文档介绍：液晶物性
【摘要】：
本实验主要了解液晶的基本物理性质及其测量方法，特别是电光性能。在实验 中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值，得到液晶盒扭曲角的大小。测量了不 同间歇频率下液晶的响应时间，液晶升压和降压过程的电光响应曲线，液晶光 栅升压和降压过程的衍射现象。通过这些来了解液晶在外电场作用下的变化及 其引起的液晶光学性质的变化。
关键词：
液晶、双折射效应、旋光性、电光效应、响应时间、液晶衍射
一、 实验引言：
液晶是早在1888年奥地利植物学家F-Reiniter发现的。当某些物质加热 到介于熔点和清亮点温度时，变得具有各向异性，这种中介相被称为液晶相， 具有液晶相的物质被称为液晶。G. Friedel确立了液晶的定义和分类， 0. Wiener等发展了液晶的双折射理论，E. Bose提出了液晶的相态理论。
液晶是一种材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始 被广泛应用在轻薄型的显示技术上。1968年海尔曼等人研制出世界上第一台 液晶显示器，之后，液晶被广泛应用于显示器领域。
本实验中我们测得了液晶盒的扭曲角、液晶电光响应曲线和液晶的光栅常 数；观察了响应时间随间歇频率的变化规律和液晶光栅的衍射现象。并通过实 验掌握了对液晶电光效应等的基本测量方法。
二、 实验原理：
液晶根据分子排列的平移和取向有序性分为三大类：近晶相、向列相、胆冷相。
当外电场平行于或者垂直于分子长轴时，分子极化率不同表示为a、a±。当一个
任意取向的分子被外电场极化时，由于a、的区别，造成分子感生电极矩的方 向和外电场的方向不同，从而使分子发生转动。如果考虑到液晶内各个分子之间的 相互作用以及分子与基片表面的作用，旋转将引起类似于弹性恢复力造成的反方向 力矩，使得分子在转动一个角度后不再转动。因此产生电场对液晶分子的取向作用。
光在液晶中传播会产生寻常光（o光）与非寻常光（e光），表现出光学的各项异性。
所以液晶的光学性质也要通过两个主折射率n、么描述。由于儿和也的不同，o 光与e光在液晶中传播时产生相位差，使得出射光的偏振态发生变化。这就是液晶 的双折射效应。
由于液晶盒的上下基片的去向成一定的角度，两者间的液晶分子取向将均匀扭曲。
通常振动面的旋光角度。与旋光物质的厚度d成正比，即0 = «（!）（/ , aQ）为旋 光率。
图一、扭曲向列相液晶盒
液晶在外电场的作用下，分子取向将发生改变，光通过液晶盒的偏振状态也将发生 变化，此时若检偏器的透光位置不变，则系统透光强度将发生变化，透过率与外加 电压的关系曲线称为电光响应曲线，它决定着液晶显示的特性。
在电光响应曲线中有3个重要参量：
1） 、阈值电压，即透过率为90%所对应的电压
2） 、饱和电压，即透过率为10%所对应的电压
3） 、阈值锐度，即饱和电压与阈值电压之比
当施加在液晶上的电压改变时，液晶改变原排列方式所需的时间即为响应时间。我
们用上升沿时间和下降沿时间来衡量液晶对外界驱动信号的响应速度。
上升沿时间：透过率由最小值升到最大值的90%时所需的时间
下降沿时间：透过率有最大值升到最大值的10%时所需的时