高分子分散型胆固醇液晶相分

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1、高分子分散型膽固醇液晶相分離之研究StudiesofPhaseSeparationforaPolymer-DispersedCholestericLiquidCrystal班級:化材四甲學號:49640905姓名:林瑋傑摘要本論文研究主要研究高分子分散型膽固醇液晶中高分子與液晶相分離變化及其光電特性。我們藉由主劑及聚合物合成比例與曝光條件的調整，讓聚合物達成相分離。其中4um液晶層在56伏特電壓驅動下可得21.5%的反射率，10um液晶層在100伏特電壓驅動下可得20%的反射率。AbstractInthisthesi

2、s,westudythephoto-inducedphaseseparationbetweenliquidcrystalandpolymerandelectro-opticalpropertyapolymerdispersedcholestericliquidcrystal(PDCLC).BytuningpolymerconcentrationandUVexposureintensity,weachievedthemorphologyofgreen-and-blackinPDCLC.Further,thecharacter

3、isticsofdrivingvoltage,reflectivespectrum,grainsize,R-Vcurve,andresponsetimewereinvestigated.Weobtainedthereflectivityof21.5%and20%for4μmand10μmcellgapsamples,inwhichthedrivingvoltageswere56Vand100V,respectively.膽固醇型液晶介紹膽固醇型液晶具有如同層列性液晶般的層狀構造，但各層分子軸方向與鄰接分子軸方向有些微小的扭

4、轉偏向，液晶分子全體形成螺旋構造，其螺距大約和可見光波長相當。膽固醇型液晶是由多層向列型液晶堆積所形成，為nematic液晶的一種，也可以稱為旋光性的nematic液晶〈chiralnematic;n*〉，因分子具有非對稱碳中心，所以分子的排列呈螺旋平面狀的排列，面與面之間為互相平行，而分子在各個平面上為nematic。膽固醇型液晶的狀態大致分為三種:分別是Planartexture、Focalconictexture、和Homeotropictexture。高分子分佈技術PDLC(polymer-dispersedliq

5、uidcrystal)，通常使用高分子作為連續相，液晶液滴作為分散相所構成的系統。PDLC的製作共分成三種方法，包括：聚合導致相分離(PIPS,polymerization-inducedphaseseparation)、加熱導致相分離(TIPS,thermally-inducedphaseseparation)、以及溶劑蒸發導致相分離(SIPS,solvent-inducedphaseseparation)。此相分離(phaseseparation)技術，係利用調整系統中液晶與高分子之溶解度/互溶度，而達到製程前為一互溶

6、系統，製程後高分子/液晶分別聚集的現象。膽固醇液晶綠黑相分離研究研究方法:聚合引發相分離共分為兩種，一種為PIPS法，一種為加成聚合法。在聚合過程中，液晶分子的溶解度隨著聚合程度增加而減少，當溶解度小於某一臨界值時，即會產生相分離，將液晶分子以及聚合物分離出，這種相分離方法稱為PIPS法。本論文中主要是使用加成聚合法，將高分子單體加以聚合。而起始加成聚合的方式共分成三種:自由基(freeradical)聚合法、陽離子(cationic)聚合法與陰離子(anionic)聚合法，其中，自由基聚合法為最常被使用的方式。自由基(f

7、reeradical)聚合法自由基聚合法的聚合方式，首先是利用照光或加熱的方式，使光或熱起始劑分解或分離產生自由基，自由基與單體反應產生具有自由基的單體，藉由此具有自由基的單體與其他未反應的單體進行成長反應，而逐漸形成高分子長鏈，而終止反應方式則可分成再結合與不均化兩種，其中，聚合反應速率，可經由溫度或照光強度來調控。其聚合反應方程式，如表3-1所示。表3-1PDCLC光聚合反應方程式實驗步驟在主劑60%、賓劑40%綠黑相分離研究過程中，先使用cellgap10um導電ITO玻璃試片，將混合複合系液晶注入到試片中，並利用線

8、性偏極紫外光進行照射(曝光強度固定為0.9/mw＋衰減片50%、曝光波長固定為365nm紫外光，參照圖3-1所示在輸出波長365nm為最佳照光效率)，而引發聚合物相分離形成高分子包覆液晶球，最後再利用偏光顯微鏡鑑定出相分離後液晶球的顆粒大小。液晶試片製備主要是利用毛細現象的方法，首先將液晶材料放置在液晶