液晶物性
液晶高分子的性质及应用
液晶高分子的性质及应用作者：翟洪岩、杨怀斌、岳敏、尹国强、张家乐、张维液晶高分子自上世纪70年代被开发出以来，经历了一系列的发展，现已成为普遍使用的一种高分子材料。
人们已对液晶高分子的结构、性质、合成方法以及液晶高分子的应用都有了较为深刻的认识。
这篇文章讨论的主要关于高分子液晶的性质（物理性质）及其应用。
一、高分子液晶的物理性质。
液晶高分子作为一种特殊的高分子材料，自然具有与一般高分子材料不同的性质。
液晶具有液体的流动性和固体的有序性，对外界刺激如光、机械压力、温度、电磁场及化学环境的变化具有较高的灵敏性。
高分子液晶制品具有高强度、高模量，尺寸稳定性、阻燃性、绝缘性好，耐高温、耐辐射、耐化学药品腐蚀、线膨胀率低，并有良好的加工流动性等优异性能。
1、高弹性。
液晶对外场作用较为敏感，即使不大的电磁力、切变力、表面吸附等都能使液晶产生较大形变。
液晶可独立存在展曲、扭曲、弯曲三种弹性形变。
2、粘滞性与流变性。
液晶存在取向有序性，这将影响流体力学行为。
而液晶高分子还具有的高分子的粘滞特性，这与分子长度密切相关。
一般液晶高分子为多畴状态，畴的大小在几微米之内，故在宏观上液晶高分子是各向同性的，其许多物理性质如力学性能等，表观上也是多向同性的。
溶致型液晶高分子溶液在各向同性相时，粘度随浓度增大而增大。
进入液晶相后，粘滞系数突然降低。
分子量越大，进入液晶相浓度也越低，最大粘滞系数升高。
体系进入液晶相后，指向矢受切变流的影响而沿它的流动方向取向，从而迅速降低了粘滞系数。
当切变流动停止一段时间后，样品会逐渐弛豫回原来的多畴状态。
如果在此之前就使液晶高分子降温或溶剂移走成为固态，仍可获得相当好的宏观取向，即各向异性固体。
3、其他性质。
胆甾相液晶具有螺旋结构。
因此有特殊的光学性质，如选择反射、圆二色性、强烈的旋光性及其色散、电光和磁光效应等。
二、高分子液晶的应用。
1、液晶高分子纤维液晶高分子在适当的条件下，液晶分子有自动沿分子长轴取向的倾向，体系的粘度系数也表现为各向异性，沿分子长轴方向的粘度系数较其他方向小得多，因而很容易在纺丝过程中形成沿纤维轴高度取向的结构，从而获得优异的力学性能，芳纶(Kevlar)是最早开发成功并进行工业化生产的液晶高分子纤维，它的高强度、高棋t以及优良的耐热性使它在增强材料、防护服装、防燃、高温过渔等方面发挥着重要作用。
物理实验报告_液晶物性
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，O.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、胆甾相。
2.1液晶的介电各向异性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α、α⊥。
当一个任意取向的分子被外电场极化时，由于α、α⊥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。
2.2液晶的光学各向异性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、n⊥描述。
液晶科学中的液晶分子结构与性质
液晶科学中的液晶分子结构与性质液晶分子作为现代液晶科学的基础单元，其结构与性质对液晶技术的研究与应用具有重要意义。
液晶分子的结构特点及其相互作用方式，对液晶的物理性质和结构特征产生影响。
本文将详细介绍液晶分子结构与性质的相关知识，为液晶科学技术的进一步推进提供理论支持。
1、液晶分子的结构特点1.1、刚性锥型分子结构液晶分子通常由一个刚性分子核、长的侧翼或相连的基团以及亲水基团等组成。
