液晶电光效应.docx

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液晶电光效应实验
【实验目的】
1、在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电常白模式。若P1和P2的透光轴相互平行，则构成常黑模式。液晶可分为热致液晶与溶致液晶。热致液晶在一定的温度范围内呈现液晶的光学各向异性，溶致液晶是溶质溶于溶剂中形成的液晶。目前用于显示器件的都是热致液晶，它的特性随温度的改变有一定变化。
5、液晶光开关的电光特性图3为光线垂直液晶面入射时本实验所用液相对透射率（以不加电场时的透射率为100%）与外加电压的关系。由图4可见，对于常白模式的液晶，其透射率随加电压的升高而逐渐降低，在一定电压下达到最低点，后略有变化。可以根据此电光特性曲线图得出液晶的阈电压和关断电压。阈值电压：透过率为90%时的驱动电压；关断电压：透过率为10%时的驱动电压。
4透射率T（%）
100
阈值电压
80
60
-\
40
_\
20
-、关断电压电压（V）
_123456

液晶的电光特性曲线越陡，即阈值电压与关断电压的差值越小，由液晶开关单元构成的显示器件允许的驱动路数就越多。TN型液晶最多允许16路驱动，故常用于数码显示。在电脑，电视等需要高分辨率的显示器件中，常采用STN（超扭曲向列）型液晶，以改善电光特性曲线的陡度，增加驱动路数。
6、液晶光开关的时间响应特性加上（或去掉）驱动电压能使液晶的开关状态发生改变，是因为液晶的分子排序发生了改变，这种重新排序需要一定时间，反映在时间响应曲线上，用上升时间Tr和下降时间Td描述。给液晶开关加上一个如图5上图所示的周期性变化的电压，就可以得到液晶的时间响应曲线，上升时间和下降时间。如图5下图所示。上升时间：透过率由10%升到90%所需时间；下降时间：透过率由90%降到10%所需时间。液晶的响应时间越短，显示动态图像的效果越好，这是液晶显示器的重要指标。早期的液晶显示器在这方面逊色于其它显示器，现在通过结构方面的技术改进，已达到很好的效果。
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图5液晶驱动电压与时间的响应图
7、液晶光开关的视角特性液晶光开关的视角特性表示对比度与视角的关系。对比度定义为光开关打开和关断时透
射光强度之比，对比度大于5时，可以获得满意的图像，对比度小于2,图像就模糊
不清了。图6表示了某种液晶视角特性的理论计算结果。图中用与原点的距离表示垂
直视角（入射光线方向与液晶屏法线方向的夹角）的大小。图中3个同心圆分别表示垂直视角为30,60和90度。90度同心圆外面标注的数字表示水平视角（入射光线在液晶屏上的投影与0度方向之间的夹角）的大小。图中的闭合曲线为不同对比度时的等对比度曲线。
图6液晶的视角特性
由图6可以看出，液晶的对比度与垂直与水平视角都有关，而且具有非对称性。若我们
把具有图中所示视角特性的液晶开关逆时针旋转，以220度方向向下，并由多个显示
开关组成液晶显示屏。则该液晶显示屏的左右视角特性对称，在左，右和俯视3个方
向，垂直视角接近60度时对比度为5,观看效果较好。在仰视方向对比度随着垂直视角的加大迅速降低，观看效果差。
8、液晶光开关构成图像显示