2021年液晶電光效應(yīng)實驗報告

1、2021 年液晶電光效應(yīng)實驗報告液晶電光效應(yīng)實驗報告【試驗?zāi)康摹? 在把握液晶光開關(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)動電壓周期改變時，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) . 和把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?！驹囼瀮x器】液晶電光效應(yīng)試驗儀一臺，液晶片一塊【試驗原理】1液晶光開關(guān)

2、的工作原理液晶的種類許多，僅以常用的 TN （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，液晶分子的樣子猶如火柴一樣，為棍狀。棍的長度在十幾埃（ 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)表面涂有透亮電極，電極的表面預(yù)先作了定向處理（可用軟絨布朝一個方向摩擦，也可在電極表面涂取向劑），這樣，液晶分子在透亮電極表面就會躺倒在摩擦所形成的微溝槽里；電極表面的液晶分子按肯定方向排列，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

3、方向相互垂直，所以從俯視方向看，液晶分子的排列從上電極的沿45 度方向排列逐步地、勻稱地扭曲到下電極的沿45 度方向排列，整個扭曲了 90 度。理論和試驗都證明，上述勻稱扭曲排列起來的結(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，偏振方向會旋轉(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)動電壓的狀況下，來自光的自然光經(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，其偏振面旋轉(zhuǎn)了90。這時間的偏振面與 P2 的透光

4、軸平行，因而有光通過。在施加足夠電壓狀況下（一般為 12 伏） ，在靜電場的作用下，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方向排列。于是原來的扭曲結(jié)構(gòu)被破壞，成了勻稱結(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不再旋轉(zhuǎn)，保持原來的偏振方向到達(dá)下電極。這時間的偏振方向與P2 正交，因而光被關(guān)斷。由于上述光開關(guān)在沒有電場的狀況下讓光透過，加上電場的時候光被關(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。熱致液晶在肯定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)液晶的光學(xué)各向異性，溶致

5、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，它的特性隨溫度的轉(zhuǎn)變而有肯定改變。2 液晶光開關(guān)的電光特性對于常白模式的液晶，其透射率隨外加電壓的上升而漸漸降低，在肯定電壓下達(dá)到最低點，此后略有改變?？梢砸罁?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)生轉(zhuǎn)變，是由于液晶的分子排序發(fā)生了轉(zhuǎn)變，這種重新排序需要肯定時間，反映在時間響應(yīng)曲線上，用上升時間 r 和下降時間 d 描述。給液晶開關(guān)加上一個周期性改變的電壓，就可以得到液晶的時間響應(yīng)曲線，上升時間和下降時間。上升時間：透過率由 10 升到 90 所需時間；

6、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，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)斷時透射光強度之比，對比度大于 5 時，可以獲得滿足的圖像，對比度小于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 機發(fā)光二極管（OLED顯示，真空熒光管顯示（VFD ,場放射顯示（FED o這些 顯示器由于要發(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)掌握來完成信息顯示任務(wù)，為