2.2.3液晶的介電異向性14
2.3液晶顯示模式16
2.3.1In-PlaneSwitch顯示模式16
2.3.2VerticalAlignment-IPS顯示模式18
第三章實驗方法及架構20
3.1實驗材料與儀器20
3.1.1實驗材料20
3.1.2實驗儀器27
3.2實驗原理與儀器架構30
3.2.1接觸角與表面能30
3.2.2穿透度與對比度36
3.3製程方法與原理38
3.3.1光微影製程38
3.3.2蝕刻原理39
3.3.2ReplicaMoldingMethod42
3.4液晶器件製作步驟43
3.4.1SU-8微結構物母板之製作45
3.4.2上基板PDMS彈性基板及微結構之製作46
3.4.3下基板In-PlaneSwitch電極蝕刻之製作46
3.4.4下基板PDMS之塗佈及固膜47
3.4.5液晶器件之製作48
第四章PDMS特性分析49
4.1PDMS表面自由能分析49
4.1.1PDMS固烤溫度與表面能的關係49
4.1.2PDMS不同膜厚與表面能的關係52
4.1.3PDMS環境溫度與表面能的關係53
第五章ITO蝕刻參數54
5.1IPS電極製作參數54
5.1.1蝕刻阻擋層54
5.1.2濕式蝕刻問題56
5.1.3ICP乾式蝕刻參數57
5.1.4光阻焦化問題59
第六章PDMS配向膜應用60
6.1PDMS配向膜於VA器件中的應用60
6.2PDMS配向膜於VA-IPS器件中的應用62
6.2.1穿透度分析63
第七章PDMS微結構分析與應用65
7.1PDMS微結構物基板65
7.1.1傳統間隔物(spacer)特性65
7.1.2PDMS微結構物(spacer)分析66
7.1.3塑膠基板與PDMS基板的比較69
7.2PDMS微結構物基板於VA-IPS器件中的應用70
7.2.1Spacer密度與器件支撐度的關係70
7.2.2液晶灌注缺陷71
7.2.3暗態漏光問題74
7.2.4微結構物平整貼合問題78
7.2.5上下基板對位問題80
7.2.6穿透度分析81
7.3PDMS配向膜及微結構物基板綜合比較84
7.4PDMS微結構物基板於可撓器件中的應用86
7.4.1撓曲曲率半徑與穿透率的關係87
第八章結論與未來展望90
參考文獻93
附錄95
參考文獻 References
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