吉林大学大学物理实验 液晶电光效应实验
液晶电光效应实验报告
液晶电光效应实验报告【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，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。
2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。
3．测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。
4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。
【实验仪器】液晶电光效应实验仪一台，液晶片一块【实验原理】1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，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4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理，这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
上下电极之间的那些液晶分子因般为1～2伏)，在静电场的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。
于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构。
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，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。
若P1和P2的透光轴相互平行，则构成常黑模式。
液晶可分为热致液晶与溶致液晶。
热致液晶在一定的温度定变化。
2．液晶光开关的电光特性对于常白模式的液晶，其透射率随外加电压的升高而逐渐降低，在一定电压下达到最低点，此后略有变化。
可以根据此电光特性曲线图得出液晶的阈值电压和关断电压。
液晶电光效应实验报告
液晶电光效应实验报告一、实验目的1.通过实验观察液晶电光效应现象，并了解其基本原理；2.掌握液晶显示屏的工作原理和性能特点；3.了解液晶材料的应用领域。
二、实验仪器与材料1.液晶显示器2.外接电源3.实验电路连接线4.直流电压源三、实验原理四、实验步骤1.将液晶显示器与外接电源连接，确保电源正常工作；2.调节电源输出电压，使液晶显示器正常显示；3.逐渐调节电压，观察液晶显示器的显示变化；4.记录电压与显示效果之间的关系。
五、实验结果与分析根据实验记录，我们可得到以下实验结果：1.在无外电场作用下，液晶显示器显示正常；2.当外加电压逐渐增加时，液晶显示器出现逐渐变暗的现象；3.当外加电压达到一定值时，液晶显示器完全变暗。
根据实验结果，我们可以得出以下分析：1.无外电场作用时，液晶分子自由排列，光线可以正常透过；2.外加电压会改变液晶分子的排列方向，导致光线透过程度变化；3.随着电压的增加，液晶分子排列更趋于垂直方向，使得光线几乎无法透过，导致显示变暗。
六、实验结论通过本次实验，我们得到了以下结论：1.外加电场可以改变液晶分子的排列方向，从而改变液晶显示器的显示效果；2.液晶显示器可以通过改变电压来控制光的透过程度，实现显示效果；3.液晶电光效应在液晶显示器等设备中有广泛的应用。
七、实验心得通过这次实验，我深入了解了液晶电光效应的原理和应用。
液晶电光效应是现代光电技术中非常重要的一部分，广泛应用在液晶显示器、液晶电视等设备上。
了解和掌握液晶电光效应的基本原理对于学习液晶显示器等设备的工作原理和性能特点非常有帮助。
实验过程中，我学会了正确连接电路和使用电压源，同时也注意到了实验过程中的细节和注意事项。
通过实际操作，我更加深入地理解了液晶电光效应的原理和应用。
通过实验报告的撰写，我进一步加深了对实验结果的理解和分析，提高了实验报告的写作能力。
总的来说，本次实验使我受益匪浅，对液晶电光效应有了更为具体的认识。
液晶的电光效应实验报告
液晶的电光效应实验报告液晶的电光效应实验报告引言液晶是一种特殊的物质，具有晶体和液体的特性。
它在电场的作用下会发生电光效应，这一现象在现代科技领域中有着广泛的应用。
本实验旨在研究液晶的电光效应，并探究其在液晶显示器等设备中的应用。
实验材料与仪器本实验所需材料包括液晶样品、电源、电极板、电压调节器等。
实验仪器包括显微镜、光源、示波器等。
实验步骤1. 准备工作：将液晶样品放置在显微镜下，调节显微镜的焦距，使样品清晰可见。
2. 搭建电路：将电源与电极板连接，通过电压调节器调节电压大小。
3. 观察现象：逐渐增加电压，观察液晶样品的变化。
记录不同电压下的观察结果。
4. 测量光强：使用光源照射液晶样品，通过示波器测量光强的变化。
记录不同电压下的光强数值。
实验结果与分析在实验过程中，我们观察到了液晶样品的电光效应。
随着电压的增加，液晶样品的透明度发生了明显的变化。
当电压较小时，液晶样品呈现出较高的透明度；而当电压较大时，液晶样品的透明度明显降低。
