液晶显示器屏的设计

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1、第三部分 液晶显示屏设计,产品设计是整个液晶显示器制造过程中的一个核心，产品的品质在设计中就已经决定好了。如果原始设计漏洞百出，工艺性不佳的话，工厂如何能生产出良好的产品呢？因此，设计是一个产品的关键。液晶显示器设计也是如此，不仅要使设计的产品更美观，更实用，还要考虑工艺的可行性。,液晶显示屏的设计内容主要包括： 单体设计： （1）液晶盒的设计上、下基板，可视区，引脚等 （2）显示像素的设计笔段，点阵，文字，字符等 （3）电极走线的设计逻辑走线表设计(真值表设计)电极的绘制 掩模版设计： （4）掩膜版的设计集成度的计算、Masku版、Maskd版、APR版、Seal版、 Dot版、标记等出图要

2、求：将（1-3）所有绘制好的图形集中在一起，进行三类尺寸的标注，加上性能要求、逻辑走线表、说明，标题栏等，就构成一幅完整的图形,一、液晶盒的设计（尺寸设计及区域规划）,在理论学习的基础上，利用AutoCAD就可以进行液晶显示屏的设计。液晶盒外观图形设计是最基本的一项设计，图形设计简单，但需要设计者一定要有空间思维，将平面图形要和立体结构联系起来。外观图形设计主要包括上下ITO玻璃基板的尺寸设计，可视区的设计，外引线(引脚)的设计，液晶灌注口的设计。进行各部分区域规划时，一定要注意，在可视区外面（没有放引脚的边）应留有足够的空间以便制作电极引线。,下面是一些设计好液晶盒外观图形，从中可以总结出在

3、设计过程中应该注意的问题,1、设计样例,1a 大玻璃在下，小玻璃在上，主视图中引脚为实线,1b 大玻璃在上，小玻璃在下，引线为虚线,2a 单侧台阶,2b 双侧台阶,3a 引线间距大于引线尺寸,3b 引线间距小于或等于引线尺寸,4a 直PIN,4b 内弯,4c 外弯,4d 平行PIN,5a 液晶灌注口在左侧,5b 液晶灌注口在右侧,（1）ITO玻璃尺寸 上玻璃长（小玻璃长度）100 下玻璃长（大玻璃长度）100 上玻璃宽度（小玻璃宽度）45 下玻璃宽度（大玻璃宽度）50 玻璃的厚度 1.1 台阶宽度 5 （2）可视区尺寸 可视区长度 95 可视区宽度 40 可视区距玻璃左边界的距离 2.5 可视

4、区距玻璃上边缘的距离 2.5,2、液晶盒外观图的设计内容(1),（3）引脚尺寸 引脚的长度 5 引脚的宽度 2 引脚之间的距离 3 引脚的数目 25 第一个引脚中心距玻璃左边界的距离 6 （4）液晶灌注口 灌注口长 10 灌注口高 1 灌注口方向 左侧,（5）说明 液晶盒大玻璃在下，小玻璃在上，偏振片按工艺要求 一侧台阶 单位 mm 圆角半径 1 设计主视图和侧视图，并进行尺寸标注,3、液晶盒外观图的设计内容(2),（1）玻璃尺寸 上玻璃长（小玻璃长度）40 下玻璃长（大玻璃长度）40 上玻璃宽度（小玻璃宽度）30 下玻璃宽度（大玻璃宽度）36 玻璃的厚度 0.7 台阶宽度 3 （2）可视区尺

5、寸 可视区长度 36 可视区宽度 28 可视区距玻璃左边界的距离 1 可视区距玻璃下边缘的距离 3,（3）引脚尺寸 引脚的长度 3 引脚的宽度 1 引脚之间的距离 2 引脚的数目 10 （两侧各十个） 第一个引脚中心距玻璃左边界的距离 6 （4）液晶灌注口 灌注口长 3 灌注口高 1 灌注口方向 右侧,（5）说明 液晶盒大玻璃在上，小玻璃在下 双侧台阶 单位 mm 圆角半径 1 设计主视图和侧视图，并进行尺寸标注,4、液晶盒外观图形设计步骤（操作演示）,分析数据，进行分类，形成绘图思路，即绘制的先后顺序； 新建AutoCAD 文件； 根据数据分类设置图层，对每个图层进行线型，线宽以及颜色设置，

