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第四章 實驗結果與討論

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第四章 實驗結果與討論

4-1 多波長光源的量測

本實驗利用多波長光源(2600 nm ~ 200 nm)垂直入射液晶晶胞(空穴厚度為 dair=5.7 μm 及 dair=9.0 μm),量測反射及穿透光譜,藉由分析干涉能譜,比較 空穴厚度的測量值與真值之相對誤差率。

4-1 顯示室溫下玻璃反射率與穿透率對入射光波長的關係,我們觀察到:

(1)在近紅外光及可見光波長範圍,玻璃的反射率約為 6 %,有趣地是,其反射

率在波長λ = 300 nm 附近有些微變化 (先降後升);(2)玻璃的穿透率在波長 λ = 200 ~ 300 nm 為 0,亦即表示在這段波長範圍內的入射光全部被玻璃吸收;(3) 在波長 λ = 800 ~ 850 nm 左右,玻璃的穿透率有一極小值,除此之外,玻璃的穿

透率約為80 %。圖 4-2 表示室溫下 ITO/玻璃樣品反射率與穿透率對入射光波長 的關係,我們發現:(1)在近紅外光及可見光波長範圍,ITO/玻璃樣品的反射率 約為10 %,有趣地是,波長愈短,其反射率持續增加;(2)ITO/玻璃樣品的穿透 率受到玻璃基板的影響,在波長λ = 340 nm 以下,其值為 0,但是在近紅外光 區,ITO/玻璃樣品的穿透率隨著波長增加而有遞減的趨勢,顯示 ITO 樣品在紅 外光區的吸收率增加(自由電荷的居德吸收)。因此一般以反射及穿透干涉條紋分

析液晶空穴厚度時,其量測波長範圍均盡量避開玻璃基板在λ = 300 ~ 400 nm 及 λ = 800 ~ 850 nm 的吸收。

4-3 顯示以近紅外光波長入射液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm),其反射波干 涉波形圖,我們發現波長愈短,其反射率愈高,干涉波形間距愈小,表 4-2 為其

(2)

反射干涉波峰所對應的波長值。圖4-4 是液晶晶胞(空穴厚度為 9.0 μm)的近紅外 光反射光譜,表4-3 為液晶晶胞(空穴厚度為 9.0 μm)之反射干涉峰值所對應的波 長。圖 4-5 是液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm)的可見光/紫外光反射光譜,表 4-4 為 其反射干涉峰值所對應的波長。圖4-6 是液晶晶胞空穴厚度為 9.0 μm 者以可見 光/紫外光波長入射後,其反射波干涉波形圖,有趣地是,我們發現反射率隨著 波長減短而有增加的趨勢,目前為止,我們並無適當的物理模型來解釋此現象,

但這造成了計算液晶晶胞空穴厚度的相對誤差提高的原因,表 4-5 為其反射干涉 峰值所對應的波長。表 4-6 是以近紅外光波長入射液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm),其反射干涉峰值所對應的波長代入(2-13)式,求得的液晶晶胞空穴厚度 (dexp),而樣本空穴厚度真值以 dair 表示,由此表我們可發現,平均相對誤差值

13.2 % ,相對誤差達 20 % 以上的波段正如預期的為波長 λ=1580 nm ~ λ=

1928 nm 兩個波長範圍內;而相對誤差達 10 % 以上的波段有波長 λ=816 nm ~ λ

=888 nm、波長 λ=1196 nm ~ λ=1360 nm、波長 λ=1360 nm ~ λ=1580 nm、波 λ=1928 nm ~ λ=2436 nm。表 4-7 是以近紅外光波長入射液晶晶胞空穴厚度 9.0 μm 後的量測結果分析,由此表我們可發現,平均相對誤差值為 7.3 %,波 λ=1592 nm ~ λ=1820 nm 間相對誤差率最高,達 29.4 %、另 λ=780 nm ~ λ

