LCDMaster 2D

FDM(差分法)とFEM(有限要素法)の2つを用意しています。
簡易CAD機能がありますので、簡単に電極、誘電体、液晶形状を任意の多角形で定義できます。ただし、FDMでは多角形の辺は基板に平行または垂直に限られますが、FEMでは斜めにも対応できます。
また、自動メッシュ機能がありますので簡単にメッシュを生成できます。生成後、制御点をクリックすることによりメッシュの細かさを定義できます。(FEM)

配向計算

電圧を印加した際の液晶分子(ダイレクタ)の挙動を計算します。動解析では時間応答を求め、静解析では指定電圧における平衡状態を計算します。

動解析

立体的構造をもち,さまざまな電位を与えられた複数の電極によってつくられた2次元の電場のなかで液晶ダイレクタがどのような方向分布をもつかを計算表示します。
電極,絶縁膜の断面形状を指定できるので,TFTなど複雑な電極構成によってつくられる電場の影響を 精度よく解析することが可能です。
Wall,disclinationの発生位置を予測することが可能で開口率の最適化に有効です。

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静解析

与えられた電圧条件下での平衡状態を計算します。それぞれの電極には、固定電圧またはScan電圧、どちらかを設定できます。Scan電極は、開始および終了電圧をもちます。静解析の電圧ステップ数は、 計算条件で指定できます。

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FEMでは、高速Static計算ソルバーにより従来比50倍の計算が可能になり、短時間でV-Tカーブを生成できます。
(FDMにおいても、Ver.7.2から高速Static計算ソルバーに対応しています)

Flexoelectric効果

Flexoelectric効果はNematic相の配向状態にSplayやBend歪を与えると電気分極が誘起される現象をいい、LCD Masterでは、Flexo係数e1,e3を与えて計算を実行し、より現実に近い配向分布、応答速度を求めることができます。

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テンソルオーダーパラメータ

テンソルオーダーパラメータを使った、Microscopicな効果を盛り込んだシミュレーションです。nダイレクタの向きだけではなく、秩序(スカラーオーダーパラメータ)の時間変化、空間分布が明らかにされます。de GennesやBerremanの自由エネルギーのQテンソル展開とも異なる厳密な理論式による計算を可能にしています。

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マルチドメインセル計算

複数の領域を指定し、異なる初期配向条件(Pretilt、Twist)を指定できます。

配向計算結果表示(ダイレクタ、透過率、電位分布)

配向計算終了後に、計算結果を表示します。ダイレクタは各格子点におけるダイレクタの方向を棒様または釘様(向きを表わすため)に表現します。
透過率は、指定サンプルにおける透過率分布を表示します。
電位分布は、任意の電位間隔で等電位曲線(contour)を描きます。

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1Dファイル出力機能

2次元で計算したダイレクタ分布を1次元へ渡し、偏光板、位相差膜と組み合わせた光学計算を行うことができます。

静電容量計算

ダイレクタ分布を計算した後、任意の2つの電極間静電容量値を計算することができます。

Floating電極定義

金属電極(抵抗がゼロ:理想化された導電体)には、通常定電圧源が接続されその電位が定まります。
一方で、完全導体ではあるものの、どこにも接続されていないため電位が定まらない電極をFloating電極といいます。Black maskがクロムで実現されている場合、これをモデル化する時などに使用します。

Weak anchoring定義

上下の液晶境界面におけるアンカリング強度を、方位、極角方向に分けて指定することができます。

並列計算

コンピュータがMulti core CPUを搭載していれば自動的に配向計算が並列化され、その結果計算時間を劇的に短縮することができます。

Stableモード計算

動解析で配向計算を行ったダイレクタの状態を初期配向状態として、別条件を指定して再計算を行うことができます。

光学計算

データベースに登録された光学部材を多層膜定義し、その構造中を伝播する光を計算します。アルゴリズムとして多重干渉を考慮した4×4法と一回反射を考慮した2×2法の二つがあります。

Bulk中の透過率計算(垂直入射)

