液晶電光特性及其應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)告老董

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目: 液晶電光效應(yīng)特性應(yīng)用姓名董芊宇學(xué)院理學(xué)院專業(yè)應(yīng)用物理學(xué)班級(jí) 2013214103學(xué)號(hào) 2013212835班內(nèi)序號(hào)222015年9月一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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，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(kāi)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(kāi)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

2、示器件的工作原理。二實(shí)驗(yàn)原理.液晶液晶態(tài)是一種介于液體和晶體之間的中間態(tài)，既有液體的流動(dòng)性、粘度、形變等機(jī)械性質(zhì)， 又有晶體的熱、光、電、磁等物理性質(zhì)。液晶與液體、晶體之間的區(qū)別是：液體是各向同性 的，分子取向無(wú)序；液晶分子有取向序，但無(wú)位置序；晶體則既有取向序又有位置序。就形成液晶方式而言，液晶可分為熱致液晶和溶致液晶。熱致液晶又可分為近晶相、向列相 和膽甾相。其中向列相液晶是液晶顯示器件的主要材料。.液晶電光效應(yīng)液晶分子是在形狀、介電常數(shù)、折射率及電導(dǎo)率上具有各向異性特性的物質(zhì)，如果對(duì)這樣的 物質(zhì)施加電場(chǎng)（電流），隨著液晶分子取向結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，它的光學(xué)特性也隨之變化，這就是 通常說(shuō)的液晶的

3、電光效應(yīng)。液晶的電光效應(yīng)種類繁多，主要有動(dòng)態(tài)散射型（口5）、扭曲向列相型（TN）、超扭曲向列相 型（STN）、有源矩陣液晶顯示（TFT）、電控雙折射（ECB）等。其中應(yīng)用較廣的有：TFT 型一主要用于液晶電視、筆記本電腦等高檔產(chǎn)品;STN型一主要用于手機(jī)屏幕等中檔產(chǎn)品; TN 型主要用于電子表、計(jì)算器、儀器儀表、家用電器等中低檔產(chǎn)品，是目前應(yīng)用最普 遍的液晶顯示器件。TN型液晶顯示器件顯示原理較簡(jiǎn)單，是STN、TFT等顯示方式的基礎(chǔ)。本儀器所使用的液 晶樣品即為TN型。.液晶顯示液晶顯示的原理主要是基于光開(kāi)關(guān)，若在加電壓前兩個(gè)偏振片剛好處于消光位置，當(dāng)電壓超 過(guò)閾值電壓時(shí)，整個(gè)裝置將由消光變?yōu)?/p>

4、通光，同樣，也可以先使檢偏器處于通光位置，高電 壓時(shí)變?yōu)橥ü狻Ｍㄟ^(guò)電壓可以控制液晶是透光還是不透光，比如控制7段數(shù)碼管上的電壓， 可以分別顯示09十個(gè)數(shù)字，顯示方式也有兩種：白底黑字和黑底白字。中.相V油M分止!im. 1小逋電時(shí)港布什，林如 u m M跚怦分一盧國(guó)布粉或及肥小.意I的AWlf期比入就自然式 r液晶光開(kāi)關(guān)工作原理圖液晶光開(kāi)關(guān)是由外加電壓來(lái)控制的。液晶在電場(chǎng)作用下透光強(qiáng)度將發(fā)生變化，其電光曲線如 圖所示。一般，將透光強(qiáng)度變化10%時(shí)的外加電壓稱為閾值電壓，透光強(qiáng)度變化90%時(shí)的外加.液晶光開(kāi)關(guān)的時(shí)間響應(yīng)特性電壓改變時(shí)，液晶排列方式的改變有一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程，稱之為響應(yīng)時(shí)間。如圖液晶透光

