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研究生： 劉君豪
Chun-Hao Liu
論文名稱： 鐵電與反鐵電液晶添加劑於扭旋型液晶光電顯示元件響應時間之改進研究
ferroelectric and antiferroelecytric liquid crystal mixer in improvment research of TN LCD response time
指導教授： 吳心恆
Hsin-Heng Wu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 物理學系
Department of Physics
畢業學年度： 91
語文別： 中文
論文頁數： 57
中文關鍵詞： 響應時間
外文關鍵詞： response time
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    • 目前市面上最普遍的液晶顯示器(LCD)為TN型顯示器，這種液晶顯示器受限於驅動模式以及其所使用之向列型液晶材料的物性，造成一些顯示上的缺點。例如:視角小，對比度小，反應時間過長。本論文主要是針對900 TN型顯示器反應時間過長的缺點進行改進研究。主要是利用鐵電與反鐵電型液晶作為添加劑，混入TN型液晶顯示器所使用之向列型液晶材料中。鐵電與反鐵電型液晶其分子具有較強的自發分極，受電場作用時的反應非常快速，根據彈性連續體理論，液晶可視為一連續體，所以我們在向列型液晶中混入少量的鐵電或反鐵電型液晶材料，希望藉由鐵電與反鐵電液晶其受電場作用時反應快速之特性能夠牽動主體向列型液晶分子一起作快速的運動。另外，根據理論知道反應時間與液晶材料的彈性及黏性有關，所以也可以藉由添加鐵電或反鐵電型液晶材料到向列型液晶當中使液晶主體的黏性及彈性改變而造成反應時間上升或下降。最後實驗結果發現，鐵電或反鐵電型液晶添加劑可使以向列型液晶為主體的混合液晶其彈性及黏性發生改變，而且不同的混合比例所造成彈性及黏性增長的幅度也有所不同，所以反應時間因混合液晶之物性的改變而有所變化，藉由嘗試各種不同的混合比例我們可找出同時具有反應時間快速且驅動特性良好的混合液晶材料。

    The most popular Liquid Crystal Display (LCD) is TN LCD. Due to its nematic LCD characteristics as well as the driving mode, it still has some drawbacks: narrow viewing angle, low contrast ratio, and long response time for example.
    This thesis focuses on methods to improve the response time of a TN LCD.Ferro/Antiferro-type liquid crystals are mixed into nematic liquid crystals which is used in TN LCD. By varying different proportions, we can find optimum liquid crystal material which has nice properties of fast response time and nice driving characteristics.

    目錄 第一章 序論……………………………………………………………1 1-1 液晶的發現及其特性…………………………………………1 1-2 液晶種類……………………………………………………....1 1-3 液晶的雙折射性………………………………………………3 第二章 研究動機及原理………………………………………………9 2-1 研究動機………………………………………………………9 2-2 理論簡介…...…………………………...……………………10 2-3 強介電型液晶材料的特性…………………………………..14 第三章 實驗方法與實驗架構………………………………………..17 3-1 90o TN液晶穴備製…………………………………………..17 3-2 實驗流程……………………………………………….…….19 3-3 實驗架構………………………………………………….….19 第四章 實驗數據與分析……………………………………………..25 4-1 材料簡介……………………………………………………..25 4-2 E7及MJ991597液晶＋鐵電型(FLC)液晶添加劑………….26 4-3 MJ991597液晶＋鐵電型(FLC)液晶添加劑…………………30 4-4 MJ991597液晶＋反鐵電型液晶MHPOBC添加劑(純物質)….33 4-5 E7液晶＋反鐵電型液晶MHPOBC添加劑(純物質)…………40 第五章 結論…………………………………………………………..54 參考文獻………………………………………………………………..56 圖目錄 圖1.1 向列型液晶……………………………………………………..6 圖1.2 層列型液晶……………………………………………………..6 圖1.3 分子與層面傾斜一個角度的層列型液晶之分類……………..7 圖1.4 膽固醇液晶……………………………………………………..8 圖1.5 線偏振光通過液晶材料………………………………………..8 圖2.1 (a) 未加電場時的亮狀態………………………………….…15 (b) 加電場時產生暗狀態……………………………………15 圖2.2 液晶分子的形變……………………………………………….16 圖3.1 實驗的光學架構與儀器……………………………………….23 圖3.2 實驗量測上反應時間之定義………………………………….24 圖4.1 在厚度9μm的 900TN液晶穴（以未混入FLC添加劑的 E7液晶為例）所量測到的光學反躍情形..…………………45 圖4.2 (a) ~ (c) MHPOBC添加劑以各種比例混入MJ991597液晶主體 中所量得之電驅動圖形………………………………………..46 圖4.2 (d)-(e)不同比例的MHPOBC添加物混入MJ991597液晶後所 量得的電驅動曲線圖……………...…………………………...47 圖4.2 (f)-(g) 不同比例的MHPOBC添加物混入MJ991597液晶後所 量得的電驅動曲線圖…………………………………………48 圖4.3 混合液晶900 TN液晶穴之驅動電壓與MHPOBC添加比例之關係圖………………………………………………………………49 圖4.4未加電場之900 TN液晶穴其光強度穿透率與MHPOBC添加比例之關係圖………………………………………………………..49 圖4.5 (a) ~ (c)鐵電或反鐵電型液晶分子在電場作用下之驅動模式………………………………………………………………50 圖4.6 MHPOBC添加劑以6％之混合比例混入MJ991597液晶本體後 所量測到的光學反躍現象………….………………………….51 圖4.7 (a) ~ (c) 不同比例的MHPOBC添加物混入E7液晶後所量得 的電驅動曲線圖………………………………………………52 圖4.7 (d) ~ (f) 不同比例的MHPOBC添加物混入E7液晶後所量得 的電驅動曲線圖……………………………………………. ..53 表目錄 表4.1 E7及MJ991597液晶材料之各項物性參數…………………..26 表4.2 FLC液晶添加劑以各種比例混入E7液晶液晶本體當中 FLC添加物以各種比例混入MJ991597液晶本體中（9μm液穴） …………………………………………………………………27 表4.3 FLC添加物以各種比例混入MJ991597液晶本體中(9μm液晶穴)……………………………………………………………..29 表4.4 FLC添加物以各種比例混入MJ991597液晶本體中（4.8μm液 晶穴）……………………………………………………….….31 表4.5 將MHPOBC添加劑以不同比例混入MJ991597液晶後其900 TN 液晶穴所需之驅動電壓（4μm液晶穴）………………...…34 表4.6 MHPOBC添加劑以各種比例混入MJ991597液晶本體後所 量測到900 TN液晶穴之反應時間（4μm 液晶穴）…………39 表4.7 MHPOBC添加劑以不同混合比例混入E7液晶本體後其900TN液晶穴所需之驅動電壓(4μm液晶穴) ……….………………..40 表4.8 MHPOBC添加劑以各種比例混入E7液晶本體後 所量測到 的900 TN液晶穴反應時間（4μm 液晶穴）………………….43

    參考文獻
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