液晶显示原理考试题

1、液晶显示原理考试题选择题1. 液晶显示控制器的核心部件：（B ）A.接口部 B.控制部 C.指令集D.驱动部2. 液晶分子受到外力作用时会发生三种基本畸 变，下列选项不属于这三种畸变的是：（C）A.展曲形变 B.弯曲形变 C.焦锥形变 D.扭曲形变3. 下列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：（C ）A.味觉B.听觉 C.视觉D.触觉5. 对于自然光其偏振度p是：（A）Aj0 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 2 C. 0.5 D

2、.无法确定7. 下列不是产生线性偏振光的方法（A.反射和折射B.双折射 C.二向色性D.衍射8. 对于线性偏正光加上14波片，出射光是（）A.线性偏振光B.圆偏振光C.椭圆偏振光 D.部分偏振光9. 下列表达式不是有序度的表达式：（D ）A. s =/S01B. sC.sd -dd 2d_D. s 二N -1N 22 7 sol sol -/10.对于正性液晶，则ne no，则o光对应的是快轴， 对于光矢量沿X轴的振幅为Eo的线性偏振光，光矢量归一化琼斯矢量为：（A ）11对于左旋圆偏振光，归一化琼斯矢量为：（BA._JIJ 丘ij iI.2 _-i 2 i C. JI D I12.对于线性偏

3、振器件，透光轴与x轴成二匚，则根G据表达式cos2-坯i ng)住si n(2日)sin2 日 j可得其琼斯矩阵为:A. G =(3、441BG =fl1 、2 211C.G =(1 、叮 Z4J3E耳丿D.填空题1. 液晶是物质的第四态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，一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；3. 对于单轴各向异性晶体，如果取主轴坐标系勺100 1-0 % 0，则其折射率张量矩阵中的三个对角00 名33

4、 -兀的关系是：；11 =*：22 = ；33。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加入液晶， 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5. 蓝光波长范围是：420470nm6. 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，饨刻工艺，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，提高像素的对比度。画图题1.请按1/DUTY的设计方案画出标准的COM （公 共端）和SEG

5、 （数据端），COM用C1，C2，C3，C4表示，SEG用S1，S2表示。请分别画2对于GH效应作为原理的显示器件,岀正负性显示原理图。，简单题1. 比较胆甾型液晶，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

6、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， 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 衍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：d应满足第一极小值点0.48m或第二极小值 点1.01m。当

7、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，米用第一极小值点。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 该陡峭还是比较平缓好？设V90-V10为常数C , J大一- 点对提高多路驱动能力是否有利，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:=1V90 Vio乂0(1)而最大驱动路数为：N乞P2 1 P2 一1 2 = 1 2 P2 一1 2 (2) 由(1)式，V越大则锐度P越小，且P1，由(2) 式当P1时，P越小N越大，既v大一点对提高 多路驱动能力是有

8、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_ “d2_

9、d2 ；。”=V2 _：2k， off =云；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。8. 如何选择k33 kn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：2= 0.133+0.0266险Akl1丿0.0443 In 于为了改善锐度特性，即为了减小 50_90，可以用两 种方案：一种是在材料上想办法，选择一种材料 使得k33几；另一种是在LCD的构参数上想办法，让o，按照入射光波长为绿光的波长计,一0im，这时。这正好是第二极小点，此时 电光特性曲线最陡，所以

10、得到对比度大的显示。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表面设置 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

11、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. 具备简捷的计算机接口；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. 具备功能齐全的控制指令集，计算机容易编 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

12、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 使改点在电场强度达到最大。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。若半选择点上的有 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，是对比度下降。在驱动电路 方面最常用的是采用平均电压的措施来减少并 消除交叉效应。13. 什么是LCD直接驱动法？直接驱动法又可以 分为哪两种方法？根据下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=1一|LCD1 1振荡跻f频器-SlGflroil

