電視一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

戈國偉

【摘要】創(chuàng)新是一個企業(yè)發(fā)展的不竭動力，是一個國家進步的靈魂。尤其表現(xiàn)在電子產(chǎn)品上，隨著科技的創(chuàng)新和經(jīng)濟的發(fā)展，我國的電視產(chǎn)品經(jīng)歷了一代又一代的更新?lián)Q代，從我們兒時的黑白電視機到彩色電視機，從原始的臺式電視機到現(xiàn)在的平板電視機、液晶電視機，從最初的遙控電視機到現(xiàn)在的語音電視機、觸屏電視機。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展帶動電視機由傳統(tǒng)的注重畫面、音質(zhì)向目前的注重智能、人性發(fā)展。因此，本文的研究對象是平板液晶電視的核心技術(shù)，即整體模組一體化結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】液晶玻璃;整體模組;一體化結(jié)構(gòu)

1.發(fā)展歷程以及研究意義

隨著電視由最初的CRT到之后的平板再到如今的LED平板，電視機由最初的小而厚向目前的大而薄發(fā)展。2008年以來，我國為了經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，進一步實行擴大內(nèi)需的政策，以利國、利企、利民為原則，實行了惠農(nóng)政策，財政部開展家電下鄉(xiāng)，并在國家的“十二五”規(guī)劃中把電視機的研發(fā)作為國家信息產(chǎn)業(yè)的重點項目。因此，本文以電視一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計來加以研究，不僅對我國企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新有重要作用，而且對我國的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，與世界經(jīng)濟發(fā)展接軌有促進作用。CRT于2009年全面退出我國的主流市場，之后液晶電視開始在我國電視市場得到全面普及，各大電視企業(yè)要想在目前的市場競爭中占據(jù)不敗之地，必須積極地進行創(chuàng)新，實現(xiàn)電視機在提高產(chǎn)品性能的同時降低成本。否則就會被市場所淘汰。電視如果要達到輕薄、低成本，那么就必須攻破目前平板電視的工業(yè)設(shè)計，而由于面板技術(shù)、電路技術(shù)、注塑技術(shù)的限制，液晶電視要突破再薄1mm都相當困難，對電視一體化結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，可以使液晶模組的成本降低20%以上，從而達到了節(jié)時、節(jié)材、節(jié)能的設(shè)計理念，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價值，提高企業(yè)的效益，使得企業(yè)在市場競爭中立于不敗之地。

2.整機模組一體化結(jié)構(gòu)的概念

整機模組一體化結(jié)構(gòu)，也就是說，把整機結(jié)構(gòu)與模組結(jié)構(gòu)整合在一起，實現(xiàn)一體化設(shè)計生產(chǎn)。與新的一體化結(jié)構(gòu)的液晶電視相比，傳統(tǒng)的液晶電視結(jié)構(gòu)通常以顯示屏與其他結(jié)構(gòu)件相結(jié)合的組成方式，顯示屏是其中的一個整體組件，采購模組生產(chǎn)線主要生產(chǎn)顯示屏，然后整機生產(chǎn)線用剛生產(chǎn)的顯示屏通過組裝的方式生產(chǎn)出電視整機。其中，顯示屏的主要部件包括：液晶玻璃、背光模組（功能是為液晶玻璃提供背光源和支撐）。而新的一體化結(jié)構(gòu)對驅(qū)動電路、液體模組結(jié)構(gòu)以及一體化電源進行了深入的研究。具備了傳統(tǒng)技術(shù)所不具備的優(yōu)點。第一，一體化結(jié)構(gòu)可以達到結(jié)構(gòu)件復用，使得結(jié)構(gòu)件數(shù)量減少，從而把物料的成本降到很低。第二，一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計可以最大限度的壓縮整機的邊框厚度和寬度，使電視在造型上達到目前人們的審美。第三，改進后的生產(chǎn)線使得整機組裝和模組組裝結(jié)合在同一個生產(chǎn)流水線上，減少了人力，避免了以往屏體的運輸或周轉(zhuǎn)等帶來的用費，節(jié)約了時間，減少了用費。提高了生產(chǎn)效率，從而降低了產(chǎn)品成本，增加了收益。