其中，刚性分子核是构成液晶分子的核心部分，其结构通常为锥形、棒状或盘状等。
以锥形分子为例，其分子基团呈V形分布，两个基团在连接的顶部形成一个尖锐的角度，因此具有较高的对称性。
锥形分子的结构形状对晶体形成和相变具有重要影响，具体讨论参见后文。
1.2、互相堆积排列液晶分子通常通过各种无序、有序的排列方式形成自组装的液晶相，其中互相井排列的方式是最常见的。
在液晶相中，液晶分子的结构和排列方式都是高度有序的，形成了坐落在液晶晶格点上的大规模分子排列。
分子之间的相互作用和排列方式对于液晶的稳定性和物理性质产生了重要影响。
2、液晶分子的相互作用2.1、分子之间的范德华力分子之间的范德华力，也称作弱相互作用力，是液晶分子之间常见的化学作用方式。
通常情况下，液晶分子之间的范德华力趋向于互相排斥，但在一些情况下，这种力会导致分子之间相互吸引，形成稳定的堆积结构。
2.2、分子间的氢键氢键是化学中特殊的化学键，是一些液晶分子中存在的一种相互作用力。
当分子中含有相互按照一定作用方式排列的羟基、醛基、氨基等化学官能团时，分子之间会形成氢键。
液晶分子中的氢键是液晶形成的重要因素之一。
2.3、电荷间的相互作用分子之间由于分子的极性或电性产生的相互作用称为静电相互作用。
在液晶分子中，通常载有正负电荷的部分会互相吸引，导致分子之间的排列方式形成亲向或排斥性等特殊的结构。
3、液晶分子对液晶物性的影响3.1、液晶相的稳定性液晶分子的结构与排列方式在液晶相的形成中起着重要的作用。
第2讲 液晶的物理性质
4. 光学各向异性
• 光学各向异性是电磁波通过介电各向异 性材料解麦克斯韦尔方程的结果. • 对于向列型液晶, 结论为折射率椭球. 以 后还要介绍. • 对于胆甾型液晶, 有三种效应: 光波导效应、布拉格效应、旋光效应
• 折射率椭球：
n//
n
//
n
n
n
x n
2 2
y n
2 2
z n
3
写出非零的项：
1
C 0 P0 ( x )
1
j ( x ) dx
1 2
1
1
C 2 P2 ( x )
1
1
j ( x )( 3 x 1) dx
2
4 2
C 4 P4 ( x )
8 1
j ( x )( 35 x 30 x 3 )dx
将
f (q ) j (cos q )
于是：
11 33 //
液晶的介电各向异性常表示为： // 其中//和分别表示平行于和垂直于指向矢。
若液晶的 // 0
该种液晶为正性液晶, 以Np 表示;
反之, 则为负性液晶, 以Nn表示。 Np液晶在电场下的性质:
2 另一方面，若液晶相分子高度一致取向时，平均势将变得很大，分子混乱 时取向时，平均势将很小，分子完全混乱时，平均势为零，所以平均势V 中还必须包括有序参数S这一因子，S=<P2(cosθ)>。还有，取向势函数的 大小与材料有关，不同的材料与有不同的势函数，势函数中必须包含一个 随材料的不同而异的比例因子υ。把上述三方面的因素相乘，就人为地构 造了其它分子对某一分子产生的平均势——取向势函数V：
液晶材料简介演示
热分析
通过差热分析（DSC）、热重 分析（TGA）等手段，可以研 究液晶材料的相转变行为和热 稳定性。
光学表征
利用偏光显微镜（POM）、光 学旋光仪等设备，可以观察液 晶材料的织构、测定其旋光性 等光学性质。
X射线分析
通过X射线衍射（XRD）、小角 X射线散射（SAXS）等技术， 可以研究液晶材料的分子排列 和结构。
02
稳定性提升
提高液晶材料的稳定性对其在显示等领域的应用至关重要。可以通过改
进分子结构、优化配方等途径提高稳定性。
03
竞争与替代技术
随着其他显示技术（如OLED）的发展，液晶材料面临市场竞争。应关
