毕业设计（论文）身高体重测量仪LCD屏的设计.doc

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1、身高体重测量仪LCD屏的设计摘 要本设计将身高体重测量仪LCD屏的尺寸大小确定为4926毫米。首先介绍了液晶显示器技术的基本知识，它的发展史及其未来的发展趋势，然后设计了一款TN型身高体重测量仪液晶显示屏，其可以给用户提供身高和体重的信息。利用AutoCAD2004设计了显示屏的外观图及相关菲林版。并依据相关原理及身高体重测量仪LCD屏的实际使用要求和生产要求选取了液晶材料，偏振片，ITO玻璃，衬垫料等相关材料。关键词：身高体重测量仪，液晶显示器，生产工艺Height weight measuring instrument LCD design Height weight measuring

2、instrument LCD designHeight weight measuring instrument LCD designHeight weight measuring instrument LCD designHeight weight measuring instrument LCD designHeight weight measuring instrument LCD designHeight weight measuring instrument LCD designHeight weight measuring instrument LCD designABSTRACTT

3、HIS DESIGN WILL HEIGHT WEIGHT MEASURING INSTRUMENT TO DETERMINE THE SIZE OF THE LCD FOR 4926 MM. FIRST INTRODUCED THE BASIC KNOWLEDGE OF THE LIQUID CRYSTAL DISPLAY TECHNOLOGY, ITS HISTORY AND ITS FUTURE DEVELOPMENT TREND, THEN DESIGNING A CELL TYPE TN HEIGHT WEIGHT MEASURING INSTRUMENT LCD SCREEN, I

4、TS CAN OFFER USERS THE HEIGHT AND WEIGHT OF THE INFORMATION. USING THE SCREEN AUTOCAD2004 DESIGN THE APPEARANCE OF THE FIGURE AND RELATED FILM VERSION. AND ACCORDING TO THE RELEVANT PRINCIPLES AND HEIGHT WEIGHT MEASURING INSTRUMENT LCD SCREEN THE ACTUAL USE OF THE REQUIREMENTS AND PRODUCTION REQUIRE

5、MENTS ON THE LCD MATERIALS, PIANZHENPIAN, ITO GLASS, GASKET MATERIALS, AND OTHER RELEVANT MATERIALS. Keywords: height weight measuring instrument, LCD monitor, the production process Keywords: height weight measuring instrument, LCD monitor, the production process目 录摘 要I1 液晶概论111液晶显示器的基本概论11.1.1 LCD

6、基本知识11.1.2液晶显示器的发展51. 2液晶显示驱动原理71.2.1静态驱动71.2.2 动态驱动72.LCD屏的设计82.1 外观图的设计82.1.1 液晶盒的设计82.1.2 “8”字的设计82.1.3 显示图案的设计92.1.4 SEG、COM层走线设计92.2 菲林版的设计122.2.1光刻掩模版142.2.2 取向涂覆版162.2.3 丝印版163. 液晶显示屏材料183.1液晶材料的选取183.2 ITO玻璃选取203.3 偏光片的要求213.5 取向材料233.6 封框胶与封口胶233.7衬垫料234.液晶显示器的工艺254.1 清洗与干燥工艺254.2光刻工艺254.3取

7、向排列工艺274.4制盒284.5灌注液晶及封口工艺294.6其他工艺30总结31致 谢321 液晶概论11液晶显示器的基本概论1.1.1 LCD基本知识 LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 1） 液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。a） 被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制，反应速度也较慢。由于面质量方面的问题，使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示

8、器，但由于成本低廉的因素，市场上仍有部分的显示器采用被动矩阵式LCD。被动矩阵式LCD又可分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(Double layer STN-LCD，双层超扭曲向列LCD)。b） 目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD，也称TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD，薄膜晶体管LCD)。TFT液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管，可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。与CRT显示器相比，LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件

9、、占据较少的桌面及耗电量较小，但CRT技术较为稳定成熟。2) LCD显示器的工作原理a) 被动矩阵式LCD工作原理 TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同，不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例，向大家介绍其结构及工作原理。 如图1-1所示：从图中可以看出,液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料-胶框（一般为环氧树脂）密封，盒的两个外侧贴有偏光片。 液晶盒中上下玻璃片之间的间隔，即通常所说的盒厚，一般为几个微米。上下玻璃片内侧，对应显示图形部分，镀有透明的氧化铟-氧化锡（简称ITO）导电薄膜，即显示