3.一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

3.1 普通液晶模組的構(gòu)成

一般意義上液晶模組結(jié)構(gòu)的核心是由以下幾部分組成，如下圖2所標示。

3.1.1 背光部分

要想使液晶電視變得輕薄，背光部分是開發(fā)的重要區(qū)域，它是電視機的發(fā)光源，主導液晶模組的發(fā)光裝置，它的重量和厚度在液晶模組中占相當大的比例。它主要含有以下部分：

背板（cover bottom）：是連接電視機后殼、信號主板PCB、液晶模組、電源等等，對其強度額要求很高;

反射片（reflector）：主要功能是反射光線，以免光流失;

擴散板（diffuserplate）：使得燈管發(fā)出的光均勻擴散;

擴散片（diffuser sheet）：對均勻擴散光起到進一步的促進作用;

增光片（prism）：主要功能使光線聚集，提高電視機的亮度50%;

膠框（guide panel）：固定光源和面板，起支撐作用;

絕緣片（insulator）：主要裝配在electrode PCB和cover bottom中間，避免有高壓電場的PCB與cover bottom導電，從而造成事故;

3.1.2 前框case Top

這包括兩部分：分離式與一體式。一體式易于組裝，但其造價成本高;分離式與此相反。主要功能使液晶面板得以固定。

3.1.3 液晶面板open Cell

這是液晶顯示屏的關(guān)鍵部件，也即所稱的玻璃，無論是原材料的選擇，還是制造工藝、制造設(shè)備的要求都很高。

3.2 通常液晶電視結(jié)構(gòu)邊緣的局部剖面由以下構(gòu)成

如圖1所示：虛線部分是顯示屏構(gòu)件，實線部分是整機結(jié)構(gòu)件。整機部分的核心結(jié)構(gòu)件包含后殼、面板以及固定顯示屏的壓條等等。安裝的時候，先把顯示屏固定在面殼力，用壓條等固定顯示屏，然后安裝其他部件，最后一步固定后殼即可。

圖1 普通液晶電視結(jié)構(gòu)邊緣局部剖面圖

3.3 一體化結(jié)構(gòu)技術(shù)方案（如圖2所示）

整機模組的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案如下：分拆原來的顯示屏背光模組結(jié)構(gòu)，之后結(jié)合整機的前殼和后殼進行整體設(shè)計。面殼，也即前框和大后殼，也即背板，可以共同供模組和整機使用，其中原來電視顯示屏的背光部分的關(guān)鍵部件和玻璃都安裝在背板與面殼形成的封閉空間的內(nèi)側(cè)，和原來的顯示屏體大致相同。這樣原來整機的后殼就可以減少到只遮蓋電路板的小后殼即可。

普通電視的整機結(jié)構(gòu)和通常整機模組的一體化結(jié)構(gòu)的安裝方式差不多相近：首先把液晶玻璃安在面殼里，接下來安裝背光部分，之后把背板蓋上，最后安裝整機模組的其他部件并把小后殼蓋上。

圖2 一體化結(jié)構(gòu)電視邊緣局部剖面圖

如圖3所示：這為一般模組的一體化結(jié)構(gòu)邊角的局部剖視圖和基本的安裝流程。這一過程是在原有的整機結(jié)構(gòu)形式上發(fā)展而來的一種新型的一體化結(jié)構(gòu)形式。從前部分依次向后部分安裝，安裝的過程中不需要翻轉(zhuǎn)。首先仍是把玻璃安裝到面殼里，之后把模組的面殼和中框連在一起，把液晶玻璃固定在中框和面殼中間，之后依著中框按順序安裝光學膜片、導光板，之后蓋上反射膜，接下來蓋上背板，然后在背板上安裝其余的部件，這樣就完成了整機的安裝。

