液晶的电光特性实验 实 验 说 明 书 北 京 方 式 科 技 有 限 责 任 公 司 液晶是一种即具有液体的流动性又具有类似于晶体的各向异性的特殊物质(材料) ,它是在 1888 年内奥地利植物学家首先发现的。在我们的日常生活中,适当浓度的肥皂水溶液就是一种液 晶。目前人们发现、合成的液晶材料已近十万种之多,有使用价值的也有 4-5 千种。随着液晶在平 板显示器等领域的应用和不断发展,以及市场的巨大需求。人们对它的研究也进入了一个空前的 状态。本实验希望通过一些基本的观察和研究,对液晶材料的光学性质及物理结构有一个基本了 解。并利用现有的物理知识进入初步的分析和解释。 实验目的 1、学习测量液晶扭曲角,对比度 c=Tmin/Tmax,动态范围 DR=10logc(dB),上升沿时间 T1 与下 降沿时间 T2 2、通过测量衍射角推算出特定条件下,液晶的结构尺寸 3、观察测量衍射斑的偏振状态 实验原理 大多数液晶材料都是由有机化合物构成的。这些有机化合物分子多为细长的棒状结构,长度 为数 nm,粗细约为 0.1nm 量级,并按一定规律排列。根据排列的方式不同,液晶一般被分为三大 类 1)近晶相液晶,结构大致如图 1, 图1 图2 图3 这种液晶的结构特点是:分子分层排列,每一层内的分子长轴相互平衡。且垂直或倾斜于层 面。2、向列相液晶,结构如图 2。这种液晶的结构特点是:分子的位置比较杂乱,不再分层排列。 但各分子的长轴方向仍大致相同,光学性质上有点像单轴晶体。3、胆甾相液晶,结构大致如图 3。 分子也是分屏排列,每一层内的分子长轴方向基本相同。并平行于分层面,但相邻的两个层中分子 长轴的方向逐渐转过一个角度,总体来看分子长轴方向呈现一种螺旋结构。 以上的液晶特点大多是在自然条件下的状态特征,当我们对这些液晶施加外界影响时,他们 的状态将会发生改变,从而表现出不同的物理光学特性。 下面我们以最常用的向列液晶为例,分析了解它在外界人为作用下的一些特性和特点。 我们在使用液晶的时候往往会将液晶材料夹在两个玻璃基片之间,并对四周进行密封。为了 我们的使用目的,将会对基片的内表面进行适当的处理,以便影响液晶分子的排列。这里介绍相 关的三个处理步骤。