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液晶於摩刷聚醯亞胺薄膜上之光致重新配向暨基板溫度對光配向之影響

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Academic year: 2021

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(1)

國 立 交 通 大 學

電子物理系碩士班

畢業論文

液晶於摩刷聚醯亞胺薄膜上之光致重新配向暨

基板溫度對光配向之影響

Photo-realignment of Liquid Crystal on Rubbed Polyimide Film

and the Substrate Temperature Effect on Photo-alignment

研究生:洪國騰

指導教授:趙如蘋 教授

(2)

液晶於摩刷聚醯亞胺薄膜上之光致重新

配向暨基板溫度對光配向之影響

研究生:洪國騰 指導教授:趙如蘋 博士

國立交通大學電子物理系碩士班

摘 要

Nissan RN-1349 一般是用在光配向的配向劑,本實驗證實 Nissan RN-1349 於摩刷配向後仍可利用紫外光改變配向方向。 本實驗的量測發現,於已摩刷的基板進行光致重新配向時,經由 摩刷的表面定向強度越強,光致重新配向的效果越差。另外,摩刷過 的基板在組成樣品之前先行照光,光致重新配向的效果會比在組成樣 品之前未照光好。 玻璃基板進行光配向時,配向膜會吸收入射光源導致溫度上升, 由實驗發現,在實驗之溫度範圍(30 ~ 80°C),液晶的配向參數,如預 傾角(pretilt angle)及表面定向強度(surface anchoring strength),並不會 受到溫度的影響。

(3)

Photo-realignment of Liquid Crystal on Rubbed

Polyimide Film and the Substrate Temperature

Effect on Photo-alignment

Student: Guo-Teng Hong Advisor: Dr. Ru-Pin Pan Department of Electrophysics

National Chiao Tung University

ABSTRACT

Nissan RN-1349 is usually used as a photoalignment polyimide.In this work we demonstrate that it’s alignment direction can be changed by irradiating polarized UV light after it has been rubbed. We find that if the rubbed substrates have stronger anchoring, the photo-realignment is more difficult to achieve for both preexposed and non-preexposed substrate. Moreover, if the rubbed substrates are exposed to the polarized UV light before assembling, the photo-realignment will be easier to achieve than those without exposing to polarized UV light before assembling.

When the substrates are under exposure, the polyimide may absorb the energy of light and cause a temperature increasing. In this study, we find that the parameters of the liquid crystal samples, such as pretilt angle and anchoring strength, are not infected by the temperature within the study range ,i.e., 30-80°C.

(4)

致謝

兩年的碩士生涯一下就過去了,感謝趙如蘋老師在這兩年中對於 我研究態度以及實驗方法的指導,實事求是的精神和嚴謹的態度,不 僅對於研究上有所幫助,生活上更是獲益良多。 感謝實驗室的雅峰、昭遠、信穎、宗達、卓帆、宇泰、家任以及 政達等學長以及佳瑩在我實驗上遇到瓶頸時可以給我建議以及鼓 勵;雅峰學長謝謝您總是替我帶來新的影集;信穎總是酷酷的,但和 你聊研究以及生活上的事真的很有趣;有卓帆、家任和宇泰在的地方 一定會充滿笑聲,感謝他們在我生活以及實驗上的敦敦教誨,不愧是 師大的(宇泰是清大)。 感謝實驗室的學弟,俊賢、穎弟、小倩和誌佑,有你們在我才可 以專心的做自己的研究,也因為有你們實驗室似乎更有活力了! 感謝我的父母對我的提攜,也慶幸一路走來我並沒有讓他們多操 心。謝謝總是關心我身體的哥哥以及經常幫我分憂的姐姐。 最後,謹以此論文獻給我的父親,願我永遠是他心中的驕傲。

(5)

錄

中文摘要⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ i 英文摘要⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ii 致謝⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ iii 目錄⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ iv 圖目錄⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ vi 一、緒論⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 1 二、實驗量測原理與系統⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 3 2-1 樣品間隙量測⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 3 2-1-1 量測原理⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 3 2-1-2 量測系統⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 4 2-2 穿透光強度量測⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 4 2-2-1 平行樣品之穿透光強度⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 5 2-2-2 TN 型樣品之瓊斯矩陣⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 6 2-2-3 TN 型樣品之穿透光強度⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 8 2-3 預傾角量測⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 9 2-3-1 量測理論⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 9 2-3-2 系統與量測方法⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 12 2-4 表面定向強度量測⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 12 2-4-1 液晶分子扭轉角的量測原理⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 13 2-4-2 平行樣品加入旋光物質的表面定向強度的理論⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 13 2-4-3 TN 型樣品的表面定向強度理論⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 16 2-4-4 樣品扭轉角量測系統與方法⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 17

(6)

三、光配向方法及樣品⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 18 3-1 基板製作⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 18 3-1-1 清洗玻璃⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 18 3-1-2 鍍膜⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 19 3-2 照光系統與照光步驟⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 19 3-2-1 照光系統⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 19 3-2-2 照光步驟⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 20 3-3 摩刷機台與摩刷條件⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 20 3-4 液晶樣品製作⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 21 四、實驗方法與結果⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 23 4-1 配向劑 Nissan RN-1349 之光配向方向與摩刷配向方向⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 23 4-1-1 實驗方法⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 23 4-1-2 實驗結果⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 23 4-2 光配向時的基板溫度對配向之影響⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 24 4-2-1 預傾角量測結果⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 25 4-2-2 表面定向強度量測結果⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 25 4-3 液晶於摩刷配向膜上之光致重新配向⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 26 4-3-1 摩刷強度與預照條件⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 27 4-3-2 摩刷強度與預照對光致重新配向之影響⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 27 4-3-3 扭轉角簡併之討論⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 29 4-3-4 光偏振方向及預照對光致重新配向之影響⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 30 五、結論與未來展望⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 31 參考文獻⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 33

(7)

圖 表 目 錄

圖2-1 光入射空樣品示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 35 圖2-2 厚度量測系統示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 35 圖2-3 樣品間隙穿透光強度變化圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 36 圖2-4 穿透光強度及預傾角量測裝置示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 36 圖2-5 平行樣品座標系定義參考圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 37 圖2-6 液晶扭轉角示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 37 圖2-7 TN 型樣品座標系定義參考圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 38 圖2-8 起偏器、檢偏器與液晶元件間的關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 38 圖2-9 傾角與玻璃基板的關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 39 圖2-10 光徑示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 39 圖2-11 穿透率I(

