博碩士論文 104256013 詳細資訊




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姓名 陳依雯(I-Wen Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 利用二色性染料彩色化及液晶最佳化提升光學色飽度及低耗能特性之研究
(Enhancement of optical chromatic saturation and low energy consumption by colorization of dichroic dyes and liquid crystal optimization)
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摘要(中) 本論文的目的在於研究一種新的不需偏振片之液晶模態,並應用於智 慧型窗戶,利用摻雜二色性染料於液晶之技術,成功地開發出超越黑、白 色顯示,使其介質達到彩色化顯示效果之軟性光電開關,此技術結合了聚 合物網絡的光散射作用和染料分子的光吸收作用。 利用摻雜二色性染料(Dichroic Dye)搭配液晶聚合物網絡(Polymer Network liquid crystal)技術,成功的找出最佳化之材料搭配組合,此技術可 省去偏光片及彩色濾光片,可大幅降低製作成本。透過聚合物網絡技術之 光散色作用搭配二色性染料的吸收作用,成功的降低將驅動電壓及提升色 飽和度,大大的改善軟性光電開關之缺點。
摘要(英) Smart glass is a glass whose light transmission properties are altered when voltage, light or heat is applied. When installed in the envelope of buildings, smart glass creates climate adaptive buildings shell, with the ability to save energy of heating, air-conditioning or the lighting. And avoid the cost of installing and maintaining motorized light screens or curtains. The new technology is made of no polarizer and no color filters in the liquid crystal mode, which combines the scattering color of the polymer network liquid crystal (PNLC) and the absorption light of the dye molecules, and the changing brightness and darkness control by electric field of the ITO layer with electric devices.
關鍵字(中) ★ 染料 關鍵字(英) ★ Dye
論文目次 目錄      
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1研究背景………………………………………………………… 1
1.2研究動機 ………………………………………………………… 3
1.3研究目的………………………………………………………… 4
1.4研究貢獻………………………………………………………… 5
1.5論文架構………………………….…………………………….. 6
第二章 研究內容與方法 8
2.1 PNLC工作原理 8
2.2理論探討 13
2.2.1二色性染料 13
2.2.2二色性染料分子的共軛及其光學效應 14
2.3色域圖 16
第三章 液晶原理及文獻回顧 19
3.1液晶原理 20
3.1.1液晶的分類 20
3.1.2液晶彈性連續體介紹 22
3.1.3液晶之物性 24
3.2液晶光學與介電特性 25
3.2.1液晶之光學特性 27
3.2.2液晶之介電特性 29
3.2.3液晶摻雜染料之介電特性 33
3.3液晶相位調制器之簡介 34
第四章 實驗方法與量測 37
4.1液晶盒樣品製作 37
4.2量測儀器 41
4.2.1光學量測系統 41
4.2.2色座標量測系統 42
4.2.3偏光顯微鏡 42
4.2.4紫外光&可見光吸收光譜儀 43
第五章 結果與討論 45
5.1光聚合時不同反應單體濃度之效應 45
5.1.1偏光顯微鏡下觀察樣品之形態 45
5.2 改變液晶盒厚度之效應 48
5.2.1偏光顯微鏡下觀察樣品之形態 48
5.3 不同液晶盒厚度之PNLC的電光特性 51
5.4 摻雜染料對PNLC性質之影響 56
5.4.1 PNLC摻雜染料之光譜圖 57
5.5摻雜不同濃度二色性染料之PNLC的電光特性 59
5.6摻雜不同濃度二色性染料之色飽度研究…………………….66
第六章 結論與未來展望 69
6.1 結論 69
6.2 未來展望 71
參考文獻 72
附錄一 76
附錄二 83








圖目錄
圖1. PNLC的形成機制 8
圖2. PNLC的工作原理 9
圖3. PNLC的操作機制 10
圖4. 液晶盒的基本結構 11
圖5. Gust Host-LCD的表示原理 12
圖6. 二色性染料之二色向性 14
圖7. 顏色匹配函數 17
圖8. CIE1931色座標 17
圖9. 四種熱致型長條狀液晶分子排列方式 22
圖10. 液晶的三種形變 23
圖11. 液晶分子的入射光 24
圖12. 向列型液晶分子重要異方向性關係示意圖和常數 26
圖13. 折射率橢球 29
圖14. 單光軸介質之折射率橢圓示意圖 29
圖15. 液晶於電場中扭轉示意圖 32
圖16. 液晶於電場中排列方式 32
圖17. 液晶之介電異方性 33
圖18. 液晶相位調製器示意圖 34
圖19. 平行配向液晶盒結構示意圖 34
圖20. 液晶聚合物網絡結構示意圖 35
圖21. 形變液晶聚合物網絡結構示意圖 36
圖22. PNLC樣品製作流程 40
圖23. 施加電壓後PNLC在液晶盒中的變化 40
圖24. 光學量測系統LCD-5200 42
圖25. CA-210色座標量測系統 42
圖26. 偏光顯微鏡 43
圖27. UV-Vis光譜儀 44
圖28. PNLC的形成機制 45
圖29. 光聚合前與光聚合後PNLC之POM圖 46
圖30. 光聚合前與光聚合後PNLC之POM圖 47
圖31. 光聚合前與光聚合後PNLC之POM圖 49
圖32. 光聚合前與光聚合後PNLC之POM圖 50
圖33. 液晶盒厚度在10um下之電光特性 52
圖34. 不同液晶盒厚度下之電光特性 52
圖35. 不同液晶盒厚度VS.反應單體濃度5%之反應時間 54
圖36. 不同液晶盒厚度VS.反應單體濃度10%之反應時間 55
圖37. PNLC摻雜染料吸收光譜圖 57
圖38. 光聚合反應前PNLC摻雜染料穿透光譜圖 58
圖39. 光聚合反應後PNLC摻雜染料穿透光譜圖 58
圖40. 不同濃度綠色染料下之電光特性 59
圖41. 不同濃度紅色染料下之電光特性 60
圖42. 不同濃度藍色染料下之電光特性 61
圖43. 不同濃度黃色染料下之電光特性 61
圖44. 照光時間 VS. 1%二色性染料之反應時間 63
圖45. 照光時間 VS. 3%二色性染料之反應時間 63
圖46. DDPNLC最佳化條件下三層疊加之電光特性 64
圖47. DDPNLC多層之色座標圖 65
圖48. 色座標分佈圖 67










表目錄
表1. 液晶MLC-2132之物理參數表 38
表2. 儀器列表 41
表3. 不同液晶盒厚度下之對比值 53
表4. 不同濃度綠色染料下之對比值 60
表5. 不同濃度紅色染料下之對比值 60
表6. 不同濃度藍色染料下之對比值 61
表7. 不同濃度黃色染料下之對比值 62
表8. 不同顏色染料與濃度之對比值 62
表9. DDPNLC最佳化條件下三層疊加之對比值. 64
表10. PNLC VS.二色性染料多層疊加之對比值 65
表11. PNLC色座標圖 68
表12. PNLC摻雜二色性染料多層之色座標圖 68



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指導教授 張榮森(Long-Seng Chang) 審核日期 2017-12-28
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