- 學位論文
含氫非晶質碳膜之表面處理在液晶配向的應用
Suface Treatments on a-C:H Films for Liquid Crystal Alignment
摘要
本論文主要是以含氫非晶質碳（hydrogenated amorphous carbon，a-C:H）膜作為液晶配向膜，研究a-C:H膜經過表面處理後的表面性質，並將其組成液晶晶胞後，探討其液晶光學特性，最後研究出其所造成液晶配向的機制。 首先利用電容式耦合電漿化學氣相沉積系統（CCPCVD）在ITO基板上成長出均勻且具高透光性的a-C:H膜，接著在a-C:H膜上進行表面處理，並利用接觸角量測系統、原子力顯微鏡、X光光電子能譜儀量測a-C:H膜，研究a-C:H膜經過表面處理後其表面性質的改變，再將經過表面處理的a-C:H膜組成反平行晶胞，利用偏光顯微鏡觀察其液晶配向性質，並量測其對比度和預傾角的變化。本論文所使用的表面處理分為兩個部份，第一部份為利用氬氣（Ar）電漿射束掃描系統來處理a-C:H膜，探討電漿射束入射角度、掃描模式等影響。第二部份則是利用不同粒徑大小的鑽石拋光膜在a-C:H膜上進行刷磨處理。 研究指出，利用電漿射束掃描系統處理a-C:H膜或是利用鑽石拋光膜在a-C:H膜上進行刷磨處理，皆可成功的達到液晶配向效果。當電漿射束入射角為70度時，整體液晶配向性質較佳。電漿射束所造成的液晶配向機制，是由於Ar電漿入射將a-C:H膜表面特定方向的C-C鍵結打斷，這些懸鍵與大氣中的氧氣作用形成新的C-O鍵結，而使液晶分子能規則排列。電漿射束掃描模式決定於最後一次掃描的方向，而電漿射束掃描模式的差異是由於電漿射束發散入射至試片，造成其離子路徑長短不同。此外，具極性能的表面對於預傾角有一定的貢獻，當a-C:H膜表面越偏極性，其所組成的液晶晶胞之預傾角也較高。 利用鑽石拋光膜在a-C:H膜上進行刷磨處理，鑽石粒徑為3μm或以下時，可成功達到液晶配向效果。而鑽石粒徑為30μm時，液晶配向效果差，有明顯的刷痕產生。利用鑽石拋光膜在a-C:H膜上進行刷磨處理，有微凹溝產生，使得液晶分子平行於刷磨方向排列而達到液晶配向效果。