2023年通信电子计算机技能考试-平板显示技术考试考试历年重点考核试题含答案

2023年通信电子计算机技能考试-平板显示技术考试考试历年重点考核试题含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共50题)1.设计一款4.5英寸，分辨率为960×640的显示屏，能达到多少ppi？长宽比为4：3的话，像素间距能达到多少？2.简述pn结的电致发光的过程。3.简述TFT制作中的各种薄膜采用的成膜方法。4.简述聚焦型FED的结构特点和性能优点。5.几种常见的电子发射是什么？6.简述LED背光源技术的发展趋势。7.描述第一个液晶显示器采用的显示原理。8.简述采用5次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程的难点与特点。9.LED背光源采用的是白光LED，还是RGB三基色LED，哪种更有优势？10.简述氧化物薄膜晶体管驱动OLED的优势，以及当前的研究热点？11.简述PDP显示面临的问题？适合应用在哪些领域？12.简述电流复制型和电流镜电路的驱动原理。13.试分析如何减少绝缘膜的针孔及工业上采用的方法。14.简述采用9次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程技术关键。15.简述TFT-LCD的工作原理。16.简述电容式触摸屏的优点。17.在一个演出的场合需要使用200英寸以上的显示器，你选择哪种显示器？为什么？选18.简述底发射型OLED的优点。19.简述彩色显示的原理。20.源漏电极很多工厂采用的复层材料Mo/Al/Mo，试分析上下层Mo的作用。21.简述液晶显示器的分类及英文缩写。22.OLED如何实现彩色显示？23.简述有机材料的光致发光的过程。24.简述MVA技术的显示原理。25.简述背沟道刻蚀型结构的优缺点。26.简述LED和OLED电致发光的发光原理的区别。27.简述铁电液晶的工作原理。28.描述彩色光的3个基本参量是什么？各是什么含义？29.简述热电子发射和冷发射的区别。30.描述无源矩阵的点阵式驱动的原理。31.试分析在背沟道阻挡结构的第二次光刻中，采用了背曝光为什么还要采用一次曝光？直接使用一次曝光不行吗？32.光度学中有哪几个主要物理量？它们是如何定义的？各自的单位是什么？33.简述分子轨道理论。34.简述柔性显示面临的技术瓶颈。35.简述激光光阀显示的结构及显示原理。36.简述FED与CRT显示原理的异、同点。37.为什么用限流电阻可改善微尖型FED电子发射的均匀性和稳定性？38.简述CRT显示的原理。39.简述TFT在液晶显示器中的作用。40.简述电阻式触摸屏的工作原理。41.LED主要制作工艺是怎样的？42.简述2T1C驱动原理及面临的问题。43.简述有源矩阵液晶显示器的主要组成部件。44.简述a-Si：HTFT驱动OLED面临的困难，实现a-Si：HTFT驱动的解决办法？45.如何降低PDP工作电压？46.为什么说AC-PDP具有存储特性？存储特性对图象显示有什么好处？47.简述自对准结构的优点。48.简述有源矩阵的驱动原理。49.简述MOSFET的两个电场。50.非晶硅是哪种半导体，其能带的特点？第1卷参考答案一.参考题库1.正确答案:2.正确答案:pn结是在一块半导体两侧做不同的掺杂，一侧掺杂为p型，另一侧掺杂为n型，在界面处就构成了pn结，形成空间电荷区。pn结在正向电压下，p端加正，n端加负，非平衡少数载流子的电注入，在p侧和n侧注入少数载流子与多数载流子复合发光的现象。3.