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平扳电视的优化设计技术和产业化 摘要 本文以液晶平板电视的关键技术为研究对象，旨在通过对液晶电视的主要部 件一一液晶模组的结构、驱动电路、一体化电源三方面技术进行研究，并经整体 优化设计，在不降低产品性能的前提下降低成本，从而提高产品的竞争力。本文 研究的课题属于国家信息产业重大课题范畴，并在国家“十二五”规划中给与 重点发展和引导支持。同时，广东省、广州市政府也非常重视平板电视对于省市 经济的提升作用，并明确将平板显示产业的发展列为重点优先发展产业。因此， 本文研究课题的提出和完成具有较强的重要性和紧迫性，对我国经济结构战略调 整具有一定的借鉴和促进作用。 本文以3 2 寸和4 2 寸液晶模组为实例，首先在结构设计上以低成本化、轻便 化、细薄化为首要目标，以节材、节时、节能为指导理念，在结构设计过程中， 通过对灯管( 1 a m p ) 、背板( c o v e rb o t t o m ) 、边罩( s u p p o r ts i d e ) 、胶框( g u i d ep a n e l ) 以及前框( c a s et o p ) 等方面的优化设计和融合简化，最终实现低成本化和轻薄 化的设计。与结构相对应，本文也对高性能的i p b ( ( i n t e g r a t e dp o w e rb o a r d ) 一 体化电源进行了优化设计，提高效率达8 5 以上。在液晶模组t c o n ( t i m i n g c o n t r 0 1 ) 驱动电路板方面也进行了低成本的电路设计。综合上述，使液晶模组降 低成本达2 0 以上，大大提高了产品的竞争力水平。 结合产学研合作单位k 公司和g 公司的产业化应用，本文目前已完成了3 2 寸塑胶背板液晶屏模组产品的设计、测试、试产并于2 0 1 0 年1 月进入量产阶段， 至今累计生产超过8 0 万台，产值超过2 0 亿人民币。4 2 寸半集成低成本液晶屏 模组产品也已完成设计、测试、试产，并于2 0 1 0 年5 月开始量产，至今累计生 产超过2 0 力台，产值超过1 0 亿人民币。 关键词：平板电视液晶模组优化设计产业化 平板电视的优化设计技术和产业化 a b s t r a c t t h en o v e ld e s i g no fl c df l a t p a n e lt vi ss t u d i e di nt h i sp a p e r , i n c l u d i n gi n t e r i o r m o d u l es t r u c t u r e ，t i m i n gc o n t r o ld r i v ec i r c u i ta n di n t e g r a t e dp o w e rs u p p l y t h eg o a l f o rt h i sw o r k ，w h i c hi sac o l l a b o r a t i v ee f f o r tw i t hka n dg c o m p a n i e s ，i st od e v e l o pa n o v e ll c d p a n e lm o d e lw i t hl o w e r - c o s t ，i m p r o v e dp e r f o r m a n c ea n dp o w e r - s a v i n g 3 2 i n c ha n d4 2 一i n c hl c dp a n e lm o d u l ea r ec h o s ea se x a m p l e st os h o ww h a t p a n e lu n i t sa n dc o m p o n e n t sc a nb ed e l e t e d ，m e r g e do rr e d e s i g n e d o p t i m i z a t i o n t e c h n i q u e sp l a ya ni m p o r t a n tr o l e i ns t r u c t u r a ld e s i g n f o r3 2 - i n c hm o d u l e ，t h e n u m b e ro fl a m pi sr e d u c e db yo p t i c a lo p t i m i z a t i o n t h em a t e r i a lo fc o v e rb o t t o mi s m o d i f i e df r o mi r o nt op l a s t i c s u p p o r ts i d ea n dg u i d ep a n e li sm e r g e di n t oc o v e r b o t t o m a l lo ft h em o d i f i c a t i o n sa r ev