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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:辜哲浩
研究生(外文):Gu,Zhe-Hao
論文名稱:快速響應網狀高分子聚合物液晶盒之行為研究
論文名稱(外文):Studies of Fast Response Time Polymer Network Liquid Crystal Cells
指導教授:黃啟炎黃啟炎引用關係
指導教授(外文):Huang, Chi-Yen
口試委員:黃素真許家榮黃啟炎
口試委員(外文):Hwang, Shug-JuneSheu, Chia-RongHuang, Chi-Yen
口試日期:2017-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:物理學系
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:2017
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:液晶快速響應穿透率網狀高分子聚合物
外文關鍵詞:liquid crystalfast response timeTransmittancepolymer network
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本論文探討改良網狀聚合物液晶盒光電特性的方式。經由實驗發現,曝光強度,曝光溫度和聚合物單體、液晶和光起始劑間的混合比例都會顯著的影響網狀聚合物液晶盒的光電特性。研究發現,較高的RM257比例、較低的曝光溫度,較高的曝光強度和與RM257比例匹配的光起始劑比例都可以造成較小的聚合物結構,進而降低液晶盒的光散射和縮短液晶盒的鬆弛時間,但會提高液晶盒的操作電壓。藉由最佳化上述的參數,我們得以製造出同時具有極短的鬆弛時間(~0.2毫秒),與傳統液晶盒接近的光散射(~20%)的網狀聚合物液晶盒,缺點是操作電壓偏高(~140伏特)。
In this thesis, the ways to improve the photoelectric characteristics of polymer network liquid crystal (PNLC) cells are investigated. Accord-ing the obtained experimental results, UV curing intensity, curing tem-perature and the mixing ratio among the monomer, the liquid crystal (LC) and the photoinititor significantly affect the photoelectric properties of the PNLC cells. The tiny polymer structure can be obtained with the high amount of monomer RM257, the low curing temperature, and moderate amount of photoinitiator. The obtained tiny polymer structure effective decreases the response time and also suppresses the light scattering of the PNLC cell. However, the tiny polymer structure also unavoidably increases the operation voltage of the PNLC cell. By optimizing the aforementioned parameters, the scattering free PNLC cell with micro-domains polymer structure can achieve a fast response time of ~ 0.2 ms, but with a high operation voltage of ~ 140 V.
第一章 緒論 1
1-1 前言、動機、研究方式與論文架構 1
1-1-1 前言 1
1-1-2 研究動機 3
1-1-3 研究方法 3
1-1-4 論文架構 4
1-2 液晶簡介 4
1-2-1 何謂液晶 4
1-2-2 液晶分類 5
1-3 液晶的物理性質 8
1-3-1 液晶的折射率異向性 8
1-3-2 液晶的介電異向性 11
1-3-3 連續彈性體特性 12
1-4 網狀聚合物液晶簡介 13
1-4-1 高分子物質/聚合物的簡介和種類 13
1-4-2 聚合反應的種類和簡介 14
1-4-3網狀聚合物液晶簡介和優缺 14
第二章 理論 16
2-1 網狀聚合物液晶理論 16
2-2 改良網狀聚合物液晶的方式 16
2-2-1 使用高黏度的液晶材料 16
2-2-2 在低溫環境下進行聚合反應 16
2-3 以時間-相位曲線反推網狀聚合物的域大小和網狀聚合物液晶的響應時間 17
2-4 利用鎖相放大器量測液晶盒相位差原理 18
2-4-1 鎖相放大器原理 18
2-4-2 利用鎖相放大器量測液晶盒相位差原理 21
第三章 實驗量測與方法 24
3-1液晶混合物之調配 24
3-1-1 液晶參數 24
3-1-2 高分子聚合物單體 : 雙丙烯酸酯(RM257)介紹 24
3-1-3 光起始劑 : Irgacure 651介紹 25
3-1-4 液晶混合物之調配 25
3-2 實驗樣品製作 26
3-3 量測系統架設 26
3-3-1 光電量測系統 26
3-3-2 光散射量測系統 28
3-3-3 相位延遲量測系統 28
3-3-4 掃描式電子顯微鏡拍攝 29
第四章 實驗結果和討論 31
4-1 概論 31
4-2液晶層厚度為15微米的樣品 32
4-2-1 曝光時間對樣品光電特性的影響 33
4-2-2 曝光光強對樣品光電特性的影響 36
4-2-3 曝光溫度對樣品光電特性的影響 37
4-3 液晶層厚度為5微米的樣品 38
4-3-1 曝光溫度對樣品光電特性的影響 39
4-3-2 光起始劑濃度對樣品光電特性的影響 42
4-3-3使用鎖相放大器量測相位 45
4-4上下基板所形成的網狀聚合物比較 48
4-5液晶層厚度對樣品的影響 49
第五章 結論 52
引用文獻 54
1 O. Matoba, T. J. Naughton, Y. Frauel, N. Bertaux, and B. Javidi, Optical Society of America 41 (29), 6187 (2002).
2 P. Clemente, V. Duran, E. Tajahuerce, P. Andres, V. Climent, and J. Lancis, Opt Lett 38 (14), 2524 (2013).
3 G. D. Love, Applied Optice 36 (7), 8 (1997).
4 S. Quirin, D. S. Peterka, and R. Yuste, Opt Express 21 (13), 16007 (2013).
5 Q. Guo, X. Zhao, H. Zhao, and V. G. Chigrinov, Opt Lett 40 (10), 2413 (2015).
6 J. L. West, G. Zhang, A. Glushchenko, and Y. Reznikov, Applied Physics Letters 86 (3), 031111 (2005).
7 Y. Chen, J. Yan, J. Sun, S. T. Wu, X. Liang, S.H. Liu, P. J. Hsieh, K. L. Cheng, and J. W. Shiu, Applied Physics Letters 99 (20), 201105 (2011).
8 D. E. Lucchetta, R. Karapinar, A. Manni, and F. Simoni, Journal of Applied Physics 91 (9), 6060 (2002).
9 Y. H. Fan, Y. H. Lin, H. Ren, S. Gauza, and S. T. Wu, Applied Physics Letters 84 (8), 1233 (2004).
10 J. Sun and S. T. Wu, Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 52 (3), 183 (2014).
11 J. Sun, H. Xianyu, Y. Chen, and S. T. Wu, Applied Physics Letters 99 (2), 021106 (2011).
12 R. A. M. Hikmet and H. M. J. Boots, Physical Review E 51 (6), 5824 (1995).
13 J. Sun, S. T. Wu, and Y. Haseba, Applied Physics Letters 104 (2), 023305 (2014).
14 C. Y. Chien, C. J. Hsu, Y. W. Chen, S. H. Tseng, and C. R. Sheu, Opt Express 24 (7), 7534 (2016).
15 S. T. Wu and C. S. Wu, Physical Review A 42 (4), 2219 (1990).
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