高分子安定藍相液晶材料之研究與應用

(1)

國

立

交

通

大

學

材

料

科

學

與

工

程

學

系

碩

士

論

文

高分子安定

高分子安定藍相液晶

藍相液晶材料

藍相液晶

材料

材料之

之研究

之

研究

研究與應用

研究

與應用

Study and Applications of Polymer Stabilized

Blue Phase Liquid Crystals

研究生：魏崇倫

指導教授：林宏洲博士

(2)

A Thesis Submitted to Department of Materials Science and Engineering

College of Engineering National Chiao Tung University In Partial Fulfillment of the Requirement

For the Degree of Master of Science In Materials Science and Engineering

August 2010 Hsinchu, Taiwan

中華民國九十九年七月

July 2010

Hsinchu, Taiwan

Study and Applications of Polymer Stabilized Blue Phase Liquid Crystals

研究生：魏崇倫 Student：Chung-Lun Wei 指導教授：林宏洲博士 Advisor：Dr. Hong-Cheu Lin

國立交通大學材料科學與工程學系

碩士論文

(3)

研究生：魏崇倫指導教授：林宏洲研究生：魏崇倫指導教授：林宏洲國立交通大學材料科學與工程學系摘要現今液晶電視採用的是 120 Hz 倍速驅動，然而 Blue Phase 模式液晶面板的液晶回應時間短，因此無需加速 (Over Drive)，即可以實現 240 Hz 以上的高速驅動，而且用藍相模態的顯示器具有不需要配向膜以及超高速的反應時間等優點。但當前藍相液晶所遭遇的難題有：(1) 溫寬短、(2) 工作電壓高；因此，在文獻中[3]_{使用高分子聚合來穩定藍相液晶可以有效的拉大藍} 相溫寬，本研究探討使用高分子網狀結構來擴大添加掌性旋光物質的藍相液晶溫度範圍以及對其工作電壓的影響。關鍵字：藍相液晶、高分子網狀結構、掌性旋光物質。

高分子安定

高分子安定藍相液晶

藍相液晶材料

藍相液晶

材料

材料之

材料

之研究

之

研究

研究與應用

與應用

(4)

Study and Applications of Polymer Stablized

Blue Phase Liquid Crystals

Student：Chung-Lun Wei Advisor：Dr. Hong-Cheu Lin

Department of Materials Science and Engineering College of Engineering National Chiao Tung University

Abstract

Today LCD TVs are drived by 120 Hz speed, but blue phase liquid crystal mode LCD panel response time are short so that it is no need to over drive, which can achieve 240 Hz even more high-speed driving. And blue phase mode displays have no need with the membrane but ultra-fast response time and so on.

However, the problems of blue phase liquid crystal are: (1) shortage of the blue phase temperature, (2) high working voltage. Therefore, in the literature [3] used the polymer to stabilize the blue phase liquid crystal that can effectively expand the blue phase temperature, so this study uses of polymer network structure to change the temperature and working voltage of blue phase liquid crystal with chiral materials.

Key Words: Blue phase liquid crystal, Polymer network structure, Chiral materials.

(5)

致謝

我深信一個人的成功，一定是眾人幫忙的結果這篇碩士論文是在眾人的努力幫助下完成的，首先感謝我的指導教授林宏洲老師的指導以及博仁、怜詠、玄之、威宏、曉萍、守仁、彥興、鈞傑、奕宏等學長姐們，以及春吉、士傑、明修、瑋廷等學弟們在我實驗上的幫助，也謝謝印度同學們讓我訓練英語的口說能力。同樣和我一起並肩努力修課、作實驗的同窗們怡婷、沛霖、煜證謝謝你們的幫忙，同時謝謝依宸的陪伴。在建功教書的日子，很謝謝教務處的師長們對我的關照，也很感謝數學科的老師們給我的支持，也謝謝被我教過的孩子們，你們給了我很珍貴的回憶。碩班這兩年帶給我許許多多的回憶有歡笑有汗水，更少不了的是大家一起所培養出來的革命情感，點點滴滴滋潤我心。在新竹交大的生活已邁入第六個年頭了，歷經了許多不同的人事物也讓我從中逐步學習成長，也謝謝母校對我的培育以期將來能對社會有所貢獻並回饋母校。感謝我的雙親含辛茹苦的一路栽培我唸到碩士，因為有雙親的支持，我才能有今天的成果；最後，我以誠敬的心將此文獻給我摯愛的雙親。

(6)

第一章序論………...………1 1-1 前言………...…………2 1-2 藍相液晶簡介………...………5 1-3 高分子網狀結構穩定藍相………...………12 第二章實驗部份………...………14 2-1 實驗儀器………...………15 2-2 實驗藥品………...………17 2-3 合成步驟………...………19 2-4 混摻………...………40 2-4-1 混掺藥品………...………40 2-4-2 混掺配方………...………44 2-4-3 混摻流程………..51 2-5 光電量測………..………..………51 第三章結果與討論………...………53 3-1 混掺後溫寬變化………...………54 3-1-1 壓克力基 (EHA/RM257) 比例改變………...…………54 3-1-2 單體 (EHA/RM257) 總量改變………...…………56 3-1-3 單一照光聚合單體………...………58

(7)

3-1-4 掌性分子 (ZLI-4572) 總量改變………...………60

3-1-5 Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換………...………62

3-1-6 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 與 ISO-S 比例互換…………...64

3-1-7 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-1……...…66 3-1-8 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-2………...68 3-1-9 將 RM257 部分置換成實驗室自行合成之 ISO-S6…...……71 3-1-10 將 RM257 部分置換成實驗室自行合成之 ISO-H…...…72 3-2 電性量測………...…………74 3-2-1 單體 (EHA/RM257) 總量改變電性量測…………...……74 3-2-2 單一照光聚合單體 TMPTA 與 EHA/RM257-3 電性比較…76 3-2-3 Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換電性量測………...…78

3-2-4 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 與 ISO-S 比例互換電性量測…...79

3-2-5 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-1………...80 3-2-6 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-2……...…81 3-3 偏光顯微鏡紋理圖………83 3-3-1 壓克力基 (EHA/RM257) 比例改變………..……83 3-3-2 單體 (EHA/RM257) 總量改變………..………84 3-3-3 單一照光聚合單體………..……84 3-3-4 掌性分子 (ZLI-4572) 總量改變………....…85

(8)

3-3-5 Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換………..……85 3-3-6 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 與 ISO-S 比例互換…………...…86 3-3-7 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-1………...…86 3-3-8 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-2……...…87 3-4 結論………89 參考文獻………...…91 附錄

(9)

圖目錄

圖圖圖 圖 1-1. 三星電子推出藍相的 TFT-LCD………....4 圖圖圖 圖 1-2-1. 藍相的溫度區間，介於等方向液體與膽固醇相之間…...5 圖圖圖 圖 1-2-2. (a) 藍相液晶分子於同一層中的排列方式 (圓柱之上視圖)；(b) 藍相 液晶分子層與層之間的排列方式 (圓柱之側視圖)...…6 圖圖圖

圖 1-2-3. (a) 藍相液晶分子層與層之間堆疊成員柱狀排列； (b) body center cubic 的 BPI 藍相； (c) simple cubic 的 BPII 藍相…...7 圖圖圖 圖 1-2-4. 由 Yoshizawa 團隊開發出來的 T 型藍相液晶分子…...8 圖圖圖 圖 1-2-5. T 型藍相液晶分子 LCD 模組顯示器光電量測...9 圖圖圖 圖 1-2-6. 具有藍相液晶相的超分子結構…………...9 圖圖圖 圖 1-2-7. 對稱雙分子 (symmetric dimer) 結構添加 BDH1281 旋光摻雜體 (chiral dopant) 後具有極寬廣 40 °C 的藍相液晶相。...……10 圖圖圖 圖 1-2-8. 不對稱雙分子 (asymmetric dimer) 結構 (單一成份) 具有藍相液晶 相。………...…11 圖圖圖 圖 1-2-9. 在藍相溫度範圍內照光聚合，可擴大藍相液晶溫度範圍…...11 圖圖圖 圖 1-3-1. FLC3B2C 結構………...….12 圖圖圖 圖 1-3-2. HDDA 結構…………...……12 圖圖圖 圖 1-3-3. (a) 藍相液晶的三維光子晶體結構 (b) 藍相液晶晶體結構中的 disclination line (c) 高分子鏈穿過藍相液晶晶體結構中的 disclination line…...13

