液晶材料的参数测量理论

液晶材料的参数测量理论null液晶材料的参数测量液晶材料的参数测量液晶材料参数液晶材料参数1. 介电常数 2. 弹性常数 3. 粘滞系数（流动、转动粘滞系数） 4. 折射率双折射率 5. 液晶层厚度 6. 表面预倾角度测量 7. 电阻（电导）率电压保持率（VHR） 8. 相变温度液晶态温度范围 9. 阈值电压（Uth）驱动电压（UOP）1. 介电常数1. 介电常数电容法测量注意：灌晶前后盒厚的变化 PI电容影响液晶的电导率效应测量装置和原理测量装置和原理采用详细的理论过程，得到J. Nakanowatari JJAP, V....

null液晶材料的参数测量液晶材料的参数测量液晶材料参数液晶材料参数1. 介电常数 2. 弹性常数 3. 粘滞系数（流动、转动粘滞系数） 4. 折射率双折射率 5. 液晶层厚度 6. 表面预倾角度测量 7. 电阻（电导）率电压保持率（VHR） 8. 相变温度液晶态温度范围 9. 阈值电压（Uth）驱动电压（UOP）1. 介电常数1. 介电常数电容法测量注意：灌晶前后盒厚的变化 PI电容影响液晶的电导率效应测量装置和原理测量装置和原理采用详细的理论过程，得到J. Nakanowatari JJAP, V.35, L111 (1996)低频和高频近似低频和高频近似低频时：PI层远薄与液晶层，则有C1>>C2； PI层的电阻远大于液晶层，R1>>R2 则有高频时：忽略电阻效应则有估计：RPI>1000×RLC，CPI>50×CLCnull去掉（或者忽略）PI层的效应测频率为f1和f2下的电阻值，带入下面公式得到电容和电阻2. 弹性常数的测量（C-V）2. 弹性常数的测量（C-V）(当V/Vc>4时，线性成立)T. Uchida, MCLC, V.72, 133 (1981) 实验结果及分析实验结果及分析测弹性常数K22（电容法）测弹性常数K22（电容法）倾斜磁场驱动，测电容方法得到Freedericks转变阈值斜磁场垂直于初始液晶排列方向在其它参数确定后可采用IPS来测K223. 测转动粘滞系数（电流法测量）3. 测转动粘滞系数（电流法测量）理论推导过程见下面文献 M. Imai, JJAP, V.33, 3482-3487 (1994)S为电极面积，d为液晶层厚 V为驱动电压，Ip为峰值电流De>0测试结果(H cell)测试结果(H cell)M. Imai, JJAP, V.33, 3482-3487 (1994)测试结果(TN cell)测试结果(TN cell)图像和H盒相似，公式一样！M Imai, JJAP, V.34, 3170 (1995)测体粘滞系数（h2）测体粘滞系数（h2）测量标准液体的h0,r0,t0 在测量液晶的r1,t1 测量很准确范志新，液晶器件工艺基础，2000测负性液晶的g1测负性液晶的g1液晶在电压作用下倾斜，同时产生上下两部分不同的流动方向，并且表面处的液晶分子也产生滑动(slide)。这些与H盒不同，因此H盒的测量方法在这里不太适用。S. Chandrasekhar, Liquid Crystals, Cambride Univ. Press, p.164, 1992模拟结果模拟结果Y Iwata, JJAP, V.43, L1588 (2004)测量和模拟结果测量和模拟结果Y Iwata, JJAP, V.43, L1588 (2004)4. 测量折射率(阿贝折射仪)4. 测量折射率(阿贝折射仪)oe折射率与波长的关系折射率与波长的关系5CB双折射率与温度的关系双折射率与温度的关系Dn~S5. 测液晶层厚度(相位补偿法)5. 测液晶层厚度(相位补偿法)相位可调补偿膜LC层l1, l2相位补偿到暗态，由补偿值推得LC层的可能相位值，2或3个波长确定LC相位值结果分析结果分析波长1，可能的盒厚为：1.83m或7.40m或12.46m 波长2：可能的盒厚为：3.76m或7.39m或者10.92m 最终的盒厚为：7.395mm范志新，液晶器件工艺基础，20006. 表面预倾角度测量6. 表面预倾角度测量实验装置图实验装置图HeNe - laserpolarizeranalyzerpinholepinhole光电转换器步进平台IEEE-busComputer数字万用表旋转步进控制器nullLCD中各种材料的匹配原则LC材料（双折射率的色散） PI材料（稳定性：取向、倾角、锚定能）补偿膜（与液晶的双折射率色散的匹配） CF（色度，光利用率，温度稳定性）玻璃基板（密度等），柔性基板（挠曲度）偏光片（波长—透过率，偏光度，色度）背光系统（均匀性；白光，LED光波频）nullLC取向技术PI涂覆——摩擦取向: 简单；低成本污染；电荷堆积；刮痕斜蒸镀SiO2: 适用于中等角度和小预倾角的蒸镀 3. 离子束刻蚀 (Ion-beam etching): 原子力显微镜扫描(AFM scanning): 精度高，制程慢光控取向 (Photo-induced alignment): 无接触；对多畴液晶显示器有好处但是为弱锚定边界条件聚酰亚胺聚酰亚胺1. Curing Temp: 80oC/15 min; 180oC/1 hr 2. Decomposition Temp: 360 - 450oC(分解温度) 3. Viscosity: ~40cP 4. T%: 94% (10 µm film) 5. Typical thickness: 80-100 nm(~0.1mm) 6. Refractive index: 1.54 - 1.61 7. Resistivity: (1 - 10)x1016 Wcm 8. Dielectric constant: 3.2 9. Pretilt angle: ~3o(TN)or~5o (STN); 88-90o for 10. Methods: Roller coating(滚筒摩擦)Pretilt AnglePretilt AngleJ. Stohr et al, Macromolecules 31, 1942 (1998); Science 292, 2299 (2001)g~5.9oRubbing & Ion-beam etching: Different pretilt directions相位补偿膜相位补偿膜Fuji膜Fuji膜Mori et al, SID 27, 941 (1997)Fuji膜：与液晶的相匹配Fuji膜：与液晶的相匹配Wu et al, JJAP 39, L869 (2000)R: Fuji film G: ZLI-5600-100 B: ZLI-4792 液晶显示器中的一些计算方法

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