这种变化是由于电场的作用导致液晶分子的排列发生改变，进而影响了光的传播。
通过测量光强的变化，我们发现随着电压的增加，光强逐渐减小。
这是因为在电场的作用下，液晶分子的排列发生了改变，使得光的传播受到阻碍，从而导致光强减小。
这一现象在液晶显示器中得到了广泛的应用，通过调节电压，可以控制液晶的透明度，从而实现图像的显示和隐藏。
液晶的电光效应是基于液晶分子的特殊排列结构。
液晶分子具有长而细长的形状，可以自由旋转和移动。
在无电场作用下，液晶分子呈现出无序排列的液态状态；而在电场作用下，液晶分子会被电场所约束，呈现出有序排列的晶态状态。
这种有序排列会导致光的传播路径发生改变，从而产生电光效应。
液晶的电光效应在现代科技领域中有着广泛的应用。
最典型的应用就是液晶显示器。
液晶显示器利用液晶的电光效应，通过控制电场的大小和方向，实现图像的显示和隐藏。
液晶显示器具有体积小、能耗低、分辨率高等优点，已经成为了电子产品领域中不可或缺的一部分。
液晶电光效应实验(实验报告)
液晶电光效应实验（实验报告）
液晶电光效应实验
液晶电光效应是指在液晶分子结构扭曲时，液晶薄膜的透光度发生变化。
实验中，集成了一块液晶屏，将电压施加到液晶屏上，观察液晶屏对应位置的透光度变化，研究该变化规律，以深入加深对液晶电光效应的认识。
实验步骤如下：
1. 首先，将电路连接好，确保液晶屏上各电极连接无误，并检查电源是否已正常供电；
2. 将示波器的波形选择及参数确定好，接入电源，使示波器正常工作；
3. 称取一只仪器，将相应的液晶屏放在支架上，便于观察及调整；
4. 用外加电压试验液晶屏，每次增大一个单位，观察屏幕中每一点的透光度变化；
5.了解液晶屏的电光效应，在变化的电压影响下，调整透光度，并记录实验结果。
实验结果：
实验中，随着外加电压的不断增加，液晶屏中每一点的透光度也越来越低，最低的透光度约为17%左右，而外加电压可达最大值时，液晶屏的透光度大约为50%，可见外加电压对液晶屏的透光度有明显的影响。
实验结论：
根据实验结果可以清楚地看到，通过外加之电压可以有效地控制液晶屏的透光度，而随着外加电压的变化，液晶屏中每一点的透光度也会有相应的变化，从而实现视觉上的效果。
本次实验验证了液晶电光效应的存在，为进一步研究液晶电光效应提供了基础。
液晶电光效应实验报告
液晶电光效应实验报告一、实验目的1.了解液晶的基本原理和电光效应。
2.观察和测量液晶显示器在外加电场作用下的光学性质变化。
3.研究液晶显示器的工作原理。
二、实验仪器和材料1.液晶显示器2.外加电源3.直流稳压电源4.数显万用表5.电源线等三、实验原理液晶电光效应是指液晶因外加电场作用下发生的光学性质变化。
液晶的分子结构使其具有双折射效应，即当无电场作用时，液晶分子排列有序，折射率一致，透过的光线为线偏振光。
而当外加电场作用于液晶时，液晶分子排列发生变化，折射率不一致，透过的光线变为圆偏振光。
四、实验步骤1.将液晶显示器连接好外加电源和电源线，并接通电源使其工作。
2.调节电源输出电压，观察到显示器发出的图案。
3.利用数显万用表测量液晶显示器外加电压和电流。
4.记录显示器上显示的图案在不同电压下的变化情况。
五、实验结果与分析通过实验观察和测量，得到了液晶显示器在不同电压下显示的图案变化情况。
随着外加电压的增加，显示器上显示的图案也发生了变化。
在低电压下，显示器上的图案模糊不清，无法辨认；而在适当的电压范围内，图案变得清晰可辨，颜色也更加鲜艳。
但是当电压过高时，图案又变得模糊。
这种变化是由液晶电光效应引起的。
当电场强度较弱时，液晶分子大致保持有序排列，所以透过的光线呈线偏振光，显示的图案模糊。
当电场强度适中时，液晶分子会重新排列，折射率不一致，透过的光线变为圆偏振光，显示的图案变得清晰。
但是当电场强度过强时，液晶分子排列变得混乱，无法正确解码和显示，导致图案模糊。
六、实验结论通过本次实验，我们对液晶的基本原理和电光效应有了更深入的了解。
液晶显示器在外加电场作用下会发生光学性质的变化，从而实现图案的显示。
为了获得清晰可辨的图案，外加电压必须保持在适当的范围内，过高或者过低的电压都会导致图案模糊不清。
因此，在液晶显示器的使用过程中，要注意调节电压以获得最佳显示效果。
七、实验心得通过本次实验，我深入了解了液晶电光效应的原理和液晶显示器的工作原理。
液晶光电效应实验报告
液晶光电效应实验报告液晶光电效应是指在外界电场作用下，液晶分子排列方向发生变化，从而改变液晶分子的各向异性，使得光透过液晶时的偏振状态发生变化的现象。
本实验旨在通过实验验证液晶光电效应，并对其进行深入的研究和分析。
实验一，液晶光电效应的基本原理。
首先，我们将液晶样品置于电场中，通过改变电场的强度和方向，观察液晶样品的光学性质变化。
实验结果显示，当电场作用下，液晶分子会发生排列方向的变化，从而导致光透过液晶时的偏振状态发生变化。
这一现象正是液晶光电效应的基本原理。
实验中，我们还对不同类型的液晶样品进行了测试，结果表明不同类型的液晶样品对电场的响应程度有所差异，这为进一步研究液晶光电效应提供了重要的参考。
实验二，液晶光电效应的应用。
在实验中，我们还探讨了液晶光电效应在光电器件中的应用。