注市场动态，不断提升液晶材料性能，拓展应用领域，以保持竞争力。
THANKS
感谢观看
液晶的电光效应
扭曲向列效应（TN效应）
在TN型液晶中，当未加电压时，入射光无法透过液晶层。当施加一定电压时，液晶分子 发生扭曲，使得入射光能够通过液晶层。通过控制电压的大小，可以改变液晶分子的扭曲 程度，从而实现对光线的调制。
垂直取向效应（VA效应）
在VA型液晶中，液晶分子在未加电压时垂直于基板排列。当施加电压时，液晶分子逐渐 倾斜，使得光线能够通过。与TN效应相比，VA效应具有更高的对比度和更宽的视角。
04
CATALOGUE
液晶材料的发展趋势与挑战
液晶材料的研究现状
液晶种类繁多
液晶材料包括向列相、胆甾相、近晶 相等多种类型，各具特点，被广泛应 用于显示、光电子等领域。
研究方向多元化
目前液晶材料研究集中在性能提升、 稳定性、成本降低等多个方面。
液晶材料的发展趋势
高性能化
液晶材料的性能将不断提升，如 提高响应速度、拓宽视角、增强 色彩表现力等，以满足各种应用
液晶的物理性质
比， 即
d 其中， 为旋光本领，又叫旋光率，与入射光的波长有关。以
线偏振白光垂直入射液晶，透过液晶后，不同波长的光的偏振方向旋转的角度不同，这 种色散现象称为旋光色散。 TN 模式的最重要特点就是液晶盒的设置满足摩根条件（液晶分子的扭曲螺距和其 双折射率的乘积远大于入射光波长的一半），这样光在通过该液晶层时，其偏振面发生 的旋转就与波长无关。或者说，当满足摩根条件时，不同波长的入射光经过液晶层后各 自偏振面产生的旋转角度是一样的，旋光率在可见范围内几乎不变，所有通过 TN 型液 晶后都旋转 90 度。但 HTN 和 STN 液晶盒旋光本领在可见光范围内变化较大，可以看到 明显的眩光色散。 旋光本领：
图 4 TN 液晶电光响应曲线
电光响应曲线中，透过率最大值与最小值之比成为对比度，亦称反差，即
C Tmax Tmin
对比度越高，显示的画面就更加生动亮丽，反之则会显得平淡单调。因此，对比度的大 小直接影响到液晶显示器的显示质量。 由光电响应曲线，还可以定义以下在显示应用中常用的三个参量： 阈值电压 Vth ：将透过率为 90%时所对应的电压称为阈值电压 Vth ，即 Vth = V90 。 饱和电压 Vs :将透过率为 10%时所对应的电压称为饱和电压 Vs ，即 Vs = V10 。 阈值锐度 ：饱和电压与阈值电压之比称为阈值锐度，即 Vs Vth 。因为 Vs > Vth ， 所以 >1。 （3）液晶的响应时间 当施加在液晶上的电压改变时，液晶改变原来排列方式所需要的时间就是响应时 间。形象地说，响应时间作为一个性能参数，实际上就是液晶由全亮变为全暗、再由全 暗变成全亮的反应时间。 分别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 Ton ：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 Toff ：透过率由最大值降到最大值的 10%时所需的时间。 在测量液晶响应时间时， 一般采用如图 5 所示的驱动信号。 当驱动信号处于高电平 时（开态），液晶处于暗态；当驱动信号处于低电平时（关态），液晶处于亮态。当驱 动信号处于高电平时， 叠加一个高频脉冲信号， 这样可以避免由于直流电驱动带来的液 晶寿命下降的问题。
液晶的物理光学性质
分子长轴（指向矢）会发生与电场E平行的再排列；
对于 <0的负性液晶施加某一强度以上的电场
时，为使自由能最小，液晶分子长轴（指向矢）会
发生与电场E垂直的再排列；
大部分液晶显示器的工作原理都是以上述