5、強(qiáng)度的最 大值與最小值之比為對(duì)比度，對(duì)比度越高，顯示效果越好，對(duì)比度與垂直和水平視角都有關(guān)， 并且視角特性具有非對(duì)稱性。液晶的相應(yīng)時(shí)間曲線三實(shí)驗(yàn)儀器1. 液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性測(cè)量1）測(cè)量液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性曲線（可多次測(cè)量取平均），并根據(jù)曲線得出閾值電壓和關(guān)斷電 壓；2）測(cè)量響應(yīng)時(shí)間（可用數(shù)字示波器的測(cè)量功能自動(dòng)測(cè)量）。用數(shù)字存儲(chǔ)示波器在液晶靜態(tài)閃爍 狀態(tài)下觀察光開(kāi)關(guān)事件響應(yīng)特性曲線，可以根據(jù)此曲線得到液晶的上升時(shí)間 t和下降時(shí)1間At。估計(jì)該液晶能夠響應(yīng)的最高頻率。22液晶光開(kāi)關(guān)水平視角特性和垂直視角特性的測(cè)量選擇供電電壓為0V和1.4V條件。作液晶的水平視角特性曲線（在一個(gè)坐標(biāo)下作兩條曲線

6、）和垂直 視角特性曲線（在一個(gè)坐標(biāo)下做兩條曲線）并分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性測(cè)量1）測(cè)量液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性曲線（可多次測(cè)量取平均），并根據(jù)曲線得出閾值電壓和關(guān)斷電壓；2）測(cè)量響應(yīng)時(shí)間（可用數(shù)字示波器的測(cè)量功能自動(dòng)測(cè)量）。用數(shù)字存儲(chǔ)示波器在液晶靜態(tài)閃 爍狀態(tài)下觀察光開(kāi)關(guān)事件響應(yīng)特性曲線，可以根據(jù)此曲線得到液晶的上升時(shí)間 t和下降1時(shí)間At。估計(jì)該液晶能夠響應(yīng)的最高頻率。22液晶光開(kāi)關(guān)水平視角特性和垂直視角特性的測(cè)量選擇供電電壓為0V和1.4V條件。作液晶的水平視角特性曲線（在一個(gè)坐標(biāo)下作兩條曲線） 和垂直視角特性曲線（在一個(gè)坐標(biāo)下做兩條曲線）并分析。五實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1液晶光開(kāi)關(guān)的電光特

7、性測(cè)量1）測(cè)量液晶光開(kāi)關(guān)的電光特性曲線電壓（V）00.50.81.01.21.31.41.51.61.72.03.04.05.06.0透射率（）1100100999054352010300000029999999054352010300000031001009991543520103000000平均1001009990543520103000000一 一透射;舉1% )120ig:-4i100 -I由上圖可知閾值電壓為1.0V，關(guān)斷電壓為1.5V。2）測(cè)量響應(yīng)時(shí)間由示波器測(cè)得At1=40ms，At=40ms。因此響應(yīng)時(shí)間為At =2A t +1At = 80ms。2估計(jì)該液晶能夠響應(yīng)的最高頻率

8、為V_ 1 min A t_ 1 0.08二125/ ms2. 液晶光開(kāi)關(guān)水平視角特性和垂直視角特性的測(cè)量。角度-85-80-75-70-65-60-55-50-45-40水平Tmax11515294359708189視角Tmin111112691214特性Tmax/Tmin115152921.59.837.786.756.36垂直Tmax1113111830385264視角Tmin1131014171814136特性Tmax/Tmin110.330.30.791.061.672.71410.67角度-35-30-25-20-15-10-50510水平Tmax91999910210310110

9、0101102105視角Tmin16161816161818181919特性Tmax/Tmin5.696.195.56.386.445.615.565.615.375.53垂直Tmax71858897101102103104103104視角Tmin11111311213142特性Tmax/Tmin71858897101349.364.953.322.48角度15202530354045505560水平Tmax107104104100988983705949視角Tmin181919181715121063特性Tmax/Tmin5.945.475.475.5655.765.936.9279.831

10、6.33垂直Tmax105989484786457453224視角Tmin49597072797774746253特性Tmax/Tmin2.141.661.341.170.990.830.770.610.520.45角度6570758085水平視角 Tmax34241011特性Tmin11111Tmax/Tmin34241011垂直視角Tmax149111特性Tmin41301761Tmax/Tmin0.340.300.060.171水平視角特性曲線Tmax1059075- - Tmin705 也-75垂直視角特性曲線Tmax/Tmin （水平）Tmax/Tmin （垂直）10080 -6040 -200 -2040 -6080 -100 -205.加 75Tmax/Tmin 圖六實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次“液晶電光效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中