液晶显示课程设计 数字电子钟显示屏.docx

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液晶显示课程设计数字电子钟显示屏

题目：

TN－LCD显示屏设计——数字电子钟显示屏设计

1课程设计目的

液晶显示器课程设计的目的在于通过对液晶显示器外观图、单粒图和掩模版的设计，掌握液晶显示器设计的基本方法，加深对液晶显示器设计基础理论和基本知识的理解，为今后从事该类型显示器的设计和生产打下良好的基础。

2课程设计题目描述和要求

TN－LCD显示屏设计

TN－LCD屏适合各种小屏幕的场合，如计算器，手表等笔段比较少的场合。

本设计通过TN－LCD外观图、单粒图和掩模版的设计，掌握TN－LCD设计的基本方法，为今后从事该类型显示器的设计和生产打下良好的基础。

设计内容包括TN－LCD液晶盒外观图、真值表、逻辑走线、COM、SEG层电极图案、PI涂覆、封框、银点以及所对映的5张菲林版等。

3课程设计报告内容

3.1设计方案的论证

我此次所设计的液晶显示屏是一个多功能数字电子钟，它应用场合、应用人群都很广泛可以显示全天的时间不管是十二小时计时法还是二十四小时计时法都可以完整的显示，除了显示时间88：

88外还可以显示上午（AM）下午（PM）,显示理想效果如下图示：

图3.1-1

3.2外观图的设计

1．LCD外形的长56mm，宽为30mm；

2．LCD大片长为56mm，宽为30mm；

3．LCD小片的长为多少56mm，宽为26mm；

4．LCD大片在下，小片在上；

5．LCD可视区长为49mm，宽为多少22mm；

6．可视区距小片玻璃左边缘距离3.5mm；可视区距小片玻璃下边缘距离4mm；

7．引线的电极共有19个；

8．引线电极的长为3.8mm，宽为1.7mm；

9．引线电极间隙为0.85mm；

10．引线电极（第一根）据玻璃边缘的距离为5.05mm；

11．封口位于玻璃左边中央部位，其长为10mm，宽为1.0mm；

12．偏光片的外形尺寸在小玻璃的基础之上向内偏移了0.5mm，偏光片厚度0.3mm；

13．LCD玻璃的厚度为为0.7mm；

具体液晶盒尺寸和外观如下图3.2-1示：

图3.2-1

3.2COM、SEG层电极逻辑走线

液晶显示常用的驱动方式有静态驱动和动态驱动两种方式，为控制驱动所需电极的数量，本设计采用动态驱动法，即驱动时分别对不同的Com电极和Seg电极进行组合加电，控制点亮各笔段。

动态驱动法Com层和Seg层的电极逻辑走线原则如下：

（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0.1mm×0.1mm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。

