液晶光电报告模板20191021(2).docVIP

大学物理实验报告 实验名称： 液晶电光效应实验和光电池 学院：冶金学院 专业：冶金工程 班级：1906 学号姓名：吕龙俊 电话实验日期： 2020 年 10 月 15 日 第 6 周 星期 4 第 5、6 节 实验室房间号： 建筑馆313 实验组号：3 成绩 指导教师 批阅日期 年 月 日 1. 实验目的： 1.在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的光电特性曲线，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事件响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶上升时间和下降时间。 3.测量由液晶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.了解液晶光开关的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。 5.测量太阳能电池的性能 2. 实验器材： 名称 编号 型号 精度 16×16点阵液晶片 数字示波器 液晶电光效应综合试验仪 万用表 电阻箱 太阳能电池板 导线 3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明） （1）液晶光电开关的电光特性 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，随后略有变化。可以根据电光特性曲线得出液晶的阈值电压和关断电压（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）。 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。 （2）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，用上升时间和下降时间描述。给液晶开关加上一个2v 方波变化的电压，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％上升到90％所需时间；下降时间：透过率由90％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他显示器，现在通过结构方面的技术改进，已达到很好的效果 （3）液晶光开关视角特性 液晶光开关的视角特性体现在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。 我们分两种状态进行测量。第一种：不给晶片加电压，从视角一侧75度测到另一侧75度，每隔5度测一次。再把电压加到2v，产生电光效应。此时理论上透射率是0，但实验实际操作中会有透射率，但测到的肯定是最小值。同样从视角一侧75度测到另一侧75度。算出对比度，画出对比度与视角关系曲线。 （4）演示液晶显示器成像原理 矩阵开关板上的每个按键位置对应一个液晶光开关像素。欲使显示器显示图像，需要在16*16的点阵液晶片找到相应的按点，一按就可以了。通过多个按键的操作，可以使显示器出现文字或图案。 （5）测量太阳能电池的性能 太阳能电池是利用半导体受光照射时的光伏效应发电。在一定光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量出其输出电压，得到伏安特性曲线。负载电阻为0时测得的最大电流ISC称为短路电流。负载断开时测得的最大电压VOC称为开路电压。 4. 实验内容与步骤 （1）液晶光电开关的电光特性 打开开关，注意版面模式转换开关，把它点亮。一束光透过晶片打到接收器，检测透射率。最初透射率必须大于250％，长按3秒进行透射光校准，使透射率显示为100％。增大电压测出透射率。实验后用坐标纸绘制出液晶光开关的电光特性曲线，在曲线中找到阈值电压，关断电压。 （2）测量光开关的时间响应曲线 按下示波器电源开关（静态模式，透过率显示调到100，电压调到2.00v，闪烁状态）用示波器观察此开关时间响应特性曲线，CH1,CH2，纵向电压信号每隔调到1v，横向扫描时间调到每格500ms）。 CH1：显示光开关时间响应特性曲线. CH2：显示2v的方波曲线。 按下Measure键，读取上升时间和下降时间。（3）测量光开关的视角特性 轻轻转动角度盘，度数以红色刻度线为准，转到75度。我们从一侧75度测到另一侧75度，每隔5度测一次。测完以后把电压从2v降到0v，再从一个75度测到另一侧75度，每隔5度测一次，算出对比度，画出对比度与视角关系曲线。