液晶显示原理考试题

1、选择题1. 液晶显示控制器的核心部件：BA.接口部C2. 液晶分子受到外力作用时会发生三种根本畸变，以下选项不属于这三种畸变的是:A.展曲形变B.弯曲形变3以下哪些选项不是正偏光显微镜下液晶的结构：D A.焦锥结构 B.平面结构C.指纹结构 D.螺旋结构4. 人的各种感觉器官从外界获取信息量最大的是：CA.味觉B.听觉C.视觉D.触觉5. 对于自然光其偏振度 P是：AA. 0 B. 1 C. 0.5 D.无法确定6. 对于完全偏正光其偏振度为：B A. 0 B丄 C. 0.5 D.无法确定7. 以下不是产生线性偏振光的方法8. 对于线性偏正光加上1. 4波片，出射光是A.线性偏振光 B.圆偏振

2、光 C.椭圆偏振光D.局部偏振光A. SB. SC. sd dd/ 2d9. 以下表达式不是有序度的表达式：D/sol sol/sol sol/D.S3cot210.对于正性液晶，那么 nen°，那么o光对应的是快轴，对于光矢量沿x轴的振幅为Eo的线1 0B.0 1C.D.123T11.对于左旋圆偏振光，归一化琼斯矢量为：(B )A.B- < 2 iC. 212.对于线性偏振器件，透光轴与X轴成G,那么根据表达式Gcos22 sin (2 )4sin(2 ) sin2可得其琼斯矩阵为：()3414A. G4_34B. G丄 12 21 12 2C. G14_3_4"3

3、3.7D. G填空题1.液晶是物质的第四态一一介于液态和晶态之间的中间相。液晶根据其形成机制,分为热致液晶和溶致液晶;2.对于某向列型液晶材料而言,其温度从熔点变化到清亮点过程中,般发生如下过程的相变，固相t近晶型B相t近晶型C相t近晶型 A相t向列相t各向同性液体;11 0 03.对于单轴各向异性晶体,如果取主轴坐标系0220,那么其折射率张量矩阵中33的三个对角元的关系是:112233。4. 液晶显示的原理首先是利用了偏光片产生平行光特点，在两层正交的偏光片之间参加液晶，利用不加电场时液晶分子的旋光性和加电场时液晶分子的分布产生畸变的现象,形成显示效果。5. 蓝光波长范围是：420470n

4、m :6. 目前TFT-LCD电视机的主流技术 VA和IPS模式。7. TFT的关键工艺有：光刻工艺，蚀刻工艺，薄膜制备工艺，掺杂工艺：8. TFT在平板显示中的作用是 利用补偿电路，形成补偿电容，为像素提供单独的补偿电压， 延长该像素的驱动时间，提高像素的比照度 画图题1. 请按 1/DUTY 的设计方案画出标准的 COM 公共端和 SEG 数据端， COM 用 C1， C2 ，C3，C4 表示， SEG 用 S1，S2 表示。2. 对于 GH 效应作为原理的显示器件，请分别画出正负性显示原理图。简单题1比拟胆甾型液晶，近晶型 C和向列型液晶在结构和物理性质上的异同。答：这三种液晶在结构上的

5、相同之处：液晶分子均是细长的，分子均是刚性的。物理性质的相同之处：均有介电各向异性和光学各向异性。结构上的不同之处：1胆甾型液晶分子呈扁平形状，分子排列成层，层内分子类似于向列相排列，分子长轴平行于层平面，不同层的分子长轴方向沿层的法线方向排列成螺旋结构， 分为左旋和右旋结构；2近晶型C*液晶分子与层面成倾斜排列，液晶分子结构中含不对 称的手性基团，能形成扭转的螺旋结构，为正光性双轴晶体；3向列型液晶由棒状分子组 成，近似于平行取向，具有一维取向有序，分子排列不分层，它能上下、左右、前后滑动， 有序度低，粘度小。三种液晶在物理性质上不同之处为：1胆甾型液晶的双折射n 0,光学各向异性有三种效应

6、，光波导效应、布拉格效应、旋光效应。2近晶型C*液晶为正光性双轴晶体，具有胆甾型液晶的光学性质。3向列型液晶为折射椭球，n大多数情况大于零。2.TN型液晶显示器的液晶盒厚度d与双折射率n的乘积满足什么条件？如何根据设备情况和器件要求选择大小 ？答：n d应满足第一极小值点 0.48 m或第二极小值点1.01 m。当液晶显示器需要较高的响应速度时，可根据较好的设备和工艺，采用第一极小值点。当生产设备或工艺无法保证第一小值点，且需要显示器有较高的驱动路数时，采用第二极小值点。3为了得到较高的驱动路数，LCD的电光曲线应该陡峭还是比拟平缓好？设V Mo为常数C,V,o大一点对提高多路驱动能力是否有利

