大学物理实验---液晶光电效应.pdf

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1、实验题目：液晶电光效应实验目的：1、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。实验原理：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

2、透光轴平行，因而有光通过。（见原理示意图）当施加足够电压时(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。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。液晶光开关电光特性曲线液晶驱动电压和时间响应曲线实验步骤：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

3、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。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-75度至+75度,读出每一角度下透射率的最大值。电压在2v下，角度从-75度至+75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）电压在0v下，角度从-75度至+75度,读出每一角度下透射率的最大值。电压在2v下，角度从-75度至+75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。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，

4、使暗或亮像素组合成一个字符或文字。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

5、，需要重新进行本组实验数据记录。实验数据：表一：液晶开关电光特性测量电压/（V）00.50.81.01.21.31.41.5透射率110010099.998.480.163.545.830.0210010099.998.379.863.445.529.9310010099.998.480.063.445.529.9平均值10010099.998.6779.9763.4345.629.93电压/（V）1.61.72.03.04.05.06.0透射率119.011.64.34.84.44.03.7218.911.74.34.84.44.03.7319.011.64.34.84.44

6、.03.7平均值18.9711.634.34.84.44.03.7表二：液晶的时间响应的测量数据次数123平均值上升时间/??（??）42434342.7下降时间/??（??）39404039.7表三：液晶的水平视角的测量数据角度（度）-75-70-65-60-55-50-45-40Tmax（%）28.441.252.863.872.480.386.591.4Tmin（%）2.93.74.14.34.24.14.24.4Tmax/Tmin9.7931011.1351412.8780514.8372117.2381019.5853720.5952420.77273角度（度）-35

7、-30-25-20-15-10-50Tmax（%）93.696.898.999.699.799.799.8100Tmin（%）4.64.74.64.54.34.34.14.0Tmax/Tmin20.3478320.5957421.522.1333323.1860523.1860524.3414625角度（度）510152025303540Tmax（%）10010110110110098.696.094.2Tmin（%）4.04.14.34.34.54.74.74.7Tmax/Tmin2524