ϕ

)對入射角

ϕ

之模擬圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 40 圖2-12 相位延遲Γ(

ϕ

)對入射角 φ 之模擬圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 40 圖2-13 TN 型樣品角度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 41 圖2-14 扭轉角量測系統示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 41 圖2-15 穿透光強度I與樣品旋轉角度Ψ0關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 42 圖2-16 穿透光強度I與檢偏器旋轉角度Ψpol關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 42 圖3-1 氙燈光譜圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅43 圖3-2 照光系統示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 43

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圖3-3 溫控照光系統示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 44 圖3-4 光配向劑RN-1349 吸收譜線圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 44 圖3-5 預傾角簡併示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅45 圖3-6 消除預傾角簡併示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅46 圖3-7 摩刷機台與摩刷配向示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 46 圖3-8 Double Cell 製作流程示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 47 圖4-1 紫外光線偏振方向與摩刷配向方向示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 47 圖4-2 確定Nissan RN-1349 光配向方向之照片⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅48 圖4-3 確定Nissan RN-1349 摩刷配向方向之照片⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅48 表4-1 溫度與電阻值對照表⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 49 表4-2 不同溫度下照光的樣品之預傾角數值表⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 50 圖4-4 溫度對預傾角影響之關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅50 表4-3 不同溫度下照光的樣品之表面定向強度數值表⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 51 圖4-5 溫度對表面定向強度影響之關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅51 圖4-6 光致重新配向實驗示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 52 表4-4 光致重新配向實驗數據表(H-90°-P) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 52 表4-5 光致重新配向實驗數據表(S-90°-P) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 53 表4-6 光致重新配向實驗數據表(H-90°-N) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 53 表4-7 光致重新配向實驗數據表(S-90°-N) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 54

(9)

圖4-7 固定光配向方向與摩刷配向方向為 90°之扭轉角與照光 能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 55 圖4-8(a) 固定光配向方向與摩刷配向方向為 90°之表面定向強度 與照光能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 56 圖4-8(b) 圖4-8(a)之區域放大圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅57 表4-8 光致重新配向實驗數據表(H-60°-P) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 58 表4-9 光致重新配向實驗數據表(H-60°-N) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 58 表4-10 光致重新配向實驗數據表(S-60°-P) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 59 表4-11 光致重新配向實驗數據表(S-60°-N) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 59 圖4-9 固定光配向方向與摩刷配向方向為 60°之扭轉角與照光 能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 60 圖4-10(a) 固定光配向方向與摩刷配向方向為 60°之表面定向強度 與照光能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 61 圖4-10(b) 圖4-10(a)之區域放大圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 62 圖4-11 固定沒有預照之扭轉角與照光能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 63 圖4-12 固定沒有預照之表面定向強度與照光能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅ 64 圖4-13 固定有預照之扭轉角與照光能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 65 圖4-14(a) 固定有預照之表面定向強度與照光能量密度關係圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 66 圖4-14(b) 圖4-14(a)之區域放大圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 67

(10)

第一章 緒論

液 晶 (liquid crystal ,LC) 於 西 元 1888 年 被 奧 地 利 植 物 學 家 F.Reinitzer 發現,隔年德國物理學家 O.Lehmann 利用偏光顯微鏡觀察 液晶時看到了奇妙的現象,因而發現液晶具有異方性(anisotropy)所特 有的雙折射性質(birefringence),因而也開啟了液晶多采多姿的世界, 至今液晶發展已經一百多年的歷史,液晶已經變成人人耳孰能詳的名 詞,液晶相關的光電產品也已經普遍存在我們生活週遭。 對於液晶,無論學術研究或是工業產品的應用,都需要一種機制 來 使 液 晶 分 子 產 生 有 序 的 排 列 , 此 種 機 制 我 們 稱 之 為 配 向 (alignment) , 目 前 已 有 許 多 的 配 向 技 術 , 如 : 在 聚 醯 亞 胺 (PI ,Polyimide)上摩刷配向(Rubbing alignment)法[1]、傾斜蒸著 氧化矽法[2]、離子束傾斜轟擊法[3]、以線性偏振紫外光照射有感光 基的配向劑[4]等等。 目前最廣為使用配向方法為摩刷配向(Rubbing alignment)法, 但是在摩刷的過程中,由於利用絨布進行接觸式的摩擦,因此會產生 靜電和顆粒的污染,而這些污染容易造成液晶元件的損壞,因此非接 觸式的配向方法之研究也是如火如荼的展開,以避免靜電及顆粒等汙 染。其中最被大家所熟知的非接觸式配向方法為以線性偏振紫外光去 照 射 有 感 光 基 的 配 向 劑 , 我 們 稱 為 紫 外 光 配 向 法 , 簡 稱 光 配 向 (photoalignment)。 本實驗所使用的光配向劑為 NISSAN RN-1349,為一種聚合物

(11)

(

polyimide

),未處理前光配向劑是由許多單體的小分子(monomer)所 組成的巨大物質,經過加熱後後進行聚合作用(polymerization)而使小 分子間鍵結為大分子,我們稱此加熱的動作為硬烤,RN-1349 的硬烤 溫度為250°C。 配向膜經過硬烤之後,在將鍍上配向膜的基板拿到紫外光下曝光 進行配向。配向膜吸收了線性偏振紫外光時,鍵結成大分子的配向膜 沿著線性偏振方向的鍵結會被打斷,因此液晶就會順著尚未被打斷鍵 結的長軸分子排列,也就是液晶的配向方向會沿著基板且垂直於偏振 光。進行光配向時,我們可以藉由改變照光的能量,線性偏振紫外光 的入射角度等,來調變液晶的配向參數,如預傾角以及表面定向強度。 本實驗的目的有二,第一部分為研究進行光配向時配向膜的溫度 是否會影響到液晶的配向參數,另一部分是研究在摩刷配向的樣品上 進行光配向,是否仍可以由照光的方式調變液晶配向。 在第二章中,將介紹液晶樣品的基本量測理論及系統,如樣品間 隙(cell gap)、預傾角、穿透光強度以及表面定向強度;第三章我們將 介紹光配向原理、照光系統以及液晶樣品的製作;第四章將討論到我 們實驗的方法以及所得到的實驗數據以及結果;第五章會對本實驗作 一個結論並且提出未來的研究方向。

(12)

第二章 實驗量測原理與系統

本章所介紹的內容,為本論文題目進行研究時,所用到

的基本量測原理以及量測時所使用的系統,包含樣品間隙

(cell gap)、液晶樣品穿透光強度、預傾角(pretilt angle)和表面

定向強度(surface anchoring strength)。

2-1 樣品間隙量測

在表面定向強度的量測時,需要預先知道樣品間隙這個參數。再 者,本實驗的液晶樣品在製作時,會使用一些已知厚度的薄墊片夾於 兩片玻璃基板中間,以利控制樣品間隙,但是玻璃表面或是薄墊片的 平整度皆會影響到間隙的大小,這也是我們必須事先再確認一次的原 因。