e r i f i e da n dc o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lm o d e l t h er e s u l t ss h o wt h a tt h em o d u l ei sm u c ht h i n n e r , l i g h t e ra n dl o w e rc o s t c o r r e s p o n d i n gt os t r u c t u r ei m p r o v e m e n t ，t h ei n t e g r a t e dp o w e rb o a r d ( i p b ) i sa l s o c a r r i e do u te f f i c i e n c ye v a l u a t i o na n da n a l y s i s ，a n dt h er e s u l ti st h a tt h ee f f i c i e n c yi s i m p r o v e ds i g n i f i c a n t l y f o rt i m i n gc o n t r o lu n i t ( t c o n ) ，t h ec i r c u i tb o a r di sd e s i g n e d a c c o r d i n gt h es c r e wp o s i t i o no f c o v e rb o t t o mi no r d e rt or e d u c et h ep c ba r e aa n dt h e l e n g t ho fc o n n e c t i n gw i r e a sar e s u l t ，t h ew h o l ec o s tc a nt y p i c a l l yb es a v eu pt o2 0 t h eo p t i m i z a t i o nd e s i g nh a sb e c o m eam a i ns o u r c eo fc o m p e t i t i v ea d v a n t a g ef o ro u r n e wl c dp a n e lm o d u l e u n t i ln o w , 3 2 i n c ha n d4 2 - i n c hl c dp a n e lm o d u l ei sr e l e a s e d f o r3 2 - i n c ha n d 4 2 一i n c hp a n e lm o d u l e ，t h ec u m u l a t i v ep r o d u c t i o ni sm o r et h a n8 0 0a n d 2 0 0t h o u s a n d u n i t s ，r e s p e c t i v e l y t h et o t a lv a l u eo f t vp r o d u c to u t p u ti sm o r et h a n3b i l l i o nr m b k e y w o r d s ：f l a t - p a n e lt v , l c dm o d u l e ，o p t i m i z a t i o n , d e s i g n 2 平板电视的优化设计技术和产业化 目录 摘要1 a b s t r a c t 2 目录3 第l 章研究综述4 1 1 研究背景4 1 2 研究意义一6 第2 章3 2 寸低成本塑胶背板液晶模组优化设计8 2 1 设计方案8 2 2 测试结果及m u r a 问题分析19 第3 章4 2 寸低成本半集成液晶模组优化设计2 4 3 1 设计方案一2 4 3 2 测试结果及m u r a 问题分析2 8 第4 章i p b 电源及t c o n 驱动技术3 7 4 1i p b 和t c o n 设计对比3 7 4 2i p b 电源e m i 测试分析和解决4 1 4 3t c o n 测试分析和解决5 2 4 4t c o n 上电时序分析和g a m m a 设计改进6 9 第5 章后期工作安排与目标8 3 附录一3 2 寸塑胶背板产品生产现场1 0 0 附录二4 2 寸低成本模组产品生产现场一1 0 2 作者简历1 0 4 至炙谢10 5 2 0 0 8 年以来，国家为进一步扩大内需，促进内需和外需协调发展，本着利民、 利企、利国，农民得实惠、企业得市场、政府得民心的原则，财政部、商务部开 始推动家电下乡计划，并于2 0 0 7 年1 2 月三省一市试点成功后，2 0 0 8 年推广至 1 4 省，2 0 0 9 年全国推广且相关条件进一步放宽，使得该政策对企业效益的影响 不断加大。考虑到该政策时效长和力度大，无论是液晶电视整机厂还是上游p a n e l 厂、模组厂、原材料厂都专门针对该政策制定了产供销研整体计划，并列为近期 工作重点。