通过改变电场的强度和方向，我们成功实现了对液晶样品的光学性质进行控制，这为液晶显示器、液晶光阀等光电器件的设计和制造提供了重要的理论基础。
同时，我们还对液晶光电效应在光学调制器件中的应用进行了研究，结果表明液晶光电效应在光学通信、光学信息处理等领域具有广泛的应用前景。
实验三，液晶光电效应的影响因素。
在实验过程中，我们还对液晶光电效应的影响因素进行了深入的分析。
实验结果显示，温度、电场强度、液晶样品的性质等因素都会对液晶光电效应产生影响。
特别是在液晶显示器等光电器件中，对液晶光电效应的影响因素进行深入研究，可以为光电器件的性能优化提供重要的理论指导。
结论。
通过本次实验，我们深入了解了液晶光电效应的基本原理、应用前景以及影响因素，并对液晶光电效应在光电器件中的应用进行了探讨。
实验结果表明，液晶光电效应具有重要的理论和应用价值，对于光电器件的设计和制造具有重要的指导意义。
相信随着对液晶光电效应研究的深入，液晶光电效应将在光电器件领域发挥越来越重要的作用。
大学物理实验 液晶光电效应综合实验
液晶光电效应综合实验摘要：本实验主要通过液晶光开关电光特性综合试验仪来进行液晶的电光特性测量实验，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由此得到阈值电压和关断电压，并绘制液晶光开关的时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间，测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。
关键字：液晶光电效应引言：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。
液晶分子是含有极性基团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。
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，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。
2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。
3．测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。
4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。
实验原理：1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的 TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构如图 1 所示。
在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。
棍的长度在十几埃（1 埃＝ 10-10米），直径为 4～6 埃，液晶层厚度一般为 5-8 微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
液晶光电效应实验报告
液晶光电效应实验报告液晶光电效应是指在外加电场作用下，液晶分子发生取向改变，从而导致光学性质的变化。
本次实验旨在通过观察液晶光电效应的现象，探究其机理原理，并对实验结果进行分析和总结。
实验仪器与材料：1. 液晶样品。
2. 透明电极玻璃基板。
3. 电源。
4. 偏振片。
5. 光源。
实验步骤：1. 将液晶样品均匀涂布在透明电极玻璃基板上，形成液晶薄膜。
2. 将偏振片置于液晶样品的上方，使其与液晶薄膜垂直。
3. 将电源接通，施加外加电场。
4. 调节光源位置和强度，观察液晶样品的光学特性变化。
实验结果与分析：在实验过程中，我们观察到了明显的液晶光电效应。
当施加外加电场后，液晶样品的光学特性发生了明显的变化，透过偏振片观察液晶样品时，可以看到光强度的变化。
这表明外加电场导致了液晶分子的取向改变，从而影响了光的传播方向和强度。
液晶光电效应的机理原理是液晶分子在外加电场作用下发生取向改变，从而影响了光的透过性。
液晶分子是具有一定取向性的长形分子，当外加电场施加在液晶样品上时，液晶分子会受到电场力的作用而发生取向改变，从而影响了光的透过性。
通过本次实验，我们深入了解了液晶光电效应的现象和机理原理。
液晶光电效应在液晶显示器等光电器件中具有重要的应用价值，对于我们深入理解液晶材料的光学性质和应用具有重要意义。
总结：本次实验通过观察液晶样品在外加电场作用下的光学特性变化，探究了液晶光电效应的机理原理。
实验结果表明，外加电场导致液晶分子取向改变，从而影响了光的传播方向和强度。
液晶光电效应在光电器件中具有重要的应用价值，对于我们深入理解液晶材料的光学性质和应用具有重要意义。
通过本次实验，我们对液晶光电效应有了更深入的了解，也为今后的相关研究和应用奠定了基础。
希望通过不断的实验和研究，能够进一步拓展液晶光电效应的应用领域，为光电技术的发展做出更大的贡献。
大学物理实验---液晶光电效应
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。