2-1-1 量測原理[5]

如圖 2-1,入射的雷射光可以看成許多相互平行之光入射,利用 雷射光在旋轉的空樣品(empty cell)多次反射,由其光程差的建設性與 破壞性干涉產生的週期震盪圖形,即可求出樣品間隙的大小。 公式推導如下:

(

)

θ θ θ θ θ θ δ cos 2 sin 1 cos 2 sin tan 2 cos 2 ) ( 2 d d d d 光程差 = − = − = (2-1-1) 當光程差為波長的整數倍時,產生建設性干涉。若入射角為

θ

1

θ

2時 均為建設性干涉,即有穿透極大值時:

(13)

λ θ λ θ 2 2 1 1 cos 2 cos 2 m d m d = =

m

1

m

2均為整數 (2-1-2) 1 2 2 1λ m λ mλ 2dcosθ 2dcosθ m − =Δ = − (2-1-3)

(

cos

2

cos

1

)

2

θ

θ

λ

Δ

=

m

d

(2-1-4)

2-1-2 量測系統

樣品間隙的量測之系統基本架構如圖 2-2,將欲量測間隙之空樣 品放至於旋轉平台(rotation stage)上,記錄穿透光強度及相對應的旋轉 平台之旋轉角度,即可得到類似圖2-3 般的數據圖,從圖中任意選取 兩穿透極大值,讀取對應之角度θ1、θ2,並計算此二極大值間的波谷 值數目Δm,帶入式子(2-1-4)中即可得到空樣品的間隙值大小。

2-2 穿透光強度量測

在任一液晶樣品之量測實驗中,我們最後得到的數值是雷射光經 過各種光學元件及液晶樣品之後的結果,因此了解穿透率之理論也有 助於進一步對實驗的了解,如預傾角以及表面定向強度的量測中,都 會利用到穿透光強度的理論。 在進行本論文題目之實驗時,所用到的液晶樣品有兩種,分別為 平行樣品及TN(twist nematic)型樣品,平行樣品為上下兩片玻璃基板 之配向方向反平行(anti-parallel),TN 型樣品則是兩片玻璃基板的配向 方向不平行,致使液晶於樣品中有扭轉的現象。 進行實驗時,通常我們會將液晶樣品放在一組正交的偏振片 (cross polarizers)中,如圖 2-4。下面將會分別介紹此兩種樣品在光學 系統中穿透光之理論。

(14)

2-2-1 平行樣品之穿透光強度

接下來的理論推導我們將會利用瓊斯矩陣(Jones matrix),首先定 義起偏器(polarizer)的偏振方向為原始座標系 的 軸,如圖 2-5 所 示,圖中液晶分子之長軸與 軸夾一角度q,所以我們在液晶的長軸 方向定義一個新的座標系 ' XY X X 'Y X 。當光通過起偏器之後電場的偏振方向 為: XY Y X p E E E E ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = 0 1 0 (2-2-1) 接著將電場分量由XY 座標系轉換到X'Y'座標系,座標轉換可以利用 旋轉矩陣R 來達成,其形式為: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = θ θ θ θ θ cos sin sin cos ) ( R (2-2-2) ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = = 0 1 cos sin sin cos ) ( ' 0 θ θ θ θ θ E E R E p P (2-2-3) ' ' 0 sin cos ' Y X p E E ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = ⇒ θ θ (2-2-4) 液晶樣品對於電場的效應等同於一個相位延遲器,因此電場分量通過 液晶樣品可以表示為: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = θ θ sin cos 0 0 ' 0 inkd kd in LC o e e e E E (2-2-5) ' ' 0 sin cos ' Y X kd in kd in LC o e e e E E ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = ⇒ θ θ (2-2-6) 接著將E'LCX'Y'座標系轉換回XY 座標系: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = − = θ θ θ θ θ θ θ sin cos cos sin sin cos ) ( ' 0 kd in kd in LC LC o e e e E E R E (2-2-7) XY kd in kd in kd in kd in LC e o o e e e e e E E ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − + = ⇒ θ θ θ θ θ θ cos sin sin cos sin cos2 2 0 (2-2-8)

(15)

最後電場經過檢偏器(analyzer)可以寫成: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = θ θ θ θ θ θ cos sin sin cos sin cos 1 0 0 0 2 2 0 inkd inkd kd in kd in A e o o e e e e e E E (2-2-9) XY kd in kd in A E e e e o E ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = ⇒ θ θ θ

θsin sin cos

cos 0 0 (2-2-10) 所以雷射光經過整個光學系統之後只剩下 分量到達光檢器(photo detector) Y

(

e e

)

y E E inkd inkd

A = 0 e cosθsinθ− o sinθcosθ ˆ

v (2-2-11) y e e e E E kd n i kd n i kd n i A 0 sin cos 2 2 ⎟⎟ˆ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = θ θ Δ − Δ v (2-2-12) y nkd i e E E inkd A ˆ 2 sin 2 cos sin 0 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ Δ = θ θ v (2-2-13) o e o e n n n n n n = + Δ = − 2 , 因此光檢器所偵測到的光強度為: ) 2 ( sin ) 2 ( sin2 2 0 2 Γ = = E I θ I vA (2-2-14) Γ(相位延遲)=

Δ

nkd

=

Δ

n

2

λ

π

d

(2-2-15)

2-2-2 TN 型樣品之瓊斯矩陣[6][7]

考慮一 TN 型之液晶樣品,如圖 2-6 所示,液晶於樣品中扭轉了 φ角度,現在我們沿著

軸將液晶切割成N 層相同厚度的薄層,假設 每一層液晶所扭轉的角度為線性連續,因此每一液晶薄層的相位延遲 可以表示成 Γ/N,而每一層之扭轉角大小為 ρ=φ/N,且沿著 z 軸每層 液晶扭轉之方位角(azimuth angle)表示為:

(16)

z

z

β

ψ

(

)

=

(2-2-16) β = Constant

d

d

β

ψ

φ

=

(

)

=

(2-2-17) TN 型液晶樣品的瓊斯矩陣可以寫成 N 層液晶薄層作用的結果,表示 為:

=

=

n m phase TN

R

m

E

R

m

E

1

)

(

)

(

ρ

ρ

(2-2-18)