作为整体计划的基础和根本，研发工作尤其显得重要、急迫。因此， 本文研究工作正是在该大背景下提出，并经过2 0 0 9 年度的国家政策、行业发展 观察检验，表明平板电视的低成本等方面的优化研发工作正不断显示出其重要性 和急迫性，尤其对于平板电视在农村市场的深入和普及。 通过液晶电视的发展历程分析和各部件价值分解，可发现液晶模组占据了 7 0 8 0 ，而模组中面板o p e nc e l l 又占3 0 5 0 ，由此，o p e nc e l l 部分占据了液晶 电视的核心价值部分。液晶电视性能的高低，由其所采用的液晶面板o p e nc e l l 起决定性作用，包括显示颜色数、可视角度、对比度以及响应时间这些重要的参 数指标都是由面板本身决定的。为了改善液晶显示的可视角问题，目自订产业化的 面板技术主要包括t n 、m v a 、p v a ( 三星) 、c p a ( 夏普，a s v ) 、i p s ( l g d ) 等，其区别如下： t n 型：这种类型的液晶面板应该算是应用于入门级和中端的面板产品，最 为重要的有一点就是价格实惠、低廉，成为众多厂商选用的产品。在技术性能上 略为逊色，它不能表现出1 6 7 m 艳丽色彩，并且可视角度也受到了一定的限制。 之所以t n 型这种面板产品仍然是众多厂商采用的主力还是因为由于他的输出灰 接级数较少，液晶分子偏转速度快，致使它的响应时间容易提高。但随着t n 专 用宽视角膜片的研发和产业化，t n + f i l m 形式以其低成本优势占有了越来越多 4 平板电视的优化设计技术和产业化 的中小尺寸电视市场。 v a 型：v a 型液晶面板在目前的显示器产品中应用较为广泛，高色彩和大 可视角度是其最为明显的技术特点，目前v a 型面板分为两种，一种为m v a 型， 另一种为p v a 型。其中m v a 是富士通主导的一种面板类型，它的全称为 ( m u l t i - d o m a i nv e r t i c a la l i g n m e n t ，多象限垂直配向技术) ，是最早出现的广视角 液晶面板技术。在没有施加电压时，液晶分子静止时，通常处于垂直状态，只有 在电场作用下才会转成水平状态让光线透过。m v a 技术利用一个巧妙的方法对 这种模式作改良：m v a 液晶面板的液晶层中包含一种凸出物供液晶分子附着， 一旦在电压的作用下，液晶分子就会依附在凸出物上偏转，形成垂直于凸出物表 面的状态。此时，它与屏幕表面也会产生偏转效应，提高了透光率，形成画面输 出。m v a 利用突出物使液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静 止；当施加电压让液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速，这样便可以大 幅度缩短显示时间，也因为突出物改变液晶分子配向，让视野角度更为宽广。富 士通发明m v a 技术之后实施积极的技术授权策略，奇美电子、友达光电等面板 企业均采用了这项面板技术。而p v a ( p a t t e r n e dv e r t i c a la l i g n m e n t ) 则是三星推 出的一种面板类型，它在富士通m v a 面板的基础上有了进一步的发展和提高， 是一种图像垂直调整技术，该技术直接改变液晶单元结构，透明的i t o 电极代 替m v a 中的液晶层凸出物，获得更高的开口率和背光源的利用率，即获得优于 m v a 的亮度输出和对比度。此外在这两种类型基础上又延出改进型s p v a 和 p m v a 两种面板类型，在技术发展上更趋向上。 a s v 型：a s v ( a d v a n c e ds u p e rv i e w ) 技术是s h a r p 推出的，主要应用在 s h a r p 高端市场定位的液晶显示器上。这个技术主要是通过缩小液晶面板上颗 粒之问的间距，增大液晶颗粒上光圈，并整体调整液晶颗粒的排布，来全面提高 了液晶屏幕的可视角度、液晶颗粒的反应时问、色彩对比度和屏幕亮度。在同样 屏幕面积的对比下，显示效果上有本质的提升。 i p s 型：也是目前主要的一种液晶面板类型，又称为s u p e rt f t ，最早由 h i t a c h i ( 同立) 于2 0 0 1 年开发液晶分子平面切换的方式来改善视角，利用空间 厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做最大的平面旋转角 度来增加视角；在商品的制造一l 不须额外加补偿膜，显示视觉上对比也很高。i p s 平板电视的优化设计技术和产业化 即第一代i p s 技术，它已经实现了较好的可视角度。而s i p s 则为第二代i p s 技 术，它又引入了一些新的技术，以改善i p s 模式在某些特定角度的灰阶逆转现 象。 