6、另外，在对图层取名称时，按照该图层的意义来取以便于识别； 按顺序绘制各个部分，如：玻璃台阶引脚偏振片可视区灌注口；主视图侧视图； 尺寸标注 检查，保存,注意事项：尺寸给出时，先进行分类，这样便于对数据进行归纳和整理，而且易查出遗漏数据；设置图层时，名称最好接近该层图形的含义，如绘制玻璃的图层命名为GS，偏振片所在图层名称为PR，可视区为VA，尺寸标注所在图层名称为DM等,二、显示图形的设计,1、设计样例显示图形即可视区需要显示的图案，显示图形是由段形（segment)和点矩阵(matrix)两种基本单元组成。段形显示是指显示像素为一长棒形，或称为笔段形，七段显示是最常见的一种，还有八段、九段、

7、十四段、十六段，六段，一百五十九段等，另外还有文字，符号等。点阵显示分为显示字符和显示图形的点阵，显示字符的点阵每隔一定距离需要断开，而显示图形的点阵则不需要，如下面图所示。,七段8字 八段8字 米字8,字母 符号图形,汉字,显示字符的点阵,显示图形的点阵,2、笔段型显示图形的设计,对于笔段型显示图形，分别介绍七段8字，文字，字母等，是如何制作成笔段的。（如何用长条形组成所需要的图形）,（1）七段“8”字,先看一组七段“8”字,七段8字绘制参数 1、8字的高度（竖直高度）36 2、8字的宽度(水平宽度和垂直宽度）20 3、8字倾斜的角度90 4、8字各笔段的宽度（垂直宽度）3 5、相邻笔段的间

8、隙宽度（垂直宽度）1 6、8字的g笔段的尖锐程度145 70 145 0.4mm（1mm） 7、8字笔段中有圆弧连接的地方的圆弧半径1 以上是绘制一个七段“8”字所需的参数，具体数值应根据需要而定,七段8字的设计步骤（操作演示）,分析数据，明确各尺寸的含义 新建AutoCAD 文件； 进行图层设置，对每个图层进行线型，线宽以及颜色设置，另外，在对图层取名称时，按照该图层的意义来取以便于识别； 按顺序绘制图形，如：轮廓笔段间隙g笔段的尖锐程度圆角半径； 尺寸标注 检查，保存,注意事项：一般情况下为了视觉的美观性，8字的高宽比为2：1，倾斜角度为85度，其它的参数也要有相应的设计，实际上，取值既要

9、考虑美学性，还要考虑客户的要求以及生产工艺要求。,（2）文字和字母,利用长条形来显示文字或字母，需要先写出具有一定宽度的文字或字母，勾勒出其轮廓，轮廓线即是所需要显示的图形。 特定图形：如果使用笔段来显示特定的图形，也需要先绘制出该图形，再画出其轮廓线。,3、点矩阵型显示图形的设计,点矩阵组成的显示屏通过寻址扫描可显示任意的图形，文字，字母等，其基本组成单元是小矩形或倾斜的小矩形，进行行列排列形成简单矩阵屏。 先看一组点矩阵,90放置 倾斜放置 点矩阵,点阵在x方向上的尺寸（水平宽度和垂直宽度）0.5 点阵在y方向的尺寸（垂直宽度和倾斜宽度）0.5 点阵在x方向上的间隔（水平和垂直间隔）0.1

10、 点阵在y方向的间隔（垂直和倾斜间隔）0.1 点阵的行数、列数5X7 整个矩阵的填充角度90,点矩阵的绘制参数,绘制步骤,点矩阵的设计过程比较简单，在可视区中选好区域，先设计好一个像素单元后，按照行列距离阵列就可以获得。,目标图形,任务：针对要显示的目标图形，绘制出对应的上下基板的电极图形 过程：包括逻辑走线表的设计（逻辑真值表的填写）和电极的绘制。,三、电极的设计,1、逻辑走线表的设计以及逻辑真值表的填写,逻辑走线表是指显示图形所对应的上下玻璃基板的电极之间的逻辑连接关系，包括笔段或点阵电极之间的连接以及它们与引线的连接，连接方式一般由驱动电路来决定，或由客户提供。电极连接的规则是当上下任意

11、一组对应电极选通时，只能有一个像素被点亮。这是进行逻辑走线表设计的最基本的原则。,逻辑走线如何设计：给每个笔段或点阵都需要加电信号（上下同时加电）才能显示，但是一般不单独给每一个像素加，而是将显示图形之间进行连接，上基板定义一种连接关系，下基板定义一种连接关系，组合在一起就可实现对图形的显示。两种连接关系用不同颜色或是不同粗细的线条区别。 真值表如何填写：在填写真值表时，需要给目标图形中的每一个笔段和点阵规定一个名称，每一层上的连接关系先按照序号去写，分别排成行和列（如s1,s2,s3和c1,c2,c3）将行列组合，形成一个表，组合时还需要进行调整，以便和实际的驱动关系相吻合,笔段型静态驱动,

