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浅谈一种绿色节能超薄超窄液晶电视的实现方法

作者:朋朝明,王玉年时间:2019-08-12来源:电子产品世界收藏

  朋朝明,王玉年

本文引用地址:http://www.nz798.com/article/201908/403618.htm

  (深圳创维-RGB电子有限公司,广东  深圳 518108;广州创维平面显示有限公司,广东 广州 510663)

  摘 要;本论文主要讨论一种包括光学膜片的高集成化及模组结构的一体化创新设计方法,完成光学膜片系统的优化、模组中框与整机面框、模组背板与整机后壳的共用,优化金属件表面处理方式,在实现原材料使用量最小化下,也实现了的方案,同时降低原材料的消耗,低碳环保。

  关键词:

  0 引言

  目前液晶电视都向着的大方向发展,而目前电视行业的竞争越来越激烈,产业消费升级,同质化严重,如何在此形势下开发一款的液晶电视,赢得消费者的青睐,是摆在每个电视企业面前的课题。如何利用创新设计,寻找新的卖点,并在生产端快速完成生产工艺与设备的配套导入,都是每个设计师思考的难题。超薄清、无边框对模组屏体的设计、制造提出了更高的要求,如何在现有产品技术的基础上实现更窄更薄,成为行业内制胜的关键。

  1 一种绿色节能超薄超窄液晶电视的实现方法

  本文提出的一种绿色节能超薄超窄液晶电视的实现方法,主要从以下几个方向出发。

  1)通过模组创新 一 体 化 结 构 设计,完成模组中框与整机面框的一体化,采用胶条贴合方 式 固 定 液 晶 玻璃,从而取消传统面框,达到节省原材料,并实现超薄超窄造型;

  2)通过整机创新一体化结构设计,完成模组背板与整机后壳的共用实现材料量使用最小化,降低原材料的消耗,实现低碳环保,并实现超薄造型;

  3)取消传统液晶电视中的污染严重的喷漆或电镀工艺,优化为覆膜方式,覆膜背板(VCM)可以解决喷粉、电镀等造成的污染问题,相比喷粉电镀,其价格上更有有优势,同时多变的外观效果使得产品更具差异化,更具竞争力;

  4)优化传统模组背光内的多张光学膜片,应用高集成度的复合膜片。复合膜片使用的光学膜片基材厚度有减薄,对应原材料用量减少,更绿色环保,也实现超薄造型,并降低模组难度。

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多盈彩票开户  2 光学膜片系统的高集成化

  目前业界使用的复合膜片包括两层、三层、四层贴合,差别在于粘贴的层数不同,另一方面每层搭配由扩散片(diffuser)、棱镜片(prism)、Micro lens等组成;市场现有在使用的主要复合膜片有DOP、POP、MOP、POD、DOPP等;其中以DOP为例进行说明,字母D代表diffuser(扩散片)、O代表贴合层、P代表prism(棱镜片),贴合顺序按名称从前到后,膜片由上至下贴合,DOP即为扩散片在上,棱镜片在下进行贴合。

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  如图2所示,为POP膜片贴合工艺的示意图,前端为两卷无棱角结构的原材,通过滚轮放卷,下层膜片通过软膜模具,UV树脂胶在下层原材表面形成棱镜结构,加工后的膜片进行低压半固化,使棱镜结构提高强度,贴合过程中不至于被破坏,接下来两层膜片进入贴合部分,使用UV胶进行粘合,然后膜片进入UV固化腔内,对UV树脂胶进行固化,出腔后的膜片即为复合膜片,然后进行上卷,后继续在上层膜片上加工棱镜结构,最后对膜片进行上卷、储存,待使用时进行裁切加工。

  3 复合膜片的优势

  1)绿色环保。复合膜片使用的光学膜片基材更绿色环保,其厚度有减薄,对应原材料用量减少,相较于同架构的普通膜片总厚度会减小很多,如单张扩散基材厚度为188 µm,棱镜基材厚度为250 µm,而贴合膜中扩散或棱镜基材厚度为100 µm或125 µm。以DPP为例,其厚度比原来单张的Diffuser+Prism+Prism减少380 µm,可实现产品超薄设计,优化物料成本。

