一、实验目的:
1、测定液晶样品的电光曲线;
2、根据电光曲线,求出样品的阈值电压Uth、饱和电压Ur、对比度Dr、陡度β等电光效应的主要参数;
3、了解最简单的液晶显示器件(TN-LCD)的显示原理;
4、自配数字存储示波器可测定液晶样品的电光响应曲线,求得液晶样品的响应时间。
二、实验仪器:
FD-LCE-I液晶电光效应实验仪(20066565) 数字示波器(20071021)
三、实验原理:
(一)液晶
液晶态是一种介于液体和晶体之间的中间态,既有液体的流动性、粘度、形变等机械性质,又有晶体的热、光、电、磁等物理性质。液晶与液体、晶体之间的区别是:液体是各向同性的,分子取向无序;液晶分子有取向序,但无位置序;晶体则既有取向序又有位置序。
就形成液晶方式而言,液晶可分为热致液晶和溶致液晶。热致液晶又可分为近晶相、向列相和胆甾相。其中向列相液晶是液晶显示器件的主要材料。
(二)液晶电光效应
液晶分子是在形状、介电常数、折射率及电导率上具有各向异性特性的物质,如果对这样的物质施加电场(电流),随着液晶分子取向结构发生变化,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。
液晶的电光效应种类繁多,主要有动态散射型(DS)、扭曲向列相型(TN)、超扭曲向列相型(STN)、有源矩阵液晶显示(TFT)、电控双折射(ECB)等。其中应用较广的有:TFT型——主要用于液晶电视、笔记本电脑等高档产品;STN型——主要用于手机屏幕等中档产
篇三 :液晶电光效应实验报告
液晶电光效应实验报告
——应物02陈忠旺10093026
一:基本要求
1、 了解液晶的特性和基本工作原理;
2、 掌握一些特性的常用测试方法;
3、 了解液晶的应用和局限。
二:实验原理:
液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。一般的液体内部分子排列是无序的,而液晶既具有液体的流动性,其分子又按一定规律有序排列,使它呈现晶体的各 向异性。当光通过液晶时,会产生偏振面旋转,双折射等效应。液晶分子的形状如同火柴一样,为棍状。棍的长度在十几埃,直径为4~6埃,液晶层厚度一般为5-8微米。
列方式和天然胆甾(音同淄)相液晶的主要区别是:扭曲向列的扭曲角是人为可控的,且“螺距”与两个基片的间距和扭曲角有关。而天然胆甾相液晶的螺距一般不足1um,不能人为控制。
扭曲向列排列的液晶对入射光会有一个重要的作用,他会使入射的线偏振光的偏振方向顺着分子的扭曲方向旋转,类似于物质的旋光效应。在一般条件下旋转的角度(扭曲角)等于两基片之间的取向夹角。
由于液晶分子的结构特性,其极化率和电导率等都具有各向异性的特点,当大量液晶分子有规律的排列时,其总体的电学和光学特性,如介电常数、折射率也将呈现出各向异性的特点。如果我们对液晶物质施加电场,就可能改变分子排列的规律。从而使液晶材料的光学特性发生改变,19xx年有人发现了这种现象。这就是液晶的的电光效应。
为了对液晶施加电场,我们在两个玻璃基片的内侧镀了一层透明电极。我们将这个由基片电极、取向膜、液晶和密封结构组成的结构叫做液晶盒。当我们在液晶盒的两个电极之间加上一个适当的电压时我们来看一下液晶分子会发生什么变化。根据液晶分子的结构特点。我们假定液晶分子没有固定的电极。但可被外电场极化形成一种感生电极矩。这个感生电极矩也会有一个自己的方向,当这个方向以外电场的方向不同时,外电场就会使液晶分子发生转动,直到各种互相作用力达到平衡。液晶分子在外电场作用下的变化,也将引起液晶合中液晶分子的总体排列规律发生变化。当外电场足够强时,两电极之间的液晶分子将会变成如图2中的排列形式。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。
篇四 :液晶电光效应实验(中国石油大学实验数据)
【数据处理】
表1 水平方向电压-透射率数据表
由上表数据画出液晶开关的电光特征曲线如下图:
由上图截取90%和10%分别得到可知液晶的阈值电压为1.00V,关断电压为1.51V
由上表数据画出液晶开关的电光特征曲线如下图:
由上图可知截取90%和10%分别得到阈值电压为0.94V,关断电压为1.44V。
图像分析:
水平方向和垂直方向图像基本走向是相同的,在0.00v~0.90v之间基本保持不变,在0.90v~1.8v之间变化很快,最后达到2.0v后基本不变达到饱和状态,透射率变为0。
但是我们可以从图像中看出,两种方法放置时他们的阀值电压和关断电压都略有区别,我们可以看出水平放置时阀值电压和关断电压都大于垂直放置的,饱和电压也有一定的区别。
2.根据光开关电光响应曲线得出液晶上升时间Δt1和下降时间Δt2 。
由数字示波器得出上升时间和下降时间分别为50.0ms和31ms。
【思考与讨论】
1. 试说明液晶光开关的工作原理。
答:如图所示,在未施加驱动电压的情况下,来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光,该线偏振光到达输出面时期偏振面旋转了90度。这时光偏振面与P2的透光轴平行,因而有光通过。
再施加足够的电压情况下(一般1~2V),在静电场的吸引下除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外,其他液晶分子趋于平行于电场方向排列,于是,原来的扭曲结构被破坏,成了均匀结构,如图右图所示。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶传播时不再旋转,保持原来的偏振方向传播下去,到达下一个电极,这时光的偏振方向与P2正交,因而光被关断。
2. 如何调节激光接收装置,使得准直激光垂直入射到液晶屏上? 答:检查在静态0v供电电压条件下,透过率显示是否为100%。和未放屏幕时基本一样。不能达到100%则需要调节液晶屏。
【试验总结】
篇五 :五邑大学液晶电光效应实验报告 - 副本
五邑大学物理实验报告
篇六 :张莉——液晶电光效应实验报告评分细则(20xx1015修改)
实验成绩评分细则
实验二十三 液晶电光效应
液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。一般的液体内部分子排列是无序的,而液晶既具有液体的流动性,其分子又按一定规律有序排列,使它呈现晶体的各向异性,当光通过液晶时,会产生偏振面旋转,双折射等效应。