[發明專利]一種液晶扭曲彈性常數的測量方法

有效

• 申請號: 201710879376.8
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107589149B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 葉文江;袁瑞;李振杰;孫婷婷;邢紅玉;朱吉亮
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

本發明涉及一種液晶扭曲彈性常數的測量方法，該方法使用的液晶空盒有PAN液晶空盒、VAN液晶空盒、TN液晶空盒和IPS液晶空盒；所述的測量方法用于測量正性液晶材料時，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和TN液晶空盒；用于測量負性液晶材料時，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和IPS液晶空盒；利用C?U法測量液晶盒不同電壓下對應的電容，考慮聚酰亞胺(PI)取向層對液晶盒電容的影響，可精確得到待測向列相液晶材料的平行介電常數ε_//、垂直介電常數ε_⊥、展曲彈性常數k₁₁、彎曲彈性常數k₃₃和扭曲彈性常數k₂₂。

技術領域：

本發明設計的是一種液晶扭曲彈性常數的測量方法，能夠測量各種正性和負性向列相液晶的彈性常數，適合各相關高?；蚱髽I測量液晶扭曲彈性常數。

背景技術：

彈性常數是液晶材料的重要物理參量之一，直接影響液晶顯示器件的響應時間、占空比、閾值電壓等重要的電光效應參數。對于向列相液晶，液晶分子指向矢的排列有展曲、扭曲和彎曲三種獨立的形變，分別對應展曲彈性常數k₁₁、扭曲彈性常數k₂₂和彎曲彈性常數k₃₃。對于k₁₁和k₃₃目前已經有數值模擬和擬合等較為簡單的方法進行測量。而k₂₂的測量已有外加磁場、向錯、光散射、導模、電學等方法，但是都難以做到精確測量。

在已有的液晶扭曲彈性常數的測定方法中，有通過對液晶盒同時施加電場和磁場來引起扭曲變形，通過測定閾值電壓，運用已知液晶材料的其它參數，計算出k₂₂的值。這種方法需要外加約1T均勻磁場，并且已知液晶材料磁化率，同時實驗還需要特殊的操作設備，一次實驗時間長達幾個小時，實驗測得的誤差為15％。還有利用扭曲向列相液晶的弗雷德里克茲(Fréedericksz)轉變，隨施加在扭曲向列相液晶盒基板電極電壓的增加，液晶分子取向逐漸轉變，導致閾值電壓的出現，通過閾值電壓和彈性常數的關系式并運用已知液晶材料的其它參數計算出k₂₂的值。然而在測量中需要外加手性摻雜劑，而摻雜劑的添加又將導致液晶分子取向發生變化，影響測量精度。此外，還有楔形液晶盒技術，將摻雜手性劑的液晶材料填充在楔形液晶盒中，液晶分子排列會出現區分平行排列與扭曲排列的向錯線，此處液晶盒厚度d與手性劑摻雜引起的扭曲螺距P的比值為0.25，因此向錯線附近的閾值電壓可用來測定k₂₂的值。盡管比前面的方法簡單，但是向錯線會隨著電壓移動，使得閾值電壓存在不確定性，仍然限制了測定k₂₂的精度。上述方法均未考慮液晶盒上下基板表面取向層對測量結果的影響，它將導致實際施加在液晶層的電壓不同于外加測量電壓，同樣會影響液晶層的電容值。

發明內容：

本發明使用平行排列向列相(PAN)液晶盒、垂直排列向列相(VAN)液晶盒、扭曲排列向列相(TN)液晶盒和共面轉換型(IPS)液晶盒，利用C-U法測量液晶盒不同電壓下對應的電容，考慮聚酰亞胺(PI)取向層對液晶盒電容的影響，可精確得到待測向列相液晶材料的平行介電常數ε_//、垂直介電常數ε_⊥、展曲彈性常數k₁₁、彎曲彈性常數k₃₃和扭曲彈性常數k₂₂。此法在測量正性(介電各向異性大于零)或負性(介電各向異性小于零)液晶彈性常數時均可使用，其中測定正性液晶時使用PAN、VAN和TN液晶盒，測定負性液晶時使用PAN、VAN和IPS液晶盒。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案為：提供一種液晶扭曲彈性常數的測量方法，該方法使用的液晶空盒有PAN液晶空盒、VAN液晶空盒、TN液晶空盒和IPS液晶空盒；

所述的測量方法用于測量正性液晶材料時，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和TN液晶空盒；用于測量負性液晶材料時，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和IPS液晶空盒；

具體步驟是：