10、电极。电极的作用主要是使外部电信号通过其加到液晶上去。 图1-1 TN型液晶显示器的结构图 液晶盒中玻璃片内侧的整个显示区覆盖着一层取向层。定向层的作用是使液晶分子按特定的方向排列，这个定向层通常是一薄层高分子有机物，并经摩擦处理；也可以通过在玻璃表面以一定角度用真空蒸镀氧化硅薄膜来制备。 在TN型液晶显示器中充有正性向列型液晶。液晶分子的定向就是使长棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一个固定方向排列，分子长轴的方向沿着定向处理的方向。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的，这样，在垂直于玻璃片表面的方向，盒内液晶分子的取向逐渐扭曲，从上玻璃片到下玻璃片扭曲了90，如图1-2所示，这便是扭曲向列型液晶

11、显示器名称的由来，也就是TN-LCD液晶显示器的工作原理。图1-3 TFT-LCD与TN,STN-LCD对照b） 主动矩阵式LCD工作原理 ：TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同，只不过将TN-LCD上夹层的电极改为FET晶体管，而下夹层改为共通电极。 如右图1-3所示。TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。TFT-LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时，先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。 由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的排列状态同样会发生改变，也通过遮光和透

12、光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。 3）液晶显示器的技术参数a）可视面积 液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围一致。例如，一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。 b）可视角度 液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不一定对称。举个例子，当背光源的入射光通过偏光板、液晶及取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或是色彩失真。一

13、般来说，上下角度要小于或等于左右角度。如果可视角度为左右80度，表示在始于屏幕法线80度的位置时可以清晰地看见屏幕图像。但是，由于人的视力范围不同，如果没有站在最佳的可视角度内，所看到的颜色和亮度将会有误差。现在有些厂商就开发出各种广视角技术，试图改善液晶显示器的视角特性，如：IPS(In Plane Switching)、MVA(Multidomain Vertical Alignment)、TN+FILM。这些技术都能把液晶显示器的可视角度增加到160度，甚至更多。 c）点距 我们常问到液晶显示器的点距是多大，但是多数人并不知道这个数值是如何得到的，现在让我们来了解一下它究竟是如何得到的。

14、举例来说一般14英寸LCD的可视面积为285.7mm214.3mm，它的最大分辨率为1024768，那么点距就等于：可视宽度/水平像素(或者可视高度/垂直像素)，即285.7mm/1024=0.279mm(或者是214.3mm/768=0.279mm)。 d）色彩度LCD重要的当然是的色彩表现度。我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。LCD面板上是由1024768个像素点组成显像的，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基本色来控制。大部分厂商生产出来的液晶显示器，每个基本色(R、G、B)达到6位，即64种表现度，那么每个独立的像素就有646464=2621

15、44种色彩。也有不少厂商使用了所谓的FRC(Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色(R、G、B)能达到8位，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达256256256=16777216种色彩了。 e）对比值 对比值是定义最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值。CRT显示器的对比值通常高达500:1，以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。但对LCD来说就不是很容易了，由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速地开关动作，因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面，液晶模块必须完全把由背光源而来的光完全阻挡，但在物理

16、特性上，这些元件并无法完全达到这样的要求，总是会有一些漏光发生。一般来说，人眼可以接受的对比值约为 250:1。f）亮度值 液晶显示器的最大亮度，通常由冷阴极射线管(背光源)来决定，亮度值一般都在200250 cd/m2间。液晶显示器的亮度略低，会觉得屏幕发暗。虽然技术上可以达到更高亮度，但是这并不代表亮度值越高越好，因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。 g）响应时间 响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，此值当然是越小越好。如果响应时间太长了，就有可能使液晶显示器在显示动态图像时，有尾影拖曳的感觉。一般的液晶显示器的响应时间在2030ms之间。 4）LCD产品的应用随着

