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淺談一種綠色節(jié)能超薄超窄液晶電視的實(shí)現(xiàn)方法

作者:朋朝明,王玉年 時(shí)間:2019-08-12 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  朋朝明,王玉年

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201908/403618.htm

 ?。ㄉ钲趧?chuàng)維-RGB電子有限公司,廣東??深圳?518108;廣州創(chuàng)維平面顯示有限公司,廣東?廣州?510663)

  摘?要;本論文主要討論一種包括光學(xué)膜片的高集成化及模組結(jié)構(gòu)的一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法,完成光學(xué)膜片系統(tǒng)的優(yōu)化、模組中框與整機(jī)面框、模組背板與整機(jī)后殼的共用,優(yōu)化金屬件表面處理方式,在實(shí)現(xiàn)原材料使用量最小化下,也實(shí)現(xiàn)了的方案,同時(shí)降低原材料的消耗,低碳環(huán)保。

  關(guān)鍵詞:;;;

  0 引言

  目前液晶電視都向著的大方向發(fā)展,而目前電視行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,產(chǎn)業(yè)消費(fèi)升級(jí),同質(zhì)化嚴(yán)重,如何在此形勢(shì)下開(kāi)發(fā)一款的液晶電視,贏得消費(fèi)者的青睞,是擺在每個(gè)電視企業(yè)面前的課題。如何利用創(chuàng)新設(shè)計(jì),尋找新的賣(mài)點(diǎn),并在生產(chǎn)端快速完成生產(chǎn)工藝與設(shè)備的配套導(dǎo)入,都是每個(gè)設(shè)計(jì)師思考的難題。超薄清、無(wú)邊框?qū)δ=M屏體的設(shè)計(jì)、制造提出了更高的要求,如何在現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更窄更薄,成為行業(yè)內(nèi)制勝的關(guān)鍵。

  1 一種綠色節(jié)能超薄超窄液晶電視的實(shí)現(xiàn)方法

  本文提出的一種綠色節(jié)能超薄超窄液晶電視的實(shí)現(xiàn)方法,主要從以下幾個(gè)方向出發(fā)。

  1)通過(guò)模組創(chuàng)新 一 體 化 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì),完成模組中框與整機(jī)面框的一體化,采用膠條貼合方 式 固 定 液 晶 玻璃,從而取消傳統(tǒng)面框,達(dá)到節(jié)省原材料,并實(shí)現(xiàn)超薄超窄造型;

  2)通過(guò)整機(jī)創(chuàng)新一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成模組背板與整機(jī)后殼的共用實(shí)現(xiàn)材料量使用最小化,降低原材料的消耗,實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保,并實(shí)現(xiàn)超薄造型;

  3)取消傳統(tǒng)液晶電視中的污染嚴(yán)重的噴漆或電鍍工藝,優(yōu)化為覆膜方式,覆膜背板(VCM)可以解決噴粉、電鍍等造成的污染問(wèn)題,相比噴粉電鍍,其價(jià)格上更有有優(yōu)勢(shì),同時(shí)多變的外觀效果使得產(chǎn)品更具差異化,更具競(jìng)爭(zhēng)力;

  4)優(yōu)化傳統(tǒng)模組背光內(nèi)的多張光學(xué)膜片,應(yīng)用高集成度的復(fù)合膜片。復(fù)合膜片使用的光學(xué)膜片基材厚度有減薄,對(duì)應(yīng)原材料用量減少,更綠色環(huán)保,也實(shí)現(xiàn)超薄造型,并降低模組難度。

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  2 光學(xué)膜片系統(tǒng)的高集成化

  目前業(yè)界使用的復(fù)合膜片包括兩層、三層、四層貼合,差別在于粘貼的層數(shù)不同,另一方面每層搭配由擴(kuò)散片(diffuser)、棱鏡片(prism)、Micro lens等組成;市場(chǎng)現(xiàn)有在使用的主要復(fù)合膜片有DOP、POP、MOP、POD、DOPP等;其中以DOP為例進(jìn)行說(shuō)明,字母D代表diffuser(擴(kuò)散片)、O代表貼合層、P代表prism(棱鏡片),貼合順序按名稱從前到后,膜片由上至下貼合,DOP即為擴(kuò)散片在上,棱鏡片在下進(jìn)行貼合。

