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液晶的光電特性以及DR-M4多波長阿貝折光儀在液晶材料中的應(yīng)用
液晶分子的結(jié)構(gòu)具有異方性（Anisotropic），所以所引起的光電效應(yīng)就會(huì)因?yàn)榉较虿煌兴町?，簡單的說也就是液晶分子在介電系數(shù)及折射系數(shù)等等光電特性都具有異方性，因而我們可以利用這些性質(zhì)來改變?nèi)肷涔獾膹?qiáng)度，以便形成灰階， 來應(yīng)用于顯示器組件上。液晶的光電特性, 大約有以下幾項(xiàng):
1.介電系數(shù) （dielectric permittivity） :
我們可以將介電系數(shù)分開成兩個(gè)方向的分量，分別是 // （與指向矢平行的分量）與⊥（與指向矢垂直的分量）。當(dāng) // > ⊥ 便稱之為介電系數(shù)異方性為正型的液晶，可以用在平行配位。 而 // < ⊥ 則稱之為介電系數(shù)異方性為負(fù)型的液晶，只可用在垂直配位才能有所需要的光電效應(yīng)。
當(dāng)有外加電場時(shí)，液晶分子會(huì)因介電系數(shù)異方性為正或是負(fù)值，來決定液晶分子的轉(zhuǎn)向是平行或是垂直于電場，來決定光的穿透與否?，F(xiàn)在TFT LCD上常用的TN型液晶大多是屬于介電系數(shù)正型的液晶。當(dāng)介電系數(shù)異方性 （=//- ⊥）越大的時(shí)候, 則液晶的臨界電壓（threshold voltage）就會(huì)越小。這樣一來液晶便可以在較低的電壓操作.
2.折射系數(shù)（refractive index） :
由于液晶分子大多由棒狀或是碟狀分子所形成，因此跟分子長軸平行或垂直方向上的物理特性會(huì)有一些差異，所以液晶分子也被稱做是異方性晶體。與介電系數(shù)一樣,折射系數(shù)也依照跟指向矢垂直與平行的方向, 分成兩個(gè)方向的向量. 分別為n // 與n⊥.
此外對(duì)單光軸（uniaxial）的晶體來說, 原本就有兩個(gè)不同折射系數(shù)的定義. 一個(gè)為no,它是指對(duì)于尋常光（ordinary ray）的折射系數(shù), 所以才簡寫成no .而尋常光（ordinary ray）是指其光波的電場分量是垂直于光軸的. 另一個(gè)則是ne ,它是指對(duì)于非常光（extraordinary ray）的折射系數(shù), 而非常光（extraordinary ray）是指其光波的電場分量是平行于光軸的。同時(shí)也定義了雙折射率（birefrigence） n = ne-no為上述的兩個(gè)折射率的差值.
依照上面所述, 對(duì)層狀液晶、線狀液晶及膽固醇液晶而言，由于其液晶分子的長的像棒狀，所以其指向矢的方向與分子長軸平行。再參照單光軸晶體的折射系數(shù)定義，它會(huì)有兩個(gè)折射率，分別為垂直于液晶長軸方向n⊥（=ne）及平行液晶長軸方向n //（= no）兩種，所以當(dāng)光入射液晶時(shí)，便會(huì)受到兩個(gè)折射率的影響，造成在垂直液晶長軸與平行液晶長軸方向上的光速會(huì)有所不同。
若光的行進(jìn)方向與分子長軸平行時(shí)的速度，小于垂直于分子長軸方向的速度時(shí)，這意味著平行分子長軸方向的折射率大于垂直方向的折射率（因?yàn)檎凵渎逝c光速成反比），也就是ne-no > 0。所以雙折射率 n > 0 ,我們把它稱做是光學(xué)正型的液晶，而層狀液晶與線狀液晶幾乎都是屬于光學(xué)正型的液晶。倘使光的行進(jìn)方向平行于長軸時(shí)的速度較快的話，代表平行長軸方向的折射率小于垂直方向的折射率，所以雙折射率 n < 0.我們稱它做是光學(xué)負(fù)型的液晶. 而膽固醇液晶多為光學(xué)負(fù)型的液晶.
3.其它特性 :
對(duì)于液晶的光電特性來說, 除了上述的兩個(gè)重要特性之外, 還有許多不同的特性.
比如說像彈性常數(shù)（elastic constant : 11 , 22 , 33 ）, 它包含了三個(gè)主要的常數(shù),分別是, 11 指的是斜展（splay）的彈性常數(shù), 22 指的是扭曲（twist）的彈性常數(shù), 33指的是彎曲（bend）的彈性常數(shù). 另外像黏性系數(shù)（viscosity coefficients , ）,則會(huì)影響液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與反應(yīng)時(shí)間（response time）, 其值越小越好.但是此特性受溫度的影響zui大. 另外還有磁化率（magnetic susceptibility）,也因?yàn)橐壕У漠惙叫躁P(guān)系, 分成c // 與c⊥ .而磁化率異方性則定義成 c = c // -c⊥ .
此外還有電導(dǎo)系數(shù)（conductivity）等等光電特性.
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