液晶电光效应实验.ppt

液晶电光效应实验
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；
液晶电光效应实验
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：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：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4－8倍。
液晶一般被分为三大类
近晶相液晶
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
实验原理
四、扭曲向列型（TN)电光效应
TN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θ=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
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。
实验装置
光功率指示计
200μA
2mA
200mA
20mA
调零
可调
ON
OFF
激光器电源输出
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）
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，功能置于双踪显示，Y1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