(10)

圖圖圖 圖 2-5-1. 應答時間定義…………...……52 圖圖圖 圖 2-5-2. 起始電壓定義…………...…52 圖圖圖 圖 3-1-1. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖………...…55 圖圖圖 圖 3-1-2. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖……...57 圖圖圖 圖 3-1-3. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖…...59 圖圖圖 圖 3-1-4. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖……...……61 圖圖圖 圖 3-1-5. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖…………...63 圖圖圖 圖 3-1-6. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖…...65 圖圖圖 圖 3-1-7. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖…...66 圖圖圖 圖 3-1-8. (a) 照光聚合前溫寬圖 (b) 照光聚合後溫寬圖………...…70 圖圖圖 圖 3-1-9. 將 RM257 部分置換成實驗室自行合成之 ISO-S6……...….72 圖圖圖 圖 3-2-1. 單體 (EHA/RM257) 總量改變電性量測…...74 圖圖圖 圖 3-2-2. 單一照光聚合單體 TMPTA 與 EHA/RM257-3 電性量測…...76 圖圖圖 圖 3-2-3. Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換電性量測…...78 圖圖圖

圖 3-2-4. 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 與 ISO-S 比例互換電性量測…...79 圖圖圖 圖 3-2-5. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-1 電性量測...…80 圖圖圖 圖 3-2-6. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-2 電性量測…...81 圖圖圖 圖 3-3-1. EHA/RM257 (a) 照光聚合前 44 °C (b) 照光聚合後 25 °C…...83 圖圖圖 圖 3-3-2. EHA+RM257-5 (a) 照光聚合前 35 °C (b) 照光聚合後 25 °C...84

(11)

圖圖圖 圖 3-3-3. TMPTA (a) 照光聚合前 25 °C (b) 照光聚合後 25 °C……...84 圖圖圖 圖 3-3-4. ZLI-4572-2 (a) 照光聚合前 43 °C (b) 照光聚合後 25 °C…...85 圖圖圖 圖 3-3-5. J-5CB-4 (a) 照光聚合前 33 °C (b) 照光聚合後 25 °C...…85 圖圖圖 圖 3-3-6. Z+ISO-S-3 (a) 照光聚合前 32 °C (b) 照光聚合後 25 °C...…86 圖圖圖

圖 3-3-7. EHA/ISO-S (a) 照光聚合前 25 °C (b) 照光聚合後 25 °C EHA/ISO-SF (c) 照光聚合前 35 °C (d) 照光聚合後 25 °C………...…..87 圖

圖圖

圖 3-3-8. TMPTA/ISO-S (a) 照光聚合前 26 °C (b) 照光聚合後 25 °C TMPTA /ISO-SF (c) 照光聚合前 30 °C (d) 照光聚合後 25 °C TMPTA /ISO-DF (e) 照光聚合前 35 °C (f) 照光聚合後 25 °C………...…...88

(12)

表目錄

表表表 表 2-4-2. Kikuchi 藍相液晶比例...44 表表表 表 3-1-1. 壓克力基 (EHA/RM257) 比例改變...54 表表表 表 3-1-2. 單體 (EHA/RM257) 總量改變...56 表表表 表 3-1-3. 單一照光聚合單體...58 表表表 表 3-1-4. 掌性分子 (ZLI-4572) 總量改變...60 表表表 表 3-1-5. Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換...62 表表表

表 3-1-6. 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 與 ISO-S 比例互換...64 表表表 表 3-1-7. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-1...66 表表表 表 3-1-8. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-2...69 表表表 表 3-1-9. 將 RM257 部分置換成實驗室自行合成之 ISO-S6...71 表表表 表 3-1-10. 將 RM257 部分置換成實驗室自行合成之 ISO-H...72 表表表 表 3-2-1-1. 單體 (EHA/RM257) 總量改變配方...74 表表表 表 3-2-1-2. 單體 (EHA/RM257) 總量改變 RT 量測...76 表表表 表 3-2-2-1. 單一照光聚合單體 TMPTA 與 EHA/RM257-3 配方...76 表表表 表 3-2-2-2. 單一照光聚合單體 TMPTA 與 EHA/RM257-3 RT 量測...77 表表表 表 3-2-3-1. Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換配方...78 表表表 表 3-2-3-2. Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換 RT 量測...79 表表表

(13)

表表表

表 3-2-4-1. 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 與 ISO-S 比例互換 RT 量測...80 表表表 表 3-2-5. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-1 配方...81 表表表 表 3-2-5-1. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子-2 配方...82 表表表 表 3-2-5-2. 將 ZLI-4572 換成自行開發設計之掌性分子-2 RT 量測...83

(14)

(15)

1-1 前言

前言

廿一世紀是光電產業的世紀，而光電產業中以平面顯示器的市場最大，平面顯示器中又以液晶顯示器最具競爭潛力，因為液晶顯示器的優點甚多，如體積小、厚度薄、質量輕、耗電量小、輻射量低等，因此液晶顯示器可望取代映像管成為平面顯示器的主流。尤其政府將平面顯示器和半導體產業視為兩兆雙星的重點明星產業並全力扶植，再加上大尺寸液晶電視的量產，使液晶顯示產業的未來更璀璨，而液晶材料的應用不僅在顯示器的領域，其它如光柵、變色玻璃等，都是液晶材料的應用範圍，因此使液晶材料研究成為目前相當熱門的研究主題。平面顯示器產品技術的發展趨勢為： (1) 高畫質：包括精細化、對比度、全彩化、廣視角、高輝度及高應答速度。 (2) 輕型化：朝反射式、塑膠基板、Chip on Glass LCD 及 OLED 。 (3) 大型化：投影式 (40"-200")、直射型 (10.4"-30" 以 a-TFT LCD 為主，40"-80" 以 PDP 及 PALCD 為主) 。 (4) 低價化：省驅動 IC，提高生產效益及採用新技術導入，如 LTPS 結合 OLED 全彩化。

(16)

在此趨勢下，材料技術研發更是平面顯示器是否達成上述需求關鍵因素，如高彩域材料、高應答速度液晶材料、高亮度材料、廣視角材料及大面積用非刷膜式材料之開發。因此為了因應大型液晶電視之普及，液晶面板零組件及材料成本以目前的二分之一為目標，同時朝高性能化邁進，開發各種新材料、新製造方法以實現低成本與高性能之需求。隨著快速應答、廣視角新式液晶顯示器的發展，液晶材料發展必須進入新時代，在 2008 SID 三星電子宣佈推出藍相的 TFT-LCD 技術，畫面更新頻率可達 240 Hz，相較於傳統技術，藍相模式液晶面板擁有比 OCB (Optically Compensated Bend) 模式更快的超高速回應、比 IPS (In-plane switching) 模式更寬的超寬視角，可與 CRT 及 PDP (Plasma Display Panel) 媲美的優勢。

現今液晶電視採用的是 120 Hz 倍速驅動，而 Blue Phase 模式液晶面板的液晶應答時間短，因此無需加速 (Over Drive) ，即可以實現 240 Hz 以上的高速驅動。另外，目前的主流面板－ TN (Twi sted Nematic) 液晶、 VA (Vertical Alignment) 模式液晶以及 IPS (I n-plane Switching) 模式液晶都需要配向膜，並且需要多個刷膜制程來實施機械性配向處理。藍相單元結構很簡單，不需要配向膜，無需

(17)

機械處理，因此對液晶及其介面的損傷小，面板表面亮度均勻；而且無需偏光板以外的光學膜片，相較之下體積與重量又可進一步減少。據瞭解，三星公司表示 2011 年可以量產 Blue Phase 模式液晶面板用作播放高速視訊所需的電視面板 (圖圖圖 1-1. 三星電子推出藍相的 T圖 FT-LCD) 。圖圖圖 圖 1-1. 三星電子推出藍相的 TFT-LCD

(18)