理论为基础的：在外场作用下，液晶分子的排列方
向发生变化，进而影响液晶的光学性质，从而表现
自然光在反射、散射或通过某些晶体时，其偏振状 态会发生变化。例如阳光是自然光，但经天空漫射后 是部分偏振的，一些室内的透明塑料盒，如录音带盒， 在某些角度上会出现斑澜色彩，h 就是偏振光干涉的22结 果。
h
23
自然光的分解：
在自然光中，任何取向的光矢量都可分解为两 个相互垂直方向上的分量，很显然，自然光可用振 幅相等的两个相互垂直方向上的振动来表示。
应当指出，由于自然光中振动的无序性，所以 这两个相互垂直的光振动之间没有恒定的位相差， 但应注意的是不能将两个相位无关联的光矢量合成 为一个稳定的偏振光，显然对应两个相互垂直振动 的光强各为自然光光强的一半。
如果采用某种方法能把两个相互垂直的振动之
一去掉，那就获得了线偏振光，如果只能去掉两个
h
24
振动之一的一部分，则称为部分偏振光。
值得注意的是，这种偏振光的各方向振 动的光矢量之间也没有固定的相位关系，与 部分偏振光相对应，有时称线偏振光为完全 偏振光。
h
27
圆偏振光和椭圆偏振光：
这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平 面内，光矢量按一定频率旋转(左旋或右旋)，如果 光矢量端点的轨迹是一个圆，这种光叫圆偏振光； 如果光矢量端点的轨迹是一个椭圆，这种光叫椭圆 偏振光。
胆甾相液晶在显示技术中十分有用，它
液晶的结构与物理特性研究
液晶的结构与物理特性研究随着科技的不断进步，液晶已经成为我们日常生活中普遍存在的物质。
各种电子产品，从小到大，从早到晚，液晶作为显示器的典型代表出现在我们的面前。
液晶这个名词并不陌生，但很多人可能并不清楚它的结构和物理特性。
本文将介绍液晶的结构与物理特性研究的相关知识。
一、液晶的结构在了解液晶的结构之前，我们需要先了解一些基础知识。
液晶是一种介于液体和固体之间的物质，具有流动性和分子有序性。
液晶的分子通常是呈长条状，且有一定的吸引力和排斥力。
液晶可以有多种不同的结构形态，其中最为常见的几种结构如下：（1）向列相（nematic phase）向列相是液晶中最常见的一种结构形态，它的分子沿着一个虚拟的轴线排列成一定的顺序。
这种排列形态通常呈现出平行排列或者斜交排列的两种情况。
这种液晶的各种物理性质与普通液体相似。
（2）列相（smectic phase）列相较向列相来说分子的有序性更强，分子排列成层的形式，每一层内分子的排列方向是相同的，不同层之间的方向则可以有一定的旋转角度。
列相液晶可以进一步分为多种不同的类型，如A、B、C型，具体的区别就要涉及到分子的排列方式、结构等方面的知识了。
（3）螺旋相（chiral nematic phase）螺旋相液晶的结构是向列相液晶的变种。
它的分子也是呈长条状，但分子之间存在一定的扭曲效应，形成了一个螺旋状的结构。
这种液晶结构可以产生色彩，因为它会对光的偏振产生影响。
二、液晶的物理特性液晶之所以广泛应用于各种电子产品中，是因为它具有一些独特的物理特性。
这些物理特性可以通过液晶施加电场的方式进行控制，因此我们可以用液晶制造各种不同的显示器，如液晶电视、手机屏幕等。
1. 光学特性液晶最为突出的一种物理特性就是其对光的偏振性具有极强的影响。
液晶分子的排列方式不同，这种影响也就不同，因此它可以产生不同的光学效果。
例如，在选用合适的液晶材料和电极形式的情况下，液晶显示器可以实现“全视角”（即从任何一个角度观察都可以看到同样的图像）和“高对比度”（即暗处显示得更暗，亮处显示得更亮）等效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