圖3 常規(guī)一體化結(jié)構(gòu)局部剖視圖及裝配流程

如上所述的安裝過程看起來簡單而且易于操作，實際在后續(xù)實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了一系列的問題。第一，這種結(jié)構(gòu)的安裝是以面殼為基準，而面殼一般采用的是塑膠件，塑膠件的特點是尺寸精度要求相對低，但其熱膨脹系數(shù)比較大。和面殼相比，面殼一般為框式結(jié)構(gòu)，如果用塑膠件，就會出現(xiàn)裝配變形的問題。因此，一方面，在組裝光學膜片和液晶玻璃得利用工裝等輔助加以定形，這樣對裝配的效率造成影響。另一方面，光學部件的安裝一般以中框為基準，而中框又以面殼為安裝標準，這樣使得精度達不到，整機背光的光學性能得不到控制。總之，這樣的工藝使得生產(chǎn)一臺電視機所需的勞動時間增加，成本增加，勞動生產(chǎn)率降低，不能達到目前發(fā)展的要求。

3.4 一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

鑒于上述論述中原有的模組結(jié)構(gòu)的弊端，以下將以原來的模組結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對電視的一體化結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。

如圖4所示：我們對電視的裝配方式進行調(diào)整：首先把背板作為基準，安裝背光部分于背板內(nèi)，然后再安裝液晶玻璃，之后安裝前框，也即面殼，通過翻轉(zhuǎn)，再安裝整機模組的其他部分。這種安裝順序?qū)τ谏a(chǎn)檢測有利，從而提高生產(chǎn)率。

如圖4所示：這是電視一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計之后的局部剖面圖和簡單的安裝流程圖。這一安裝流程為：首先把背板作為基準，先安裝燈條，放入反射膜、導光板、光學膜片，之后在背板上安裝模組的中框，使得背光部分被壓住，之后才可以把液晶玻璃安裝在中框上，蓋面殼，用卡鉤結(jié)構(gòu)固定，翻轉(zhuǎn)，連接背板與面殼。必須依這樣的順序來。這樣安裝的好處是使得整機模組中邊框的寬度變大，實現(xiàn)審美大的要求。

圖4 一體化優(yōu)化結(jié)構(gòu)的局部剖視圖及裝配流程

對比兩種安裝方式可發(fā)覺：電視一體化優(yōu)化設(shè)計后的安裝方式與傳統(tǒng)的安裝方式完全相反，而且在安裝的過程中需要翻轉(zhuǎn)，這樣的安裝方式看起來很繁瑣，但卻在實際的生產(chǎn)中發(fā)揮著很大的作用。這樣的安裝以背板為基準，背板要求的材料一般為鈑金件，這樣尺寸精度就會提高，更主要的是背板是整個的一個大結(jié)構(gòu)，在安裝過程中不易產(chǎn)生變形，這與面殼的框式結(jié)構(gòu)截然不同。

4.結(jié)語

通過對液晶電視一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，改變了原來的安裝程序，攻破了原有的難題，降低了企業(yè)的成本。實現(xiàn)了目前消費者對于電視性能和審美的要求。相信通過不斷地創(chuàng)新，電視會越來越滿足人們的需求。

參考文獻

[1]沈永明.數(shù)字高清電視接收DIY[J].中國電力出版社，2010（4）.

[2]周超明.UGNX數(shù)據(jù)編程技術(shù)基礎(chǔ)及應用[J].清華大學出版社，2006（7）.

[3]劉暢.數(shù)字電視知多少[J].國防工業(yè)出版社，2007（8）.

[4]楊艷花.數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展和前景[J].甘肅省天水市麥積區(qū)文化廣播影視局.科技信息，2011（14）.

[5]徐千正.王玉年.液晶電視整機模組一體化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D].日用電器，2012（5）.

[6]郭敏強.平板電視的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化[J].計算機科技與技術(shù)，2010.