=810 nm 間相對誤差率達 17.0 %。表 4-8 是以可見光/紫外光波長入射液晶晶胞

空穴厚度為5.7 μm 後的量測結果分析,由此表我們可發現,平均相對誤差值為 10.2 % ,波長 λ=386 nm ~ λ=404 nm 間相對誤差率最高,達 24.0 %、其次為 波長λ=370 nm ~ λ=386 nm 間相對誤差率達 21.7 %、波長 λ=356 nm ~ λ=370

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nm 間相對誤差率達 17.5 %、波長 λ=404 nm ~ λ=422 nm 間相對誤差率達 16.9

%。表 4-9 是以可見光/紫外光波長入射液晶晶胞空穴厚度為 9.0 μm 後的量測結

果分析,由此表我們可發現,平均相對誤差值為5.2 % (此為剔除誤差率最高的 93.0 %後的平均值),正如預期波長 λ=344 nm ~ λ=474 nm 間相對誤差率最高,

93.0 %、其餘誤差值均在 10 %範圍內。

當使用顯微式光譜儀所配備的軟體(OOIBase32)量測數據後,將數據存檔,

藉由套裝軟體 Microsoft Excell 2003 所寫的 VBA 巨集指令執行計算,其結果如

4-7 及圖 4-8 所示。圖 4-9 及圖 4-10 為光柵式光譜儀的穿透率量測數據。我們 觀察到兩種不同光譜儀的量測結果互相符合。

4-2 單一波長光源的量測

1.光路與入射角度的校準分析:

本實驗架構方式是利用遠場繞射即

2 a2

λR〉〉 (λ 為入射波長,R 為繞射至屏 幕的距離,a 為繞射孔徑),並藉由量測在屏幕上明暗紋,以推算穿透式液晶樣 品空穴間隙厚度。在入射角度之校準上,本實驗是利用可調式光圈,將入射光 之張角縮至最小,並調整旋轉平台將入射角度調整至布魯斯特角之位置上;由於 點光源在兩平行之介面附近,其反射會造成同心圓之干涉條紋,而縮小之光圈 邊緣在遠場(屏幕與試片之距離為 275 mm)所形成的繞射條紋,亦為同心圓之圖 樣,因此若使水平偏極光之反射暗紋(此暗紋是由布魯斯特角之特性所產生的結 果)調整至繞射之同心圓上,如此即可精準地定出布魯斯特角之位置(角度誤差

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±0.05o),並利用標準試片作校準。

2.量測結果:

為要求整體光學量測之準確度,在量測樣品之間隙厚度時,儘量排除可能 之誤差來源,才能逼近實際之間隙厚度;考慮干涉條紋之鑑別率,且儘可能的 利用數位表示的數據作分析,以降低傳統實驗方法的誤差。樣品之間隙厚度必 須較厚,因此本實驗以量測穿透式液晶樣品空穴間隙厚度約為5.7 μm 及 9.0 μm 附近為主。

實驗量測時,除光路與入射角度之校準外,本實驗之計算是利用 Microsoft Excel 2003(單一波長入射光的干涉實驗以此軟體為主)及 Origin 7.0(多波長入 射光的干涉實驗以此軟體為主)之套裝軟體作運算;量測時只需先針對屏幕中 心軸附近之兩干涉暗紋作量測,並在指定的表格內輸入之相關參數及量測的數 據。當輸入完參數後,程式自動會將樣 品之間隙厚度計算出(運用式 d=

) cos (cos

2

) (

2 1

2

1 θ

θ λ

− m

m ),並利用程式計算出測量值與真值間的相對誤差率。

4-11 及圖 4-12 為實驗所拍攝 5.7 μm 及 9.0 μm 兩種液晶空穴樣品的干涉 照片。圖4-13 及圖 4-14 是以 pasco 的套裝組件,配合自走儀的傳動馬達,量測 液晶空穴厚度5.7 μm 及 9.0 μm 兩種樣品干涉條紋亮度與距離間關係圖。表 4-10 4-11 為代入(3-5)、(3-6)及(2-11)等三式所計算液晶空穴樣品厚度的結果與相對 誤差值。量測結果為樣本5.7 μm 者其測量值為 5.6961 μm;樣本 9.0 μm 者其測 量值為 9.0056μm,其誤差值是決定於干涉條紋之鑑別上以及角度校準之誤差 量。以屏幕與試片之距離為275 mm 為例,因為使用 PASCO PHYSISCS 2005 的