7、，为什么？答：LCD的电光曲线应该陡峭，才能得到较高的驱动路数。锐度为：P V901 V90 V10 1V10 V10而最大驱动路数为：NP2 1 ； P2 1 2 1 2 P2 1 2由(1)式，乂。越大那么锐度P越小，且P>1，由(2)式当P>1时，P越小N越大，既Vw大一点对提高多路驱动能力是有利的。4请分别列举我们学习过的作为显示器件的原理?5. 胆甾型液晶由那些光学性质，分别的条件是什么？答：胆甾型液晶光学有三种效应，分别是光波导效应，布拉格效应，旋光效应。对应的条件为:光波长远小于螺距，光波长约等于螺距，光波长远大于螺距。6. 宾主效应的液晶排列方式有哪几种，哪种方式使

8、用正性液晶，哪种方式使用负性液晶？答：宾主效应的液晶排列方式有沿面排列，垂直排列和HAN型排列。沿面排列方式使用正性液晶，垂直排列方式使用负性液晶，HAN型排列既可以使用正性液晶，也可以使用负性液晶。7. 盒厚和液晶的粘度均增加一倍，液晶的响应时间如何变化? 答：由弛豫时间表达式on2k'off2k可知当厚度增加一倍后液晶的响应时间变为原来的4倍；液晶的粘度增加一倍后，液晶的响应时间变为原来的 2倍，两个因素相加，响应时间变为原来的8倍。k33kn和盒厚度提高TN型液晶显示器件的多路驱动能力?答：根据液晶的锐度表达式：V90V500.133 0.026610.0443 Innd为了改善

9、锐度特性，即为了减小50 90 ,可以用两种方案：一种是在材料上想方法，选择一nd种材料使得k33 kn ;另一种是在 LCD的构参数上想方法，让In 0 ,按照入射光2波长为绿光的波长计，0.5 m，这时 nd 1。这正好是第二极小点，此时电光特性曲线最陡，所以得到比照度大的显示。9. 纯矩阵型液晶显示器的电源需要产生哪些电平？答：应该提供6种电平：S D,S,S D,2D,D,0或者 V。，。. b,V。1 1 b ,2V。b,V。1 2 b ,010. 请问LCD本身可以实现全彩色显示吗？目前LCD实现全彩显示最成熟技术是什么 ？请简单描述之。答：不能。目前LCD实现全彩色显示最成熟的技

10、术是“微彩色膜方式，将一个点阵像素分割为三个子像素，并在对应位置的器件的内外表设置R、G、B三个微型滤色膜，LCD仅作为光阀使用，控制每个子像素光阀就可以控制R、G、B三个滤色膜透过光的通断；控制每个子像素光阀的灰度级别就可以控制 R、G、B三个滤色膜透过光的多少；利用三个子像素透过的不同光 量便可以相加混合出全彩色。11. 液晶显示器控制器具有哪些特点？简称什么？答：液晶显示器控制器应具备的特点有：1. 具备简捷的电脑接口；2. 具有一套完整的逻辑控制电路和时序发生器，实现各种显示功能；3. 具有管理显示缓冲区的能力；4. 具备扫描时序的生成，发送和显示数据的传输能力；5. 具备功能齐全的控

11、制指令集，电脑容易编程。简称为“三部一集，即接口部，控制部，驱动部和集令集。12. 在液晶显示器件中交叉效应是什么？在驱动电路上常使用什么措施来减少并消除交叉效 应？答：交叉效应是指：矩阵式 LCD的显示机理是由行，列选择电荷合成实现的，要使点阵如x, y点显示，就需要在第x行和第y列上施加电压，以使改点在电场强度到达最大。 点x,y叫做选择点。此时除了 x,y点外，第x行和第y列上的其余各点也都承受一定电压，这些 点叫半选择点。矩阵中的其余各点叫做非选择点。假设半选择点上的有效电压接近或者超过阈值电压时，在屏幕上将出现不该出现的显示，是比照度下降。在驱动电路方面最常用的是采用平均电压的措施来

