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）A_J0 B. 1 C.D.无法确定6. 对于完全偏正光其偏振度为：（B ）A. 0C.D.无法确定7. 下列不是产生线性偏振光的方法

2、（）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A. sB. s9. 下列表达式不是有序度的表达式：（D ）/sol sol/sol sol/C.sd/ dd/ 2d3cot2 * *D.s331113A. G 43414B. G2121C. G433D."4224°°G°1填空题1. 液晶是物质的第四态 介于液态和晶态 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

3、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旬列相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11 0° 220 °°° ，则其折射率张量矩阵中的三个对角33兀的关系是:112233 q4. 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：420470nm: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，

4、薄 膜制备工艺，掺杂工艺；8. TFT在平板显示中的作用是利成补偿电容，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（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

5、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， 光波导效应、布拉格效应、旋光效应。 （ 2）近晶 型C*液晶为

6、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 该陡峭还是比较平缓好设 % V为常数c,Vi°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 V90 1(1)V10V10而最大驱动路数为：N P2 1 P2 1 2 1 2 P2 1 2 由(1)式，%越大则锐度P越小，且P>1，由(2) 式当P>1时，P越小N越大，既Vo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 使用正性液晶，哪种方

8、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d2d2 on22off2V2 2k '2k ?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,kii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:0.133 0.0266 k33

9、1kii0.0443 Innd2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 kii;另一种是在LCD的构参数上想办法，让"护0，按照入射光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°,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

10、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

11、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

12、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(! I I.CDSsg凹 LJ o:UWWQ mor： 叶 n n n 1C' «M s< I I=一=_- =_ _ fl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CO

13、M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-COM,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n>r在三个坐标轴上投影为

14、nxi? rnzsinny 0cos则有:d z k cos z dzd z . j sin dz?2 k2尸® /0/Z«丿/因此,ddzCOS2d z .sin dz2k d z2 dz系统的自由能为:2k d zFftdxdydzdxdydz2 dzk S2Z02d zdzdz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：kS220 d zdzdz代入欧拉方程得:G d Gdz解得：z Ciz C2边界条件：0 2Zo 0得：C1 EC2乙所以液晶分子指向矢与Z轴夹角为:Z2 zo既液晶盒中液晶分子的指向矢分布；I? x, y,z : x 0, dnxco

15、s x 2d 2ny 0其中：“_”号表示右旋，nzsin x 2d 2“ + ”号表示左旋。2. E76型号的液晶清亮点为80°C,请分别计算 在摄氏25C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：v23kT1.38 10273 8020 .2.212 10 J0.220190.2201925 C 时：kT k 273 25c 0.186 0.19 vv40 °C 时:kT k 273 400.195 0.20查表可知有序度为：S 0-6644清亮点相变是能量变化为:v COS22 cos其中 cos21

16、2S 1在清亮点的有序度Sn 0.429得， 8.49 10 21 J3.某LCD的光电特性为L/ 0.8，L 0.5，计算LCD 的对比度。解：4.像素的尺寸为025mm 0.25mm,盒厚5 m，基片沿面取 向，其间充入液晶，电压时，测得电容 C 0.8pf , 在20V下测得电容C 1.26 pf。请判断液晶为正性还 是负性，并求：。和o，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。CdS小于阈值电压，测得的为c，则: C d00S7.220V远大于阈值电压，测得的为C，则: :器1135.向列型液晶n, 1.62，n 1.52，工作与T

17、N-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:nn0.1对应第一极小值时：nd 0.48则:0.484.8 m对应第一极小值时:nd 1.071.0710.7 m6.从某LCD的电光曲线上得到V90 2.0v , % 1.8v，求这种LCD的最大驱动路数N,偏压比b和驱动电压V。,提示V。解：根据锐度公式：p V90V102 2 2 2 2最大驱动路数：nJ g 90p 1V90 V10偏压比：b N 1 9 1 10根据驱动电压表达式：V0 S D V9J N b 2 14.1Vk N 1 b7.对于弹性系数k” k22 k33 k的向列型液晶盒，米用 半无界的边界条件

18、，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：n x cos (x)ny 0nz sin (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：n 2 sin22n 2 cos221 2 2Imdxdx2 dx dx2 2即卩：1 d sin 1 d d:21； dx 2 dx dx sin 1 0 n 0 cos2 2总自由能为：Id xdx0H cos x 2 dx k代入欧拉公式得:k d x .22 sin0 H2 dx2x cos x 0因为'0 H具有长度的平方量纲，可令I2km20 H然后将微分方程两端乘以dq dx ， 得：S解得；宁dx由于半无界条