阈值电 压:1.09V 关断电压:1.56V 2.时间响应特性实验 将模式转换开关置于静态模式,透过率显示调到100%,然后将液晶供电电压调到2.00V,在液晶静态闪烁状态下,用存储示波器 或用信号适配器接模拟示波器可以得出液晶的开关时间响应曲 和时间响应曲线图可以得到液晶的响应时间:上升时间70ms,下降时间70ms 3.液晶的视角特性实验 将模式置于静态模式,将透过率显示调到100,以水平方向 插入液晶板,在供电电压为0V 时,调节液晶屏与入射激光的角度, 在每一角度下测量光强透过率最大值 TMAX。然后将供电电压设 2V,再次调节液晶屏角度,测量光强透过率最小值TMIN,将 数据记入下表中,并计算其对比度。 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光特性曲线,并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关 断电压。 2.测量驱动电压周期变化时,液晶光开关的时间响应曲线,并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。 3.测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度,了解液晶光开关的工作条件。 4.了解液晶光开关构成图像矩阵的方法,学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式,从而了解一般 液晶显示器件的工作原理。 液晶的种类很多,仅以常用的TN(扭曲向列)型液晶为例,说明其工作原理。 TN 型光开关的结构:在两块玻璃板之间夹有正 性向列相液晶,液晶分子的形状如同火柴一样,为棍状。棍的长 度在十几埃(1 埃=10-10 米),直径为4~6 埃,液晶层厚度一般 5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极,电极的表面预先作 了定向处理(可用软绒布朝一个方向摩擦,也可在电极表面涂取 向剂),这样,液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的 微沟槽里;电极表面的液晶分子按一定方向排列,且上下电极上 的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔 斯力的作用,趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向 方向相互垂直,所以从俯视方向看,液晶分子的排列从上电极的 沿-45 度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿+45 度方向 排列,整个扭曲了 90 理论和实验都证明,上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质,即偏振光从上电极表面透过扭 曲排列起来的液晶传播到下电极表面时,偏振方向会旋转90 取两张偏振片贴在玻璃的两面,P1的透光轴与上电极的定向方向 相同,P2 的透光轴与下电极的定向方向相同,于是P1 和P2 只剩下平行于透光轴的线偏振光,该线偏振光到达输出面时,其偏振面旋转了 90。这时光的偏振面与 P2 的透光轴平行,因而 有光通过。 伏),在静电场的作用下,除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外,其他液晶分子趋 于平行于电场方向排列。于是原来的扭曲结构被破坏,成了均匀 结构。从P1 透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转,保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2 正交,因而 光被关断。 由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过,加上电场的时候光被关断,因此叫做常通型光开关,又叫做常白模式。若P1 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 变而有一定变化。 对于常白模式的液晶,其透射率随外加电压的升高而逐渐降低,在一定电压下达到最低点,此后略有变化。可以根据此电光特性 曲线图得出液晶的阈值电压和关断电压。 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τ 描述。给液晶开关加上一个周期性变化的电压,就可以得到液晶的时间响应 曲线,上升时间和下降时间。 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。 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 时,可以获得满意的图像,对比度小于2,图像就模糊不清了。 除了液晶显示器以外,其他显示器靠自身发光来实现信息显示功能。这些显示器主要有以下一些:阴极射线管显示(CRT),等 离子体显示(PDP),电致发光显示(ELD),发光二极管(LED)显示, 有机发光二极管(OLED)显示,真空荧光管显示(VFD),场发射 显示(FED)。这些显示器因为要发光,所以要消耗大量的能量。 液晶显示器通过对外界光线的开关控制来完成信息显示任务,为非主动发光型显示,其最大的优点在于能耗极低。正因为如此, 液晶显示器在便携式装置的显示方面,例如电子表、万用表、手机、传呼机等具有不可代替地位。