的溝槽排列。第二個說法是1988 年由 Castellano[17]所提出。他認為 液晶分子排列最主要的原因是由於定向摩擦配向膜時，配向膜的高分
子鏈會重新排列，經由高分子鏈與液晶分子之間的交互作用，造成液 晶分子會沿著特定方向排列。在最近的研究中，以第二種說法得到較 多的認同。
3-1-2 摩擦強度定義
為了方便描述摩擦的強度，我們必須定量的表示摩擦強度。摩擦
配向機主要是由包覆上短毛的可旋轉滾筒，以及用來固定基板、能夠 進行單一方向移動的平台所構成。主要影響摩擦強度的參數有幾項：
位移平台的前進速度、滾筒旋轉速度、基板摩擦次數，以及毛刷對基 板所產生的壓力，如圖3-1。Uchida et al .[18]、Aerle et al.[19] 、 D.-S.
Seo[20]等人皆對摩擦強度給予定義，本論文我們採用
(2 / 1)
RS = Λ N π ω r v −
FIG. 3-1 摩擦強度定義示意圖
其 中 N： 摩 擦 次 數 Λ ： 入 毛 深 度 r ： 滾 筒 半 徑 ω ： 滾 筒 轉 速 ν：基板前進速度。
3-2 預傾角 用力，如氫鍵(Hydrogen bond)、凡得瓦力(Vander Waals force)及 Dipole-dipole force；(II)機械力效應，即溝槽(Groove)或配向膜表面型 態。
目前量測預傾角的方法有：晶體旋轉法( Crystal rotation
method )、圖形觀察法( Conoscopic observation method )、磁場量測法 Magnetic null method )等等[21-23]。本實驗以晶體旋轉法為主，其實 驗基本架設如圖3-2所示，光線首先經過一片偏振片後入射到液晶樣 品，然後經過另一片偏振片，最後擷取穿透光的光強度。這裡需注意 的是，兩片偏振片的擺設互為垂直，液晶分子的光軸方向需和偏振片 夾四十五度角，另外液晶樣品旋轉的轉軸也需要和液晶分子的光軸方 向垂直。
FIG. 3-2 晶體旋轉法示意圖
FIG. 3-3 入射角θ與預傾角α
在圖3-3中，θ為入射光與z 軸的夾角，α為液晶分子的預傾角，d 為樣品的厚度。經由計算可知，晶體旋轉法的光穿透強度T 可寫為：
2 2
( ) | | 1/ 2sin |1/ 2 ( ) | θ = = δ θ
上式之中θ為入射光與y 軸的夾角；δ(θ)為尋常光折射率( no )與非尋常
3-3 接觸角與表面能
兩相之間存在一層液體的濕透薄膜以達到系統最低總能量。在這
水滴無法向兩旁擴展，所以呈現水圓球的形狀。
FIG. 3-6 液體於氣-固界面上之濕透行為示意圖
有了液體與固體的接觸角後，再帶入計算表面能的方程式(Owens and Wendt equation)[25]
γVL（1+cosθ）=2(γSd γVLd)1/2+2(γSp γVLp)1/2 其中γVL:液體表面張力 γSp:固體極性
p
γVL ：液體極性 γSd：固體分散性
d
γVL ：液體分散性
3-4 VA(Vertical Alignment)顯示之原理
垂直配向之結構圖如圖3-7所示。介電異方性為負(Δ <ε 0)之向列 型液晶在未加電場時是垂直於基板，由於入射光與液晶光軸平行，因 此入射光（直線偏光）於通過液晶膜時並不會產生光學雙折射性現 象，使得偏振光無法穿透第二個偏光片（檢光片），此時為黑色。反
外 ，其他的分子長軸將以一定角度φ傾斜，並且角度會隨著電壓的增
Δn為液晶的雙折射率，d為液晶的厚度(Cell Gap)，Vth為臨界電壓值
κ=(K11-K33)/K33，ε&為液晶分子長軸方向的介電值。由式(1)可知，若
要得到最高的穿透度，須將加入電壓時所有液晶分子的傾斜位置對齊 在θ＝45°，即摩擦方向與偏振片夾角為45度。且為了要有良好的均一 性，因此VA大多使用有數度預傾角的垂直配向層。