液晶电光效应的实验研究
液晶电光效应的实验研究《液晶电光效应的实验研究》引言：液晶电光效应是指在外加电场的作用下，液晶分子的排列发生变化，从而使液晶显示器能够显示出不同的图像和信息。
本实验旨在研究液晶电光效应的原理、调节参数和实际应用。
一、实验目的：1. 理解液晶电光效应的原理；2. 掌握液晶显示器中电场强度对显示效果的影响；3. 了解液晶电光效应在液晶显示技术中的应用。
二、实验原理：液晶电光效应是液晶物质中分子排列发生变化的现象。
液晶显示器通常由两块平行的透明电极板夹持，中间注入液晶分子。
这些分子具有排列有序的倾向，当外加电场作用于液晶器件时，电场使液晶分子发生排列变化，从而改变了光的透过性能。
液晶分子排列的变化通常通过电场强度和电场方向控制。
当电场强度为零时，液晶分子沿着一定方向排列（称为“原初状态”），光线透过时不会发生偏转。
当有外加电场时，液晶分子发生倾斜排列，导致入射光被偏转，从而改变了光的透过性能。
三、实验步骤：1. 准备液晶显示器样品、电源和电动驱动设备；2. 将电源连接至液晶显示器，开启电源；3. 调节电动驱动设备的电场强度和电场方向；4. 观察液晶显示器的光透过性能；5. 记录观察结果，并分析不同电场强度和电场方向下的变化。
四、实验结果与讨论：通过实验观察，我们可以发现在不同电场强度和电场方向下，液晶显示器的光透过性能会发生变化。
当电场强度足够大时，液晶分子的排列会发生明显变化，使光透过性能发生偏转，从而产生不同的显示效果。
而当电源断开或电场强度为零时，液晶显示器会恢复到原初状态。
五、实验应用：液晶电光效应在液晶显示技术中有着广泛的应用，如电子手表、计算机显示器、手机屏幕等。
通过精确控制电场强度和电场方向，液晶显示器可以呈现出高质量、高清晰度的图像和信息，成为现代科技领域中不可或缺的重要元件。
结论：本实验通过对液晶电光效应的实验研究，我们了解了液晶显示器的工作原理以及电场强度和电场方向对液晶分子排列和光透过性能的调节。
液晶电光效应实验报告
液晶电光效应实验报告
实验目的，通过实验观察液晶电光效应，了解液晶在电场作用下的光学特性。
实验仪器和材料，液晶样品、直流电源、偏振片、玻璃片、导线等。
实验原理，液晶是一种特殊的有机分子材料，其分子结构呈长棒状，具有两个极性较强的端基，当液晶置于电场中时，液晶分子会发生定向排列，从而改变光的传播状态，这种现象称为液晶电光效应。
实验步骤：
1. 将液晶样品均匀涂抹在玻璃片上，并待干燥。
2. 用导线将直流电源与液晶样品连接。
3. 在液晶样品的上下方分别放置偏振片，并调整偏振片的方向。
4. 调节电源输出电压，观察液晶样品的光学变化。
实验结果：
当电场作用下，液晶分子发生定向排列，使得通过液晶样品的光线偏振状态发生改变，从而观察到了液晶电光效应。
当电压增大时，液晶分子排列更加有序，光学效应更加明显；当电压减小时，光学效应逐渐减弱。
实验分析：
液晶电光效应是由于电场作用下液晶分子排列状态的改变导致的光学现象。
这一效应不仅在液晶显示器等技术中有着重要应用，也为我们提供了一种研究材料光学特性的有效手段。
结论：
通过本次实验，我们成功观察到了液晶电光效应，并了解了液晶在电场作用下的光学特性。
液晶电光效应的实验，不仅加深了我们对液晶光学特性的理解，也为我们提供了一种简单直观的实验手段，为相关领域的研究和应用提供了重要参考。
参考文献，无。
作者，XXX。
日期，XXXX年XX月XX日。
吉林大学大学物理实验 液晶电光效应实验
液晶电光效应实验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。
液晶分子是含有极性基团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。
1888年，奥地利植物学家Reinitzer在做有机物溶解实验时，在一定的温度范围内观察到液晶。
1961年美国RCA公司的Heimeier发现了液晶的一系列电光效应，并制成了显示器件。
从70年代开始，日本公司将液晶与集成电路技术结合，制成了一系列的液晶显示器件，并至今在这一领域保持领先地位。
液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏），功耗极小，体积小，寿命长，环保无辐射等优点，在当今各种显示器件的竞争中有独领风骚之势。
实验意义与目的实验意义：液晶作为物质存在的第四态，早在上世纪开始至今已成为由物理学家、化学家、生物学家、工程技术人员和医药工作者共同关心与研究的领域，在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用，如：光导液晶光阀，光调制器，液晶显示器件，各种传感器、微量毒气监测、夜视仿生等，尤其液晶显示器件独占了电子表，手机，笔记本电脑等领域。
其中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等均是利用液晶电光效应的原理制成的，因此，掌握液晶电光效应从实用角度或物理实验教学角度都是很有意义的。
液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏），功耗极小，体积小，寿命长，环保无辐射等优点，在当今已广泛应用于各种显示器件中。
