利用超分子液晶膠製備之反平行配向順向散射元件之模型示意圖如圖 5-1，和 反向元件不同的是降溫過程中外加了偏壓，故凝膠因子的網絡方向變為垂直基板，
移除此偏壓後，液晶受到配向層和凝膠網絡的兩種作用影響，無法回復水平排列，
故產生散射效果，並且同反向元件的散射，只影響電場平行配向方向的偏振光。
再施加電場時，液晶直立，不會產生散射，為透明態，與第四章的反向模式 (reverse mode)比較起來，不會有電壓繼續增加反而又影響穿透率的情況，更適 宜做為元件使用。
圖 5-1 反平行配向散射元件運作示意圖
同理，透過在降溫階段施加偏壓的製程，扭旋配向和垂直配向應也能作為順 向模式散射元件。
以下為順向模式反平行配向散射元件在光學顯微鏡下之觀察結果，見圖 5-2，
與第四章的反向模式比較，不見絲狀條紋，而是較大的斑點，應是網絡從水平變 為直立了，驅動後。見圖 5-3，顏色較淺，散射減弱。
圖 5-2 未驅動的順向模式反平行配向散射元件在光學顯微鏡觀察結果
以下為順向模式扭旋配向散射元件在光學顯微鏡下之觀察結果：
圖 5-4 未驅動的順向模式扭旋配向散射元件在光學顯微鏡下之觀察結 果
以下為順向模式垂直配向散射元件在光學顯微鏡下之觀察結果：
圖 5-6 順向模式垂直配向散射元件在光學顯微鏡下之觀察結果
光電特性分析
1.5%為最佳，可達到 242.4，0.5%、1.0%的結果也與之相近；𝑉10的部分與第四章 之結果相同，隨著濃度上升而降低。可見順向模式在對比和驅動電壓的部分表現圖 5-7 不同濃度的 F8BT/E7 順向模式反平行配向散射元件之電壓-穿 透率曲線
進一步固定濃度為 1.5%，量測不同𝑉𝑐時的表現，光電參數如表 5-2。其中對比 度以 12 V 為最佳，可達到 308.1，8 V 的結果也與之相近；𝑉10的部分隨著𝑉𝑐升高 而降低，其中 12 V 時更可以接近 1 V。
電壓-穿透率曲線如圖 5-8，在 4 V~12 V 的部分，可見曲線慢慢右移，而到 16 V 時，表現變的很不穩定，失去單調上升趨勢，我們猜測太強的電場也破壞了 液晶和凝膠網絡的交互作用，影響結構的生成。
表 5-2 不同𝑉𝑐的 F8BT/E7 順向模式反平行配向散射元件之電壓-穿透率 曲線
濃度、𝑉𝑐 1.5%+4 V 1.5%+8 V 1.5%+12 V 1.5%+16 V
𝑉10 2.1 1.3 1.1 N/A
對比度 145.9 242.4 308.1 5.2
為了與第四章的順向模式反平行配向元件比較，我們也進一步量測在最好的 濃度和電壓：1.5%+12 V 下，不同方向的偏振光所造成的散射強度差異，其結果如 表 5-3 和圖 5-9，其中在垂直配向方向的對比度為 1.07，相較第四章的順向反平 行配向元件的對比度 1.2，其偏極特性更好。
表 5-3 1.5%+12 V 的 F8BT/E7 反平行配向散射元件對不同方向的偏振 光的光電參數
圖 5-9 1.5%+12 V 的 F8BT/E7 順向模式反平行配向散射元件對不同方 向的偏振光的電壓-穿透率曲線
偏振和配向夾角 ∥ ⊥
對比度 308.1 1.07
5.4.2 扭旋配向散射元件
不同濃度的 F8BT/E7 溶液所製作出的扭旋配向散射元件測得之光電參數如表 5-4，皆是在降溫時施加 8 V 的偏壓以製作出順向模式的元件。其中對比度以 1.0%
為最佳，可達到 323.9；𝑉10的部分與第四章之結果相同，隨著濃度上升而降低。
可見順向模式在對比和驅動電壓的部分表現皆與反向模式的元件相仿。
電壓-穿透率曲線如圖 5-10，同樣是散射→透明的單調趨勢，有應用上的價值，
比起第四章的順向元件，更消除了震盪的現象。
表 5-4 不同濃度的 F8BT/E7 順向模式扭旋配向散射元件之光電參數 濃度、𝑉𝑐 0.5%+8 V 1.0%+8 V 1.5%+8 V
𝑉10 1.7 1.3 1.1
對比度 133.2 323.9 169.0