17、人类进入信息时代，平面显示技术在人们的日常生活中被广泛的应用，而液晶显示技术，已经逐渐占据平面显示的重要地位，随着互联网技术成熟，LCD产品被广泛的应用于个人便携信息终端、GPS以及可视电话、游戏机、笔记本电脑等产品中，成为人们生活中必不可少的一部分。具体产品如图1-4所示。图1-4 LCD产品的应用1.1.2液晶显示器的发展1) 液晶显示器的发展历程 1968年，美国发明了液晶显示器件，随后LCD液晶显示器件就正式面世了。然而从第一台LCD显示屏的诞生以来的30多年中，液晶显示技术得到了飞速的发展。七十年代初，日本开始生产TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列LCD)

18、，并推广应用。八十年代初，TN-LCD产品在计算器得到广泛应用。1984年，欧美国家提出TFT-LCD(Thin Film Transisto-LCD)和STN-LCD(Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)显示技术之后，从八十年代末起，日本掌握了STN-LCD的大规模生产技术，使LCD产业获得飞速发展。 1993年，在日本掌握TFT-LCD的生产技术后，液晶显示器开始朝两个方向发展：一个是朝价格低、成本低的STN-LCD显示器方向发展，随后出现了DSTN-LCD（双层超扭曲阵列）；而另一个却朝高质量的薄膜式电晶体TFT-LCD发展。日本在1997年开发了一批以550679mm为代表的大

19、基板尺寸第三代TFT-LCD生产线，并使1998年大尺寸的LCD显示屏价格下降了一半。1996年以后，韩国和中国台湾都投巨资建第三代的TFT-LCD生产线，准备在1999年以后与日本竞争。 中国内地从八十年代初就开始引进了TN-LCD生产线，目前是世界上最大的TN-LCD生产国。据不完全统计，目前全国引进和建立LCD生产线40多条，有LCD配套厂30余家，其中不乏TFT-LCD生产线。 从1971年开始，液晶作为一种显示媒体使用以来，随着液晶显示技术的不断成熟，使其应用日趋言广泛，到目前为止，已涉及微型电视、数码照相机，数码摄像机以及显示器等多个领域。在其经历了一段稳定、漫长的发展历程后，液晶

20、产品已摒弃了以前那种简陋的单色设备形象。目前，它已在平面显示领域占据了一个重要位置，而且几乎是笔记本和掌上型电脑必备部分。TFT-LCD的研制早在80年代初就开始，但真正大发展大约是1995年之后。2）液晶显示器的优异特性:a) 显示质量高 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不象阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁，把眼睛疲劳降到最低。b)没有电磁辐射 传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射，尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了

21、比较有效的处理，尽可能地把辐射量降到最低，但要彻底消除是困难的。相对来说，液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势，因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面，液晶显示器也有自己独特的优势，它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中，而普通显示器为了散发热量的需要，必须尽可能地让内部的电路与空气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。c)可视面积大 对于相同尺寸的显示器来说，液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。阴极射线管显示器显像管前面板四周有一英寸左右的边框不能用于显示。d)应用范围广 最初的液晶显示器由于无法显示细腻的

22、字符，通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断发展和进步，字符显示开始细腻起来，同时也支持基本的彩色显示，并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机上。而随后出现的DSTN和TFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备，DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑；TFT则既应用在笔记本电脑上（现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏），又用于主流台式显示器上。e)画面效果好 与传统显示器相比，液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率，例如，17英寸的液晶显示器就能很好地实现12801024分辨

23、率，而通常18英寸CRT彩显上使用12801024以上分辨率的画面效果是不能完全令人满意的。f)数字式接口 液晶显示器都是数字式的，不像阴极射线管彩显采用模拟接口。也就是说，使用液晶显示器，显卡再也不需要像往常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上，这会使色彩和定位都更加准确完美。g)“身材”匀称小巧 传统的阴极射线管显示器，后面总是拖着一个笨重的射线管。液晶显示器突破了这一限制，给人一种全新的感觉。传统显示器是通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。而液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它

24、的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。h)功率消耗小 传统的显示器内部由许多电路组成，这些电路驱动着阴极射线显像管工作时，需要消耗很大的功率，而且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比传统显示器也要小得多。这些优异特性决定了它在各类显示器件中的地位。仅仅20余年，液晶显示就改变了几百年来的钟表记时行业，电子计算器几乎已成人人必备，智能化仪器、仪表使用了液晶显示，使它可以成为便携式。膝上电脑、手提电脑、笔记本电脑、掌上电脑改变了人类生活方式，甚至改变了战争形式。人们现