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套件,以長度-光強度所測得的亮紋寬度,代入Microsoft Excel 2003 所撰寫的推 算程式,其誤差百分率約在0.07 % ~ 0.06 %間。由表 4-10 及 4-11 我們得知,單 一波長光學干涉實驗組件所量測的結果其誤差值約在 0.07 %左右,此方法組件 費用不高,值得在高中教學上做推廣。

3.利用光學干涉條紋寬度的量測的精準度與誤差來源:

改進以下幾點實驗架構:(1)提升入射光源之功率;(2)改變入射光源之波段;

(3)增加屏幕之寬度;(4)加長屏幕與試片之距離;(5)增廣入射光源之張角範圍,

可使量測的範圍與精準度增加。本實驗在精準度上是利用模擬方式,儘可能地 核對暗紋座落屏幕之相對位置,藉以逼近量測結果。另配以 pasco 的套裝配件及 自走式傳動馬達,量測的結果卻是相當的準確。

量測之誤差來源,最主要是在干涉條紋之鑑別程度,由於液晶樣品除外層 玻璃,還包含 ITO 導電層與配向膜層,共七層八個反射介面,因各個介面之反 射光相互干涉的結果,導致干涉條紋之鑑別率降低。PI 與 ITO 之厚度可利用 Dektak 儀器測量(本論文研究樣本購自美相液晶公司,其 PI 與 ITO 之厚度請參 考表 3-1),折射率方面可由布魯斯特角之特性推得。本實驗為確定所量測之干 涉條紋主要是由哪些介面新造成,因此針對同一片樣品,利用XYZ 之平移台改 變量測之位置,觀察不同介面所造成之干涉條紋變化,藉以判別量測之厚度變 化。

從屏幕上之干涉條紋,可明顯發現干涉條紋有往右(入射角度小之方向)偏 移的現象(如圖 4-11、4-12),此表示所量測之間隙厚度較薄,同時我們也可以

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確定所量測之間隙厚度與實際值相近;雖然主要之干涉條紋是由與樣品內空氣 之介面所造成,但仍然不能忽略其他介面反射光之干涉,因此實驗時屏幕上所 呈現之干涉條紋較不明顯,為本實驗影響最大之誤差來源。

在理論上,介面之相對折射率差愈大且入射角度愈大其反射率愈高;相較之 下,外層玻璃之介面以及 PI 與樣品內空氣之介面的反射率會較高,但由於玻璃 厚度為1100 μm;與一般樣品間隙之厚度為 10 μm 以下其尺度上相差 110 倍,相 對其所造成之干涉條紋與樣品間隙所形成之干涉條紋,寬度上會較窄且會小於 110 倍(由式 d=

) cos (cos

2

) (

2 1

2

1 θ

θ λ

− m

m 而知),因此可明顯地區別。

對於其他介面反射所造成之干涉條紋,與實際樣品間隙所造成之干涉條紋 寬度相近,如此導致量測時所觀察到之干涉條紋較不明顯;尤其是入射角度愈 小,其他介面反射所造成干涉條紋之相對位置,與實際樣品間隙所造成之干涉 條紋落差愈大,因此干涉條紋在辨別上之誤差會較大。但由於 PI 與樣品內空氣 之介面的反射率較高,因此在每一條干涉暗紋中,仍然可找出相對極暗之位置,

以此位置反推之間隙厚度即可較逼近實際之結果。

4.入射光源之偏極方向與介面反射之探討:

