第一章 序論
1.2 液晶簡介
西元 1888 年 Dr. F. Reinitzer 在實驗中發現液晶相（Liquid crystal phase）[2]，1890 年 O. Lehmann 將此類物質定名為"液晶"[3]，從此之後液晶便開始受到各種的研究。液 晶顧名思義就是同時有著液體的流動特性和晶體的分子排列特性，依不同的分子排列可 區分為不同的液晶相，也有不同的光學特性，通稱為"液晶相（mesophases）"。
由於液晶獨特的光學特性，近年來被研究應用於顯示器上，液晶顯示器有輕、薄、
大尺吋等優點，相關的產品如筆記型電腦、液晶電視、電腦螢幕、手機等已被大量地研 究及開發，在顯示器市場占有極大的比重。
1.2.1 液晶相
液晶相介於晶體和液體之間，也被稱為第四相或是液晶相，液晶在分子的結構並非
周圍的液晶分子有著相同方向的排列，也可以藉由控制配向層配向方向控制液晶分子的 排列，以凝集構造上的不同主要可區分為向列型（Nematic）、 層列型（Smectic）和膽 固醇型（Cholesteric）、鐵電式（Ferroelectric）液晶等。
液晶相也會受到溫度影響而改變，不同的液晶材料可能在升降溫的過程中會出現不 同的液晶相，液晶相隨溫度出現的相對關係如圖 1.2.1。當溫度超過澄清點（clearing point, Tc）時，有方向性的液晶分子將變為等方向性（isotropic），此時液晶變為透明且無方向 性排列。
圖 1.2.1 液晶相的溫度關係圖
1.2.2 向列型液晶
向列型液晶（nematic）大部分分子長軸會傾向排列特定方向，稱之為指向性，如圖 1.2.2。但在整體結構上並沒有層列型液晶的的層狀排列，相較之下，向列型在長軸方向 較容易自由運動，分子間的作用力也較小，所以黏滯係數較低，在各種液晶相中最接近 液態，有高反應速度，是在液晶相中最早被應用於液晶電視、顯示器等相關領域[4,5]，
也是使用最廣泛的液晶相。
向列型液晶的指向秩序參數（order parameter）可以由（eq.1-1）計算
3 2 1
2cos 2
S (eq. 1-1)
其中θ 是每個液晶分子對配向方向的偏差角度。
當 S=1 時代表排列分子排列有等方向性，通常液晶分子排列約在 0.5<S<0.7 之間。
圖 1.2.2 液晶排列指向性
1.2.3 膽固醇型液晶
膽固醇型液晶（Cholesteric LC）是由多層向列型液晶堆疊而成，屬於向列型液晶的 一種， 可由向列型液晶加入旋光劑形成，又可稱為旋光性的向列型液晶（Chiral Nematic LC）。分子排列為螺旋帄面狀，結構如圖 1.2.3，同一帄面上的分子朝向同一方向排列，
而不同的帄面分子長軸方向漸次相差一角度，當分子軸方向旋轉 360°時，分子層厚度稱 為螺距（Pitch, P0）。由於膽固醇液晶的螺旋結構，使得液晶本身會產生選擇性反射，其 反射波長與螺距及液晶參數相關，同時螺距的長度也會受外界因素如溫度、電場等而有 所改變。利用膽固醇液晶反射在可見光，可應用於彩色電子書。
P0
Z