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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:高迦翔
研究生(外文):Jia-Shiang Gau
論文名稱:含奈米雜質之水平排列液晶元件的光電特性
論文名稱(外文):Electro-Optical Properties of Homogeneous Liquid-Crystal Cells Dopedwith Nanosolids
指導教授:李偉李偉引用關係
指導教授(外文):Wei Lee
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:應用物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:液晶碳奈管
外文關鍵詞:carbon nanotubesliquid crystal
相關次數:
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摘 要
本論文旨在研究摻雜碳奈米固體(碳60或碳奈管)的水平排列液晶盒在直流或交流電壓下的光電特性,以了解在相關系統中離子電荷效應對樣品性能所產生之影響。研究中發現在外加直流電壓作用下,180°水平排列液晶盒中摻雜奈米級碳材會影響其離子電荷效應行為,且摻雜極微量的碳奈管能有效地降低液晶盒的閾值電壓;而在0°水平排列液晶盒中,我們發現碳奈管的添加並不會降低液晶盒的閾值電壓。

另外,在外加交流電壓下,離子效應並不明顯;相較於直流電壓,180°水平排列液晶盒之閾值電壓均有降低,且0°水平排列液晶盒之閾值電壓也有大幅度明顯變小;但不論是180°或0°液晶盒,三種液晶樣品(E7、E7/C60、E7/CNT)之閾值電壓所差無幾。
Abstract
This thesis focuses on electro-optical effects in homogeneous cells of pristine and nanosolid(C60 or Carbon nanotubes)-doped nematic liquid crystal in the presence of dc or ac voltage. The purpose is to observe the hysteresis characteristics that manifests the charge-retention effect in homogeneous liquid-crystal cells. Experimental evidence indicates that a nanoscale carbon dopant can affect the behavior of an antiparallel-aligned liquid crystal cells in terms of ion-charge effects and that doping with nanotubes can effectively reduce the dc threshold voltage. On the other hand, parallel-aligned liquid-crystal cells do not posses a lower dc threshold voltage by doping carbon nanotubes.

Under the application of an ac voltage, all cells exhibit unobserved ion-charge effect. In comparison with those operated by dc voltage, the threshold voltage of antiparallel-aligned cells is apparently lower and the threshold voltage of parallel-aligned cells is even more greatly lowered. The difference between threshold values of doped and undoped cells is small.
目 錄
中文摘要…..……..……..……..……..……..……..……..……..…………….. i
英文摘要…..……..……..……..……..……..……..……..……..…………….. ii
致謝…………………………………………………………………………………………iii
表索引…..……..……..……..……..……..……..……..…….………..………viii
圖索引…..……..……..……..……..……..……..……..……..…….…………… ix
第一章 緒論…..……..……..……..……..……..……..……..……... 1
1.1 前言…..……..……..……..……..……..……..……… 1
1.2 碳奈米固體簡介…..……..……..……..……..……… 3
1.2.1 碳60………..……..……..……..……..…….. 3
1.2.2 碳奈管…..……..……..……..……..………… 3
第二章 液晶的物性及光電特性…..……..……..……..……..……. 6
2.1 介電異方性…..……..……..……..……..……..…….. 6
2.2 閾值電壓…..……..……..……..……..……..…….…. 7
2.2.1 液晶盒閾值電壓…..……..……..……..……. 7
2.3 反應時間…..……..……..……..……..……..……...... 11
2.4 離子電荷效應原理…..……..……..……..……….…. 14
2.5 電容值計算…..……..……..……..……..……..…….. 15
第三章 樣品製作、系統整合與實驗裝置…..……..……..………. 16
3.1 樣品製作…..……..……..……..……..……..…….…. 16
3.2 系統整合與實驗裝置…..……..……..……..……….. 17
3.2.1 直流電壓對穿透光強與電容之量測…..…... 17
3.2.2 穿透光強對交流電壓與頻率之量測…..…... 18
第四章 實驗結果與討論…..……..……..……..……..……..……… 20
4.1 直流電壓對穿透光強與微電容之關係…..……..….. 21
4.1.1 180°與0°排列之穿透光強與電壓關係…..…. 21
4.1.2 180°與0°排列之電容與電壓的關係…..……. 24
4.2 液晶之時變特性…..……..……..……..……..……..... 25
4.2.1 180°與0°排列之時變光學特性…..……..…... 25
4.2.2 180°與0°排列之時變電容特性…..……..…... 26
4.3 瞬態時變光學量測…..……..……..……..……..……. 28
4.4 穿透光強對交流電壓與頻率之關係…..……..……... 29
第五章 結論與未來展望…..……..……..……..……..……..…….... 31
參考文獻…..……..……..……..……..……..……..……..……..…….. 33