在入射光源之偏極方向上,部分研究顯示以水平偏極(相對於入射面)之入 射光源量測,可降低量測之誤差值。但本實驗在量測不同 PI 層數之介面所呈現 之干涉條紋時,發現以垂直偏極之入射光進行實驗量測,其誤差值會相對較小;

尤其在布魯斯特角附近,水平偏極之反射光會存在有相位反轉(相位差π)的問 題,且反射率相對較弱,如此其他介面之干涉效應相對提高,會導致實際之干

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涉條紋較不易辨別。

能觀察此相位反轉之現象,主要是由於量測之區域其反射介面不對稱,其 相對之布魯斯特角會不相同,因此發生相位反轉之角度也會有所不同;入射角 度若座落在此兩反射介面的布魯斯特角之間,即可明顯觀察其相位反轉之現象。

由此結果我們可以推論其干涉條紋,主要是由 PI 與樣品內空氣之介面的反 射光,以及 ITO 與樣品內空氣之介面的反射光相互干涉的結果;除考慮反射率 之因素外,我們可以利用計算各個介面之布魯斯特角,即可明顯發現只有在上 述之介面反射,才能在本實驗校準之角度(玻璃所對應之布魯斯特角 55.536°,屏 幕位置為300 之刻度上)附近觀察到相位反轉之現象,如表 4-12 所示:

雖然外層玻璃在 50°~65°間,其反射光之相位也有反轉之現象,但所影響 之干涉條紋與我們所觀測之寬度比差110 倍,因此不列為所考慮之介面以「*」

表之!而 PI→空氣或空氣→PI 其反射界面之相對折射率小於石英玻璃之折射率 1.45697 故需考慮相位反轉之介面,以「3」表之。其它不考慮相位反轉之介面 以「×」表之。

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4-1 波長 λ = 300 ~ 400 nm 的範圍,穿透率量測結果誤差比較。

量測方法 5.7 μm 誤差率 9.0 μm 誤差率 光柵式分光光譜儀 61.17 % 68.93 % 顯微式分光光譜儀 461.42 % 415.16 %

4-2 近紅外光量測厚度 5.7 μm 液晶空穴反射干涉峰值所對應的波長。

液晶空穴厚度5.7 μm,以近紅外光區波長為 2600 ~ 700 nm 量測

λinm) 756 816 888 972 1072 1196 1360 1580 1928 2436

4-3 近紅外光量測厚度 9.0 μm 液晶空穴反射干涉峰值所對應的波長。

液晶空穴厚度9.0 μm,以近紅外光區波長為 2600 ~ 700 nm 量測

λinm) 720 748 780 810 852 892 936 984 1040 1100 λinm) 1172 1252 1340 1448 1592 1820 2048 2292

4-4 可見光/紫外光量測厚度 5.7 μm 液晶空穴反射干涉峰值所對應的波長。

液晶空穴厚度5.7μm,以可見光區/紫外光區 (UV)波長為 890~200 nm 量測

λinm) 324 334 344 356 370 386 404 422 440 460 λinm) 482 504 530 558 588 624 664 708 760 818

4-5 可見光/紫外光量測厚度 9.0 μm 液晶空穴反射干涉峰值所對應的波長。

液晶空穴厚度9.7 μm,以可見光區/紫外光區 (UV)波長為 890~200 nm 量測

λinm) 344 474 488 502 516 530 548 564 582 600 λinm) 622 642 666 690 716 744 776 810 848

(9)

4-6 近紅外光量測樣本(空穴厚度為 5.7 μm),其量測厚度及相對誤差。

λi 756 816 888 972 1072 1196 1360 1580 1928

λi+1 816 888 972 1072 1196 1360 1580 1928 2436 dexp(nm) 5140.8 5032 5137.7 5209.9 5169.8 4959 4883.6 4376.8 4622.6 dexp(μm) 5.1408 5.032 5.1377 5.2099 5.1698 4.959 4.8836 4.3768 4.6226 dair(μm) 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 dexp/dair 0.9019 0.8828 0.9014 0.914 0.907 0.87 0.8568 0.7679 0.811 相對誤差 9.8% 11.7% 9.9% 8.6% 9.3% 13.0% 14.3% 23.2% 18.9%

