2013年8月2日 星期五

以紫外光控制的光開關─利用含偶氮苯結構的液晶混以聚乙烯咔唑

液晶分子中的偶氮 (azo-)鍵結構會使得分子不對稱,這種分子將產生兩種類形:順式 (cis-)與逆式 (trans-)。

透過特定波長的紫外光照,可以將順式的分子轉換成逆式,而逆式的分子會將聚乙烯咔唑 (簡稱為PVK)這種聚合物溶解。

利用這種特性,若將液晶盒表面塗佈一層均勻的PVK膜,後灌入順式的偶氮液晶,則可得到一透明的液晶盒。

在特定波長的光照下,順式偶氮液晶將轉為逆式,因而溶解了PVK膜,結果仍是透明態。

將這個透明態靜置十個小時,我們觀察到順式緩慢轉回逆式,由於轉換過程緩慢析出PVK,PVK膜又緩慢地在液晶表面出現,分布均勻,故回到起始的狀態。

但若在逆式狀態下,通以另一種波長之光線,可強迫分子快速轉回順式,此時PVK快速析出,其分布散亂在液晶盒中,導致液晶的分佈成了散射的混濁態。
圖例

因此,可以完全靠紫外光照調控液晶盒的穿透率,達到高對比的效果。

參考文獻
[1] Fuh, All-optically controllable and highly efficient scattering mode light modulator based on azobenzene LCs and PVK films, OpEx 21 (15), 18492 (2013)