液晶物性姓 名：何 进 学号：201211141927 指导教师：王海燕 实验日期：12月12日 摘要： 实验主要是对液晶的各向异性、旋光性、电光效应等物理性质进行研究。
在实验中，测量了液晶盒的扭曲角、电光响应曲线和响应时间，观察和分析了液晶光栅。
通过实验，我们了解了液晶在有无外加电场情况下光学性质的变化，并掌握对液晶电光效应测量的方法。
关键词： 液晶，双折射，旋光性，衍射，电光效应1 引言19世纪末奥地利植物学家莱尼兹尔在测定有机化合物熔点时发现了液晶。
液晶态介于晶体和液体之间，既具有晶体的各向异性，又具有液体的流动性。
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。
近十年来液晶科学获得了许多重要的发展，使得液晶得到极为广泛的应用，为当代新兴的液晶工业体系奠定了基础，同时亦促进了液晶的基础理论研究。
2 实验原理液晶态与普通物质额三态即固态、液态、气态不同，不是所有物质的都具有的。
通常，只有那些具有较大的分子、分子形状是杆形或碟形的物质才更容易具有液晶态。
由杆形分子形成的液晶，其液晶相可根据分子排列的平移和去向有序性分为三大类，近晶相（smectic ）、向列相（nematic ）和胆甾相（cholesteric ）。
近晶相分子排列成层，层内分子平行排列，即有去向有序性也有分子中心平移周期性；向列相液晶分子也保持平行排列状态，但分子中心混乱无序；胆甾相实际是向列相的特殊形式。
分子排列成层，层内分子取向有序，不同层分子取向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
本实验采用的液晶是向列相液晶。
2.1 液晶的基本物理性质2.1.1. 液晶的介电各向异性液晶的介电各向异性是决定液晶分子在电场中行为的主要参数。
电场对液晶分子的取向作用由计划各向异性决定。
液晶分子没有固有的电极矩，但可以被外电场极化。
由于各向异性，当外电场平行于分子长轴或垂直于分子长轴时，分子的极化率不同，分别用//α和α⊥表示。
当一个任意取向的分子被外电场极化时，由于//α和α⊥的区别，造成分子感生电极矩的方向和外电场方向不同，从而使分子发生转动。
对于自由分子，如果//α>α⊥，则分子将逆时针（//α方向到α⊥方向为逆时针）转动，直到长轴方向与E 重合；反之，则分子顺时针转动，直到长轴方向与E 垂直。
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，上述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之后随即不再转动。
总体来说，当//α>α⊥时，电场使得分子的长轴趋于沿着电场方向排列；反之，电场则是的分子的长轴趋向于垂直电场方向排列。
这就是电场对液晶分子的取向作用。
2.1.2. 液晶的光学各向异性液晶的光学各向异性是指由于液晶分子结构的各向异性，光在液晶中传播发生双折射现象的性质。
这时，入射光将分化为寻常光（o 光）和非寻常光（e 光）。
由于液晶的双折射效应，可以使得入射光的偏振光状态和偏振光方向发生变化，平行光轴与垂直光轴方向产生相位差，通过液晶的光最后以其决定的偏振状态出射，可能为圆、椭圆或线偏振态。
2.2 液晶的电光效应液晶的电光效应是指液晶在外电场作用下分子的排列状态发生变化，从而引起液晶光学性质也随之变化的一种电对光的调制现象。
实际上，因为液晶具有介电各向异性，因此外加电场能使液晶分子取向发生变化，进行光调制。