正确答案:栅电极、源漏电极的金属材料：Al、MoW、AlNd/Mo、AlNd/MoNx、Mo/Al/Mo等采用溅射；像素电极ITO透明氧化物材料采用溅射；栅极绝缘膜SiNx、SiOx采用PECVD；半导体层a-Si：H、欧姆接触层n+a-Si材料采用PECVD；保护膜（钝化膜）SiNx材料采用PECVD。4.正确答案:三极型FED中.发射电子的横向速度很大，几乎和纵向速度可以比拟。横向速度导致电子发散角大，到达阳极后的束斑很大，限制了显示器分辨率的提高。为了达到一定的分辨率，只有采用邻近聚焦的方法，即将阳极靠近发射极。普通的FED中阴极和阳极间距在200-300m之间。为了防止电击穿，阳极电压往往在500V以下，因此只能采用低压荧光粉。由于低压荧光粉性能远远低下高压荧光粉，低压FED的显示性能很不理想。 当阴极电压超过5000V时，可以采用中高压焚光粉，其亮度效率和色度都可以达到理想的效果。要解决电击穿问题，阴阳极间距需要加大到2mm以上。这么大的极间距，电子束发散问题将非常严重，分辨率会明显降低。聚焦FED是解决高电压工作的一种可行结构，除了引出电子的栅极外，增加电子聚焦栅极，减小电子束的发散度，实现高阳极电压工作。结构主要有竖直同轴聚焦型和共面聚焦型。5.正确答案:所谓电子发射是指电子从阴极逸出进入真空或其它气体媒质中的过程。 表面势垒：克服阻碍其逸出物体表面的力。 电子发射按照其获得外加能量的方式，即电子的受激发方式分为以下四种：热电子发射，光电子发射，次级电子发射及场致电子发射。 1.热电子发射：增加发射体内部电子的能量使其获得超过表面势垒的能量的电子发射 2.光电子发射：即外光电效应，电子靠光辐射吸收光量子能量而逸出物体产生的发射； 3.次级电子发射：界外获得能量的电子穿入物体内部，把能量传递给物体内部的电子，使之逸出的发射方式； 4.场致电子发射：也称冷发射，在物体表面外加电场降低表面势垒而得到的电子发射。6.正确答案:1）减少LED背光源颗粒； 2）廉价直下式LED背光源。7.正确答案:动态散射效应显示原理：在液晶材料上施加电场，外加电场直接对液晶分子作用，使液晶分子长轴按照电场相应地排列，如n型液晶垂直电场方向有序排列；液晶中微量杂质的带电粒子受电场作用后分别向两极移动，使离子所过之处液晶分子受到离子冲击而转动，破坏液晶分子的有序排列；电场继续增加，液晶分子处于不断摇摆状态，发生紊乱，造成液晶屏各部分折射率分布的不均匀。有光通过液晶屏，入射光会被散射掉。8.正确答案:5次光刻分别为源漏电极、有源岛、栅极、过孔、ITO像素电极。 第一次光刻在玻璃基板上沉积一层基层薄膜，溅射源漏金属层，光刻出源漏电极及信号线。第二次光刻用PECVD方法连续沉积介质层、非晶硅层，利用高温环境去氢处理，再激光晶化转变成多晶硅薄膜。光刻出有源岛图形。第三次光刻先用PECVD方法沉积绝缘膜，相当于第二层介质层。再用溅射栅极金属层，光刻出栅极及扫描线。利用栅极掩膜遮挡离子注入形成源区和漏区。 第四次光刻用PECVD方法沉积钝化层，相当于第三层介质层，保护TFT。光刻形成需要的孔，让下面金属曝露出来及形成相应的连接。孔有两种：第一种是需要连续刻蚀第三层介质层、第二层介质层、第一层介质层，露出源漏金属层；第二种是刻蚀第三层介质层，露出栅极金属层。 第五次光刻形成像素电极。并且用像素电极与多晶硅的源区和漏区接触，与源漏电极相连。 存储电容为传统结构，由栅极金属层和像素电极ITO，中间夹着第三介质层构成。9.正确答案:白色光LED背光源采用能发出白色光的LED光源代替原来的CCFL荧光管。结构与CCFL背光源基本一致，主要差别是CCFL是线光源，而LED是点光源。