相對誤差

平均值

13.2%

λi 720 748 780 810 852 892 936 984 1040

λi+1 748 780 810 852 892 936 984 1040 1100

dexp(nm) 9617.1 9116.3 10530 8215.7 9499.8 9487.6 9594 9137.1 9533.3 dexp(μm) 9.6171 9.1163 10.53 8.2157 9.4998 9.4876 9.594 9.1371 9.5333 dair(μm) 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 dexp/dair 1.0686 1.0129 1.17 0.9129 1.0555 1.0542 1.066 1.0152 1.0593 相對誤差 6.9% 1.3% 17.0% 8.7% 5.6% 5.4% 6.6% 1.5% 5.9%

λi 1100 1172 1252 1340 1448 1592 1820 2048 2048 λi+1 1172 1252 1340 1448 1592 1820 2048 2292 2292 dexp(nm) 8952.8 9170.9 9532.3 8983 8004.2 6354 8174 9618.9 9618.9 dexp(μm) 8.9528 9.1709 9.5323 8.983 8.0042 6.354 8.174 9.6189 9.6189 dair(μm) 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 dexp/dair 0.9948 1.019 1.0591 0.9981 0.8894 0.706 0.9082 1.0688 1.0688 相對誤差 0.5% 1.9% 5.9% 0.2% 11.1% 29.4% 9.2% 6.9% 6.9%

相對誤差

平均值:

7.3%

4-7 近紅外光量測樣本(空穴厚度 9.0 μm),其量測厚度及相對誤差。

(10)

4-8 波長為 890~200 nm 量測樣品(空穴厚度為 5.7 μm),其量測厚度及相對誤差。

4-9 波長為 890~200 nm 量測樣品(空穴厚度為 9.0 μm),其量測厚度及相對誤差。

λi 324 334 344 356 370 386 404 422 440 460

λi+1 334 344 356 370 386 404 422 440 460 482

dexp(nm) 5410.8 5744.8 5102.7 4704.3 4463.1 4331.8 4735.8 5157.8 5060 5039.1 dexp(μm) 5.4108 5.7448 5.1027 4.7043 4.4631 4.3318 4.7358 5.1578 5.06 5.0391 dair(μm) 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 dexp/dair 0.9493 1.0079 0.8952 0.8253 0.783 0.76 0.8308 0.9049 0.8877 0.8841 相對誤差 5.1% 0.8% 10.5% 17.5% 21.7% 24.0% 16.9% 9.5% 11.2% 11.6%

λi 482 504 530 558 588 624 664 708 760

λi+1 504 530 558 588 624 664 708 760 818

dexp(nm) 5521.1 5136.9 5281.1 5468.4 5096 5179.2 5342.2 5173.8 5359.3 dexp(μm) 5.5211 5.1369 5.2811 5.4684 5.096 5.1792 5.3422 5.1738 5.3593 dair(μm) 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 dexp/dair 0.9686 0.9012 0.9265 0.9594 0.894 0.9086 0.9372 0.9077 0.9402 相對誤差 3.1% 9.9% 7.3% 4.1% 10.6% 9.1% 6.3% 9.2% 6.0%

相對誤差

平均值 10.2%

λi 344 474 488 502 516 530 548 564 582

λi+1 474 488 502 516 530 548 564 582 600

dexp(nm) 627.14 8261.1 8749.1 9251.1 9767.1 8067.8 9658.5 9118 9700 dexp(μm) 0.6271 8.2611 8.7491 9.2511 9.7671 8.0678 9.6585 9.118 9.7 dair(μm) 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 dexp/dair 0.0697 0.9179 0.9721 1.0279 1.0852 0.8964 1.0732 1.0131 1.0778 相對誤差 93.0% 8.2% 2.8% 2.8% 8.5% 10.4% 7.3% 1.3% 7.8%