传统的液晶显示面板中液晶分子一般都在垂直一平行状态间切换，m v a 和 p v a 将之改良为垂直双向倾斜的切换方式( 后者和前者的关系是继承和改良) ， 而i p s 技术与上述技术最大的差异就在于，不管在何种状态下液晶分子始终都与 屏幕平行，只是在加电常规状态下分子的旋转方向有所不同一注意，m v a 、p v a 液晶分子的旋转属于空间旋转( z 轴) ，而i p s 液晶分子的旋转则属于平面内的 旋转( x y 轴) 。为了配合i p s 的这种结构，设计上要求对电极进行改良，电极 做到了同侧，形成平面电场。这样的设计带来的问题是双重的，一方面可视角度 问题得到了解决，另一方面由于液晶分子转动角度大、面板开口率低( 光线透过 率) ，所以i p s 带来了固有的响应时间较慢和对比度较难提高的缺点。i p s 阵营 以日立为首，聚拢了l g d 、瀚宇彩晶、i d t e c h ( 奇美电子与日本i b m 的合资公 司) 等一批厂商。 本文以i p s 技术面板为研究对象，其技术原理本身决定了依然存在亮度和对 比度不足、高阈值电压、色移现象、响应速度慢等改善空间【m 3 1 。杨界雄等对i p s 本身液晶固有的对比度和温度关系进行了研究乜4 。驯，得出液晶固有漏光随温度的 增加而增加，并推导出基于向列相液晶指向矢涨落引起光散射的理论公式。 本文研究中重点解决的问题之一一- - m u r a 不良现象，张卓等对t o u c hm u r a 进行了研究啪划，吴洪江等对竖直条块状m u r a 进行了研究，并提出了改善措施 n 3 。4 8 1 ，张昱等提出了m u r a 缺陷进行了基于机器视觉的检测技术n 。 1 2 研究意义 本文的优化设计研究主要集中在以e e f l 灯管型的液晶模组结构优化、i p b 电源设计优化以及t c o n 驱动技术优化三大方面，重点为结合电路和工艺要求 的模组结构优化设计，而i p b 电源和t c o n 技术作为整体技术必不可少部分。 由于平板电视领域缩小屏幕四周宽度即窄边化倾向明显，再加上机身薄型化 的趋势，低成本化、轻便化、细薄化是近年来平板电视最为热门的设计趋势之一。 低成本化概念，主要是指使用优质的，具有相同或类似功能的材料替代原来的材 6 平板电视的优化设计技术和产业化 料以及对若干部件进行整合优化等。轻便细薄化的设计理念也已经日趋成熟。平 板电视的厚度取决与上游厂商液晶模组的厚度和下游厂商p c b 、接口等部件的 厚度。因此，有针对性地对液晶模组和电路板接口进行优化设计，可以达到实现 轻便细薄化的目的。例如：电视采用“分体式”设计，即把电视机调谐器、输入 接口、音响及电源模块等部件以外置盒的形式独立开来，电视机身只包括屏幕， 例如最近刚刚上市的电视产品整机厚度为7 9 8 m m 。或以新的安装、制造工艺来 降低平板电视的厚度。显然，如果要实现液晶模组、电视的轻便细薄化必须要突 破平板行业的工业设计瓶颈，而受制于电路、面板、注塑等技术，液晶电视在做 到目前厚度之后，每做薄1m m 都需要重大的技术突破才得以实现。 平板电视在低成本化方面已经有了若干的飞跃，比如u d m ( u s e rd i r e c t l y m o u n t i n g ) 设计、t h m ( t h r o u g hh o l em o u n t i n g ) 设计等技术。在彩电的低成本领域， 国内品牌虽然面临着很多技术门槛，但同样也可以看作是一次突破的机会。液晶 电视实现低成本，势必要重新进行结构的优化和电路的设计，在更小的空间、更 省的材料使用过程中，散热问题、音响效果问题等都要加以考虑，而这些整机技 术领域都是企业可以创造价值、提升毛利率并最终将提高企业效益的地方。 7 平板电视的优化设计技术和产业化 第2 章3 2 寸低成本塑胶背板液晶模组优化设计 2 1 设计方案 为了有效降低3 2 寸液晶模组成本，以产学研合作单位及其客户的3 2 英寸液 晶模组a 1 为基准，对结构、电源等进行优化设计，并开发了一种低成本化新型 号v 1 。新型号的规格定义如表2 1 、2 2 所示，其整机优化设计改进着眼点见图 2 1 所示。 表2 1 新型号v 1 规格一览表 规格性畿规格性能 r e s o l u ti o nw x g a ( 13 6 6 x 7 6 8 )in t e r f a c el v d s1 p o r t o u t l i n e 7 6 0 x 4 5 0 x 3 6c o l o rt e m p e r a t u r e1 0 0 0 0 k d i m e n s i o n l u m i n a n c e4 2 0 n i tc o l o rd e p t h8 b i t r e s p o n s eti m eo n o f f1 6 m s c o l o rg a m u t7 2 c o n t r a s tr a ti o1 0 0 0 ：1p o ln o r m a l + a g v i e w i n ga n g l e 1 7 8 1 7 8 l a m p e e f l 图2 1 低成本设计着眼点示意图 8 平板电视的优化设计技术和产业化 