液晶電光效應(yīng)實驗報告

1、液晶電光效應(yīng)實驗實驗報告液晶電光效應(yīng)實驗實驗報告熊建摘要摘要：液晶是一種高分子材料，因其特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)，特殊的光學(xué)性質(zhì)，以及對電磁場的敏感，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于輕薄型的顯示技術(shù)上。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：液晶，電光特性，時間響應(yīng)特性，視角特性液晶液晶是介于液體與晶體之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶既具有液體的流動性，其分子又按一定規(guī)律有序排列，使它呈現(xiàn)晶體的各向異性。光通過液晶時，產(chǎn)生偏振面旋轉(zhuǎn)，雙折射等效應(yīng)。液晶分子是含有極性基團(tuán)的極性分子，在電場

2、作用下，偶極子會按電場方向取向，導(dǎo)致分子原有的排列方式發(fā)生變化，從而液晶的光學(xué)性質(zhì)也隨之發(fā)生改變，這種因外電場引起的液晶光學(xué)性質(zhì)的改變稱為液晶的電光效應(yīng)電光效應(yīng)。測量液晶光開關(guān)的電光特性電光特性曲線，得到液晶的閾值電壓和關(guān)斷電壓；測量驅(qū)動電壓周期變化時液晶光開關(guān)的時間響應(yīng)時間響應(yīng)曲線，得到液晶的上升時間和下降時間；測量由液晶光開關(guān)矩陣所構(gòu)成的液晶顯示器的視角視角特性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。了解液晶光開關(guān)構(gòu)

3、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。【實驗時間實驗時間】：5月16日上午；【實驗條件實驗條件】：室溫25℃【實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康摹浚?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

4、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)成文字和圖形的顯示模式，從而了解一般液晶顯示器件的工作原理?！緦嶒瀮x器實驗儀器】：液晶電光效應(yīng)實驗儀一臺，液晶片一塊逐漸降低，在一定電壓下達(dá)到最低點，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。閾值電壓：透過率為90％時的驅(qū)動電壓；關(guān)斷電壓：透過率為10％

5、時的驅(qū)動電壓。液晶的電光特性曲線越陡，即閾值電壓與關(guān)斷電壓的差值越小，由液晶開關(guān)單元構(gòu)成的顯示器件允許的驅(qū)動路數(shù)就越多。TN型液晶最多允許16路驅(qū)動，故常用于數(shù)碼顯示。在電腦，電視等需要高分辨率的顯示器件中，常采用STN（超扭曲向列）型液晶，以改善電光特性曲線的陡度，增加驅(qū)動路數(shù)。3液晶光開關(guān)的時間響應(yīng)特性液晶光開關(guān)的時間響應(yīng)特性加上（或去掉）驅(qū)動電壓能使液晶的開關(guān)狀態(tài)發(fā)生改變，是因為液晶的分子排序發(fā)生了改變，這種重新排序需要一定時間，

6、反映在時間響應(yīng)曲線上，用上升時間τr和下降時間τd描述。給液晶開關(guān)加上一個如圖3上圖所示的周期性變化的電壓，就可以得到液晶的時間響應(yīng)曲線，上升時間和下降時間。如圖3下圖所示。上升時間：透過率由10%升到90%所需時間；下降時間：透過率由90%降到10%所需時間。液晶的響應(yīng)時間越短，顯示動態(tài)圖像的效果越好，這是液晶顯示器的重要指標(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

7、性液晶光開關(guān)的視角特性液晶光開關(guān)的視角特性表示對比度與視角的關(guān)系。對比度定義為光開關(guān)打開和關(guān)斷時透射光強(qiáng)度之比，對比度大于5時，可以獲得滿意的圖像，對比度小于2，圖像就模糊不清了。圖4表示了某種液晶視角特性的理論計算結(jié)果。圖4中，用與原點的距離表示垂直視角（入射光線方向與液晶屏法線方向的夾角）的大小。圖中3個同心圓分別表示垂直視角為30，60和90度。90度同心圓外面標(biāo)注的數(shù)字表示水平視角（入射光線在液晶屏上的投影與0度方向之間的夾角）

8、的大小。圖3中的閉合曲線為不同對比度時的等對比度曲線。由圖4可以看出，液晶的對比度與垂直與水平視角都有關(guān)，而且具有非對稱性。若我們把具有圖4所示視角特性的液晶開關(guān)逆時針旋轉(zhuǎn)，以220度方向向下，并由多個顯示開關(guān)組成液晶顯示屏。則該液晶顯示屏的左右視角特性對稱，在左，右和俯視3個方向，垂直視角接近60度時對比度為5，觀看效果較好。在仰視方向?qū)Ρ榷入S著垂直視角的加大迅速降低，觀看效果差。5液晶光開關(guān)構(gòu)成圖像顯示矩陣的方法液晶光開關(guān)構(gòu)成圖像顯

9、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），場發(fā)射顯示（FED）。這些顯示器因為要發(fā)光，所以要消耗大量的能量。液晶顯示器通過對外界光線的開關(guān)控制來完成信息顯示任務(wù)，為非主動發(fā)光型顯示，其最大的優(yōu)點在于能耗極低。正因為如此，液晶顯