《液晶电光效应实验》PPT课件.ppt

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1、液晶电光效应实验液晶电光效应实验郑州大学物理实验中心实验目的1、了解液晶的物理性质和扭曲向列型液晶盒的结构及显示原理；了解TN-LCD的显示原理；3、测定液晶样品的对比度；4、测定液晶样品的上升时间和下降时间。2、测定液晶样品的扭曲角；实验原理一：液晶液晶态：液晶态：是一种介于液体和晶体之间的中间态。既具有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又具有晶体的各向异性的特点-热、光、电、磁等物理性质是各向异性的。液晶是一种同时具备液体的流动性和晶体的规则排列特性的物质。液晶分子液晶分子：形状呈棒状，宽约十分之几纳米，长约数纳米，分子的长度约为宽度的48倍。液晶一般被分为三大类液晶一般被分为三大类近晶

2、相液晶向列相液晶胆甾相液晶 实验原理一：液晶二、液晶的电光效应 实验原理 在液晶上施加电场时，液晶分子在外电场中被极化，分子取向沿外电场发生变化，液晶分子取向结构的变化，使它的光学特性也随之变化，这就是通常说的液晶的电光效应。应用：液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等种类：有源矩阵液晶显示（TFT型）主要用于液晶电视、笔记本电脑等高档产品；超扭曲向列相型（STN型）主要用于手机屏幕等中档产品；扭曲向列相型（TN型）主要用于电子表、计算器、仪器仪表、家用电器等中低档产品，是目前应用最普遍的液晶显示器件。实验原理三、扭曲向列型（TN)液晶盒的结构 TN式液晶盒的结构式液晶盒的结构

3、实验原理四、扭曲向列型（TN)电光效应 TN型液晶盒的扭曲角型液晶盒的扭曲角 当线偏振光垂直入射到液晶盒表面时，若偏振方向与液晶盒上表面分子轴取向相同，则线偏振光偏振方向将随液晶分子轴方向逐渐旋转（旋光性），出射光偏振方向平行于液晶盒下表面分子轴方向；线偏振光偏振方向转过的角度叫做液晶盒的扭曲角。若入射线偏振光偏振方向垂直于上表面分子轴方向，出射时，线偏振光偏振方向亦垂直于下表面液晶分子轴。扭曲角扭曲角=90 实验原理四、扭曲向列型（TN)电光效应 TN型液晶盒的电光效应型液晶盒的电光效应 对液晶盒施加电压，当达到某一数值时，液晶分子长轴开始沿电场方向倾斜，电压继续增加到另一数值时，除附着在液

4、晶盒上下表面的液晶分子外，所有液晶分子长轴都按电场方向进行重排列，TN型液晶盒旋光性随之消失。实验原理四、扭曲向列型（TN)电光效应 TN型液晶盒的电光曲线型液晶盒的电光曲线 不加电压时，入射光通过起偏器形成的线偏振光，经过液晶盒后偏振方向随液晶分子轴旋90，不能通过检偏器；施加电压后，透过检偏器的光强与施加在液晶盒上电压大小有关。500050%10%VthVrI/WU/V90%对比度对比度：五、用间歇方波驱动测量上升时间和下降时间驱动电压t驱动电压tt光强t实验原理实验原理六：TN型液晶显示器(TN-LCD)结构及显示原理实验装置实验装置间歇频率间歇频率驱动频率驱动频率驱动电压驱动电压间歇间

5、歇连续连续液晶驱动电源ONOFF 驱动电压驱动电压（接液晶盒）（接液晶盒）光电二极管光电二极管工作电压工作电压 驱动电压驱动电压（接示波器）（接示波器）实验装置光功率指示计200A2mA200mA20mA调零调零可调可调ONOFF激光器电源输出激光器电源输出 光探头信号输入光探头信号输入实验内容与步骤 1、按照激光器、偏振片(起偏器)、液晶合、偏振片(检偏器)、功率计探头的顺序，在导轨上摆好光路。（注意要认清各元件及它们的作用注意要认清各元件及它们的作用）2、打开激光器，仔细调整个光学元件的高度和激光器的方向，尽量使激光从光学元件的中心穿过，进入功率计探头。3、旋转检偏器，找到系统输出功率最小

6、的位置，记下此时检偏器的位角度。4、打开液晶驱动电源，将功能按键置于连续状态。驱动电压调整到12V，系统通光情况发生变化。5、再次调整检偏器，找到系统通光功率最小的位置记下此时检偏器的角度。步骤3和步骤5之间的角度差即液晶合的扭曲角。一、液晶合扭曲角的测量 1、关闭液晶驱动电源，旋转检偏器，使系统输出功率最小并记下最小功率值Tmin。2、打开液晶驱动电源，将功能按键置连续状态。驱动电压调整到12V，记下此时系统的输出功率Tmax。3、计算对比度c=Tmin/Tmax，动态范围DR=10logc(dB)二、对比度的测量实验内容与步骤 1、关闭液晶驱动电源，旋转检偏器，使系统输出功率最小。2、用光电二极管探头换下功率计探头，连接好12V电源线。3、将示波器的Y1通道信号线与液晶驱动信号相连，Y1做触发。Y2通道上的示波器表笔与光探头相连(地线与12V的地相迮，挂钩挂在探头线路扳的挂环上）。4、打开示波器电源，功能置于双踪双踪显示，Y1触发触发。5、打开液晶驱动电源，将功能按键置于连续状态，驱动电压调整到l2V，观察示波器上Y1通道的波形，了解液晶的工作条件。6、将功能按键置间隙状态，仔细仔细调整频率旋钮，使示波器上出现前面图中所示波形，体会液晶的工作原理。7、根据定义在示波器上测量上升沿时间和下降沿时间。实验内容与步骤三、上升沿时间 与下降沿时间 的测量