光學補償彎曲液晶模式

1983 年 Dr. Philip J. Bos 所提出 cell 的結構，其名稱代表液晶分子相位延遲為 180 度()，也有人以其分子排列如同一橫躺的希臘字母，來解釋  cell。1993 年 Dr. Uchida 利用相同的結構，加上雙光軸之補償膜( Biaxial Retardation Film)，降低液晶盒間隙與低 角度視角之漏光，提出光學補償彎曲液晶模式(Optically Compensated Bend, OCB Mode)，

是目前最廣為人知的快速反應向列型(nematic)液晶模式。

2.3.1 OCB Cell 結構

圖 2.3 為 OCB cell 結構，兩片相互垂直的偏振片分別在液晶盒玻璃外側，上層和下 層的配向層配向方向同向，配向方向則與偏振片光軸夾 45 度角。一般而言，預傾角約 6~14 度。

圖 2.3 OCB cell 結構

圖 2.4 光學補償彎曲液晶模式於彎曲態中亮暗態示意圖

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光學補償彎曲液晶模式之亮暗態操作於彎曲態(Bend mode)如圖 2.4 所示。在相互垂 直的偏振片下，液晶分子於彎曲態中為亮態，而當所加電壓大於飽和電壓(V_sat.)時液晶分 子將垂直排列，此時光通過液晶分子無相位延遲而形成暗態。在光學補償彎曲液晶模式，

在亮暗態的驅動時，液晶分子會順著同方向的流力而轉動，如圖 2.5，所以與 TN 型液 晶模式相比，有著較快的反應速度，約 3 ~ 10 毫秒。

圖 2.5 光學補償彎曲液晶模式分子流動示意圖

2.3.2 相變化機制

光學補償彎曲液晶模式的操作必頇在彎曲態，但光學補償彎曲液晶模式之初始狀態 並非彎曲態。在未加電壓時，液晶分子排列為能階較低之斜展態(splay state)，如圖 2.6。

當外加一個大於臨界電壓(Vc)的跨壓後，液晶分子會受到電場影響而移動，形成不對稱 的情形，稱為非對稱斜展態(Asymmetric Splay)，若持續加電壓，液晶分子會傾向排列於 彎曲態。由斜展態轉換至彎曲態時需要經過成核現象(Nucleation)，如圖 2.7。當液晶分 子有部分轉為彎曲態時會變成轉態核心，周圍的液晶分子就會順著轉態核心轉為彎曲態，

直到全部液晶分子都轉為彎曲態，此轉態過程所需時間較長(幾分鐘至數十分鐘)，而且 必頇用極大的電壓(約 20V)才能轉態完全，是光學補償彎曲液晶模式需要改善的一大重 點。

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圖 2.8 光學補償彎曲液晶模式視角自我補償示意圖

2.3.3 反射式光學補償彎曲液晶模式

OCB 模式液晶排列結構為上下對稱於中心帄面，所以應用於反射式顯示時，可以 將中心位置上放置反射式鏡面，當光源入射再遇到反射鏡反射，光所走過之路徑相當於 一個完整的 OCB 模式，此結構被稱為混合排列向列型液晶(Hybrid Aligned Nematic Cell,

HAN Cell)或是反射式光學補償彎曲液晶(Reflective OCB Cell, R-OCB Cell) ，如圖 2.9。

此結構由於一開始就如同 OCB 模式之彎曲態，所以不需要轉態的臨界電壓 Vc 和時間，

在加上液晶膜厚為一般 OCB 結構的一半，所以有更低的操作電壓和反應速度。

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圖 2.9 HAN Cell 結構與反射光路示意圖