⎟⎟

⎜⎜

=

Γ Γ − N i N i phase

e

e

E

2 2

0

0

(2-2-19) 由於ρ=φ/N且R(ψ1) R(ψ2)= R(ψ1+ψ2),則(2-2-18)式可以寫成 N phase TN

R

E

R

N

E

=

(

φ

)

φ

(2-2-20) N N i N i N i N i TN

e

N

e

N

e

N

e

N

E

⎟⎟

⎜⎜

⎟⎟

⎜⎜

=

Γ Γ − Γ − Γ − 2 / 2 / 2 / 2 /

cos

sin

sin

cos

cos

sin

sin

cos

φ

φ

φ

φ

φ

φ

φ

φ

(2-2-21) 為了簡化(2-2-21)式,要使用到 Chebyshev’s identity:

⎟⎟

⎜⎜

=

− − − − Z Z m mZ D Z mZ C Z mZ B Z Z m mZ A D C B A m sin ) 1 sin( sin sin sin sin sin sin ) 1 sin( sin (2-2-22)

(

)

⎥⎦⎤ ⎢⎣ ⎡ + = − A D Z 2 1 cos 1 考慮將 TN 型液晶樣品切割成無限多層(N→∞),則(2-2-21)式可以寫 成

(17)

⎟⎟

⎜⎜

Γ + − Γ − − = X X i X X X X X X X i X TN

E

sin 2 cos sin sin sin 2 cos cos sin sin cos φ φ φ φ φ φ (2-2-23) 2 2 2⎟ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ Γ + = φ X ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − + − + + = ⇒ iq p is r is r iq p ETN (2-2-24) φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ sin 1 sin 1 sin 1 cos sin ) 1 sin( 1 1 cos 1 sin 1 cos 1 cos sin ) 1 sin( 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + − + + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + + + = u u u s u u u r u u u q u u u p (2-2-25)

n

d

u

=

Δ

λφ

π

d:樣品間隙 Δn:液晶的雙折射率(Birefringence) λ:入射光波長 φ:液晶扭轉角(twist angle)

2-2-3 TN 型樣品之穿透光強度[7]

下面要介紹把 TN 型樣品放置於一組偏振片間(如圖 2-4) 此時的 穿透光強度。同樣定義起偏器的偏振方向為原始座標系XY 的 軸, 如圖2-7, 為第一層液晶分子方向矢(director),入射光沿 X

(18)

⎟⎟

⎜⎜

=

0

1

' ' ' ' TN A y x

E

E

E

E

(2-2-26) 其中 ' 和 分別為 TN 型樣品和檢偏器的瓊斯矩陣: TN E ' A E

(

)

( )

(

pol

)

(

pol A TN TN R R E R E R E Ψ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ Ψ − = Ψ Ψ − = 0 0 0 1 ' 0 0 '

)

(2-2-27) Ψpol為起偏器與檢偏器的夾角,而Ψ0為第一層液晶分子方向矢(director) 與起偏器的夾角,相對角度關係如圖 2-8。由(2-2-26)與(2-2-27)式, 則穿透光強度:

(

)

(

)

(

)

(

)

]

(

)

(

pol

)

pol pol

Ψ

Ψ

φ

u

φ

u

u

Ψ

φ

u

φ

Ψ

u

u

I

+

+

+

+

+

+

+

+

=

0 2 2 2 2 2 2 2 2 2

2

cos

1

sin

1

cos

1

cos

sin

1

sin

1

1

ϕ

ϕ

(2-2-28)

2-3 預傾角量測

液晶分子的光軸(optic axis)與玻璃基板表面所夾的角稱為預傾 角。預傾角的大小會影響到液晶樣品的表現。具有小預傾角的液晶樣 品會有光散射的效應,具有大預傾角的液晶樣品具有干涉的色彩和較 小的樣品電容值,因此預傾角的量測是非常重要的。

2-3-1 量測理論[8]

液 晶 分 子 可 以 視 為 一 個 長 形 的 單 軸 分 子 , 且 具 有 雙 折 射 (Birefringence)性質,因此入射光進入到液晶樣品中時,入射光會 分為兩道光:尋常光(ordinary ray,簡稱o-ray)和非尋常光(extraordinary ray,簡稱e-ray),液晶分子對應此兩道光的折射率分別為noneff(

q

eff),

(19)

q

eff為e-ray行進方向與液晶分子光軸(optic axis)所夾的角(參考圖 2-9)。 首先推導這兩道光的相位延遲(phase retardation)。在考慮預傾角 的情形下,圖2-10 為單層液晶的光徑圖,其中,

(

)

(

)

(

)

(

o o

)

o e e e k k k n ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ α α cos sin 0 ˆ cos sin 0 ˆ cos sin 0 ˆ sin cos 0 ˆ = = = = (2-3-1) 的波數 尋常光( )的波數 非尋常光( 入射光的波數 量 液晶分子的光軸單位向 ray) -o ˆ ray -e ˆ ˆ ˆ = = = = o e k k k n 又 與 的夾角為 e

q

eff,則由此兩向量的內積可得

(

e e

)

e eff n k α ϕ α ϕ

θ ˆ ˆ cos sin sin cos

cos = ⋅ = + (2-3-2) 又在折射邊界,入射光與折射光需滿足Snell’s Law,則可得: o o e eff n n ϕ ϕ ϕ sin sin sin = = (2-3-3) 由於考慮預傾角的存在,液晶分子長軸與入射光行進方向夾角並不是 90°,而是

q

eff,因此對於o-ray和e-ray所看到的折射率為:

( )

12 2 2 2 2 cos sin − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + = = o eff e eff eff eff o o n n n n n θ θ θ (2-3-4) 由圖2-10,o-ray 由 A→B 的光程為: o o ray o d n OPL ϕ cos = − (2-3-5) e-ray 由 A→B`的光程為:

( )

(

)

d n OPL o e e eff eff ray e ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − + =

− θ ϕ tanϕ tanϕ sinϕ

cos 1

(2-3-6) 由(2-2-5)、(2-2-6)可知 o-ray 與 e-ray 的光程差為:

(20)

( )

(

)

d n n OPL OPL o o e o e eff eff ray e ray o ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − + = − = ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ θ δ cos sin tan tan cos (2-3-7) 由(2-2-2)、(2-2-3)、(2-2-4)將neff(

q

eff)以ne

no

、α、ϕ

代換, 則此兩道光的相位差為:

( )

(

α ϕ

)

λ π δ λ π ϕ , 2 2 f d⋅ = = Γ (2-3-8) 其中

(

)

(

)

(

2 2

)