25、在正在为使液晶显示走入电视而奋斗。1. 2液晶显示驱动原理1.2.1静态驱动图1-5 LCD静态驱动示意图静态驱动就是指在像素的前后电极上施加电压信号时则呈显示状态，不施加电压信号则呈非显示状态。在相对应的一对电极间连续外加电场或不外加电场。如图2-1所示。在图形显示或者静态显示中，我们在每个像素上接一个电极，每个电极作为一个控制端，只需要控制这些端就可以控制液晶显示器件的工作。1.2.2 动态驱动动态驱动也称为时间分割法，也称为多路驱动法。当液晶显示器件上显示像素众多时，如点阵型液晶显示器件，为了节省庞大的硬件驱动电路，在液晶显示器件电极的制作与排列上作了加工，实施了矩阵型的结构，即把水平一

26、组显示像素的背电极都连在一起引出，称之为行电极，把纵向一组显示像素的段电极都连接起来一起引出，称之为列电极。在液晶显示器上每一个显示像素都由其所在的列与行的位置唯一确定。液晶显示的动态驱动法是循环地给行电极施加选择脉冲，同时所有为显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能，这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短，使得液晶显示屏上呈现出稳定的图象。液晶显示的扫描驱动方式被称为动态驱动法。2.LCD屏的设计2.1 外观图的设计液晶显示器在制作时，首先要根据用户的要求设计并画出产品的结构图，根据结构图再做出光刻掩摸版、取向涂覆版和丝网印刷版。2.1.1 液

27、晶盒的设计利用AutoCAD2004软件程序绘制出LCD外形框图（包括主视图，侧视图，并标注寸）。如图2-1图2-1 外观图2.1.2 “8”字的设计依据设计出的屏的长、宽，设计合理的8字的高度和宽度，一般的8字长宽比例为2：1左右。设计8字时，要考虑它的美观性，符合人们的习惯。2.1.3 显示图案的设计本设计的显示图案为身高体重测量仪显示屏，显示屏大小为4918mm2 ，显示范围为0999。该屏主要应用于身高体重测量仪的显示，通过驱动电路设计，屏上会显示当前的身高和体重。身高体重测量仪显示屏的显示图案设计见图2-2图2-2 显示图案2.1.4 SEG、COM层走线设计1) 作图时，要考虑到电

28、极引线的合理分布。一定要遵循以下原则：a）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，用过渡点跨线通过。b)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；如必须在可视区内交叉，则其面积必须小于0.10.1mm2。c)考虑到光刻机的精度，布线的宽度尽量走宽，不宜走又细又长的线。d)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。2) 对COM层的电极而言，它共有第1111214四个电极引脚分别定义为：COM1COM2COM3COM4。其中COM1控制个8字的f，a，b显示单元。COM

29、2控制个8字的d显示单元。COM3控制个8字的e，g，f显示单元。COM4控制GM,KG显示单元（如图2-3）。除了1111214四个引脚外，其余10个引脚均为SEG层的电极引脚，分别定义为S1-S10。其中S1控制第1个8字的f,e段。S2控制第1个8字的a,g,d段。S3控制第1个8字的b,c段。S4控制第2个8字的f,e段。S5控制第2个8字的a,g,d段。S6控制第2个8字的b,c段。S7控制第3个8字的f,e段。S8控制第3个8字的a,g,d段。S9控制第3个8字的b,c段。S10控制GM,KG。（如图2-4）。图2-3 COM层电极逻辑走线图2-4 SEG层电极逻辑走线3) 上基板

30、电极（COM电极）走线图图2-5 上基板电极（COM电极）走线4) 下基板电极（SEG电极）走线图图2-6 下基板电极（SEG电极）走线图5) 总体走线分布图：图2-7 总体走线图2.2 菲林版的设计在光刻掩膜版设计时，首先要有外观图，这一点已具备。接着就是掩膜版的设计。掩膜版设计是依据外观图和用户对显示图形与引出电极的连线规定来进行的，设计时是先对一组单元进行设计，即设计出液晶显示器上下玻璃上的ITO图形，一组单元设计完成后，再根据其外观尺寸大小进行排版制成生产用的掩膜版。1) 设计方法及步骤：基本制版程序如下图2-8所示：图 2-8基本制版程序版图设计一般有两种方法：一种是传统的方法，即“

