液晶是由杆形分子、盘形分子等不具有球对称性的分子组成的部分有序物质。不同于分子排列完全混乱的各向同性液体，也有别于分子排列完全有序的晶体。一方面，液晶具有流体的流动特性；另一方面，液晶又呈现出晶体固有的空间各向异性，包括介电、磁极化、光折射系数等的空间各向异性。在实际应用中，液晶的流动性、介电与光学性能的各向异性以及液晶的弹性，都是极为重要的，它们可控制液晶显示性能的参数。对液晶的介电特性、光学性能、液晶的黏滞系数与弹性性能等做简单介绍。液晶材料有许多物理性质，主要有：介电各向异性（）、电导各向异性、黏滞系数、双折射（）、磁各向异性、弹性常数（）、有序参数（）相变温度（、）等。

液晶介电各向异性是决定液晶分子在电场中行为的主要参数，从分子极化度（）、分子中所含偶极矩以及它和分子长轴之间的夹角和方向的关系，可以导出对各向同性液体推广应用于各向异性的液晶物质的介电性质公式如下：

式中、分别为平行和垂直于分子轴方向上的介电系数；为介电各向异性参数；为永久偶极矩；为有序参数；为极化度；为玻耳兹曼常数；为绝对温度（K）；和为惰性场的因子；为永久偶极矩和分子长轴之间的夹角；为单位体积中的分子数（mol/cm³）；为极化各向异性，和分别为沿分子轴和垂直于分子轴方向上的极化度；。

显然液晶介电各向异性值取决于，，，和的数值。

一般说来，当液晶分子结构中不含永久偶极矩时，那么在一定温度下，液晶介电各向异性主要决定于分子的极化度，其数值通常是比较小的，该类液晶的，和值都比较小。沿分子轴含有强偶极矩的液晶分子，具有比较大的介电各向异性。

当液晶分子含有两个以上偶极矩时，其决定于分子中永久偶极矩的矢量和，同向时值增大，反向时值减小。

液晶分子中偶极矩和分子长轴间夹角的值的大小是决定液晶分子呈现正介电各向异性，还是负介电各向异性的关键数值。在垂直于分子轴方向上引进强极性基团和分子轴形成约60°的夹角（即），平行于分子轴的偶极矩和垂直于分子轴的偶极矩对的贡献几乎互相抵消，所以较小。

在向列相液晶分子中，通常都含有容易极化变形的苯环，所以沿分子轴方向的极化度大于垂直方向的极化度，因此和。对于某些系列的液晶，其，而且数值比较小，，都随末端烷基或烷氧基链的增长而降低，随碳原子数增加表现出交替升降的规律，即奇偶效应。

苯环含有共轭电子体系，在外电场作用下极易变形，若在分子结构中，用环己烷代替苯环，电子体系减少，极化度变弱，从而使变小。

一般热致液晶具有非离子的结构，所以它的电导率总是很低的[]。液晶电导各向异性可以用来描述。在向列相液晶中总是，这反映了在向列相液晶中离子沿分子轴方向的运动比垂直于分子轴方向的运动要容易得多。而在近晶相液晶中，离子运动在分子层隙间比较容易，所以。因此可从液晶电导各向异性的变化分析液晶状态所经历的变化。例如在烷氧基苄叉对丁基苯胺类液晶系中，生成近晶相的倾向随着碳原子数的增加而增加，测得的电导各向异性值从正值变为负值。

对于混合液晶体系（对乙氧基苄叉对氨基苯腈和4，4/-双正已氧基氧化偶氮苯），随着组成变化可发生一系列相态变化，通过测定混合物液晶的电导各向异性的变化，可确定所形成的诱导近晶相。例如在上述液晶中加入重量为0.01%的四丁基铵苦味酸盐后，在强度为1.2特斯拉的磁场下使分子取向，并测定其，值。结果发现随对乙氧基苄叉对氨基苯腈和4，4/-双正已氧基氧化偶氮苯之间的比例不同，其值从大于1变为小于1，也即是从正电导各向异性转变为负电导各向异性，从而证实一定组成内有近晶相产生。电导各向异性随温度的增加而迅速降低，至清亮点降为零，电导各向异性消失。

由于液晶分子排列的优先取向性质，流动方向和流速的梯度与液晶的指向矢存在三种特殊关系：①指向矢垂直于流动方向，平行于流速的梯度方向；②指向矢平行于流动方向，垂直于流速的梯度方向；③指向矢与流动方向和流速的梯度方向都垂直。这三种不同的情况所对应的黏度不同，通常称为流动黏滞系数，分别定义为，，。另外还有一种是指向矢绕着垂直于指向矢的轴旋转，称该类黏度为转动黏滞系数。流动黏滞系数通常与液晶器件制作工艺相关，转动黏滞系数通常与液晶器件的响应时间相关。