优点是：结构简单、亮度可动态调节、容易实现区域控制、对比度很高。由于白光LED不涉及背光源的调光，在电路结构方面要求不高。在成本上比RGB-LED背光源低。缺点是：在色彩显示特性方面上不如RGB-LED电视，一般只能达到NTSC色域的70%左右。 RGB-LED背光源的优点是： 1）高色彩表现力。采用RGB三原色独立发光器件，能实现广色域； 2）高动态对比度。RGB-LED电视可以支持背光区域调光技术，亮度调节更容易实现，对比度能够达到千万：1级，提高了电视的图像质量。RGB-LED背光源的缺点是：成本高；需要单独的调光电路和更好的散热结构；结构复杂，难以做到轻薄化。 从性能上比RGB三基色LED更有优势，从成本上比白光LED更有优势。10.正确答案:优点是载流子迁移率为10cm2/Vs左右，阈值电压的变化与LTPS相当，可以采用溅射方法制作，不受基板尺寸限制，对现在的TFTLCD生产线不需要较大改动。 研究热点在于：1）由于载流子有氧空位，制造过程和工作状态下易受到影响，TFT特性稳定性和工艺重复性差，成为量产前急需解决的一个关键技术难题。通过在成膜后施加热处理，有望改善； 2）在相同体系中其他半导体材料的研发，减少贵金属材料的使用，降低材料成本； 3）更为便宜的制造工艺的研发，如涂布和喷印技术。11.正确答案:面临的问题：1）PDP显示器中，存在等离子体对荧光粉的烧伤问题； 2）PDP显示器中为防止像素间的放电干扰，必须采用障壁结构； 3）PDP的等离子体是在高压下产生的，某些像素要获得高亮度还需要更高的瞬时功率，成本高； 4）PDP显示器的单元像素变小时，发光效率会降低，亮度也会下降。PDP的发光效率较CRT明显低很多。 应用：只适用于比较大、清晰度较低的显示器。12.正确答案:电流复制型驱动原理可以分为两步信号电流写入和复制发光两步，以p沟道TFT为例。信号电流写入阶段，信号线输入信号电流，同时要将驱动管T4流过的信号电流相应的栅源电压VGS，存储在储存电容里；重新复制一样或成比例的电流流过OLED发光。电流镜驱动原理也是分为两个过程，信号电流写入、复制发光。13.正确答案:一般采用多层薄膜叠加的栅绝缘膜，还有许多采用连续生长的办法。还有在两层绝缘膜之间加清洗的方法。14.正确答案:1）第一次光刻有源岛； 2）第二次光刻栅极； 3）第三次光刻n-区和n+区掺杂； 4）第四次光刻p+区掺杂； 5）第五次光刻过孔及第六次光刻源漏电极； 6）第七次光刻金属M3层和第八次光刻过孔 7）第九次光刻像素电极。 技术关键是第三次光刻采用SiNx等材料作为沟道保护层，而在顶栅结构中用栅极图形自对准掩膜部分阻挡掺杂。首先利用涂胶曝光显影后形成光刻胶的图形。光刻胶的图形覆盖n沟道TFT的沟道区域和Los区、驱动部分p沟道TFT的有源岛区域。用磷烷（PH3）通过离子掺杂（或离子注入）掺入磷P，除光刻胶覆盖区域外形成了磷掺杂区域，掺杂浓度为1017~1018cm-3，为轻掺杂的电子导电的n-区。去胶后用栅极做掩膜，再进行磷掺杂。有源岛的Los区域轻掺杂了磷，而有源岛的源区和漏区第二次掺杂磷后，形成重掺杂区，掺杂浓度变为1020~1021cm-3。有源岛形成了三种状态，重掺杂的电子导电区n+区、部分轻掺杂的n-区和未掺杂的多晶硅沟道区。轻掺杂的n-区主要用于形成LDD结构的Los区。重掺杂的n+区主要用于作n沟道TFT的源区和漏区。15.正确答案:TFT液晶显示器是普通TN型工作方式。在下基板上要光刻出行扫描和列寻址线，构成一个矩阵，在其交点上制作出TFT有源器件和像素电极。同一行中与各像素串连的场效应管（FET）的栅极是连在一起的。