12、（1）例子,逻辑走线,真值表,笔段型动态驱动4x2,逻辑走线,真值表,笔段型动态驱动3x3,真值表,逻辑走线,逻辑走线,真值表,笔段型动态驱动2x4,真值表,逻辑走线,4x4点阵的逻辑走线设计,逻辑走线,真值表,2、电极的设计,在逻辑走线表的基础上，就可以进行电极图形的设计，也就是实现该连接关系。所谓电极图形指的是针对目标图形，按照上下板的逻辑连接关系绘制出的图形，即最后要保留在两张玻璃基板上的ITO膜图形。因此，可以看出，ITO膜的功能有两个：一是作为电极（形成电场，导线），将信号加到液晶分子上，二是通过本身的形状来控制显示图案。,目标图形,例子：比如要在可视区显示一个半径为5mm的圆，如图

13、所示，相应的上下基板上电极图形应该如何设计呢？,（1）在上板对应位置绘制一个半径为5mm的圆（表示需要保留下来的ITO膜的大小）,（2）在下板对应位置处也绘制半径为5mm的圆（表示下板需要保留的ITO膜图形）,思考：如果上板或是下板中有一个面积增大，会影响显示结果吗？,(3)绘制引线电极，和相应的引脚相连（带有引线电极的上板图形）,（4）绘制下板引线，和相应的引脚相连（带有引线电极的下板图形）,如果上下图形大小完全相同，生产时必须严格对位，否则图形容易发生变形。,为了留有加工余量，将下板图形范围扩大，半径为5.5mm。这样，显示区域仍然由上下电极所产生的电场决定，反映在图形上，是上下电极重叠的

14、区域内液晶分子会发生改变，因此上下电极图形重叠的部分是可以显示的,由于其中一层的面积扩大，上下电极图形也可分为内层和外层电极，需要显示的图形边缘始终应和内层图形的边缘一致，所以在给内层电极作引线时，会带出多余显示的区域，这时，可将外层向内偏移来控制多余部分的边缘,（5）在内层出线的地方，将外层图形向内偏移来控制该处的边缘，以保证显示图形不会出现多余区域。,（6）最终的电极图形，即上、下玻璃基板上的ITO膜的图形，如左图所示。其中一层称为seg层电极图形，如绿色的上板电极，另一层称为com层电极，比如红色的下板电极。与逻辑走线表的规定要一致。当给两个引脚加电时，就可显示一个半径为5的圆。,利用上

15、面所述的方法绘制出的图形即上下基板的电极图形，也就是通过光刻以后要保留下来的ITO膜图形。它包括图形电极部分，引线电极部分和引脚电极部分。另外，电极是通过光刻技术来完成的，而光刻是不能刻单线的，因此电极必须具有一定宽度。该宽度称为线宽。而且电极之间的间隔（称为线间距）也要满足光刻机的要求。最小线宽和最小线间距必须大于光刻机所能识别的最小宽度，否则将会造成短路或断路。,3、电极设计原理设计原理是在绘制电极过程中始终要遵循的原则，设计原理取决于液晶显示器件的显示原理，当给上下玻璃基板加电时，液晶分子在电场作用下发生转动，从而引起光的通过的变化。那么，显示屏所能显示的所有图形都必须能够通过上下基板的

16、ITO膜加电以实现显示。而上下基板的这些ITO膜的形状就是我们要设计的电极图形。从例子中可以看出，在设计时，要求需要显示的区域对应的上下基板的ITO膜必须保留，而不需要显示的区域（如图案之间的间隔，引线）对应的上下基板的ITO膜不能够保留或不能使其在上下对应部分发生重叠。换句话说，上下电极图形重叠的区域就是能够显示的区域，而不重叠的部分则是不能够显示的区域。这就是设计电极所要遵循的基本的原则。,4、走线原则（1）同一面上不同的引出端电极的连线不能交叉，如果走线必须相交时，用过渡点跨线； （2）上、下图形走线尽量避免交叉，如果难以避免时，交叉点最好选择在可视区之外；若必须在可视区内交叉，其交叉点的面积要控制在0.1mmx0.1mm范围内； （3)布线的宽度尽量走宽，不宜走又细又长的线； （4）走线要远离切割线，一般控制在距切割线0.5mm以上，因为距切割线太近，在切裂时屏边缘若有崩边的话极易使电线断开，形成废品。 （5）对于点阵屏，可视区的空白处用ITO线段填充。,