超薄LED背光模組設(shè)計①

鄒文聰++石德福

摘 要：該文主要介紹超薄LED背光模組設(shè)計的方案及實現(xiàn)。通過分析傳統(tǒng)液晶電視結(jié)構(gòu)設(shè)計，著眼未來電視造型薄型化趨勢，針對側(cè)光式背光模組結(jié)構(gòu)，提出了可實現(xiàn)的新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計解決方案，文章詳述通過一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)LED背光模組的厚度僅為0.88cm，同時液晶電視整機的厚度也為0.88cm，解決當(dāng)前超薄液晶電視中LED背光模組的結(jié)構(gòu)設(shè)計難點，為設(shè)計師在超薄液晶電視中LED背光模組結(jié)構(gòu)設(shè)計方面提供一定的參考，以更好應(yīng)對市場對超薄液晶電視的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：液晶電視 LED背光模組 側(cè)光式 直下式 一體化 超薄 光學(xué)材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TN312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0122-03

1 傳統(tǒng)背光模組設(shè)計分析

電視從CRT時代走入液晶時代，也帶來了背光模組技術(shù)。因液晶玻璃無法自發(fā)光，背光模組便成為了液晶電視必不可少的零件之一。背光模組大體結(jié)構(gòu)是由前框、中框、光學(xué)膜片、導(dǎo)光板（擴(kuò)散板）、光源、后框組成，根據(jù)光源的位置不同分為直下式（圖1）和側(cè)光式（圖2）。直下式背光模組的光源位于出光面的下方，線（點）光源通過反射片的反射和擴(kuò)散板及光學(xué)膜片的擴(kuò)散，轉(zhuǎn)化為均勻的面光源，光源與擴(kuò)散板間存在一定的混光距離。與之不同，側(cè)光式背光模的光源則位于發(fā)光面的側(cè)邊，線（點）光源通過導(dǎo)光板的網(wǎng)點和光學(xué)膜片的擴(kuò)散，轉(zhuǎn)化為均勻的面光源，側(cè)光式背光模組在薄型化上比直下式更有優(yōu)勢。

隨著液晶電視的發(fā)展，人們對液晶電視的外觀追求越來越高，特別是OLED驚艷問世，給液晶行業(yè)帶來了極大的震撼。面對OLED的超薄挑戰(zhàn)，液晶電視的超薄化設(shè)計是當(dāng)務(wù)之急，而這也是背光模組急切需要解決的問題。

2 超薄LED背光模組結(jié)構(gòu)設(shè)計

液晶電視的超薄設(shè)計實際上是背光模組的超薄化設(shè)計，優(yōu)化背其結(jié)構(gòu)設(shè)計則是解決問題的根本。鑒于直下式背光模組需要一定厚度的混光距離來解決視效問題，該研究者主要從側(cè)光式背光模組結(jié)構(gòu)上來闡述超薄化背光模組的設(shè)計。

在傳統(tǒng)側(cè)光式背光模組中，液晶模組通常當(dāng)作液晶電視的一個獨立的零件，整機結(jié)構(gòu)還需要面殼、后殼、主板支架等，即使是目前流行的一體化設(shè)計，多是將整機面殼和背光模組的前框合二為一，依舊存在著整機后殼和背光模組的背板。目前主流液晶模組厚度都在1.4cm左右，加上后殼整機厚度最薄處也有1.7cm，那么如何設(shè)計將整厚度降到1.0cm以下呢？可否將整機后殼和背光模組的背板合二為一呢？背光的結(jié)構(gòu)如何突破才使整機更薄，提升與OLED電視的競爭力呢？

為了解決整機后殼和背光模組背板合二為一的問題，我們需要了解背光模組背板的作用。在背光模組中，背板作為結(jié)構(gòu)主體存在，關(guān)系著整體背光模組的強度、平面度，同時背板連接著中框、前框，固定光學(xué)膜片、燈條、導(dǎo)光板等，作用其及重要。

驚艷問世的OLED是極薄的，整機效果如同平板經(jīng)過曲面化則成。那么，在超薄LED背光模組設(shè)計中，我們可以借鑒其效果，將背光模組的背板做成光滑的平面，同時作為整機的后殼，達(dá)到合二為一的效果。平板背板我們可以采用鋁板、鋼化玻璃，或者其他剛性強重量輕的材料，在該方案中選用2.0厚的鋁板。材料的選擇可以解決傳統(tǒng)背板的強度平面度方面的需求，但對于光學(xué)膜片、導(dǎo)光板和燈條的固定如何實現(xiàn)呢？以下該研究者通過單長入光背光模組設(shè)計提出設(shè)計解決方案。

