LCDMaster 3D

3DCAD

3次元部品を組み合わせて立体構造を定義していきます。3次元部品は2次元図形に厚みを与え作成します.さらに斜面、内部のスリットを指定することもできます.またこれら3次元部品同士を重ね合わせ、より複雑な立体図形とすることもできます.GDS、DXF形式で作成された2次元図形を読み込み編集し、それらから3次元部品を形成することもできます.これらの処理はFEM、FDM共通ですのでシームレスな操作が実現できます。

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3Dダイレクタ配向計算(動解析、静解析)

FEMとFDMにそれぞれ時間応答解析と静解析専用ソルバーがあり、静解析ソルバーは平衡状態を従来手法と比較して10倍以上の速度で計算します。V-T特性などを短時間で求めることができ、最適化設計に大変有用です。境界条件としては、Neumann(自然)、Periodic(周期)、Mirror(鏡面:FEMのみ)、Wall(壁:FDMのみ)があります。

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静電容量計算

ダイレクタ、ポテンシャル計算後に各電極間の静電容量を計算し表示できます。複数サンプルでの計算でC-Vグラフを表示することもできます。

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Weak anchoring定義

ダイレクタ配向計算を行う際に、境界面のダイレクタの動きにくさをアンカリング強度として与えます。指定しない場合は強アンカリングとなり、境界面のダイレクタは初期配向に固定されます。

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PSA解析

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1Dファイル出力機能

3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。
ダイレクタ分布は特定領域のみを指定して渡すことができます。

Flexoelectric効果を考慮した配向計算

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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Qテンソル解析(FDMのみ)

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。
OCBモードやコレステリック液晶の相転移現象が再現可能になります。

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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。

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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。

Multi core CPUを使用した複数モデル並列計算

ご使用のコンピュータがMulti core CPUを搭載していれば、複数の入力ファイルを同時に計算することができます。
その結果計算時間を短縮することができます。

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3D光学計算 (透過率・反射率) 2×2 or 4×4

液晶セル内部の3次元部品それぞれに屈折率、吸収率を指定します.またガラス基板外側に偏光板、位相差膜を配置していきます。データベースも1D、2Dと共通ですので新たに入力する手間が省けます。
フィルム物性値が未知のものや、散乱や偏光解消が無視できないほど大きい材料を計算に取り込みたいときは、測定値を用います。シンテック製偏光解析装置OPTIPROは、被測定物の偏光特性をMueller matrixとして取り出すことができ、これを光学計算に組み入れることができます。
計算アルゴリズムとしては2×2、4×4が用意されており、両者とも並列計算をサポートしておりますので、複数のCoreをもつCPUの場合、その数に比例して計算時間は短くなります。

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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

光線追跡ソフトウェアデータ入力機能

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む機能です。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ます。

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画像評価

光学計算の結果を、人物や風景などに反映して評価します。数値や白黒の透過率画像で見るより、より感覚的に視覚特性を理解することができます。またDisplayのγ値を変えたときの見え方も計算することができます。R、G、Bそれぞれのカラーフィルターもここで指定できますので、色再現範囲についても検討することができます。NTSC、sRGBと比べて設計中のLCDがどの程度の色再現範囲をもっているかを知ることができます。
画像をシミュレータ用PCのモニターに表示するとき、できるだけ忠実な色で表示するために、現在使っているモニターの特性をICC Profileとして定義します。本システムはシミュレーション用モニターγ特性を考慮して、なるべく正確な色が表示できるよう内部で補正をおこないます。

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回路図エディタ、ネットリスト出力

回路図エディタでモデルの等価回路を作成し、解析した結果を取り込んで、SPICEネットリストを出力します。

回路シミュレータ(SPICE)との統合機能

UC Berkeley版SPICE3f5をソースコードレベルで完全に統合しました。液晶素子を含む回路計算を時間領域で行い、ノード電圧、電流値の時間変化を解析できます。さらに液晶素子の光学特性の時間変化まで計算できるので、実際の回路構成でLCDの光学特性まで一挙に解析できます。

液晶デバイスは他の回路素子と比較し桁違いにその動作速度が遅いため、時間刻み幅の調整に工夫が必要となります。あまり短い時間刻み幅だと計算時間がかかりますし、長いと収束性が悪くなります。本オプションでは収束性を保ちながら、高速に計算する工夫をしております。液晶モデルとしては、Prime-3DのCellモデルを使うことができますので、界面のアンカリング強度、配向膜を考慮した計算を回路シミュレータと一緒にできます.このように液晶デバイスシミュレータの機能向上がすぐに反映できることが本オプションの大きな特徴でもあります。液晶デバイス両端の電位差がSPICEから与えられると液晶ダイレクタ分布が変化し、その結果、液晶デバイスの静電容量値が変化します。この変化した容量値を使い次の回路計算を繰り返します。ユーザが指定した時刻に来たとき、そのときのダイレクタ分布情報を使い光学計算を実行します。また、電圧・電流の時間変化と一緒に透過率の時間変化も表示することができます。

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計算結果の動画表示

動解析の場合は時間、静解析のときは電圧による透過率等の変化を動画で表示できます。Prime-3Dのプログラム内部でアニメーションとして表示もできますが、AVI形式のファイルとしてExportし、Microsoft Media Playerなどで透過率およびダイレクタ変化の様子を見ることもができます。開発会議やプレゼンなどに有用です。実際のセルをあたかも顕微鏡で見るように透過率が変化している様子をシミュレータでみることができます。

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