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液晶电光效应实验 划时代的显示技术 液晶及其电光效应 物质状态:介于液体与晶体之间。其分子既具有液体的流动性,又按一定规律有序排列,呈现晶体的各向异性。 形状大小:液晶分子为棍状,长度在十几埃,直径为4~6埃,液晶层厚度一般为5-8微米。 光学特性:光通过液晶时,会产生旋光效应。 电光效应:在电场作用下,液晶分子的原有排列方式会发生变化,其光学性质也相应发生改变,称之为液晶的电光效应。 液晶光开关作用 液晶光开关原理 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1~2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。 液晶光开关的电光特性 透射率与外加电压的关系 液晶光开关的时间响应特性 液晶分子在通电和断电时重新排序所耗的时间 液晶图像显示原理 在液晶光开关组成的矩阵式图形显示器上显示一个2字 实验内容 1、液晶板安装,激光发射与接收调节。 2、液晶光开关电光特性测量:调节加在液晶电极上的电压大小,记录相应的透光率,作液晶开关电光特性曲线,标出阈值电压和关断电压 3、液晶的时间响应的测量:用示波器观察透过率波形,并记录上升时间和下降时间。 4、调节入射光的角度,测量不液晶光开关的视角特性,并绘制对比度随入射光角度变化的曲线。 5、观察液晶显示屏的图形显示效果。 预习与思考 液晶显示屏是靠液晶发光来实现信息显示的吗? “本实验中,如果入射到液晶片的是自然光,那么出射的光也应该是自然光”,你认为这种结论正确吗? 如果入射到液晶片的光是线偏振光,你认为会有什么现象? 仪器实物 * * 五邑大学物理实验中心 2010.9 显示技术 数码化 小型化 个性化 液晶分子 入射自然光 偏振片P1 偏振片 P2 出射偏振光 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 光开关作用: 断电:透光 通电:挡光 光开关作用:断电 透光 通电 挡光 曲线的陡度反映了液晶对驱动电压的要求,在一定电压范围内,越陡(开关电压差越小)则可驱动的液晶光开关数量越多,越有利于提高显示的分辨率 电极上所加电压波形 相应的液晶透过率变化的波形 下降时间 上升时间 响应时间越短,动态显示效果越好 整套仪器 实验仪 测量下降时间波形 * *
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