1-2 藍相液晶簡介

藍相液晶簡介

藍相 (Blue phase) 液晶為一個自組裝的三維光子晶體結構，這液晶相出現的在均向相 (Isotropic phase) 與膽固醇相 (Cholesteric) 之間。BPIII 為非晶態 (amorphous)、BPII 和 BPI 分別為簡單立方與體心立方結構 (圖圖圖 1-2-1. 所示)。 圖圖圖圖 圖 1-2-1. 藍相的溫度區間，介於等方向液體與膽固醇相之間 因為藍相的自組裝三維週期結構，且晶格週期大小約數百奈米，所以具有可見光 Bragg 反射的特性。一直以來，藍相的電場效應一直引起眾人的興趣。在電場的影響下，會引至包括晶格或分子的指向改變、晶格的變形、相轉換等。除此之外，藉由電場引致出藍相雙折射性的效應[1]_{也在最近被廣泛的討論。使用藍相模態的顯示器跟目前} 的液晶顯示器相比，具有不需要配向膜以及超高速的反應時間等優點。藍相液晶的溫度區間大致上是介於等方向液體 (isotropic state)

(19)

與膽固醇相 (chiral nematic phase) 之間，分子由於導入了含有旋光對掌中心 (chiral center) 的官能基，於膽固醇相堆疊中，從中心主軸分子垂直排列開始往外延伸其旋轉排列，而越往外延伸的分子會做螺旋扭轉直到最外圍的 45 ° 為止 (再往外延伸旋轉便失去安定性)，從垂直中心向四週圍旋轉排列後形成一個圓柱形 (cylinder) 排列 (如圖圖圖圖 1-2-2. (a) 圓柱之上視圖及 (b) 圓柱之側視圖)，其圓柱形直徑為 1/4 個螺距 (pitch/4 or P/4)，而這樣的圓柱也會以不同方式堆疊，形成自我交錯的排列，於圓柱排列中的交錯銜接點產生晶格缺陷，這樣的晶格缺陷點會形成立方體 (cubic) 的堆疊排列，可分成三種方式排列：一、為體心立方 (body center cubic) 排列，二、為簡單立方 (simple cubic) 排列，三、為近似等方向 (iso-like) 排列，分別被命名為 BPI、 BPII、BPIII 三種藍相液晶 (如圖圖圖 1-2-3. 所示)，但不論是哪種藍相圖液晶，因為都是等方向性排列，所以在任意方向之晶格軸向性是一致的，因此也可視為是一種近似於 isotropic 的液晶相。但因藍相的溫

(20)

圖)；(b) 藍相液晶分子層與層之間的排列方式 (圓柱之側視圖)

圖圖圖

圖 1-2-3. (a) 藍相液晶分子層與層之間堆疊成員柱狀排列；(b) body center cubic 的 BPI 藍相；(c) simple cubic 的 BPII 藍相

針對藍相模組的液晶顯示驅動方式而言，在無電場狀態下 (off state) 液晶是以無配向之藍相作為基本排列，不論是任何藍相 (BPI、 BPII、BPIII 三種液晶) 均為 isotropic 狀態，所以在 cross-polarizers 下的液晶 cell 是為暗態；當施加電場 (on state) 時，由於藍相 isotropic 的排列狀態被電場破壞，變成膽固醇相的螺旋排列，此時是為類似 TN cell 內的螺旋向列相排列，所以在液晶 cell 內是為亮態。由此可知，在 IPS 模組的電壓驅動下，藍相液晶顯示器是種 normally black 的液晶顯示器，而這類型的液晶顯示器具有超高快速應答的特點，最快可到達幾毫秒之等級。在早期，藍相的溫度範圍狹窄 (1~2 °C)[2] _{一直是藍相的重大缺點，可是近幾年來的研究，可以調} 配不同比例的反應型單體，在藍相的溫度範圍內透過照光聚合之方式 [3]_{，將藍相溫寬拉大到幾十度 (>60 °C)，也因此暫時解決了溫寬過窄}

(21)

的問題，可是應用在顯示器上依然有需高驅動電壓的缺點存在，因此，如何降低藍相液晶顯示器之驅動電壓則變成是另一個急需被克服的重點。在文獻[4-8]的搜尋中我們可發現，要具有藍相的液晶分子大致上都具備幾個結構上的要素：(1) 有芳香環的硬端、(2) 旋光中心之軟端結構、(3) 側向極性等要素。在分子組成上，有單分子結構、雙分子 (兩硬段中間以軟段相連) 結構、或添加摻雜體 (chiral dopant) 等多樣化結構產生。近幾年來，由日本 Yoshizawa[4-7] _{團隊的研究中，} 開發出多種 T 型 (T-shaped) 的藍相液晶分子 (如圖圖圖圖 1-2-4. 由 Yoshizawa 團隊開發出來的 T 型藍相液晶分子)，這系列的 T 型分子中 (單一成份) 最寬廣的藍相溫度範圍約 13 °C [4]_{，同時也對此材} 料做為顯示器的一些光電量測也做了些研究 (如圖圖圖 1-2-5. T 型藍相圖液晶分子 LCD 模組顯示器光電量測)[5-7]_{。對超分子而言，由 Huai} Yang 團隊[8]所開發出的含旋光中心及側向極性氟的苯環酸分子，

(22)

圖圖圖

圖 1-2-5. T 型藍相液晶分子 LCD 模組顯示器光電量測

因其可以自身之氫鍵產生雙分子 (dimer) 結構當作旋光摻雜體 (chiral dopant)，再與具有 pyridyl 官能基分子以氫鍵方式組成不對稱的超分子結構，而當其 chiral dopant 與不對稱的超分子結構比例約 2 : 1 時，可以達到最寬廣的藍相液晶相溫度範圍，約為 23 °C (如圖圖圖圖 1-2-6. 具有藍相液晶相的超分子結構)。即使以添加 S811 旋光摻雜 體 (chiral dopant) 於此不對稱的超分子結構中，亦僅能擁有 15 °C 藍相的液晶相溫度範圍。圖圖圖 圖 1-2-6. 具有藍相液晶相的超分子結構

(23)

針對雙分子 (dimer) 而言，一篇發表在 nature 的文章[9]_{充分顯示對} 稱雙分子 (symmetric dimer) 結構在藍相液晶溫寬的潛力，其藍相溫度範圍在添加 BDH1281 旋光摻雜體 (chiral dopant) 後可達約 40 °C 的溫度範圍 (如圖圖圖 1-2-7. 對稱雙分子結構添加 BDH1281 旋光圖摻雜體)。而具有藍相液晶的不對稱雙分子 (asymmetric dimer) 結構也發表在最近的文獻[10-11]_{，其單一成份的藍相的溫度範圍可達約 9.2} °C (如圖圖圖圖 1-2-8. 不對稱雙分子結構具有藍相液晶相)。然而，對於利 用添加不同比例的反應型單體在藍相溫度範圍內照光聚合，一篇發表在 nature materials 的論文[3]_{中提到，藉由調配藍相液晶組成中適當比} 例的反應型單體、光起始劑、及旋光摻雜體 (chiral dopant)，利用照光聚合的方式可以將原本約 7 °C 的藍相溫度範圍擴充到大於 60 °C 以上的溫寬 (如圖圖圖圖 1-2-9. 在藍相溫度範圍內照光聚合，可擴大藍相 液晶溫度範圍)。以上幾個例子就可以充分的說明目前在拓寬藍相液晶溫度範圍的研究已逐步在改進中，也可顯見其在未來液晶顯示器上的應用潛力。圖圖圖 圖 1-2-7. 對稱雙分子 (symmetric dimer) 結構添加BDH1281旋光摻 雜體 (chiral dopant) 後具有極寬廣 40 °C 的藍相液晶相。

(24)

圖圖圖 圖 1-2-8. 不對稱雙分子 (asymmetric dimer) 結構 (單一成份) 具有 藍相液晶相。圖圖圖 圖 1-2-9. 在藍相溫度範圍內照光聚合，可擴大藍相液晶溫度範圍 除了液晶相溫度範圍外，藍相液晶若要應用在液晶顯示器，則其高驅動電壓仍是有待克服的目標，根據 Suk-Won Choi 所發表的文獻可知[12]_{，驅動電壓跟液晶的 Kerr effect 有關。其公式如下：∆n} induced = λK’E2 或 K’ ∞ E-2 。因此，想得到低的驅動電壓，就必須把材料的

Kerr constant 提高，而 Kerr constant 又跟材料的 ∆ε、∆n、K33/K11 有

關，關係式如下：K’∝∆n∆εK33/K11，表示，提高 ∆ε、∆n、K33/K11 等

(25)