表2 2 亮度、对比度、尺寸等性质上与基准型号的比较 规格 a 1v l a c t i v ea r e a ( m m m m )6 9 7 6 8 4 5x3 9 2 2 5 6 r e s o l u t i o n1 3 6 6x 7 6 8 d i s p l a ym o d e s i p s iii g e n e r a lc o l o rd e p t h8 b i t 5 1 0 7 5 脚x1 7 0 2 5 徊x p i x e lp i t c h ( m x 脚) r ，g ，b o u td i m ( hxvxd )7 6 0 x 4 5 0 x 3 2 57 6 0 x 4 5 0 x 3 6 l u m i n a n c e5 0 0 n i t4 2 0 n i t c o n t r a s tr a t i o t y p 1 2 0 0 ：1t y p 1 0 0 0 ：1 v i e w i n ga n g l e1 7 8 1 7 81 7 8 1 7 8 o p t i c a l c o l o rt e m p e r a t u r e 1 0 ，0 0 0 k1 0 ，0 0 0 k c o l o rg a m u t7 2 r e s p o n s et i m e gt og8 m s o n o f f1 6 m s i n t e r f a c e l v d s1p o r t i n v e r t e rm o d e1 2l a m p ( e e f l )1 0l a m p ( e e f l ) u s e rin te r f a c et y p ej a e3 0 p i no re q u i v a l e n t w h it ec h r o m a t i cit y 0 2 7 9 0 2 9 2 i n p u tv o lt a g e1 2 v 2 4 v p o w e rc o n s u m p t i o n ( t y p )l o g i c ：3 5 w i n v e r t e r ：8 4 wl o g i c ：3 5 w i n v ：7 0 w o t h e r s e x t e r n a lp w m ( w it h p w m i n v e r t e r ) r e a rm o u n t ，s i d em o u n t ， m o u n ti n gw y p er e a rm o u n t ，t h m ，u d m t h m u d m w e i g h tt y p 5 7 0 k g3 7 k g m a i nc l o c kf r e q 7 2 3 f l l z 6 0 h z r e f r e s hr a t e o p t i o no d c + d c r ( o p t i o n )o d c ，o p c ( o p ti o n ) 通常液晶模组的结构主要由三部分组成，如图2 2 所示： l 、背光部分：液晶模组的发光装置，是成品电视的发光源，在模组中厚度 和重量占绝大部分的比例。液晶面板o p e nc e l l 本身的厚度一般仅在1 8m m 以内， 所以优化背光源是液晶电视轻便化和细薄化的重要开发领域，主要组成包括： 背板( c o v e rb o t t o m ) ：一般为金属件，强度要求高，连接模组和t v 后壳、 信号主板p c b 、电源等，通常设计有客户安装孔( u d m ) ； 反射片( r e f l e c t o r ) ：反射光线，防止光流失； 灯管( 1 a m p ) ：光源，一般t v 适用两种：e e f l 和c c f l ：用于t v 等大尺 寸灯管布置通常为直下式； 灯管p c b ( e l e c t r o d ep c b ) ：连接灯管两极，驱动灯管用； 9 平板电视的优化设计技术和产业化 灯扣、灯管支架( g u i d el a m p ) ：因为一般灯管很长，灯扣的作用是固定灯管 中间悬空的部分，防止灯管的晃动和断裂，一般使用白色p c 成分； 边罩( s u p p o r ts i d e ) ：保护灯管p c b 和灯管电极，且表面可以放射光； 扩散板( d i f f u s e r p l a t e ) ：均匀扩散由灯管发出的光线： 扩散片( d i f f u s e rs h e e t ) ：进一步均匀扩散光线； 增光片( p r i s m ) ：提高亮度4 0 5 0 ，主要是聚集光线，提高主要可视区 域的亮度； 胶框( g u i d ep a n e l ) ：起支撑和固定液晶面板和光源的作用； 逆变器( i n v e r t e r ) ：等同与变压器，将低压直流电源转换成几百甚至上千 伏交流，以驱动灯管； 绝缘片( i n s u l a t o r ) ：装配于e l e c t r o d ep c b 和c o v e rb o t t o m 之间，防止有高压 电场的p c b 与c o v e rb o t t o m 导电引起事故； 2 、前框c a s et o p ：使液晶面板固定，分为一体式和分离式。