4-1 實驗材料
本實驗所使用的主要直接材料，分別為以下幾種：負型液晶、
間隔材、垂直配向液、ITO 玻璃。
（1）負型液晶：由 Merck 所提供，共有兩式樣：MLC-6609、
MLC-2079，規格如表 4.1 所示。主要差異如下，複折射率
（Δn）：0.0777、0.15。複介電係數（Δε）：-3.7、-6.1。
表 4.1 實驗液晶材料規格表
（2）間隔材：材料由樹脂組成。主要提供支撐，造成液晶層的間隙。
由積水公司所提供。共有三式樣：12μm
、6
μm、4.9μm，如表 4.2。表 4.2 實驗間隔材規格表
（3）垂直配向液：SE-4811 是具側鏈基的高分子材料。由 Nissan Chemical 所提供，規格如表 4.3。
表 4.3 實驗配向液規格表
（4）ITO 玻璃：透明導電材為「氧化銦錫」，由全台晶像所提供。
ITO 片電阻：10Ω/□，玻璃厚度：0.7mm。
4-2 實驗設備
（1）玻璃洗淨機
（2）光阻塗佈機
（3）曝光機
（4）配向膜印刷機
（5）摩擦配向機
（6）框膠印刷機
（7）Spacer散佈機
（8）液晶真空注入機
4-3 樣品製作
（1）玻璃清洗：將ITO玻璃以枚葉方式（sheet by sheet）清洗。先利 用鹼性洗劑去除油酯類物質，在以去離子水搭配毛刷及超音波 去除表面異物，最後再經UV燈照射所產生的臭氧（O3）分解有 機物質。
（2）ITO工程：電極形成工程需經過正光阻塗佈→曝光→顯影→蝕 刻→去光阻。本實驗使用滾筒的方式作正光阻塗佈，它具有快 速省材料的優點。光阻塗佈厚度為2000nm→經過130℃硬烤後
→進行曝光（UV照度40mw/cm2）→接著以1.3% KOH、100 sec 顯影→再以硝酸、鹽酸比例1：3進行ITO蝕刻→最後以3% wt的 NaOH去光阻。
（3）配向膜工程：此工程用配向膜印刷機，先將SE-4811膜厚為
50nm，印在電極完成之後的ITO玻璃。接著以80℃、5分鐘預烤，
主要讓溶劑揮發及平坦化。再以200℃、20分鐘硬烤，主要讓PI 固化。接著使用摩擦配向機，將固化的PI摩擦定向，摩擦條件：
基板前進速度20mm/s、滾輪轉速300rpm、絨毛深入量0.3mm。
（4）框膠塗佈：下板以網版將框膠印刷在玻璃的四週圍，並留下液 晶注入口。再將玻璃以80℃、5分鐘進行預烤，主要讓框膠溶劑 揮發。
（5）間隔材散佈：使用間隔材散佈機分別將12μm
、6
μm、4.9μm的間 隔材散佈在上板。（6）組立：將下板翻轉與上板做結合。並以175℃、0.8kg/cm2加壓並 將框膠硬化。
（7）液晶真空注入：抽真空達8*10-2真空度，並以200T分別將 MLC-2079、MLC-6609注入液晶盒。再將液晶盒加壓0.3 kg/cm2、10分鐘。接著以UV膠封口，並進行UV照射硬化完成 液晶盒製作。
製作流程如圖4.1所示。
圖 4.1 實驗流程圖
測法（Megnetic null method）等【9-11】。此系統的架設是使用晶
( ) 2
d c1
2(
a2 b2) sin cos sin 1
c1
a bc222sin
2 1 21
b( 1
b2sin
2)
1 2δ θ π α α θ θ θ
λ
⎡ ⎛ ⎞ ⎤
⎢ ⎥
= − + ⎜ − ⎟ − −
⎢ ⎝ ⎠ ⎥
⎣ ⎦
（其中
a = 1 n
e，b = 1 n
o，c
2= a
2cos
2α + b
2sin
2α
） （4-2）如果我們把θ對 T 還有θ對δ(θ)所作的圖形畫在圖上，根據「水 平配向」或「垂直配向」我們可以分別得到類似圖 4.4（a）、（b）
