文档介绍：液晶电光效应实验
郑州大学物理实验中心
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。
实验原理
四、扭曲向列型(TN)电光效应
TN型液晶盒的电光曲线
不加电压时,入射光通过起偏器形成的线偏振光,经过液晶盒后偏振方向随液晶分子轴旋90°,不能通过检偏器;施加电压后,透过检偏器的光强与施加在液晶盒上电压大小有关。
50
0
0
50%
10%
Vth
Vr
I/μW
U/V
90%
对比度: