畢業(yè)設(shè)計(jì)縮寫(xiě)稿數(shù)字顯示LCD屏

1、數(shù)字顯示LCD屏設(shè)計(jì)電子101班：劉寧寧 指導(dǎo)教師：馬穎（陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 陜西 西安 710021）摘 要：本文回顧顯示技術(shù)的發(fā)展史，簡(jiǎn)要介紹液晶顯示技術(shù)的發(fā)展及其特點(diǎn)，并根據(jù)所學(xué)液晶顯示理論基礎(chǔ)知識(shí)用AutoCAD軟件設(shè)計(jì)一款TN型數(shù)字顯示LCD屏，并設(shè)計(jì)出數(shù)字顯示LCD屏的外觀圖及相關(guān)菲林版,同時(shí)給出了對(duì)應(yīng)的真值表。最后介紹生產(chǎn)此液晶屏所用的透明導(dǎo)電玻璃、偏光片等材料以及ITO 玻璃的清洗與干燥、光刻、取向排列、空盒制作等生產(chǎn)工藝。關(guān)鍵詞：LCD，數(shù)字顯示，菲林版，生產(chǎn)工藝The Design of LCD Screen with a FigureABSTRACT：In t

2、his paper, it review the history of the development of the display technology. The development and characteristics of the liquid crystal display technology were introduced. According to the basic theory knowledge of liquid crystal display we have learned using the software of AutoCAD to design a TN

3、digital LCD display screen, and design a digital display LCD screen appearance map and Filinpanel, also gives the corresponding true value table. Finally, It introduced what material and technology must be used in the production of the LCD screen something like transparent conductive glass, polarize

4、r, cleaning and drying of ITO glass, lithography, alignment and empty box production process.KEY WORDS: LCD, Digital display, Filinpanel , Production technique1.顯示技術(shù)概論顯示技術(shù)就是用電子學(xué)手段將各種信息以文字、符號(hào)、圖形、圖像的形式附注人眼是視覺(jué)技術(shù)。人的感覺(jué)器官中接受信息最多的就是視覺(jué)器官（眼睛）。在日常生活中，人們需要越來(lái)越多的利用豐富的視覺(jué)信息。近2/3的信息通過(guò)視覺(jué)器官獲得的。因此，也就促進(jìn)了顯示技術(shù)的不斷研究和創(chuàng)新。顯示

5、技術(shù)的任務(wù)是根據(jù)人的生理和心理特點(diǎn)采用適當(dāng)?shù)姆椒ǜ淖児獾膹?qiáng)弱、光的波長(zhǎng)（即顏色）和光的其他特征，組成不同形式的視覺(jué)信息。視覺(jué)信息的表現(xiàn)形式一般為字符，圖形和圖像，而圖像顯示為顯示技術(shù)中最為重要的形式。顯示技術(shù)具有技術(shù)新、應(yīng)用廣、發(fā)展快等特點(diǎn)。1.1顯示技術(shù)的發(fā)展陰極射線管是德國(guó)物理學(xué)家布勞恩（）發(fā)明的，1897年被用于一臺(tái)示波器中首次與世人見(jiàn)面，用于測(cè)量并顯示快速變化的電信號(hào)。新型平板顯示器件在進(jìn)入60年代后相繼出現(xiàn)，他們?cè)谠砩贤耆煌趥鹘y(tǒng)的陰極射線管顯示器。1968年RCA研究工作者麥爾（G·Heilmeier）發(fā)明的液晶顯示板，1969年日本學(xué)者伊次順章研究的電致發(fā)光板，19

