三、 實驗方法與樣品製作介紹
3.5 實驗量測設備
3.5.4 實驗設備量測參數設定
電壓保持率(Voltage Holding Ratio)量測參數設定：
供給電壓：10 伏特(v)。
圖 3.5 穿透式面板間隙及液晶預傾角量測系統。
供給時間：60 微秒(μs)。
放電時間：0 秒(s)。
量測時間：16.67 毫秒(ms)。
離子濃度(Ion density)量測參數設定：
供給電壓：10 伏特(v)。
供給頻率：0.1 赫茲(Hz)。
光學特性量測系統
視角(view angle)量測參數設定：
白畫面供給電壓：4 伏特(v)。
黑畫面供給電壓：0.5 伏特(v)。
視向角(φ)：每隔 15 度量測一次，從 0(360)度量測到 345 度。
視角(θ)：每隔 1 度分別量測白畫面及黑畫面的亮度，從 0 度到 80 度。
穿透率(transmittance)量測參數設定：
白畫面供給電壓：4 伏特(v)。
黑畫面供給電壓：0.5 伏特(v)。
亮度：分別量測視角為 0 度時，白畫面及黑畫面的亮度。
第四章第四章
第四章第四章、、、實驗結果與分析、實驗結果與分析實驗結果與分析 實驗結果與分析
本實驗採用三種不同預傾角的配向膜材料及搭配相同的 TN 型態液晶材 料，完成液晶盒製作，其中預傾角 3~4 度的配向膜(A type)為可溶性的聚 醯亞胺(polyimide)，另外預傾角為 8~9 度(B type)及 13~14 度(C type)的 配向膜為不同比例的可溶性聚醯亞胺和聚亞醯胺酸(polyamic acid)所組 成，由實驗結果得知不同型態組成的配向膜，所得到的結果是不相同的，
詳細如以下所示。
4.1 低溫儲存探討
4.1.1 電壓保持率(Voltage Holding Ratio)結果探討
從實験數據得知，不論是 A type 亦或 B、C type 液晶盒，在低溫儲存 500 小時後的電壓保持率與最初(0 小時)的數值並沒有太大的差異，如圖 4.1 所示。而其中的機制是因為解離出的離子在經過長時間的低溫儲存下，它 的游離率是變差的甚至是被嵌制住的，所以減少了影響初始所供給電壓的 可能性，因此最終的電壓保持率是相差無幾的。
圖 4.1 液晶盒於最初(0 小時)和低溫儲存 500 小時後的電壓保持率 變化對照圖。
4.1.2 離子濃度(Ion density)結果探討
從實驗數據得知，不論是 A type 亦或 B、C type 液晶盒，在低溫儲存 500 小時後的離子濃度與最初(0 小時)的數值有變大的趨勢，如圖 4.2 及圖 4.3 所示。其中的機制是因為離子會在液晶盒中隨著時間慢慢解離出來，存 在於液晶盒內，即使是經過長時間的低溫儲存狀態下。
圖 4.2 液晶盒於最初(0 小時)和低溫儲存 500 小時後的離子濃度 變化對照圖。
圖 4.3 液晶盒於最初(0 小時)和低溫儲存 500 小時後離子濃度計算
0hr 500hrs
B type 液晶盒
0hr 500hrs
C type 液晶盒
0hr 500hrs
4.1.3 穿透率(transmittance)結果探討
4.1.4 視角(view angle)結果探討
285 300
270 240 255
225
120 105
0hr
500hrs
圖 4.5 液晶盒 A type(預傾角 3~4 度)於最初(0 小時)和低溫儲存
285 300
270 240 255
225
120 105
0hr
500hrs
由以上視角圖之變化，可得知經由長時間低溫儲存後，下視角(270 度)
4.2 高溫高溼儲存探討
4.2.1 電壓保持率(Voltage Holding Ratio)結果探討
從實験數據得知，不論是 A type 亦或 B、C type 液晶盒，在高溫高溼 儲存 500 小時後的電壓保持率與最初(0 小時)的數值，皆有變小的趨勢，如 圖 4.8 所示。而其中的機制是因為解離出的離子在經過長時間的高溫高溼 儲存下，它的游離率是變得比在室溫時更好，所以增加了影響所供給電壓 的可能性，液晶盒內部產生了內電場，抵消了部份的電壓，因此，無法保 持住所提供的電壓，造成的電壓保持率變得較差。
圖 4.8 液晶盒於最初(0 小時)和高溫高溼儲存 500 小時後的電壓保 持率變化對照圖。