1-3 高分子網狀結構穩定藍相

高分子網狀結構穩定藍相

高分子穩定化液晶 Polymer-Stabilized Liquid Crystal (PSLC)，將少量高分子分散於液晶中，高分子濃度通常在 5％以下，因高分子濃度很低所以與液晶間的折射率差異非常小。使用高分子網狀結構擴大藍相溫度範圍，是由於高分子所形成的網狀結構可以穩固住藍相液晶的三維光子晶體結構，有相關研究[13] 指出在 FLC3B2C (圖圖圖 1-3-1.) 中加入雙官能基高分子 HDDA (圖圖圖圖圖 1-3-2.) 控制溫度於藍相下進行高分子聚合反應，則藍相溫度可有效 的擴張為 13.5 °C。 C HC HC C2H5 O Cl CH3 O C O O C10H21 O 圖圖圖 圖 1-3-1. FLC3B2C 結構 圖圖圖 圖 1-3-2. HDDA 結構 一般使用 PSLC 方法是藉著高分子結構控制液晶區域 (domain) 的凝聚結構及固定液晶排列方向，例如以高分子來固定藍相液晶；因為當高分子照光聚合後所形成的立體網狀結構 (crosslinked network)

(26)

時，高分子鏈可以穿過藍相液晶晶體結構中的 disclination line 藉此穩固住藍相液晶的液晶型態 (圖圖圖 1-3-3.)圖 [3]_。

圖圖圖

圖 1-3-3. (a) 藍相液晶的三維光子晶體結構 (b) 藍相液晶結構中的 disclination line (c) 高分子鏈穿過藍相液晶結構中的 disclination line

(27)

(28)

2-1 實驗儀器

實驗儀器

1. 真空系統 (Vacuum Line & Schlenk Line)

2. 核磁共振光譜儀 (Nuclear Magnetic Resonance) 型號：Varian 300 型測量方法：將 Sample 溶於 d-solvent 中，利用所測得之 1 H 與 13 C 光譜判斷化合物之結構與純度。化學位移單位為 ppm，偶合常數單位為 Hz，並以 d-solvent 值為內標 (見 d-solvent 列表)。s 代表 singlet，d 代表 doublet，t 代表 triplet，m 代表 multiplet。

d-solvent 1H 13C d-CHCl3 7.24 77.36 d-DMSO 2.49 , 3.32 39.52 d-THF 1.72 , 3.57 25.26 , 67.2 本實驗所用到之 d-solvent 列表 3. 元素分析儀 (Elemental Analyzer)

型號：Heraeus CHN-OS RAPID elemental analyzer. 由國立交通大學貴重儀器中心代測樣品。

4. 偏光顯微鏡 (Polarized Optical Microscope) 型號：LEICA DMLP

偏光顯微鏡以二片偏光片配合 Mettler FP 900 與 FP82HT 組合之加熱裝置，觀察樣品在加熱或冷卻過程中光學紋理變化。可初步判斷樣品是否具有液晶性質及其液晶相種類與溫度範圍。二片偏光片

(29)

(下稱為 Polarizer，上稱為 Analyzer) 偏光角度差通常調為 90 度。偏光顯微鏡之主要分析原理：在交叉偏光的二片偏光片中的試樣，若是等向性的，光無法透過，顯微鏡下呈黑暗；反之，試樣若具有雙折射性，光則可通過，顯微鏡下可呈現紋理。

5. 加熱控溫系統(Therm-control system)

型號：Models FP 800, FP 900 (Mettler Instruments) 6. 高精度天平

型號：METTLER TOLEDO AG245 7. 超音波洗淨器型號：BRANSON 521Q 8. 加熱台 (Hot plate) 型號：Corning PC-420D 9. IPS 液晶空盒 (cell) 型號：友達光電提供 10. 真空烘箱

型號：DENG YNG DOV-60

11. 任意波形產生器 (Arbitrary Waveform Generator, AWG) 型號：Tektronix AFG 3021

(30)

型號：Tektronix TDS-3012B

13. 高速電源放大器 (High Speed Power Amplifier) 型號：固緯電子公司-自組裝

2-2 實驗藥品

實驗藥品

實驗所需化學試劑如下: 藥品名稱容量廠商 S(+) 2-octanol 5g Alfa 2-Fluoro-4-methoxyacetophenone 100g Alfa BBr3 100g ACROS 1,8-Dibromooctane 25g ACROS 1,6-Dibromohexane 100g Alfa Isosorbide 100g TCI

4-Dimethyl aminopyridine, 99% 100g Lancaster N,N'-dicyclohexylcarbodiimide 100g Fluka

Diisopropyl azodicarboxylate 100g ACROS

Hydrochloric acid 2.5L Fisher Scientific

Potassium hydroxide 500g SHOWA

Potassium iodide 500g SHOWA

Potassium carbonate 500g SHOWA

Methyl-4-hydroxybenzote 500g TCI

Benzyl bromide 100g Alfa

1-Bromohexane 500g Alfa

Hydroquinone 100g ACROS

Bromine 100g Alfa

Triphenyl phosphine, 99% 1000g ACROS

Sodium hydroxide 500g SHOWA

Sulfuric acid 1L Fisher Scientific

10 % Pd-C 10g TCI

1,6-hexanediol 100g Alfa

(31)

實驗所使用溶劑如下:

溶劑容量廠商

Acetone 4L GRAND

Dichloromethane 4L TEDIA

Ethyl Acetate 4L GRAND

Ethyl Alcohol 4L TEDIA

n-Hexane 4L GRAND Tetrahydrofuran 4L Mallinckrodt Chemicals Toluene 4L TEDIA 註：無水之 tetrahydrofuran 以金屬鈉乾燥；無水之 dichloromethane 則以 CaH2 乾燥，使用前再煮沸蒸餾而得。

(32)

2-3 合成步驟

合成步驟

2-Fluoro-4-methoxybenzoic acid, (1) 將化合物 2-fluoro-4-methoxyacetophenone (5 g, 29.8 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加入適量溶劑 1,4-Dioxane 混合攪拌溶解，再將 NaOH (3.57g, 89.3 mmol) 和適量 H2O 溶解，然後慢慢滴入 Bromine (4.75g, 29.8 mmol) 之後一起緩慢在冰浴下加入圓底燒瓶內，在室溫下反應，運用 TLC 片，點片追蹤直到反應完全為止。利用 H2O 和 DCM 萃取，取水層加入鹽酸水溶液直到 PH 值等於 3 為止，過濾後得到純白色固體，產率 90%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 7.9 (d, J = 9.9 Hz, 1H, Ar-H), 7.83-7.78 (dd, J1 = 11.4 Hz, J2 = 2.1 Hz, 1H, Ar-H), 7.02 (t, J = 8.4 Hz, 1H, Ar-H), 3.97(s, 3H, -OCH3) 2-Fluoro-4-hydroxybenzoic acid, (2) 將化合物 (1) (4.9 g, 28.8 mmol) 置於 250 mL 雙頸瓶內，在氮氣 系統下，打入 DCM (30 ml)，於 -78 °C 下打入 BBr3 (14.4g, 57.6 mmol)，反應回到室溫約 12 小時，用 2N NaOH 溶液終止反應，直至溶液澄清，隨後加入鹽酸溶液直至中性為止，並用 EA 萃取，取有機層用 MgSO4 除水，真空旋轉濃縮得到白色固體，產率 99%。

(33)

1

H NMR (300 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 12.74 (s, 1H, COOH), 10.74(s, 1H, Ar-OH), 7.62-7.58 (m, 1H, Ar-H), 7.01 (t, J = 8.4 Hz, 2H, Ar-H)

Methyl -2-fluoro-4-hydroxybenzoate, (3)

取化合物 (2) (5 g, 32 mmol)、H2SO4 (7 ml) 以及 MeOH (250 ml) 同置於 500 mL 圓底燒瓶內，於 90 °C 下迴流；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。真空旋轉濃縮去除溶劑後，利用 EA 和水萃

取；取有機層並用 MgSO4 除水，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，

用 n-hexane/EA 當沖提液，得到純白色固體，產率 80%。 1

H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.76 (d, 1H, Ar-H), 7.74 (s, 1H, Ar-H), 7.06 (d, 1H, Ar-H), 6.10 (s, 1H, Ar-OH), 3.91 (s, 3H, -OCH3)

(S)-methyl -2-fluoro-4-(octan-2-yloxy)benzoate, (4)

