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博碩士論文 etd-0618113-131825 詳細資訊
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論文名稱
Title
無偏振依賴與快速反應之藍相液晶微透鏡陣列
Fast response and polarization independence microlens arrays with blue phase liquid crystals
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
63
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-06-25
繳交日期
Date of Submission
2013-07-18
關鍵字
Keywords
液晶、藍相、無偏振依賴性、克爾效應、微透鏡陣列
microlens arrays, Kerr effect, polarization independence, liquid crystal, blue phase
統計
Statistics
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中文摘要
本論文提出了一種簡單的方法來製作藍相液晶微透鏡陣列。首先我們在ITO導電玻璃上製作一個凹透鏡聚合物微透鏡陣列並在聚合物上方邊緣放置3.5μm的spacer,之後把調配好的膽固醇液晶滴在上方並拿另一片ITO導電玻璃對組。此藍相液晶微透鏡陣列不需要任何配向,因此使整個製作過程變得更加簡單,也降低了製作成本。
從實驗結果發現,藍相液晶微透鏡陣列不僅可利用外加電壓控制焦距也能利用外加電場作為正負透鏡之轉換,並且反應時間快速,可達到幾百微秒等級。也因為光學各方同向性之特性具有良好的無偏振依賴效果,所以聚焦效果不會受入射光偏振的影響。
Abstract
This work proposes a simple method of fabricating microlens arrays with BPLC material. We first make a concave polymer microlens arrays on the ITO glass and is assembled empty cell with other one ITO glass, the cell gap was separated using 3.5 μm-thick plastic spacers. The chiral LC mixture is injected into empty cell to form BPLC microlens arrays.
The experimental results showed that the microlens arrays have been fast switched positive and negative focal lengths via controlled the electric fields, and the response time can be up to a few hundred microseconds. Additionally, the focusing efficiency is not affected by the polarization of incident light. By using this method, the BPLC material can be applied in the microlens array device without giving the molecular alignment layer, and therefore it simplifies the fabrication process, and its optically isotropic property also enhances the qualities of polarization independence and fast response.
目次 Table of Contents
摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 vii
第一章 液晶簡介 1
1-1前言 1
1-2 液晶簡介 2
1-2.1 液晶的起源 2
1-2.2何謂液晶 3
1-3液晶分類 4
1-4 液晶物理 12
1-4.1 液晶的折射率異向性( birefringence, Δn ) 12
1-4.2 液晶的介電異向性( dielectric anisotropic, Δε ) 15
1-4.3 液晶的彈性連續體理論 17
1-4.4 秩序參數( order parameter , S ) 18
第二章 實驗相關理論 20
2-1藍相液晶(Blue phase liquid crystal, BPLC) 20
2-1.1 藍相液晶的旋光性 20
2-1.2 藍相液晶的雙扭轉柱體結構與堆疊 21
2-1.3 藍相液晶的晶格缺陷 22
2-1.4 藍相液晶的布拉格反射(Bragg Reflection)與光學均向性(OpticalIsotropic) 24
2-2 藍相液晶的基本理論 24
2-2.1 藍相液晶的自由能理論 24
2-2.2藍相液晶在電場中的相變 25
2-2.3 藍相液晶的克爾效應( Kerr effect ) 26
2-3 GRIN lens 簡介與推導 28
2-3.1 GRIN lens 簡介 28
2-3.2 GRIN lens 種類 29
2-3.3 GRIN lens 理論推導 30
第三章 樣品製作與測量 37
3-1 樣品製作 37
3-1.1 材料介紹 37
3-1.2 光罩製作 37
3-2樣品製作流程 38
3-3樣品量測與實驗儀器架設 40
3-3.1找尋藍相液晶溫溫寬 40
3-3.2焦距與偏振依賴性之量測實驗架設 40
3-3.3反應時間量測實驗架設 42
第四章 實驗結果與討論 43
4-1樣品成像原理 43
4-1.1 NOA81凹透鏡製成原理 43
4-1.2 透鏡成像原理 45
4-2 透鏡成像 46
4-3 透鏡焦距量測 48
4-4量測藍相液晶透鏡的偏振依賴性與反應時間 50
結論 52
參考資料 53
參考文獻 References
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