4.2.2 離子濃度(Ion density)結果探討
從實驗數據得知，不論是 A type 亦或 B、C type 液晶盒，在高溫高溼 儲存 500 小時後的離子濃度與最初(0 小時)的數值有變大的趨勢，如圖 4.9 及圖 4.10 所示。其中的機制是因為離子會在液晶盒中隨著時間慢慢解離出 來，存在於液晶盒內，尤是經過長時間的高溫高溼儲存狀態下，水氣會透 過框膠及注入口處滲入到液晶盒內，影響其特性，因此離子濃度增加。
圖 4.9 液晶盒於最初(0 小時)和高溫高溼儲存 500 小時後的離子 濃度變化對照圖。
圖 4.10 液晶盒於最初(0 小時)和高溫高溼儲存 500 小時後離子濃
0hr 500hrs
B type 液晶盒
0hr 500hrs
C type 液晶盒
0hr 500hrs
4.2.3 穿透率(transmittance)結果探討
4.2.4 視角(view angle)結果探討
285 300
270 240 255
225
120 105
0hr
500hrs
圖 4.12 液晶盒 A type(預傾角 3~4 度)於最初(0 小時)和高溫高溼
285 300
270 240 255
225
120 105
0hr
500hrs
由以上視角圖之變化，可得知經由長時間高溫高溼儲存後，下視角(270
120 105
0hr
500hrs
4.3 高溫儲存探討
4.3.1 電壓保持率(Voltage Holding Ratio)結果探討
從實験數據得知，不論是 A type 亦或 B、C type 液晶盒，在高溫儲存 500 小時後的電壓保持率與最初(0 小時)的數值並無明顯的變化，如圖 4.15 所示。而其中的機制是因為解離出的離子在經過長時間的高溫儲存下，雖 然離子的游離率在高溫時比較活潑，但藉由此現象，也間接增加了正、負 離子的互相中和的機率，因此減少了離子所帶來對於供給電壓影響的可能 性，因此最終的電壓保持率幾乎不變。
圖 4.15 液晶盒於最初(0 小時)和高溫儲存 500 小時後的電壓保 持率變化對照圖。
4.3.2 離子濃度(Ion density)結果探討
從實驗數據得知，不論是 A type 亦或 B、C type 液晶盒，在高溫儲存 500 小時後的離子濃度與最初(0 小時)的數值有變大的趨勢，如圖 4.16 及 圖 4.17 所示。其中的機制是因為離子會在液晶盒中隨著時間慢慢解離出 來，存在於液晶盒內，尤是經過長時間的高溫儲存狀態下，離子解離機率 及運動會更頻繁，因此離子濃度增加。
圖 4.16 液晶盒於最初(0 小時)和高溫儲存 500 小時後的離子濃度 變化對照圖。
圖 4.17 液晶盒於最初(0 小時)和高溫儲存 500 小時後離子濃度
0hr 500hrs
B type 液晶盒
0hr 500hrs
C type 液晶盒
0hr 500hrs
4.3.3 穿透率(transmittance)結果探討
4.3.4 視角(view angle)結果探討
圖 4.19 液晶盒 A type(預傾角 3~4 度)於最初(0 小時)和高溫儲存
285 300
270 240 255
225
120 105
0hr
500hrs
由以上視角圖之變化，可得知經由長時間低溫儲存後，下視角(270 度)
120 105
0hr
500hrs
4.5 實驗結果總結
0hr 99.2 98.92 99.12 500hrs 98.86 97.25 99.15 ΔVHR 0.34 1.67 -0.03 ΔVHR(%) 0.34%0.34%0.34%0.34% 1.69%1.69%1.69%1.69% -0.03%-0.03%-0.03%-0.03%
0hr 247.8 203.6 304.7 500hrs 390.9 436.2 351.2 Δion 143.1 232.6 46.5 Δion(%) 57.75%57.75%57.75%57.75% 114.24%114.24%114.24%114.24% 15.26%15.26%15.26%15.26%
0hr 0.335 0.346 0.349 500hrs 0.331 0.327 0.333 ΔT 0.004 0.019 0.016 ΔT(%) 1.19%1.19%1.19%1.19% 5.49%5.49%5.49%5.49% 4.58%4.58%4.58%4.58%