表 索 引
表一 E7液晶之特性…..……..……..……..……..……..……..……. 36
表二 E7之四種混合液晶…..……..……..……..……..……..……... 37
表三 碳60特性表…..……..……..……..……..……..……..……..... 38
表四 碳奈管特性表…..……..……..……..……..……..……..…….. 39
表五 180°水平排列之不同液晶樣品開啟與關閉的瞬態時間表…. 40
表六 0°水平排列之不同液晶樣品開啟與關閉的瞬態時間表…..... 41








圖 索 引
圖1.1 單層碳奈管的三種結構…..……..……..……..……..……..... 42
圖2.1 閾值電壓與操作電壓定義圖…..……..……..……..……..… 43
圖2.2 液晶軸向座標示意圖…..……..……..……..……..……...….. 44
圖2.3 離子電荷受電場作用示意圖…..……..……..……..………... 45
圖3.1 水平排列液晶樣品示意圖…..……..……..……..……..……. 46
圖3.2 液晶盒規格…..……..……..……..……..……...………..…… 47
圖3.3 直流電壓實驗架構圖…..………..……..……..……..……..... 48
圖3.4 交流電壓實驗架構圖…..……..……….……..……..……..... 49
圖4.1 180°水平排列之不同液晶樣品光穿透度與電壓曲線圖…... 50
圖4.2 180°水平排列之不同液晶樣品之光穿透度遲滯曲線圖…... 51
圖4.3 0°水平排列之不同液晶樣品光穿透度與電壓曲線圖…..…. 52
圖4.4 0°水平排列之不同液晶樣品之光穿透度遲滯曲線圖…..…. 53
圖4.5 0°水平排列之純液晶(E7)在不同秒數之光穿透度遲滯曲線圖…..…. 54
圖4.6 0°水平排列之液晶樣品(E7/CNT)在不同秒數之光穿透度遲滯曲線圖…... 54
圖4.7 180°水平排列之不同液晶樣品電容與電壓曲線圖…...…… 55
圖4.8 180°水平排列之不同液晶樣品之電容遲滯曲線量圖……... 55
圖4.9 0°水平排列之不同液晶樣品電容與電壓曲線圖…..…….... 56
圖4.10 0°水平排列之不同液晶樣品之電容遲滯曲線量圖…..….. 56
圖4.11 0°水平排列之純液晶(E7)在不同秒數之電容遲滯曲線 57
圖4.12 0°水平排列之液晶樣品(E7/CNT)在不同秒數點之電容遲滯曲線圖….. 57
圖4.13 180°水平排列之不同液晶樣品在8 V外加直流偏壓下的光穿透度在20分鐘內的曲線變化圖…..……..……..…........................................… 58
圖4.14 0°水平排列之不同液晶樣品在8 V外加直流偏壓下的光穿透度在20分鐘內的曲線變化圖…..………..…….............................................……. 58
圖4.15 180°水平排列之不同液晶樣品在8 V外加直流偏壓下的容值在20分鐘內的曲線變化圖………………………….........................................… 59
圖4.16 0°水平排列之不同液晶樣品在8 V外加直流偏壓下的電容值在20分鐘內的曲線變化圖…..……..……..……… …………………………………………………….… 59
圖4.17 180°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V開啟時的瞬時光穿透度定義圖… 60
圖4.18 180°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V關閉時的瞬時光穿透度定義圖…... 60
圖4.19 180°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V開啟的瞬時光穿透度量測圖…..… 61
圖4.20 180°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V關閉的瞬時光穿透度量測圖…..... 61
圖4.21 0°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V開啟時的瞬時光穿透度定義圖…..... 62
圖4.22 0°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V關閉時的瞬時光穿透度定義圖….... 62
圖4.23 0°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V開啟的瞬時光穿透度量測圖…. 63
圖4.24 0°水平排列液晶樣品在直流偏壓6 V關閉的瞬時光穿透度量測圖….….... 63
圖4.25 180°水平排列之樣品A在不同頻率的光穿透度遲滯曲線 …… 64
圖4.26 180°水平排列之樣品B在不同頻率的光穿透度遲滯曲線 ………………… 65
圖4.27 180°水平排列之樣品C在不同頻率的光穿透度遲滯曲線……….... 66
圖4.28 0°水平排列之樣品A在不同頻率的光穿透度遲滯曲線圖 67
圖4.29 0°水平排列之樣品B在不同頻率的光穿透度遲滯曲線圖 68
圖4.30 0°水平排列之樣品C在不同頻率的光穿透度遲滯曲線圖 69
參考文獻
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