將化合物 (3) (5 g, 29.4 mmol)、PPh3 (8.89 g, 33.8 mmol) 加入 500 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；加入適量溶劑 THF，並於 10 分鐘後打入 (S)-2-octanol (4.6 g, 35.2 mmol)，攪拌 15 分鐘後打入 DIAD (8.9 g, 44 mmol)，點片追蹤確定反應完全。待反應完全，先將溶劑真空旋轉濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM

(34)

1

H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.92 (d, 1H, Ar-H), 7.25 (d, 1H, Ar-H), 6.87 (d, 1H, Ar-H), 3.89 (s, 3H, -OCH3), 3.86 (m, 1H, -OCH), 1.67 (q, 2H, OCHCH2), 0.88 (t, J = 6.6 Hz, 3H, CH3) (S)-2-fluoro-4-(octan-2-yloxy)benzoic acid, (5) 取化合物 (4) (5 g, 17.7 mmol)、KOH (3.0 g, 53.1 mmol) 以及適 量溶劑 EtOH 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加熱迴流 90 °C 運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。先將溶劑旋轉濃縮抽乾；加入鹽酸水溶液酸化達 PH 值等於 3 為止，得到淡黃色固體，產率 82%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 11.01 (s, 1H, Ar-COOH), 8.02 (d, 1H, Ar-H), 7.35 (d, 1H, Ar-H), 6.97 (d, 1H, Ar-H), 3.94 (s, 3H,

-OCH3), 3.86 (m, 1H, -OCH), 1.67 (q, 2H, OCHCH2), 0.88 (t, J = 6.6 Hz, 3H, CH3)

ISO-S 的合成步驟的合成步驟的合成步驟：的合成步驟：：：

Reagent: (a) K2CO3,KI, acetone, reflux; (b) ethanol, reflux; (c) DCC, DMAP, DCM, r.t.

(35)

methyl 4-(hexyloxy)benzoate, 1-1

將化合物 methyl 4-hydroxybenzoate (5 g, 32.9 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加入適量溶劑 acetone 混合攪拌溶解，再加入 K2CO3 (13.6 g, 98.6 mmol) 和少許 KI，攪拌打散，然後慢慢滴入 1-bromohexane (8.13 g, 49.3 mmol) 加熱迴流，運用 TLC 片，點片追蹤直到反應完全為止。冷卻至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑，再利用 H2O 和 DCM 萃取，取有機層加入 MgSO4 除水，濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/ethyl acetate 當沖提液，得到純白色固體，產率 90%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 7.95 (d, J = 8.4 Hz, 2H, Ar-H), 6.87 (d, J = 8.4 Hz, 2H, Ar-H), 3.98 (t, J = 6.3 Hz, 2H, -OCH2-), 3.86(s, 3H, -OCH3), 1.77 (m, 2H, -OCH2CH2-), 0.86 (t, J = 6.3 Hz, 3H, -CH3) 4-(hexyloxy)benzoic acid, 1-2 將化合物 1-1 (3.68 g, 15.6 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加 入 180 mL 的乙醇 (EtOH) 攪拌溶解，再加入 20 mL 的 KOH 水溶液，加熱迴流反應 overnight，運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。冷卻至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑；倒入 H2O 溶解，並慢慢

(36)

加入鹽酸，此時會有白色固體析出，直到溶液 PH 值等於 3 ，靜置半小時，過濾取固體；將過濾物放入真空乾燥箱乾燥，然後以乙醇再結晶，產率 95%。 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 12.59 (s, 1H, COOH), 7.85 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Ar-H), 6.98 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Ar-H), 4.01 (t, J = 6.3 Hz, 2H, OCH2), 1.74-1.66 (m, 2H, OCH2CH2), 0.84 (t, J = 6.3 Hz, 3H, CH3) 代號代號代號 代號 ISO-S 取化合物 1-2 (2.66 g, 12 mmol)、Isosorbide (0.71 g, 5 mmol) 以及 催化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (0.014g, 0.12 mmol) 與 N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (9.9g, 48 mmol) 同置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入適量溶劑 dry DCM 混合攪拌溶解，反應 overnight；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。過濾掉固體，旋轉濃縮將溶劑抽乾，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM 當沖提液，得到純白色固體，產率 72%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm)：8.04 (d, 4H, Ar-H), 7.94 (d, 4H, Ar-H), 6.94 (d, 4H, Ar-H), 6.87 (d, 4H, Ar-H), 5.36-5.45 (m, 4H, -OCH), 5.01 (t, 2H, -CH), 4.66 (d, 2H, -CH), 3.98-4.11 (m, 16H, OCH2), 0.86 (t, 12H, -CH3)

(37)

EA for C34H42O8(554.67) Calcd : C, 69.29 ; H, 7.63 Found : C, 69.30 ; H, 7.64 FBMS：m/e 554.29；C34H42O8requires m/e 555

ISO-SF 的合成步驟的合成步驟的合成步驟：的合成步驟：：：

Reagent: (a) K2CO3, KI, acetone, reflux; (b) ethanol, reflux; (c) DCC, DMAP, DCM, r.t.

methyl 2-fluoro-4-(hexyloxy)benzoate, 2-1

將化合物 (3) (5.59 g, 32.9 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加 入適量溶劑 acetone 混合攪拌溶解，加入 K2CO3 (13.6 g, 98.6 mmol) 和少許 KI，攪拌打散，然後慢慢滴入 1-bromohexane (8.13 g, 49.3 mmol) 加熱迴流，運用 TLC 片，點片追蹤直到反應完全為止。冷卻

至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑，再利用 H2O 和 DCM 萃取，取有

機層加入 MgSO4 除水，濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純

(38)

1

H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 7.92 (d, 1H, Ar-H), 7.28 (s, 1H, Ar-H), 7.01 (d, 1H, Ar-H) ,3.98 (t, J = 6.3 Hz, 2H, -OCH2-), 3.86(s, 3H, -OCH3), 0.86 (t, J = 6.3 Hz, 3H, -CH3) 2-fluoro-4-(hexyloxy)benzoic acid, 2-2 將化合物 2-1 (3.74 g, 15.6 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加 入 180 mL 的乙醇 (EtOH) 攪拌溶解，再加入 20 mL 的 KOH 水溶液，加熱迴流反應 overnight，運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。冷卻至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑；倒入 H2O 溶解，並慢慢加入鹽酸，此時會有白色固體析出，直到溶液 PH 值等於 3，靜置半小時，過濾取固體；將過濾物放入真空乾燥箱乾燥，然後以乙醇再結晶，產率 95%。 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 12.59 (s, 1H, COOH), 7.89 (d, 1H, Ar-H), 7.26 (s, 1H, Ar-H), 7.01 (d, 1H, Ar-H) ,3.98 (t, J = 6.3 Hz, 2H, -OCH2-), 0.86 (t, J = 6.3 Hz, 3H, -CH3) 代號代號代號 代號 ISO-SF 取化合物 2-2 (2.88 g, 12 mmol)、Isosorbide (0.71 g, 5 mmol) 以及 催化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (0.014g, 0.12 mmol) 與 N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (9.9g, 48 mmol) 同置於 250

(39)

mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入適量溶劑 dry DCM 混合攪拌溶解，反應 overnight；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。過濾掉固體，旋轉濃縮將溶劑抽乾，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM 當沖提液，得到純白色固體，產率 72%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.26 (m, 2H, Ar-H), 6.09 (m, 4H, Ar-H), 5.36 (m, 4H, -OCH2), 5.02 (d, 1H, -CH), 4.67 (d, 1H, -CH), 4.04 (m, 16H, -OCH2), 1.12 (t, 12H, - CH3)

EA for C32H40F2O8(590.65) Calcd : C, 65.07 ; H, 6.83 Found : C, 65.06 ; H, 6.94 FBMS：m/e 590.27；C32H40F2O8requires m/e 591

ISO-D 的合成步驟的合成步驟的合成步驟的合成步驟：：：：

Reagent: (a) DCC, DMAP, DCM, r.t.; (b) K2CO3, KI, acetone, reflux; (c) ethanol, reflux; (d) DCC, DMAP, DCM, r.t.

