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系統識別號 U0026-0208201310201100
論文名稱(中文) 光引致膽固醇反射頻譜增寬之研究
論文名稱(英文) Study of photo-induced reflection-band broadening of Cholesteric Liquid Crystal
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 物理學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Physics
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生(中文) 張家銘
研究生(英文) Chia-Ming Chang
學號 L26001040
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 101頁
口試委員 指導教授-傅永貴
口試委員-朱淑君
口試委員-林宗賢
中文關鍵字 膽固醇液晶  螺距  反射頻寬 
英文關鍵字 cholesteric liquid crystals  pitch  reflection bandwidth 
學科別分類
中文摘要 具有偶氮苯環結構的旋性物質Ql-3c-S,在照射紫外光後,會由棒狀的trans態轉變為同分異構物的彎曲狀cis態,兩種狀態對向列型液晶的Helical twisting power(簡稱HTP)不同,cis態的HTP比trans態的HTP值小,所以摻雜Ql-3c-S的膽固醇液晶樣品在照射紫外光時,螺距(pitch)會變大。由於受到遮蔽效應,隨樣品深度不同會有不同紫外光的強度,所以在照射紫外光時,不同樣品深度的cis 態濃度變化會不同,導致照光面上螺距會比未照光面螺距大,導致螺距會有類似梯度變化的效果。
我們利用光啟始劑Irgacure 651 使高分子RM257在紫外光下聚合的特性。將光啟始劑Irgacure 651、高分子RM257依據本實驗最佳比例混合於摻雜Ql-3c-S的膽固醇液晶,照射紫外光後,利用聚合的高分子網狀結構穩固其螺距變化,因此所製成的Polymer-stabilized Cholesteric Texture(簡稱PSCT),會有類似螺距成梯度變化的效果,亦即膽固醇液晶反射頻譜增寬的現象產生。
本論文中為了產生較大的反射頻寬,分別改變了Ql-3c-S及高分子等的濃度,並改變外在因素如溫度、照射時間和液晶盒厚度等,觀察上述參數造成反射頻譜的大小變化。而利用最佳參數所製成PSCT的最大反射頻寬可高達約275 nm。
英文摘要 Ql-3c-S is an azo chiral material. If we irradiate a cholesteric liquid crystals doped with Ql-3c-S with UV light, the rod-like trans-isomers will be switched to the bend-shaped cis-isomers. Since the HTP (Helical Twisting Power) of trans-isomers differs from that of cis-isomers, the pitch length of azo chiral-doped cholesteric liquid crystals increases with the UV light irradiating on. Also, the pitch length at the front side of sample facing the UV light is longer than that in the rear side. As a result, the there forms a gradient-like pitch distribution, and the reflection band of a planar sample becomes broadened.
In this study, we add a photo-initiator Irgacure 651 and a monomer RM 257 in a Ql-3c-S doped cholesteric sample and irradiate it with UV light. The formed polymer network structure will stabilize the sample, forming a polymer-stabilized cholesteric texture (PSCT) sample with a broad–band reflection spectrum.
In order to maximize the reflection spectrum, we performed experiments with the sample having different concentrations of Ql-3c-S and Monomer. Moreover, we changed various sample fabrication parameters such as the temperature, curing time, cell gap. Using the optimizing condition, we can fabricate a planar PSCT having a reflection bandwidth of approximate 275 nm.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
第二章 液晶材料簡介 4
§2.1 液晶的發現 4
§2.2 何謂液晶? 4
§2.3 液晶分類 5
§2.4 液晶物理 18
§2.4.1 連續彈性體理論 18
§2.4.2 電場對Nematics液晶的光電現象 20
§2.4.3 Fréedericksz Transition 21
§2.4.4 液晶的光學特性 22
§2.4.5 溫度對液晶折射率影響 26
第三章 實驗相關理論 27
§3.1 影響膽固醇螺距大小的因素 27
§3.1.1 對掌性分子(chiral dopant) 27
§3.1.2 溫度 28
§3.1.3 壓力 28
§3.1.4 磁場 28
§3.1.5 電場 29
§3.2 光引致同分異構化反應 (Photo-isomerization) 31
§3.3 梯度變化與反射頻寬 33
§3.4 溝槽理論 34
§3.5 聚合反應過程 35
第四章 實驗準備與過程 38
§4.1 材料介紹 38
§4.1.1向列型液晶 E7 38
§4.1.2偶氮苯環旋性物質 Ql-3c-S 39
§4.1.3旋性物質S-1011(= ZLI-4571) 41