而信号电极Y将同一行中各FET的漏极连在一起。而FET的源极则与液晶的像素电极相连。为了增加液晶像素的驰豫时间，还对液晶像素并联上一个合适电容。 当扫描到某一行时，扫描脉冲使该行上的全部FET导通。同时各列将信号电压施加到液晶像素上，即对并联电容器充电。这一行扫描过后，各FET处于开路状态，不管以后列上信号如何变化，对未扫描行上的像素都无影响，即信号电压可在液晶上保持接近一帧时间，使占空比达到百分之百，而与扫描行数无关。16.正确答案:1）操作新奇，电容式触摸屏支持多点触控，操作更加直观、更具趣味性； 2）不易误触，电容式触摸屏只感应人体的电流，只有人才能进行操作，其他物体碰触时不会有反应，避免了放在包内或兜内等误触的可能。 3）耐用度高，电容式触摸屏结构设计较好，可以有效防止尘埃、污渍对计算触点位置的影响，在防尘、防水、耐磨等方面更耐用。17.正确答案:择发光二极管显示器。因为发光二极管显示器是采用无数个小发光二极管拼接组成的显示器。不受组装数量的限制，适合于大型、户外显。18.正确答案:优点是： 1）阴极可以采用蒸镀的金属电极，器件性能好； 2）工艺简单，比较容易产业化。19.正确答案:液晶显示器利用红、绿、蓝三色彩膜的加法混色法获得各种色彩。背光源的白光射入液晶层，通过不同程度地控制每个像素上液晶分子的扭曲，照射到彩膜上红、绿、蓝三基色染料的光不同程度地通过，形成不同颜色的光在人眼混合形成彩色图像。20.正确答案:1）下层Mo的作用：Al直接与a-Si接触很容易向a-Si扩散使漏电流增大，影响TFT的关态特性，所以在Al层下面要增加一层Mo。 2）上层Mo的作用：Al容易产生小丘，表面粗超度不好，且Al与上面层ITO直接接触，容易还原ITO材料，降低ITO的电阻率，引起接触不良，因此要在Al的上面增加一层Mo。21.正确答案:液晶显示器主要分为无源矩阵和有源矩阵液晶显示器。无源矩阵液晶显示器又包括TN、STN、HTN、FSTN、ECB、铁电液晶、Ch-N相转变模式等液晶显示器。有源矩阵液晶显示器又包括二端子和三端子器件两类。二端子器件有MIM、MSI（SiNx硅氧化膜）、DR、BTB二极管、Pin二极管/（a-Si）等。三端子器件主要有MOSFET和TFT，TFT有非晶硅a-SiTFT、多晶硅p-SiTFT、氧化物ZnOTFT、化合物CdSeTFT，CdSTFT、有机TFT（OTFT）等。 22.正确答案:23.正确答案:有机材料在光的激发下，入射光的能量与分子轨道的某个能级差一致时，有机材料吸收入射光的能量，使基态电子激发到更高的激发态能级上去，形成电子和空穴对，产生激子。激子可以辐射复合和非辐射复合退激发会到基态。当吸收入射光能量产生的激子以辐射复合发出光的形式释放能量的过程称为光致发光，可以产生荧光和磷光的辐射复合，还有一部分能量以热的形式释放的非辐射复合。24.正确答案:不加电压下，液晶分子在液晶屏内并不是全部垂直基板排列。在垂直取向的作用下，一部分垂直基板排列，一部分垂直于凸起物排列，在交界处液晶分子会偏向某一个角度；上下偏振片光轴垂直，从一个偏振片通过的偏振光，穿过液晶层，到另一个偏振片后与光轴垂直，不透光呈黑态。 当加电压后，n型液晶分子在电场下要垂直电场排列，但由于垂直取向的作用，使得液晶分子在液晶屏内倾斜排列，并趋向于水平。光可以通过各层，由于双折射产生干涉，透光呈白态。在视觉观察下，MVA技术上下基板交错的三角棱状的凸起物，共同作用下两个畴的液晶分子排列更加整齐有序，利用这种不同指向的液晶分子长轴方向来实现光学补偿。25.