1、<p>　　學(xué)期:大一下學(xué)期 課程名：《 綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 》 課序號(hào)：202173020 姓名：程耀世 學(xué)號(hào)：2014141222007 </p><p>　　學(xué)期:14-15春學(xué)期 課程名：《 綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 》 課序號(hào)：202173020 姓名：程耀世 學(xué)號(hào)：2014141222007</p><p>　　液晶電光效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)

2、論文</p><p><b>　　作者：程耀世</b></p><p>　　(物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川省成都市 610225) </p><p>　　摘要：通過液晶電光效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，測(cè)出液晶光開關(guān)的電光特性曲線，由該曲線得到液晶的閾值、關(guān)斷電壓。測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓周期變化，得到液晶光開關(guān)的時(shí)間響應(yīng)曲線，由此得到液晶的上升、下

3、降時(shí)間。測(cè)量由液晶光開關(guān)矩陣構(gòu)成的液晶顯示器的視角特性及在不同視角下的對(duì)比度，并結(jié)合液晶顯示屏的工作原理創(chuàng)新假想通過液晶顯示3D立體圖像。</p><p>　　關(guān)鍵詞：液晶透光率；液晶電光特性；3D圖像</p><p>　　中國(guó)分類號(hào)：0436.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A</p><p>　　Comprehensive experimental st

4、udy on electro optical effect of liquid crystal</p><p>　?。–heng Yaoshi）</p><p>　?。–ollege of physical science and technology 2014141222007）</p><p>　　Abstract：Purpose: The conclus

5、ion of the electro liquid crystal electro optical property is obtained by the experiment of liquid crystal material. Method：Use the experimental data to make the relevant tables and figures, analyze the characteristics o

6、f LCD by using some eigenvalue of the table and graph, and then deduce some results from the theory. Result: The conclusion of the electro optical property of liquid crystal material is obtained and make a creative idea

7、about LCD.</p><p>　　Conclusion: To understand the electro optical properties of liquid crystal materials and to innovate it in the field of 3D.</p><p>　　Key words: liquid crystal transparency, l

8、iquid crystal electro-optical properties, 3D images.</p><p>　　液晶，即液態(tài)晶體，它具有液體的易流動(dòng)性，并保留著部分晶態(tài)物質(zhì)分子的各向異性有序排列。由于上述特性的存在，導(dǎo)致了液晶具有獨(dú)特的理化與光電特性。而液晶的電光效應(yīng)是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受電場(chǎng)調(diào)制的光學(xué)現(xiàn)象。本文主要通過對(duì)液晶材料的液晶光開關(guān)的電光特性、液晶光開關(guān)的時(shí)間響應(yīng)特性及液

9、晶光開關(guān)的視角特性的實(shí)驗(yàn)，從而得出相關(guān)結(jié)論。</p><p><b>　　1.實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　液晶是介于液體與晶體之間的一種物質(zhì)。狀態(tài)一般的液體內(nèi)部分子排列是無序的，比如水。而液晶既具有液體的流動(dòng)性，其分</p><p>　　可以使光以一定的透過率穿透液晶板。這即是液晶材料的工作原理。</p><p&

10、gt;　　對(duì)于液晶的光開關(guān)電光特性的實(shí)驗(yàn)原理如下圖，在液晶材料施加了電場(chǎng)作用之后，液晶內(nèi)部的分子會(huì)在電場(chǎng)力的牽引作用下排列。如果未加電壓，則原來的液晶分子會(huì)從液晶板的上電極的沿－45度方向排列逐步地、均勻地扭曲到下電極的沿＋45度方向排列（如下圖左圖所示），由于由理論和實(shí)驗(yàn)都證明，上述均勻扭曲排列起來的結(jié)構(gòu)具有光波導(dǎo)的性質(zhì)，</p><p>　　子又按一定規(guī)律有序排列，使它呈現(xiàn)晶體的</p>&l

11、t;p>　　各向異性。從而使得在液晶加上電壓之后，</p><p>　　學(xué)期:14-15春學(xué)期 課程名：《 綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 》 課序號(hào)： 202173020 姓名：程耀世 學(xué)號(hào)： 2014141222007</p><p>　　即偏振光從上電極表面透過扭曲排列起來的液晶傳播到下電極表面時(shí)，偏振方向會(huì)旋轉(zhuǎn)90度，所以入射的光在經(jīng)過偏振片P1后，在經(jīng)過液晶的排列結(jié)構(gòu)

12、，在偏振方向上發(fā)生90°的</p><p>　　偏轉(zhuǎn)，從與偏振片P2的偏振方向一致，從</p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年5月23日上午；</p><p>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量液晶的幾種特性參數(shù)，并熟悉液晶的顯示原理</p><p&

13、gt;　　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</p><p>　　2.1在液晶光開關(guān)電光特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，將模</p><p>　　而使光完全透過。如果給液晶材料的兩個(gè)表面加上電壓后，液晶分子在電場(chǎng)力作用下會(huì)進(jìn)行規(guī)則排列的變化，從而使得入射光在通過液晶分子結(jié)構(gòu)后在偏振方向上不再偏轉(zhuǎn)90度，即使得液晶材料的透光率降低（如圖中右圖所示）。</p><p>　　