6、64年美國(guó)伊利諾斯大學(xué)研究的交流等離子顯示板等，他們?cè)隗w積，功耗，全固態(tài)，低電壓驅(qū)動(dòng)以及與集成電路匹配等方面與CRT相比，有明顯的長(zhǎng)處因而備受關(guān)注各發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相研究。這一時(shí)間還出現(xiàn)了LED發(fā)光二極管顯示。21世紀(jì)開(kāi)始的10年等離子顯示器，液晶顯示器等平板顯示其迅速發(fā)展，特別是液晶顯示器以其大幅度改善質(zhì)量，持續(xù)下降的價(jià)格，低輻射量等優(yōu)勢(shì)在中小屏幕顯示中幾乎取代了傳統(tǒng)的CRT顯示器。而等離子顯示器僅在大屏幕顯示中占有一席之地。1.2液晶顯示器的發(fā)展特點(diǎn)1888年，奧地利植物學(xué)家F·Reinitzer合成了一種奇怪的有機(jī)化合物,后來(lái)被命名為液晶1973年，格雷教授（英國(guó)哈爾大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定

7、的液晶材料（聯(lián)苯系）。1976年，由SHARP公司在世界上首次將其應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的顯示屏中，此材料現(xiàn)在已成為L(zhǎng)CD材料的基礎(chǔ)。液晶分為兩大類：溶致液晶和熱致液晶。前者要溶解在水中或有機(jī)溶劑中才顯示出液晶狀態(tài)，而后者則要在一定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出液晶狀態(tài)。作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是熱致液晶。液晶顯示器能有今天的發(fā)展和它一系列的優(yōu)點(diǎn)是分不開(kāi)的，與傳統(tǒng)的CRT相比主要有以下特點(diǎn)：低壓、微功耗；平板型結(jié)構(gòu)；被動(dòng)型顯示且顯示質(zhì)量高；顯示信息量大；易于彩色化；無(wú)輻射，無(wú)污染等。1.3液晶顯示器的結(jié)構(gòu)及顯示原理液晶顯示器是一個(gè)由上下兩片導(dǎo)電玻璃制成的液晶盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料-膠框（一般為環(huán)氧樹(shù)脂）密

8、封，盒的兩個(gè)外側(cè)貼有偏光片。 從上到下依次為偏光片、前玻璃、前電極、定向?qū)?、液晶、定向?qū)?、背電極、背玻璃、偏光片。液晶顯示器的工作原理：液晶材料被封裝在上下兩片透明電極之間。當(dāng)兩電極無(wú)電壓時(shí)，液晶分子受到透明電極上的定向膜的作用按一定方向排列，由于上下電極之間定向方向扭轉(zhuǎn)90度，入射光通過(guò)偏振光濾光板進(jìn)入液晶層，變成了直線偏振光。當(dāng)入射光在液晶層中沿著扭轉(zhuǎn)的方向進(jìn)入并扭轉(zhuǎn)90度后通過(guò)下面偏振光濾光板后變成亮態(tài)。當(dāng)上下電極板之間加上電壓以后，液晶層中液晶分子的定向方向發(fā)生變化，變成與電場(chǎng)平行的方向排列，這種情況下，入射到液晶層的直線偏振光的偏振方向不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，由于下部偏振光板的偏振方向與下部偏

9、振光板的方向相互垂直，所以入射光便不能通過(guò)下部的偏振光濾光板，此時(shí)液晶層不透光。因而，液晶層無(wú)電壓時(shí)為亮態(tài)，有電壓時(shí)為暗態(tài)。1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容意義及簡(jiǎn)介數(shù)字顯示LCD屏的設(shè)計(jì)，我選擇了大家每天的日常生活都在用的數(shù)字電子鐘，本著簡(jiǎn)單、實(shí)用的設(shè)計(jì)目的為主方便大家的日常生活使用。數(shù)字電子中的顯示內(nèi)容即數(shù)字88：:88，另外還顯示上午AM,和PM。2數(shù)字顯示LCD屏設(shè)計(jì)在顯示屏的設(shè)計(jì)中，首先要確定一些數(shù)據(jù)，比如外形的長(zhǎng)寬，LCD大片的長(zhǎng)寬，小片的長(zhǎng)寬等等。然后根據(jù)結(jié)構(gòu)圖再做出光刻掩摸版、取向涂覆版和絲網(wǎng)印刷版。屏的基本設(shè)計(jì)過(guò)程為：外觀圖的設(shè)計(jì)（液晶盒的設(shè)計(jì) 4個(gè)筆段“8”字及小數(shù)點(diǎn)和其它顯示單元真值表CO