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  如圖2所示,為POP膜片貼合工藝的示意圖,前端為兩卷無(wú)棱角結(jié)構(gòu)的原材,通過(guò)滾輪放卷,下層膜片通過(guò)軟膜模具,UV樹(shù)脂膠在下層原材表面形成棱鏡結(jié)構(gòu),加工后的膜片進(jìn)行低壓半固化,使棱鏡結(jié)構(gòu)提高強(qiáng)度,貼合過(guò)程中不至于被破壞,接下來(lái)兩層膜片進(jìn)入貼合部分,使用UV膠進(jìn)行粘合,然后膜片進(jìn)入U(xiǎn)V固化腔內(nèi),對(duì)UV樹(shù)脂膠進(jìn)行固化,出腔后的膜片即為復(fù)合膜片,然后進(jìn)行上卷,后繼續(xù)在上層膜片上加工棱鏡結(jié)構(gòu),最后對(duì)膜片進(jìn)行上卷、儲(chǔ)存,待使用時(shí)進(jìn)行裁切加工。

  3 復(fù)合膜片的優(yōu)勢(shì)

  1)綠色環(huán)保。復(fù)合膜片使用的光學(xué)膜片基材更綠色環(huán)保,其厚度有減薄,對(duì)應(yīng)原材料用量減少,相較于同架構(gòu)的普通膜片總厚度會(huì)減小很多,如單張擴(kuò)散基材厚度為188 μm,棱鏡基材厚度為250 μm,而貼合膜中擴(kuò)散或棱鏡基材厚度為100 μm或125 μm。以DPP為例,其厚度比原來(lái)單張的Diffuser+Prism+Prism減少380 μm,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品超薄設(shè)計(jì),優(yōu)化物料成本。

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  2)加工成本低。顯然使用復(fù)合膜片后,原有的模組內(nèi)膜片張數(shù)也會(huì)減少,相應(yīng)的體現(xiàn)在生產(chǎn)加工端時(shí),對(duì)應(yīng)的加工工序也會(huì)更加快捷,工時(shí)費(fèi)更低;同時(shí)有效降低作業(yè)過(guò)程中帶來(lái)的異物, 刮傷等不良, 約提升制程良率0.5%。

  3)穩(wěn)定性高。由于目前電視趨向于大尺度化,在大尺寸模組內(nèi)經(jīng)常會(huì)遇到膜片變形問(wèn)題,主要是當(dāng)膜片尺寸增大時(shí),環(huán)境變化,會(huì)使膜片膨脹收縮量更大,膜片本身厚度有限,發(fā)生局部受力不均,即產(chǎn)生變形翹曲等問(wèn)題;而復(fù)合膜片的單張厚度提升,光學(xué)膜片本身的挺性更強(qiáng),也會(huì)在一定程度上改善這種現(xiàn)象。

  4 復(fù)合膜片的劣勢(shì)

  復(fù)合膜片的貼合本身具有其明顯的優(yōu)點(diǎn),同樣也存在一些相應(yīng)的問(wèn)題,由于膜片的貼合特征,會(huì)存在貼合不牢或裁切過(guò)程中發(fā)生邊緣剝離分層的現(xiàn)象,會(huì)對(duì)其使用造成一定影響,同時(shí)加工過(guò)程中可能存在的氣泡和異物等也需要在生產(chǎn)及來(lái)料檢驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注。

  5 復(fù)合膜片的設(shè)計(jì)建議

  由于復(fù)合膜片存在的分層剝離的現(xiàn)象,所以在前期的模組設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)膜片的圖紙有了更多的要求,包括一些邊緣角落的圓角,掛耳處的尺寸等方面,在設(shè)計(jì)時(shí)都需要重點(diǎn)考量,以及在設(shè)計(jì)使用中的總結(jié),作為建議值,供大家參考。