12 2 2 2 2 2 2 2 sin 1 1 sin 1 1 sin cos sin 1 , 2 1 ϕ ϕ ϕ α α ϕ α b b c b a c b a c f − − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − + − = (2-3-9) e n a= 1 , o n b= 1 , α α 2 2 2 2 2 a cos b sin c = + 由上節討論得到(2-2-14) ) 2 ( sin ) 2 ( sin2 2 0 2 Γ = = E I θ I vA 為量測穿透率之變化,將液晶樣品置於一對正交的偏振片間,如圖 2-4,並使起偏器之偏振方向與液晶配向方向夾 45°,則穿透強度可改 寫為: ) 2 ) ( ( sin ) ( 2 0 ϕ ϕ = I Γ I (2-3-10) 將所量測到的穿透光強度I(

ϕ

)對

ϕ

作圖,其如圖2-11,可得到一個對 稱角度

ϕ

x,此角度就是最大相位延遲時的入射角,因 此將相位延遲 Γ(

ϕ

)對

ϕ

微分:

(21)

( )

0 = Γ x d d ϕ ϕ ϕ (2-3-11)

(

)

(

1 sin

)

0 sin cos sin 1 sin cos cos cos sin 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 1 = ⎥⎦ ⎤ − + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − − ⎢⎣ ⎡ ⇒ − − x x x x x x x b b c b a c b a b a c d ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ α α λ π (2-3-12)

ne為液晶分子的非尋常折射率(extraordinary refractive index),no

液晶分子的尋常折射率(ordinary refractive index),

ϕ

x為有最大相位

延遲的入射角,也就是T(

ϕ

)對

ϕ

作圖中的對稱點,如圖2-12。將

ϕ

x

入(2-4-14),因ne

no均已知,解此方程式即可得到預傾角α。

2-3-2 系統與量測方法

預 傾 角 的 量 測 方 法 有 許 多 種 , 包 括 最 大 相 位 延 遲 法 (crystal rotation method)、電容法(capacitive method)以及磁場法(magnetic null method)。本實驗中使用最大相位延遲法(crystal rotation method)。 預傾角的量測系統如圖 2-4,樣品放置在一對正交的偏振片之 間,且偏振片的偏振方向分別與水平面夾 45°。樣品為平行配向,且 配向方向沿水平面擺放,至於旋轉平台上。

2-4 表面定向強度量測

藉由量測液晶樣品的表面定向強度,可以了解到配向膜對於液 晶配向能力的好壞,當我們對於配向膜或是配向方法進行研究時,量 測表面定向強度可以知道配向膜之於液晶的影響為何,是相當方便的 工具。

(22)

2-4-1 液晶分子扭轉角的量測原理[9]

我們量測表面定向強度時所用的樣品,為平行樣品加入具有旋光 分子的液晶,並放置於一對正交偏振片之間,此光學系統的穿透光強 度與之前提到的TN 型樣品相同,即為(2-2-28)式:

(

)

(

)

]

(

pol

)

pol pol Ψ Ψ φ u φ u u Ψ φ u φ Ψ φ u φ u I − + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + + − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + = 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 cos 1 sin 1 cos 1 cos sin 1 sin 1 1 方向的夾角 振 偏 器 方向與檢偏 振 偏 起偏器 角 方向與第一層液晶的夾 振 偏 起偏器 液晶分子的扭轉角度 = Ψ = Ψ = pol 0 angle) (twist φ 欲得到穿透率I 為最小值時,由(2-2-28)須滿足下列兩關係式: 2 2 0 π φ + Ψ −Ψpol =± (2-4-1)

(

1

)

sin

(

)

cos

(

1

)

cos

(

)

0 sin 1 1 2 2 2 + −Ψ + + −Ψ = +u φ u φ pol φ u φ pol (2-4-2) 若液晶樣品旋轉

Δ

Ψ,為了滿足(2-4-1),必須令檢偏器旋轉的角度為 液晶樣品旋轉角度的兩倍。則:

(

)

(

)

2 2 2 2 0 φ 0 π φ + Ψ +ΔΨ − Ψpol + ΔΨ = + Ψ −Ψpol =± (2-4-3) 再根據(2-4-2)式求出液晶扭轉角 φ 即可。

2-4-2 平行樣品加入自旋物質的表面定向強度的理論[10]

量測表面定向強度的樣品為是在空樣品(上下玻璃基板配向方向 為 反 平 行) 內 加 入 摻 雜 自 旋 添 加 物 (chiral dopant) 的 向 列 型 液 晶 (nematic liquid crystal),而形成一類似 TN 型液晶樣品,考慮液晶樣品

(23)

內 單 位 面 積 上 的 自 由 能 , 除 了 液 晶 因 為 扭 轉 而 造 成 的 形 變 能 (distortion energy) 之外,尚需要考慮液晶分子與玻璃基板之間的表 面自由能(surface anchoring energy) 。

d F s F 上面提到,我們將向列型液晶摻雜自旋添加物,因為自旋添加物 的關係,向列型液晶變成另外一種稱為膽固醇型液晶(cholesterics), 其自由形變能量密度(distortion free energy density)可以寫成:

(

)

(

)

(

)

2 3 2 0 2 2 1 ' 2 1 2 1 2 1 n n K q n n K n K Fd = ∇v • ) + )•∇v ×)+ + )×∇v ×) (2-4-4) 若我們考慮單純扭轉的情形,則 0 ) ( sin ) ( cos = = = z y x n z n z n θ θ (2-4-5) 因此(2-4-4)式可以寫成 2 0 2 ' 2 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = q z K F d θ (2-4-6) 將(2-4-6)式對 z 軸積分則可得自由形變能 dz q z K F d d

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = 0 2 0 2 2 1 θ (2-4-7) (2-4-7)式中的 z ∂ ∂θ 在單純扭轉型變時為常數,因此(2-4-7)式可寫成 2 0 2 2 2 1 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = P πd K d Fd φ (2-4-8) :自旋螺距 :旋轉彈性係數 :樣品間隙 0

2 (twist elastic constant)

P K d 上面所提到的表面自由能可以表示為: s s A F sin2φ 2 1 = (2-4-9)

(24)

) ( 2 0 對平行樣品加入自旋性液晶而言 φ φ φs = − (2-4-10) ) angle deviation ( strength) anchoring (surface 0 :偏移角 :表面定向強度 φ A 上面提到的偏移角通常是由於玻璃基板在配向時出現失誤,造成配向 方向偏移預定方向,或是於組裝樣品時兩面基板的配向方向錯位,致 使液晶樣品本身就具有一偏移角角