0hr 76 73 73
500hrs 60 60 60
ΔV 16 13 13
ΔV(%) 21.05%21.05%21.05%21.05% 17.81%17.81%17.81%17.81% 17.81%17.81%17.81%17.81%
穿透率
所示)，因此要有大於 5 度變化才可視為有明顯影響，反之，則判定為影響 不大；電壓保持率的誤差範圍為正負 1%(上表ΔVHR 所示)；離子濃度的誤 差範圍為正負 30pc(上表Δion 所示)；而穿透率的誤差範圍則要根據其變 化率是否有 1%(上表ΔT(%)所示)的偏移。
A type 液晶盒配向膜為單一的可溶性的聚醯亞胺所組成，根據以上表 5.1 及表 5.2 資料整理後，可得知不論經過低溫儲存、高溫高溼儲存或是高 溫儲存，液晶盒內的離子濃度皆會明顯增加，進而也導致其穿透率變小及 視角變小。但對於電壓保持率的影響則是不明顯，除了高溫高溼儲存之外，
其中的機制是因為在高溫高溼的環境下，水氣容易經由框膠或是封口膠進 入內部，造成電壓保持率有明顯的影響。最後，高溫高溼的條件對於此液 晶盒的特性變化是這三個測試條件中最大的，亦代表在高溫高溼的環境 下，液晶顯示器的品質將相較於低溫或高溫下表現較差。
4.5.2 B type 液晶盒實驗結果
0hr 97.27 97.33 99.32 500hrs 97.08 94.89 99.28 ΔVHR 0.19 2.44 0.04 ΔVHR(%) 0.20%0.20%0.20%0.20% 2.51%2.51%2.51%2.51% 0.04%0.04%0.04%0.04%
0hr 596.4 739.7 140 500hrs 778.8 855.7 163.3
Δion 182.40 116.00 23.30 Δion(%) 30.58%30.58%30.58%30.58% 15.68%15.68%15.68%15.68% 16.64%16.64%16.64%16.64%
0hr 0.345 0.346 0.335 500hrs 0.332 0.333 0.329 ΔT 0.013 0.013 0.006 ΔT(%) 3.69%3.69%3.69%3.69% 3.64%3.64%3.64%3.64% 1.80%1.80%1.80%1.80%
0hr 66 65 62
500hrs 55 56 57
ΔV 11 9 5
ΔV(%) 16.67%16.67%16.67%16.67% 13.85%13.85%13.85%13.85% 8.06%8.06%8.06%8.06%
項目
不大；電壓保持率的誤差範圍為正負 1%(上表ΔVHR 所示)；離子濃度的誤 差範圍為正負 30pc(上表Δion 所示)；而穿透率的誤差範圍則要根據其變 化率是否有 1%(上表ΔT(%)所示)的偏移。
B type 液晶盒配向膜為不同比例的可溶性聚醯亞胺和聚亞醯胺酸所組 成，根據以上表 5.3 及表 5.4 資料整理後，可得知不論經過低溫儲存、高 溫高溼儲存或是高溫儲存，液晶盒內的離子濃度皆會明顯增加，進而也導 致其穿透率變小及視角變小，但經過高溫儲存後的視角變化並非有明顯的 波動，其中的機制應是此種型態的液晶盒在高溫狀態下，正負離子中和機 會比較多也比較快，至於視角的變化不明顯，則是因為此液晶盒的離子濃 度相對於低溫儲存及高溫高溼儲存的樣品來得小，並不足以有明顯影響，
因此反應在視角上的變化就不大。但對於電壓保持率的影響則是不明顯，
除了高溫高溼儲存之外，其中的機制是因為在高溫高溼的環境下，水氣容 易經由框膠或是封口膠進入內部，造成電壓保持率有明顯的影響。最後，
高溫高溼的條件對於此液晶盒的特性變化也是這三個測試條件中最大的，
亦代表在高溫高溼的環境下，液晶顯示器的品質將相較於低溫或高溫環境 下表現較差。
4.5.3 C type 液晶盒實驗結果
0hr 96.12 94.37 99.38 500hrs 97.65 93.01 99.38
ΔVHR -1.53 1.36 0
ΔVHR(%) -1.59%-1.59%-1.59%-1.59% 1.44%1.44%1.44%1.44% 0.00%0.00%0.00%0.00%
