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瑞彩祥云

作者:朋朝明,王玉年時間:2019-08-12來源:電子産品世界收藏

  朋朝明,王玉年

本文引用地址:/article/201908/403618.htm

  (深圳創維-RGB電子有限公司,廣東??深圳?518108;廣州創維平面顯示有限公司,廣東?廣州?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結構的一体化创新設計方法,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,同時降低原材料的消耗,低碳環保。

  關鍵詞:

  0 引言

  目前液晶電視都向著的大方向發展,而目前電視行業的競爭越來越激烈,産業消費升級,同質化嚴重,如何在此形勢下開發一款的液晶电视,赢得消费者的青睐,是摆在每个电视企业面前的课题。如何利用创新設計,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,都是每个設計师思考的难题。超薄清、无边框对模组屏体的設計、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 一种綠色節能超薄超窄液晶电视的实现方法

  本文提出的一种綠色節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 設計,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結構設計,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)取消傳統液晶電視中的汙染嚴重的噴漆或電鍍工藝,優化爲覆膜方式,覆膜背板(VCM)可以解決噴粉、電鍍等造成的汙染問題,相比噴粉電鍍,其價格上更有有優勢,同時多變的外觀效果使得産品更具差異化,更具競爭力;

  4)優化傳統模組背光內的多張光學膜片,應用高集成度的複合膜片。複合膜片使用的光學膜片基材厚度有減薄,對應原材料用量減少,更綠色環保,也實現超薄造型,並降低模組難度。

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  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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  如圖2所示,爲POP膜片貼合工藝的示意圖,前端爲兩卷無棱角結構的原材,通過滾輪放卷,下層膜片通過軟膜模具,UV樹脂膠在下層原材表面形成棱鏡結構,加工後的膜片進行低壓半固化,使棱鏡結構提高強度,貼合過程中不至于被破壞,接下來兩層膜片進入貼合部分,使用UV膠進行粘合,然後膜片進入UV固化腔內,對UV樹脂膠進行固化,出腔後的膜片即爲複合膜片,然後進行上卷,後繼續在上層膜片上加工棱鏡結構,最後對膜片進行上卷、儲存,待使用時進行裁切加工。

  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 ?m,棱镜基材厚度为250 ?m,而贴合膜中扩散或棱镜基材厚度为100 ?m或125 ?m。以DPP为例,其厚度比原来单张的Diffuser+Prism+Prism减少380 ?m,可实现产品超薄設計,优化物料成本。

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  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)穩定性高。由于目前電視趨向于大尺度化,在大尺寸模組內經常會遇到膜片變形問題,主要是當膜片尺寸增大時,環境變化,會使膜片膨脹收縮量更大,膜片本身厚度有限,發生局部受力不均,即産生變形翹曲等問題;而複合膜片的單張厚度提升,光學膜片本身的挺性更強,也會在一定程度上改善這種現象。

  4 复合膜片的劣势

  複合膜片的貼合本身具有其明顯的優點,同樣也存在一些相應的問題,由于膜片的貼合特征,會存在貼合不牢或裁切過程中發生邊緣剝離分層的現象,會對其使用造成一定影響,同時加工過程中可能存在的氣泡和異物等也需要在生産及來料檢驗時重點關注。

  5 复合膜片的設計建议

  由于复合膜片存在的分层剥离的现象,所以在前期的模组設計时,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,在設計时都需要重点考量,以及在設計使用中的总结,作为建议值,供大家参考。

  如圖4所示,爲膜片挂耳的部分示意圖及相應建議值要求,由于裁切過程中挂耳處尺寸較小,且一般角度無法做出太多讓步,在裁切過程中爲最易發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,且挂耳寬度不宜過小。

  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設計建议,如果在不影响产品設計的情况下,拐角处R角越大,越不易在裁切过程中发生分层。

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  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,仅为設計时的相关建议值,窄边化設計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

  在超薄无边框的設計革新中,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:須解決在玻璃外露情況下出現的漏光問題,以及IPS硬屏應力敏感造成的暗場滲光等問題,同時必須滿足粘貼可靠性要求、生産和售後的返工要求。

  爲開發滿足要求的膠帶,經對比多款膠帶物料,選擇其中有代表性的VHB、PE泡棉膠、易拉膠、PU泡棉膠進行應用性試驗,結果如表1所示。

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  經分析試驗結果並綜合考慮應用環境,初步選型PU泡棉膠,並對該膠帶滿足上述應用要求的情況詳細試驗論證如下。

  1)阻止面板側面漏光: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

  ①尺寸穩定性:粘貼泡棉膠時,PET層可保證其不會被拉長或變形,參考上圖6。

  ②重工性:貼中框膠條時存在一定的貼偏機率,PET層可有效保護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。

  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)粘貼可靠性要求。PU泡棉複合膠帶相對內聚力較差,爲充分驗證該款泡棉膠的可靠性,參照行業相關評估方法,並結合我司試驗條件,進行了可靠性測試,粘貼強度測試,抗拉強度測試。

  5)結論。PU泡棉膠的強度,可靠性,操作性,遮光等性能均可以滿足硬屏粘貼應用要求;由于中框、背板平整度、粘貼工藝對光學效果均有較大影響,新項目或擴點PU泡棉膠帶前建議試産驗證。

  6.2 软屏贴合的胶粘带选型

  軟屏貼合對膠帶的回彈性要求比硬屏低,選型時可以優先考慮強度、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勢。

  參照表1,考慮返修等因素優先選擇易拉膠或厚度更薄的PU泡棉膠。

  6.3 贴合工艺对panel的影响

  1) 贴合panel的边缘没有結構件遮挡,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)基于貼合工藝的可靠性,良率,整機厚度等考慮,軟屏體更適合貼合。

  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,须在被贴中框上設計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、模具設計、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,针对背板的造型設計,需要保证背板强度,控制产品整体的变形程度。

  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

  在目前的綠色節能的大趋势下,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,也给目前的产品設計和工艺提供了挑战,本文主要介绍一种超薄超窄的液晶电视設計方案,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,产品設計和生产工艺密切配合,同步优化,既能顺应国家綠色節能的大趋势,又能保证产品的竞争力、生产效率及产品质量。

  希望此文可以为設計及生产方面的人员带来相应的帮助。

  參考文獻

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

  本文來源于科技期刊《電子産品世界》2019年第8期第68頁,歡迎您寫論文時引用,並注明出處




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