φ

0。當樣品有偏移角時,我們也稱 此樣品出現了錯誤配向(miss alignment),此時若沒有將偏移角考慮進 算式中,會致使算出來的表面定向強度較正確值小。 因此,液晶樣品內單位面積上的自由能F =Fd +2Fs,在液晶樣 品中,液晶分子的自然排列下,所具有的自由能F最小,也就是: 0 = ∂ ∂ s F φ (2-4-11) 0 2 sin 2 2 2 sin cos 2 2 2 2 sin 2 1 2 2 2 2 1 0 2 0 2 2 2 0 2 = + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ ⋅ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − ∂ ∂ = ∂ ∂ s s s s s s s s s A d P K A d P K A d d P K F φ φ π φ φ φ π φ φ π φ φ (2-4-12) s s A d P K 2π 2φ sin2φ 0 2 ⎟⎟= ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − ⇒ (2-4-13) 最後可得表面定向強度A為: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = d P K A s φ π φ 0 2 2 2 sin 2 (2-4-14) 根據(2-4-14)式,我們可以取同樣製程下的玻璃基板組成樣品,但是 灌入不同旋性的液晶,則 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − 0 1 11 2 0 2 22 1 2 ) sin( 1 2 ) sin( 1 d P d P φ π φ φ φ π φ φ (2-4-15) 利用(2-4-16)式求出樣品的偏移角,最後再將所得的數值帶入(2-4-14)

(25)

式中,即可得到表面定向強度A

2-4-3 TN 型樣品的表面定向強度理論

若是液晶樣品為 TN 型時,液晶本身在液晶盒中就會扭轉,相對 角度關係如圖2-13。其自由形變能量密度(distortion free energy density) 可以寫成:

(

)

(

)

(

)

2 3 2 2 2 1 ' 2 1 2 1 2 1 n n K n n K n K F d ) v ) ) v ) ) v × ∇ × + × ∇ • + • ∇ = (2-4-16) 若我們考慮單純扭轉的情形,則 0 ) ( sin ) ( cos = = = z y x n z n z n θ θ (2-4-17) 因此(2-4-4)式可以寫成 2 2 ' 2 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = z K Fd θ (2-4-18) 將(2-4-6)式對 z 軸積分則可得自由形變能 dz z K F d d

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = 0 2 2 2 1 θ (2-4-19) (2-4-7)式中的 z ∂ ∂θ 在單純扭轉型變時為常數,因此(2-4-7)式可寫成 2 2 2 1 φ K d Fd = (2-4-20) ) angle twist ( ) constant elastic twist ( 2 :扭轉角 :旋轉彈性係數 :樣品間隙 φ K d 上面所提到的表面自由能可以表示為: sn n s A F sin2φ 2 1 = (2-4-21) n=1or 2(表示兩面不同基板)

(26)

考慮上下兩個基板表面自由能不同,則F =Fd +Fs1+Fs2,在液晶樣品 中,液晶分子的自然排列下,所具有的自由能F最小,也就是: 0 1 = ∂ ∂ s F φ (2-4-22)

(

)

0 sin cos sin 2 1 sin 2 1 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 1 1 = + − − − = ⎟ ⎠ ⎞ ⋅ + ⋅ + ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − − ∂ ∂ = ∂ ∂ s s s s s s s s s s s s A d K A A d d K F φ φ φ φ θ φ φ φ φ θ φ φ (2-4-23) 1 1 2 sin2 2 s A d K φ = φ ⇒ (2-4-24) 夾角 :兩面基板配向方向的s φ 最後可得表面定向強度 1 A為: s d K A φ φ 2 sin 2 2 1 = (2-4-25) 同樣,將單位面積上總自由能對

φ

s2微分,則 2 2 2 2 sin2 2 0 s s d K A F φ φ φ = ⇒ = ∂ ∂ (2-4-26)

2-4-4 樣品扭轉角量測系統與方法

將樣品放置於一對正交的偏振片之間,系統如圖 2-14,樣品的配 向方向不需特別放置於任一軸上,首先會先旋轉樣品,得到數據如圖 2-15,找到圖中光穿透強度的最低點之後,將樣品轉到此角度,在以 樣品旋轉角度比上檢偏器旋轉角度為1:2 方式旋轉,如圖 2-16,圖 中的最低點即為Ψpol,再將數值帶回(2-4-2)式中算出φ,最後利用 (2-4-14)或(2-4-25)式求出表面定向強度。

(27)

第三章 光配向方法及樣品製作

在介紹樣品製作時,會逐步介紹製作流程,包括清洗玻

璃,鍍膜,照光系統與照光步驟,摩刷系統與摩刷條件,以

及最後的組裝以及本實驗所使用到的液晶。

3-1 基板製作

3-1-1 清洗玻璃

清洗玻璃的目的在於潔淨玻璃表面,因為玻璃表面若是有微粒 或是污漬附著時會致使鍍磨時無法將配向劑附著玻璃表面,清洗步驟 如下: 1. 本實驗我們所使用的石英玻璃(用於照光的基板)分為兩種大 小,要製作成double cell的玻璃基板大小為 20×30 mm2,且預先 於基板長邊的一半處,利用玻璃切割器劃出一道割痕但先不將 玻璃裂片,其他實驗所用的玻璃基板為15×20 mm2。 2. 將玻璃放入燒杯內,加入中性玻璃清潔劑,再加水蓋過玻璃, 將燒杯放入超音波機器中用超音波清洗10 分鐘。 3. 使用清水將玻璃沖洗乾淨,避免中性清潔劑殘留於玻璃上,沖 洗乾淨後放置於另一個乾燥的燒杯。 4. 加入丙酮(Acetone)使丙酮蓋過玻璃,將燒杯放入超音波機 器中用超音波震盪清洗10 分鐘,將丙酮回收以免污染。 5. 加入甲醇(Methanol)到燒杯內使甲醇蓋過玻璃,將燒杯放入 超音波機器中用超音波震盪清洗 10 分鐘,將甲醇回收以免污 染。 6. 加入去離子水到燒杯內,將燒杯放入超音波機器中用超音波震

(28)

盪清洗10 分鐘。 7. 使用氮氣吹乾,放入烤箱中烤乾,冷卻備用。(清洗完成的玻 璃必須在一天內上完配向劑,以免玻璃被污染,配向劑無法附 著上。)