兩種圖形：（要注意的是，運用「旋轉晶體法」量測時，如果預傾 角落在 20°~70°範圍內，將會產生誤差，須用其他方式作量測。）：
（a）水平配向，預傾角 0°~20°
（b）垂直配向，預傾角 70°~90°
圖 4.4 不同配向時的預傾角光學量測圖
在圖中，我們可以發現有對稱圖形產生，且發生在光程差極大 或極小值的地方，此地方即為預傾角發生位置。通常計算水平、垂 直預傾角方式不太相同：
1. 計算水平配向的預傾角時，我們可以對（4-2）公式微分，並令
4-5 光電量測
4-5-1 電壓穿透曲線
圖 4.7 電壓穿透曲線
4-5-2 被動模式下對比度、響應時間
在實驗中，我們將對樣本輸入被動驅動電壓，如圖 4.8 所 示，並分別量測「對比度」及「響應時間」。週波數分別為 1/16、
1/33、1/49、1/64、1/128、1/256、1/320。這邊我們可以看出選 擇波與非選擇波波型差異，在於非選擇波第一週期的電壓稍小 於選擇波，因為這差異，使得非選擇波的Vrms
<
Vth，選擇波的Vrms
>
Vth。而週波數越高，停留在 Vop 電壓所花的時間越短，且選擇波與非選擇波突波電壓值越近。
（a）1/16，非選擇波 （b）1/16，選擇波
Vth=2.5V
V10 V90
（c）1/33，非選擇波 （d）1/33，選擇波
（e）1/49，非選擇波 （f）1/49，選擇波
（g）1/64，非選擇波 （h）1/64，選擇波
（i）1/128，非選擇波 （j）1/128，選擇波
（k）1/256，非選擇波 （l）1/256，選擇波
（m）1/320，非選擇波 （n）1/320，選擇波 圖 4.8 被動驅動電壓波形圖
（1）對比度
主動驅動的亮態與暗態，是給定驅動電壓及不加電壓。而在被 動驅動模式，亮、暗的切換是選擇波與非選擇波。因此，被動驅動 模式的對比度（CR：Contrast Ratio）定義為
CR=
slectnon slect
T
T
− （其中T
slect為選擇波時光穿透率，
T
non slect− 為非選擇波時光穿透率）。在被動模式 對比量測圖中，如圖 4.9 所示。當選定被動驅動週波數、週波比及 頻率的情況下，分別以「選擇波」及「非選擇波」慢慢增加工作電 壓，並分別量得在不同工作電壓下時電壓與穿透率曲線─（a）、（b）。 接著將相同工作電壓下的選擇波及非選擇波的穿透率做相除，我們 可以畫出「對比曲線」─（c），且最大對比度發生在「非選擇波」均方根電壓超過液晶起始電壓之前，也就是開始透光之前。通常我
（2）液晶響應時間
當電壓加到 LCD 電極時，通過 LCD 的亮度會改變，其改變至 穩定時間稱為液晶的響應時間。在被動驅動模式下的垂直配向液晶 盒，我們定義選擇波時的亮度為 100%，而非選擇波時的亮度為 0%。
則當切換至選擇波的瞬間，透過光從 0%改變至 90%時所花的時間 定義為 ton。同樣的，當選擇波切換至非選擇波瞬間，透過光從 100%
改變至 10%所花時間定義為 toff。而液晶的響應時間 ttotal = ton+toff，量 測結果如圖 4.11 所示。
圖 4.11 被動驅動模式液晶響應時間
由於 LCD 之 ton及 toff受液晶參數（黏性、介電係數）、盒厚及 LCD 本身的 RC 延遲，導致速度很慢。若響應速度過慢，會使畫面 重疊，或有殘影產生；而因為被動驅動無法儲存電壓的緣故的，太 快則會造成畫面的閃爍，因此，該維持一定的水平。
ton：反應時間（升）
toff：反應時間（降）