λi 600 622 642 666 690 716 744 776 810

λi+1 622 642 666 690 716 744 776 810 848

dexp(nm) 8481.8 9983.1 8907.8 9573.8 9500.8 9512.6 9021 9243.5 9037.9 dexp(μm) 8.4818 9.9831 8.9078 9.5738 9.5008 9.5126 9.021 9.2435 9.0379 dair(μm) 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 dexp/dair 0.9424 1.1092 0.9898 1.0638 1.0556 1.057 1.0023 1.0271 1.0042 相對誤差 5.8% 10.9% 1.0% 6.4% 5.6% 5.7% 0.2% 2.7% 0.4%

相對誤差

平均值

5.2%

(11)

4-10 計算液晶空穴樣品 5.7 μm 厚度的結果與相對誤差值。

L=275mm X

1

(mm) X

2

(mm) λ=0.6328 μm 22.5 15

X

1

/L=

X

2

/L=

tan

-1

(X

1

/L)=

tan

-1

(X

2

/L)=

θ

p

= 55.536 (角度單位) θ

1

p

-tan

-1

(X

1

/L)= 50.859 (角度單位) θ

2

p

+tan

-1

(X

2

/L)= 58.658 (角度單位)

cos(θ

1

)=

cos(θ

2

)=

m

1

-m

2

=

d= 5.696 (μm) d

air

= 5.7 (μm) 誤差百分率

0.08 0.05 4.68 3.12

0.07%

0.631 0.520

2

(12)

4-11 計算液晶空穴樣品 9.0 μm 厚度的結果與相對誤差值。

4-12 液晶樣品各層介面之布魯斯特角與入射角度對照表,取材自參考文獻[7] 介面 入射角度範圍 布魯斯特角 相位反轉的介面

空氣→玻璃 50°~65° 56.31°

玻璃→ITO 30.71°~37.17° 53.13° × ITO→PI 22.52°~26.95° 34.99° × PI→空氣 33.18°~40.35° 35.54° 3

空氣→PI 33.18°~40.35° 35.54° 3

PI→ITO 22.52°~26.95° 34.99° × ITO→玻璃 30.71°~37.17° 53.13° × 玻璃→空氣 50°~65° 56.31°

L=275mm X

1

(mm) X

2

(mm) λ =0.6328 μ m 14.16 9.44

X

1

/L=

X

2

/L=

tan

-1

(X

1

/L)=

tan

-1

(X

2

/L)=

θ

p

= 55.536 (角 度 單 位 ) θ

1

p

-tan

-1

(X

1

/L)= 52.588 (角 度 單 位 ) θ

2

p

+tan

-1

(X

2

/L)= 57.502 (角 度 單 位 )

cos(θ

1

)=

cos(θ

2

)=

m

1

-m

2

=

d= 9.006 (μ m) d

air

= 9.0 (μ m) 誤 差 百 分 率

準 確 值

0.05 0.03 2.95 1.97

99.94%

0.608 0.537

2

0.06%

(13)

0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 0 .0

0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0

0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0

Tran sm ittance

Reflectan ce

W a v e le n g th (n m )

圖 4-1 室溫下玻璃反射率與穿透率對入射光波長的關係。

0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0

0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0

0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0

Transmittance

Reflectance

W avelength (nm )

圖 4-2 室溫下 ITO/玻璃樣品反射率與穿透率對入射光波長的關係。

(14)

圖 4-3 液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm)的近紅外光反射光譜。

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

2436 1580 1928

1360 1196 1072 972 888 756816

Reflectance

Wavelength (nm)

圖 4-4 液晶晶胞(空穴厚度為 9.0 μm)的近紅外光反射光譜。

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

2292

2048

1592 1820 1448 1340 1252 1172 1100 1040 984 936 892 816852 748780

Reflectance

Wavelength (nm)

(15)

圖 4-5 液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm)的可見光/紫外光反射光譜。

100 200 300 400 500 600 700 800 900

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

760 818 708 624664 588 558 530 504 482 460 440 422 404 370386 356 344 334

R ef lectance

324

Wavelength (nm)