向列相液晶的黏滞系数是相当复杂的，存在着各种不同的黏滞系数。通常只用体黏滞系数描述。向列相液晶的黏滞系数与活化能、温度的关系式为：

式中，为比例常数，为活化能，为温度，为玻耳兹曼常数。

液晶材料的黏滞系数不但随温度降低而增加，也与活化能相关。在相同温度下，低活化能的液晶材料具有低的黏滞系数。并且黏滞系数随温度的变化也小。从结构上来看，液晶分子的中心桥键，末端取代基的极性、极化度，分子中电子体系，都明显地影响液晶的黏滞系数。随着端基碳链增长，分子间相互缠结程度和作用力增加，导致黏滞系数增加。随着液晶分子中心基团性质的不同，黏滞系数有着明显的差异。比较西夫碱、脂类、联苯三类液晶可知，联苯类液晶黏滞系数最小，脂类液晶黏滞系数最大。对于嘧啶类液晶，氢化环的数目和位置，对液晶黏滞系数有强烈影响。若氰基联结在氢化环上，黏滞系数增加，如果末端烷基联结在氢化环上，将使黏滞系数降低。

光在液晶中传播时会发生双折射（birefringence）。当光经过液晶时，非常光的折射率大于寻常光的折射率，即。这表明光在液晶中传播速度存在着的关系，也即寻常光的传播速度大。这种液晶材料在光学上称为正光性材料。当向列相液晶的光轴用指向矢描述时，，，，故向列相液晶几乎都是正光性材料。而胆甾相液晶的光轴同螺旋轴平行，而与分子轴垂直，非常光的折射率小，即，光在这种材料中传播时，是非常光传播速度大，即。因此胆甾相液晶在光学上为负光性材料。折射率的大小受液晶分子结构影响，分子极化度对折射率的影响便是其中之一。

折射率与极化度的关系可以用下式描述：

式中，为向列相液晶的密度。由上面几个式子，可以得到

由上式可知液晶光学各向异性与极化各向异性有关。某些系列液晶随末端取代基碳原子数的增加，极化度具有交替升降的规律，折射率也随之交替升降。

如果液晶分子中苯环被环己烷取代后，由于液晶分子结构中电子体系减少，则极化度急剧下降，、及都减小，通过比较三种液晶的折射率，可以看到这种影响。

液晶分子中共轭体系的电子云极易受光的电矢量作用，所以液晶的折射率受液晶分子结构的影响。一般说来，含共轭体系的苄叉液晶具有比较大的折射率，值也较大；联苯液晶次之；脂类液晶由于是共轭体系，较小；环己基环己烷类液晶，分子中无共轭体系，最小。胆甾相液晶以及大多数溶致液晶为负光性液晶材料，也即。

在磁场中，液晶分子的长轴是沿磁场方向还是垂直于磁场方向取向是与分子结构有关。当液晶分子中含有苯环时，由于苯环中电子体系的环电流，使液晶分子长轴总是沿着磁场取向，抗磁系数，即抗磁各向异性。

弹性常数是描述液晶分子弹性形变的物理量。通常用三个弹性常数，即弯曲弹性常数（Bend elastic constant，K₃₃）、扭曲弹性常数（Twist elastic constant，K₂₂）和展曲弹性常数（Splay elastic constant，K₁₁）描述。

沿液晶分子横轴引进其他基团而增加其宽度时，因K₁₁值增加，K₃₃值保持大体恒定，从而使K₃₃/K₁₁比值变小。例如在MBBA中引进邻羟基，可使分子宽度增加，同时分子刚性增加。用苯环取代易于弯曲的丁基可使K₃₃/K₁₁比值增加。K₃₃/K₁₁比值随烷基链长的增加而降低。

用环己烷、环辛烷、双环己烷取代液晶分子结构中的苯环，均导致K₃₃/K₁₁值增加。K₃₃/K₁₁值越小，该液晶材料的电光锐度曲线越陡峭，多路驱动能力增加。K₂₂经常比K₃₃，K₁₁小，所以许多液晶化合物的K₂₂/K₁₁总是在0.4～0.8。其他因素，如分子永久偶极矩，对弹性常数也有一定程度的影响。含有氰基（—CN）的液晶材料，具有比较低的K₃₃/K₁₁，适用于多路驱动。

弹性常数对液晶显示的主要影响有两方面：阈值电压；响应时间。在不同的取向，有不同的弹性常数。弹性常数大，则阈值电压也大，不过响应速度却加快。液晶的弹性常数取决于分子的构造、形状及温度。温度上升，弹性常数迅速降低。

液晶分子的整齐有序排列达到什么程度，这对液晶的使用是一个极其重要的问题。这是因为液晶的折射率、介电常数、磁化率等各种物理性质的各向异性，直接依赖于液晶分子排列的有序程度。液晶分子排列有序程度，可以用下式定义的分子取向有序参数表示：

式中的角是这样规定的，即从宏观上观察全体液晶分子时，设分子长轴优先取向方向的单位矢量为指向矢，单个液晶分子的长轴方向为，则偏离的角度即为。尖括号内的数值表示在空间的平均值。

像各向同性液体那样，分子长轴的取向方向完全紊乱时，。当所有的液晶分子全部处于平行取向的理想状态时，。假设能够实现的液晶分子排列的话，则温度条件必须是0K。一般的向列相液晶在相变点附近，在非常低的温度时，。

液晶材料只有在一定的温度范围内才表现为液晶相，该温度范围的下值称为熔点（一般用表示），该温度范围的上值称为清亮点（一般用表示）。在液晶相中还存在多种不同的液晶相，不同的液晶相之间也存在相变温度。