CN103838900A - 一种亚像素孔图形自动生成方法 - Google Patents

Abstract

亚像素孔图形自动生成方法是平板显示器（FPD）设计EDA工具领域的快捷生成亚像素上孔的图形或者打孔的图形的方法。本文介绍了一种先进的生成液晶器件的控制电场的亚像素电极的方法。通过将两片ITO电极置于液晶器件的下方，从而在液晶器件处产生了平行电场，使光透过ITO电极时获得了广视角的特性，改善了显示质量。ITO为了避免产生电容采用了栅格化设计方法（形如电极板上的孔）避免了两片ITO电极之间的耦合电容。而人工去绘制这种特殊的孔和打孔的图形比较困难。本文针对这种设计提出了自动的亚像素孔图形生成方法，包括生成孔图形和被打孔的图形的方法。

Description

一种亚像素孔图形自动生成方法

技术领域

亚像素孔图形自动生成方法是平板显示器（FPD）设计EDA工具领域的快捷生成像素上孔的图形或者打孔的图形的方法。本发明属于平板显示器设计和EDA设计工具领域。 

背景技术

平板显示器作为新一代的显示器在近年得到了快速的发展，以液晶显示器为主要代表。所谓液晶，指的是介于液体和固体之间的一种近似液态的晶体，微观上由晶体组成，但宏观上是液体。通常采用的液晶晶体是橄榄球状的长条形椭圆体。 

平板显示器一般都通过TFT（薄膜晶体管）器件来控制每个像素上的三原色亚像素是否发光。每个像素的自然光都是由红绿蓝三种颜色组成。实际上在屏幕上的每个像素处都有三个亚像素，分别显示红色、绿色和蓝色。对于典型的液晶显示器而言，每个亚像素结构都一样，都是由TFT作为开关控制液晶器件是否让背景光从屏幕后面射出屏幕，以及控制亚像素的光的强弱，三原色亚像素的不同的强弱组合，就合成了每个像素处的实际光的效果。无数个像素在某个瞬间同时刷新颜色形成了观众看到的屏幕图像。 

从垂直于屏幕平面的截面来看，每个亚像素的结构如附图16所示，上下两块玻璃基板夹住了液晶，在下玻璃基板上印刷了薄膜晶体管(TFT)，液晶的上下两侧，分别有两块透明的氧化铟锡（ITO）电极板，夹住液晶，当TFT通电后形成了控制液晶是否开或关的电场。紧贴着液晶的是取向板，取向板的表面有锯齿状的沟槽，锯齿状的沟槽能令长条形的液晶分子沿着沟槽整齐排列。如果排列不整齐，会造成光线的散射。 

根据附图17来说明液晶控制光线通过与否的原理。光波本身的电场与磁场分量，彼此是互相垂直的。而偏光板就像栅栏，只能允许与栅栏平行的光的分量通过。如果将两片偏光板叠在一起，栅栏方向互相垂直，那么两个方向的光的分量都被阻挡，光将无法通过。如果两片偏光板栅栏方向平行，那么光可以通过。液晶显示器就是利用这个原理实现的。 

如附图18所示，在上下两块栅栏互相平行的偏光板之间，充满液晶。如果不施加电场，由于取向板的沟槽将液晶扭转了90度，扭转的液晶令通过下偏光板的光旋转了90度，和上偏光板的栅栏方向垂直，因此光不能通过上偏光板。因此，在不通电状态下，亚像素不发光。 

当上下ITO电极板上施加了电压，液晶分子将沿着电场方向排列，椭圆晶体的长轴方向垂直于ITO电极板。此时，液晶无法扭转光，光通过下方偏光板之后，与下方ITO电极板的栅栏方向一致，也和上极板的栅栏方向一致，光可以通过上ITO电极板。因此，在通电状态 下，亚像素发光。 

但是，在液晶器件上下各夹一块ITO电极板的结构有缺陷。这种结构会在两块ITO之间产生垂直于ITO电极板的电场，导致长条形的液晶晶体不得不沿着垂直于ITO电极板的方向竖直排列，令光线只能顺着晶体通过上极板，相对于轴线偏移角度太大的光线将不能通过液晶层，导致观众只能在正对着屏幕的一个较小角度内才能看到图像，超出这个角度的比较斜的位置，观众将不再看到屏幕发出的光，也看不到影像。这种现象称为视角过小。还会导致液晶显示器对比度降低的现象。 

为了改善上述视角过小等问题，诞生了一种更好的电场结构。如附图19所示，设计师将两块ITO全部置于液晶下方，因此影响液晶的电场方向变成了平行于ITO电极板平面的方向。很显然，在有电场的情况下，液晶分子将以平行于电极板平面的方向排列，在这种情况下，不存在液晶层限制光的视角的现象。因此，两片ITO电极板形成平行于电极板的电场是一种先进的设计。 

在设计中，两片ITO电极板不可能完全等大小重叠，因为会造成不必要的电容导致能量浪费和电路失常。为了减小电容，其中一片电极会被制作成栅栏形状。而另外一片电极上会在对应位置挖出相应的孔，避免有重叠金属形成电容。如附图20所示。 

这种ITO电极板设计方法称为SFT(Super Fine TFT) Slot设计。 

发明内容

本发明提出一种亚像素孔图形自动生成方法，英文为SFT Slot(Super Fine TFT Slot)，这种方法根据用户输入的孔的参数自动生成孔的形状图形，也可以在矩形或者多边形图形上自动挖去对应实体形成孔。对应到平板显示器的设计中，本发明可以自动创建栅栏形ITO电极板上极板和对应的带孔的ITO电极板的下极板。 

