跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.236.28.137) 您好!臺灣時間:2021/07/25 21:18
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:吳宗翰
研究生(外文):Tsung-HanWu
論文名稱:摻雜光敏偶氮染料的全光控膽固醇液晶顯示器
論文名稱(外文):Optically controllable liquid crystal display based on azo dye-doped cholesteric liquid crystals
指導教授:傅永貴
指導教授(外文):Andy Yong-Gui Fuh
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:物理學系碩博士班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:膽固醇液晶偶氮染料液晶顯示器
外文關鍵詞:cholesteric liquid crystalsazo dyesliquid crystal displays
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:146
  • 評分評分:
  • 下載下載:5
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文藉由在向列型液晶裡摻雜偶氮手性材料Q1-3c-S,完成一個全光控可重複切換亮暗態的液晶顯示元件,且該顯示元件不需外加電壓即可顯示寫入之資訊。此元件以布拉格反射在紅外光波段的平面結構做為亮態,而散射態的焦錐結構做為暗態,並可藉由紫光的照射時間控制其穿透度,即此元件具有灰階顯示的能力。而該顯示元件利用光切換亮暗態的原理如下,實驗中所使用之摻雜偶氮手性材料的膽固醇液晶螺距在照射兩種不同波長的光後可被增長或縮短,如此即可藉由拉長螺距使膽固醇液晶的焦錐結構的自由能升高而轉變成平面結構。另外,利用偶氮手性材料經光引致同分異構化的分子運動擾動對平面結構的擾亂,可達成從平面結構到焦錐結構的切換。
實驗中亦發現當紫光的照射時間過長時,將會導致偶氮手性材料的cis態分子數量過多,因而降低膽固醇液晶的秩序參數,使得做為亮態的平面結構的穿透度下降,但在停止照射紫光後,樣品會因cis態分子的自發性轉換為trans態分子(dark-relaxation)的過程而逐漸回升到原來的穿透度。再者,實驗中發現藉由在此液晶顯示元件的其中一面玻璃基板上作微弱的水平配向處理,可達到延長灰階顯示的穩定時間的目的。最後本論文亦完成一個可重複寫入並抹除資訊的全光控膽固醇液晶顯示元件。

In this study, we report an all optically switchable display device based on azo chiral(Q1-3c-S)-doped nematic liquid crystal. The bright and dark states of the display device are at planar texture and focal conic texture, respectively, and can be repeatedly switched between each other. Notably, the bright state is achieved using the Bragg reflection of the planar textures is selected in infrared region. Moreover, the grayscales can also be achieved by illuminating the cell with purple light for different irradiation duration. The mechanism for switching the device between bright and dark states is described as follows. Briefly, the pitch length of the used material can be elongated and shortened by illuminating with purple and green light, respectively. When the pitch length is elongated, the free energy focal conic texture will be enhanced and the focal conic texture will be switched to planar texture. Moreover, the switching of textures from planar to focal conic can be obtained optically resulting from the disturbance of photo-isomerized azo molecules.
It is also found that if the irradiation duration with purple light is too long, resulting in too much cis-isomers of the azo chiral material, the order parameter of the cholesteric liquid crystal is reduced so that the transmittance of the planar texture decreases. Yet, after blocking off the purple light from the sample, the transmission will recovers to the initial value. The cause can be understood since the cis-isomers will transfer to trans-isomers naturally, that is dark relaxation. About the demonstration of grayscales, the surface of treatment with weak anchoring (planar alignment) onto only one substrate of the LC device can be adopted to improve the stability of grayscales. Finally, we also demonstrate an all optically switchable display device that is optically addressable, erasable and rewritable.

摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
第一章 簡介 1
1.1 前言 1
1.2 液晶簡介 2
1.2.1 何謂液晶 3
1.2.2 液晶的分類 4
1.3 液晶物理 13
1.3.1 液晶的折射率異向性 13
1.3.2 連續彈性體理論 17
1.3.3 溫度對向列相液晶的影響 18
1.3.4 電場對絕緣的向列相液晶的影響 19
第二章 理論介紹 22
2.1 膽固醇液晶的四種結構 22
2.2 螺距長度與焦錐結構的穩定性(將焦錐結構切換至平面結構) 26
2.3 光引致之同分異構化反應 (Photo-isomerization) 28
2.4 等溫相變 (isothermal phase transition) 28
第三章 實驗準備與過程 30
3.1 樣品製作 30
3.1.1 材料介紹 30
3.1.2 樣品製程 33
3.2 實驗設置與方法 37
3.2.1 以光譜儀量測樣品穿透頻譜 37
3.2.2 以示波器紀錄樣品的穿透率對時間的連續變化 38
3.2.3 光寫入資訊的實驗架設 39
3.3 樣品微觀圖像觀察及結構分析儀器 40
3.3.1 偏光顯微鏡 (Polarizing Optical Microscope,簡稱POM) 40
3.3.2 偏光顯微鏡目測法判定膽固醇液晶結構 41
3.3.3 液晶盒厚度(cell gap)量測 42

第四章 結果與討論 46
4.1樣品在平面結構與焦錐結構之間重覆切換的穿透頻譜 46
4.1.1 平面結構的反射頻譜的紅移與藍移 47
4.1.2 利用波長532 nm的綠光將平面結構切換至焦錐結構 51
4.1.3 焦錐結構的穩定性 55
4.1.4 利用波長403 nm的紫光將焦錐結構切換至平面結構 56
4.1.5 平面結構的穩定性 57
4.2樣品在平面結構與焦錐結構之間重覆切換的動態穿透曲線 59
4.2.1樣品的可重覆切換性 60
4.2.2樣品的多穿透態(灰階調控) 62
4.2.3灰階的穩定性 63
4.2.4樣品在紫光二極體雷射的持續照射下產生的隨時間變化 65
4.2.5樣品在長螺距時的雙穩態的驗證 74
4.3 全光控液晶顯示元件 79

第五章 結論與未來展望 85
5.1結論 85
5.2未來展望 87
參考文獻 88

[1] Jun Geng, Chen Dong, Lipei Zhang, Zheng Ma, Lin Shi, Appl. Phys. Lett. 89, 081130 (2006).
[2] Quan Li, Lisa Green, Nithya Venkataraman, J. Am. Chem. Soc. 9. 129, 43 (2007).
[3] 松本正一, 角田市良液晶之基礎與運用(台北市,國立編譯館, 1996).
[4] 液晶應用技術研究會 編著, “最新液晶應用技術(建興出版社, 1997).
[5] 顧鴻壽 編著, “光電液晶平面顯示器-第二版(新文京開發出版社, 2004).
[6] B. Bahoadur, Liquid Crystals-Applications and Uses, World Scientific Press, Singapore (1990).
[7] D. Statman, E. Page, V. Werner and J. C. Lombardi, Phys. Rev. E 75, 021703 (2007).
[8] C.-R. Lee, T.-S. Mo, K.-T. Cheng, T.-L. Fu and Andy Y.-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 83, 4285 (2003).
[9] O. Francescangeli, S. Slussarenko and F. Simoni, Phys. Rev. Lett. 82, 1855 (1999).
[10] I. C. Khoo and S. T. Wu, “Optics and Nonlinear Optics of Liquid Crystals , World Scientific, Singapore, (1993).
[11] M. Marinelli and F. Mercuri, Phys. Rev. E, 61, 1616 (2000).
[12] F. Reintzer, Monatsh. Chem. 9, 421 (1888).
[13] Letter from F. Reintzer to O. Lehmann, reported by H. Keller, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 21, 1(1973).
[14] R. Hochgesand, H. J. Plach, and I. C. Sage, “Helical Twisting Power of Chiral Dopants in Nematic Liquid Crystals, technical report by E. Merck and BDH Chemicals Ltd. (1989).
[15] A. Yariv, “Optical Electronics in Modern Communications, Oxford University Press, New York, (1997).
[16] A. Yariv, “Quantum Electronics, Wiley, New York, (1988).
[17] H.-S. Kitzerrow, C. Bahr, Chirality in Liquid Crystals, Springer, New York (2001).
[18] S. Chandrasekhar, B. K. Sadashiva and K. A. Suresh, Pramana, 7, 471 (1997).
[19] 朱自強, 王仕璠, 蘇顯渝 編著, 現代光學教程, 四川大學出版社, 成都, (1990).
[20] Peter J. Collings and Michael Hird, “Introduction to Liquid Crystals Chemistry and Physics, Taylor & Francis Ltd, Hampshire (1997).
[21] R. Hochgesand, H. J. Plach, and I. C. Sage, “Helical Twisting Power of Chiral Dopants in Nematic Liquid Crystals, technical report by E. Merck and BDH Chemicals Ltd. (1989).
[22] P. G. de Gennes and J. Prost, “The Physics of Liquid Crystals, Oxford University Press, New York, (1993).
[23] M. Harah. Takezoe and A. Fukuda, Jpn. J. Appl. Phys. 25, 1756 (1985).
[24] L. M. Blinov and V. G. Chigrinov, “Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials, Springer-Verlag Publishing Co., New York (1994).
[25] T. V. Gastyan, B .Saad and M. M. Denariez-Roberge, J. Chem. Phys. 107,9139(1997).
[26] A. G. Chen, and D.J. Brady, Opt, Lett.17, 441 (1994).
[27] T. V. Gastyan, V.Dronyan and S. M. Arakelian, Phys. Lett.A, 217, 52(1996).
[28] Berreman D E, Phys. Rev. Lett. 28, 1683 (1972).
[29] K. H. Yang, J. Appl. Phys. 64, 4780 (1988).