10、M層電極走線SEG層電極走線COM層的電極圖案SEG層的電極圖案）總體設(shè)計(jì)外觀圖菲林版的設(shè)計(jì)（Masku版的設(shè)計(jì)Maskd版的設(shè)計(jì)兩張封框版的設(shè)計(jì)兩張PI涂覆版的設(shè)計(jì)兩張銀點(diǎn)版的設(shè)計(jì)）2.1外觀圖的設(shè)計(jì)具體液晶盒尺寸和外觀如下圖2-1示圖2-1 液晶盒尺寸和外觀2.4單粒顯示器版圖的設(shè)計(jì)在顯示器設(shè)計(jì)過(guò)程中如果外形尺寸得到用戶的認(rèn)可就可進(jìn)行版圖的設(shè)計(jì)，首先設(shè)計(jì)單粒顯示器版圖，然后排版制作生產(chǎn)中所用的菲林。單粒顯示器版圖包括面點(diǎn)極，背電極，邊框，銀點(diǎn)及凸版版圖。面電極及背電極版圖如下圖2-8所示圖2-8面、背電極版圖3液晶顯示器生產(chǎn)工藝和材料液晶顯示器制造是在潔凈室環(huán)境下進(jìn)行的，在工藝上大致可以分

11、成清洗與干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶及封口貼片光片等工藝。3.1清洗與干燥工藝清洗工藝是液晶顯示器生產(chǎn)以及其他平板顯示器制造的重要的前提，因?yàn)椴ＡВㄝd波片）的表面狀況直接影響顯示器件的顯示質(zhì)量，因此清洗過(guò)程的控制是非常重要的。干燥工藝原理：經(jīng)過(guò)清洗后的玻璃，表面沾有水或有機(jī)溶劑等清洗液，這將對(duì)后工序造成不良影響。目前常用的方法有烘干法、甩干法、有機(jī)溶劑脫水法和風(fēng)刀吹干法等3.2光刻工藝經(jīng)過(guò)上述清洗的基板就可以進(jìn)入電極圖案形成工序?？涛g電極圖案（光刻工藝）的過(guò)程是涂膠前烘曝光顯影堅(jiān)膜腐蝕去膠。3.3 取向排列工藝在TN型液晶顯示器的制造工藝中，取向排列工藝是一個(gè)關(guān)鍵工藝。TN型要求

12、兩玻璃片內(nèi)表面處液晶分子的排列方向互成90o。 液晶分子的取向處理有水平取向處理，垂直取向處理和傾斜取向處理。取向排列的主要方法是傾斜蒸鍍法和摩擦法，前者不適合于大生產(chǎn)，只能是一種實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，所以在工業(yè)中全部使用摩擦法。取向質(zhì)量高低直接影響產(chǎn)品成品率和產(chǎn)品使用壽命。取向排列的一般工藝流程為：清洗涂膜預(yù)烘固化摩擦取向。3.8透明導(dǎo)電玻璃顯示器件的基本材料有透明導(dǎo)電玻璃，透明導(dǎo)電玻璃就是在普通玻璃上鍍有透明導(dǎo)電膜。液晶顯示器之所以能顯示特定的圖形，就是利用導(dǎo)電玻璃上的透明導(dǎo)電膜經(jīng)過(guò)刻蝕制成特定形狀的電極上下兩片導(dǎo)電玻璃制成液晶盒后，在這些電極上加上適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)，使液晶的光性質(zhì)發(fā)生改變，就可以顯示與光性質(zhì)向?qū)?yīng)的圖形。參考文獻(xiàn)1 高鴻錦 董友梅. 液晶與平板