液晶電光特性及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告老董

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目: 液晶電光效應(yīng)特性應(yīng)用 姓 名 董芊宇 學(xué) 院 理學(xué)院 專 業(yè) 應(yīng)用物理學(xué) 班 級 2013214103 學(xué) 號 2013212835 班內(nèi)序號 22 2015年 9 月一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在掌握液晶光開關(guān)的基本工作原理的基礎(chǔ)上，測量液晶光開關(guān)的電光特性曲線，并由電光特性曲線得到液晶的閾值電壓和關(guān)斷電壓。2測量驅(qū)動電壓周期變化時，液晶光開關(guān)的時間響應(yīng)曲線，并由時間響應(yīng)曲線得到液晶的上升時間和下降時間。3測量由液晶光開關(guān)矩陣所構(gòu)成的液晶顯示器的視角特性以及在不同視角下的對比度，了解液晶光開關(guān)的工作條件。4了解液晶光開關(guān)構(gòu)成圖像矩陣的方法，學(xué)習(xí)和掌握這種矩陣所組成的液晶顯示器構(gòu)成文字和圖形

2、的顯示模式，從而了解一般液晶顯示器件的工作原理。二 實(shí)驗(yàn)原理1.液晶液晶態(tài)是一種介于液體和晶體之間的中間態(tài)，既有液體的流動性、粘度、形變等機(jī)械性質(zhì)，又有晶體的熱、光、電、磁等物理性質(zhì)。液晶與液體、晶體之間的區(qū)別是：液體是各向同性的，分子取向無序；液晶分子有取向序，但無位置序；晶體則既有取向序又有位置序。就形成液晶方式而言，液晶可分為熱致液晶和溶致液晶。熱致液晶又可分為近晶相、向列相和膽甾相。其中向列相液晶是液晶顯示器件的主要材料。2.液晶電光效應(yīng)液晶分子是在形狀、介電常數(shù)、折射率及電導(dǎo)率上具有各向異性特性的物質(zhì)，如果對這樣的物質(zhì)施加電場（電流），隨著液晶分子取向結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，它的光學(xué)特性也隨之

3、變化，這就是通常說的液晶的電光效應(yīng)。液晶的電光效應(yīng)種類繁多，主要有動態(tài)散射型（DS）、扭曲向列相型（TN）、超扭曲向列相型（STN）、有源矩陣液晶顯示（TFT）、電控雙折射（ECB）等。其中應(yīng)用較廣的有：TFT型主要用于液晶電視、筆記本電腦等高檔產(chǎn)品;STN型主要用于手機(jī)屏幕等中檔產(chǎn)品；TN型主要用于電子表、計(jì)算器、儀器儀表、家用電器等中低檔產(chǎn)品，是目前應(yīng)用最普遍的液晶顯示器件。TN型液晶顯示器件顯示原理較簡單，是STN、TFT等顯示方式的基礎(chǔ)。本儀器所使用的液晶樣品即為TN型。3.液晶顯示液晶顯示的原理主要是基于光開關(guān)，若在加電壓前兩個偏振片剛好處于消光位置，當(dāng)電壓超過閾值電壓時，整個裝置將

4、由消光變?yōu)橥ü?，同樣，也可以先使檢偏器處于通光位置，高電壓時變?yōu)橥ü?。通過電壓可以控制液晶是透光還是不透光，比如控制7段數(shù)碼管上的電壓，可以分別顯示09十個數(shù)字，顯示方式也有兩種：白底黑字和黑底白字。液晶光開關(guān)工作原理圖液晶光開關(guān)是由外加電壓來控制的。液晶在電場作用下透光強(qiáng)度將發(fā)生變化，其電光曲線如圖所示。一般，將透光強(qiáng)度變化10%時的外加電壓稱為閾值電壓，透光強(qiáng)度變化90%時的外加電壓稱為飽和電壓。液晶光開關(guān)的電光特性曲線4.液晶光開關(guān)的時間響應(yīng)特性電壓改變時，液晶排列方式的改變有一個轉(zhuǎn)變過程，稱之為響應(yīng)時間。如圖液晶透光強(qiáng)度的最大值與最小值之比為對比度，對比度越高，顯示效果越好，對比度與垂