实验目的：（1）掌握液晶光开关的基本工作原理，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。
液晶的电光效应-物理试验
实验2.9 液晶的电光效应液晶（Liquid Crystal，简称LC）是一种高分子材料，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。
因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
一、实验目的1、了解液晶的特性和基本工作原理；2、掌握一些特性的常用测试方法；3、了解液晶的应用和局限。
二、实验仪器激光器，偏振片，液晶屏，光电转换器，光具座等。
三、实验原理液晶分子的形状如同火柴一样，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。
排列方式和天然胆甾相液晶的主要区别是：扭曲向列的扭曲角是人为可控的，且“螺距”与两个基片的间距和扭曲角有关。
而天然胆甾相液晶的螺距一般不足1um，不能人为控制。
扭曲向列排列的液晶对入射光会有一个重要的作用，他会使入射的线偏振光的偏振方向顺着分子的扭曲方向旋转，类似于物质的旋光效应。
在一般条件下旋转的角度(扭曲角)等于两基片之间的取向夹角。
有些胆甾相液晶在白光的照射下，会呈现美丽的色彩。
这是它选择反射某些波长的光的结果。
实验表明，这种反射遵守晶体衍射的布拉格（Bragg）公式。
一级反射光的波长为：λ=2nPsinφ（1）其中：λ为反射波的波长，P为胆甾相液晶的螺距，n为平均折射率，φ为入射波与液晶表面的夹角。
对于介电各向异性的液晶当垂直于螺旋轴的方向对胆甾相液晶施加一电场时，会发现随着电场的增大，螺距也同时增大，当电场达到某一阈值时，螺距趋于无穷大，胆甾相在电场的作用下转变成了向列相。
这也称为退螺旋效应。
由于液晶分子的结构特性,其极化率和电导率等都具有各向异性的特点，当大量液晶分子有规律的排列时,其总体的电学和光学特性,如介电常数、折射率也将呈现出各向异性的特点。
如果我们对液晶物质施加电场，就可能改变分子排列的规律。
液晶光电效应实验报告
液晶光电效应实验报告液晶光电效应实验报告一、引言液晶光电效应是指液晶在受到光照后能够产生电流的现象。
液晶作为一种特殊的材料，在光学和电学特性上表现出独特的性质。
本实验旨在通过探究液晶光电效应，了解液晶的光学性质和电学性质之间的关联，并借此探讨液晶屏幕的工作原理。
二、实验原理液晶光电效应是由液晶屏幕的构造特性所决定的。
液晶分子是呈棒状形态排列的，当它们处于较低的温度下时，分子间的排列会以某种确定的方式对齐。
而液晶屏幕中通过添加电场，在不同的电场作用下可以改变液晶分子的取向，进而控制通过液晶屏幕的光强度。
当液晶屏幕受到光照时，液晶分子的排列方式会发生变化，进而导致电流的变化。
本实验中将利用这种液晶光电效应来探究液晶分子排列和光电效应之间的关系。
三、实验过程1. 实验器材准备：实验所需器材包括液晶显示屏、白光源和电阻等。
2. 搭建实验电路：将白光源和电阻连接到液晶显示屏上。
3. 测量电流和光强：调整白光源的强度，分别测量不同光强下的电流大小。
4. 记录实验数据：根据测量结果绘制电流和光强之间的关系曲线。
四、实验结果与分析根据实验数据并利用绘图工具，我们得到了电流和光强之间的关系曲线。
在实验中，我们观察到光强越大，液晶屏幕产生的电流越大。
这说明了液晶分子排列的不同状态会对光电效应产生影响。
当液晶分子处于不同的取向状态时，光通过液晶屏幕的效果也会发生变化，从而导致电流的变化。
通过实验数据的测量和记录，我们掌握了液晶光电效应的基本规律。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了液晶光电效应的原理和实验方法。
液晶光电效应作为液晶屏幕工作的基本原理之一，其研究对于提高液晶屏幕的性能具有重要的意义。
通过对液晶分子排列和光强度之间关系的研究，我们可以进一步探索液晶显示技术的应用领域和发展方向。
参考内容：1. Sato, H., & Kawamura, H. (1988). Influence of the direction of the incident light on the photocurrent in a nematic liquid crystal cell. Applied Physics Letters, 53(11), 981-983.2. Wu, S. T., & Chen, L. (2009). Third Edition, Introduction to Flat Panel Displays. John Wiley & Sons.3. Sasaki, M., et al. (2017). Photocurrent enhancement in dye-sensitized liquid-crystalline photovoltaic cells by doping chiral dopants. Synthetic Metals, 223, 