2-1實驗材料
本論文以添加奈米粒子(13nm Al2O3、20nm SiO2、20nm TiO2)和界 面活性劑 SPAN80 於液晶E7 與高分子NOA65 內製作而成PDLC。
2-1-1. 液晶材料為低分子液晶E7，其為51% n-pentylcyanobiphenyl，
25% n-heptylcyanobiphenyl， 16% n-octyloxycyanobiphenyl，
及8% n-pentylcyanoterphenyl 之混合物，其基本性質如表1，
其化學結構如圖10. 所示。來源：Merck 公司 表1. E7 之基本性質
Optical anisotropy(20℃，589nm) n
△ ＝ne － no＝0.2246 ne＝1.7462
no＝1.5216 Melting point 10℃
Solid→Nematic ＜20℃
Clearing point
(Nematic→Isotropic) 61℃
圖10.E7 液晶組成的四種成分
2-1-2. 高分子材料為紫外光聚合型之高分子Norland Optical Adhesive 65(NOA65)，是由 trimethylpropane diallyl ether，
trimethylolpropane tristhiol， isophorone diisocyanate ester， 與
benzophenone photoinitiator 所組成。表2. 為NOA65 之基本性質。來 源：Norland products， Inc.
表2. NOA65 之基本性質
Solids 100％
Appearance Clear， colourless Viscosity at 25℃ 1200 cps
Refractive Index of Cured Polymer 1.524 Elongation at Failure 80%
Modulus of Elasticity(psi) 20，000 Tensile Strength(psi) 1，500 Hardness-Shore D 50
Temperature Range -15 to 60 ℃
2-1-3. 界面活性劑為 Aldrich 公司製的 SPAN80。
2-2 實驗裝置與方法 試片製作:
超音波洗淨器
去離子水機(ULTRAPURE WATER SYSTEM) 蒸餾水製造機(Aquatron A4D)
數位天平(LIBROR AEU-210) 紫外線乾燥機
加熱台
偏光顯微鏡及影像擷取裝置(OLYMPUS BX51) 穿透度測試:
雷射光源(UNIPHASE 1125P 633nm 10mW) 多功能信號產生器(HP 33120A Generator) 高速電力放大器(FLC A400 20X OP Amplifier)
光學偵測器(BB OPT301 Integrated Photodiode and Amplifier) 多功能數位電表(HP 34401A Multimeter DC Voltage)
2-2-1. PDLC 玻璃製備之架構
(1) 混合溶液之調配：調配相同比例之 E7(0.5g)、NOA65(0.5g) 與
SPAN80 (5mg)，製作成高分子分散液晶薄膜。此高分子分散液晶薄 膜之厚度以 28μm(5mg) 之 Polymer spacer 來控制。混合溶液在約 70~80℃間攪拌 3min，然後加入精秤的 Nano particle(0.2mg~5mg)並 且在次加熱至70~80℃，而且置入超音波震盪 10min. 使 Nano particle 能夠均勻的混合在溶液中。
(2) 試片製作流程：取清洗過的 ITO 玻璃，並先在玻璃上貼上標籤 記號於其中一片的 ITO 面。然後滴上一滴混合溶液，並蓋上另一片 ITO玻璃靜置約 10min.，利用玻璃自身重力以及毛細原理並於 30℃
下以 5 mW/cm2 之UV 光照射約 8 min 而完成 UV curing。
試片製作說明
其工作內容說明如下：
1.超音波洗淨
將導電玻璃以鑽石刀切割成 2 × 3 cm2 的大小。將切割好之導電玻 璃試片浸泡於丙酮中以超音波洗淨器震盪約 30 分鐘後，接著再以異 丙酮振盪 30 分鐘。之後，用蒸餾水沖洗，再換成蒸餾水振盪 15 分 鐘重複進行三次，再置於 16MΩ之去離子水，同樣振盪 15 分鐘重複 進行三次，最後將試片置於真空烘箱內以 105℃， 20 分鐘烘乾，即 完成玻璃基板的洗淨工作。
2-3光電系統架構
光電量測實驗裝置如下：
圖11. 光電量測系統圖
實驗步驟如下:
1. 先將各儀器設備電源打開
2. 確認雷射路徑垂直，偏光板調至 285.5°(亮度最低)，Shatter 擺 幅夠開關
3. PC3 Stage Controller 左手邊的(PWR) 按下後儘快再按下 (STOP)，然後按下右手邊 RS-232 (LINK)
UNIPHASE 1125P 633nm 10mW
LASER Polarizer
(285.5°) PDLC
Shatter
Photo Detector
HP 33120A Generator Squ Wave DC Voltage
Red/Out
Black/In
PC
GPIB Line
RS232 Line PC3 Stage Controller
4. 開啟 PDLC1 程式置放 PDLC 並夾好訊號線 5. 數據檔案名稱位置確認
6. 按下測定鈕開始量測
圖 12. 量測程式
圖 13. 程式啟動畫面
電腦程式控制步驟如下：
1. 程式要求使用者輸入測試結果輸出之檔名(預設值為 d:\data\test.dat)
2. 使用者需確認對玻璃訊號使用什麼波形(預設值為 RC 方波) 3. 使用者需確認對玻璃訊號使用什麼頻率(預設值為 1000Hz) 4. 使用者需確認對玻璃訊號使用什麼電壓範圍(預設值為 0 ~ 5V) 5. 使用者需確認訊號放大倍率(預設值為 X20 20 倍放大)
6. 使用者需確認量測控制延遲時間(預設值為 0.5sec) 7. 使用者需確認量測細密度(預設值為 30 step)
8. 相關條件確認後，按下「Measurement」按鈕開始量測 9. 程式先將輸出檔案準備開啟
10.程式對 Photo detector 給數位電錶的訊號做一擷取當做基值 (Blank)
11.程式經由 RS-232 訊號阜，下指令給 PC3 Stage Controller 並指 示 shatter 順時針旋轉 25∘打開對 Photo detector 的遮蔽 12.程式對 Photo detector 給數位電錶的訊號做一擷取當做參考值
(Reference)
13.程式經由 GPIB 訊號控制卡，下指令給訊號產生器，產生不同電 壓的電源訊號。並經由訊號放大器提供要給 LCD 玻璃的訊號 14.LCD 玻璃經電場的改變，反映出對光學相對透過率影響，而對雷
射光的強度有所改變
15.這時，程式再次對 Photo detector 給數位電錶的訊號做一擷取 16.重複 13~15 的步驟完成對 LCD 光電的量測
圖 14. 程式執行畫面
啟動程式
Multimeter Photo
Detector
經RS-232 下指令給 Stage Controller
Stage
Amplifier LCD
經GPIB 擷取
訊號 Multimeter Photo
Detector
經RS-232 下指令給 Stage Controller
Stage Controller
Shatte Close Gate
END 螢幕作圖
圖 15. 程式設計流程