  如圖4所示,為膜片掛耳的部分示意圖及相應(yīng)建議值要求,由于裁切過(guò)程中掛耳處尺寸較小,且一般角度無(wú)法做出太多讓步,在裁切過(guò)程中為最易發(fā)生剝離的部位之一,一般廠家都建議有拐角的地方盡量采用圓弧倒角,且掛耳寬度不宜過(guò)小。

  如圖4所示,掛耳處內(nèi)外R角值≥1 mm,外耳距上下邊緣處寬度≥3 mm,距左右側(cè)邊緣寬度≥10 mm,掛耳總寬度≥2.5 mm,以上部分為掛耳處細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)建議,如果在不影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)的情況下,拐角處R角越大,越不易在裁切過(guò)程中發(fā)生分層。

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  如圖5所示,為掛耳間間距的建議值,一般建議兩個(gè)掛耳之間間距≥200 mm,而同樣要求,膜片四角處的拐角,同樣建議圓弧倒角處理,一般建議R角≥1mm;還有一個(gè)需要注意的事項(xiàng)為膜片的掛耳內(nèi)孔,需注意不要距離圖像AA區(qū)(active area)太近,否則裁切時(shí)造成分層現(xiàn)象很容易進(jìn)入有效顯示畫(huà)面內(nèi)。

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  以上提出的數(shù)據(jù),僅為設(shè)計(jì)時(shí)的相關(guān)建議值,窄邊化設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)可在試驗(yàn)驗(yàn)證后調(diào)整參數(shù)。

  6 液晶玻璃貼合工藝,省去傳統(tǒng)面框

  在超薄無(wú)邊框的設(shè)計(jì)革新中,用于貼合液晶屏與中框的泡棉膠帶是實(shí)現(xiàn)無(wú)邊框貼合工藝導(dǎo)入成功的最關(guān)鍵物料,由于液晶玻璃生產(chǎn)工藝差別,用于粘貼硬屏和軟屏的膠帶選型需要區(qū)分對(duì)待。

  6.1 硬屏貼合的膠粘帶選型

  要求:須解決在玻璃外露情況下出現(xiàn)的漏光問(wèn)題,以及IPS硬屏應(yīng)力敏感造成的暗場(chǎng)滲光等問(wèn)題,同時(shí)必須滿足粘貼可靠性要求、生產(chǎn)和售后的返工要求。

  為開(kāi)發(fā)滿足要求的膠帶,經(jīng)對(duì)比多款膠帶物料,選擇其中有代表性的VHB、PE泡棉膠、易拉膠、PU泡棉膠進(jìn)行應(yīng)用性試驗(yàn),結(jié)果如表1所示。

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  經(jīng)分析試驗(yàn)結(jié)果并綜合考慮應(yīng)用環(huán)境,初步選型PU泡棉膠,并對(duì)該膠帶滿足上述應(yīng)用要求的情況詳細(xì)試驗(yàn)論證如下。

  1)阻止面板側(cè)面漏光:使用黑色泡棉膠、黑色PET及黑色膠水原材料,可很好的防漏光,如圖6。

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  2)防止因面板扭曲造成的暗場(chǎng)滲光變色:PU 泡棉的密度,厚度,壓縮率最低化,確保了膠帶的回彈性,可有效降低扭曲應(yīng)力對(duì)視效的影響。

  3)操作性

 ?、俪叽绶€(wěn)定性:粘貼泡棉膠時(shí),PET層可保證其不會(huì)被拉長(zhǎng)或變形,參考上圖6。

 ?、谥毓ば裕嘿N中框膠條時(shí)存在一定的貼偏機(jī)率,PET層可有效保護(hù)泡棉膠基體不被破壞,在未保壓的情況下可以撕起重貼,減少物料損耗。

 ?、鄯倒ば裕寒?dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)玻璃面板四周間隙不均等不良時(shí),可以用刀片等工具施加外力將膠帶的PU Foam層分層,然后可以分別清理中框和液晶屏上的殘膠:中框面殘膠有PET層可輕松移除,玻璃面殘膠有一定內(nèi)聚力剝離時(shí)不易出現(xiàn)斷裂。