一体式制造成本 高，但组装简易；分离式制造成本低，但组装成本高； 3 、液晶面板o p e nc e l l ：简称玻璃，液晶屏的核心部件，对原材料、制造设 备、制造工艺要求高； | | 。| | | | | | | | | | | | | | | | | | j ，。挚卜| 。；_ ”乏专蛩誊1 i 一j l - 一，一 r ! - l j 一，一 一一o o p 苎。奄蘸琶；，o 皤“。；：一 i 。，k ，j i ”j 一磊二。，i 以琴_ _ 鹭 螬霉纛警f 。j7 擎。墨 - e 雠帅d b 品；一 1_ = + 溉：谳攀! , - d i f l u ；：l a m p a s s y 飘 装 龃 芏 a ：暑 _ u u “。一* t 。一鬈：黢7 。“ 嘲蝴瞄：一、琵! 趟 b o a r d 跚液昌面板 。”二= 三：，裂1 k = 薹l 平板电视的优化设计技术和产业化 侣瓣 图2 3 本文工作对液晶模组的主要改进部分( 圆圈大小代表工作量) 1 6 3o 2 1o 本文开发的新型号模组从背光源开始优化设计，从最基础的适用材料到新的 结构设计都进行了改进，主要涉及的设计改进见图2 3 所示。与基本型号相比， 主要创新改进设计包括： 1 、整合模组部件，大幅缩减部件组成 v l 是以a l 为基础，重新进行转移整合的新型号，并确保结构性能完善，缩 减结构的组成，主要合并部件包括： 背板c o v e rb o t t o m 整合部分胶框g u i d ep a n e l ，保留两边的部分胶框，物料 由原来的p cb l a c k 改为p c + a b sw h i t e ； 背板c o v e rb o t t o m 整合全部边罩s u p p o r ts i d e ，增加侧边反射片； 背板c o v e rb o t t o m 整合全部灯管支架g u i d el a m p ； 背板c o v e rb o t t o m 整合边沿全部反射片r e f l e c t o r ，因为其本身反光，并底 部反射片进行改性，增加反射能力； 5 4 硐 1 1 1 8 7 6 5 4 o 平板电视的优化设计技术和产业化 背板c o v e rb o t t o m 整合绝缘片( i n s u l a t o r ) ； 电路板型l a m pp c b 简化为c o m m o np c b 的简易结构； 灯管数目从1 2 p c s 缩减为l o p e s ，灯管间距及背光体空间重新光、热学设 计： 删除增光片p r i s m ，扩散篇d i f f u s e r 底部增强透射功能； 整合后的产品爆炸示意图如图2 4 所示，其结构明细表如表2 3 所示。 2 、前框c a s et o p 分体设计，降低模具费用 之前c a s et o p 采用一体设计，模具费用较高，由于需要点焊成型，工序较多， 成品率较低，但组装简单；本文改为分体设计后，在背板增加定位盘，在保证组 装简易的前提下，提高了前框的成品率，由于组件减小，模具费用降低并提高了 标准化； 图2 - 4v 1 优化后产品爆炸示意图 3 、背板c o v e rb o t t o m 采用塑胶材料，大幅降低模组重量 之前型号的所有背板都为电镀锌耐指纹环保料钢板e g i ( 或电解镀锌钢板 s e c c ，冷扎板s p c c ，镀锌板s g c c 等) ，重量较为笨重，对电视整机的底座 和挂架要求都较高。本文采用塑胶材料，大幅度降低模组重量，降低注塑条件， 降低开模费用。 1 2 平板电视的优化设计技术和产业化 c o v e rb o s o m 是整个新结构设计的关键所在，是撑托整个背光源乃至整个液 晶模组的平台。考虑到本文设计的概念是将其他部件如g u i d el a m p ，s u p p o r ts i d e ， g u i d ep a n e l 等取消或者简化，整合到c o v e rb o r o m 中，所以决定了改进型结构比 普通型号较为复杂，同时，在电视整机生产过程中，需要把控制电路、底座、挂 架等与c o v e rb o s o m 直接连接，是整个电视的受力中心，因此对c o v e rb o s o m 的 强度有一定要求。经多次比较和试验，本文设计使用了新材质型号5 1 0 8 ，比之 前型号3 1 0 8 在多方面改进。 5 1 0 8 主要成份：p c 聚碳酸酯，g f 玻璃纤维，以及一定比率的阻燃剂，且 此材料自身有反射的作用，在上下侧边免除贴附反射纸。与上一代产品材料3 1 0 8 对比，除了保证基本的使用和安全性能无问题外，对材质的抗拉伸强度，抗弯曲 强度，抗冲击强度，耐高温等性能都有所提高。 本文的c o v e rb o s o m 的底面设计为方孔结构，使用加强筋r i b 连接，确保强 度。