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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃文賢
研究生(外文):Huang Wen-Hsian
論文名稱:添加碳奈米管之高分子聚合物穩定型液晶元件的光電特性
論文名稱(外文):Electro-Optical Properties of Polymer-Stabilized Liquid Crystals Doped with Carbon Nanotubes
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:碳奈管高分子液晶.
外文關鍵詞:liquid crystalspolymercarbon nanotubes
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高分子聚合物穩定型液晶為近年來廣為探討的液晶元件之一,其主要原理是以聚合物網絡來穩定液晶分子之結構,使液晶塊材內部發生侷域並增加邊界錨定,進而達到改善光電顯示品質之目的。
在本論文中,為了達到一般顯示器低交流驅動電壓的要求,我們參考文獻所提的組成比例,在液晶中添加少量高分子以降低液晶元件的反應時間,而該微量添加物不會使驅動電壓變得太高。實驗結果顯示高分子穩定型液晶具有下述特性:一、其鬆弛時間較短,約為純液晶的1/3;二、高頻操作下的驅動電壓大於低頻時的驅動電壓;三、鬆弛時間會因交流電頻率而改變;四、在元件中加入碳奈米管可以有效降低驅動電壓及鬆弛時間。
Polymer-stabilized liquid crystal (PSLC) has been extensively studied in recent years. Primarily, the formed polymer branches can stabilize the structure of the liquid-crystal molecules, confining the local domains inside the bulk and increasing the boundary anchoring, thereby improving the electro-optical display performance.
To reduce the response time whereas keep the ac driving voltage to be reasonably low, we have consulted the relevant literature for an optimum concentration of prepolymer to LC. Experimental results show that the PSLC investigated in this study possesses the following characteristics:
1. The relaxation time is ca. 1/3 of that of a pristine liquid crystal.
2. The driving voltage with high frequency is greater than that with low frequency.
3. The relaxation time varies with the frequency of ac driving voltage.
4. Carbon nanotubes as a dopant can reduce the driving voltage and relaxation time effectively.
中文摘要………………………………………………………….. i
英文文摘要……………………………………………………….. ii
致謝……………………………………………………………….. iii
表索引…………………………………………………………….. vi
圖索引…………………………………………………………….. vii
第一章 緒論……………………………………………………… 1
1.1 高分子穩定型液晶簡介……………………………. 2
1.2 碳奈米管簡介………………………………………. 4
1.3 液晶相關參數………………………………………. 6
1.4 液晶/高分子系統分類……..………………………. 7
1.5 聚合物穩定型液晶中的高分子網絡………………. 8
1.6 論文結構……………………………………………. 10
第二章 理論…………………………………………….………... 11
2.1 高分子穩定IPS模態的光電特性…………………. 11
2.2 水平排列之高分子穩定型液晶光電特性…………. 13
2.3 高分子穩定型液晶之複折射率與穿透光強之關係 15
第三章 實驗裝備及樣品製備…………………………………… 17
3.1 材料特性……………………………………………. 17
3.2 元件製作過程………………………………………. 18
3.3 實驗系統與裝置………….………………………… 19
3.3.1 實驗系統裝置……….……………………........ 20
3.3.2 實驗架構....………….……………………........ 20