本发明的亚像素孔图形自动生成方法提供了一个孔的参数设置界面。用户在此参数设置界面中，点击每个参数输入框，右侧会出现或更换到对该参数的说明图片。如图1到图11所示。 

参数设置完毕后，点击preview按钮，用户将在版图工具窗口中看到实时显示的孔的图形或者被打了孔的图形。如图和图所示。点击OK按钮，在版图中将自动创建孔的图形或者被打了孔的图形。 

本发明包括自动生成孔的形状和自动在矩形中打孔的两种方法。如果用户勾选了界面上 的slot in pixel按钮，点击Preview或者点击OK按钮，版图中将自动实时显示或者创建被打了孔的矩形。 

如果用户不勾选界面上的slot in pixel按钮，点击Preview或者点击OK按钮后，版图中将自动实时显示或者创建孔的图形。 

本发明提出了一套描述孔的形状的参数。下面逐一介绍： 

1）Peak Angle，表示孔的中间尖端段的角度； 

2）Peak Length，表示孔的中间尖端段的长度； 

3）Slot Angle，表示孔的主体部分段的角度； 

4）Slot Length，表示孔的整体部分的长度； 

5）Cut Angle，表示孔的边缘的切角的角度； 

6）Slot Width，表示孔的宽度； 

7）Slot Space，表示相邻两个孔的间距； 

8）Slot Count，孔的个数； 

9）Pixel Width，像素宽度； 

10）Pixel Length，像素长度； 

11）Slot In Pixel选择框 

如果勾选此选择框，在点击preview按钮时将会显示一个宽为Pixel Width和Pixel Length的矩形，并且该矩形中按照孔的参数打好孔。 

如果勾选此选择框，在点击OK按钮时将会在版图中创建一个宽为Pixel Width和Pixel Length的矩形，并且该矩形中按照孔的参数打好孔。 

a)Offset X：所有孔的整体的中心点相对像素矩形的中心点的偏移量的X值； 

b)Offset Y：所有孔的整体的中心点相对像素矩形的中心点的偏移量的Y值。 

附图说明

图1 SFT Slot的Peak Angle及对应含义示意图 

图2 SFT Slot的Peak Length及对应含义示意图 

图3 SFT Slot的Slot Angle及对应含义示意图 

图4 SFT Slot的Slot Length及对应含义示意图 

图5 SFT Slot的Cut Angle及对应含义示意图 

图6 SFT Slot的Slot Width及对应含义示意图 

图7 SFT Slot的Slot Space及对应含义示意图 

图8 SFT Slot的Slot Count及对应含义示意图 

图9 SFT Slot的Pixel Width及对应含义示意图 

图10 SFT Slot的Pixel Height及对应含义示意图 

图11 SFT Slot的Offset X、Offset Y及对应含义示意图 

图12 勾选slot in pixel选择框，并点击Preview按钮之后实时显示被打孔后的亚像素ITO矩形卡通 

图13 不勾选slot in pixel选择框，并点击Preview按钮之后实时显示亚像素ITO孔图形 

图14 勾选slot in pixel选择框，并点击OK按钮之后在版图中创建打了孔的亚像素ITO图形 

图15 不勾选slot in pixel选择框，并点击OK按钮之后在版图中创建亚像素ITO孔的图形 

图16 亚像素结构示意图 

图17  液晶控制光线通过的原理 

图18  电压控制液晶器件开关示意图 

图19  平行电极板电场示意图 

图20 SFT Slot平行电极板设计示意图 

具体实施步骤： 

结合一个具体的实例说明亚像素孔图形自动生成方法，操作流程步骤如下： 

1）在AetherFPD工具中启动SFT Slot命令，在对话框中输入以下参数： 

Peak Angle设为60； 

Peak Length设为15； 

Slot Angle设为80； 

Slot Length设为135； 

Cut Angle设为28； 

Slot Width设为3； 

Slot Space设为3； 

Slot Count设为6； 

Pixel Width设为50； 

Pixel Length设为150； 

不勾选slot in pixel选择框； 

Offset X设为0； 

Offset Y设为0。 

2）点击Preview按钮，出现如图13所示的ITO孔的卡通结果； 

3）点击OK按钮，在版图中创建如图15所示的ITO孔的图形。 

Claims (1)

1.一种亚像素孔图形自动生成方法，涉及到EDA设计工具的主要特征为:

（１）亚像素孔图形自动生成方法建立了一套描述亚像素的孔（或称SFT Slot）的形状的参数；

（２）亚像素孔图形自动生成方法通过参数界面输入参数，在点击界面上的每个参数时，在界面上出现对应的参数含义说明图片；

（３）亚像素孔图形自动生成方法通过输入像素版图图形打孔参数，实时显示孔的形状，孔可以是一个或者多个；

（４）亚像素孔图形自动生成方法通过输入像素版图图形打孔参数，实时显示图形被打孔之后的形状，图形上可以有一个或者多个孔；

（５）亚像素孔图形自动生成方法通过输入像素版图图形打孔参数，创建孔的图形，孔可以是一个或者多个；

（６）亚像素孔图形自动生成方法通过输入像素版图图形打孔参数，创建被打孔的图形，孔可以是一个或者多个。

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