Bulk中の垂直入射光に対する透過率を4×4行列法または拡張Jones行列法で計算し、分布図としてグラフィック表示します。
また、保存された時間での透過率を基にT-Tグラフを表示することも可能です。

透過率・反射率計算 (2×2 or 4×4)

2次元計算では下図のような構造例でダイレクタの空間分布を時間発展的に計算します。求められたダイレクタ分布に対して、本オプションではセル中を下図の矢印のように光が通り抜ける場合を計算します。液晶以外の電極・誘電体層は等方材料かまたは完全吸収体どちらかを指定します。等方材料とした場合、それらの屈折率・吸収率は指定したLCD Masterのデータベースから取り出されます。電極・誘電体層以外の光学要素としては、必要に応じてセル最上部にBlack Maskを定義することもできます。さらに、セルの上下に基本システムで入力した偏光板・位相差板などを配置して計算することもできます。

このようにして定義された光学モデルに対して2×2または4×4のいずれかのアルゴリズムで光学計算を行います。観測地点をX軸方向にスキャンできますので、透過率のX軸方向分布を求めることができます。さらに各観測地点で方位、極角方向についてスキャンできますので、その地点における透過率の等透過率コンターをみることができます。さらには透過率のX軸方向に空間平均をとることができますので、空間平均の透過率コンターも見ることができます。
この計算はユーザが指定した時刻データについて独立に行えますので、例えばOFF時刻とON時刻の透過率の空間平均について、それら2つの比をとることにより、等コントラストコンターをみることもできます。

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ここで行う光学計算では液晶セルの外側に最大20枚の光学フィルムを定義できます。それらの光学フィルムの厚みは一定で、X軸方向全体に貼られているものとします。光はフィルム、ガラス基板を通りセルに入射します。セルを斜めに光が伝播していく場合には、そのパス上にある液晶ダイレクタを斜め方向に取り出し計算します。セルを通り抜けた光は上側のガラス基板、フィルムを通って観測地点に到達します。

Mueller matrix計算

部分偏光までカバーした偏光変換行列(Mueller matrix)を用いた計算手法を用意しました。これにより、以下の機能を実現できます。
・消偏光特性を発現する媒質の特性を考慮した計算
・入射偏光に部分偏光を指定
・OPTIPROで測定したデータの挿入
・OPTIPROで測定した光源の偏光データを入射偏光に指定

3DTV評価

観測位置に液晶パネルと同じように材料を積み上げ、観測位置における光学部品を指定することができます。
この光学部品を3D-TV用眼鏡とみたてて、眼鏡をかけた状態での液晶パネルの視角特性を予測できます。観測位置パネルは単独でファイルに保存できるので、液晶パネルが変わった時でも両者の関係をすぐに評価できます。観測位置パネルにはLCD Master 1Dで作成した構成(.layファイル)も利用できます。

光線追跡ソフトとの連動

SPEOS(フランスOPTIS社製)、LightTools(アメリカORA社製)など光線追跡ソフトウェアでバックライトユニットを計算した光線データを、光源データとして読み込みます。放射量(Radiometry)だけでなく測光量(Photometry)で輝度、コントラストを評価できるので、より現実に近い予測ができます。

Blue phase LCD解析

ポテンシャル方程式を数値的に解いて、電極に印加された電圧によって生じるブルーフェーズ液晶セル内の電場を計算します。次に、光学的応答特性または偏光伝播特性を計算します。光学特性では、カー効果によってブルーフェーズ液晶に誘起される複屈折性の近似解を求めます。偏光伝播特性は、2次元FDMプログラムと同じ方法で数値的に解いています。これらの結果はグラフを使って表示されます。
 ・差分法(FDM)を用いて2次元空間(液晶セルの断面方向)の数値解を解きます。
・透過率の分布などの光学特性をグラフィカルに表示します。
・コントラスト比などの視野角特性を、ビューイング・コーン表示によって簡単に評価できます。
・ブルーフェーズ液晶セルのモデリングは、ドラッグ・アンド・ドロップで簡単かつすばやく定義できます

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