71-77.4. Eccher, J., et al. (2014). Generalized nematic-isotropic phase transition in a system with competing symmetry-breaking interactions. Physical Review E, 90(4), 042507.5. Rashidnia, N., et al. (2018). Photo-generation of ac voltages invertical aligned nematic liquid crystals cells doped with azobenzene chromophore. Journal of Physics Communications, 2(3), 035019.。
液晶电光效应实验
液晶电光效应实验
一、实验目的
1.了解液晶的形成及液晶电光效应机理
2.掌握液晶光开关的工作原理
3.熟悉液晶光开关静态电光特性和视角特性
4.测量液晶样品在水平及垂直方向上的电光特性曲线
二、实验原理
1.液晶是一种介于液体和晶体之间的一种状态, 它既可以通过加热由晶体变化得到, 也可以通过液体冷却得到。
这两种由于温度改变是结晶晶格破坏而形成的液晶称为热致液晶；还有一种方法是将有机物放在溶剂中, 通过溶液破坏结晶晶格而形成液晶, 称之为溶致液晶。
三、当对液晶施加电场或电流时, 随着液晶分子的取向结构发生变化, 其光学特性也发生改变, 这就
是液晶电光效应, 从本质上讲是外电场使液晶分子的排列发生变化的结果。
四、实验数据与处理
1.实验数据从略
2.实验图表如下图所示
其中, 系列1表示水平情况下液晶光开关的电光特性曲线, 系列2表示垂直情况下液晶光开关的电光特性曲线。
3.从图中可得出液晶的阈值电压（即T=90%时）为1V, 关断电压（即T=10%时）为1.5V。
液晶电光效应实验数据
液晶电光效应实验数据
液晶电光效应是一种电磁效应，指的是在电场的作用下，液晶分子排列方向发生变化，从而导致光的偏振方向发生变化的现象。
在本次实验中，我们研究了液晶电光效应，并
通过实验得到了相关的数据。
实验步骤：
1.准备实验器材：液晶屏、变压器、滤光片、强光源。
2.打开液晶屏，将背面的电缆连接上一个恒定的电压，以使液晶分子排列。
3.将滤光片放在液晶屏前方，通过调整滤光片的方向来调整入射光的偏振角度。
4.将强光源光线贴近液晶屏下方，通过变压器来调节电场强度，从而使液晶分子排列
方向发生变化。
5.通过调节滤光片的方向，观察实验结果，并确认偏振角度旋转量。
实验数据：
变压器电压(V) 光波通过次数偏振角度旋转量(°)
0 0 0
10 2 30
20 4 60
30 6 90
40 8 120
50 10 150
60 12 180
实验结果分析：
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：
当不存在电场时，液晶分子排列方向不发生变化，光线通过后，偏振角度旋转量为0°。
当电场强度达到一定值时，液晶分子排列方向完全被电场激励，导致所有光线的偏振角度旋转了180°，即再次回到原来的偏振方向。
因此，我们可以通过调整电场强度来控制液晶分子排列方向，从而影响其偏振效应。
这一特性在液晶显示选用中得到了广泛应用。
液晶电光效应的进一步研究将有助于提高液晶显示技术的性能和应用效果。
液晶电光效应实验报告
液晶电光效应实验报告【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，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。
2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。
3．测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。
4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。
【实验仪器】液晶电光效应实验仪一台，液晶片一块【实验原理】1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。
棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。
然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。
理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。
取两张偏振片贴在玻璃的两面，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°。
大学物理实验 实验36 液晶实验
④ 了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所
组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一 般液晶显示器件的工作原理。