§4.1.4 Monomer RM257 & Photoinitiator Irgacure 651 42
§4.2 儀器架設及量測方式 45
§4.3 樣品製作 47
§4.3.1 Polymer-stabilized Cholesteric Texture (PSCT)製程 47
§4.3.2 SEM樣品製程 51
§4.4 實驗原理 54
第五章 實驗結果討論與分析 57
§5.1 改變Ql-3c-S濃度比例 58
§5.2 改變光起始劑Irgacure 651濃度比例 60
§5.3 改變高分子Monomer濃度比例 66
§5.4 特定濃度比例 72
§5.4.1 動態分析圖 73
§5.4.2 光強度(Curing intensity) 83
§5.4.3 溫度(Curing Temperature) 85
§5.4.4 聚合時間(Curing time) 87
§5.4.5 液晶盒厚度(Cell gap) 90
§5.4.6 反射頻譜與穿透頻譜(Reflection and Transmission Spectra) 92
§5.5 結論 93
第六章 總結與展望 96
§6.1 總結 96
§6.2 展望 97
參考文獻 99
參考文獻 [1] 傅永貴教授,上課講義,「液晶材料及顯示技術」 (1995)
[2] Timothy J. White, Alexander S. Freer, Nelson V. Tabiryan, and Timothy J. Bunning, J. Appl. Phys. 107, 073110(2010)
[3] Ahoadur, ”Liquid Crystals-Applications and Uses”, World Scientific Press, Singapore(1990).
[4] B. Bahoadur, ”Liquid Crystals-Applications and Uses”, World Scientific Press, Singapore(1990).
[5] Peter J. Collings and Michael Hird, ”Introduction to Liquid Crystals Chemistry and Physics”, Taylor & Francis Ltd, Hampshire (1997).
[6] 松本正一, 角田示良, 劉瑞祥 譯, ” 液晶之基礎與應用 ”, 國立編譯館出本(1996).
[7] P. G de Gennes and J. Prost,”The Physics of Liquid Crystals”, 2nd ed., Clarendon Press,Oxford(1993).
[8] 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)
[9] 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)
[10] 苗村 省平 著,陳建銘 譯,”液晶顯示器技術入門”, 全華圖書 (2005)
[11] I. C. Khoo and S. T. Wu, ”Optics and Nonlinear of Liquid Crystals”, World Scientific, Singapore,(1993)

[12] A. Yariv,”Optical Electronics in Modern Communications”, Oxford University Press, New York,(1997)
[13] A.Yariv,”Quantum Elecronics”, Wiley, New York,(1988)
[14] H. S Kitzerrow, C. Bahr, ”Chirality in Liquid Crystals”, Springer, New York,(2001)
[15] S. Chandrasekhar, B. K. Sadashiva and K. A. Suresh, Pramana , 7, 471(1997)
[16] 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).
[17] Pochi Yeh et al,”Optical of Liquid Crystal Display”, John Wiley & Sons lnc.(2006)
[18] R. Hochgesand, H. J. Plach, and I. C. Sage,”Helical Twisting Power of Chiral Dopant in Nematic Liquid Crystals”, technical report by E. Merck and BDH Chemicals Ltd.(1989)
[19] I. Janossy and A. D. Lloyd, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 203, 74(1991)
[20] O. S. Selawry, H. S. Selawry and J.F.Holland, Mol. Cryst. 1, 495 (1986).
[21] 林靜蘭,碩士論文,「利用聚合物混和液晶薄膜製作溫度感應器」,國立成功大學物理研究所(1994)
[22] R. B. Meyer, Appl. Phys. Lett., 12, 281(1968)
[23] R. B. Meyer ,Appl. Phys. Lett. 12, 281(1968)
[24] H. Hervel, W. Urbach, and F. Rondelez, J. Chem. Phys, 68, 2725 (1978)

[25] T. V. Gastyan, B .Saad and M. M. Denariez-Roberge, J.Chem. Phys. 107, 9139(1997).
[26] Quan Li, Lisa Green, Nithya Venkataraman, J. Am. Chem. Soc. 9 VOL. 129, NO. 43(2007).
[27] Berreman D. W., phys. Rev. Lett. 28, 1683(1972)
[28] K. H. Yang, J. Appl. Phys. 64, 4780(1998).
[29] Paul S. Drzaic, ”Liquid crystal dispersions”, World Scientific Singapore(1995)
[30] 陳怡欣, 碩士論文, 國立成功大學(2007)
[31] Y. –K. Fung, Ph D thesis, Kent state University(1994)
[32] Ciba Specialty Chemicals Inc. Ciba® IRGACURE® 651( 2001)
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