四、 實驗結果與分析
4.1 低溫儲存探討
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 變化存在著成反比的關係，亦即是離子濃度升高，液晶盒的穿透率會變小，
視角也會變差，也代表著離子電荷效應會使得液晶盒內的穿透率及視角產 生變化。
離子濃度變化影響著整個液晶盒的光學特性，其中高溫高溼的環境下 的影響最為明顯，其中的機制就如同前面章節所提到的水氣的增加所造 成，因此應用在日常生活中，長時間在潮溼的環境下使用的液晶顯示器畫 面品質會愈來愈差。
不同比例的可溶性聚醯亞胺和聚亞醯胺酸(polyamic acid)配向膜組成 的液晶盒所表現出的光學特性，較由單一可溶性的聚醯亞胺(polyimide)配 向膜所組成的液晶盒來得好。
5.1 建議
由於液晶盒內離子濃度的增加原因很多，本研究就配向膜部份提出一 個歸納整理，往後在新的液晶顯示器設計時，可要求配向膜供應商提供的 材料選擇是由不同比例的可溶性聚醯亞胺和聚亞醯胺酸所組成的配向膜，
因為採用此種型態的配向膜所製作的液晶顯示器對於嚴苛的環境下的條件 比較能抗禦。
水氣的滲透對於液晶顯示器來說有很大的衝擊，避免水份進入液晶顯 示器的液晶盒內是一門重要的功課，因此封存上下玻璃基板的框膠材料選 擇就必須更謹慎小心，要選擇在硬化後的框膠材料要能很緊密的黏貼於液 晶盒內，同時此材料於製程中更不能產生太多的離子來影響液晶盒的特 性，至於此研究可規畫類似的方法來找到更好的材料。
參考文獻參考文獻 參考文獻參考文獻
[1] 紀國鐘，鄭晃忠，液晶顯示器技術手冊，初版，新竹，台灣電子材料
[1] 紀國鐘，鄭晃忠，液晶顯示器技術手冊，初版，新竹，台灣電子材料