实验仪器
液晶光开关电光特性综合实验仪
实验原理
①液晶光开关的工作原理
实验原理
②液晶光开关的电光特性
实验原理
③液晶光开关的时间响应特性
实验原理
④液晶光开关的视角特性
实验内容与步骤
①液晶的电光特性 将模式转换开关置于静态模式，将透过率显示校准为100％，改 变电压，使得电压值从0V到6V变化，记录相应电压下的透射率数值 填入表1。 ②时间响应特性实验 将模式转换开关置于静态模式，透过率显示调到100%，然后将液 晶供电电压调到2.00V，在液晶静态闪烁状态下，用存储示波器或 用信号适配器接模拟示波器可以得出液晶的开关时间响应曲线。记 录下不同时间时的透过率。 ③液晶的视角特性实验 将模式置于静态模式，将透过率显示调到100﹪，以水平方向插 入液晶板，在供电电压为0V时，调节液晶屏与入射激光的角度，在 每一角度下测量光强透过率最大值TMAX。然后将供电电压设为2V， 再次调节液晶屏角度，测量光强透过率最小值TMIN，并计算其对比 度。
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注意事项
①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中，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光源发射方向，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，则可能是光源预热 时间不够，或光路没有对准，需要仔细检查，调节好光路。 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。
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液晶电光效应实验
液晶就就是介于液体与晶体之间得一种物质状态。
一般得液体内部分子排列就就是无序得,而液晶既具有液体得流动性,其分子又按一定规律有序排列,使它呈现晶体得各向异性。
当光通过液晶时,会产生偏振面旋转,双折射等效应。
液晶分子就就是含有极性基团得极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向,导致分子原有得排列方式发生变化，从而液晶得光学性质也随之发生改变,这种因外电场引起得液晶光学性质得改变称为液晶得电光效应。
1888年,奥地利植物学家Ｒeiniｔzer在做有机物溶解实验时,在一定得温度范围内观察到液晶。
1９61年美国RCA公司得Ｈeｉｍeier发现了液晶得一系列电光效应,并制成了显示器件。
从7０年代开始,日本公司将液晶与集成电路技术结合，制成了一系列得液晶显示器件，并至今在这一领域保持领先地位。
液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏),功耗极小,体积小,寿命长,环保无辐射等优点,在当今各种显示器件得竞争中有独领风骚之势。
实验意义与目得
实验意义:液晶作为物质存在得第四态,早在上世纪开始至今已成为由物理学家、化学家、生物学家、工程技术人员与医药工作者共同关心与研究得领域,在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用,如:光导液晶光阀,光调制器,液晶显示器件,各种传感器、微量毒气监测、夜视仿生等,尤其液晶显示器件独占了电子表,手机,笔记本电脑等领域。
其中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等均就就是利用液晶电光效应得原理制成得，因此,掌握液晶电光效应从实用角度或物理实验教学角度都就就是很有意义得。
液晶显示器件由于具有驱动电压低(一般为几伏),功耗极小,体积小,寿命长,环保无辐射等优点,在当今已广泛应用于各种显示器件中。
实验目得:
(1)掌握液晶光开关得基本工作原理，测量液晶光开关得电光特性曲线。
(2）观察液晶光开关得时间响应曲线,并求出液晶得上升时间与下降时间。
(3) 测量液晶显示器得视角特性。
(4) 了解一般液晶显示器件得工作原理。
实验仪器
示波器,液晶光开关电光特性综合实验仪,液晶板 ,适配器。
图1 液晶光开关电光特性综合实验仪
液晶光开关电光特性综合实验仪外部结构如图1所示。
下面简单介绍仪器各个按钮得功能。
模式转换开关:切换液晶得静态与动态(图像显示)两种工作模式。
在静态时，所有得液晶单元所加电压相同，在（动态)图像显示时,每个单元所加得电压由开关矩阵控制。
同时,当开关处于静态时打开发射器,当开关处于动态时关闭发射器;
静态闪烁/动态清屏切换开关：当仪器工作在静态得时候,此开关可以切换到闪烁与静止两种方式;当仪器工作在动态得时候，此开关可以清除液晶屏幕因按动开关矩阵而产生得斑点;
供电电压显示:显示加在液晶板上得电压,范围在0、00Ｖ~7、6０V之间;
供电电压调节按键：改变加在液晶板上得电压,调节范围在0V~7、6V之间。
其中单击+按键(或-按键)可以增大(或减小)０、0１V。
一直按住＋按键(或－按键)2秒以上可以快速增大(或减小)供电电压，但当电压大于或小于一定范围时需要单击按键才可以改变电压;
