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1、LCD 设计的技术要求设计的技术要求 1 11. LCD基础知识：基础知识：a). LCD (Liquid crystal display ) a). LCD (Liquid crystal display ) 液晶显示器。液晶显示器。b). b). 液晶：液晶： 液晶是指能在某个温度范围内兼有液体和晶液晶是指能在某个温度范围内兼有液体和晶体二者特性的物质。液晶是不同于通常的固态，体二者特性的物质。液晶是不同于通常的固态，液态和气态的一种新的物质状态。液态和气态的一种新的物质状态。c). c). 液晶显示器液晶显示器LCDLCD的显示原理：的显示原理： 具有偶极矩的液晶棒状分子在外加电场的作具
2、有偶极矩的液晶棒状分子在外加电场的作用下其排列状态发生变化，使得通过液晶显示器用下其排列状态发生变化，使得通过液晶显示器件的光被调制，从而呈现明与暗或透过与不透过件的光被调制，从而呈现明与暗或透过与不透过的显示效果的显示效果. . 液晶显示器件中的每个显示像素都液晶显示器件中的每个显示像素都可以单独被电场控制，不同的显示像素按照控制可以单独被电场控制，不同的显示像素按照控制信号的信号的” ”指挥指挥” ”便可以在显示屏上组成不同的字便可以在显示屏上组成不同的字符，数字及图形。符，数字及图形。2 23 3d). LCD 的优点： 1). 低压，微功耗： 极低的工作电压， 23V. 工作电流仅几个
3、uA. 2). 平板型结构。 3). 被动型显示。 4). 长寿命。 5). 无辐射污染。4 41-1.LCD基本结构：5 51-2.LCD 显示类型（display type）： LCD按产品类型分：TN ,HTN, STN, FSTN,FFSTN,ISTN,DSTN & ASTN. 我们常用到前面3种类型。各种类型的主要特点及应用如下：6 67 7LCD类型选择的基本原则：8 81-3. LCD 显示方式（display mode）：Positive (白底黑字) - 常用Negative （黑底白字）Yellow-Green （黄绿模）Gray (灰模)Blue （蓝模）White/Bl
4、ack （黑白模）9 91-4. LCD 偏光片类型 Polarizer mode）： Reflective (反射片) - 常用 Transflective （半透片） Trans missive （全透片）101011111-5. LCD 视角 视向（Viewing Angle and direction）：视角：在保持一定对比度前提下，观察方向与LCD法线所成的夹角。常用的可视方向：3H (3点钟) 6H (6点钟) 9H (9点钟) 12H (12点钟)我们常用：6H 12H.1212Definition of Viewing Angle and direction: 13131-6.
5、 LCD 连接方式（Connector mode）：Zebra （斑马条）Heat seal (热压纸) Pin （针脚） 在设计中引脚Pitch大于0.9mm用Zebra 连接，Pitch小于0.9mm则用Heat seal连接，并且建议pitch最好大于0.4mm。14141-7. LCD 驱动方式(Drivering mode)： Static Static 静态驱动静态驱动 Dynamic Dynamic 动态驱动动态驱动 LCDLCD显示驱动器的功能就是在显示像素上施加一电场，显示驱动器的功能就是在显示像素上施加一电场，而这个电场则由显示像素前后两电极上的电位信号差所产而这个电场则由
6、显示像素前后两电极上的电位信号差所产生。因直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，生。因直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，从而降低液晶材料的寿命，故要求从而降低液晶材料的寿命，故要求LCDLCD驱动器的驱动输出驱动器的驱动输出必须是交流驱动。必须是交流驱动。 LCDLCD显示像素上交流电场的强弱用交流电场的有效值显示像素上交流电场的强弱用交流电场的有效值表示。当有效值大于液晶的阀值电压时，像素产生电光效表示。当有效值大于液晶的阀值电压时，像素产生电光效应，呈显示态；当有效值小于液晶的阀值电压时，像素不应，呈显示态；当有效值小于液晶的阀值电压时，像素不产生电光效应，呈不显示态。产生
7、电光效应，呈不显示态。 LCDLCD显示驱动器通过对其输出到显示驱动器通过对其输出到LCDLCD电极上的电位信电极上的电位信号进行相位，峰值，频率等参数的调制来建立交流驱动电号进行相位，峰值，频率等参数的调制来建立交流驱动电场，以实现场，以实现LCDLCD的显示效果。驱动方法有以下两种：的显示效果。驱动方法有以下两种：1515 1-7-1. 静态驱动 驱动原理如下图示：驱动原理如下图示： 在背电极在背电极BPBP上加入一正脉冲序列，在显示像上加入一正脉冲序列，在显示像素的段电极上加入一个与背电极脉冲相位相差素的段电极上加入一个与背电极脉冲相位相差180180的等幅正脉冲序列，在该像素上产生的等
8、幅正脉冲序列，在该像素上产生5v -5v5v -5v的的显示驱动脉冲序列；在不显示像素的段电极上加显示驱动脉冲序列；在不显示像素的段电极上加入一个与背电极脉冲同相位的等幅正脉冲序列，入一个与背电极脉冲同相位的等幅正脉冲序列，在该像素上产生在该像素上产生0V0V电压差，从而形成液晶显示的电压差，从而形成液晶显示的交流驱动。交流驱动。 161617171-7-2. 动态驱动术语：术语：SEGSEGCOM COM 1/N : 1/N : 占空比系数占空比系数 （扫描行数（扫描行数N N ）. .交叉效应交叉效应 偏压法偏压法 当扫描行数当扫描行数N=1N=1时，动态驱动就等于静态驱动。时，动态驱动就
9、等于静态驱动。18181919202021212222232324242. LCD 设计：设计： 根据产品的设计要求和选择的LCD driver IC 确定LCD的基本设计参数： 21.基本设计参数: V.A.(view area) size: VAX x VAY A.A.(active area) size:2525V.A. size and A.A. size: V.A. size : LCDV.A. size : LCD上可以看到的区域上可以看到的区域, , 同产品的同产品的LCD LCD 窗口大小窗口大小( ( 图示红色区域）。图示红色区域）。 A.A. size : LCDA.A.
