实验17液晶电光效应.ppt

1,实验17液晶电光效应,实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容及步骤 思考题,2,实验目的,在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电光特性曲线。2.观察液晶光开关的时间响应曲线，并求出液晶的上升时间和下降时间。3.测量液晶显示器的视角特性。4.了解一般液晶显示器件的工作原理。,3,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46埃，液晶层厚度一般为5-8微米。,液晶分子,实验原理,4,扭曲向列型(TN)液晶,TN型液晶，是目前应用最普遍的液晶显示器件。,5,实验原理,液晶光开关工作原理示意图,入射的自然光,偏振片P1,偏振片P2,出射光,扭曲排列的液晶分子具有光波导效应,光波导已被电场拉伸,6,TN型液晶光开关工作原理 两张偏振片贴于玻璃的两面，上下电极的定向方向相互垂直，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。在未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，其偏振面旋转了90。这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。在施加足够电压情况下(一般为12伏)，在静电场的作用下，液晶分子趋于平行于电场方向排列。原来的扭曲结构被破坏，从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常白模式。,7,液晶光开关电光特性曲线,8,液晶驱动电压和时间响应曲线,下降时间,上升时间,9,液晶图像显示原理,液晶光开关组成的矩阵式图形显示器，工作方式为扫描方式，显示原理如右图所示。,10,11,实验内容及步骤,1.校准透过率为100，2.液晶电光特性的测量 静态模式下使电压从0v到6v记录相应的透射率。绘制电光曲线图求出阈值电压与关断电压。3.液晶时间特性曲线测定 静态闪烁状态，透过率为100，电压为2v,由示波器观察到驱动电压波形及时间特性曲线，并求出上升时间与下降时间。,12,实验内容与步骤,4.液晶视角特性的测量（1)水平视角的测量 电压在0v下，角度从-85度至+85度,读出每一角度下透射率的最大值。电压在2v下，角度从-85度至+85度,读出每一角度下透射率的最小值。计算对比度，绘制曲线图。（2)垂直视角的测量（同上）5.液晶图像显示原理 动态模式，电压5v左右。按矩阵开关可以改变像素的通断状态，使暗或亮像素组合成一个字符或文字。,实验内容与步骤,13,注意事项,1绝对禁止用光束照射他人眼睛或直视光束本身，以防伤害眼睛！2在进行液晶视角特性实验种，更换液晶板方向时，务必断开总电源后，再进行插取，否则将会损坏液晶板；3液晶板凸起面必须要朝向激光发射方向，否则实验记录的数据为错误数据；4在调节透过率100时，如果透过率显示不稳定，则很有可能是光路没有对准，5在校准透过率100前，必须将液晶供电电压显示调到0.00V或显示大于“250”，否则无法校准透过率为100。在实验中，电压为0.00V时，不要长时间按住“透过率校准”按钮，否则透过率显示将进入非工作状态，本组测试的数据为错误数据，需要重新进行本组实验数据记录。,14,思考题：,2.如何确定本实验所使用的液晶样品是常黑型的还是常白型的。,施加电压的过程中，液晶样品上有时会出现呈片状的斑点，说明导致这种现象出现的可能原因,