液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 在掌握液晶光開關(guān)的基本工作原理的基礎(chǔ)上，測(cè)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(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓周期變化時(shí)，液晶光開關(guān)的時(shí)間響應(yīng)曲線，并由時(shí)間響應(yīng)曲線得到液晶的上升時(shí)間和下降時(shí)間。3測(cè)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(duì)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)成文字和圖形的顯示模式，從而了解一般液晶顯示器件的工作原理。【實(shí)驗(yàn)儀器】液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)，液晶片一塊【實(shí)驗(yàn)原理】1 液晶光開關(guān)的工作原理液晶的種類很多，僅以常用的 TN

2、 （扭曲向列）型液晶為例，說明其工作原理。TN 型光開關(guān)的結(jié)構(gòu)：在兩塊玻璃板之間夾有正性向列相液晶，液晶分子的形狀如同火柴一樣，為棍狀。棍的長(zhǎng)度在十幾埃（1埃=10-10米），直徑為46埃，液晶層厚度一般為 5-8 微米。玻璃板的內(nèi)表面涂有透明電極，電極的表面預(yù)先作了定向處理（可用軟絨布朝一個(gè)方向摩擦，也可在電極表面涂取向劑），這樣，液晶分子在透明電極表面就會(huì)躺倒在摩擦所形成的微溝槽里；電極表面的液晶分子按一定方向排列，且上下電極上的定向方向相互垂直。上下電極之間的那些液晶分子因范德瓦爾斯力的作用，趨向于平行排列。然而由于上下電極上液晶的定向方向相互垂直，所以從俯視方向看，液晶分子的排列從上電

3、極的沿45 度方向排列逐步地、均勻地扭曲到下電極的沿45 度方向排列，整個(gè)扭曲了90度。理論和實(shí)驗(yàn)都證明，上述均勻扭曲排列起來的結(jié)構(gòu)具有光波導(dǎo)的性質(zhì)，即偏振光從上電極表面透過扭曲排列起來的液晶傳播到下電極表面時(shí)，偏振方向會(huì)旋轉(zhuǎn) 90 度。取兩張偏振片貼在玻璃的兩面，P1 的透光軸與上電極的定向方向相同，P2的透光軸與下電極的定向方向相同，于是 P1和P2的透光軸相互正交。在未加驅(qū)動(dòng)電壓的情況下，來自光源的自然光經(jīng)過偏振片P1 后只剩下平行于透光軸的線偏振光，該線偏振光到達(dá)輸出面時(shí)，其偏振面旋轉(zhuǎn)了90°。這時(shí)光的偏振面與P2的透光軸平行，因而有光通過。在施加足夠電壓情況下（一般為12伏

4、），在靜電場(chǎng)的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“錨定 ”以外，其他液晶分子趨于平行于電場(chǎng)方向排列。于是原來的扭曲結(jié)構(gòu)被破壞，成了均勻結(jié)構(gòu)。從P1透射出來的偏振光的偏振方向在液晶中傳播時(shí)不再旋轉(zhuǎn)，保持原來的偏振方向到達(dá)下電極。這時(shí)光的偏振方向與 P2正交，因而光被關(guān)斷。由于上述光開關(guān)在沒有電場(chǎng)的情況下讓光透過，加上電場(chǎng)的時(shí)候光被關(guān)斷，因此叫做常通型光開關(guān)，又叫做常白模式。若 P1和P2的透光軸相互平行，則構(gòu)成常黑模式。液晶可分為熱致液晶與溶致液晶。熱致液晶在一定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)液晶的光學(xué)各向異性，溶致液晶是溶質(zhì)溶于溶劑中形成的液晶。目前用于顯示器件的都是熱致液晶，它的特性隨溫度的改變而有一定

5、變化。2液晶光開關(guān)的電光特性對(duì)于常白模式的液晶，其透射率隨外加電壓的升高而逐漸降低，在一定電壓下達(dá)到最低點(diǎn)，此后略有變化?？梢愿鶕?jù)此電光特性曲線圖得出液晶的閾值電壓和關(guān)斷電壓。3液晶光開關(guān)的時(shí)間響應(yīng)特性加上（或去掉）驅(qū)動(dòng)電壓能使液晶的開關(guān)狀態(tài)發(fā)生改變，是因?yàn)橐壕У姆肿优判虬l(fā)生了改變，這種重新排序需要一定時(shí)間，反映在時(shí)間響應(yīng)曲線上，用上升時(shí)間P和下降時(shí)間苗述。給液晶開關(guān)加上一個(gè)周期性變化的電壓，就可以得到液晶的時(shí)間響應(yīng)曲線，上升時(shí)間和下降時(shí)間。上升時(shí)間：透過率由10%升到90%所需時(shí)間；下降時(shí)間：透過率由90%降到10%所需時(shí)間。液晶的響應(yīng)時(shí)間越短，顯示動(dòng)態(tài)圖像的效果越好，這是液晶顯示器的重要指

6、標(biāo)。早期的液晶顯示器在這方面遜色于其它顯示器，現(xiàn)在通過結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)改進(jìn)，已達(dá)到很好的效果。4 .液晶光開關(guān)的視角特性液晶光開關(guān)的視角特性表示對(duì)比度與視角的關(guān)系。對(duì)比度定義為光開關(guān)打開和關(guān)斷時(shí)透射光強(qiáng)度之比，對(duì)比度大于5 時(shí)，可以獲得滿意的圖像，對(duì)比度小于2，圖像就模糊不清了。5 .液晶光開關(guān)構(gòu)成圖像顯示矩陣的方法除了液晶顯示器以外，其他顯示器靠自身發(fā)光來實(shí)現(xiàn)信息顯示功能。這些顯示器主要有以下一些：陰極射線管顯示（CRT ,等離子體顯示（PDP）電致發(fā)光顯示（ELD）發(fā)光 二極管（LED顯示，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED顯示，真空熒光管顯示（VFD）,場(chǎng)發(fā)射顯示（FED 。這些顯示器因?yàn)橐l(fā)光，所以要消耗大量的能 量。液晶顯示器通過對(duì)外界光線的開關(guān)控制來完成信息顯示任務(wù)，為非主動(dòng)發(fā)光型顯