14、式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于靜態(tài)模式，將透過率顯示校準(zhǔn)為100％，按表1的數(shù)據(jù)改變電壓，使得電壓值從0V到6V變化，記錄相應(yīng)電壓下的透射率數(shù)值。重復(fù)3次并計(jì)算相應(yīng)電壓下透射率的平均值，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制電光特性曲線，可以得出閾值電壓和關(guān)斷電壓，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表。</p><p>　　表1 液晶光開關(guān)電光特性測(cè)量</p><p>　　學(xué)期:14-15春學(xué)期 課程名：《 綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 》

15、課序號(hào)：202173020 姓名：程耀世 學(xué)號(hào)： 2014141222007</p><p>　　上圖所示，橫坐標(biāo)為給液晶板加的電壓，縱坐標(biāo)為透光率。且由該圖可得該液晶板的得出閾值電壓為1.1V和關(guān)斷電壓為2.0V。</p><p>　　2.2對(duì)于液晶光開關(guān)視角特性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，將模式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于靜態(tài)模式。首先將透過率顯示調(diào)到100％，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。</p><

16、p>　　確定當(dāng)前液晶板為金手指1插入的插槽。在供電電壓為0V時(shí)，按照表2所列舉的角度調(diào)節(jié)液晶屏與入射激光的角度，在每一角度下測(cè)量光強(qiáng)透過率最大值TMAX。然后將供電電</p><p>　　壓設(shè)置為2V，再次調(diào)節(jié)液晶屏角度，測(cè)量光強(qiáng)透過率最小值TMIN，并計(jì)算其對(duì)比度。以角度為橫坐標(biāo)，對(duì)比度為縱坐標(biāo)，繪制水平方向?qū)Ρ榷入S入射光入射角而變化的曲線。同理，對(duì)液晶板為金手指2的插入狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表

17、所示。</p><p>　　表2 液晶光開關(guān)視角特性水平方向測(cè)量</p><p>　　表3 液晶光開關(guān)視角特性垂直方向測(cè)量 </p><p>　　學(xué)期:14-15春學(xué)期 課程名：《 綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 》 課序號(hào)：202173020 姓名：程耀世 學(xué)號(hào)： 2014141222007</p><p>　　2

18、.3在時(shí)間響應(yīng)特性實(shí)驗(yàn)中將模式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于靜態(tài)模式，透過率顯示調(diào)到100%，然后將液晶供電電壓調(diào)到2.00V，在液晶靜態(tài)閃爍狀態(tài)下，用存儲(chǔ)示波器或用信號(hào)適配器接模擬示波器可以得出液晶的開關(guān)時(shí)間響應(yīng)曲線。記錄下不同時(shí)間時(shí)的透過率，數(shù)據(jù)如下表所示。</p><p>　　表4 液晶光開關(guān)視角特性測(cè)量</p><p>　　3.實(shí)驗(yàn)總結(jié)及創(chuàng)新思路</p><p><

19、b>　　3.1實(shí)驗(yàn)總結(jié)：</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可得，測(cè)得該液晶板透光率達(dá)到 90%時(shí)，電 壓為 1.1V，即閾值電壓，透明率達(dá)到 10% 時(shí)電壓為 2.0V，即關(guān)斷電壓。光開關(guān)視角特性的測(cè)量及時(shí)間響應(yīng)特性則如上述表2、3所示。通過實(shí)驗(yàn)得到了扭曲向列型液晶的相關(guān)特性，對(duì)其應(yīng)用有參考價(jià)值。</p><p><b>　　3.2創(chuàng)新思路：</

20、b></p><p>　　通過本文對(duì)液晶光電門的研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)于TFT液晶顯示屏的工作原理如下:當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)棒型的液晶分子由一端射入光線時(shí)，由于液晶分子有良好的透光性能，光線可以順利的由另一端射出，當(dāng)液晶分子在電場(chǎng)的作用下</p><p>　　發(fā)生扭曲，則阻礙光線的通過，此時(shí)，可以通過改變電場(chǎng)的強(qiáng)度；達(dá)到控制液晶分子扭曲的角度，從而達(dá)到控制通過光線的強(qiáng)度的目的，也就是達(dá)到了在熒光屏上控制像

21、素點(diǎn)亮度的目的。可以思考，在三維空間的XYZ坐標(biāo)系下，在X軸垂直方向上，同時(shí)放置多塊大小、材料一致的TFT液晶板，在ITO透明導(dǎo)電層及LED光源的作用下，液晶板可以隨意以矩陣的模式去點(diǎn)對(duì)點(diǎn)得精確控制每一塊液晶板上某點(diǎn)的透光率，并能夠使得這塊液晶板后的液晶板圖像可見，即類似于3D打印的方式，將3D圖像分層，再讓液晶板分別顯示各個(gè)分層圖像。以此類推，在X軸方向上可以形成一個(gè)3D圖像，雖然該圖像只能夠從X軸方向去觀察。如果該技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，可以用