液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)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(duì)電磁場(chǎng)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(shí)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(dòng)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(guò)液晶時(shí)，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(chǎng)

2、作用下，偶極子會(huì)按電場(chǎng)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(chǎng)引起的液晶光學(xué)性質(zhì)的改變稱(chēng)為液晶的電光效應(yīng)電光效應(yīng)。測(cè)量液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性電光特性曲線(xiàn)，得到液晶的閾值電壓和關(guān)斷電壓；測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓周期變化時(shí)液晶光開(kāi)關(guān)的時(shí)間響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)，得到液晶的上升時(shí)間和下降時(shí)間；測(cè)量由液晶光開(kāi)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(duì)比度，了解液晶光開(kāi)關(guān)的工作條件。了解液晶光開(kāi)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(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)時(shí)間】：5月16日上午；【實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件】：室溫25℃【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?在掌握液晶光開(kāi)關(guān)的基本工作原理的基礎(chǔ)上，測(cè)量液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性曲線(xiàn)，并由電光特性曲線(xiàn)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(kāi)關(guān)的時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)，并由時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)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(kāi)

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(duì)比度，了解液晶光開(kāi)關(guān)的工作條件。4了解液晶光開(kāi)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?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器】：液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)，液晶片一塊逐漸降低，在一定電壓下達(dá)到最低點(diǎn)，此后略有變化。可以根據(jù)此電光特性曲線(xiàn)圖得出液晶的閾值電壓和關(guān)斷電壓。閾值電壓：透過(guò)率為90％時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓；關(guān)斷電壓：透過(guò)率為10％

5、時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓。液晶的電光特性曲線(xiàn)越陡，即閾值電壓與關(guān)斷電壓的差值越小，由液晶開(kāi)關(guān)單元構(gòu)成的顯示器件允許的驅(qū)動(dòng)路數(shù)就越多。TN型液晶最多允許16路驅(qū)動(dòng)，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(xiàn)的陡度，增加驅(qū)動(dòng)路數(shù)。3液晶光開(kāi)關(guān)的時(shí)間響應(yīng)特性液晶光開(kāi)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(kāi)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，

6、反映在時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)上，用上升時(shí)間τr和下降時(shí)間τd描述。給液晶開(kāi)關(guān)加上一個(gè)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(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)，上升時(shí)間和下降時(shí)間。如圖3下圖所示。上升時(shí)間：透過(guò)率由10%升到90%所需時(shí)間；下降時(shí)間：透過(guò)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(guò)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(kāi)關(guān)的視角特

7、性液晶光開(kāi)關(guān)的視角特性液晶光開(kāi)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(kāi)關(guān)打開(kāi)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(mǎn)意的圖像，對(duì)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(jì)算結(jié)果。圖4中，用與原點(diǎn)的距離表示垂直視角（入射光線(xiàn)方向與液晶屏法線(xiàn)方向的夾角）的大小。圖中3個(gè)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(xiàn)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(xiàn)為不同對(duì)比度時(shí)的等對(duì)比度曲線(xiàn)。由圖4可以看出，液晶的對(duì)比度與垂直與水平視角都有關(guān)，而且具有非對(duì)稱(chēng)性。若我們把具有圖4所示視角特性的液晶開(kāi)關(guān)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以220度方向向下，并由多個(gè)顯示開(kāi)關(guān)組成液晶顯示屏。則該液晶顯示屏的左右視角特性對(duì)稱(chēng)，在左，右和俯視3個(gè)方向，垂直視角接近60度時(shí)對(duì)比度為5，觀(guān)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(guān)看效果差。5液晶光開(kāi)關(guān)構(gòu)成圖像顯示矩陣的方法液晶光開(kāi)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(lái)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(xiàn)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(guò)對(duì)外界光線(xiàn)的開(kāi)關(guān)控制來(lái)完成信息顯示任務(wù)，為非主動(dòng)發(fā)光型顯示，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于能耗極低。正因?yàn)槿绱?，液晶顯