TFT-LCD屏设计主要内容-IPS TFT-高亮液晶屏-12864COG
2020-06-03

主要内容

1、认识产品规格

2、设计思想与步骤

3、Array基板设计

4、CF设计

5、Cell设计

第一节 认识TFT-LCD的产品规格

1、基本规格 (设计规格) 高亮IPS TFT

作为一个设计者,首先对于显示屏的设计规格一定要有所了解。显示器的规格,很难有一个完全的定义,因为产品对于消费者而言更多的是主观的感觉,不同厂商提供的显示器规格,也会有所差别,但是对设计者而言,需要把客户的要求、厂商的要求转化成客观量化的数据作为设计的目标,也就是要转化成可设计的规格。即设计规格(专业规格)。下表中给出了一些显示器件的最基本的规格参数。


2、各专业领域的整合(其它专业规格)

TFT是一种整合多元知识的技术,是“光、电、机”的一个综合体,牵涉了很多原理,所以一个TFT-LCD也是由各个专业领域的设计者一同努力所设计出来的,除了所着重的TFT面板本身以外,以下几个领域的设计也是非常重要的。

(1)液晶光学、色度学设计 高亮IPS TFT

这个领域需要熟知液晶的物理材料特性和光学知识,负责设计产品的液晶模式,包括其材料,间隙,配向角度,偏光片角度,光学补偿膜等等,以符合产品规格中的视角,亮度,对比和反应时间等要求,也要设计彩色滤光片的三原色之色坐标,以符合产品规格中色彩饱和度的要求,还有如液晶的操作电压,抗反射膜的选用等等,也是该领域要考虑的。

(2)模组机构设计

该领域要熟知各机械零件和力学知识,负责设计产品的外观,选用各零件的材料与制程,以符合产品规格中尺寸,重量等需求,并使模组组装生产过程流畅易行,另外,背光模组和光学膜的选用,涉及产品厚度,重量和功率消耗,也需要与其他方面的设计一起考虑。

(3)电子系统设计 高亮IPS TFT

该领域熟知各电子零件和电学知识,以及各种显示界面的定义,以负责设计产品的驱动系统,符合产品规格中系统界面,功率消耗,操作电压等要求。


3、产品规格的协调制定 高亮IPS TFT

对于TFT-LCD,包含很多的专业领域的知识,自然也就涉及很多的专业规格,这些专业规格彼此并不是孤立的,设计时也并不是所有规格的一个简单的加和,而是要互相协调,明确设计目标及定位,才能保证产品的最终设计成功。


专业规格协调举例  

(1)厚度

产品的厚度,它是很多零组件厚度的总和,包括两块玻璃基板,两个偏光片,光学补偿膜,光学增亮膜,背光模组,框架等,如果要减少设计的厚度以符合产品要求,可以采用薄型偏光片而增加成本,也可以选择减少光学补偿膜而牺牲视角,也可以选择光学增亮膜而牺牲亮度,也可采用薄型框架而增加破损的风险,至于要采取哪一种方法,就要视产品的定位和其他规格的竞争力而定,并没有一定的答案。

(2)亮度

TFT-LCD模组成品的亮度,是光源强度和光效率的乘积,以表中产品为例,亮度要求为假设既有的产品设计,是使用亮度为的CCFL背光源,而液晶单元的光效为7.35%,画素的开口率为85%,则得到的亮度会是

为了要达成产品要求,可以使用亮度提高到背光源,但是会增加消耗功率,灯管的寿命也会减少,也可以设法增加液晶单元本身的光效率到8.82%,也可以设法增加画素的开口率。此时可以协调成:采用的背光源,使液晶单元的光效率增加为8.1%,画素的开口率为88%,使得到的亮度成为

再由各设计领域协调决定其专业规格,此时需要液晶光学设计的专业去努力的将原来的光效提高到8.12%,也许要采用新的模式,也许要降低色彩饱和度,假设在各专业领域努力之后,仍无法达成要求,此时便需要重新进行协调,增加背光源亮度或液晶单元的光效,有可能需要更换液晶材料,因此又使画素的充电和电容耦合效应改变,于是又要重新设计一次画素,又有新的开口率设计,可以想象,产品的规格进步,需要各领域一再的设法协调,以定出各专业规格。

4、和面板设计相关的专业规格高亮IPS TFT

在经过产品规格的协调制定后,就可将其中的一些规格,转换成各领域的专业规格,与TFT面板设计相关的专业规格有:

(1)次画素大小和画素阵列数目

根据产品规格中的Size, Resolution, Aspect Ratio Active Area,可以得知次画素的大小和画素阵列数目,这些规格是不需要进行协调的。

(2)开口率

依据产品规格中的Brightness和Color Saturation,在充分协调之后,设定开口率的设计目标。

(3)最小视讯电压容许误差 高亮IPS TFT

依据产品规格中的View Angle, Contrast Ratio , Response Time, 以及Supply Voltage等等,由液晶光学专业领域设计者制定出所采用的液晶单元设计(液晶材料、模式、间隙、取向等),那么液晶单元所对应的电压-穿透度关系,液晶电压-电容关系基本上就可以确定下来。根据电压-穿透度关系和产品规格中的灰阶数就可以决定出最小视讯电压容许误差(最小灰阶电压差如何确定?)。液晶的电压-电容关系,也会作为设计时考量充电,电荷保持,电容耦合以及信号延迟等的计算基础。



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