高可靠性車載顯示屏研制

楊錦喜，鐘建坤，曾文波

（1.龍川耀宇科技有限公司，廣東 龍川 517388；2.河源職業(yè)技術(shù)學院，廣東 河源 517000）

隨著科技的飛速發(fā)展及新能源動力車輛的支持政策的落地與推廣，電動摩托車，電動汽車作為一種交通工具越來越受到人們的青睞，基于此，對用于電動摩托車，電動汽車等車輛的儀表車載顯示屏的開發(fā)與應用也應運而生。該車載顯示屏作為顯示機車狀況的一種設備，是司機獲取車輛信息的主要來源。因此，高可靠性的車載儀表顯示屏越顯重要。

隨著人們對車載顯示屏可靠性與安全性的要求越來越嚴格，傳統(tǒng)的車載儀表顯示模組已無法滿足于特定的工作環(huán)境。其產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性與可靠性也受限于工作環(huán)境，不能滿足現(xiàn)代人們的需求。伴隨技術(shù)的進步，顯示技術(shù)的應用領(lǐng)域也在不斷擴展。機車儀表用車載顯示模組中，在未來的市場上，出于對產(chǎn)品溫度環(huán)境適應性、視角和成本各方面的考慮，新一代液晶顯示技術(shù)趨向于選擇超寬溫，高可靠性，寬視角車載顯示器件。

1 前期研究部分平臺與基礎(chǔ)

1.1 前期平臺支持等情況

本課題前期平臺項目支持等情況見表1。

表1 前期平臺項目支持等情況

1.2 課題相關(guān)單位取得部分知識產(chǎn)權(quán)

本項目企業(yè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，企業(yè)相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)見表2。

表2 企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)情況表

2 高可靠性車載顯示屏的開發(fā)思路

2.1 高可靠性車載顯示屏技術(shù)思路

針對上述引言中技術(shù)中存在的不足之處，本文提供一種高可靠性車載顯示屏，該工藝可靠性高，減少了不良因素造成的經(jīng)濟損失。帶有邊框附近亮線控制。對邊框附近亮線控制技術(shù)進行改進，免除外絲印四周漏光問題，使得產(chǎn)品可靠性、良率提升。

為實現(xiàn)上述目的，本方案提供一種高可靠性車載顯示屏。采用寬視角VA技術(shù)，對比度高、可視性好，經(jīng)曝光、印PI、TOP、摩擦、噴粉、切割組合、灌晶和貼片等工序制作成寬視角車載顯示模組可靠性高，產(chǎn)品的可視性好。

該顯示屏帶有邊框附近亮線控制的結(jié)構(gòu)。包括LCD邊框、置于LCD邊框內(nèi)的液晶層和安設在液晶層上的多個樹脂球，所述液晶層的上下2個側(cè)邊與LCD邊框的對應側(cè)邊之間均連接有PI導向膜層；所述液晶層的左右2個側(cè)邊與LCD邊框的對應側(cè)邊之間均設置有硅球，每個硅球的外周邊緣與下PI導向膜層的2末端邊緣之間均連接樹脂BM層，硅球與樹脂BM層連接后形成LCD邊框的屏蔽遮光層；且所述硅球的直徑和樹脂BM層的厚度均為微米級。

2.2 項目團隊構(gòu)成思路

研究團隊擁有省級工程技術(shù)研究中心技術(shù)負責人，項目財務負責人及公司頂尖技術(shù)人員，并聯(lián)合區(qū)域高等院校高級技術(shù)技能人才參與項目中，其中高級職稱人員不少于2人。形成管理、研發(fā)和生產(chǎn)一條龍，組成合理的專業(yè)研發(fā)團隊。

項目主要負責人為公司省級工程技術(shù)研究中心負責人，對顯示行業(yè)技術(shù)具有多年沉淀積累，對行業(yè)發(fā)展有較獨到的方向和追求，一直崇尚穩(wěn)健經(jīng)營，穩(wěn)健發(fā)展，力求做到行業(yè)較領(lǐng)先品牌地位。在項目負責人的帶領(lǐng)下，企業(yè)力爭自研或引進高端全自動液晶顯示模組生產(chǎn)設備和工業(yè)技術(shù)，用于先進的LCD生產(chǎn)線及強大的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)及品質(zhì)管理隊伍。