  4)粘貼可靠性要求。PU泡棉復(fù)合膠帶相對(duì)內(nèi)聚力較差,為充分驗(yàn)證該款泡棉膠的可靠性,參照行業(yè)相關(guān)評(píng)估方法,并結(jié)合我司試驗(yàn)條件,進(jìn)行了可靠性測(cè)試,粘貼強(qiáng)度測(cè)試,抗拉強(qiáng)度測(cè)試。

  5)結(jié)論。PU泡棉膠的強(qiáng)度,可靠性,操作性,遮光等性能均可以滿足硬屏粘貼應(yīng)用要求;由于中框、背板平整度、粘貼工藝對(duì)光學(xué)效果均有較大影響,新項(xiàng)目或擴(kuò)點(diǎn)PU泡棉膠帶前建議試產(chǎn)驗(yàn)證。

  6.2 軟屏貼合的膠粘帶選型

  軟屏貼合對(duì)膠帶的回彈性要求比硬屏低,選型時(shí)可以優(yōu)先考慮強(qiáng)度、遮光性和操作性要求,因此粘貼可靠性更高的膠帶將有明顯優(yōu)勢(shì)。

  參照表1,考慮返修等因素優(yōu)先選擇易拉膠或厚度更薄的PU泡棉膠。

  6.3 貼合工藝對(duì)panel的影響

  1) 貼合panel的邊緣沒(méi)有結(jié)構(gòu)件遮擋,直接作為外觀面,鑒于美觀、安全、可靠性、防漏液等考慮,panel周邊需要做打磨和Side Sealing處理。

  2) 貼合panel的尺寸公差直接影響整機(jī)的貼合間隙,從而影響外觀,所以貼合panel需要嚴(yán)格控制尺寸公差。

  3)基于貼合工藝的可靠性,良率,整機(jī)厚度等考慮,軟屏體更適合貼合。

  6.4 貼合工藝的粘貼定位及精度分析

  1) 貼合的定位精度要求較高:在panel貼合中框的過(guò)程中,需要進(jìn)行對(duì)位;為保證粘貼間隙的一致性,須在被貼中框上設(shè)計(jì)便于精確對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)。

  2) 中框的尺寸及公差直接影響整機(jī)的貼合精度,為保證中框的尺寸精度需從中框材料、模具設(shè)計(jì)、成型工藝、裝配順序等方面減小中框變形。

  3) 泡棉膠會(huì)在玻璃自重作用下被拉伸,導(dǎo)致玻璃有一定距離的下沉,所以貼合時(shí)天側(cè)間隙需要預(yù)留下沉余量。

  6.5 貼合工藝對(duì)模組物料的要求

  1) 貼合工藝對(duì)背板的平整度及剛性要求較高,針對(duì)背板的造型設(shè)計(jì),需要保證背板強(qiáng)度,控制產(chǎn)品整體的變形程度。

  2) 由于貼合模組返工難度較大,品質(zhì)管控非常重要,部分物料要進(jìn)行預(yù)變形處理以保證產(chǎn)品的良率。

  7 結(jié)論

  在目前的綠色節(jié)能的大趨勢(shì)下,企業(yè)必須從源頭改進(jìn),重視創(chuàng)新,當(dāng)下超薄清產(chǎn)品已經(jīng)成為主流,這既是一個(gè)機(jī)遇,也給目前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝提供了挑戰(zhàn),本文主要介紹一種超薄超窄的液晶電視設(shè)計(jì)方案,從研發(fā)端完成光學(xué)膜片系統(tǒng)的高集成度優(yōu)化、模組中框與整機(jī)面框、模組背板與整機(jī)后殼的共用,在生產(chǎn)端完成匹配生產(chǎn)工藝與設(shè)備的導(dǎo)入,從全流程、系統(tǒng)性改善和提升,產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝密切配合,同步優(yōu)化,既能順應(yīng)國(guó)家綠色節(jié)能的大趨勢(shì),又能保證產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

  希望此文可以為設(shè)計(jì)及生產(chǎn)方面的人員帶來(lái)相應(yīng)的幫助。

  參考文獻(xiàn)

  [1] Skyworth & LGD Side Sealing Ass’y技術(shù)交流文件.

  本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第8期第68頁(yè),歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用,并注明出處




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