(40)

(3S,3aS,6R,6aS)-6-hydroxyhexahydrofuro[3,2-b]furan-3-yl 4-(hexyloxy)benzoate, 3-1

取化合物 1-2 (5 g, 22.49 mmol)、Isosorbide (3.2 g, 22.49 mmol) 以及催化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (0.027 g, 0.22 mmol) 與 N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (8.35 g, 40.48 mmol) 同置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入適量溶劑 dry DCM 混合攪拌溶解，反應 overnight；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。過濾掉固體，旋轉濃縮將溶劑抽乾，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM 當沖提液，得到純白色固體，產率 62%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 8.14 (d, 2H, Ar-H), 6.89 (d, 2H, Ar-H), 5.39 (q, 1H, -OCH), 4.98 (t, 1H, -OCH), 4.42 (t, 1H, -OCH), 4.36 (s, 1H, -OH), 3.86-3.98 (m, 6H, -OCH2), 0.92 (t, 3H, -CH3)

dimethyl 4,4'-(hexane-1,6-diylbis(oxy))dibenzoate, 3-2

將化合物 Methyl-4-hydroxybenzote (5 g, 32.9 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加入適量溶劑 acetone 混合攪拌溶解，再加入 K2CO3 (13.6 g, 98.6 mmol) 和少許 KI，攪拌打散，然後慢慢滴入 1,6-dibromohexane (3.64 g, 14.9 mmol) 加熱迴流，運用 TLC 片，點

(41)

片追蹤直到反應完全為止。冷卻至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑，再

利用 H2O 和 DCM 萃取，取有機層加入 MgSO4 除水，濃縮乾燥；

最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/ethyl acetate 當沖提液，得到純白色固體，產率 90%。

1

H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.81 (d, 2H, Ar-H), 7.77 (2H, Ar-H), 7.19 (d, 2H, Ar-H), 4.10 (t, 4H, -OCH2), 3.89 (s, 6H, -OCH3)

4,4'-(hexane-1,6-diylbis(oxy))dibenzoic acid, 3-3 取化合物 3-2 (3 g, 7.77 mmol)、KOH (3.0 g, 53.1 mmol) 以及適量 溶劑 EtOH 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加熱迴流 90 °C 運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。先將溶劑旋轉濃縮抽乾；加入鹽酸水溶液酸化達 PH 值等於 3 為止，過濾得到純白固體，產率 92%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 13.06 (s, 2H, Ar-COOH), 7.74(d, 2H, Ar-H), 7.71 (2H, Ar-H), 7.66 (d, 2H, Ar-H), 4.10 (t, 4H, -OCH2), 3.32 (s, 6H, -OCH3) 代號代號代號 代號 ISO-D 取化合物 3-1 (6.92 g, 20 mmol)、3-3 (3.25 g, 9.09 mmol) 以及催

(42)

化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (0.024 g, 0.2 mmol) 與 N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (8.25 g, 40 mmol) 同置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入適量溶劑 dry DCM 混合攪拌溶解，反應 overnight；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。過濾掉固體，旋轉濃縮將溶劑抽乾，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM 當沖提液，得到純白色固體，產率 78%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.03 (d, 4H, Ar-H), 7.94 (d, 4H, Ar-H), 6.90 (t, 8H, Ar-H), 5.36-5.45 (m, 8H, -OCH), 5.03 (t, 1H, -OCH), 4.66 (d, 1H, -OCH), 3.99-4.11 (m, 32H, -OCH2), 0.82 (t, 12H, -CH3)

EA for C58H70O16(1023.17) Calcd : C, 68.08 ; H, 6.90 Found : C, 68.13 ; H, 6.97 FBMS：m/e 1022.47；C58H70O16requires m/e 1024

(43)

Reagent: (a) DCC, DMAP, DCM, r.t.; (b) K2CO3, KI, acetone, reflux; (c) ethanol, reflux; (d) DCC, DMAP, DCM, r.t.

(3S,3aS,6R,6aS)-6-hydroxyhexahydrofuro[3,2-b]furan-3-yl 2-fluoro-4-(hexyloxy)benzoate, 4-1

取化合物 2-2 (5.40 g, 22.49 mmol)、Isosorbide (3.2 g, 22.49 mmol)

以及催化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (0.027 g, 0.22 mmol) 與 N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (8.35 g, 40.48 mmol) 同置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入適量溶劑 dry DCM 混合攪拌溶解，反應 overnight；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。過濾掉固體，旋轉濃縮將溶劑抽乾，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM 當沖提液，得到純白色固體，產率 62%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) : 7.92 (t, 1H, Ar-H), 6.59-6.73 (dd, 2H, Ar-H), 5.34 (q, 1H, -CH) ,4.99 (t, 1H, -OCH), 4.00-4.45 (m, 2H, -OCH), 3.87-3.98 (m, 6H, -OCH2), 0.89 (t, 3H, CH3) dimethyl 4,4'-(hexane-1,6-diylbis(oxy))bis(2-fluorobenzoate), 4-2 將化合物 1-3 (5.59 g, 32.9 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加 入適量溶劑 acetone 混合攪拌溶解，加入 K2CO3 (13.6 g, 98.6 mmol)

(44)

和少許 KI，攪拌打散，然後慢慢滴入 1,6-dibromohexane (3.64 g, 14.9 mmol) 加熱迴流，運用 TLC 片，點片追蹤直到反應完全為止。冷卻

至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑，再利用 H2O 和 DCM 萃取，取有

機層加入 MgSO4 除水，濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純

化，用 n-hexane/ethyl acetate 當沖提液，得到純白色固體，產率 90%。 1

H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.96 (d, 4H, Ar-H), 6.88 (4H, Ar-H), 4.02 (t, 4H, -OCH2), 3.88 (s, 6H, -OCH2), 1.82 (t, 4H, -OCH3CH2), 1.55 (m, 4H, -CH2) 4,4'-(hexane-1,6-diylbis(oxy))bis(2-fluorobenzoic acid), 4-3 取化合物 4-2 (3 g, 7.77 mmol)、KOH (3.0 g, 53.1 mmol) 以及適量 溶劑 EtOH 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加熱迴流 90 °C 運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。先將溶劑旋轉濃縮抽乾；加入鹽酸水溶液酸化達 PH 值等於 3 為止，過濾得到純白固體，產率 92%。 1 H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 13.05 (s, 2H, Ar-COOH), 7.74(d, 2H, Ar-H), 7.71 (2H, Ar-H), 7.66 (d, 2H, Ar-H), 4.10 (t, 4H, -OCH2)

代號代號代號

(45)

取化合物 4-1 (7.28 g, 20 mmol)、4-3 (3.58 g, 9.09 mmol) 以及催 化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (0.024 g, 0.2 mmol) 與 N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (8.25 g, 40 mmol) 同置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入適量溶劑 dry DCM 混合攪拌溶解，反應 overnight；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。過濾掉固體，旋轉濃縮將溶劑抽乾，最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/DCM 當沖提液，得到純白色固體，產率 83%。 1 H NMR (300 MHz, d- CDCl3) δ (ppm): 7.94 (m, 4H, Ar-H), 7.16(m, 4H, Ar-H), 6.73 (t, 4H, Ar-H), 6.62 (m, 8H, Ar-H), 5.38 (m, 12H, -OCH2), 5.03 (t, 4H, OCH2), 4.66 (d, 4H, -OCH), 4.11 (m, 4H, -OCH), 3.00 (dd, 4H, -CH), 1.31 (t, 12H, -CH2), 0.88 (m, 6H, -CH3)

EA for C58H66F4O16(1095.13) Calcd : C, 63.61 ; H, 6.94 Found : C, 63.60 ; H, 6.20 FBMS：m/e 1095.43；C58H70O16requires m/e 1096

(46)

ISO-S6 的合成步驟的合成步驟的合成步驟的合成步驟：：：：

Reagents and conditions: (i) 48 wt% HBr, toluene, reflux, 24 h; (ii) methyl 4-hydroxybenzoate, K2CO3, KI, acetone, reflux, 48 h; (iii) KOH, EtOH/H2O (9:1, v/v), reflux, overnight, then 6 N HCl; (iv) acryloyl chloride, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, N,N’-dimethylaniline,

1,4-dioxane, 50 °C, 4 h; (v) isosorbide, DCC, DMAP, CH2Cl2, r.t., 16 h.

