大尺寸超薄液晶電視設計分析

顧少明

四川長虹電器股份有限公司，四川綿陽 621000

隨著液晶模組和背光源技術的不斷進步，平板電視從CCFL （Cold Cathode Fluorescent Lamp， 冷陰極熒光燈管）背光源逐漸發展到LED背光源。整機的厚度也從原來的動輒100mm大幅降低。為了進一步體現其超薄的優勢，本文研究中通過結構設計優化，大幅降低液晶模組的厚度，使電視的厚度達到了驚人的11mm，處于行業領先水平。

1 液晶電視及模組結構簡介：

液晶電視的發展，經歷了從標準模組到模組一體機兩個發展階段。采用標準模組的電視，在模組前后分別包裹面框和后蓋，這種電視整機厚度相對較厚。隨著技術的融合，一體機逐漸成為主流，整機廠商僅購買模組內部的O/C(Open Cell)，自行將模組與整機一體化設計與制造（面框與模組前鐵框合二為一），不但降低了成本，厚度也相應降低。

傳統LED液晶模組以LED為背光源，從前到后一般由前鐵框、膠條、O/C、膠框、光學膜片、導光板（LGP）、反射紙、背板以及燈條、線材、輔料等組成。LED背光源則依光源分布位置不同分為側光式和直下式，其中側光式根據燈條在顯示區域的不同又分為單短式，雙短式，底長式，整機厚度均明顯低于直下式，是目前液晶電視的主流。

2 大尺寸超薄液晶電視設計探索

2.1 結構設計

為了設計制造出超薄的有視覺沖擊力的LED TV，結構設計上需要在連接方式、材料、整機模組一體化方案上做出改進，在減薄的同時，光學性能、散熱性能、機械強度的滿足成為關鍵和難點。

分析常規的設計，前面框厚度、背板與后蓋的雙層疊加厚度是制約整機厚度的主要因素。將傳統的塑膠面框更改為不銹鋼或鍍鋅板沖壓（外表面噴涂處理）成型，厚度可大幅降低，同時外觀件的金屬材質運用，整機質感、檔次也得到提升。要有效解決背板與后蓋的雙層疊加厚度浪費問題，需要在保證整機光學、外觀、強度、散熱的前提下將兩構件合二為一。常規的背板設計，因強度需要，設計上普遍采用了整體引伸結構，引伸深度在5mm～6mm，為了滿足外觀需要，還需用塑膠后蓋零件包裹模組背板，塑膠件壁厚一般在2.5mm～3.5mm。另外為了將后蓋緊固螺釘頭隱藏，后蓋的凹臺結構也需要2mm～3mm。如此累加，僅疊加因素造成的厚度損失將多達8mm左右。

在反復的實踐中，蜂窩鋁板配以鋁型材中框，通過輔助工裝采用金屬膠粘接可很好的滿足以上所有要求。蜂窩鋁板是結合航空工業復合蜂窩板技術而開發的金屬復合板，采用“蜂窩式夾層”結構（以表面涂覆耐候性極佳的裝飾涂層之高強度合金鋁板作為面、底板與鋁蜂窩芯經高溫高壓復合制造而成的復合板材）不僅滿足了模組對平整度、散熱、強度的所有要求，板材材質、表面處理、色彩等也有眾多選擇，可以很好的滿足電視外觀的時尚要求。此方案的具體的結構方式見下圖——超薄側光式液晶電視結構。裝配時，蜂窩鋁板①通過液體金屬膠將特殊截面的鋁型材中框②固定。依次放入反射紙⑤導光板⑥光學膜片⑦后，模組膠框④通過卡扣結構與中框②固定。再依次放入膠條⑧及O/C⑨后，前鐵框③通過卡扣結構與膠框④固定。

按此方案裝配后整機厚度僅11mm，遠超目前行業普通液晶電視的厚度。其關鍵部件的厚度數據如下：蜂窩鋁板3mm；導光板2mm（采用薄形化設計）；前鐵框0.6mm。另外，因裝配結構的創新，蜂窩鋁板后蓋外表面實現了無螺釘設計，外觀效果出眾。

超薄側光式液晶電視結構

2.2 光學設計

為達到降低模組厚度的目的，在導光板的選用上，選取了2mm厚PMMA絲印導光板，膜片架構為下擴散片+90度復合膜+下擴散片。具體的光學參數如下表1。

表1 LED背光源組光學規格參數

2.3 散熱設計

由于電視背板采用鋁基蜂窩板，通過燈條散熱器的有效接觸，可大幅提高傳導、對流、輻射散熱的效率，與常規液晶電視相比，散熱效果也大幅提高。

3 測試結果

本文設計的大尺寸超薄液晶電視LED背光模組采用的是底長側光式結構，光源采用200顆4014型LED燈珠，背光模組及整機厚度僅為11mm，其中中心亮度為300nits，亮度的均齊度達到75%， LED背光源組的功率為93W。

此設計目前已完成光學、強度、散熱等相關測試，滿足各項性能要求。相關技術已申請技術專利，整機也即將進入批量生產。

4 結論

在大尺寸超薄液晶電視的設計中，通過背光模組和整機的一體化融合設計、新的模組背板材料的應用以及背光模組結構方案的創新，可以大幅優化電視整機的厚度，實現超薄的目的。本文設計的超薄液晶電視已達到業內先進水平，具有較高 的市場價值。

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