[发明专利]一种液晶扭曲弹性常数的测量方法

说明书

本发明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。

技术领域：

本发明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。

背景技术：

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，液晶分子取向逐渐转变，导致阈值电压的出现，通过阈值电压和弹性常数的关系式并运用已知液晶材料的其它参数计算出k₂₂的值。然而在测量中需要外加手性掺杂剂，而掺杂剂的添加又将导致液晶分子取向发生变化，影响测量精度。此外，还有楔形液晶盒技术，将掺杂手性剂的液晶材料填充在楔形液晶盒中，液晶分子排列会出现区分平行排列与扭曲排列的向错线，此处液晶盒厚度d与手性剂掺杂引起的扭曲螺距P的比值为0.25，因此向错线附近的阈值电压可用来测定k₂₂的值。尽管比前面的方法简单，但是向错线会随着电压移动，使得阈值电压存在不确定性，仍然限制了测定k₂₂的精度。上述方法均未考虑液晶盒上下基板表面取向层对测量结果的影响，它将导致实际施加在液晶层的电压不同于外加测量电压，同样会影响液晶层的电容值。

发明内容：

本发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)液晶盒和共面转换型(IPS)液晶盒，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。此法在测量正性(介电各向异性大于零)或负性(介电各向异性小于零)液晶弹性常数时均可使用，其中测定正性液晶时使用PAN、VAN和TN液晶盒，测定负性液晶时使用PAN、VAN和IPS液晶盒。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案为：提供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：