31、贴红膜 照相 拼版”；另一种方法是用计算机绘图软件绘制底图，它是目前常用的方法，也是我们采用的方法。根据这一底图，在不同的层面设计面（背）电极、边框、银点、凸版版图，并通过转换软件将数据转换成光绘数据，由光绘仪直接制成1:1单体菲林，在通过高精度拼版机拼版成为生产用菲林。一套光刻掩膜版包括两张版，我们习惯称之为上版、下版，即UP版和DOWN版，除此之外，还有一些生产过程中必要的加工标记，主要包括上、下两张版重合时的对位标记，如图2-9所示；光刻上版时的对位标记，如图2-10所示；PI和丝印时的对位标记，如图2-11所示；玻璃切割时的切割标记“+”，如图2-12所示。这些标记是生产工艺中必不可少

32、的标记，如果在设计时有一种标记丢掉或错误生产就无法正常运行。贴合对位标记分别在上下两张电极版图上，是生产时贴合对位的依据，也是检验贴合质量的依据。圆点与圆圈同心为标记贴合位置，圆点与圆圈相切时为贴合允许最大偏离位置，圆点与圆圈内圈相交时的贴合偏离是不允许的。切割对位标记0.1mm宽的十字缝为切割允许偏差范围，十字中心为标准切割位置。光刻标记如图2-13所示，既可用来判别菲林的光刻程度也可用来判别玻璃的光刻程度。丝印标志，如图2-14所示。图2-9 上下玻璃压合对位标志图 2-10 掩模版上版标记图 2-11 丝网与玻璃对位标记图2-12 切割对位标志图2-13 光刻程度判别标记图2-14 丝印

33、标记2) 菲林版的排版方式根据实际生产情况，菲林板或者铬板分为合版，分版，合分版三种排版方式。合版方式是指上下两块菲林板上都既有上玻璃又有下玻璃，而且整块板上上下玻璃正好成对组合。分版则是指上下两块菲林板上分别只有上玻璃和分别只有下玻璃12-16。合分版则是指上下玻璃板都既有上玻璃又有下玻璃，而且上下玻璃成奇数组合，即若上板顺序为上玻璃下玻璃上玻璃，结束时仍为上玻璃，下板则为下玻璃上玻璃下玻璃，结束时下玻璃，本设计采用合版方式。3) 菲林版设计中的几点要求a) 菲林排版原则排版方向要有利于单元图形数量最大。排版时图形排列要中心对称，且与PI版和丝网版能配套，上、下图形重合后留有对位余量。注意摩

34、擦方向与上、下版压合方向能满足用户的最佳视角的要求。b) 走线的原则 同一面上不同的引出端电极的连线不能交叉，如果走线必须交叉时，用过渡点跨线通过。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；若必须在可视区内较差，其交叉点的面积要控制在0.1mm*0.1mm范围内。布线的宽度尽量走宽，不宜走又细又长的线。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。对于点阵屏可视区里的空白处，用ITO线段填充。c) 菲林版设计：在单粒显示器版图设计完毕后，然后计算集成度。本设计中选用的ITO玻璃的型号：36

35、03600.7计算如下：其中=49mm；=26mm；=4mm；，其中为单粒液晶盒大片玻璃长度，为小片玻璃宽度，为上下玻璃台阶宽度。为所选用ITO玻璃长度，为所选用ITO玻璃宽度。=35,=30，集成度为35。在这里选择了7行5列排布方式。2.2.1光刻掩模版绘制出上、下光刻掩模版分别如下图2-15和图2-16图2-15 上光刻掩膜（MASKD）版 图2-16下光刻掩膜（MASKU）版图2-17 取向涂覆（APR）版制作流程2.2.2 取向涂覆版取向涂覆版通常称之为APR版，它是用于印刷取向剂工序，它的制作过程如下图3-19所示：APR版设计与光刻掩膜版要完全配套，不同点在于APR版因为是用在辊