1-Bromohexanol, 1-1

將化合物 1,6-hexanediol (20.00 g, 169.2 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加入 250 mL 的 toluene 混合攪拌溶解，然後慢慢滴入 48 wt % HBr (23 ml, 423.0 mmol) 加熱迴流 24 小時。冷卻至室溫，真空

旋轉濃縮移除溶劑，再利用 H2O 和 CH2Cl2 萃取，取有機層加入

MgSO4 除水，濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用

(47)

1

H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 3.65 (s, 1H, -OH), 3.51-3.50 (m, 4H, CH2), 1.82 (m, 2H, CH2), 15.3-1.29 (m, 6H, CH2)

Methyl 4-(6-hydroxyhexyloxy)benzoate, 1-2

將化合物 methyl 4-hydroxybenzoate (5.00 g, 32.9 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加入 200 mL 的 acetone 混合攪拌溶解，再加入 K2CO3 (13.60 g, 98.6 mmol) 和少許 KI (0.50 g, 3.0 mmol)，攪拌打 散，然後慢慢滴入化合物 1-1 (7.15 g, 39.5 mmol) 加熱迴流 48 小 時，運用 TLC 片，點片追蹤直到反應完全為止。冷卻至室溫，真空

旋轉濃縮移除溶劑，再利用 H2O 和 CH2Cl2 萃取，取有機層加入

MgSO4 除水，濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用

n-hexane/ethyl acetate 當沖提液，得到純白色固體，產率 94%。

1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.10 (dd, 4H, Ar-H), 6.8 (dd, 4H, Ar-H), 4.06 (t, 2H, -OCH2), 3.89 (s, 3H, Ar-COOCH3), 3.65 (s, 1H, -OH), 3.50 (t, 2H, CH2), 1.76 (m, 2H, CH2), 1.43 (m, 4H, CH2)

4-(6-Hydroxyhexyloxy)benzoic acid, 1-3

將化合物 1-2 (10.00 g, 39.6 mmol) 置於 500 mL 圓底燒瓶內，加 入 180 mL 的 EtOH 攪拌溶解，再加入 20 mL 的 KOH (6.65 g,

(48)

118.8 mmol) 水溶液，加熱迴流反應 overnight，運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。冷卻至室溫，真空旋轉濃縮移除溶劑；倒入 H2O 溶解，並慢慢加入 6 N HCl 水溶液，此時會有白色固體析出，直到溶液 pH 值等於 2~3，靜置半小時，過濾取固體；將過濾物放入真空乾燥箱乾燥，產率 95%。 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 11.0 (s, 1H, Ar-COOH), 8.10 (d, 2H, Ar-H ), 7.20 (t, 2H, Ar-H), 4.06 (t, 2H, -OCH2), 3.65 (s, 1H, -OH), 3.50 (t, 2H, OCH2), 1.53 (m, 2H, CH2), 1.43 (m, 4H, CH2) 4-(6-Acryloyloxy-hexyloxy)benzoic acid, 1-4 O OH HO(H2C)6O + _Cl O 1,4-dioxane, 50oC BHT, DMA O OH O(H2C)6O O 1-4 1-3 取化合物 1-3 (5.00 g, 21.0 mmol) 和少許抑制劑 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) (46.3 mg, 0.21 mmol) 置於 250 mL 雙頸瓶，抽真空至少 1 小時，在氮氣系統下，進行抽灌氮氣三次；然後，再打入 50 mL 的 1,4-dioxane；在室溫下，打入

N,N’-dimethylaniline (DMA) (4.00 mL, 31.5 mmol)，約半小時後，在冰

浴下慢慢滴入 acryloyloxy chloride (2.55 mL, 7.4 mmol)。加熱至 50 °C 反應约 4 小時後；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。冷卻

至室溫，在冰浴下滴入冰稀鹽酸，固體析出。利用 H2O 和 CH2Cl2 萃

(49)

柱層析純化，用 CH2Cl2 當沖提液，得到純白色固體，產率 78%。 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 11.0 (s, 1H, Ar-COOH), 8.10 (d, 2H, Ar-H), 7.20 (t, 2H, Ar-H), 6.27 (dd, 1H, =CH), 6.05 (m, 1H, =CH), 5.59 (d, 1H, =CH), 4.06 (m, 2H, -OCH2), 3.97 (m, 2H, -OCH2), 1.76 (m, 2H, CH2), 1.62 (m, 2H, CH2), 1.43 (m, 4H, CH2) 代號代號代號 代號 ISO-S6

取化合物 1-4 (4.00 g, 13.7 mmol) 和 isosorbide (0.9 g, 6.2 mmol) 以及催化劑 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP) (75.71 mg, 0.62 mmol) 同置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入 150 mL 的 dry CH2Cl2 混合 攪拌溶解，隨後加入 N,N’-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (2.82 g, 13.7 mmol) 攪拌均勻，於室溫下反應約 16 小時；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。產生 dicyclohexylurea (DCU) 白色沉澱，過濾並以 CH2Cl2 洗滌，濾液加水萃取，取有機層加入 MgSO4 除水，濃

縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/CH2Cl2 當沖提液，得到純白色固體，產率 90%。

1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.10 (dd, 4H, Ar-H), 6.82 (dd, 4H, Ar-H), 6.27 (d, 2H, =CH), 6.05 (m, 2H, =CH), 5.59 (d, 2H, =CH), 4.06 (m, 4H, -OCH2), 4.12 (m, 2H, OCH), 3.97 (m, 4H, -OCH2), 1.62 (m, 4H, CH2), 1.43 (m, 8H, CH2)

(50)

ISO-H 的合成步驟的合成步驟的合成步驟的合成步驟：：：：

Reagents and conditions: (i) benzyl bromide, K2CO3, KI, acetone, reflux, 48 h; (ii) KOH, EtOH/H2O (9:1, v/v), reflux, overnight, then 6 N HCl; (iii) isosorbide, DCC, DMAP, CH2Cl2, r.t., 16 h; (iv) H2, 10% Pd-C, THF, r.t., 10 h; (v) acryloyl chloride, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, Et3N, CH2Cl2, r.t., 10 h.

Methyl 4-benzyloxy-benzoate, 2-1

合成方法與 1-2 相似。 Quantities: methyl 4-hydroxybenzoate (10.00 g, 65.7 mmol)、benzyl bromide (11.80 g, 69.0 mmol)、K2CO3 (18.15 g, 131.4 mmol)、KI (0.5 g, 3.0 mmol)、acetone (250 mL)，純化

(51)

後得到純白色固體，產率 90%。 1

H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.47-7.38 (m, 5H, Ar-H), 7.10 (dd, 2H, Ar-H), 6.80 (d, 2H, Ar-H), 5.16 (s, 2H, -OCH2), 3.89 (s, 3H, -OCH3) 4-Benzyloxy-benzoic acid, 2-2 合成方法與 1-3 相似。Quantities: 2-1 (10.00 g, 41.3 mmol)、EtOH (180 mL)、KOH (4.6 g, 82.6 mmol)、H2O (20 mL)，純化後得到純白色固體，產率 85%。 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 11.0 (s, 1H, Ar-COOH), 8.10 (d, 2H, Ar-H), 7.47-7.38 (m, 5H, Ar-H), 7.20 (d, 2H, Ar-H), 5.16 (s, 2H, -OCH2)

2-3

合成方法與 ISO-S6 相似。Quantities: 2-2 (7.00 g, 30.7 mmol)、 isosorbide (2.04 g, 13.9 mmol)、DCC (6.32 g, 30.7 mmol)、DMAP (0.38 g, 3.1 mmol)、dry CH2Cl2 (250 mL)，純化後得到純白色固體，產率 70%。

1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.47-7.38 (m, 5H, Ar-H), 7.10 (dd, 2H, Ar-H), 6.82 (dd, 4H, Ar-H), 5.16 (s, 2H, -OCH2), 4.64 (m, 2H, -OCH), 4.29 (m, 2H, OCH), 4.04 (m, 2H, OCH)

(52)

2-4 將化合物 2-3 (6.00 g, 10.6 mmol) 置於 500 mL 雙頸瓶內，以 200 mL 的 THF 溶解，加入 10% Pd-C (1.0 g) 催化劑，混合攪拌均勻，在氫氣系統下反應 10 小時；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。待反應完全，以矽藻土過濾掉 Pd-C，先將溶劑真空旋轉濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 CH2Cl2 當沖提液，得到純白色固體，產率 82%。 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 16.77 (s, 1H, =COH), 7.9 (d, 2H, Ar-H), 7.50 (d, 1H, =CH), 6.81 (d, 2H, Ar-H), 6.55 (d, 1H, =CH), 5.35 (m, 1H, Ar-OH), 5.32-5.24 (m, 2H, =CH), 4.64 (m, 2H, -OCH), 4.65 (m, 1H, OCH), 3.78 (m, 1H, OCH) 2-5 取化合物 2-4 (3.00 g, 7.8 mmol) 和 BHT (30.85 mg, 0.14 mmol) 置於 250 mL 雙頸瓶內，預先抽真空約一小時，在氮氣系統下，進行抽灌動作至少三次；再加入 150 mL dry CH2Cl2 混合攪拌溶解，在冰