3-1-2 鍍膜

鍍磨時是利用旋轉塗佈機(spin coater),利用旋轉的方式均勻的 將我們的配向劑塗佈於玻璃表面,藉由固定旋轉的速度來固定配向磨 的膜厚,鍍膜步驟如下: 1. 本實驗所使用的配向劑為 Nissan RN-1349 以及 Nissan 130B。 2. 將配向劑由冰箱中取出,置於防潮箱中,待其回復到室溫再行 使用。 3. 將石英玻璃放於旋轉塗佈機上。 4. 用微量滴管取配向劑滴數滴在石英玻璃上,旋轉分為兩步驟, 條件分別為第一步 2000 rpm(15 sec),第二步 4000 rpm(25 sec)。 5. 將玻璃取下平放於加熱板上軟烤 60°C,約 2 分鐘,以使配向 劑中的溶劑蒸發。 6. 將鍍好配向劑的玻璃放入已預熱高溫的烤箱中預硬烤 1 小 時;Nissan RN-1349 配向劑的硬烤溫度為 250℃,Nissan 130B 則為170℃。 7. 硬烤完成後,將玻璃取出放入培養皿中,冷卻備用。

(29)

3-2 照光系統與照光步驟

3-2-1 照光系統

本實驗所用的紫外光源為氙燈(Newport xenon arc lamp,model 6269),其光譜如圖 3-1,在進行實驗時使用全波段的光源。 照光系統如圖 3-2、3-3 所示,圖中的 liquid filter 是為了吸收紅 外線波段的光源。一般情況下照光系統為圖 3-2,圖 3-3 則是需要對 基板溫控時,另外加上一保溫罩以使溫度穩定。

3-2-2 照光步驟[11]

圖3-4 為 RN-1349 的吸收光譜,吸收率(absorbance)的定義為: ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − − = λ λ λ λ λ R D D S A log 其中Sλ是波長為λ時的樣品穿透光強度(sample intensity),Dλ是波長λ 時的最暗態穿透光強度(dark intensity),Rλ是波長λ時的參考穿透光強

度(reference intensity),我們是利用Ocean Optics Inc.的ISS-UV-VIS Integrated Sampling System 與 USB2000 Miniature Fiber Optic Spectrometers來進行量測。進行光配向時我們分為兩個步驟,稱為 double exposure method(DE):

Step 1:S-polarization UV light with incident angle 45°

第一步我們利用線性偏振紫外光照射配向膜,液晶分子的排列方 向會與紫外光偏振方向垂直,如圖3-5(a)(b)所示,液晶分子產生預傾 角在此兩個方向上的機率是相等的,我們稱之為預傾角簡併(pretilt angle degeneracy)。

Step 2:Unpolarized UV light with incident angle 45°

(30)

射,可以把較為水平的預傾角消除,方向關係如圖3-6。

3-3 摩刷機台與摩刷條件

摩刷機台的側視圖如圖 3-7,我們將已鍍上配向膜的玻璃基板放 置於移動平台上,移動平台前進時會經過外層貼有絨布的滾筒,玻璃 通過時會被絨毛膜刷而配向,移動平台前進方向即為摩刷配向方向。 系統中滾筒的下壓深度,滾筒旋轉速度以及移動平台的前進速度可以 依實驗要求而調整調整不同的數值。本論文中所需要摩刷的基板,滾 筒旋轉速度固定810 R.P.M,移動平台前進速度固定 1.8 m/min,而滾 筒下壓深度則視實驗條件而調整。

3-4 液晶樣品製作

本論文題目進行時所使用的樣品,其玻璃基板所鍍的配向劑皆為 Nissan RN-1349,僅有確定配向劑 Nissan RN-1349 之光配向方向時, 需要與一鍍上Nissan 130B 的玻璃基板組成樣品,下面將樣品分為三 類: 一、量測預傾角的樣品,使用的玻璃大小為 15×20 mm2,將兩片 紫外光照射完成的玻璃基板夾一薄墊片形成一上下基板配向方向為 反平行之液晶盒(liquid crystal cell)。

二、量測表面定向強度的樣品,使用的玻璃大小為 20×30 mm2 將兩片紫外光照射完成的玻璃基板夾一薄墊片形成一空樣品,兩片玻 璃中間的割痕需重疊,待固定樣品的環氧樹脂(Epoxy)硬化後,施力 將空樣品由中央割痕處裂片成為兩個液晶盒,上下基板配向方向為反 平行,如圖3-8 所示。 三、進行光致重新配向實驗的樣品,使用的玻璃大小為 15×20

(31)

mm2,先把玻璃基板摩刷配向,部份的樣品需要將已摩刷過的基板置 於紫外光下照射後與另一片只經過摩刷配向的基板夾一薄墊片形成 一上下基版之摩刷配向為反平行之液晶盒,部分樣品則直接將兩片摩 刷配向的基板夾一薄墊片形成液晶盒。 上述所有樣品均於量測完樣品間隙之後灌入液晶,便可開始進行 實驗。我們使用的液晶是E7(Merck),其旋轉彈性係數為6×10−12N , 737 . 1 = e n no =1.49;量測表面定向強度時,用之於液晶盒中所使用 的液晶則加入 Chiral dopant,使 E7 具有旋光性質。因裂片而一分為 二的液晶盒分別灌入E7+ZLI-811(左旋 pitch=62μm)與 E7+ZLI3786(右 旋 pitch=63μm) 。

(32)

第四章 實驗方法與結果

在本章一開始,會先對於配向劑 Nissan RN-1349 的配向

方向作詳細的說明,然後進入本論文的主題,包含兩個部

份,第一部份為當基板進行光配向時,控制基板溫度,並量

測溫度對於液晶樣品預傾角以及表面定向強度是否有影

響,另一部份則是光致重新配向的研究數據。

4-1 配向劑 Nissan RN-1349 之光配向方向與摩刷配向方向

4-1-1 實驗方法

為了確定配向劑 Nissan RN-1349 之配向方向,我們將一片鍍有 Nissan RN-1349 的玻璃基板經過配向處理後,與另一鍍有 Nissan 130B 且經過摩刷處理的基板組成樣品,由於已知 Nissan 130B 經過摩刷 後,其配向方向平行於摩刷方向[12],因此當兩片基板組成樣品之 後,將樣品放在一對正交偏振片間並旋轉樣品,藉由觀察穿透光變化 即可知道光配向方向。 欲對鍍有 Nissan RN-1349 的基板光配向時,其線性偏振紫外光 的偏振方向平行於摩刷方向,如圖 4-1。另一方面,為了確定 Nissan RN-1349 之摩刷配向方向的基板,其摩刷配向方向平行於鍍有 Nissan 130B 之基板的摩刷配向。

4-1-2 實驗結果

當樣品在一對正交偏振片之間旋轉時,我們發現不論是確定 Nissan RN-1349 之光配向方向或是確定摩刷配向方向的樣品,當已知

(33)