36、筒涂覆，所以，APR版的长边方向不能完全是产品的实际尺寸，它要按一定比例收缩，其比例与实际生产所使用的设备有关，APR版如图2-18图2-18APR版2.2.3 丝印版图2-19 丝印版制作流程丝印版用于丝网印刷工序，分为印框版和印点版两种。丝网版的制作流程如下图2-19所示：1) SEAL版的绘制 a) 封框胶版图的封口方向必须一致，否则灌注工序无法进行。b) 封框胶的线性宽度要根据的面积大小、可视区与切割线的间距及盒间隙而定，一般设计在0.250.35mm之间。此设计中封框胶线与上玻璃边相距0.5mm，封框胶宽度为0.25。c) 框胶的尺寸要大于APR版的尺寸，即设计时丝印胶不能压在取向层

37、上，此设计中丝印胶与取向层边相距0.3mm。d) 框胶、丝印点的设计要与光刻版完全配套。e) 丝网框、丝印点及周边辅助线不能影响切割。二、DOTS版的绘制在电极与引出脚交叉处做出银点，以便在制成液晶盒后使面电极能顺利3. 液晶显示屏材料根据屏的设计要求和实际工业生产要求，选取生产显示屏所用的相关耗材如下:3.1液晶材料的选取1）液晶配制比例的算法随着液晶显示器产业的不断发展和液晶器件的广泛应用,目前已开发了许多种液晶材料。因为单用一种液晶材料很难完全满足器件要求的所有特性,因此通常需要采用混合液晶来调制其物理性能。通过简单的四则运算可以准确确定液晶的配制比例。一般来说,液晶显示器生产厂家所需的

38、目标液晶都是采用标准液晶材料,按照同系列液晶“二瓶系统”或“四瓶系统”来配制的。通常配制液晶的方法是,首先根据生产需要确定目标液晶的重量（W）,然后确定各个标准液晶的配制比例（），并计算出各标准液晶的重量（），最后将称量好的每种混合在一起,即配制成目标液晶。用公式表示其配制过程为: w，w，但有时不一定采用标准液晶,而是采用已经配制好的某种或某几种目标液晶再来配制另一种新的目标液晶。在这种情况下, 关键的工作是如何来准确确定配制液晶的比例。如果配制比例出错,将导致整批产品报废。配制原则：二瓶体系（适用于TN型液晶）；四瓶体系（适用于STN型液晶）。2）二瓶体系二瓶体系（Two Bottle S

39、ystem）适合于TN型产品所需液晶,一般都采用配制过程较简单的“二瓶系统”来配制。用液晶和液晶配制目标液晶X的过程可表示为： （）X（） （3-1） 其中为液晶的型号数字与目标液晶X的型号数字之差的绝对值；为液晶的型号数字与目标液晶X的型号数字之差的绝对值。这里液晶型号的数字指的是纯数字,如液晶MLC6404020的数字为6404020,液晶ADK9397c的数字为9397。液晶掺杂部分,如液晶RDP60868B010的掺杂部分是B010,不考虑在数字内。那么的配制比例可按公式/（+）确定。的配制比例可按公式（+）确定。举例来说,若用X1液晶：MLC6404020和X2液晶：MLC64040

40、90来配制目标液晶：MLC6404080则：6404-080-6404-02060则：6404-090-6404-08010那么,MLC640402的配制比例为：（+）10（60+10）1/7；MLC6404090的配制比例为：（+）60（60+10）6/7。有些液晶型号有两种表现形式,如MLC6405100相当于MLC6627000；MLC6627相当于MLC6627100；TEB420-000相当于TEB420-000。在配制时要根据具体情况选择适当的表现形式,这样确定差数（ni）就更直观了。3）身高体重测量仪所用液晶身高体重测量仪用液晶最大的特点是必须能在较宽的温度范围内工作。为此，这类

