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
整套仪器
实验仪
测量下降时间波形
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。
液晶分子
液晶光开关作用
入射自然光 偏振片P1
光开关作用： 断电：透光 通电：挡光
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
偏振片 P2 出射偏振光
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。
光开关作用：断电 透光 通电 挡光
液晶光开关的电光特性

透射率与外加电压的关系
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
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
电极上所加电压波形
液晶电光效应实验
五邑大学物理实验中心
划时代的显示技术
显示技术 数码化 小质状态：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。
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
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
A B C D E a b c d e f
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。