背板平面化后，光學(xué)材料的固定需要通過其它材料來實現(xiàn)。參考傳統(tǒng)背板四周折邊來實現(xiàn)光學(xué)材料的固定，該研究者提出采用型材中框的解決方案。型材中框通過拼接做成U型，為了保證U形型材中框的角度和強度，在型材中框的角落設(shè)計了角架，用螺絲將其固定在型材中框角落處。U形型材中框與平板背板的固定，采用傳統(tǒng)的背鎖螺絲固定，這樣既保證了型材中框與平面背板的結(jié)合強度，也滿足電視的美觀需求。

型材中框與平面背板鎖附于一體后便等同了傳統(tǒng)的背板，那么我們就可以在型材中框上設(shè)計光學(xué)材料的固定結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)光板的固定我們采用與傳統(tǒng)背光模組的固定方式，通過非入光側(cè)的角落RUBBER限位，保證了導(dǎo)光板的固定，同時滿足導(dǎo)光板在高溫吸濕的膨脹需求。為了保證產(chǎn)品的可靠性，該方案導(dǎo)光板選用3.0厚度的材料。對于膜片的固定則在型材中框上設(shè)計凸臺掛鉤，用來吊掛光學(xué)膜片，視尺寸大小需求設(shè)計不同數(shù)量的掛鉤。

此外，背光模組中光學(xué)材料還有燈條的固定方案待解決。傳統(tǒng)燈條固定是將燈條通過導(dǎo)熱膠貼在散熱鋁條上，散熱鋁條通過螺絲固定在背板上。為了解決LED的散熱問題，保證其可靠性，我們?nèi)匀槐Ａ羯釛l，因背板設(shè)計為平面結(jié)構(gòu)，我們將其鎖在背板的后面，這樣很好地解決了其固定的問題。因型材中框的設(shè)計為U形，在入光側(cè)還需增加一支撐條來承載液晶玻璃，支撐條折邊與散熱條鎖附。

為了液晶模組更加薄型化，該研究者借鑒了LGD的無框電視，取消了液晶模組的前框（面殼），讓產(chǎn)品更薄更時尚。而沒有了前框（面殼），液晶玻璃如何固定呢？

LGD的無框液晶模組采用的是液晶玻璃粘貼卡扣，采用側(cè)固定條插入卡扣中，然后將側(cè)固定條側(cè)鎖固定于背板。但此種固定方式不美觀，無法直接應(yīng)用于超薄無框模組的構(gòu)想中。而以往的液晶電視中，我們采用過大受歡迎的封屏技術(shù)，鑒于此技術(shù)的成功，我們將其移植至無框液晶模組中，采用膠粘技術(shù)實現(xiàn)液晶面板與背光模組的固定。在液晶玻璃粘貼雙面膠選用泡棉膠，以解決背光模組不平面時帶來的漏光問題。

至此，超薄背光模組設(shè)計基本完成，以下給出其剖視圖，從前文所述的材料選擇來計算，新方案的背光模組厚度僅為0.88cm，同時這也就是整機的厚度，0.88cm的厚度遠(yuǎn)小于現(xiàn)有液晶電視的厚度，幾乎可以同0.43cm的OLED電視媲美了。

超薄背光模組新方案的裝配同樣采取正裝方式，中框與背板（后殼）通過螺絲鎖附固定，再將散熱條（燈條）鎖固于背板，再依次組裝反射片、導(dǎo)光板、光學(xué)膜片。傳統(tǒng)工藝相比，差異在于液晶玻璃的組裝，該方案采用膠粘方式解決液晶玻璃的固定，是方案實現(xiàn)的難點之一，需要我們在后繼的工作中重點研究解決，此外背板的材料選擇也是我們深入研究的方向。

3 結(jié)語

該文針對側(cè)光式背光模組提出側(cè)光式超薄背光模組的設(shè)計方案，方案采用平面化背板和U形型材中框的設(shè)計，簡化模組背板的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)整機平面化、超薄化的新穎造型，提升產(chǎn)品的競爭力。面對OLED的挑戰(zhàn)，背光模組原有設(shè)計的將無法滿足消費者對液晶電視超薄化的需求，而超薄背光模組則液晶電視提供了與OLED相媲美的艷麗造型，更好應(yīng)對OLED對液晶電視產(chǎn)業(yè)的沖擊，超薄背光模組在未來的液晶電視領(lǐng)域具有巨大的市場潛力，但超薄設(shè)計如何保證產(chǎn)品可靠性和可制造性是設(shè)計師需要投入更大的努力，對設(shè)計師來說是一大挑戰(zhàn)，更具有廣闊的研究空間。

參考文獻(xiàn)

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