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LCD液晶顯示屏是由具有透明電極的ITO玻璃和液晶、偏振片等材料組成的。從電路的角度來講,LCD上ITO走線電阻的大小對顯示對比度有很大的影響。LCD的一個近似等效電路如圖4所示。其中R1表示從LCD電極到像素點的ITO電阻;R2表示LCD像素點的等效直流電阻;C表示該像素點的等效電容。要實現良好的對比度,應該降低R1,增大R2,同時使C的容抗也盡量增加,這樣才會使這條支路上的電壓大部分降在LCD的像素點上,下面分別討論這幾個參數的情況。
一般情況下,C通常為每平方厘米幾個皮法。在LCD驅動波形的頻率較高時,C的容抗變小,電流將增加,這會使IC驅動波形的幅值被拉低,造成液晶分子不能在驅動電壓的作用下很好地“立起或“倒下,使得它對光線的調制能力減弱而使對比度變差。在頻率不變的前提下,要減小C值使回路阻抗增大,以降低LCD自身功耗對IC驅動能力的影響。根據平板電容器的電容公式:C=s/4πkd(C是介電常數;s是平行板的正對面積;k是靜電系恒量;π是常數)
電容的大小,主要受兩方面的影響,一是象素點的面積S;二是上下兩片玻璃ITO之間的距離d。由于象素點的大小已經由客戶確定,不能改變,要減小C值只能在d上考慮,但由于生產工藝的原因,d的可調范圍很小,一般只有幾個微米。因此C調整將非常有限。那么剩下的兩個參數中的R2,其阻值的大小主要是由液晶純度決定的。液晶越純,其中的自由離子就越少,等效直流電阻就會越大,因此在LCD的生產中注意環境的凈化程度,保證各環節不會受到污染,從而保證液晶的純度,使R2最大。至于R1,對于設計人員來說,要在設計過程盡量減小R1卻是相對容易的,這也是所討論的這幾個參數中最容易調節和有效的。
描述ITO電阻的一個主要參數是方塊電阻R□。R□是ITO玻璃生產商提供的一個參數,小到十幾歐姆,大到一百幾十歐姆。其大小與ITO材質的電阻率和ITO膜的厚度有關。在R□一定的條件下,一段ITO走線電阻的大小是由走線長度和線寬決定的。一段長為L,寬為d的ITO走線的電阻計算方法為,R=H(L/d)R□。
從電阻的計算公式可以看出,在R□一定的前提下,要減小走線電阻R1,只能縮短ITO的走線長度L和增加ITO走線的寬度d。在設計LCD的布線時,應格外注意這一點,以使整段ITO走線的電阻盡量小,這在COG(Chip on Glass)類液晶顯示模塊產品的設計中至關重要。
另外,在縮短走線長度L和增加線寬d的同時,應注意整個屏上ITO走線的電阻分布情況。一般來說,L比較大的,相應地d也要大,對于每一條ITO走線都要保證公式中L/d是一個基本不變的量,從而使R分布的盡量均勻,這也有助于改善整個LCD液晶顯示屏的對比度。
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