液晶電光效應實驗報告

1、液晶電光效應實驗實驗報告液晶電光效應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、化學性質，特殊的光學性質，以及對電磁場的敏感，現(xiàn)在已被廣泛應用于輕薄型的顯示技術上。關鍵詞關鍵詞：液晶，電光特性，時間響應特性，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，雙折射等效應。液晶分子是含有極性基團的極性分子，在電場

2、作用下，偶極子會按電場方向取向，導致分子原有的排列方式發(fā)生變化，從而液晶的光學性質也隨之發(fā)生改變，這種因外電場引起的液晶光學性質的改變稱為液晶的電光效應電光效應。測量液晶光開關的電光特性電光特性曲線，得到液晶的閾值電壓和關斷電壓；測量驅動電壓周期變化時液晶光開關的時間響應時間響應曲線，得到液晶的上升時間和下降時間；測量由液晶光開關矩陣所構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，了解液晶光開關的工作條件。了解液晶光開關構

3、成圖像矩陣的方法，學習和掌握這種矩陣所組成的液晶顯示器構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℃【實驗目的實驗目的】：1在掌握液晶光開關的基本工作原理的基礎上，測量液晶光開關的電光特性曲線，并由電光特性曲線得到液晶的閾值電壓和關斷電壓。2測量驅動電壓周期變化時，液晶光開關的時間響應曲線，并由時間響應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、關矩陣所構成的液晶顯示器的視角特性以及在不同視角下的對比度，了解液晶光開關的工作條件。4了解液晶光開關構成圖像矩陣的方法，學習和掌握這種矩陣所組成的液晶顯示器構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。【實驗儀器實驗儀器】：液晶電光效應實驗儀一臺，液晶片一塊逐漸降低，在一定電壓下達到最低點，此后略有變化。可以根據(jù)此電光特性曲線圖得出液晶的閾值電壓和關斷電壓。閾值電壓：透過率為90％時的驅動電壓；關斷電壓：透過率為10％

5、時的驅動電壓。液晶的電光特性曲線越陡，即閾值電壓與關斷電壓的差值越小，由液晶開關單元構成的顯示器件允許的驅動路數(shù)就越多。TN型液晶最多允許16路驅動，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，增加驅動路數(shù)。3液晶光開關的時間響應特性液晶光開關的時間響應特性加上（或去掉）驅動電壓能使液晶的開關狀態(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、反映在時間響應曲線上，用上升時間τr和下降時間τd描述。給液晶開關加上一個如圖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。早期的液晶顯示器在這方面遜色于其它顯示器，現(xiàn)在通過結構方面的技術改進，已達到很好的效果。4液晶光開關的視角特

7、性液晶光開關的視角特性液晶光開關的視角特性表示對比度與視角的關系。對比度定義為光開關打開和關斷時透射光強度之比，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，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逆時針旋轉，以220度方向向下，并由多個顯示開關組成液晶顯示屏。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。在仰視方向對比度隨著垂直視角的加大迅速降低，觀看效果差。5液晶光開關構成圖像顯示矩陣的方法液晶光開關構成圖像顯

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控制來完成信息顯示任務，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