13、si 0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 信号的一种驱动方法；有静态和动态两种驱动方 法。图中所示的是静态驱动法的原理电路和驱 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，则这些笔段（如a）像素部位的前后电极间则不能形成电场，如a-CO

14、M，当然这些部位也就不能显示计算题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d。根据连续弹性体理论求液晶盒中 的指向失的分布？ 解：如右图建立直角坐标系 则i?r在三个坐标轴上投影px =sinT(z )r?(r )= * ny =0压=cos8(z )则有：= Q Zkcos：zdzr? = d z jsin zdz肛 k kd&(z)丫LB(z)丫 *J k _(z)T因此，系统的自由能为：二2z _2F=，ftdxdydz =- - - dxdydz=kSdzq五2 dz2 01 dz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：F=kS订込)z = 02 IL.

15、 dz代入欧拉方程得：d 卫 42dz尸d斜zdz2解得：二 z =CiZ C2得:兀2z0边界条件:-zo=02,C2所以液晶分子指向矢与z轴夹角为：筈2 既液晶盒中液晶分子的指向矢分布；?x,y,z: x. 0,dl广 JIJT 、nx =cos 土 x + I其中：“_”号表示右旋， 2d2 .丿ny =0(jiji、n z =s in x.2d2“ + ”号表示左旋。2. E76型号的液晶清亮点为80C,请分别计算 在摄氏25 C和40C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：kT =0.22019 ,v得到：-kT380(273+80)= 2.21207)

16、0.220190.2201925 C 时:kT=k 273 25 “186 919 vv40 C 时：kT = k 273 40 ； = 0.195： 0.20 vv查表可知有序度为：S = 06644清亮点相变是能量变化为 :h = -v（8s2e）cos2e =丄852矿其中 cos2二=1 2S 1在清亮点的有序度Sn =0.429得 ，卩=8.4902（j）3.某LCD的光电特性为L/0.8，L0.5，计算LCD 的对比度。解：4.像素的尺寸为025mm 0.25mm,盒厚5m ,基片沿面取 向，其间充入液晶，电压0.1V时，测得电容C=0.8pf，在20V下测得电容C=1.26pf。

17、请判断液晶 为正性还是负性，并求：；/ ；0和;；。，其中；。为真 空中的介电常数。解：因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_，则: =93 =7.2；0 pS20V远大于阈值电压，测得的为c，则:-11.35.向列型液晶n, =1.62 , n_ = 1.52，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 71对应第一极小值时：n d =0.48则：dim对应第一极小值时：nd =1.071.07d10.76.从某LCD的电光曲线上得到V9=2.0v , yo=1.8v , 求这

18、种LCD的最大驱动路数N，偏压比b和驱 解：根据锐度公式：p二V90动电压Vo,提示VS DN b2N -1 b2V10最大驱动路数：NJ純釘90(P-1丿世90 -乂0丿偏压比：bN 1 ： 9仁10根据驱动电压表达式：V=S D. Nb 2 = 14.1V N 1 + b27.对于弹性系数k11二k22二k33二k的向列型液晶盒，米用 半无界的边界条件，请计算其磁相干长度。解：分子指向矢量在XOZ平面内，其表达为：rix 二cos(x)(ny =0nz =sin r(x)根据自由能表达式，分别去除三个基本形变对应 的自由能：(灯 n f =sin2 日 。(g n 2 = cos2 日旧o ：:. no 打 i cos 二2 2总自由能为：r._21sW d；卜0k Hco加畑2 .代入欧拉公式得： k d 野)_5)门日(x )coSx )= 0H dx因为宀具有长度的平方量纲，可令Him然后将微分方程两端乘以dq dx ,得：SiZCOJd，代缺匸22二2二lmdx dx 2 dx dx即卩：1 d sin2 二 1 d d*21； dx 2 dx (dx 丿2sin v c由于半无界条件：当 x:时,，手0，代入得:dx7dxI lm丿-o，所以有：si=idx l