奧地利植物學家 F.Reinitzer 於 1888 年首次發現液晶，在 1960 年後 線狀液晶的光電效應才被發現，使得液晶的研究與應用開始蓬勃發展，即 使發展了這麼長一段時間，到了現在液晶盒界面自由能，或稱是錨定能仍 舊是一個值得深入研究的課題。
那麼何謂錨定強度？液晶盒的錨定強度是用來表示液晶盒內配向層與 液晶分子間相互作用的特性，可以反應液晶分子定向排列的程度，甚至不 同強度的錨定特性會影響液晶盒內整體的液晶指向矢排列的行為。在研究 液晶的初期，大都假設液晶盒的錨定強度為無窮大，這意謂著所有在表面 的液晶分子指向矢都乖乖的排列在 easy axis 的方向上，不論我們施加的 外場有多大，都無法拉動其液晶盒表面的分子。然而，在真實的狀況下，
並非如此，到了 1969 年，Rapini 和 Papoular 等人最早提出一個簡單的準 則用來描述液晶盒表面的錨定特性，以每單位面積的界面自由能表示如下 [1]，θ 為極角。
θ sin2
2 1W
fs = (1-1) 這種界面自由能的表示法在研究垂直排列液晶盒上很成功，但對於表面為 平行排列且有預傾角的液晶盒，便無法區隔傾角及方位角方向上的界面自 由能。如今大家常用的表示法是將RP 公式修改如下式：
) (
2 sin ) 1 (
2 sin
1 2 2
E E
s W W
f = θ α −α + φ φ −φ (1-2)
W
θ為傾角錨定能係數；α為表面液晶指向矢的傾角；αE為easy direction的傾 角；W
φ 為方位角錨定能係數；φ
為表面液晶指向矢的方位角；φ
E為easy direction的方位角，則(α-αE)為傾角方向液晶指向矢的偏離角度，(φ
-φ
E)為 方位角方向液晶指向矢的偏離角度。在本論文的探討中，我們將(1-2)式稱 之為RP準則。在小角度偏離的情況下，即sin(α-αE)~(α-αE)且sin(
φ
-φ
E)~(φ
-φ
E)，此時 界面自由能fs正比於偏離角度的平方，常用的RP準則能夠將液晶表面指向矢 的行為描述的很好，所以這個準則也被大家接受。但是，在外加磁場或是 電場相對的變大時，偏離角度也變大，RP準則無法正確的描述液晶指向矢 的排列[2]，所以，在學術上就值得對界面自由能做更深入的研究。而在液 晶顯示器產業上的影響也是不容忽視的，1991 年，Gibbons等人發現利用線 性極化光照射一種感光薄膜可使液晶分子規則排列，它沒有摩擦配向會產 生靜電、灰塵污染及刮痕的缺點，也可以製作multi-domain的液晶顯示器 以改善視角問題，但是其錨定強度卻比較弱，這種弱錨定能的液晶盒在加 上電壓後，表面液晶較容易被電場拉動，使得液晶盒內指向矢的排列與強 錨定能的排列有所差異，導致電光特性的改變。因此，更恰當的界面自由 能表示法，不僅可以幫助我們做理論上的分析與實驗比對，更可以幫助我 們利用軟體設計發展新的液晶盒模態，或是弱錨定的液晶盒元件(如光配向 的顯示器、電子書等)。總之，不管是在學術或是液晶顯示器的應用上，界面自由能的研究是極為重要的。
本論文研究平行水平配向液晶盒其錨定特性，準備了摩擦配向與光配 向的液晶盒，來源與製作列於第二章內。我們將傾角錨定能與方位角錨定 能分開來討論，首先在第三章中，著重在傾角錨定能表示法的討論，採用 現今大家接受的modified Rapini-Papoular formula(加入sin4(α-αE)項)[3]，提 出利用量測相位延遲與電壓關係的實驗曲線與商用軟體DIMOS模擬結果相 互比較，以預測出二次項及四次項傾角錨定能係數的方法。第四章將針對 利用量測液晶盒的厚度與扭轉角度，推算方位角錨定能係數的方法做討論 與誤差分析，並觀察具相同配向條件但不同節距的液晶盒其錨定能的特性 為何。最後在第五章中討論一種光配向液晶盒的熱穩定性。