对于COM层的电极而言它共有第1、2、3、18、19四个电极引脚，分别定义其为：

COM1，COM2，COM3，COM18，COM19。

其中

COM1控制的是8字的d段，

COM2控制的是8字的a,f,b字段，

COM3控制的是8字e,g,c三段

COM18,COM19分别控制AM和PM

具体效果见下图

图3.2-1

除了COM层的五个电极引脚其余14都是SEG层的电极引脚。

其中

SEG1、SEG3、SEG7、SEG10分别控制四个8字的e,f段

SEG2、SEG4、SEG8、SEG11分别控制四个8字的a,g,d段

SEG3、SEG6、SEG9、SEG12分别控制四个8字的b,c段

SEG13、SEG14分别控制上下午的AM,PM

具体效果如下图

图3.2-2

整体效果如下图

图3.2-3

与逻辑走线图对应的真值表3.2-1

PIN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

COM1

Com1　

1d　

2d　

dots　

3d　

4d　

COM2

Com2　

1f　

1a　

1b　

2f　

2a　

2b　

3f　

3a　

3b　

4f　

4a　

4b　

COM3

Com3　　

1e　

1g　

1c　

2e　

2g　

2c　

3e　

3g　

3c　

4e　

4g　

4c　

COM4

AM　

Com4　

COM5

PM　

Com5　

3.3COM、SEG层电极图案

COM电极图案如下图所示3.3-1

图3.3-1

SEG电极图案如下图所示3.3-2

图3.3-2

 整体COM和SEG电极图案如下图所示：

图3.3-3

外观图，电极走线和显示效果如下图示

图3.3-4

通过图3.3-4可知COM和SEG两电极图案在可视区内有交叉，这是设计时的疏忽！

当发现的时候为时已晚，好在交叉面积仅为0.05*0.05mm2没有违背电极走线原则

3.4单粒图的设计

在显示器设计过程中如果外形尺寸得到用户的认可就可进行版图的设计，首先设计单粒显示器版图，然后排版制作生产中所用的菲林。

单粒显示器版图包括面点极，背电极，边框，银点及凸版版图。

面电极及背电极版图如下图3.4-1所示

图3.4-1面电极及背电极版图

边框（Seal）版图,边框距离小玻璃1.05mm边框宽0.3mm

图3.4-2

凸版（APR）版图距离小玻璃边缘收缩2.25mm

图3.4-3

银点（Dot）版图—银点设计在COM与SGE电极叠加区域中，介于边框与窄玻璃之间。

下图为电极、边框、银点、凸版关系放大图

图3.4-4电极、边框、银点、凸版关系放大图

单粒显示器版图有以上面电极和背电机、边框、凸版及银点等构成

图3.4-5

3.5菲林版的设计

在液晶显示器的生产中，需要在导电玻璃的ITO膜制成所需要的电极图案，这个过程目前都是用光刻技术来完成的。

光刻中需要用到具有特定图形的光刻掩膜版。

光刻掩膜版分铬板和胶版常用的软性胶片掩膜版通常称为菲林。

设计生产中所有的菲林版包括：

光刻ITO的Masku和Maskd菲林版；PI涂覆工序凸版（APR）菲林版；丝印成盒工序的Seal和Dot菲林版。

在单粒显示器版图基础上设计菲林版图。

首先是关于集成度的计算：

集成度即一个标盒所能设计出LCD产品的个数，本设计采用的玻璃基板是：

300mm*360mm*1.1mm考虑到标盒四周留7.5mm的边用于生产中的对位；本设计的外形玻璃长L为56mm,大玻璃W1宽为26mm,,台阶WP宽为4mm。

由集成度的计算公式：

N1=N2=30所以集成度N为30

依次集成度分别设计两张电极菲林，边框菲林，银点菲林凸版菲林等版图

光刻掩膜版（Masku版和Maskd版）

图3.5-1Masku版

图3.5-2Maskd版

Masku版单元图

图3.5-3

Maskd版单元图

图3.5-4

Seal版图

图3.5-5

Seal版单元图Dot版单元图

图3.5-5图3.5-6

Dot版

图3.5-7

APR单元版

图3.5-8

APR版图

图3.5-9

单粒UP单元图

图3.5-10

单粒Dwon单元图

图3.5-11

4结论

首先衷心的感谢马老师能切实的为学生着想，不嫌麻烦为学生申请20个小时的上机时间，在马老师的辛勤指导下我才得以完成此次课程设计。

通过这次课程设计能让自己在一个设计师的角度去考虑问题，如何能做的既美观有大方，及实用又廉价，这就要求要用尽可能少的材料，比如这次电极引脚完全可以用17个，但是由于设计前没有做好准确的计算多出来了两个引脚，电极走线也有点毛病，尽管没有违背电极走线原则，但是仔细看还是会发现在可视区内有两个交叉。

还有银点的位置一直很模糊在设计时果然出错，幸亏老师同学及时发现指导我修改，在此致谢！

今后可以向多图案方向发展，让显示器显示彩色而不是黑白，更加有动感和美感！

参考文献：

[1]马颖，《液晶显示器设计》西安，陕西科技大学出版社，出版日期不详

[2]邱智慧，《AutoCAD使用教程》，西安，西安电子科技大学出版社，2010.12