液晶电光效应.docx

实 验 报 告 评分： 11 系 09 级 学号 PB09210340 姓名 张宇鹏 日期 2010-10-7 实验仪器:本实验所用仪器为液晶光开关电光特性综合实验仪，其外部结构如图6所示。下面简单介绍仪器各个按钮的功能。模式转换开关：切换液晶的静态和动态（图像显示）两种工作模式。在静态时，所有的液晶单元所加电压相同，在（动态）图像显示时，每个单元所加的电压由开关矩阵控制。同时，当开关处于静态时打开发射器，当开关处于动态时关闭发射器；液晶光开关电光特性综合实验仪静态闪烁/动态清屏切换开关：当仪器工作在静态的时候，此开关可以切换到闪烁和静止两种方式；当仪器工作在动态的时候，此开关可以清除液晶屏幕因按动开关矩阵而产生的斑点；供电电压显示：显示加在液晶板上的电压，范围在0.00V7.60V之间；供电电压调节按键：改变加在液晶板上的电压，调节范围在0V7.6V之间。其中单击按键（或按键）可以增大（或减小）0.01V。一直按住按键（或按键）2秒以上可以快速增大（或减小）供电电压，但当电压大于或小于一定范围时需要单击按键才可以改变电压；透过率显示：显示光透过液晶板后光强的相对百分比； 透过率校准按键：在接收器处于最大接收状态的时候（即供电电压为0V时），如果显示值大于“250”，则按住该键3秒可以将透过率校准为100；如果供电电压不为0，或显示小于“250”，则该按键无效，不能校准透过率。液晶驱动输出：接存储示波器，显示液晶的驱动电压；光功率输出：接存储示波器，显示液晶的时间响应曲线，可以根据此曲线来得到液晶响应时间的上升时间和下降时间；发射器：为仪器提供较强的光源；液晶板：本实验仪器的测量样品；接收器：将透过液晶板的光强信号转换为电压输入到透过率显示表；开关矩阵：此为1616的按键矩阵，用于液晶的显示功能实验；液晶转盘：承载液晶板一起转动，用于液晶的视角特性实验；电源开关：仪器的总电源开关。实验步骤：1. 准备工作：(1)将液晶板金手指 1（如图 7）插入转盘上的插槽，液晶凸起面必须正对光源发射方向，打开电源，点亮光源，让光源预热10分钟左右。 下图为液晶板方向（视角为正视液晶屏凸起面）(2)检查仪器初始状态：发射器光线必须垂直入射到接收器。在静态模式、液晶转盘角度为 0度、供电电压为 0V条件下，透过率显示大于“250”时，按住透过率校准按键 3秒以上，透过率可校准为100%。 2.液晶光开关电光特性测量将模式转换开关置于静态模式。首先将透过率显示调到 100，然后再进行实验。调节“供电电压调节”按键，按实验说明书上的数据改变电压，使得电压值从 0V到 6V变化，记录相应电压下的透射率数值。将供电电压重新调回0V，校准透过率。重复测量 3次并计算相应电压下透射率的平均值，依据实验数据绘制电光特性曲线，可以得出阈值电压和关断电压。3液晶光开关的时间响应特性先将实验仪左边的液晶驱动输出口和光功率输出口与示波器相连，用示波器观察透过率波形，记录上升时间和下降时间。4液晶光开关视角特性的测量 (1)水平方向视角特性的测量将模式转换开关置于静态模式。首先将透过率显示调到 100，然后再进行实验。确认当前液晶板为金手指 1以水平方向插入插槽。 将供电电压置于0V，按照实验说明书所列举的角度调节液晶屏与入射激光的角度，记录下在每一角度时的光强透过率值 Tmax。 将液晶转盘保持在 0度位置，调节供电电压为 2V。在该电压下，再次调节液晶屏角度，记录下在每一角度时的光强透过率值 Tmin。 (2)垂直方向视角特性的测量 关断总电源后，取下液晶显示屏，将液晶板旋转 90度，将金手指 2（垂直方向）插入转盘插槽重新通电，按照与 (1)相同的方法和步骤，测量垂直方向的视角特性。 5液晶显示器显示原理将模式转换开关置于动态（图像显示）模式。液晶转盘转角逆时针转到 80度，液晶供电电压调到 5V左右。按动矩阵开关面板上的按键，改变相应液晶相素的通断状态，观察由暗象素（或亮象素）组合成 的字符或图像，体会液晶显示器件的成像原理。 组成一个字符或文字后，可由“静态闪烁/动态清屏”按键清除显示屏上的图像。 实验完成后，关闭电源开关。 注意事项：1绝对禁止用光束照射他人眼睛或直视光束本身，以防伤害眼睛！2在进行液晶视角特性实验种，更换液晶板方向时，务必断开总电源后，再进行插取，否则将会损坏液晶板； 3液晶板凸起面必须要朝向激光发射方向，否则实验记录的数据为错误数据；4在调节透过率100时，如果透过率显示不稳定，则很有可能是光路没有对准，5在校准透过率100前，必须将液晶供电电压显示调到0.00V或显示大于“250” ，否则无法校准透过率为100。在实验中，电压为0.00V时，不要长时间按住“透过率校准”按钮，否则透过率显示将进入非工作状态，本组测试的数据为错误数据，需要重新进行本组实验数据记录。数据处理1. 液晶光开关的电光特性曲线 由图上数据：阈值电压=1.1v, 关断电压=1.8v.2. 液晶光开关的时间响应特性 次数123平均上升时间（ms)40.038.040.039.3下降时间（ms)40.040.040.040.0即上升时间平均为39.3ms, 下降时间平均为40.0ms.3. 液晶光开关视角特性-75-70-65-60-55-50-45-40-35水平Tmax29.740.852.362.771.478.685.389.892.5Tmin2.63.4404.24.34.34.44.74.9Tmax/Tmin11.42120013.0814.9316.6018.2819.3919.1118.88垂直Tmax35.34755.161.166.370.574.378.281.7Tmin36.748.757.36468.77067.361.452.5Tmax/Tmin0.960.970.960.950.971.011.101.271.56-30-25-20-15-10-50510152095.197.498.298.498.799.210010110210310455.154.94.74.54.54.44.44.54.819.0219.1019.6420.0821.0022.0422.2222.9523.1822.8921.6786.28992.395.597.598.799.499.699.398.396.343.533.324.817.411.36.94.54.5712.420.21.982.673.725.498.6314.3022.0922.1314.197.934.7725303540455055606570751051041021019792.385.276.766.753.838.85.15.35.45.35.155.15.35.44.93.820.5919.6218.8919.0619.0218.4616.7114.4712.3510.9810.2194.192.389.587.284.982.780.276.470.560.246.730.142.353.764.573.279.381.379.473.362.447.63.132.181.671.351.161.040.990.960.960.960.98水平方向对比度与角度关系曲线如下：23.1910.07由图可读出水平方向对比度最大值为23.19，对应角度约为10.07。事实上在-75到75范围内对比度都大于5，故可认为这范围水平视角都不错。垂直方向对比度与角度关系曲线如下：19.09-16.222.7123.37由图可读出垂直方向对比度最大为23.37，对应角度约为2.71。对比度为5时对应角度约为-16.22和19.09，故观察角度适宜在（-16.22，19.09）。其他范围内因对比度小于5, 图像不佳。思考题：1. 施加电压的过程中，液晶样品上有时会出现成片状的斑点，说明导致这种现象出现的可能原因？实验中未曾观察到到如此的现象，且题目中出现此现象的条件过于宽泛，无法分析，故引用前人的答案：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