2.3 產(chǎn)學研合作機制及任務分工思路

企業(yè)內(nèi)部設立研究開發(fā)部門，聯(lián)合高等院校組建了一支項目團隊，項目成員在液晶顯示屏方面具有豐富的研發(fā)經(jīng)驗。公司與院校之間積極溝通，相互協(xié)作，共同促進液晶顯示技術(shù)的進步。人員安排思路、項目各模塊分工情況見表3。

表3 項目各模塊分工情況表

3 項目風險評估

3.1 技術(shù)風險

項目承擔單位多年來專注于液晶顯示屏的研發(fā)生產(chǎn)，已經(jīng)積累了大量的研發(fā)經(jīng)驗，研發(fā)出了一系列科技含量較高、性能指標好的液晶顯示屏產(chǎn)品。

（1）技術(shù)實力：項目承擔單位已有多年液晶顯示屏自主研發(fā)技術(shù)經(jīng)驗，并建有市級工程技術(shù)研究中心、省級工程技術(shù)研究中心，企業(yè)為省級創(chuàng)新型企業(yè)試點單位，省級科技型中小企業(yè)入庫，獲得省級2018年度優(yōu)秀科技成果獎1項，1項科學技術(shù)成果鑒定。

（2）研發(fā)團隊：項目承擔單位擁有一支技術(shù)基礎(chǔ)較扎實、研發(fā)能力較過硬的研發(fā)團隊，在項目參與成員的指導下，已經(jīng)確立了合理的規(guī)劃，進行了有序的分工，并通過了完善的制度來促進其順利實施。

（3）產(chǎn)學研優(yōu)勢：項目承擔單位歷來注重產(chǎn)學研合作，并已與國內(nèi)一流的研究機構(gòu)和高校建立了密切的合作關(guān)系，多次共同就相關(guān)領(lǐng)域的前沿課題進行了研究。

3.2 人才風險

（1）項目承擔單位制定了完善的科研管理制度，如《知識產(chǎn)權(quán)管理辦法》《研究開發(fā)經(jīng)費管理辦法》《研發(fā)項目管理制度》《產(chǎn)學研合作管理辦法》等。

（2）項目承擔單位提供了良好的福利待遇，專門為研發(fā)人員制定了各項激勵措施和辦法，如《研究開發(fā)人員考核獎勵制度》等，提供了良好的發(fā)展空間，根據(jù)公平、公開和公正的考核制度，協(xié)助每一位員工根據(jù)自身特點和發(fā)展方向，制訂員工職業(yè)生涯發(fā)展規(guī)劃。

（3）企業(yè)注重后備人才的培養(yǎng)和經(jīng)驗、技術(shù)的傳承，每年組織多次培訓，邀請行業(yè)內(nèi)專家進行授課，并且采取“老帶新”的方法，促進新老員工之間的交流和互助，大大減小因人員流動而造成的技術(shù)流失等風險，保證了項目的順利進行。

3.3 市場風險及政策風險

項目承擔單位是一家專門研發(fā)生產(chǎn)液晶顯示的公司，該項目相關(guān)技術(shù)研究起步較早，產(chǎn)品具有較強的競爭力。且項目承擔單位擁有較穩(wěn)定的客戶資源和良好的品牌形象。

項目產(chǎn)品屬于光電技術(shù)，嵌入式液晶顯示領(lǐng)域，符合《國家重點支持的高新技術(shù)領(lǐng)域》的具體領(lǐng)域要求。同時也是《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要（2008—2020年）》中大力發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，和《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南》中優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域，屬于《高新技術(shù)企業(yè)認定管理辦法》國家重點支持的半導體發(fā)光技術(shù)。

4 高可靠性車載顯示屏案例實施

針對高可靠性車載顯示屏，項目組總結(jié)出高可靠性車載顯示屏系統(tǒng)工藝配方開發(fā)流程，并通過對所涉及各流程的不同工藝配比進行試驗評估，研究出高可靠性車載顯示屏各流程不同工藝配比對產(chǎn)品性能的影響，同時，開發(fā)出各種不同型號的高可靠性顯示屏。模塊結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 模塊結(jié)構(gòu)圖