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多盈彩票开户  2)加工成本低。显然使用复合膜片后,原有的模组内膜片张数也会减少,相应的体现在生产加工端时,对应的加工工序也会更加快捷,工时费更低;同时有效降低作业过程中带来的异物, 刮伤等不良, 约提升制程良率0.5%。

  3)稳定性高。由于目前电视趋向于大尺度化,在大尺寸模组内经常会遇到膜片变形问题,主要是当膜片尺寸增大时,环境变化,会使膜片膨胀收缩量更大,膜片本身厚度有限,发生局部受力不均,即产生变形翘曲等问题;而复合膜片的单张厚度提升,光学膜片本身的挺性更强,也会在一定程度上改善这种现象。

  4 复合膜片的劣势

  复合膜片的贴合本身具有其明显的优点,同样也存在一些相应的问题,由于膜片的贴合特征,会存在贴合不牢或裁切过程中发生边缘剥离分层的现象,会对其使用造成一定影响,同时加工过程中可能存在的气泡和异物等也需要在生产及来料检验时重点关注。

  5 复合膜片的设计建议

  由于复合膜片存在的分层剥离的现象,所以在前期的模组设计时,对膜片的图纸有了更多的要求,包括一些边缘角落的圆角,挂耳处的尺寸等方面,在设计时都需要重点考量,以及在设计使用中的总结,作为建议值,供大家参考。

  如图4所示,为膜片挂耳的部分示意图及相应建议值要求,由于裁切过程中挂耳处尺寸较小,且一般角度无法做出太多让步,在裁切过程中为最易发生剥离的部位之一,一般厂家都建议有拐角的地方尽量采用圆弧倒角,且挂耳宽度不宜过小。

  如图4所示,挂耳处内外R角值≥1 mm,外耳距上下边缘处宽度≥3 mm,距左右侧边缘宽度≥10 mm,挂耳总宽度≥2。5 mm,以上部分为挂耳处细节的设计建议,如果在不影响产品设计的情况下,拐角处R角越大,越不易在裁切过程中发生分层。

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多盈彩票开户  如图5所示,为挂耳间间距的建议值,一般建议两个挂耳之间间距≥200 mm,而同样要求,膜片四角处的拐角,同样建议圆弧倒角处理,一般建议R角≥1mm;还有一个需要注意的事项为膜片的挂耳内孔,需注意不要距离图像AA区(active area)太近,否则裁切时造成分层现象很容易进入有效显示画面内。

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  以上提出的数据,仅为设计时的相关建议值,窄边化设计应用时可在试验验证后调整参数。

  6 液晶玻璃贴合工艺,省去传统面框

多盈彩票开户  在超薄无边框的设计革新中,用于贴合液晶屏与中框的泡棉胶带是实现无边框贴合工艺导入成功的最关键物料,由于液晶玻璃生产工艺差别,用于粘贴硬屏和软屏的胶带选型需要区分对待。

  6。1 硬屏贴合的胶粘带选型

  要求:须解决在玻璃外露情况下出现的漏光问题,以及IPS硬屏应力敏感造成的暗场渗光等问题,同时必须满足粘贴可靠性要求、生产和售后的返工要求。

  为开发满足要求的胶带,经对比多款胶带物料,选择其中有代表性的VHB、PE泡棉胶、易拉胶、PU泡棉胶进行应用性试验,结果如表1所示。

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  经分析试验结果并综合考虑应用环境,初步选型PU泡棉胶,并对该胶带满足上述应用要求的情况详细试验论证如下。

  1)阻止面板侧面漏光:使用黑色泡棉胶、黑色PET及黑色胶水原材料,可很好的防漏光,如图6。

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  2)防止因面板扭曲造成的暗场渗光变色:PU 泡棉的密度,厚度,压缩率最低化,确保了胶带的回弹性,可有效降低扭曲应力对视效的影响。

