臺灣博碩士論文加值系統

本論文探討摻雜silica奈米粒子及高分子聚合物對於液晶盒預傾角的影響。經由實驗發現，在摻雜silica奈米粒子的液晶盒中，在外加高壓後，奈米粒子silica會往基板兩側移動並形成網狀結構，使液晶的預傾角增加，但增加的角度上升有限；在摻雜silica奈米粒子及高分子聚合物的液晶盒中，經由外加交流高壓並照射紫外光後，液晶盒可調控的最大預傾角接近90度。

This paper discusses the influences of silica nanoparticles and polymers on the pretilt angle of liquid crystal (LC) cell. After AC high voltage (ACHV) treatment ,the doped silica nanoparticles move to and accumulate on the substrate surfaces, raising to the pretilt angle of LCs. However, the raised pretilt angle is limited. Simultaneously doped silica nanoparticles and polymers is found effective in raising the pretilt angle of LCs. After ACHV treatment following UV irradiation, the LCs can be almost vertically-aligned.

目錄

摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 液晶簡介 2
1-3液晶分類 3
1-4液晶光學特性 6
1-5液晶介電特性 9
1-6秩序參數 10
第二章 理論 11
2-1液晶的彈性連續體理論 11
2-2相位延遲效應 12
2-3預傾角量測原理 13
2-4調控預傾角方法 19
2-4.1斜向蒸鍍法 19
2-4.2光配向法 20
2-4.3混合配向膜 20
2-4.4雙層配向膜 21
2-4.5離子束調控法 22
2-5半穿反液晶顯示原理簡介 23
2-6介電泳動簡介 25
第三章 實驗製作及量測 27
3-1樣品製作流程 27
3-2材料參數 30
3-3液晶光電量測 32
3-3.1厚度量測系統 32
3-3.2光電量測系統 34
3-3.3穿透式半穿反液晶盒量測架設 36
3-3.4反射式半穿反液晶盒量測架設 37
3-3.5預傾角量測系統 38
第四章 實驗結果與討論 40
4-1摻雜silica奈米粒子液晶盒之光電特性 41
4-1.1不同厚度液晶盒之預傾角調製 42
4-1.2外加電壓之振幅與時間對預傾角之影響 43
4-1.3不同silica奈米粒子濃度對液晶盒預傾角之影響 44
4-2摻雜高分子聚合物液晶盒之光電特性 47
4-3同時摻雜高分子聚合物及silica奈米粒子液晶盒之光電特性 50
4-4製作摻雜高分子聚合物及silica奈米粒子之半穿反液晶盒 56
第五章 結論 59
參考文獻 60

圖目錄

圖1-1 液晶相與溫度變化示意圖。 2
圖1-2 熱致型液晶分類圖。 3
圖1-3 向列型液晶。 4
圖1-4 膽固醇型液晶。 5
圖1-5 層列型液晶(a)層列型液晶A (b)層列型液晶C。 6
圖1-6 單光軸材料之折射率橢圓。(a)光學正性 (b) 光學負性。 7
圖1-7 入射光與液晶導軸關係圖。(a) 入射光與導軸垂直 (b) 入射光與導軸平行 (c) 入射光與導軸夾 θ 角。 8
圖1-8 (a)Δε＞ 0與 (b)Δε＜ 0的液晶在外加電場下之轉動方向示意圖。 9
圖1-9 液晶分子方向與導軸夾角示意圖。 10
圖2-1 液晶導軸形變示意圖。 11
圖2-2 液晶相位延遲示意圖。 12
圖2-3 預傾角量測原理示意圖。 14
圖2-4 e-ray行進方向與液晶分子夾角示意圖。 15
圖2-5 不同入射角度下液晶盒之穿透率與相位延遲示意圖。 18
圖2-6 斜向蒸鍍法示意圖。 19
圖2-7 線性偏振紫外光斜向入射配向層示意圖。 20
圖2-8 混合配向膜預傾角量測圖。 21
圖2-9 雙層配向膜預傾角調控製作示意圖。 21
圖2-10 離子束調控預傾角示意圖。 22
圖2-11 半穿反顯示器示意圖。 23
圖2-12 介電泳動示意圖。 25
圖3-1 (a)ITO玻璃蝕刻圖形 (b)雷射蝕刻ITO痕跡。 27
圖3-2 高分子聚合物RM257分子結構圖。 31
圖3-3液晶盒干涉條纹示意圖。 32
圖3-4光電特性量測架設圖。 34
圖3-5 (a)外加脈波(b)液晶盒響應時間波形定義圖。 35
圖3-6穿透式液晶盒量測架設圖。 36
圖3-7反射式液晶盒量測架設圖。 37
圖3-8液晶盒預傾角量測架設圖。 38
圖3-9 預傾角量測圖形 (a)低預傾角 (b)中預傾角。 39
圖4-1 奈米粒子附著之基板表面。 41
圖4-2 摻雜不同silica奈米粒子濃度下，液晶盒穿透率對外加電壓量測圖。 44
圖4-3 不同silica濃度下液晶盒預傾角量測圖 45
圖4-4 不同silica濃度下液晶盒響應時間量測圖。 45
圖4-5 (a) 切割電極液晶盒示意圖 46
圖4-5 (b) 切割電極之液晶盒穿透率曲線量測圖。 46
圖4-6 高分子聚合物RM257聚合後之玻璃基板表面。 47
圖4-7 不同高分子濃度下液晶盒預傾角量測圖。 48
圖4-8 不同高分子濃度下液晶盒響應時間量測圖。 49
圖4-9 奈米粒子及高分子聚合物聚合在基板表面之光學顯微鏡圖。 50
圖4-10高分子濃度0.5 wt%及不同濃度silica 摻雜下，液晶盒之穿透率對外加電壓曲線圖。 51
圖4-11高分子濃度0.5 wt%及不同濃度silica 摻雜下，液晶盒之預傾角量測圖 52
圖4-12網狀結構之偏光顯微鏡圖 (a) 同時摻雜高分子及silica 奈米粒子; (b) 摻雜silica 奈米粒子。 53
圖4-13高分子濃度0.7 wt%及不同濃度silica 摻雜下，液晶盒之穿透率對外加電壓曲線圖。 54
圖4-14高分子濃度0.7 wt%及不同濃度silica 摻雜下，液晶盒之預傾角量測圖。 54
圖4-15 (a) 0.5 wt% RM257- 0.9wt% silica (b) 0.7 wt% RM257- 0.9wt% silica液晶盒之偏光顯微鏡。 55
圖4-16 半穿反液晶盒之ACHV-UV處理示意圖。 56
圖4-17 半穿反液晶盒在ACHV-UV處理前、後之穿透率曲線。 57
圖4-18 不同電壓下之半穿反液晶盒照片。 58
圖4-19 半穿反液晶盒之穿透區及反射區之光電曲線圖。 58

表目錄

表3-1 液晶參數表。 30
表3-2 silica奈米粒子R812參數表。 31
表4-1 液晶盒厚度與預傾角關係表。 42
表4-2 外加電壓之振幅與時間對預傾角之關係表。 43

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