如图2 5 、2 6 所示。 瓴 、 。、曩 0、 ， 澄? i ! t 。 。t 7 鹞 薯 辫： ， h f， ；= ：秒_ 嘲_ 翻k _ 榭_ _ 黼鳓鞘_ 嘲l _ _ _ - ： 图2 - 5c o v e rb o t t o m 优化结构图 -_，j_j_-_1j_ll 一一一 冀。 一一o 嚣 z 、 觚 。瓠 图2 6c o v e rb o t t o m 优化结构对比图 c o v e r b o t t o m 产品采用8 0 0 t 高速机，2 2 个注塑进胶口，综合对产品的填充 时间，填充压力，射出压力，以及残余应力进行了系统的分析，切实证明其可行 性，图2 7 产品的m o l d f l o w 模流分析填充时间分析图，最大填充时间为2 1 2 5 秒。 图2 8 为产品的m o l d f l o w 模流分析流动波前温度，表明产品在填充时，成品波 前温度分布均匀性良好。 图2 7c o v e rb o t t o m 填充时间分析 1 4 f | i i h 瞳棼 zz i z 6 1 # l l 譬i 毛豫s 爨 1 鲁i 瓣鳖 4 0 ， 豺 3 g s q a 0 平板电视的优化设计技术和产业化 图2 8 c o v e rb o t t o m 流动波前温度 t e m p e r a t u r e8 ti l o wl r o n t = 3 6 0 3 【c i 2 6 6 4 2 2 4 。6 综上，优化设计后的3 2 寸新型号结构明细见表2 3 所示，其主要优化设计 创新点见表2 4 汇总。 表2 3v 1 结构明细表 主要部件规格数量备注 l a m p 一灯管 0 = 3 4 ，l = 7 4 31 01 2 专1 0 d i f f u s e ru p 上扩散片4 5 i - b0 。1 扩散兼增加亮度作用 d i f f u s e rd o w n 下扩散片4 5 i - b9 0 。l 扩散兼增加亮度作用 d i f f u s e rp l a t e 扩散板2 0 2 ll 与量产型号共用 r e f l e c t o r 反懿肯 1 8 8 + a l - s h e e t1 a l s h e e t 防止光漏出 c o v e rb o t t o m 背板5 1 0 81 新材质，强度更好 g u i d ep a n e l 皎框5 1 0 8 2 左右分开形式，人副缩小 c e n t e rm e t a l 中心板e g l0 8 m m1 连接电视机底座 c o m m o np c b 灯管p c b 镀镍铜t o 2 m m2灯管驱动 c a s et o p 前框e g l0 6 m m4 同定液晶面板 1 5 睇篓 2撇 缓譬 8 0 m 平板电视的优化设计技术和产业化 表4v i 结构优化统计表 优化整合项目 a lv l 说明 i 、光学模片的选 2p e sd i f f u s e rs h e e t2p c sd i f f u s e rs h e e t 新的d i f f u s e rs h e e t 有两 择改变+ l p e sp r i s m ( 2 张扩散( 功能更强人，有增光作 种功能，即增光和扩散 片+ 1 张增光片) 用) 2 、e l e c t r o d ep c b所有r i b ，c o n n e c t o r 使 使用镀镍铜片冲压成型省去s m t 成本及电路 变为c o m m o n用s m t 焊接在电路板材料费用 p c b 板上 3 、l a m p 数量减 1 2p c se e f l1 0p c s e e f l 亮度降低8 0 n i t 。不影响 少 配合扩散片增光片的配合扩散片增光片的效 视觉也是在普通的规格 效果，最终液晶模组果，最终液晶模组的亮 内。 的亮度规格5 0 0n i t度规格4 2 0 n i t 成本下降5 u s d 。 4 、背板c o v e r0 8 m me g i 金属冲压 p c ：p c ：5 1 0 8 重量降低1 4 k g 左右， b o t t o m 材质变成型，模具成本过高，注塑模具成本低，材料价格卜- 降 化 不稳定，材料费用高成型简单，稳定 5 、g u i d el a m p 转 独立装配，数量7 p c s 和c o v e rb o t t o m 注塑合 ：箝约制作成本和组装成 移并 本 6 、g u i d ep a n e l整体设计，注塑成本 缩减为左右两个部分，降低注塑成本及生产成 修改高，注塑条件降低，材料使本。 