一种液晶扭曲弹性常数的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种液晶扭曲弹性常数的测量方法，该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；所述的测量方法用于测量正性液晶材料时，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和TN液晶空盒；用于测量负性液晶材料时，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和IPS液晶空盒；利用C‑U法测量液晶盒不同电压下对应的电容，考虑聚酰亚胺(PI)取向层对液晶盒电容的影响，可精确得到待测向列相液晶材料的平行介电常数ε//、垂直介电常数ε⊥、展曲弹性常数k11、弯曲弹性常数k33和扭曲弹性常数k22。

A method for measuring the elastic constants of liquid crystals

The invention relates to a liquid crystal twist elastic constant measurement method, this method uses the liquid crystal box PAN LCD LCD VAN empty boxes, empty boxes, TN box and IPS LCD LCD empty empty box; the measuring method for measuring of liquid crystal material, the use of PAN LCD VAN liquid crystal box, empty empty TN liquid crystal box and the empty box; for the measurement of negative liquid crystal material, the use of PAN LCD LCD VAN empty boxes, empty boxes and IPS empty boxes corresponding to the liquid crystal capacitor; using C U method for measuring the liquid crystal box under different voltage, considering the influence of polyimide (PI) orientation layer on the capacitance of liquid crystal cell, can be accurate to obtain the direction of nematic liquid crystal material parallel dielectric constant, dielectric constant vertical / T, splay elastic constant K11, bending elastic constants of k33 and twist elastic constants k22.

【技术实现步骤摘要】
一种液晶扭曲弹性常数的测量方法
：本专利技术设计的是一种液晶扭曲弹性常数的测量方法，能够测量各种正性和负性向列相液晶的弹性常数，适合各相关高校或企业测量液晶扭曲弹性常数。
技术介绍
：弹性常数是液晶材料的重要物理参量之一，直接影响液晶显示器件的响应时间、占空比、阈值电压等重要的电光效应参数。对于向列相液晶，液晶分子指向矢的排列有展曲、扭曲和弯曲三种独立的形变，分别对应展曲弹性常数k11、扭曲弹性常数k22和弯曲弹性常数k33。对于k11和k33目前已经有数值模拟和拟合等较为简单的方法进行测量。而k22的测量已有外加磁场、向错、光散射、导模、电学等方法，但是都难以做到精确测量。在已有的液晶扭曲弹性常数的测定方法中，有通过对液晶盒同时施加电场和磁场来引起扭曲变形，通过测定阈值电压，运用已知液晶材料的其它参数，计算出k22的值。这种方法需要外加约1T均匀磁场，并且已知液晶材料磁化率，同时实验还需要特殊的操作设备，一次实验时间长达几个小时，实验测得的误差为15％。还有利用扭曲向列相液晶的弗雷德里克兹(Fréedericksz)转变，随施加在扭曲向列相液晶盒基板电极电压的增加，液晶分子取向逐渐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶扭曲弹性常数的测量方法，该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；所述的测量方法用于测量正性液晶材料时，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和TN液晶空盒；用于测量负性液晶材料时，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和IPS液晶空盒；具体步骤是：第一步、建立液晶盒电容模型：所述液晶盒电容模型从上至下包括第一玻璃基板、第一ITO电极层、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二ITO电极层和第二玻璃基板，第一取向层和第二取向层宽度相同；PAN液晶盒、VAN液晶盒、TN液晶盒和IPS液晶盒均满足液晶盒电容模型；所述的PAN液晶空盒中第一取向层和第二取向层对各...