正确答案:优点是光刻次数少，材料成本低，工艺节拍短；缺点是刻蚀选择比小，a-Si：H层相应要做得厚些，一般为1500~2000Å，工艺难度大，厚度控制要求严格。26.正确答案:发光原理的区别是： 1）LED常采用pn结和异质结结构。OLED是单层或多层薄膜结构； 2）LED用能带模型解释发光过程。OLED用激子模型解释发光过程； 3）LED电注入的电子和空穴是自由载流子，直接复合发光。 激子的束缚能小于0.1eV，在室温下的影响可以忽略。OLED电注入的电子和空穴形成激子，激子的结合能约0.4~1eV，接近带隙的数量级，激子复合而发光。27.正确答案:当对铁电液晶的液晶屏加上直流电压时，自发极化的偶极矩与电场相互作用，使液晶分子自极化方向指向电场方向，螺距变长。当电场超过一定值时，螺旋结构消失。当电场方向反向时，分子的极化方向也反向，液晶分子相对于层面法线的倾斜角也从θ变成-θ，即在基板面内变化了角度2θ。在E＜-Ec时，通过下偏振片的光，通过铁电液晶层，到上偏振片，与上偏振片光轴垂直，不能透光为暗态；当E＞+Ec时，通过下偏振片的光，通过铁电液晶层，刚好扭曲了2θ，与上偏振片光轴几乎平常，光透过为亮态。28.正确答案:色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的，不同波长产生不同颜色的感觉。色调是彩色最重要的特征，它决定了颜色本质的基本特征。 颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。饱和度是颜色色调的表现程度，它取决于表面反射光的波长范围的狭窄性（即纯度）。在物体反射光的组成中，白色光越少，则它的色彩饱和度越大。 明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应，它的大小是由物体反射系数来决定的，反射系数越大，则物体的明度越大，反之越小。明度是人眼直接感受到的物体明亮程度，可描写人眼主观亮度感觉。29.正确答案:热电子发射是利用加热物体提供能量使电子从物体表面逸出的过程。当物体温度升高，电子的无序热运动能量随之增大。升高到一定程度，电子克服体内的束缚力从物体表面逸出，发射出来进入真空。 冷阴极发射是一种场致电子发射的过程，又称自发射。当物体表面电场加强，不需要加热，阴极体内的电子在电场下获得足够的能量后，克服体内的束缚力，利用隧道效应从表面发射出来进入真空。30.正确答案:1）行电极逐行选通； 2）列电极同时施加时序信号； 3）完成一帧后，重复上述过程。31.正确答案:背曝光是一种自对准的光刻工艺，不需要掩膜版，利用栅线和栅极的金属图形做掩膜进行曝光的工艺。栅线、栅极、存储电容等有金属薄膜的地方上面的光刻胶都没有曝光，其他没有遮挡的地方都被背曝光的紫外光照到，光刻胶的性质发生改变。需要再用一次曝光，利用掩膜版掩膜把栅线和存储电容上面的光刻胶被一次曝光的紫外光照射到，留下阻挡层图像。 为了形成精确对准且能够恰好在栅极上面的i/sSiNx阻挡层小图形，采用连续两次曝光，先背面曝光再一次曝光相结合的光刻工艺。仅采用一次曝光，对版精度和图形的大小都要受到限制，工艺难度大。32.正确答案:33.正确答案:分子轨道理论概括为： 1）在分子中的任何电子，可以看成是在组成分子的所有原子核和其余电子所构成的势场中运动； 2）每一个描述单个电子运动状态的波函数就是一个分子轨道，是原子轨道的线性组合，且每个分子轨道对应一个相应的能量； 3）分子轨道中内的电子是离域化的自由电子，但只局限在该分子之内； 4）组成有机材料的多个分子构成了多个能量相近的分子轨道，但彼此之间存在一定能量差。34.