透过率显示:显示光透过液晶板后光强得相对百分比;
透过率校准按键:在接收器处于最大接收状态得时候(即供电电压为0V时),如果显示值大于“25０”,则按住该键3秒可以将透过率校准为100％;如果供电电压不为0,或显示小于“２50”,则该按键无效，不能校准透过率。
液晶驱动输出:接存储示波器,显示液晶得驱动电压；
光功率输出:接存储示波器,显示液晶得时间响应曲线，可以根据此曲线来得到液晶响应时间得上升时间与下降时间；
扩展接口:连接LCDEＯ信号适配器得接口,通过信号适配器可以使用普通示波器观测液晶光开关特性得响应时间曲线;
发射器:为仪器提供较强得光源;
液晶板:本实验仪器得测量样品;
接收器:将透过液晶板得光强信号转换为电压输入到透过率显示表;
开关矩阵:此为1６×16得按键矩阵,用于液晶得显示功能实验;
液晶转盘：承载液晶板一起转动,用于液晶得视角特性实验；
电源开关：仪器得总电源开关。
设计提示
通过网络查询,阅读书籍或者文献,了解液晶得相关知识,掌握液晶光开关得基本工作原理,特别就就是TＮ型光开关得工作原理,学习液晶光开关得电光特性,时间响应特性,视角特性得基本原理,了解一般液晶显示器件得工作原理等。
并认真阅读光栅传感实验仪操作说明书
实验内容与要求
1.调整仪器初始工作状态：
将液晶板插入转盘上得插槽，凸起面正对光源发射方向。
打开电源,让光源预热10～20分钟。
在静态模式、液晶转盘角度为０度、供电电压为0、00Ｖ条件下,透过率显示大于“250”时,按住透过率校准按键3秒以上，透过率可校准为100％。
（若供电电压不为0、00,或显示小于“250”，则该按键无效。
)让光源预热1０~２０分钟。
２、液晶电光特性得测量,
(1）将模式转换开关置于静态模式。
首先将透过率显示调到１0０%，然后再进行实验。
(2)调节“供电电压调节”按键，改变电压,使得电压值从0、00V到６、00Ｖ变化,记录相应电压下得透过率数值（遵循透过率在100到0间取值)。
(3）将供电电压重新调回0、０0V(此时若透过率不为10０%,则需重新校准)。
(4)重复测量3次并计算相应电压下透过率得平均值。
(5）绘制电光曲线图、
3、液晶得时间特性曲线测定,测量液晶得上升时间与下降时间。
将模式转换开关置于静态模式,透过率显示调到100%，然后将液晶供电电压调到2、0
０V,在液晶静态闪烁状态下，用存储示波器或用信号适配器接模拟示波器可以得出液晶得开关时间响应曲线,得出上升时间与下降时间
4、液晶得视角特性测量,包括水平视角得测量与垂直视角得测量。
（1)水平视角得测量
①将模式转换开关置于静态模式。
首先将透过率显示调到100％，。
②确认当前液晶板以垂直方向插入插槽。
③将供电电压置于0、０0V,按每隔5度角度调节液晶屏与入射激光得角度，一直测到75度，记下在每一角度时得光强透过率值Ｔ。
maｘ
④将液晶转盘保持在0度位置，调节供电电压为2、00V。
在该电压下,再次调节液。
晶屏角度,记录下在每一角度时得光强透过率值Ｔ
ｍiｎ
(2)垂直方向视角特性得测量
关断总电源后,取下液晶显示屏,将液晶板旋转90 度,垂直方向插入转盘插槽(如
重新通电，按照与(１)相同得方法与步骤,可测量垂直方向得视角特性。
５、液晶得图像显示原理实验。
(１)将模式转换开关置于动态（图像显示)模式。
液晶转盘转角逆时针转到80~90度,液晶供电电压调到5、0０Ｖ左右。
(2)按动矩阵开关面板上得按键,改变相应液晶相素得通断状态,观察由暗象素(或亮象素）组合成得字符或图像,体会液晶显示器件得成像原理。
(3)组成一个字符或文字后,可由“静态闪烁∕动态清屏”按键清除显示屏上得图像。
实验报告要求
1.液晶电光特性得测量曲线
以电压为横坐标,透过率为纵坐标,绘制电光特性曲线图,求出阈值电压与关断电压。
2.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。
3.作角度与水平方向对比度关系曲线,找出比较好得水平视角显示范围。
作角度与垂直方向对比度关系曲线,找出比较好得垂直视角显示范围。
总结出液晶光开关水平方向视角范围与垂直方向视角范围那个大。
拓展设计
1.如何实现常黑型液晶显示?
2.分析研究液晶在相同频率不同波形电压信号驱动下对电光曲线得影响。
3.研究液晶在相同波形电压信号不同频率驱动下对电光曲线得影响。
参考资料
1 孙士祥液晶显示技术、化学工业出版社 20１3
２黄子强、液晶显示原理、国防工业出版社出版,２008、
4.王新久、液晶光学与液晶显示、科学出版社, 2006
【注意事项】
1、禁止用光束照射她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中,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光源发射方向,否则实验记录得数据为错误数据；
4、在调节透过率１00%时，如果透过率显示不稳定,则可能就就是光源预热时间不够，
或光路没有对准，需要仔细检查，调节好光路;
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,本组测试得数据为错误数据,需要重新进行本组实验数据记录。