41、液晶不仅要有较宽的液晶相变温度，即应-4070以上，而且在高低温工作时应该稳定、可靠，其温度系数也应不太大。由于这种类型的显示器往往在室外使用（如汽车仪表显示），所以要求混合液晶具有高清凉点（90100）及低的粘度（2030Cp,（20）5。此设计中选用的是TN型的液晶，所以可选用“二瓶体系”遵照以上算法其过程可简单如下：选用的两个体系分别为：ZLI-2222-000和：ZLI-2222-100由实验证明：体系液晶的含量X与体系的呈线形关系，如图3-1：图3-1 X与的关系在上图中横向调节液晶量可以使连续变化，且液晶的用量与呈线形变化关系。在90o扭曲的TN显示中，为了满足上面所述条件即要求最

42、佳化则可选=0. 65,此处d=6时，可以计算出=0.108，而当液晶含量X在0100%之间变化时，在0.11240.1072之间变化。这刚好相当于配置的目标液晶为ZLI-2222-025。体系：ZLI-2222-000,体系：ZLI-2222-100的, 分别为：=025-000=25=100-025=75所以，,分别为：=3/4=1/4图3-2 ITO玻璃结构3.2 ITO玻璃选取1) 透明导电玻璃参数a) 结构与类型 液晶显示器的基本材料有透明导电玻璃。所谓导电玻璃。就是在普通玻璃的表面镀有透明导电膜的玻璃。它不仅导电性好，而且还具有高的透明性。目前常用的导电玻璃是氧化铟锡玻璃，通常间称

43、为ITO玻璃。根据用途，衬底玻璃的不同，ITO玻璃可分为三种结构：一般的玻璃衬底材料为钠钙玻璃，这种玻璃衬底与ITO层之间要求有一层二氧化硅阻挡层，其作用是阻挡玻璃中钠离子的渗透，以防止对器件性能产生影响。SiO2层要求耐腐蚀，致密性好。如果，玻璃衬底用无钠硼硅玻璃，对图（a）中的ITO层结构就可以不必存在SiO2层。图（c）最外层SiO2是作为绝缘层，它对于某些高档产品的制造是必须的，要求其绝缘性好。 以上结构中ITO膜起着关键的作用。它是在高真空的反应室中充入一定比例的O2 和Ar的混合气体，在外加直流电压（400700V）的作用下产生辉光放电。被电离的Ar+在电场作用下高速轰击合金靶表面

44、，使In和Sn以原子和离子形式溅射出来，沉积在SiO2层表面，同时被氧化，形成氧化铟锡膜。将衬底加热到150300oC，经一定时间后，便形成了ITO导电玻璃。通常考察ITO玻璃性能主要有三个指标：方块电阻，光透过率和平整度。a) 方块电阻 方阻是ITO 膜导电性能好坏的指标之一，它是指单位面积的电阻，它用R来表示，定义如下：R= （3-2） 式中,为导电膜的电阻率,d为膜厚。由上式可以看出：对于电阻率一定的ITO玻璃，导电膜越厚方阻越小，同时透光率也越小；导电膜越薄方阻越大，同时透光率也越大。在液晶显示器件当中要求其方阻越小越好；透光率越大越好，因此，厚度不能太大也不能太薄，必须在满足透光率最

45、大和方阻最小的条件下，取厚度d的最佳值。b) 透过率的要求导电玻璃必须是透明的，要求在可见光的范围内的透光率80%以上。ITO玻璃的透明率主要取决于玻璃材料，ITO厚度，折射率 。透光率是透明材料十分重要的光学性能指标。透光率与透光材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示，通常是指标准“C”光源一束平行光垂直照射透明或半透明材料，透过材料的光通量T2与入射光通量T1的之比的百分率。 （3-3）c) 表面平整度的要求 平整度是指表面在一定范围内的起伏程度。平整度可用h/L表示，意思为在长度L的范围内，表面最高点与最低点的差值h。ITO玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量。ITO玻璃基板平整度的参数包括：（1）玻璃表面粗糙度；（2）基板表面波纹度；（3）基板翘曲度；（4）基板平行度；（5）ITO膜表面粗糙度；（6） ITO玻璃基板平整度膜厚与膜厚均匀度。一般扭曲向列相液晶显示器用玻璃要求平整度小于0.5m/20mm。2) ITO玻璃材料选取ITO玻璃选用深圳南亚公司产品，型号：NYTN-001，膜厚 25050 埃，透过率87（%），面电阻150（/）蚀刻时间30S。3.3 偏光片的要求偏光片是