第四章 實驗結果與討論………………………………………… 21
4.1 光電特性與電壓的關係……………………………. 21
4.2 穿透光強與頻率的關係……………………………. 24
4.3 瞬態時變光電特性…………………………………. 25
4.4 PSLC理論模擬…………………………………….. 27
4.5 2.7 �慆厚液晶盒之光電特性量測………………… 28
第五章 結論與未來展望………………………………………… 30
參考文獻…………………………………………………………32

表1.4.1 常見高分子型液晶比較…………………….35
表3.1.1 E7之四種混合液晶.….………………………36
表3.1.2 E7液晶之特性……………………………37
表3.1.3 RM-257之特性……………………………… 38
表3.1.4 DAROCUR-1173之特性……………………39
表4.1.1 各樣品之閾值電壓與驅動電壓總………40
表4.3.1 高分子穩定型液晶樣品在各外加交流電頻率作用下移除電壓後所需的恢復時間總表………41
表4.5.1 2.7 um厚之液晶盒之光電特…………42
圖1.2.1 單層碳奈管的三種結構…………………43
圖1.3.1 閾值電壓與操作電壓定義…………………44
圖1.4.1 不吸收紫外光與吸收紫外光的液晶盒中高分子分佈情形………………………45
圖2.1.1 IPS模態示意圖…………………………46
圖2.2.1 水平排列PSLC示意圖…………………………47
圖2.3.1 5.7 um厚液晶盒的相位延遲示意圖……48
圖3.3.1 實驗架構圖…………………………49
圖4.1.1 樣品A1之外加電壓與穿透光強關係圖…… 50
圖4.1.2 樣品B1之外加電壓與穿透光強關係圖…… 50
圖4.1.3 樣品A3之外加電壓與穿透光強關係圖………51
圖4.1.4 樣品B3之外加電壓與穿透光強關係圖………51
圖4.1.5 樣品A1-V之外加電壓與穿透光強關係圖……52
圖4.1.6 樣品B1-V之外加電壓與穿透光強關係圖……53
圖4.1.7 樣品A1及B1外加1 kHz交流電壓與穿透光強關係圖...53
圖4.1.8 樣品A3及B3外加1 kHz交流電壓與穿透光強關係圖…………53
圖4.1.9 樣品A1-V及B1-V外加1 kHz交流電壓與穿透光強關係圖……54
圖4.1.10 樣品A1及B1外加100 kHz交流電壓與穿透光強關係圖………54
圖4.1.11 樣品A3及B3外加100 kHz交流電壓與穿透光強關係圖……55
圖4.1.12 樣品A1-V及B1-V外加100 kHz交流電壓與穿透光強關係…55
圖4.1.13 樣品A1、A3及A1-V 1k Hz下電壓與穿透光強關係圖..........56
圖4.1.14 樣品B1、B3及B1-V 1k Hz下電壓與穿透光強關係圖..........56
圖4.1.15 樣品A1、A3及A1-V 1k Hz下電壓與電容關係圖……57
圖4.1.16 樣品B1、B3及B1-V 1k Hz下電壓與電容關係圖……57
圖4.2.1 樣品A1 在頻率遞增與遞減下穿透光強變化的比較圖....58
圖4.2.2 樣品B1在頻率遞增與遞減下穿透光強變化的比較圖......58
圖4.2.3 樣品A3在頻率遞增與遞減下穿透光強變化的比較圖......59
圖4.2.4 樣品B3在頻率遞增與遞減下穿透光強變化的比較圖......59
圖4.2.5 樣品A1-V在頻率遞增與遞減下穿透光強變化的比較………60
圖4.2.6 樣品B1-V在頻率遞增與遞減下穿透光強變化的比較圖……60
圖4.2.7 樣品A1與B1在頻率遞減下穿透光強變化的比較圖…......61
圖4.2.8 樣品A3與B3在頻率遞減下穿透光強變化的比較圖........61
圖4.2.9 樣品A1-V與B1-V在頻率遞減下穿透光強變化的比........62
圖4.2.1 樣品A1、A3與A1-V在頻率遞減下穿透光強變化的比較圖…62
圖4.3.1 恢復時間定義圖…………63
圖4.3.2 樣品A1在各頻率作用下恢復時間圖……64
圖4.3.3 樣品B1在各頻率作用下恢復時間圖……64
圖4.3.4 樣品A3在各頻率作用下恢復時間圖…..65
圖4.3.5 樣品B3在各頻率作用下恢復時間圖…..65
圖4.3.6 樣品A1-V在各頻率作用下恢復時間圖…66
圖4.3.7 樣品B1-V在各頻率作用下恢復時間….66
圖4.3.8 樣品A1與B1在60 Hz交流電作用下的恢復時間圖…67
圖4.3.9 樣品A3與B3在60 Hz交流電作用下的恢復時間圖…67
圖4.3.10 樣品A1-V與B1-V在60 Hz交流電作用下的恢復時間圖...68
圖4.3.11 樣品A1、A3與A1-V在60 Hz交流電作用下的恢復時間圖…68
圖4.4.1 DIMOS模擬數據(固定K33 pN)與實驗數據之比較………69
圖4.1.2 DIMOS模擬數據(固定K11 pN)與實驗數據之比較………70
圖4.5.1 2.7 um厚之液晶盒穿透光強與電壓之關係圖………71
圖4.5.2 2.7 um厚之液晶盒穿透光強與頻率之關係圖………71
圖4.5.3 2.7 um厚之液晶盒在100Hz頻率10Vrms開關後的作用下光穿透變化圖………………72
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