利用圖案化玻璃基板降低高分子聚合物分散型液晶的驅動電壓

Abstract

在我們現在的生活中，液晶材料已廣泛地被應用在許多方面上，但由於傳統使用的水平或垂直配向液晶仍然需要配備偏光片，這使得背光源的使用效率降低。為了克服此問題，高分子聚合物分散型液晶這種由液晶和高分子聚合物單體所組成的材料應運而生。因其特殊的光電特性，高分子聚合物分散型液晶不需要使用到偏光片。但為人詬病的是高分子聚合物分散型液晶的操作電壓較一般液晶高。高分子聚合物分散型液晶的操作電壓會較高是因其液晶分子被高分子聚合物單體所包覆，而形成一顆顆的液晶微滴，在此微滴中液晶分子與高分子聚合物單體的介面間有表面錨定力而造成液晶分子不易因電場的施予而轉動。故降低高分子聚合物分散型液晶的操作電壓是我們首要的課題。 在本論文裡，我們希望藉由微影技術設計出不同地圖案化玻璃基板使高分子聚合物分散型液晶的液晶微滴能在圖案化玻璃基板上排列整齊並且更均勻，進而能降低高分子聚合物分散型液晶的操作電壓。因光學顯微鏡的解析度不夠觀察高分子聚合物分散型液晶的液晶微滴排列情形與是否均勻，故需利用電子顯微鏡來做觀察。但是因為電子顯微鏡是電子束去掃描表面結構來拍攝，因此須將做好的高分子聚合物分散型液晶元件拆開，在拆開的過程中會碰到高分子聚合物分散型液晶膜被破壞的情形所以我們利用全氟十二烷基三氯矽烷來當作脫膜劑幫助將高分子聚合物分散型液晶膜脫落。最後在此實驗中，我們成功地將週期10um，air duty cycle 85%的圖案化玻璃基板高分子聚合物分散型液晶的閥值電壓下降11%與飽和電壓下降2.5%。比較掃描式電子顯微鏡的拍攝結果，推論在ridge上無微滴時，會使液晶微滴在ridge與trench的邊界處產生較大的液晶微滴，並且排列整齊，而根據高分子聚合物分散型液晶的理論可以得知，若液晶微滴較大時的在液晶分子與高分子聚合物介面上的錨定力弱，故液晶分子較易受到電場的影響而轉向。