  3)操作性

多盈彩票开户  ①尺寸稳定性:粘贴泡棉胶时,PET层可保证其不会被拉长或变形,参考上图6。

  ②重工性:贴中框胶条时存在一定的贴偏机率,PET层可有效保护泡棉胶基体不被破坏,在未保压的情况下可以撕起重贴,减少物料损耗。

  ③返工性:当生产中出现玻璃面板四周间隙不均等不良时,可以用刀片等工具施加外力将胶带的PU Foam层分层,然后可以分别清理中框和液晶屏上的残胶:中框面残胶有PET层可轻松移除,玻璃面残胶有一定内聚力剥离时不易出现断裂。

  4)粘贴可靠性要求。PU泡棉复合胶带相对内聚力较差,为充分验证该款泡棉胶的可靠性,参照行业相关评估方法,并结合我司试验条件,进行了可靠性测试,粘贴强度测试,抗拉强度测试。

  5)结论。PU泡棉胶的强度,可靠性,操作性,遮光等性能均可以满足硬屏粘贴应用要求;由于中框、背板平整度、粘贴工艺对光学效果均有较大影响,新项目或扩点PU泡棉胶带前建议试产验证。

  6。2 软屏贴合的胶粘带选型

多盈彩票开户  软屏贴合对胶带的回弹性要求比硬屏低,选型时可以优先考虑强度、遮光性和操作性要求,因此粘贴可靠性更高的胶带将有明显优势。

  参照表1,考虑返修等因素优先选择易拉胶或厚度更薄的PU泡棉胶。

  6.3 贴合工艺对panel的影响

多盈彩票开户  1) 贴合panel的边缘没有结构件遮挡,直接作为外观面,鉴于美观、安全、可靠性、防漏液等考虑,panel周边需要做打磨和Side Sealing处理。

  2) 贴合panel的尺寸公差直接影响整机的贴合间隙,从而影响外观,所以贴合panel需要严格控制尺寸公差。

  3)基于贴合工艺的可靠性,良率,整机厚度等考虑,软屏体更适合贴合。

  6。4 贴合工艺的粘贴定位及精度分析

  1) 贴合的定位精度要求较高:在panel贴合中框的过程中,需要进行对位;为保证粘贴间隙的一致性,须在被贴中框上设计便于精确对准的标识。

  2) 中框的尺寸及公差直接影响整机的贴合精度,为保证中框的尺寸精度需从中框材料、模具设计、成型工艺、装配顺序等方面减小中框变形。

  3) 泡棉胶会在玻璃自重作用下被拉伸,导致玻璃有一定距离的下沉,所以贴合时天侧间隙需要预留下沉余量。

  6.5 贴合工艺对模组物料的要求

  1) 贴合工艺对背板的平整度及刚性要求较高,针对背板的造型设计,需要保证背板强度,控制产品整体的变形程度。

多盈彩票开户  2) 由于贴合模组返工难度较大,品质管控非常重要,部分物料要进行预变形处理以保证产品的良率。

  7 结论

  在目前的绿色节能的大趋势下,企业必须从源头改进,重视创新,当下超薄清产品已经成为主流,这既是一个机遇,也给目前的产品设计和工艺提供了挑战,本文主要介绍一种超薄超窄的液晶电视设计方案,从研发端完成光学膜片系统的高集成度优化、模组中框与整机面框、模组背板与整机后壳的共用,在生产端完成匹配生产工艺与设备的导入,从全流程、系统性改善和提升,产品设计和生产工艺密切配合,同步优化,既能顺应国家绿色节能的大趋势,又能保证产品的竞争力、生产效率及产品质量。

  希望此文可以为设计及生产方面的人员带来相应的帮助。

  参考文献

  [1] Skyworth & LGD Side Sealing Ass’y技术交流文件。

  本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第8期第68页,欢迎您写论文时引用,并注明出处




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