10、size : LCD上实际有效显示区域上实际有效显示区域( (图示蓝色区域）。图示蓝色区域）。 2626Dots: X dot x Y dotDots: X dot x Y dotDotDot size: size: DxDx , , DyDyGap size: 0.030.05mmGap size: 0.030.05mm View direction(View direction(视向视向) )： VopVop ( (工作电压工作电压) )：Connector mode:Connector mode:272722. 设计实例：按照产品的设计要求，选择按照产品的设计要求，选择HTN LCDHT
11、N LCD：V.A.(viewV.A.(view area) size: 64 x 40mm area) size: 64 x 40mmDots: 55 dot x 32 dotDots: 55 dot x 32 dotGap size: 0.04mmGap size: 0.04mmView direction(View direction(视向视向) )：12H12HDisplay mode : Positive (Display mode : Positive (白底黑字白底黑字) Reflective ) Reflective ( (反射片反射片) )VopVop ( (工作电压工作电压
12、) )：5.5V (5.5V (按此产品要求，选择按此产品要求，选择2 2 倍压，倍压，LCD driver LCD driver VoMaxVoMax =6.0v.) =6.0v.) Duty : 1/32 Bias: 1/6.5 Duty : 1/32 Bias: 1/6.5 2828Bias Bias 设定：设定： Different duty radio requires different bias level. For optimum bias Different duty radio requires different bias level. For optimum bias
13、level, BL can be calculated from:level, BL can be calculated from: Bias = 1/ ( 32 +1 ) = 1/6.5Bias = 1/ ( 32 +1 ) = 1/6.52929 A.A.(activeA.A.(active area) size: 59.36 x 34.52mm area) size: 59.36 x 34.52mm Dot size: Dot size: DxDx =1.04mm , =1.04mm , DyDy =1.04mm =1.04mm a). 从LCD driver 的SEG 和COM 出线的
14、分布，结合PCB layout 走线，确定LCD的出线布局： b). 评估和计算LCD走线所需空间. 在做LCD设计时可参考类似的旧LCD part.预留相应空间，然后与LCD厂家设计人员沟通确认。 30303131初步估算如下：水平方向： 左边和右边预留走线宽度( WLL , WLR ) 各 2.0mm. 则： Dot size Dx 和 A.A. size . Dx = (VAX - WLL - WLR + gap )/ Xdot gap = (64 -2.0-2.0 +0.04)/ 55 -0.04 = 1.09mm -0.04mm =1.05mm A.A. size X : ( Dx
15、+ 0.04 ) x 55 -0.04 = 59.91mm垂直方向： 上边和下边预留走线宽度( WLU , WLD )各 2.0mm. 则： Dot size Dy 和 A.A. size . Dy = ( VAY - WLU - WLD + gap)/ Ydot - gap = (40 -2.0-2.0 +0.04)/ 32- 0.04 = 1.12mm -0.04mm =1.08mm A.A. size Y : ( Dy + 0.04 ) x 32 -0.04 = 35.80mm3232 将估算的结果： Dot size : Dx x Dy = 1.05 mm x 1.08mm A.A.s
16、ize: 59.91 mm x 35.80mm 与产品Designer 确认。Designer确认希望将 Dot size 改为： 1.04mm X 1.04mm. 则： A.A.size: 59.36 mm x 34.52mm3333Connector mode:Connector mode: 根据产品中根据产品中LCDLCD与与PCBPCB的连接尺寸参数，先确定连接方式：的连接尺寸参数，先确定连接方式： 3434 Type A & B 可用Zebra和heatseal . 具体用哪种由连接端的Pitch决定. Type C & D 选用heatseal . 此产品选用 Type B, 选用
17、Heatseal 连接， pitch 0.5mm LCD信号引脚5532 87 pins. + 2 dummy pins = 89 pins. LCD上引脚距离玻璃边缘 = 3.0mm. 则LCD出线端最大宽度： 69-3.0-3.063.0mm LCD信号引脚最大 Pitch: 63.0/ 89 = 0.708mm 查阅标准heatseal list,选择可选择Heatseal pitch :0.70 mm,0.65mm, 0.60mm 0.55mm 0.50mm. 在本产品上选择Pitch 0.50mm 94 pins heatseal.则LCD出线端： 0.5 x94 0.5 = 46.5mm3535LCD glass size :根据根据V.A. size,V.A. size,及及LCDLCD连接方式参照连接方式参照以下估算以下估算： 36363737选用选用LCD size :69 x 47 mm.LCD size :69 x 47 mm.将以上设计数据汇总完成以下图纸：将以上设计数据汇总完成以下图纸： 将此图纸可提供给将此图纸可提供给LCD vendor LCD vendor 供供sample sample 制作。制作。 3838 _ END _ 3939
