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度。
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的透光轴相互正交。
在未加驱动电压的情况下,来自光源的自然光经过偏振片P1后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。
在施加足够电压情况下,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,如图1右图所示。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和P2的透光轴相互平行,则构成常黑模式。
f2.液晶光开关的电光特性
图2为光线垂直液晶面入射时本实验所用液晶相对透射率(以不加电场时的透射率为100)与外加电压的关
透射率T
100
阈值电压
系。
80
由图2可见,对于常白模式的液晶,其透射率随外加
60
电压的升高而逐渐降低,在一定电压下达到最低点,此后
40
略有变化。可以根据此电光特性曲线图得出液晶的阈值电
20
关断电压
电压V
压和关断电压。阈值电压:透过率为90%时的驱动电压;
123456图2液晶光开关的电光特性曲线
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。
3.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τr和下降时间τd描述。给液晶开关加上一个如
图3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3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r