進一步固定濃度為 1.0%，量測不同𝑉𝑐時的表現，光電參數如表 5-5。其中對比 度仍以 8 V 的 323.9 為最佳；𝑉10的部分隨著𝑉𝑐升高而降低，其中 12 V 時更可以接 近 1 V。
電壓-穿透率曲線如圖 5-11，可見 4 V 時還不夠使扭旋配向散射元件變為順向 模式，16 V 時表現變的很不穩定，失去單調上升趨勢，我們猜測太強的電場也破 壞了液晶和凝膠網絡的交互作用，影響結構的生成。
表 5-5 不同𝑉𝑐的 F8BT/E7 扭旋配向散射元件之光電參數
圖 5-11 不同𝑉𝑐的 F8BT/E7 扭旋配向散射元件之電壓-穿透率曲線 濃度、𝑉𝑐 1.0%+4 V 1.0%+8 V 1.0%+12 V 1.0%+16 V
𝑉10 1.2* 1.3 1.1 N/A
對比度 133.2 323.9 169.0 5.1
為了與第四章的反向模式扭旋配向元件比較，我們也進一步量測在最好的濃 度和電壓：1.0%+8 V 下，不同方向的偏振光所造成的散射強度差異，其結果如表 5-6 和圖 5-12，其中在垂直配向方向的對比度為 67.0，相較第四章的順向反平行 配向元件的對比度 3.2，更像一個均勻的散射元件。
表 5-6 1.0%+8 V 的 F8BT/E7 順向模式扭旋配向散射元件對不同方向的 偏振光的光電參數
圖 5-12 1.0%+8 V 的 F8BT/E7 順向模式扭旋配向散射元件對不同方向
偏振和配向夾角 ∥ ⊥
對比度 323.9 67.0
5.4.3 垂直配向散射元件
因 LC-BYVA-01 的驅動電壓較高，且第四章中不見 F8BT 濃度有幫助驅動電壓 下降的趨勢，故直接固定 F8BT/LC-BYVA-01 濃度為 1.0%，搭配不同𝑉𝑐來製作垂直 配向散射元件，測得之光電參數如表 5-7，可見隨著𝑉𝑐上升驅動電壓下降，穿透率 除了 6 V 以外也隨之下降。
電壓-穿透率曲線如圖 5-13，可見隨著𝑉𝑐升高曲線漸漸左移，直到 36 V 時才 變為初始散射態的順向元件，值得注意的是 6 V 時，驅動電壓下降且對比上升，
可見𝑉𝑐不足以完全驅動液晶時，其有助於讓反向模式的驅動電壓下降。
表 5-7 不同𝑉𝑐的 F8BT/LC-BYVA-01 垂直配向散射元件之光電參數
圖 5-13 不同𝑉𝑐的 F8BT/LC-BYVA-01 垂直配向散射元件之電壓-穿透率 曲線
濃度、𝑉𝑐 1.0% 1.0%+6 V 1.0%+12 V 1.0%+24 V 1.0%+36 V
𝑉10 2.7 1.8 1.5 1.2 N/A
對比度 44.9 45.3 20.7 4.7 4.0
為了與第四章的反向模式垂直配向元件比較，我們也進一步量測在最好的濃 度和電壓：1.0%+36 V 下，不同方向的偏振光所造成的散射強度差異，其結果如表 5-8 和圖 5-14，其中在垂直配向方向的對比度為 2.6，與第四章的結果相似，垂直 配向散射元件並無很好的偏極特性。
表 5-8 1.0%+36 V 的 F8BT/LC-BYVA-01 順向模式垂直配向散射元件對 不同方向的偏振光的光電參數
偏振和配向夾角 ∥ ⊥
對比度 4.0 2.6
討論
結論
第六章
綜合以上結果，使用具π共軛電子結構的凝膠因子與熱致相變製作液晶膠，並 進一步利用配向和施加偏壓來形成不同的結構，製作散射元件的方法，與同樣使 用液晶摻雜製作散射元件的文獻比較，達成更低的驅動電壓(<2V)與更強的對比度 (>300)，有良好的偏極特性，並且能在許多系統中使用，極具備潛力和發展空間。
參考文獻
1 P. Yeh and C. Gu, Optics of Liquid Crystal Displays. (John Wiley &
Sons, 2010).
2 G. Stojmenovik, Ion Transport and Boundary Image Retention in Nematic Liquid Crystal Displays (Universiteit, 2005).