【技术特征摘要】
1.一种液晶扭曲弹性常数的测量方法，该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；所述的测量方法用于测量正性液晶材料时，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和TN液晶空盒；用于测量负性液晶材料时，使用PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和IPS液晶空盒；具体步骤是：第一步、建立液晶盒电容模型：所述液晶盒电容模型从上至下包括第一玻璃基板、第一ITO电极层、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二ITO电极层和第二玻璃基板，第一取向层和第二取向层宽度相同；PAN液晶盒、VAN液晶盒、TN液晶盒和IPS液晶盒均满足液晶盒电容模型；所述的PAN液晶空盒中第一取向层和第二取向层对各自附近的液晶分子指向矢的取向均为水平方向，与相应玻璃基板的夹角均为1～2°，且第一取向层和第二取向层之间对各自取向层附近液晶分子指向矢的取向平行；所述的VAN液晶空盒中第一取向层和第二取向层对各自附近的液晶分子指向矢的取向均为竖直方向，与相应玻璃基板的夹角均为88～89°，且第一取向层和第二取向层之间对各自取向层附近液晶分子指向矢的取向平行；所述的TN液晶空盒中第一取向层和第二取向层对各自附近的液晶分子指向矢的取向均为水平方向，与相应的玻璃基板夹角均为1～2°，且第一取向层和第二取向层之间对各自取向层附近液晶分子指向矢的取向垂直；所述的IPS液晶空盒中第二ITO电极层的平面内包括两个共面电极，且两个共面电极相互不连接；第一取向层对该取向层附近液晶分子指向矢的取向为竖直方向或水平方向，竖直方向时与玻璃基板夹角88～89°，水平方向时与第二取向层对第二取向层附近液晶分子指向矢的取向平行，第二取向层对该取向层附近液晶分子指向矢的取向为水平方向，与玻璃基板夹角1～2°，液晶分子指向矢在玻璃基板上的投影与IPS电极周期方向夹角为30-60°；第二步、判断液晶材料性质，若为正性液晶材料进入第三步，若为负性液晶材料进入第四步；第三步、测量正性液晶扭曲弹性常数：3-1、将正性液晶材料分别灌入到PAN液晶空盒、VAN液晶空盒和TN液晶空盒中；然后分别测量出垂直介电常数ε⊥、平行介电常数ε//和展曲弹性常数k11；所述垂直介电常数ε⊥和平行介电常数ε//的测量步骤是：测定PAN液晶盒的液晶盒总电容，得到实测PAN液晶盒的C-U特性曲线，然后根据式(2)得到PAN液晶盒中液晶层电容，得到PAN液晶盒液晶层的C-U特性曲线，进而确定PAN液晶盒中液晶层的阈值电压，其中，C为液晶盒总电容，CLC为液晶层电容，C1为第一取向层电容，C2为第二取向层电容；测定VAN液晶盒的液晶盒总电容，然后根据式(2)得到VAN液晶盒中液晶层电容，由VAN液晶盒中液晶层在高电压下的VAN液晶盒液晶层电容CLC-VAN及PAN液晶盒中液晶层在低于阈值电压下的PAN液晶盒液晶层电容CLC-PAN，按照式(7)求得液晶平行于指向矢方向的平行介电常数ε//和液晶垂直于指向矢方向的垂直介电常数ε⊥；式中，S为电极面积，ε0为真空介电常数，LLC为液晶层的厚度，θPAN和θVAN分别为第一取向层和第二取向层在PAN液晶盒和VAN液晶盒中对各自取向层附近液晶分子指向矢取向与相应玻璃基板间的夹角；所述展曲弹性常数k11的测量步骤是：根据PAN液晶盒液晶层的阈值电压Uth及平行介电常数ε//和垂直介电常数ε⊥的差值，根据式(10)计算展曲弹性常数k11的值，其中，Δε＝ε//-ε⊥，ε0为真空介电常数；3-2、根据步骤3-1得到的垂直介电常数ε⊥、平行介电常数ε//和展曲弹性常数k11，利用TechWizLCD软件模拟PAN液晶盒的C-U特性曲线，将模拟PAN液晶盒的C-U特性曲线与实测PAN液晶盒的C-U特性曲线比较得到弯曲弹性常数k33的值；3-3、测定TN液晶盒的液晶盒总电容，得到实测TN液晶盒的C-U特性曲线；然后根据步骤3-1和步骤3-2所得的垂直介电常数ε⊥、平行介电常数ε//、展曲弹性常数k1...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文江，袁瑞，李振杰，孙婷婷，邢红玉，朱吉亮，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12