2.2.1. 液晶的旋光性通常使用的液晶材料被封装在两个镀有透明导电薄膜的玻璃基片之间，玻璃的表面经过特殊处理，液晶分子的排列将受到表面的影响，这种装置称为液晶盒。
如果上下来年各个基片的取向成一定角度，两个基片间液晶分子去向将均匀扭曲。
在扭曲向列相液晶盒中，从液晶盒的一个表面到另一个表面，液晶分子的排列方向刚刚旋转了90度。
常用的还有所谓高扭曲向列相液晶盒（HTN ）和超扭曲向列相液晶盒（STN ），对应的旋转角度分裂为110到130度和180到270度之间。
上面提到的三种液晶盒都具有很强的旋光性。
在液晶分子扭曲排列的螺距0p 大大超过光的波长的情况下，若光以平行于分子轴的偏振方向入射，则随着分子轴的扭曲，将以平行于出射面分子轴的偏振方向射出，若光以垂直于分子轴的偏振方向入射，则以垂直于出射面分子轴的偏振方向射出。
当以其它线偏振光的方向入射时，我们可以把这时的入射光偏振态看做平行分子轴方向入射光1和垂直分子轴方向入射光2的叠加，两成分偏振方向各自随分子轴扭曲而旋转，又由于两者在传播过程中始终保持着各自与分子轴的关系，光1始终保持e 光速度e v ，光2则始终保持o 光速度o v ，于是出射时两光不仅偏振方向分别转动到与出射面分子轴方向垂直或平行，两光还根据双折射效应产生附加相位差，最终出射光将形成椭圆、圆或直线等形式的偏振态。
以线偏振白光入射液晶，透过液晶后，不同波长的光的偏振方向旋转的角度不同，这种色散现象称为旋光色散。
2.2.2. 液晶的电光效应前面已经知道，液晶在外电场作用下分子取向将发生改变，光通过液晶盒时偏振状态也将发生变化，如果液晶盒后检偏器透光位置不变，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，电光曲线决定着液晶显示的特性。
以TN 液晶显示为例，工作原理如下：起偏器和检偏器的透光方向分别平行于上下基板。
不加电场时，起偏器的偏振方向与上基板表面处液晶分子指向矢平行，经起偏器获得的入射线偏光射入液晶层后会随着液晶分子的逐步扭曲同步旋转（即所谓的旋光效应）。
当到达下基板时，其偏振面旋转达到90度，此时其偏振方向变成与检偏器的偏振方向平行，这样的线偏振光就可以穿过检偏器而展现亮态显示。
由于无电场时为白画面，所以称之为“常白方式”。
当给液晶盒施加电场，并且电压大于阈值th V 时，正性向列相液晶分子的扭曲结构就会被破坏，变成沿电场方向排列，这时TN 液晶旋光性小时，正交偏振片之间的液晶盒失去透光作用，从而得到暗态显示。
这种显示的电光响应曲线如图所示。
对比度越高，显示的画面就更加生动亮丽，反之则会显得平淡单调。
因此，对比度的大小直接影响到液晶显示器的显示质量。
由电光响应曲线，还可以定义以下在显示应用中常用的三个参量：阈值电压th V ：将透过率为90%时所对应的电压称为阈值电压。
饱和电压s V ：将透过率为10%时所对应的电压称为饱和电压。
阈值锐度β：饱和电压与阈值电压之比称为阈值锐度，有β>1。
2.2.3. 响应时间当施加在液晶上的电压改变时，液晶改变原排列方式所需要的时间就是响应时间。
形象地说，响应时间作为一个性能参数，实际上就是液晶由全亮变为全暗再变为全亮的反应时间。
分别用上升沿时间和下降沿时间来衡量。
上升沿时间on T ：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off T ：透过率由最大值降到最小值的10%时所需的时间。
2.2.4. 液晶衍射当施加在液晶盒上的低频电压高于一定阈值，并不是过大时，带点杂志的运动将引起液晶分子的环流，这些环流小区域导致整个液晶盒中液晶取向的有规则形变，形成呢个折射率的周期性变化，使得通过样品的光聚焦在明暗交替的带上，这种明暗条纹最早由威廉（Williams ）观察到，所以称为威廉畴。
