除了軟性基板的十字微結構外，垂直基板排列的聚合物網絡結構也 可增加基板撓曲時的穩定性。圖 5-2 是不需偏光片的軟性反射式主客 型液晶光電開關，我們在元件背後貼上白紙當做反射板，彎曲測試下 施加電壓0 Vrms與 30 Vrms的亮、暗狀態。也做了任意彎曲測試，軟性 基板及摻雜染料之液晶凝膠的特性不變。
0 Vrms 0 Vrms
(a) (b) (c) (d) 圖 5-2 不需偏振片之軟性反射式主客型液晶開關 (a)彎曲狀態電 壓0 Vrms，(b)彎曲狀態電壓 30 Vrms，(c)任意彎曲狀態電壓 0 Vrms，(d)
任意彎曲狀態電壓30 Vrms
為了測量軟性基板的彎曲特性，我們自組一實驗裝置測量不同曲率 半徑(radius of curvature)下穿透率的變化。圖 5-3 是改變軟性基板曲 率半徑的裝置，由支架上下方平均施加壓力而改變曲率。量測系統同 圖 3-1 的架設，但將反射鏡拿開，使之成為量測穿透率之系統。圖 5-4 是電壓 0 Vrms和30 Vrms的穿透率在不同曲率半徑的變化，當曲率半 徑小於30 mm 時，0 Vrms電壓下的穿透率些許下降，而且曲率半徑最 小約21 mm。不同曲率半徑時的反應時間如圖 5-5，反應時間定義是 電壓0 Vrms到 30 Vrms切換，穿透率從10% ÅÆ 90%變化所需的時間。
R=infinity 時，反應時間約 15 ms，對比度約 20:1；R=21 mm 的反應 時間約12 ms，穿透對比度約 14:1。由於穿透率隨曲率半徑變小而降 低，圖 5-5 中 R=21 mm 之曲線，其穿透率從 10%到 90%的變化所需
的時間會略小於其它曲率條件下。所以示波器量到的反應時間隨曲率
Radius of curvature, mm
Transmission, a.u.
0V
Radius of curvature, mm
Transmission, a.u.
0V
Time, ms
Transmission, a.u.
-150
Applied Voltage,Vrms R=infinity
R=32mm R=21mm Applied voltage
圖 5-5 不同曲率半徑下的反應時間
除了可撓曲特性外，此軟性液晶光電開關還具有可剪裁的特性，如 圖 5-6 所示。我們將一片完整的軟性液晶盒樣品裁成兩半，再分別加 上電壓測試，依然可以驅動，而且顯示效果跟未剪裁前一樣。而且，
剪裁過程中並無液晶滲出，這是因為凝膠狀的液晶混合物防止液晶流
出，增加穩定性。圖 5-7 是剪裁前、後的軟性液晶光電開關的電光特 性，曲線僅些微差異。
30 Vrms
30 Vrms 0 V0 Vrmsrms 30 V30 Vrmsrms
圖 5-6 可剪裁的軟性反射式光電開關
0 1 2 3
0 10 20 30
Voltage, Vrms
Transmittance, a.u.
before after
圖 5-7 剪裁前和剪裁後的電光特性
第6章 裝飾性顯示器應用-梯度分佈的摻雜染料之 液晶凝膠
6.1 動機
上述所談到的不需偏光片之液晶光電開關都是單一畫素元件，驅動 方式由上、下電極基板產生均勻電場使液晶指向矢排列。由實驗結果 得知，摻雜染料之液晶凝膠在不同製作條件下，影響聚合物網絡之大 小，而有不同的電光特性曲線。我們遂提出梯度分佈的摻雜染料之液 晶凝膠(gradient dye-doped liquid crystal gels)實現非單一畫素的顯示 元件，操作原理同樣是染料的光吸收和聚合物網絡之光散射作用。圖 6-1 為偏光顯微鏡下觀察梯度分佈的摻雜染料之液晶凝膠形態，0Vrms 時液晶尚未被驅動，這時觀察到同樣的亮態；但在電壓10Vrms下明顯 有兩區域密度不一的聚合物網絡結構，因而有不同明亮程度；再加更 高電壓30Vrms時，兩區域都呈現暗態。兩區域的交接處存在不連續之 邊界。我們目標就是希望設計出不需要圖案電極形狀，也不用複雜的 驅動電路，僅以單一電壓驅動，改變外加電場大小即可達到字樣或圖 案顯示，此設計之優點為製程簡單，降低成本，更開拓液晶元件的新 應用。
圖 6-1 偏光顯微鏡觀察梯度分佈的摻雜染料之液晶凝膠形態