主要元件符號說明如下：1.LCD邊框；2.液晶層；3.樹脂球；4.上PI導向膜層；5.下PI導向膜層；6.硅球；7.樹脂BM層；8.信號電極；9.掃描電極；11.上邊框?qū)樱?2.下邊框?qū)樱?3.邊框膠層；111.上偏光片；112.上極板；121.下偏光片；122.下極板。

具體案例實施如下。

本案例高可靠性顯示屏的結(jié)構(gòu)，包括高可靠性車載顯示屏。其中包括LCD邊框1、置于LCD邊框1內(nèi)的液晶層2和設置在液晶層2上的多個樹脂球3，液晶層2的上下2個側(cè)邊與LCD邊框1的對應側(cè)邊之間均連接有PI導向膜層，液晶層2的上側(cè)邊與LCD邊框1的對應側(cè)邊之間連接的是上PI導向膜層4，液晶層2的下側(cè)邊與LCD邊框1的對應側(cè)邊之間連接的是下PI導向膜層5。

液晶層2的左右2個側(cè)邊與LCD邊框1的對應側(cè)邊之間均設置有硅球6，每個硅球6的外周邊緣與下PI導向膜層5的兩末端邊緣之間均連接樹脂BM層7，硅球6與樹脂BM層7連接后形成LCD邊框1的屏蔽遮光層；且硅球6的直徑和樹脂BM層7的厚度達微米級。

相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本案例提供的顯示屏結(jié)構(gòu)，提供了屏蔽邊框附近亮線的功能。在液晶層2的左右2個側(cè)邊與LCD邊框1的對應側(cè)邊之間均設置有硅球6，每個硅球6的外周邊緣與下PI導向膜層5的兩末端邊緣之間均連接樹脂BM層7，硅球6與樹脂BM層7連接后形成LCD邊框1的屏蔽遮光層；該結(jié)構(gòu)的改進，在不污染PI導向膜層的情況下，形成屏蔽遮光層，使成品在不經(jīng)過外絲印遮光的情況下，直接呈現(xiàn)出全屏均勻黑底的狀態(tài)。同時，不需要在LCD邊框內(nèi)混入硅球，有效避免部分硅球壓在樹脂BM層上導致盒內(nèi)厚度不均的現(xiàn)象出現(xiàn)。本案例具有可靠性高、成本低及適用范圍廣等特點。

在本實施案例中，LCD邊框1包括上邊框?qū)?1、下邊框?qū)?2和2個邊框膠層13；上邊框?qū)?1和下邊框?qū)?2的左右2側(cè)邊之間通過對應的邊框膠層13連接后形成該LCD邊框1；且硅球6通過對應的邊框膠層13在LCD邊框1內(nèi)。上邊框?qū)?1包括由上至下依次層疊的上偏光片111和上極板112；且上極板112與上PI導向膜層4之間設置有與液晶層2電連接的信號電極8。下邊框?qū)?2包括由下至上依次層疊的下偏光片121和下極板122；且下極板122與下PI導向膜層5之間設置有與液晶層2電連接的掃描電極9。其中樹脂BM層7的厚度、硅球6的直徑和樹脂BM層7的厚度均可達微米級別。

5 結(jié)束語

本文就一種高可靠性車載顯示屏LCD的研制進行研究。闡述了課題研究相關(guān)背景，前期研究部分平臺及基礎(chǔ)，后又研究項目相關(guān)風險評估，高可靠性顯示屏的開發(fā)思路，高可靠性顯示屏的案例實施。本文開發(fā)的高可靠性顯示屏與現(xiàn)有技術(shù)相比，本文方案提供的高可靠性車載顯示屏的結(jié)構(gòu)及其工藝，采用寬視角VA技術(shù)，對比度高、可視性好，經(jīng)曝光、印PI、TOP、摩擦、噴粉、切割組合、灌晶和貼片等工序制作成寬視角車載顯示模組可靠性高，產(chǎn)品的可視性好。設計一種特殊的LCD結(jié)構(gòu)，邊框附近有亮線控制。本項目顯示模組采用帶有邊框附近亮線控制，對邊框附近亮線控制技術(shù)進行改進，免除外絲印四周漏光問題，使得產(chǎn)品可靠性、良率提升。