圖 4-6 液晶晶胞(空穴厚度為 9.0 μm)的可見光/紫外光反射光譜。

100 200 300 400 500 600 700 800 900

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

810 848 744776 690716 642666 600622 564582 530548 502516 474488 344

Reflectance

Wavelength (nm)

(16)

圖 4-7 液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm)的顯微式光譜儀穿透干涉波形。

400 450 500 550 600 650 700

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Transmittance

Wavelength (nm)

圖 4-8 液晶晶胞(空穴厚度為 9.0 μm)的顯微式光譜儀穿透干涉波形。

400 450 500 550 600 650 700

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Transmittance

Wavelength (nm)

(17)

圖 4-9 液晶晶胞(空穴厚度為 5.7 μm)的光柵式光譜儀穿透干涉波形。

400 450 500 550 600 650 700

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Transmittance

Wavelength (nm)

圖 4-10 液晶晶胞(空穴厚度為 9.0 μm)的光柵式光譜儀穿透干涉波形。

400 450 500 550 600 650 700

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Transmittance

Wavelength (nm)

(18)

圖 4-11 樣品(空穴厚度為 5.7 μm)干涉條紋。 圖 4-12 樣品(空穴厚度為 9.0 μm)干涉條紋。

0.0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 45.0 52.5 60.0 67.5 75.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

光強度(無單位)

長度

(mm)

圖 4-13 樣品(空穴厚度為 5.7 μm)的干涉條紋分佈圖。

(19)

0.00 4.72 9.44 14.16 18.88 23.60 28.32 33.04 37.76 42.48 47.20 51.92 56.64 61.36 66.08 70.80

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

光強度(無單位)

長度

(mm)

圖 4-14 樣品(空穴厚度為 9.0 μm)的干涉條紋分佈圖。

數據

表 4-6 近紅外光量測樣本(空穴厚度為 5.7 μm),其量測厚度及相對誤差。 λ i 756 816 888 972 1072 1196 1360 1580 1928 λ i+1 816 888 972 1072 1196 1360 1580 1928 2436 d exp (nm) 5140.8 5032 5137.7 5209.9 5169.8 4959 4883.6 4376.8 4622.6 d exp (μm) 5.1408 5.032 5.1377 5.2099 5.1698 4.959 4
表 4-8 波長為 890~200 nm 量測樣品(空穴厚度為 5.7 μm),其量測厚度及相對誤差。 表 4-9 波長為 890~200 nm 量測樣品(空穴厚度為 9.0 μm),其量測厚度及相對誤差。λi324334344356370386404422440460λi+1334344356370386404422440460482dexp(nm)5410.8 5744.8 5102.7 4704.3 4463.1 4331.8 4735.8 5157.85060 5039.1dexp(μm)5.410
表 4-10 計算液晶空穴樣品 5.7 μm 厚度的結果與相對誤差值。  L=275mm X 1 (mm) X 2 (mm) λ=0.6328 μm 22.5 15 X 1 /L= X 2 /L= tan -1 (X 1 /L)= tan -1 (X 2 /L)= θ p = 55.536 (角度單位) θ 1 =θ p -tan -1 (X 1 /L)= 50.859 (角度單位) θ 2 =θ p +tan -1 (X 2 /L)= 58.658 (角度單位) cos(θ 1 )= cos(θ 2 )=
表 4-11 計算液晶空穴樣品 9.0 μm 厚度的結果與相對誤差值。  表 4-12 液晶樣品各層介面之布魯斯特角與入射角度對照表,取材自參考文獻 [7] 。  介面  入射角度範圍 布魯斯特角  相位反轉的介面 空氣→玻璃 50°~65°  56.31°  *  玻璃→ITO 30.71°~37.17°  53.13° ×  ITO→PI  22.52°~26.95°  34.99° ×  PI→空氣 33.18°~40.35°  35.54°  3  空氣→PI 33.18°~40.35° 35.54
+6

參考文獻

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