0hr 251.1 308.5 104.5 500hrs 340.6 549.6 171.7 Δion 89.50 241.10 67.20 Δion(%) 35.64%35.64%35.64%35.64% 78.15%78.15%78.15%78.15% 64.31%64.31%64.31%64.31%
0hr 0.336 0.335 0.338 500hrs 0.328 0.321 0.327 ΔT 0.008 0.014 0.011 ΔT(%) 2.48%2.48%2.48%2.48% 4.20%4.20%4.20%4.20% 3.25%3.25%3.25%3.25%
0hr 45 46 44
500hrs 48 47 48
ΔV -3 -1 -4
不大；電壓保持率的誤差範圍為正負 1%(上表ΔVHR 所示)；離子濃度的誤 差範圍為正負 30pc(上表Δion 所示)；而穿透率的誤差範圍則要根據其變 化率是否有 1%(上表ΔT(%)所示)的偏移。
C type 液晶盒配向膜也為不同比例的可溶性聚醯亞胺和聚亞醯胺酸所 組成，根據以上表 5.5 及表 5.6 資料整理後，可得知不論經過低溫儲存、
高溫高溼儲存或是高溫儲存，液晶盒內的離子濃度皆會明顯增加，進而也 導致其穿透率變小。至於視角的變化，在經過此三種測試條件下，表現並 不明顯，其中的機制應是此種液晶盒搭配的是高預傾角的配向膜所造成，
況且目前液晶盒內的離子濃度也並不足以影響其視角的改變。另外，對於 電壓保持率的影響則是不明顯，除了高溫高溼儲存之外，其中的機制是因 為在高溫高溼的環境下，水氣容易經由框膠或是封口膠進入內部，造成電 壓保持率有明顯的影響。最後，高溫高溼的條件對於此液晶盒的特性變化 也是這三個測試條件中最大的，亦代表在高溫高溼的環境下，液晶顯示器 的品質將相較於低溫或高溫環境下表現較差。
4.5.4 液晶盒預傾角變化
500hrs 3.3 4.1 4.2
ΔP 0.1 1.0 0.5
ΔP(%) 3.12%3.12%3.12%3.12% 32.26%32.26%32.26%32.26% 13.51%13.51%13.51%13.51%
液晶盒 B B B
測試條件 低溫儲存 高溫高溼儲存 高溫儲存
0hr 8.5 8 8.9
500hrs 9.1 8.8 9.0
ΔP 0.6 0.8 0.1
ΔP(%) 7.06%7.06%7.06%7.06% 10.00%10.00%10.00%10.00% 1.12%1.12%1.12%1.12%
液晶盒 C C C
測試條件 低溫儲存 高溫高溼儲存 高溫儲存
0hr 14.4 14.1 15.4
500hrs 15.8 15.6 17.1
ΔP 1.4 1.5 1.7
ΔP(%) 9.72%9.72%9.72%9.72% 10.64%10.64%10.64%10.64% 11.04%11.04%11.04%11.04%
項目
角變化仍在誤差範圍內，但液晶盒 C type 的預傾角變化，不論是經過低溫 預傾角
(d e g re e )
0hr 500hrs
圖 5.1 液晶盒 A type 預傾角變化對照圖。
0.00
預傾角(d e g re e )
0hr
預傾角(d e g re e )
0hr 500hrs
圖 5.2 液晶盒 B type 預傾角變化對照圖。
圖 5.3 液晶盒 C type 預傾角變化對照圖。
4.5.5 液晶盒的穿透率及視角模擬結果
圖 5.5 液晶盒的視角模擬結果。
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 90 180 270
Azimuth(φ)
Viewangle(θ)
預傾角3度 預傾角8度 預傾角13度
第五章第五章
第五章第五章、、、結論與未來展望、結論與未來展望結論與未來展望 結論與未來展望 5.1 結論
根據此實驗結果，總括而言，不論是在低溫儲存、高溫高溼儲存亦或 高溫儲存下，液晶盒內所量測到的離子濃度與其光學特性，穿透率及視角
根據此實驗結果，總括而言，不論是在低溫儲存、高溫高溼儲存亦或 高溫儲存下，液晶盒內所量測到的離子濃度與其光學特性，穿透率及視角