配向方向的基板,其配向方向平行於偏振片的偏振方向時,皆觀察到 最暗態;其配向方向與偏振片的偏振方向夾45°時觀察到最亮態,由 此可知 Nissan RN-1349 的光配向方向垂直於光配向時線性偏振紫外 光的偏振方向,而 Nissan RN-1349 的摩刷配向方向則平行於摩刷方 向。確定Nissan RN-1349 光配向方向的照片如圖 4-2,確定摩刷配向 方向的照片如圖4-3。

4-2 光配向時的基板溫度對配向之影響

本實驗需要用到溫控照光系統,如圖 3-3 所示。基板在照光之前, 先 將 保 溫 罩 蓋 上 樣 品 基 座 上(stage) , 開 啟 溫 控 器 (proportional temperature controller,YSI ,model 72),並將 2 支溫度探針(probe, YSI,model 423)插入預先在保溫罩上的開的洞。這兩支溫度探針, 一支的功用是將基板溫度回饋給溫控器,令其微電腦了解是否需要再 加 熱 , 另 一 支 溫 度 探 針 則 接 於 多 功 能 電 表 上(multimeter , HP 34401A),於電表上讀取電阻值,再對照相對應的溫度,以了解實際 溫度為何,對照表如表 4-1。待到達設定之溫度並平衡之後,將保溫 罩打開迅速將玻璃基板放入後關上保溫罩,等待 10 分鐘,使基板上 得配向膜到達所需之溫度之後開始照光,Step 1:線性偏振光 45°入 射,曝光時間 5 分鐘,Step 2:非偏振光 45°入射,曝光時間 1 分鐘。 本實驗基板光配向時所控制的溫度範圍從 30℃到 80℃,利用相同溫 度下照光的兩片玻璃基板製作成樣品,每隔 10℃製作一個樣品。我

(34)

們作了2 組樣品,一組用來量測溫度對於液晶樣品預傾角的影響,另 一組製作成double cell 的形式,用來量測溫度對液晶樣品表面定向強 度的影響。

4-2-1 預傾角量測結果

照光溫度由 30℃到 80℃共有 6 個樣品,照光能量密度分別為: Step 1:12.3 J/cm2 Step 2:10.8 J/cm2 我們在配向均勻的樣品上取數點量測預傾角,求取平均值以及標 準差。量測所得的實驗數據如表4-2 以及圖 4-4 所示。 由實驗得知,光配向劑 RN-1349 的預傾角,大約都在 0.4°以下。 各樣品預傾角之平均值都大略相同,也就是照光時配向膜的溫度並不 會影響到預傾角的大小。

4-2-2 表面定向強度量測結果

表面定向強度樣品的照光能量密度分別為: Step 1:9.0 J/cm2 Step 2:9.6 J/cm2 此照光強度略低於前一組樣品使用之光強度,這是因為實驗期間 照光系統一度短路,修復之後照光強度稍微下降。不同溫度照光的表 面定向強度,我們求取量測數據之平均值以及標準差,如表 4-3 及圖

(35)

4-5。實驗樣品利用了 double cell 來解決錯誤配向的問題。量測時於 樣品的不同點取多組數據。 配向劑 RN-1349 在上述的照光能量下,所得到的表面定向強度 約為1.8×10−5J /m2,雖然結果略微幅動,仍然可以看出照光時配向膜 溫度對於表面定向強度同樣也是沒有影響。

4-3 液晶於摩刷配向膜上之光致重新配向

我們在玻璃基板上鍍上光配向劑RN-1349,經過硬烤之後,先將 基板利用絨布摩刷配向,然後利用偏振方向平行於摩刷方向之線性偏 振紫外光改變原本摩刷配向的方向。我們將兩片相同摩刷配向條件的 基板組成樣品並灌入液晶之後,將紫外光由其中一片基板(測試基板) 處入射樣品,如圖 4-6。兩個照光步驟之時間均固定在 Step 1:Step 2=5:1 的比例。本實驗的目的為證實光致重新配向的現象並且找到 影響重新配向的因素。 除照光時間外,實驗中所探討的因素分別有:摩刷配向強度的影 響,測試基板是否有預照等最後會探討光偏振方向與摩刷方向夾角的 關係。原來為平行摩刷配向的樣品經照光後,其液晶扭轉角隨照光時 間而改變,在表4-4~4-7 中,我們列出各條件下的關係,為了確定樣 品扭轉是由於光致重新配向引起,因此我們在樣品裝灌入不具旋性的

(36)

向。早期照光強度為Step 1:184 mW/cm2及Step 2:42 mW/cm2,其後 的數據由於照光系統短路,修復後照光強度下降成為Step 1:175 mW/cm2及Step 2:36 mW/cm2,表中照光時間有”*”號者為使用早期 照光強度。

4-3-1 摩刷強度與預照條件

在本實驗中利用改變摩刷機台滾筒下壓深度來改變摩刷強度,以 研究不同起始表面定向強度對光致重新配向的影響,以機台上垂直方 向之位置刻度作為代號,我們選擇了兩種位置,其代號分別為 12 及 13。對此兩種位置摩刷出的樣品,先行測量其表定向強度。機台刻度 為13 時之滾筒下壓深度比12淺,因此表面定向強度也應較弱。我們 所 得 之 表 面 定 向 強 度 則 分 別 為1.13×10−5J/m2 (Soft rubbing) 2 5 / 10 54 . 5 × − J m (Hard rubbing),與預測相符合。 在本實驗中的預照是指測試基板經過摩刷配向後,先行利用線性 偏振紫外光照射基板,然後再與一片只經過摩刷配向的基板組成樣 品。預照的線性偏振光偏振方向和組成樣品之後的照光偏振方向一 致。預照的照光時間為Step 1:20min及Step 2:5min;照光能量為Step 1:50.4 J/cm2及Step 2:55.2 J/cm2 ,照光系統修復後知照光能量為Step 1:43.2 J/cm2及Step 2:52.5 J/cm2。

數據

圖    表    目    錄  圖 2-1  光入射空樣品示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 35  圖 2-2  厚度量測系統示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 35  圖 2-3  樣品間隙穿透光強度變化圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅  36  圖 2-4  穿透光強度
圖 3-3  溫控照光系統示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 44  圖 3-4  光配向劑 RN-1349 吸收譜線圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 44  圖 3-5  預傾角簡併示意圖⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 45  圖 3-6  消除
圖 4-7  固定光配向方向與摩刷配向方向為 90°之扭轉角與照光 能量密度關係圖 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 55  圖 4-8(a)  固定光配向方向與摩刷配向方向為 90°之表面定向強度 與照光能量密度關係圖 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 56  圖 4-8(b)
圖 2-2  厚度量測系統示意圖
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