(53)

mL 的 dry Et3N，在室溫下反應約 10 小時；運用 TLC 片，點片追蹤確定反應完全。利用 H2O 和 CH2Cl2 萃取，取有機層加入 MgSO4 除水，濃縮乾燥；最後藉由 silica gel 管柱層析純化，用 n-hexane/CH2Cl2 當沖提液，得到純白色固體，產率 93%。 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.04 (d, 4H, Ar-H), 7.04 (d, 4H, Ar-H), 6.10-6.03 (m, 4H, =CH), 5.50 (m, 2H, =CH), 4.64 (m, 2H, -OCH), 4.21 (m, 2H, -OCH), 4.04 (m, 2H, -OCH)

2-4 混摻

混摻

2-4-1 混掺藥品混掺藥品混掺藥品混掺藥品 本實驗中用來進行混摻的分子及其代號如下： (1) 市售液晶分子 JC1041XX： (2) 市售液晶分子 5CB：

(54)

(3) 市售起始劑（Initiator）（DMPAP）： (4) 市售單體（Monomer）（EHA）： (5) 市售單體（Monomer）（RM257）： (6) 市售單體（Monomer）（TMPTA）： O O O O O O

(55)

(7) 市售掌性分子（Chiral dopant）（ZLI-4572）： (8) 自行開發掌性分子（Chiral dopant）： ISO-S ISO-SF ISO-D ISO-DF

(56)

ISO-S6

(57)

2-4-2 混掺混掺混掺混掺配方配方配方配方本實驗中的混掺配方皆以一篇 nature materials 的論文[3]_中的藍相液晶配方 (表表表 2-4-2.) 當基準配方，進而調整內容物的比例來觀表察照光聚合前後其溫寬的變化情形。表表表 表 2-4-2. Kikuchi 藍相液晶比例

Kikuchi EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572

MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 4.89 I. 壓克力基 (EHA/RM257) 比例改變：將壓克力基 EHA 及 RM257 的比例做增減，並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

EHA/RM257-1 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 650.93 理論理論理論 理論 MOLE% 4.4 2.2 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 4.45 1.9 0.58 44.88 43.5 4.66

EHA/RM257-2 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572

理論理論理論 理論 MOLE% 3.95 2.64 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 4.14 2.66 0.49 45.17 42.08 5.45

(58)

II. 壓克力基 (EHA/RM257) 總量改變：

將壓克力基 EHA 及 RM257 的 mol 總量以 1％為單位來增減，並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

EHA+RM257-1 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 650.93 理理理理論論論論 MOLE% 3.38 2.21 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.41 2.23 0.33 45.2 43.88 4.94

EHA+RM257-2 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572

理論理論理論 理論 MOLE% 5.81 3.78 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 5.64 3.67 0.32 43.44 42.18 4.75 III. 單一壓克力基成分：將雙壓克力基 (EHA/RM257) 成分換成單一壓克力基 (EHA, TMPTA, RM257) 成分，並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

EHA EHA DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 184.28 256.3 323.9 249.35 650.93 理論理論理論 理論 MOLE% 6.59 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 6.6 0.49 44.96 43 4.93

TMPTA TMPTA DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 296.32 256.3 323.9 249.35 650.93

(59)

理論理論理論 理論 MOLE% 6.59 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 6.74 0.56 44.58 43.31 4.79 RM257 RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 586.63 256.3 323.9 249.35 650.93 理論理論理論 理論 MOLE% 6.59 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 6.25 0.86 44.13 43.98 4.77 IV. 掌性分子 (ZLI-4572) 總量改變：將掌性分子的 mol 總量以 1％為單位來增減，並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

ZLI-4572-1 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 650.93 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 3.89 實際實際實際 實際 MOLE% 4.09 2.63 0.39 45.68 43.32 3.87

ZLI-4572-2 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572

(60)

V. Host (JC-1041XX/5CB) 比例互換：

將液晶成分 (Host) JC-1041XX 及 5CB 的比例做增減，並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

J-5CB-1 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 650.93 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 88.18 0 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.97 2.61 0.32 87.13 0 4.8

J-5CB-2 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572

理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 0 88.18 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.92 2.6 0.29 0 89.2 4.85

VI. 雙 Chiral 系統 ZLI-4572 + ISO-S 比例互換：

將單一掌性分子 ZLI-4572 部分用 ISO-S 取代，並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

Z+ISO-S-1 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 ISO-S MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 650.93 554.29 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 4.89 0 實際實際實際 實際 MOLE% 3.77 2.4 0.32 43.64 42.43 5.02 0

Z+ISO-S-2 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ZLI-4572 ISO-S

理論理論理論

(61)

實際實際實際

實際 MOLE% 4.01 2.79 0.35 44.91 43.74 4.1 1.3

理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 1 3.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.89 2.87 0.41 45.03 44.01 1.34 4.12

理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 0.5 4.39 實際實際實際 實際 MOLE% 3.79 2.83 0.48 44.43 43.67 0.78 4.58

理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 0 4.39 實際實際實際 實際 MOLE% 3.23 2.9 0.36 44.77 43.01 0 4.89 VII. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子 (1)：將單一掌性分子 ZLI-4572 使用實驗室自行開發設計之掌性分子 ISO-S、ISO-SF、ISO-D、ISO-DF 等四支結構取代，而聚合單體為 (EHA / RM257) 並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

EHA/ISO-S EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-S MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 554.29 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.79 2.5 0.34 41.54 42.24 5.12

EHA/ISO-SF EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-SF MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 590.27 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.85 2.8 0.32 43.7 44.22 4.92

EHA/ISO-D EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-D MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 1022.47 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 2.44 實際實際實際 實際 MOLE% 3.76 2.3 0.31 42.64 43.04 2.69

EHA/ISO-DF EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-DF MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 1094.43 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 2.44 實際實際實際 實際 MOLE% 4.1 2.4 0.35 44.98 42.97 2.55

(62)

VIII. 將 ZLI-4572 置換成自行開發設計之掌性分子 (2)：

將單一掌性分子 ZLI-4572 使用實驗室自行開發設計之掌性分子 ISO-S、ISO-SF、ISO-D、ISO-DF 等四支結構取代，而聚合單體為 (TMPTA / RM257) 並觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

TMPTA/ISO-S TMPTA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-S MW(g/mole) 296.32 586.63 256.3 323.9 249.35 554.29 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 3.97 2.8 0.34 44.51 42.42 5.78

TMPTA/ISO-SF TMPTA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-SF MW(g/mole) 296.32 586.63 256.3 323.9 249.35 590.27 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 4.89 實際實際實際 實際 MOLE% 4.01 2.9 0.41 43.98 45.02 5.31

TMPTA/ISO-D TMPTA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-D MW(g/mole) 296.32 586.63 256.3 323.9 249.35 1022.47 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 2.44 實際實際實際 實際 MOLE% 3.89 2.4 0.39 44.62 43.95 3.01

TMPTA/ISO-DF TMPTA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-DF MW(g/mole) 296.32 586.63 256.3 323.9 249.35 1094.43 理論理論理論 理論 MOLE% 3.99 2.6 0.33 44.74 43.44 2.44 實際實際實際 實際 MOLE% 4.26 2.7 0.45 44.36 44.01 2.98 IX. 將 RM257 部分置換成實驗室自行合成之 ISO-S6：在實驗中我們將合成具有與 ISO-S 相似之掌旋中心 (chiral center) 且兩端具有長碳鏈 (6C) 尾端具壓克力基的分子 ISO-S6，觀察照光聚合前後其溫寬的變化情形。

ISO-S/ISO-S6-1 EHA RM257 DMPAP JC-1041XX 5CB ISO-S ISO-S6 MW(g/mole) 184.28 586.63 256.3 323.9 249.35 554.67 694.3 理論

理論理論