5、直和水平視角都有關(guān)，并且視角特性具有非對稱性。液晶的相應(yīng)時間曲線三 實(shí)驗(yàn)儀器1. 液晶光開關(guān)的電光特性測量1） 測量液晶光開關(guān)的電光特性曲線（可多次測量取平均），并根據(jù)曲線得出閾值電壓和關(guān)斷電壓；2） 測量響應(yīng)時間（可用數(shù)字示波器的測量功能自動測量）。用數(shù)字存儲示波器在液晶靜態(tài)閃爍狀態(tài)下觀察光開關(guān)事件響應(yīng)特性曲線，可以根據(jù)此曲線得到液晶的上升時間和下降時間。估計(jì)該液晶能夠響應(yīng)的最高頻率。2液晶光開關(guān)水平視角特性和垂直視角特性的測量選擇供電電壓為0V和1.4V條件。作液晶的水平視角特性曲線（在一個坐標(biāo)下作兩條曲線）和垂直視角特性曲線（在一個坐標(biāo)下做兩條曲線）并分析四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 液晶光開關(guān)的電光

6、特性測量1） 測量液晶光開關(guān)的電光特性曲線（可多次測量取平均），并根據(jù)曲線得出閾值電壓和關(guān)斷電壓；2） 測量響應(yīng)時間（可用數(shù)字示波器的測量功能自動測量）。用數(shù)字存儲示波器在液晶靜態(tài)閃爍狀態(tài)下觀察光開關(guān)事件響應(yīng)特性曲線，可以根據(jù)此曲線得到液晶的上升時間和下降時間。估計(jì)該液晶能夠響應(yīng)的最高頻率。2液晶光開關(guān)水平視角特性和垂直視角特性的測量選擇供電電壓為0V和1.4V條件。作液晶的水平視角特性曲線（在一個坐標(biāo)下作兩條曲線）和垂直視角特性曲線（在一個坐標(biāo)下做兩條曲線）并分析。五 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1 液晶光開關(guān)的電光特性測量1） 測量液晶光開關(guān)的電光特性曲線電壓（V）00.50.81.01.21.31.4

7、1.51.61.72.03.04.05.06.0透射率（%）1100100999054352010300000029999999054352010300000031001009991543520103000000平均1001009990543520103000000由上圖可知閾值電壓為1.0V，關(guān)斷電壓為1.5V。2） 測量響應(yīng)時間由示波器測得，。因此響應(yīng)時間為。估計(jì)該液晶能夠響應(yīng)的最高頻率為2 液晶光開關(guān)水平視角特性和垂直視角特性的測量。角度-85-80-75-70-65-60-55-50-45-40水平視角特性Tmax11515294359708189Tmin111112691214Tma

8、x/Tmin115152921.59.837.786.756.36垂直視角特性Tmax1113111830385264Tmin1131014171814136Tmax/Tmin110.330.30.791.061.672.71410.67角度-35-30-25-20-15-10-50510水平視角特性Tmax919999102103101100101102105Tmin16161816161818181919Tmax/Tmin5.696.195.56.386.445.615.565.615.375.53垂直視角特性Tmax71858897101102103104103104Tmin111113

9、11213142Tmax/Tmin71858897101349.364.953.322.48角度15202530354045505560水平視角特性Tmax107104104100988983705949Tmin181919181715121063Tmax/Tmin5.945.475.475.5655.765.936.9279.8316.33垂直視角特性Tmax105989484786457453224Tmin49597072797774746253Tmax/Tmin2.141.661.341.170.990.830.770.610.520.45角度6570758085水平視角特性Tmax34241011Tmin11111Tmax/Tmin34241011垂直視角特性Tmax149111Tmin41301761Tmax/Tmin0.340.300.060.171水平視角特性曲線垂直視角特性曲線Tmax/Tmin圖六 實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次“液晶電光效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中我們真正接觸到了生