需要高吨位的注塑用量少 机，模具成本高昂 7 、t o pc a s e 组装 冲乐成后焊接，需要采用上、下、左、右分降低了制作费用，增加 方式改变费用高昂的专用焊接体设计，使用螺丝组装；了组装费用，约0 8 美 设备，且稳定性一般左右侧和下侧高度降圆降低 低，减少材料 8 、边罩 需矍防条，保护l a m p 与c o v e rb o t t o m 整合到 一体式的结构表面需要 s u p p o r ts i d e 取消 及反射光线 一起，同样有保护l a m p帖附反射纸，保证反射 及反射光线的作用效率，成本较低 9 绝缘片取消 l a m pp c b 与金属背 背极为塑胶产品，本身无组装，且成本下降 板之间，用与绝缘有绝缘效果，所以取消 2 p c s 总结 3 3 2 32 6 1 2 下降7 1 l ，2 1 4 为了使新型号v l 在客户使用方便，设计保留了同a 1 一样的u d m 、t h m 等客户安装孔等设计，但设计方式进行了改变，效果不变并使下游产业不需要重 新丌发新的结构和功能模块，直接套用此型号液晶模组，使设计的成果最高效率 取代或导入量产。 u d m ( u s e rd i r e c t l ym o u n t i n g ) 是专门为下游整机厂使用服务，如下游产品电 视机的功能模块，电视机地脚( 底座) ，挂墙装置方便安装，新旧型号u d m 设 计对比见图2 - 9 所示，规格对比见表2 5 。图2 1 0 为新型号设计凸包u d m 设计 放大图。 1 6 平板电视的优化设计技术和产业化 歹气二瑚鼍产_ _ _ _ ，r ，黼_ 黼掣群譬 ：。，1 。7 露。y ，囊蓦耄菇j ：誊匦 ：。 ；，t 琶，。璧塾；囊l 夕? j 霉隧 警 。 ，霸瓮裂： 霪 辫 秘姥 图2 - 9c o v e r b o t t o m 背部凸包u d m 设计对比( 上图为旧型号，下图为新型号) 表2 5v 1u d m 设计规格 a l v l 1 i n v e r t e rp o s i t i o n ：r e f e rt od r a w i n g1 i n v e r t e r ：n oi n v e r t e r 2 u s e rc o n n e c t o r2 u s e rc o n n e c t o r p o s i t i o n ir e a rs i d e ，o nc o n t r o l - p o s i t i o n ：t o ps i d e ，o ns o u r c eb o a r d b o a r d 3 r e a rm o u n t i n g3 r e a rm o u n t i n g - q u a n t i t y ：4 e a8p o i n t s q u a n t i t y i8p o i n t s - h e i g h t i4 5 m m- h e i g h t i5 5 m m ( s c r e wd e p t h ) m 4 t a l 3 螺幺幺攻( 山螺纹的刀具) - 中3 。3h o l e sf o rt a pt i t es c r e w ( 自攻螺幺幺) 4 u d m4 u d m q u a n t i t y i2 2e aq u a n t i t y i1 7 e a 中3 3h o i e s ，7 e am 4t a p h e i g h t i3 5m m- h e i g h t ：5 5 m m m 4t a p一中3 3h o l e sf o rt a p1 1 t es c r e w ，m 4t a p 1 7 辫够 ，避 趱二 ，曩一 士一一 图2 一1 0 新型号凸包u d m 设计图( 中间为卡孔，两边为自攻螺丝孔) 表2 - 6v 1 的t h m 优化设计 a lv l 四角c o m e r四边s i d e四角c o m e r 四边s i d e 盘 鼻 目 两形一 嗣 椭鬈 r 叠 感 i 百瑟事 j 髫，鬈 融 t h m ( t h r o u g h h o l em o u n t i n g ) 通孔安装设计主要是支持下游产品的整体结构 组装，大多数下游产业在连接电视机前盖和后盖时，普遍选择t h m 。主要分布 在液晶模组的4 个角和上下左右4 个边，本文研究的t h m 设计结合背板进行了 优化设计，见表2 6 所示。 由于采用背光镂空设计，对于反射片需采用复合式反射材料，采用反射纸和 铝箔双层工艺设计。采用的r e f l e c t o r 贴附在c o v e rb o t t o m 表面，但传统的反射 纸般都会透光，这样光会穿透反射纸、c o v e rb o t t o m 而流失，降低了液晶模组 的亮度值，且电视机背面也会有漏光，影响电视机美观。为了防止光流失，必须 要保证反射纸不能漏光，对此需要开发了一种新的复合型的反射结构。本文挑选 光线不能穿过的材质一铝箔，其本身厚度仅仅为0 0 2 m m ，重量约为1 4 克，不会 1 8 平板电视的优化设计技术和产业化 对液晶模组的轻便化产生太大的影响。为了将铝箔应用于反射纸，将传统的反射 纸与铝箔帖附在一起然后再切割成形，生产工艺流程见图2 11 所示。 图2 1 l 新型复合反射纸的制作t 艺流程 2 2 测试结果及m u r a 问题分析 本文研发阶段测试主要对画面、亮度、对比