4-2 實驗裝置
本次研究所用到的儀器如表 4-2 所示，較特殊將會介紹。
儀器 型號 廠商
超音波清洗機 MODEL1500 VWR
旋轉塗佈機 WS-400A-6NPP/LITE
SHOWN LAURELL
摩擦配向機 GP-01 自制
穩頻氦氖雷射 25-LHR-151-249 MELLES GRIOT
電動旋轉台 LRS150PP NEWPORT
電動控制器 ESP300 NEWPORT
任意波形產生器 33120A HEELEET PACKARD
示波器 DSO6034A AGILENT
接觸角量測儀 DSA100 KRUSS
4-2-1 摩擦配向機
摩擦配向機為本次實驗最主要的裝置，由本實驗室自行製做。主 要可分為兩部分，滾筒以及平台。滾筒的轉速為135rpm，其表面黏 附上一層高分子纖維用來摩擦基板。滾筒也可以上下調整高度，以達 到我們所需求的入毛深度來改變摩擦強度的大小。平台主要是使用步 進馬達來控制其速度，主要目的是可以穩定以及迅速地移動平台。
FIG. 4-1 液晶實驗室自製摩擦配向機
4-2-2 接觸角量測儀
本研究中所使用的接觸角量測儀型號為DSA100 ( Kruss )，如圖 4-2 所示。量測方法是利用光源穿透液滴，之後成像於 CCD 錄影機 上，透過CCD 錄影機的影像擷取加上軟體輔助分析，對液滴的接觸 角做量測，更進一步地，能夠透過軟體分析基板表面能。除此之外，
本設備加裝有手動旋轉平台，精確度為1°，可透過旋轉平台觀測基板
在不同方向的接觸角。實驗上使用三種已知液體去測量未知固體的表 面能，分別為DI Water(Storm)、Diiodo-Methane (Strom)和 Glycerol (Strom)，各個液體的表面能(IFT)、離散係數(Disperse)，以及極化係 數(Polar)如下表 4-3 所示。
液體名稱 IFT(mN/m) Disperse(mN/m) Polar(mN/m)
DI Water(Strom) 72.8 21.8 51
Diiodo-Methane
（Strom)
50.8 50.8 0
表4-3 接觸角測定液體特性
FIG. 4-2 接觸角量測儀
4-2-3 熱台偏光顯微鏡
光學偏光顯微鏡Axioscop 40 ( ZEISS )，如圖4-3所示，具有穩壓
光源，利用可切換式模組能夠對樣品實施穿透式以及反射式的觀察。
顯微鏡載物台為可旋轉式，旋轉幅度為0度-360度，最小刻度為1度。
溫度控制系統為TMS94 Temperature system(Linkam)，熱台溫度最高 能夠升溫至 350℃，透過液態氮冷卻裝置能夠將溫度降至 -194℃；
熱台最大及最小的升降溫速度為 30 /min℃ 及0.1 /min℃ ，溫度控制精 確值在 ±0.1℃。本研究所使用的溫度操作範圍僅在室溫(27 )℃ 至 100℃。
FIG. 4-3 偏光顯微鏡與熱台
利用熱台能夠對樣本實施升溫以及降溫操作，並且透過偏光顯微 鏡，能夠對樣本作光學圖像的觀測。利用裝置在顯微鏡光管上的數位 相機 ( PowerShot A620, Canon ) 擷取光學圖像。將顯微鏡光管上的數 位相機更換裝成光電二極體(Photo detector)，即能夠對樣品做光電特 性的量測。
4-2-4 光電量測系統
光電量測系統為液晶實驗最基本及最簡易的量測系統，藉由 Stabilized HE-NE LASER（1mW,固定強度）穿透偏光片-樣品-檢偏 片，其中偏光片與檢偏片成正交，如圖4-4。
FIG. 4-4 光電量測及預傾角量測系統
透過光偵測器對光強度做訊號擷取，並且利用與示波器量測光訊 號的直流值。本次實驗架構主要是參考光電量測系統以及預傾角量測 系統的架構所組合而成的，以方便擷取數據。而氙燈(Xe Lamp)光電 量測系統如圖4-5，利用單光儀(Monochromator)進行藍、綠、紅各色 光穿透率的量測，主要架構同HE-NE 雷射光電量測系統。
軟體儀控方面，本實驗是採用LABIVEW 與 MATLAB（葉益誌 與蘇勇彰同學編寫）來控制及運算。
FIG. 4-5 氙燈光電量測系統
4-3 樣品製作
(1)導電玻璃（ITO）之清洗(圖 4-6(a))
將長、寬皆為1.5cm 之導電玻璃（ITO,Indium Tin Oxide）按照中 性清洗液、去離子水、丙酮及異丙醇的順序清洗，清洗時間均為 20 分鐘，次數大約二至三次或更多，直到導電玻璃乾淨為止。
(2)配向層材料之旋轉塗佈（Spin coating）和硬化（固膜）(圖 4-5(b)) 利用三用電錶判定清洗過後 ITO 導電面，並且透過預烤的方式將 摩擦強度經過計算為254mm、508mm、762mm、916mm 及 1170mm。
(4)液晶盒封裝(圖 4-6(d)(e))
取配向完成之 ITO 玻璃基板塗上 Spacers(10μm)，再將另一片同樣
基板以反向平行配向的方式蓋合，側邊塗上 AB 膠等待固化。
(5)液晶灌注（圖 4-6(f)）
將空的液晶盒放置在熱台上，加溫至液晶的澄清點，在液晶盒開 口處塗上液晶，利用毛細現象將液晶慢慢灌入。等待液晶填充完 畢之後，開始以1 /min℃ 對樣品做降至室溫（22℃），最後將液晶 盒完全封合。
(6)接上電線
利用導電膠帶（9073，3M）將電線貼在上下兩片經過配向處理的 基板空處，液晶CELL 即製作完成。
FIG. 4-6 液晶 CELL 製作流程