液晶光学相控阵的电极图形设计对整个器件的加工及性能至关重要，首先要根据液晶光学相控阵天线的有效工作口径、最大偏转角度范围、偏转精度等性能参数要求，确定液晶光学相控阵的电极数目及尺寸，并选定合适的液晶驱动芯片型号，然后进行电极图案的光刻掩膜设计。
液晶光学相控阵的光刻掩膜主要用于形成液晶移相器光栅栅指电极、驱动IC物理结构图形、引出控制电极的物理结构图形，使蒸镀在基板上的金属形成与之结构相同但相位相反的图形。因受光刻过程的原理性所致，光刻掩膜板的图案与最终产品图案是镜像关系，在设计中要尤其注意。
绘制掩膜图案可以采用专用的光刻图形绘制软件，如Ledit，绘制完成的文件即可直接被激光直写光刻设备用于铬版的生成，也可使用通用软件如AutoCAD来进行绘制，完成后再用LinkCAD将AutoCAD绘制的图形转换成激光直写设备能够识别的格式。
图6.2给出了一种液晶光学相控阵掩膜板设计图，其中液晶光学相控阵的核心区域由周期为5μm的1 920条栅线组成，将每一条光栅电极与驱动IC的输出电极连接，并将驱动IC的控制电极以及测试电极引出，进而实现电压对液晶移相器的控制及测试。
图6.2 掩膜板设计图
液晶光学相控阵的光刻掩膜主要包括正中间的液晶光学相控阵阵列电极图形、两侧驱动芯片引脚电极图形、芯片与光栅阵列电极连接引线图形、芯片控制端引出电极图形、左右两侧背电极引出电极（为了提高可靠性，多设计了一个背电极作为备份）。另外，每个芯片的输出引脚中都留有两根电极引出线，通过软带线连接到PCB板上，作为芯片正常工作时的检测及调试。图形区域轮廓大致为45°放置的乌龟壳形，对角线长约3.5 in，故将掩膜板尺寸定为100 mm×100 mm。下面对各部分图形设计作进一步说明。
1.光栅核心部分
光栅部分为图形的核心部分，线条也最细密。光栅阵列电极总数目为1 920个，电极宽度为4μm，电极间距为1μm，电极长度为16 mm，总宽度为10 mm，奇数列电极与偶数列电极各与两块驱动芯片相连，如图6.3所示。
图6.3 光栅阵列电极局部
2.驱动芯片部分
芯片总的输入控制引脚共有278个，其中很多功能相同，在电气连接上可以进行合并，以减小引出电极的数目，如图6.4所示，最终合并后为42个（其中包括34根芯片输入、6个背电极和2根测试线）。由于芯片的引脚很多，也很细密，需要细心排布及对位。根据芯片产品资料上各电极pad的坐标位置，可以将芯片引脚压点排布版图通过AutoCAD描绘出来。
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图6.4 芯片引脚电极局部
3.芯片与光栅阵列连接引线部分
芯片输出端引脚间距为18μm。由于芯片安装时是通过ACF胶（异方向性导电）实现的，ACF胶中导电金属小球的直径约为3μm，因此两相邻引脚引出线引脚之间的最小距离不能超过3μm，避免在安装时造成引线引脚短路，如图6.5所示。
图6.5 光栅阵列电极与芯片引脚的连接引线局部
4.芯片与FPC连接引线部分
驱动芯片单个控制引脚宽度为55μm，但大部分引脚通过合并后总宽度大为增加，而FPC端线宽为0.2 mm，通过引线将控制芯片引脚与FPC相连需要进行一定的扇出，如图6.6所示。
图6.6 芯片控制输入与电极引出线局部
5.背电极引出电极
液晶盒的背电极通过ITO玻璃基板上的导电图形连接到排线的绑定线，如图6.7所示，然后通过排线连接到PCB电路板上的VCOM引脚，为液晶光学相控阵的电极驱动提供VCOM参考电压。本来一个液晶盒仅需要一个背电极即可，为了增加导电性和可靠性，设计了两个连接电极线，分别与四个芯片的输入引脚一并随排线引出。将掩膜设计图交由专业掩膜生产商加工，得到最终的光刻掩膜板。
图6.7 液晶盒的背电极通过ITO玻璃基板引出线图形
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