正确答案:面临的技术瓶颈主要有： 1）性能差； 2）寿命低； 3）生产设备不成熟； 4）相关高科技技术还未匹配。35.正确答案:激光光阀显示由液晶盒、激光寻址组件、光源部分、屏幕四部分组成。 显示原理可以分为四个过程： 1）激光束寻址，激光器发出的激光经调制后照射到分束镜上，聚焦后投射到液晶盒上。 2）液晶分子的光学参数发生改变。光学参数与附近没有受到激光照射部分的近晶相不同，被激光投射的部分呈现出液体的光散射状态，没有被激光束投射到的液晶分子仍保持垂直表面取向的透明结构。光源的光透射状态不一样，因此控制激光束的扫描，在整个画面上形成为稳定的光散射部分和光透过部分，显示出相应的图像。 3）图像保持，激光束寻址扫描到下一点时，刚刚扫描的点液晶温度开始下降，又出现相变过程。在降温相变过程中，形成了一种光散射的焦锥结构，会一直保持图像到下一次激光照射扫描，也就是可以保持一帧的画面，类似有源矩阵液晶显示器中存储电容的功能。 4）擦除过程，在液晶盒内的透明电极上施加高于液晶分子阈值电压的电场，迫使液晶分子恢复到初始的透明状态，为图像的擦除过程。36.正确答案:37.正确答案:场发射在空间上的均匀性和时间上的稳定性方面较差，这是由发射原理决定的。在场发射中，为了产生有效发射，发射体表面电场非常强，不可能实现完全的空间电荷限制。发射电流不仅与阳极或栅极电压有关，而且与发射体参数有关。微尖场发射过程中受表面形态变化、离子轰击、气体吸附等多种因素影响，造成发射电流起伏不定。 如果没有自动反馈控制，场发射阴极很难正常工作。提高发射均匀性和稳定性的一个常用方法是增加串联电阻，其作用为： （1）限流作用。当个别发射体发射过大时，由于电阻的分压作用使电流受限，从而均衡了各发射体的发射能力； （2）当个别发射微尖与栅极发射短路时，电阻承受了电压降，其他微尖仍能正常工作。由于微尖数量极大，个别微尖的损失影响不大。如果没有串联电阻，整个发射阵列就会失效。38.正确答案:电子枪发射出电子束，用视频信号调制电子束流，用电子透镜的聚集系统来汇聚电子束，在荧光屏上将电子束聚焦。几经聚焦、调控的电子光束打在荧光粉上时，会产生亮点。通过控制电子束的方向和强度，可产生不同的颜色与亮度。当显示器接收到由计算机显示卡或由电视信号发射器所传出来的图像信号时，电子枪会从屏幕的左上角开始向右方扫描，然后由上至下依次扫射下来，如此反复的扫描即可构成人们所看到的影像。39.正确答案:TFT在液晶显示器中起着开关的作用，器件性能的优劣直接影响图像显示的质量。40.正确答案:电阻式触摸屏采用分压原理在特定方向上测定X坐标和Y坐标，以四线电阻式触摸屏为例说明工作原理。当手指或触摸笔触碰屏幕时，上下两个透明阻性层因压力作用在某一点相互接触，电阻性表面被分隔成两个电阻。触摸点坐标的测定分为两个过程。首先，当在上层电极（X+，X-）上施加电压，电压从X+位置处的Vin变化到X-位置处的0V。下层电极（Y+，Y-）不施加电压，但在触点处上下层电极接触而导通，测试下层触点处的电压就是触点处的电压。根据测试电压的数值Vout确定触点的（X+，X-）坐标。触点处相当于一个分压器，上下两个电阻串联，上面的电阻R1连接施加的电压Vin，下面的电阻R2接地。41.正确答案:42.正确答案:驱动原理： 1）当扫描线扫描到某一行，扫描线给开关TFT的栅极加电压，T1管导通； 2）信号线送入数据信号电压，经由T1管给驱动TFT栅极加电压，T2管导通； 3）信号电压同时给存储电容充电，把信号存储在存储电容中； 4）信号电压控制T2管导通后，电源线施加一个恒定的电压，T2管工作在饱和区，像素处于点亮状态。