12、减少并消除交叉效应。LCD13. 什么是LCD直接驱动法？直接驱动法又可以分为哪两种方法？根据以下列图判断这是哪 一种直接驱动法，并根据所给出的时序波形描述其工作原理。A,rr衆務剧T分航蛊卩答：直接驱动法是指驱动电压直接施加于像素电极上，使液晶显示直接对应于所施驱动电压图中所示的是静态驱动法的原理电路信号的一种驱动方法；有静态和动态两种驱动方法。和驱动波形。在背电极COM上施加一个持续的占空比为 1/2的连续方波。当在显示器的段电极f上，施加一个与背电极 COM上的电压波形相位相反、幅值相等、频率相同的脉冲串时，该显示段 像素部位的前后电极间即可建立起一个如f-COM样的交流电场实现显示。而

13、此时，在其他笔段电极上以a为例施加的是一串与 COM电极上的波形频率、相位相同，幅值相等的 波形时，那么这些笔段如 a丨像素部位的前后电极间那么不能形成电场，如a-COM，当然这些部位也就不能显示。计算题d。根据连续弹性体理论求液晶1液晶盒的两个面分别为沿面排列取向和垂直取向，厚度为盒中的指向失的分布?解：如右图建立直角坐标系在三个坐标轴上投影为:nxsin zI? rny 0nz cos z那么有:? d z k cos dz dzj sin?2zkddz因此,系统的自由能为:ftdxdydzdz2kdxdydz S2 02z dzdz其中S为液晶盒上x-y平面上的面积，按自由能最小的原理:

14、dzk20 d z-S20 dz代入欧拉方程得:dz2d2zdz2解得： z C1z C2边界条件:oZo得: C12zo,C2所以液晶分子指向矢与 z轴夹角为：z既液晶盒中液晶分子的指向矢分布;?x,y,z : x 0, dnx cosx 2d 2ny 0其中：“号表示右旋，“ + 号表示左旋。nz sin一 x 2d 22. E76型号的液晶清亮点为80C，请分别计算在摄氏25 C和40 C下的有序度，并计算上述液晶在清亮点相变时的能量变化。解：由表可知:kT0.22022 ,23kT 1.38 10273 80得到：v0.220220.22022202.212 10 JkTk27325v

15、v弓序度为：s0.6644kTk27340vv25 C 时:0.18640 C 时:0.195查表可知有序度为：S °.66440.190.20清亮点相变是能量变化为：v cos2 . cos2cos2 .其中 cos21 2S 1;3在清亮点的有序度 Sn 0.429得， 8.49 10 J3. 某LCD的光电特性为L 0.8 , L 0.5，计算LCD的比照度。解：测得电容0.25mm 0.25mm,盒厚5 m，基片沿面取向，其间充入液晶，电压0.1V时C 0.8 pf，在20V下测得电容C 1.26pf。请判断液晶为正性还是负性，并求:和 ：0，其中0为真空中的介电常数。解：因

16、为液晶沿面取向加电场后液晶的介电常数变大，所以是正性液晶。CdS0.1V小于阈值电压，测得的为C，那么:C d7.20 0S20V远大于阈值电压，测得的为 C，那么:/Cd0S11.3n 1.62, n1.52，工作与TN-LCD模式分别求出工作于第一和第二极小对应的液晶盒厚度。解：n n n 0.1对应第一极小值时：nd 0.48那么：d 0484.8 mn对应第一极小值时：nd 1.07d 竺 10.7 mnV90 2.0v，V101.8v，求这种LCD的最大驱动路数 N，偏压比b和驱动电压 V0,提示2V0 S D 乂。化2解：根据锐度公式:pV90V10最大驱动路数：NP2 1 290

17、V90 V根据驱动电压表达式:V。1014.1Vk11k22k33 k的向列型液晶盒，采用半无界的边界条件，请计算其磁相干长度。n x cos (x)解：分子指向矢量在 xoz平面内，其表达为：ny 0nz sin (x)根据自由能表达式，分别去除三个根本形变对应的自由能:n 2sin22cos1 212 2oncos222总自由能为：Fkd xH cos x $ dxS20dxkkd2 x代入欧拉公式得：sin x cos x 00H2 dx2k因为一具有长度的平方量纲，可令0 Himko H2然后将微分方程两端乘以 dq dx，得:sin cos dlmdxd2 d?1_d2dx2dx即：22lm1 d sin2dx2dxdx解得;dxsinlm由于半无界条件：当 x时,0，缶0，代入得：C0，所以有:dx考虑lmsin0