液晶电光效应研究.doc

液晶电光效应实验概述液晶已成为物理学家、化学家、工程技术人员和医药工作者共同关心与研究的领域,在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛的应用。如光导液晶光阀、光调制器、液晶显示器件、各种传感器、微量毒气检测、夜视仿真等,尤其液晶显示器件早已广为人知,独占了电子表、手机、笔记本电脑等领域。其中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器光路转换开关等均是利用液晶电光效应的原理制成的。实验目的: 1. 测定液晶样品的电光曲线,根据电光曲线求出样品的阀值电压、饱和电压、对比度、陡度等电光效应的主要参数; 。实验原理 ,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;液晶分子取向有序,但位置无序,而晶体二者均有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。 、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, 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( EBC )等。其中应用较广的如 TFT 型主要用于液晶电视、笔记本电脑等高档电子产品; STN 型主要用于手机屏幕等中档电子产品; 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。 TN 型液晶显示器件原理较简单,是 STN 、 TFT 等显示方式的基础。本实验所使用的液晶样品即为位 TN 型3. TN 型液晶盒结构在覆盖透明电极的两玻璃基片之间,夹有正介电各向异性的向列相液晶薄层,四周用环氧树脂密封。玻璃基片内侧覆盖着一层定向层,通常是一薄层高分子有机物,经定向摩擦处理,可使棒状液晶分子平行于玻璃表面,沿定向处理的方向排列。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的,这样,盒内液晶分子的取向逐渐扭曲, 从上玻璃片到下玻璃片扭曲了 90 度,所以称为扭曲向列型。 ,当线偏振光垂直玻璃表面入射时,若偏振方向与液晶盒上表面分子取向相同,则线偏振光将随液晶分子轴方向逐渐旋转 90 度,平行于液晶盒下表面分子轴方向射出(液晶盒上下表面各附一片偏振片, 其偏振方向与液晶盒表面分子取向相同,因此光可通过偏振片射出);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,线偏振光方向也垂直于下表面液晶分子轴;当以其他线偏振光方向入射时,则根据平行分量和垂直分量的相位差,以椭圆、圆或直线等某种偏振光形式射出。、当对液晶盒施加电压,达到一定数值时,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新排列, TN 型液晶盒在无外电场作用时的 90 度旋光性随之消失。若将液晶盒放在两片平行偏振片之间,其偏振方向与上表面液晶分子取向相同,不加电压时,入射光通过起偏器形成的线偏