連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 方鵬程 著,2010,《復興崗學報(97期)-美軍戰略性傳播的媒體運用分析:以2003年波斯灣戰爭為例》,臺北,國防大學政戰學院。
2. 方鵬程 著,2010,《復興崗學報(97期)-美軍戰略性傳播的媒體運用分析:以2003年波斯灣戰爭為例》,臺北,國防大學政戰學院。
3. 方鵬程 著,2010,《復興崗學報(97期)-美軍戰略性傳播的媒體運用分析:以2003年波斯灣戰爭為例》,臺北,國防大學政戰學院。
4. 方鵬程 著,2010,《復興崗學報(97期)-美軍戰略性傳播的媒體運用分析:以2003年波斯灣戰爭為例》,臺北,國防大學政戰學院。
5. 洪陸訓、郭雪真 合著,2007,《復興崗學報(89期)-中共心理戰的研發與戰備》,臺北,國防大學政戰學院。
6. 洪陸訓、郭雪真 合著,2007,《復興崗學報(89期)-中共心理戰的研發與戰備》,臺北,國防大學政戰學院。
7. 洪陸訓、郭雪真 合著,2007,《復興崗學報(89期)-中共心理戰的研發與戰備》,臺北,國防大學政戰學院。
8. 洪陸訓、郭雪真 合著,2007,《復興崗學報(89期)-中共心理戰的研發與戰備》,臺北,國防大學政戰學院。
9. 翁田山 著,2005,《企業職場專欄-活用品質知識(8):設計品質》,臺北,品質月刊(4月號)。
10. 翁田山 著,2005,《企業職場專欄-活用品質知識(8):設計品質》,臺北,品質月刊(4月號)。
11. 翁田山 著,2005,《企業職場專欄-活用品質知識(8):設計品質》,臺北,品質月刊(4月號)。
12. 翁田山 著,2005,《企業職場專欄-活用品質知識(8):設計品質》,臺北,品質月刊(4月號)。
13. 洪陸訓、洪松輝 合著,2003,《復興崗學報(78期)-軍事領導與軍事管理》,臺北,國防大學政戰學院。
14. 洪陸訓、洪松輝 合著,2003,《復興崗學報(78期)-軍事領導與軍事管理》,臺北,國防大學政戰學院。
15. 洪陸訓、洪松輝 合著,2003,《復興崗學報(78期)-軍事領導與軍事管理》,臺北,國防大學政戰學院。