OCB顯示模式 (Pi-cell 響應模式)

OCB模式

若我們將液晶盒朝同向平行配向，並使之具一定傾角，後灌入向列形液晶，則可得splay狀態的排列，如圖1 (a)。通以電壓後，則轉至垂直基板的bend狀態，如圖1 (b)。

加入手性分子 (chiral)會導致液晶的旋轉，因而得到Pi-cell。Pi-cell[1]在原始文獻的定義，在表達液晶分子在上下基板表面的分子長軸指向變化為180度 (p)，有別於當時90度 (p/2)的twist nematic (TN)液晶盒。其狀態如圖1 (c)。

Pi-cell加上光學補償膜後，可用於顯示器技術，此技術稱為Optical Compensated Bend mode (OCB mode)，為市售響應時間最短的模式。

圖1 (a) splay狀態 (b) 通電壓後，呈bend狀態 (c) 在有加入手性分子時，呈180度扭轉

然而，從splay到bend是非對稱轉換，在加電壓從splay轉至bend時，無法同時使整個cell轉態，而會由"成核點"開始轉態，如圖2，成核點為隨機產生 (或玻璃基板的缺陷點)慢慢擴散至全部區域。而光電調控操作在bend，因此，從splay轉態至bend時間為數十秒 (區域)至數十分鐘 (全部)。

圖2 通電壓後，液晶從成核點處開始轉為bend態，由於液晶垂直基板，在垂直偏光片下呈黑色。黑色的部分將隨時間擴展，直到覆蓋整個基板。

有許多研究致力於解決成核效應，例如加更大的電場提高轉態速度、加入奈米粒子製造成核點[2]、利用高分子提高液晶的預傾角，使初始態為Bend[3]、摻雜手性分子使初始態為扭轉態[4]、在基板表面製造凸起物等等技術[5]。

同向平行與反向平行

若以反平行配向，切斷電壓後，中間層液晶在自然鬆弛時，上下基板錨定方向不同會導致上下層液晶的流向相反，因此在中間的液晶會受到反鬆弛方向的力矩，造成穿透率反轉的現象，且會拉長反應時間，此流動效應稱為背流效應 (Back flow)如圖3 (a)。

若以同向平行配向因流動方向一致，如前文提及的Pi-cell，則液晶傾倒較快，如圖3 (b)，因此縮短反應時間。且Pi-cell本身的排列擁有光學自補償效應，因此在橫向擁有較寬的可視角，如圖4。

圖3 (a) 反平行配向 (b) 平行配向

圖4

參考文獻

[1] P. J. Bos and K. R. Koehler-Beran, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 113, 329 (1984).

[2] S.-J. Hwang, Opt. Express 18(16), 16507 (2010)

[3] S.-F. F. Chen, IEEE 21(10), 636 (2009)

[4] T.-J. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 221103 (2008)

[5] J. B. Kim, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007)