本論文主要在探討摻雜偶氮苯液晶所製成的液晶混和聚合物薄膜，簡稱偶氮苯液晶膜，在受光照和外加電場所引致偶氮苯液晶的同分異構化效應。將偶氮苯液晶製成液晶聚合物薄膜後，利用偶氮苯液晶的cis-和trans-異構物之吸收光譜不同，便可達到光控其同分異構化效應，再利用偶氮苯液晶和向列相液晶間的賓主效應，便可製成一可光控穿透態和散射態之液晶膜。論文中利用熱聚合引致相分離之方式製成的液晶膜透光度對比約為120，最高穿透度可達96%，且維持時間可達20小時。
而偶氮苯液晶不僅有光引致異構化效應，也同時具有電場引致異同分構化效應。實驗發現當偶氮苯液晶為cis-態時，可受直流電場影響，加速cis-偶氮苯液晶異構化回trans-，由於本實驗之偶氮苯液晶膜於穿透態維持時間較一般液晶膜長，故可利用此特性加速切換液晶膜之穿透到散射態。在未照光之情況下，本實驗製成的偶氮苯液晶膜由穿透態回復到完全散射態需費時50小時，而利用直流電場引致異構化效應可縮短反應時間在60秒內。若利用直流脈衝電壓對穿透態的偶氮苯液晶膜作用，可使透光度隨脈衝次數下降，依本實驗使用12 μm厚度的液晶盒為例，在最高和最低穿透度間可產生6個灰階。

This thesis studies the polymer-dispersed liquid crystals （PDLCs） film doped with azobenzene liquid crystals （azobenzen LCs）. According to the photoisomerization and electroisomerization effects of azobenzene materials, the azobenzene LC film could be switched between light transparent state and light scattering state optically and electrically. Thus, combining the two isomerization effects and the guest-host effect, we can fabricate PDLCs doped with azobenzene LC having the characteristics of being optically switched between two stable transparent and scattering states. Notably, the transmission of the transparent state can remain at 96% for 20 hrs, and I takes to reach completely to the scattering state. The contrast ratio is ~120.

As mentioned above, the azobenze LCs have not only photoisomerization effect, but also the electroisomerization effect, It is found that, the time required to transit from cis- to trans-state can be accelerated under the application of DC electric field. Using this DC electrical effect, we can speed up the transition time from the transparent state to the light-scattering state of the device being for ~ 60 s. Besides, if we apply DC pulse voltage, we can make 6 gray scales between the highest and the lowest transmittance by varying the pulse duration.

[1] F. Reinitzer, Monatsh. Chem.,9, 421 （1888）

[2] J. L. Fergason, SID Inter. Symp. Digst, 16, 68 （1985）

[3] Z. F. Liu, K. Hashimoto, A. Fujishima, Nature, 347, 658 （1990）

[4] P. G. de Gennes and J. Prost, “The Physics of Liquid Crystals”, 2nd., Clarendon Press, Oxford （1993）.

[5] G. W. Gray,“Thermotropic Liquid Crystals”, the Society of Chemical Industry （1987）.

[6] 松本正一、角田市良和著，劉瑞祥譯，“液晶之基礎與應用”，國立編譯館出版 （1996）

[7] 朱自強，王仕璠，蘇顯渝，“現代光學教程 ”，四川大學出版社，成都 （1990）.

[8] I. C. Khoo，“Liquid Crystals-Physical Properties and Nonlinear Optical Phenomena”， John Wiley & Sons Press, New York （1995）.

[9] R. L. Sutherland, SPIE proc., 1080, 83 （1989）.

[10] J. West, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 157, 427 （1988）.

[11] J. W. Doane, A. Vaz, B. G. Wu and S. Zummer, Appl. Phy. Lett, 48, 269 （1986）.

[12] S. J. Chang, C. M. Lin and Andy Y. G. Fuh, Liq. Cryst. 21,19 （1996）.

[13] R. Yamaguchi and S. Sato, Jpn. J. Appl. Phys. 31, L254 （1992）.

[14] Andy Y. G. Fuh, M. S. Tasi, C. Y. Huang, T. C. Ko, L. C. Chien, Opt. Quantum Electron. 28, 1535 （1996）.

[15] J. W. Doane, A. Golemme, J. L. West, J. B. Whitehead and B. G. Wu,
Mol. Cryst. and Liq Cryst. 165, 511 （1998）.

[16] B. G. Wu, J. H. Erdmann, J. W. Doane, Liquid Crystal, 5, 1453 （1989）

[17] 永松元太郎著，劉瑞祥編譯，感光性高分子，復文書局 （1987）

[18] A. Altomare, C. Carlini, F. Cirdelli, R. Solaro, Polymer, 24, 95 （1983）

[19] A. S. Angeloni, D. Caretti, C. Carlini, Liq. Cryst., 4, 513 （1989）

[20] J. J.Wu, C. M.Wang, S. H. Chen, Jpn.J. Appl. Phys., 35, 2681 （1996）

[21] S. H. Lee, T. K. Lim, S. T. Shin, K. S. Park, Jpn. J. Appl. Phys., 41, 208 （2002）

[22] Z. F. Liu, K. Hashimoto, A. Fujishima, Nature, 347, 658 （1990）

[23] X. Tong, M.Pelletier, A. Lasia, Y. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed., 47, 3596-3599 （2008）

[24] T. Enomoto, H. Hagiwara, D. A. Tryk, Z. F. Liu, K. Hashimoto,
A. Fujishima, J. Phys. Chem. B, 101, 7422 （1997）

[25] H. K. Lee, A. Kanazawa, T. Shiono, T. Ikeda, T. Fujisawa, M. Aizawa, B. Lee, Chem. Mater., 10, 1402 （1998）

[26] Andy Y. G. Fuh, C. R. Lee, K. T. Cheng, Jpn. Appl. Phys., 42, 4406 （2003）
[27] 吳阜蒼, 光異構性偶氮苯衍生物之合成及其在液晶顯示元件極光記錄薄膜之應用研究,國立成功大學化學工程研究所所博士論文 （2004）

[28] Beam Engineering for Advanced Measurements Co.

[29] Alfa Aesar, A Johnson Matthey Company

[30] R. Poupko, Z. Luz, A. J. Vega, and H. Zimmermann, J. Chem. Phys. 86, 5358 （1987）