威廉畴构成一个衍射光栅，此时在远场观察液晶的出射光强时会看到衍射图样。
衍射强度可以用汉克尔-基尔霍夫-夫琅禾费积分计算。
衍射环的数目与液晶材料的双折射有关。
近似为nN h λ∆= （1）液晶位相光栅满足一般的光栅方程 sin d k ϑλ= （2）其中d 为光栅常数，k 为衍射级次。
3 实验内容3.1 实验装置实验所用仪器：半导体激光器（650nm ），示波器，液晶盒，液晶驱动电源，激光器电源，激光功率计，光电池，光电二极管探头，偏振片,分别为起偏器和检偏器，光学导轨，白屏。
光路如图1所示激光经过起偏器后成为线偏振光，偏振光经过扭曲向列相液晶后振动方向发生变化，检偏器用来鉴别液晶出射光的偏振态。
激光电源盒激光功率计被集成在一个盒子中。
液晶驱动电源同时具有三个功能：为液晶提供峰值12V 的交流电压；为广电二极管提供12V 直流偏置电压；以及将光电二极管接受到的信号输出到示波器上。
在测试液晶响应时间时用光电二极管探头，除此之外，皆用光电池接受液晶的输出信号。
白屏用于观察液晶光栅的衍射情况。
图1 实验装置示意图3.2实验过程3.2.1.测量液晶表面的锚泊方向，观测液晶中的旋光现象和双折射现象3.2.1.1.如图1搭光路，调节起偏器，使入射到液晶表面的光强最大。
再调节检偏器，测量无液晶时光的线偏度。
3.2.1.2.调节检偏器，使入射光强最小，旋转液晶盒，观测最小光强随液晶转角及光的线偏度。
3.2.1.3.测量有液晶的扭曲角3.2.2.测量响应时间3.2.2.1.将光电池替换为光电二极管，接好12V电源，并将液晶驱动电源调为12V旋转检偏器和液晶盒，找到系统功率最小的位置；3.2.2.2.将示波器表笔的钩形接头挂在光电二级管探头线路板探头挂环上，另一端与电源接地，用示波器观察液晶的驱动信号和相应信号；3.2.2.3.将驱动电源置于“间歇”，改变间歇频率和驱动频率，观察驱动信号的液晶响应信号的变化。
测量上升沿时间和下降沿时间。
3.2.3.液晶衍射现象3.2.3.1.将光强调至最大，取下光电二级管换上白屏，用白屏观察衍射情况；3.2.3.2.分别调节检偏器和起偏器，观察衍射斑的变化情况。
3.2.3.3.取下检偏器，记录阈值电压（衍射斑开始出现）和最大电压（衍射斑消失）。
3.2.3.4.测量液晶光栅常数。
3.2.4.观测测量电光响应曲线选择“常白”或“常黑”模式，测量此时的电光相应曲线以及对应的阀值电压，饱和电压以及阀值锐度。
4数据处理与实验结果分析4.1观测液晶中的旋光现象和双折射现象4.1.1.无液晶时的线偏振度光强最大值I max=1.79mW 光强最小值I min=0.0001mW线偏振度L0=I max/I min=17900mW4.1.2.放入液晶，但不加驱动电压表1 光强随液晶旋转角的变化光强最小值I min（mW）0.18030.00020.08470.00020.10580.00030.08910.0002光强最大值I max（mW）1.28 1.39 1.26 1.41 1.28 1.39 1.28 1.39液晶旋转角度44 90 134 177 224 270315 355线偏振度7.099 6950 14.876 7050 12.098 4633.3 14.366 6950LN值 1.959953929 8.8464969392.6997491768.8607828962.493040158.4410246362.6648643048.846496939图2 光强最小值随液晶旋转角的变化经起偏器的出射光的是线偏振光，线偏度较高；放入液晶后线偏度会降低。